轴承座课程设计说明书

目录第一部分工艺设计1 设计任务2 零件工艺性分析3 毛坯的选择4 工艺过程设计5 确定毛坯尺寸、机械加工余量及工艺尺寸第二部分夹具设计1 设计任务2 确定定位方案、选择定位元件3 夹紧机构的选择和设计4 定位误差的计算5 对刀装置的选择6 夹具在机床上的定位和夹紧小结参考书目第一部分工艺设计1.设计任务本次所要加工的零件为轴承座，以下为轴承座示意图：材料：45号钢零件生产纲领：中等批量2.零件工艺性分析零件材料为45号钢，优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板、梢子、导柱等，但须热处理。

调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。

但表面硬度较低，不耐磨。

可用调质＋表面淬火提高零件表面硬度。

一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质＋表面淬火高。

其表面含碳量0.8－－1.2％，芯部一般在0.1－－0.25％（特殊情况下采用0.35％）。

经热处理后，表面可以获得很高的硬度（HRC58－－62），芯部硬度低，耐冲击。

以下是轴承座需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：（1）.考虑到轴承孔的平行度公差，Φ47K6003.0013.0+-mm轴承孔可以用铣镗床镗孔；（2）.轴承孔的侧面和和其他端面都可以考虑用铣床进行加工； （3）.工件底面的平面度公差和底面的粗糙度要求，底面需要进行精加工铣削。

（4）.两个Φ8的定位销由于有较高的粗糙度要求，有需要进行精加工。

3.毛坯的选择由于零件的材料为45钢，零件的形状规则，同时由于零件属于中批生产，零件的轮廓尺寸不大，为了便于生产故选用模锻毛坯。

模锻加工工艺的几点优势：①由于有模膛引导金属的流动，锻件的形状可以比较复杂；②锻件内部的锻造流线比较完整，从而提高了零件的机械性能和使用寿命。

③锻件表面光洁，尺寸精度高，节约材料和切削加工工时；④生产率较高；⑤操作简单，易于实现机械化；⑥生产批量越大成本越低。

从零件材料及力学性能要求，零件的结构形状与大小，生产类型，现有生产条件，充分利用新工艺、新材料等多方面综合考虑选择模锻加工工艺中的锤上模锻。

由于零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，所以可以选用型材直接进行加工，以提高生产效率，节约成本。

毛坯的尺寸通过确定加工余量后来确定，选取立方体毛坯尺寸为：40*112*72，如图：4.工艺过程设计4.1 定位基准的选择1. 粗基准的选择：以轴承孔两侧毛坯为主要的定位粗基准2. 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以已加工底面为主要的定位精基准,Φ9mm 的螺栓孔为定位精基准。

4.2 零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有:轴承孔、平面、端面。

以下为部分表面的加工方法做出说明：（1）.Φ47K7003.0013.0+-轴承孔：精度等级：IT6； 表面粗糙度：Ra1.6 μmm 总加工余量：3mm 能达到此要求的加工经济精度的加工路线如下：粗镗孔（加工余量7mm) → 半精镗(加工余量1mm ）→ 精镗 （2）.工件底面精度等级：IT7； 表面粗糙度：Ra1.6 μmm 总加工余量：3mm 加工路线如下：粗铣（加工余量1mm ） → 半精铣（加工余量0.2mm ） → 精铣→ 粗磨 4.3制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用卧式铣床、摇臂钻床、卧式车床及专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。

除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序1 锻造毛坯。

工序2 粗铣前后端面，保证尺寸30mm和表面粗糙度Ra6.3。

工序3 粗铣工件上表面和底面，保证上表面粗糙度Ra6.3的要求。

工序4 粗铣工件上部部分左右端面，保证尺寸77mm和表面粗糙度Ra6.3,工件底座厚度16mm。

工序 5 粗铣工件上部部分，使之厚度达到18mm，两面粗糙度Ra6.3。

工序6 粗铣工件上部两个斜面，保证尺寸20mm和表面粗糙度Ra6.3。

工序7 调质处理235HBS。

工序8 半精铣、精铣工件底面至底部厚度尺寸15.2mm。

工序9 精磨工件底面至底面厚度尺寸15mm，表面粗糙度Ra1.6。

工序10 在距离底面29mm处的工件中心扩孔至Φ44，半精镗至Φ46，精镗至Φ47，保证表面粗糙度Ra1.6和与地面的平行度。

工序11 在工件底座钻两个Φ9通孔，保证尺寸要求。

工序12 与两个Φ9通孔同圆心扩尺寸Φ13孔，再半精镗至Φ14，下表面粗糙度Ra3.2。

工序13 去毛刺工序14 发黑工序15 总检入库5.确定毛坯尺寸、机械加工余量及工序尺寸5.1 确定毛坯的尺寸最终要求：工件的总高度为64mm，总长度为126mm，侧面宽度为30mm。

工件底座部分采用粗铣→半精铣→精铣→粗磨，粗铣加工余量为2mm，半精铣加工余量为1mm，精铣加工余量为0.7mm，粗磨加工余量0.3mm,故工件底座高度为5mm。

