CA10B軸承支架的加工工藝設計

1、 CA10B軸承支架的加工工藝設計摘 要 機械制造技術是以切削理論為基礎、制造工藝為主線、兼顧工藝裝備知識的機械制造技術基本能力的培養(yǎng)；是綜合運用機械制造技術的基本知識、基本理論和基本技能，分析和解決實際工程問題的一個重要環(huán)節(jié)；是對學生運用所掌握的“機械制造技術基礎”知識及相關知識的一次全面訓練。機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程是指從原材料開始到成品出廠的全部勞動過程，它既包括毛坯的制造，零件的機械加工和熱處理，機器的裝配、檢驗、測試和涂裝等主要勞動過程，還包括專用工具、夾具、量具和輔具的制造、機器的包裝、工件和成品的儲存和運輸、加工設備的維修，以及動力供應等輔助勞動過程。機械加工工藝過程是機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的

2、一部分，是直接生產(chǎn)過程，其原意是指采用金屬切削刀具或磨具來加工工件，使之達到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度和力學物理性能，成為合格零件的生產(chǎn)過程。本文以汽車中間軸軸承支架零件為對象，編制其機械加工工藝規(guī)程。關鍵詞：機械制造技術；機械加工；機械加工工藝過程。The Process Technology of CA10B Bearing Support DesignABSTRASTMechanical manufacturing technology is based on the theory of cutting process equipment, manufacturing technol

3、ogy as the main line, give attention to two or morethings knowledge of mechanical manufacturing technology basic ability; Is the integrated use of the basic knowledge of mechanical manufacturing technology, basic theory and basic skills, analyze and solve practical engineering problems of an importa

4、nt part; What is used for students to master "mechanical manufacturing technology base" a comprehensive knowledge and related knowledge training.Mechanical products production process refers to all the labor process from raw materials to finished products, it includes blank manufacturing,

5、parts machining and heat treatment, machine assembly, inspection, testing and finishing and other major labor process, also include special tools, jig, measuring tools and auxiliary equipment manufacturing, packaging machine, artifacts and finished product storage and transportation, processing equi

6、pment maintenance, and power supply and other auxiliary labor process.Machining process is part of the mechanical product production process, is the direct production process, its meaning is refers to the use of metal cutting tool or grinding tool for machining, to the required shape, size, surface

7、roughness and mechanical properties, become qualified parts of the production process.Based on the object of intermediate shaft bearing support parts of automobile, the machining process planning.KEY WORD: mechanical manufacturing technology; mechanical processing; machining process.目錄第一章 零件的分析51.1零

8、件的作用51.2零件的工藝分析5第二章 工藝規(guī)程設計62.1確定毛坯的制造形式62.2基準的選擇72.3制定工藝路線72.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定92.5確定切削用量及基本工時112.6編制工藝文件24結(jié)論25參考文獻26致 謝27 第一章 零件的分析1.1零件的作用軸軸承支的主要作用是:起到穩(wěn)固滾子的作用，在安裝時起到固定滾珠的作用，即利于安裝。要求零件的配合符合要求。1.2零件的工藝分析零件的加工過程中，要保證零件上部的折彎部分在豎直方向與140的內(nèi)孔端面成5.5°的夾角，同時要保證支架兩側(cè)板的平面與水平面成30°的夾角，兩側(cè)面孔中心到頂小孔所在平面的距離為

9、72mm，且每孔中心線與豎直方向零件的夾角成30°夾角。要保證以上尺寸要求，最好先將12小孔，的內(nèi)孔和端面加工完成，再以內(nèi)孔和端面為定位基準對上凸臺表面進行加工，最后內(nèi)孔，端面，和上12的小孔為定位基準，加工支架兩側(cè)板，其中主要加工面粗糙度為6.3m，其余表面粗糙度為50m. 第二章 工藝規(guī)程設計2.1確定毛坯的制造形式2.1.1毛坯的生產(chǎn)類型2.1.2毛坯尺寸公差與機械加工余量的確定 （1）求最大輪廓尺寸 。 零件最大輪廓尺寸屬于區(qū)間250-400mm。 （2）選取公差等級CT 。 由機械加工工藝手冊表3.1-24，鑄造方法按照砂型鑄造，材料為灰鑄鐵，鑄件尺寸公差等級8-12級（G

10、B/T6414-1999），選用鑄件尺寸公差等級為CT-10。 （3）求鑄件尺寸公差。 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件尺寸公差等級CT，由機械加工工藝手冊表3.1-21選取鑄件各加工面尺寸公差，公差帶相對于基本尺寸對稱分布。 （4）求機械加工余量等級。 由機械加工工藝手冊表3.1-26，鑄造方法按照砂型鑄造，鑄件材料為灰鑄鐵，得機械加工余量等級范圍為EG級（GB/T6414-1999），選用F級。 （5）求RMA（要求的機械加工余量）。 對所有加工表面取同一個數(shù)值，由機械加工工藝手冊表3.1-27查鑄件最大輪廓尺寸為250-400mm、機械加工余量等級為F級，得機械加工余量RMA=2.5mm。 （

