轴承套加工工艺规程与

1 序言………………………………………………………………………………………………… 2

2 零件的分析………………………………………………………………………………………… 2

2.1 零件的作用………………………………………………………………………………… 2 2.2 零件的工艺分析…………………………………………………………………………… 2 2.3 零件的加工方案确定…………………………………………………………………………3 2.4 零件的加紧方案确定…………………………………………………………………………3 3 工艺规程设计……………………………………………………………………………………… 3

3.1 确定毛坯的制造形式……………………………………………………………………… 3 3.2 基面的选择………………………………………………………………………………… 3 3.3 制定工艺路线……………………………………………………………………………… 3 3.4 机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸的确定以及基本用时…………………………… 3 4 夹具设计…………………………………………………………………………………………… 7

4.1 定位基准的选择…………………………………………………………………………… 7 4.2 切削力及夹紧力的计算…………………………………………………………………… 7 4.3 定位误差分析……………………………………………………………………………… 8 4.4 夹具结构设计及操作简要说明…………………………………………………………… 8 结束语………………………………………………………………………………………………… 9 谢辞…………………………………………………………………………………………………… 10 参考文献……………………………………………………………………………………………… 11

1序言

本次的课程设计是我们在学完了大三的全部基础课，专业基础课以及大部分专业课后进行的。这是我们对这三年来所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学三年生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。

由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。

2零件的分析

零件图如下：

2.1零件的作用

题目所给轴承套是机械加工中常见的一种零件，在各类机器中应用很广泛，主要起支撑或导向作用。

2.2零件的工艺分析

一般套筒类零件在机械加工中的主要工艺问题是保证内外圆的相互位置精度（即保证内、外圆表面的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求）和防止变形。次轴承套的要求有如下：

(1) φ36js7外圆表面粗糙度要求是Ra1.6，对φ20H7孔的径向圆跳动公差为0.01mm，需要经过粗车——精车两步方能满足要求，设备为CA6140车床，夹具为专用车夹具，查《机械设计工艺手册》表2-10得

粗车 单边余量2Z=1.0mm 精车 单边余量2Z=1.0mm

(2) Φ42外圆表面粗糙度要求是Ra6.3，只需一步粗车即可满足要求，设备为CA6140车床，夹具为专用车夹具，查《机械设计工艺手册》表2-10得:

车 单边余量2Z=1.0mm

(3) Φ42端面表面粗糙度要求是Ra1.6，对Φ20H7孔轴线的垂直度公差为0.01mm,需要经过粗车——精车两步方能满足要求，设备为CA6140车床，夹具为专用车夹具，查《机械设计工艺手册》表2-12得

粗车 单边余量2Z=1.0mm 精车 单边余量2Z=1.0mm

（4）Φ20H7孔，表面粗糙度为Ra1.6，且其轴线对Φ42端面的垂直度公差为0.01mm,与Φ36js7外圆有位置度要求，需要经过钻——车——铰三步方能满足要求，设备为Z540钻床，CA6140车床，因孔径不大很难铸造成型，所以采用实心铸造。

(5 )工件上的其他加工面和孔，表面粗糙度要求均为Ra6.3，只需一步加工即可满足要求，且与其他面没有位置度要求，在此就不多做考虑。

2.3零件的加工方案的确定

轴承套外圆为IT7级精度，采用精车可以满足要求；内孔精度也为IT7级，采用铰孔可以满足要求。内孔的加工工序顺序为：钻孔 -- 车孔 -- 铰孔。

2.4零件的夹紧方案确定

由于外圆对内孔的径向圆跳动要求在0.01mm内，用软卡爪装夹无法保证。因此精车外圆是应以内孔为定位基准，是轴承套在小锥度心轴上定位，用两顶尖装夹。这样可以加工基准和测量机床一致，容易达到图纸要求。车削内孔时，应与端面在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直度在0.01mm以内。