工件上端有一个高度为20mm 的斜面，预留加工余量2mm。

故工件总高度为：64+2+2+1+0.7+0.3=70mm。

工件四端面均需要进行铣削加工，每一端预留2mm加工余量，故工件底座矩形的毛坯尺寸为：34*130mm。

5.2 确定加工余量、工序尺寸及表面粗糙度以下对工件的部分表面进行说明并计算其工艺尺寸（1）.工件下端面厚度（2）.轴承孔的工序尺寸5.3粗铣底平面1)底面由粗铣和精铣两次加工完成，采用三面刃圆盘铣刀（高速钢），铣刀的规格为Ф120x12，机床的型号………专用机床2)刀具：YG6硬质合金端铣刀。

由于铣刀在工作时，是断续切削，刀齿受很大的机械冲击，在选择几何角度时，应保证刀齿具有足够的强度。

由α=100。

金属切削原理与刀具可取γo＝５0λs＝-100 K r=60003)加工要求:粗铣轴承座的下底面。

确定加工余量由毛坯图可知：总加工余量为3mm，《工艺设计简明手册》表1.4-8和表2.3-21可知精加工余量为1mm。

4)确定每齿进给量，由《切削加工简明实用手册》表3.5，YG6硬质合金端铣刀所允许的进给量为f=0.14-0.24mm/z。

但采用的不对称铣，f=0.14mm/z，ap=2mm。

5)计算切削用量由《切削加工简明实用手册》表 3.16，当d=125mm时，Z=12,ap<3.5mm,f<0.24mm/z时，Vt=97m/min，nt=248r/min，Vft=333mm/min。

各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89Ksv=Ksn=Ksv=1故：Vc=Vt*0.89*1=86.33m/minn=nt*0.89*1=220.7r/minVf=Vft*0.89*1=296.4mm/min由机床可得：n=235r/min Vf=375mm/min则实际切削速度和进给量为：min /m 3.9210002351251000＝粗ππx dnv ==z mm ncz Vfz F z /13.012*235375===校核该机床功率（只需校核粗加工即可）。

由《切削简明手册》表3.24得当174<HBS<207，ae ≦100mm ，ap ≦2.0mm d=125mm ，z=12，Vf=475mm/min 切削功率为P m =3.8kw<4.5kw 其所消耗量功率小于机床功率，故可用。

6) 计算基本工时min 15.0300735t =+==vf L m 5.4 精铣底平面1) 刀具和机床不变2) 由《切削加工简明实用手册》表 3.5得，要使表面粗糙度达到Ra1.6时，f=0.4-0.6mm/z ，ap=1mm 3) 决定切削速度和进给量由《切削加工简明实用手册》表 3.16，当d=125mm 时，Z=12,ap<1.5mm,f<0.1mm/z 时，Vt=124m/min ，nt=316r/min ，Vft=304mm/min 。

各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89Ksv=Ksn=Ksv=1 故：Vc=Vt*0.89*1=110.4m/minn=nt*0.89*1=281.2r/min Vf=Vft*0.89*1=270.6mm/min由机床X52K 可得：n=300r/min Vf=300mm/min 则 实际切削速度和进给量为：V 精 =πdn/1000=100030012514.3⨯⨯=117.75m/minFz=ncz Vfz=12*300300=0.08mm/z4) 计算基本工时tm=vf l =min33.03001288=+5.5, 铣其他侧面1) 选择机床：由于采用的是对称铣，故选择专用卧式机床X61 2) 刀具：YG6硬质合金 d=125mm 。

由表3.7得：刀具寿命T=180min由于所选择的刀具、机床与铣两直角边的刀具、机床完全相同，所以该工序中的参数大部分完全相同，只有最后的基本工时不相同。

故基本工时计算为： 铣轴承孔两侧的边：粗t =vf L =min 35.03001788=+ 精t =vfL =min 35.03001788=+铣轴承孔前后的边：粗t =vfL =min 15.0300738=+ 精t =vf L =min 15.0300788=+第二部分 夹具设计1.设计任务设计加工轴承座的Φ47K6003.0013.0+-mm 轴承孔镗孔时的夹具。

2.确定定位方案，选择定位元件方案一：为了减小误差，选择两个Φ14沉头孔以及底平面（一面两孔）作为定位基准。

如图：这种方法虽然简便，但对于沉头孔有一定的磨损，可能会造成沉头孔下表面表面粗糙度不能达到1.6，而且采用这种装夹方法需在卧式镗床上加工，较为麻烦，因此不是很可取。

方案二：从侧面夹紧限制自由度装夹方式如图:采用此种夹紧方式可以从各个自由度上将工件固定，也可以直接在立式镗床上加工中心的轴承孔，相比第一种方法实用性更强，故选用此种夹紧夹具。

主要夹具有：一个V形块，两个L形块。

五、设计心得为期近一月的工艺、夹具课程设计基本结束，回顾整个过程，我觉得受益匪浅。

课程设计作为机械设计制造及其自动化的重要教学环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。

本次课程主要经过了两个阶段。

第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。

第一阶段中认真复习了有关书本知识学会了如何分析零件的工艺性，学会了查各类工艺手册。

选择加工余量，确定毛胚的形状，大小等，绘制出了毛胚图。

又根据毛胚图和零件图构想出了两种工艺方案，比较其中较合理的方案来编制工艺。