11、6）最小鑄出孔。 查機械加工工藝手冊大量生產(chǎn)中最小鑄出孔直徑為12-15mm，故該零件中的小孔不鑄出。 （7）求毛坯基本尺寸R 。 通過鏜削得到，屬于內(nèi)腔加工，根據(jù)公式得，R=140-2X2.5-3.6/2=133.2mm；T1面、T2面為單側(cè)加工，根據(jù)公式得，R=12+2.5+2.2/2=15.6mm；T3面、T4面屬于雙側(cè)加工，根據(jù)公式得，R=50+2X2.5+2.8/2=56.4mm。 鑄件的分型面的選用及加工余量，如下所示：圖2.0 毛坯圖2.2基準的選擇基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。2.2.1粗基準的選擇先選取155外圓為定位基準，利用三爪卡盤

12、為定位元件，銑155兩端面，再以155外圓為定位基準，利用三爪卡盤為定位元件，鏜內(nèi)孔。2.2.2精基準的選擇 以內(nèi)孔，155端面，12孔（兩面一銷）為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算.2.3制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外還應當考慮經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。2.3.1工藝路線方案一工序1 粗鏜孔、車端面 以155外圓為定位基準，粗鏜內(nèi)孔

13、，車155一端面，粗糙度為50m。工序2 車端面精鏜孔 掉轉(zhuǎn)，以155外圓為定位基準，車155另一端面，粗糙度為50m，半精鏜內(nèi)孔。工序3 銑凸平面 以內(nèi)孔為定位基準，銑頂小凸臺面，粗糙度為50m。工序4 鉆孔 以內(nèi)孔為定位基準，鉆中間12的孔，粗糙度為50m。工序5 銑側(cè)支架 以內(nèi)孔，中間12孔，155端面為定位基準，銑支架兩側(cè)臺平面，粗糙度為50m。工序6 鉆孔 以內(nèi)孔，中間12小孔，155端面為定位基準，鉆支架兩側(cè)臺平面的12孔，粗糙度為50m。工序7 鉆孔 以155外圓為定位基準，鉆圓柱面上小孔，保證兩孔間距離為32±0.1mm。工序8 去毛刺。工序9 檢查。2.3.2工藝路

14、線方案二工序1 車端面 以155外圓和一端面為基準，車一端面，粗糙度為50m，翻轉(zhuǎn)車另一端面，粗糙度為50m。工序2 鏜孔及倒角 以155外圓和一端面為基準，粗鏜內(nèi)孔，半精鏜內(nèi)孔，粗糙度為6.3m，倒倒角，粗糙度為50m。工序3 銑凸平面 以內(nèi)孔和一端面為基準，銑上中間凸平面，使其厚度為12mm，表面粗糙度為50m。工序4 鉆孔 以內(nèi)孔和一端面為基準，鉆中間12的孔，粗糙度為50m。工序5 銑側(cè)支架 銑支架兩側(cè)平面.表面粗糙度為50m。工序6 鉆孔 以內(nèi)孔，155端面以及中間12的小孔為定位基準(一面兩銷)，鉆支架兩側(cè)平面12的孔，表面粗糙度為50m。工序7 鉆孔 和155一端面為基準，鉆圓柱

15、面上，保證兩孔間距離為32±0.1mm。工序8 去毛刺。工序9 檢查。比較以上兩種方案，兩種方案的定位基準基本一樣，加工工序的步驟也差不多，方案一中車完一端面后直接鏜孔，需要替換鏜刀，速度慢，增加了加工時間，且其工件裝夾的次數(shù)要比第二種方案多，故影響加工效率。從加工效率與裝夾方便性考慮，第二種方案更為經(jīng)濟合理，確定最終加工工藝方案為：工序1 粗車155外圓兩端面，以155及另一端面為粗基準。工序2 粗鏜、半精鏜內(nèi)孔，孔兩端面倒倒角。工序3 銑上中間凸平面。工序4 鉆中間12孔。工序5 銑支架兩側(cè)平面。工序6 鉆支架兩側(cè)平面12孔。工序7 鉆圓柱面上。工序8 去毛刺。工序9 檢查。2.