3工艺规程设计

3.1确定毛坯的制造形式

该零件为机械轴承套，材料为ZQSn6-6-3，棒料，每批数量为200件，所以毛坯采用直接下料的方式制造。

3.2基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。

（1） 粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取中心孔为粗基准。

（2） 精基准的选择。精基准的选择是相对于粗基准而言的。对于此轴承套精基准的选择主要考虑到左端面与轴心线的垂直度要求、Φ36js7mm的外圆与轴心线的圆跳动要求以及外圆和内孔的尺寸精度要求。所以在加工外圆时用左端面和内孔作为精基准，用心轴定位，两顶尖装夹即可。

3.3 制定工艺路线

Ⅰ：下棒料215×φ45；

Ⅱ：钻中心孔；

Ⅲ：粗车外圆，空刀槽及两端倒角； Ⅳ：钻空φ20H7至φ20mm，毛坯成单件； Ⅴ：车、铰； Ⅵ: 精车外圆φ36Js7； Ⅶ：钻径向油孔φ4mm； Ⅷ: 检查入库；

3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

此轴承套的材料为ZQSn6-6-3，零件的最大径向尺寸为42mm，查《工艺手册》得，机械单边加工余量1.5。因为此轴承套为5件同时加工，割断刀尺寸为2mm，毛坯零件轴向尺寸为40.5mm，轴向单边加工余量为1.5mm，所以零件的毛坯尺寸可定为：Φ45mmx215mm。 分别确定个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. Φ42mm的外圆 工序名称 工序余量 工序尺寸 公差等级 尺寸公差 半精车 粗车 毛坯 1.4 1.6 Φ45 Φ42 Φ43.4 IT8 IT12 Φ42-0.039 Φ43.4-0.25 00 2. Φ36js7的外圆 工序名称 工序余量 精车 半精车 粗车 毛坯 0.5 1.4 7.1 Φ45 工序尺寸 Φ36 Φ36.5 Φ37.9 -- 公差等级 IT7 IT8 IT12 -- 尺寸公差 Φ36-0.0125 Φ36.5-0.039 Φ37.9-0.25 -- 00.01250 3. Φ24的内孔 工序名称 工序余量 扩 钻 毛坯 3.5 -- -- 工序尺寸 Φ24 Φ20.5 -- 公差等级 IT10 IT11 -- 尺寸公差 Φ240-- 0.084 Φ20.500.13 4.Φ20H7的内孔 工序名称 工序余量 精铰 粗铰 扩 钻 毛坯 0.06 0.14 1.3 -- -- 工序尺寸 Φ20 Φ19.94 Φ19.8 Φ18.5 -- 公差等级 IT7 IT9 IT10 IT11 -- 尺寸公差 Φ2000.021 Φ19.940Φ19.80Φ18.50-- 0.0520.0840.13 3.5确定切削用量及基本工时

工序Ⅲ：粗车外圆，空刀槽及两端倒角；

车外圆φ42长度为6.5mm时； 1、选择刀具；

外圆车刀，刀具几何形状：

＝60°，′=10°，

＝10°，

0＝5°，

s=0°，=1.0;⒉

2、选择切削用量

(1)确定切削深度：

由于余量为3mm.所以一次切削，ap=1.5mm (2)确定进给量：

查《切削用量简明手册》得，f=0.5mm/r (3)确定切削速度：

V= cv292TmA KV= =161m/min (2.70m/s) Pf0.18x4x0.4(4)确定机床主轴转速：

n1000V1000x2.7s=Πd =3.14x55 =15.72r/s (935r/min)

按机床取nw=900r/min=15r/s 3、计算基本用时 tl214.5

m1=fn =15x0.5

=28.6s

车外圆φ36Js7到φ37mm时；

1、选择刀具；

外圆车刀，刀具几何形状：

＝60°，′=10°，

0＝5°，

s=0°，=1.0;⒉

2、选择切削用量

(1)确定切削深度：

由于余量为7mm.所以两次切削，ap=1.75mm (2)确定进给量：

查《切削用量简明手册》得，f=0.5mm/r (3)确定切削速度： V=

cv292TmA KV

= =128.8m/min (2.15m/s) Pf0.18x4x0.5

00＝10°，

(4)确定机床主轴转速：

n1000x2.15

s=1000VΠd

=3.14x35 =15.12r/s (907r/min) 按机床取nw=900r/min=15r/s 3、计算基本用时 tl172.5

m1=fn =15x0.5 =23s

Ⅳ：钻孔φ20H7至φ20mm； 1、选择刀具 φ20mm钻头 2、选择切削用量 (1)确定切削深度：

(2)确定进给量：查手册知钻Φ4孔时f1=2mm/r (3)确定切削速度：V=14m/min (4)确定机床主轴转速：

n1000V1000x14

s=Πd =3.14x22 =743r/min

按机床取n1=680r/min=11r/s 2、计算基本用 tl =214.5

m1=fn11x2 =9.8s Ⅴ：车、铰；

车内孔φ20H7至φ20+0.05

-0.05mm时；

1、选择刀具

外圆车刀，刀具几何形状：

＝60°，′=10°，

0＝5°，

s=0°，=1.0;⒉

2、选择切削用量

(1)确定切削深度：

由于余量为0.5mm.所以一次切削，ap=0.25mm (2)确定进给量：

查《切削用量简明手册》得，f=0.5mm/r (3)确定切削速度：

0＝10°，

V=

cv292 KV= =128.8m/min (2.15m/s) m

TAPf0.18x0.5x0.5

(4)确定机床主轴转速：

n1000x2.15s=1000VΠd =3.14x22 =16.12r/s (967r/min)

按机床取nw=960r/min=16r/s 3、计算基本用 tl214.5

m1=fn =11x2 =9.8s 车内槽φ24x16mm至尺寸时； 1、选择刀具

外圆车刀，刀具几何形状：

＝60°，′=10°，

0＝5°，

s=0°，=1.0;⒉

2、选择切削用量

(1)确定切削深度：

由于余量为2mm.所以一次切削，ap=1mm (2)确定进给量：

查《切削用量简明手册》得，f=0.5mm/r (3)确定切削速度：

V= cv292TmAf KV=0.18x1x0.5 =128.8m/min (2.15m/s) P(4)确定机床主轴转速：

n1000V1000x2.15s=Πd =3.14x22 =16.12r/s (967r/min)

按机床取nw=960r/min=16r/s 4、计算基本用 tl12

m1=fn =16x0.5 =1.5s

铰孔φ20H7至尺寸时；

ap=0.01 f=0.27mm/min v=9.6m/min

0＝10°，

1000V1000x9.6

所以n= = ,取n=195

3.14x16Πdl+Δl12+12

所以tm1= = =1.9min

fnc195x0.27Ⅵ: 精车外圆φ36Js7至尺寸； 1、选择刀具；

外圆车刀，刀具几何形状：

＝60°，′=10°，

＝10°，

00＝5°，

s=0°，=1.0;⒉

2、选择切削用量

(1)确定切削深度：

由于余量为0.01mm.所以一次切削，ap=0.005mm (2)确定进给量：

查《切削用量简明手册》得，f=0.5mm/r (3)确定切削速度：

V= cv292TmA KV= =161m/min (2.70m/s) Pf0.18x/0.01x0.5(4)确定机床主轴转速：

n=1000VΠd =1000x2.7s3.14x55 =15.72r/s (935r/min)

按机床取nw=900r/min=15r/s 3、计算基本用时 tl214.5

m1=fn =15x0.5 =28.6s

Ⅶ：钻径向油孔φ4mm； 1、选择刀具

选用Ø4mm麻花钻，刀具材料为高速钢钻头

2、选择切削用量 (1)确定切削深度： (2)确定进给量：

查《切削用量简明手册》，进给量f=0.81mm/r (3)确定切削速度： v=14m/min

(4)确定机床主轴转速：

n=

1000V1000x14

= =330r/min 3.14x4Πd

查表可知道取n=392r/min 3、计算基本用

t=

l6 = =0.18s=0.003min fn0.81x392

4 夹具设计

4.1定位基准的选择

由零件图可知，本夹具是为了加工φ4孔而设计的。工件以内孔和端面作为定位基准，工件由心轴和轴端小端面实现工件的五点定位，轴端面与工件端面相配合限制3个自由度，心轴与工件内孔配合限制2个自由度。采用螺母、垫圈、心轴夹紧工件。钻模板上采用可换钻套、钻套用衬套、螺钉实现导向。

4.2切削力及夹紧力的计算

切削力 px=419DS

0.8

kp

刀具选用高速钢材料：

查《机床夹具设计手册》表1-2-8 kp=1.03

D=8.4 S1=0.25 S2=0.125

Px1=419DS1

Px2=419DS2

夹紧力计算：

查《机床夹具设计手册》由表1-2-23

可以知道采用点接触螺旋副的当量摩擦半径 r=0 查表1-2-21：d=10mm p=1.25 rz=4.594

α=2°29′ Q=25N L≈1.4d =40mm

选用梯形螺纹有利于自锁ψ2=8°50′

’

0.8 0.8

kp=419x8.4x0.250.8x1.03=1195.8N kp=419x9x0.1250.8x1.03=735.9N

QL

w0=' =1120N rtgψ1+ rztg(α+ψ2)

由于工件为垂直安装在夹具之间，所以夹紧力w0＜w所以夹具设计符合要求。

4.3定位误差分析

定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为心轴。夹紧主要有夹紧螺母，还有定位销对钻模板的定位以及螺钉对钻套的夹紧和定位。

一面一心轴定位误差 移动时基准位移误差jy

jyd1D1X1min （式5-5）

式中： d1 ———— 套筒孔的最大偏差 D1 ———— 套筒孔的最小偏差

1min ————套筒定位孔与外圆面最小配合间隙 代入（式5-5）得： jyd1D1X1min=0.00900.016 =0.025mm

4.4夹具结构设计及操作简要说明：

在设计夹具进应该注意提高劳动生产率。本工序是钻Φ4孔，切削力较小，但是由于钻削重要生产的径向力指向定位面，和夹紧力方向垂直，所以夹紧力不直接对切削力。但是切削力产生颠覆力矩，应该使夹紧力平衡。装夹工件时，先把心轴固定在夹具体上，然后再放上工件，接着放上开口垫圈，再拧紧螺母即可实现工件的夹紧；反之则可以取出工件。

装配图如下所示：

结束语

通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。

能够顺利的完成这次课程设计，首先得助于陈老师的悉心指导，还有就是自己的努力。在设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问

题。但通过努力，通过请教老师和咨询同学，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题。总之，在这个过程中，巩固和进一步了解了以前所学的知识，也接受了新的知识，也对自己以后的生活以及工作有了一定的影响。

本说明书主要是轴承套的有关工艺规程的设计说明,由于本人能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正，谢谢！

谢辞

在自己整个的设计过程工作中，无论是从开始的准备工作，还是过程中，甚至到最后的完成都遇到了不少的问题，也得到了许多人的帮助和支持。

所以，在此特别感谢指导老师陈老师的悉心的指导，还有同学的帮助，最后感谢父母，以及亲朋好友的大力支持。总之，自己设计课题的完成是离不开你们每一位的。

谢谢！你们每一个人的支持与帮助！

参考文献

1.赵家齐主编 机械制造工艺学课程设计指导书。北京：机械工业出版社 2.洛阳农业机械学院编。机床夹具设计手册 上海：上海科学技术出版社，1979 3.艾兴，肖诗纲主编。切削用量手册 北京：机械工业出版社 4.金属切削手册 上海：上海科学文化技术出版社

附表1：

机械加工工艺卡片 附表2：

机械加工工序卡片