16、4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定2.4.1內(nèi)孔表面前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定格表面的各個加工工序的加工余量如下：表2.2 內(nèi)孔表面各工序加工余量 加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大鑄造2 CT10135±2.2粗鏜孔2IT12201.86.6半精鏜孔0.5IT11-126.30.60.74鉆孔2IT1250兩側(cè)面孔鉆孔2IT1250鉆孔2IT12-13202.4.2平面表2.3 平面各工序加工余量 加工表面加工內(nèi)容加工余量經(jīng)濟精度工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大粗車155兩端面鑄造2 X2CT1055±2.2車

17、上端面2 IT12500.35車下端面2 IT1250502.22.5倒角IT1250粗銑中間凸平面鑄造2 CT1014.5±2.2粗銑2 IT1212502.34.7銑支架兩側(cè)面鑄造2 CT1014.5±2.2粗銑2 IT1212502.34.72.5確定切削用量及基本工時2.5.1工序1 粗車155外圓兩端面。以155及另一端面為粗基準；保證尺寸50mm單邊余量2.5mm。圖2.1 工序1加工簡圖1、加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：粗車155上下兩端面，加工余量2.5mm;機床：C630A臥式車床，轉(zhuǎn)速范圍

18、14750r/min，電機功率11kW；刀具：硬質(zhì)合金車刀，刀桿尺寸為16mm×12mm，刀桿長度110mm, 根據(jù)機械加工工藝手冊第1-35頁 表1.1-2023，選擇刀具前角012°，后角08°，主偏角Kr=45°，副偏角Kr=10°，刃傾角s=-10°，r=0.4mm。 2、車削用量（1）背吃刀量ap ：因為加工余量較小，故可在一次走刀內(nèi)完成，取ap=2.5mm。（2）確定每齒進給量 f ：根據(jù)機械加工工藝手冊第1-36頁表1.1.24，粗車時進給量f=0.250.35mm/r，取f=0.3mm/r，車刀壽命T=180min。（

19、3）計算切削速度v根據(jù)機械加工工藝手冊第1-49頁，車削速度計算公式為：由表1.1-55查得cv=189.8， xv=0.15, yv=0.2, m=0.2；將數(shù)據(jù)代入公式計算車削速度：（4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指南崇凱主編 化學工業(yè)出版社（以下簡稱指南） 第144頁 表5-56，C630A臥式車床選擇主軸轉(zhuǎn)速,因此實際車削速度： （5）計算基本工時 tmL/ nf，l=155mm.查機械加工工藝手冊第2-124頁 表2.1-100，切入和切出行程為：，則：tmL/ nf=(155+26)/188×0.3=3.2min, 2tm=2×3.2=6.4

20、min2.5.2工序2 粗鏜、半精鏜內(nèi)孔，孔兩端面倒倒角。 圖2.2 工序2加工簡圖1.加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：粗鏜、半精鏜內(nèi)孔，表面粗糙度為6.3um；孔兩端面倒倒角，表面粗糙度為50um；機床：T611A臥式鏜床，主軸轉(zhuǎn)速10950r/min,電機功率11KW。刀具：硬質(zhì)合金刀片單刃鏜刀（1）粗鏜至139，單邊余量Z=2，一次鏜去全部余量，進給量f=2mm/r,取v=60m/min,則由機床取n=150r/min，實際切削速度：基本工時計算：L=5+50+5=60mm （1）半粗鏜至，單邊余量Z=0.5，一次鏜去全部余

21、量，進給量f=0.5mm/r,取v=80m/min,則由機床取n=200r/min，實際切削速度：基本工時計算：L=5+50+5=60mm （2）倒角，單刃鏜刀，進給量f=1mm/r,取n=200r/min,，基本工時計算：L=2+6=8mm 兩面倒角 2.5.3工序3 銑上中間凸平面。圖2.3 工序3加工簡圖1、加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：粗銑上中間凸平面，加工余量2.5mm;機床：X5030A立式升降臺銑床，轉(zhuǎn)速范圍401500r/min，電機功率4kW，機床效率0.75；刀具：W18Cr4V(普通高速鋼) 鑲齒套式面銑刀

22、，銑削寬度aw=50,由刀具直徑d0=（1.41.6）aw ，故根據(jù)機械加工工藝手冊第2-51頁 表2.1-30及高速鋼面銑刀標準JB/T 7954-1999，選擇銑刀直徑d0=80mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)機械加工工藝手冊第2-60頁 表2.1-40，選擇刀具前角010°后角012°，副后角0=8°，主偏角Kr=60°,過渡刃偏角Kr=30°,副偏角Kr=2°，過渡刃寬度，螺旋角=10°。2、銑削用量（1）背吃刀量ap ：因為加工余量較小，故可在一次走刀內(nèi)完成，取ap=2.5mm。（2）確定每齒進給量 ：由于本工序為粗加工，

23、尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮。工藝系統(tǒng)剛度中等，工件材料為鑄鐵，使用普通高速鋼鑲齒套式面銑刀加工，機床功率為4kw，根據(jù)機械加工工藝手冊第2-82頁 表2.1-71，粗銑時每齒進給量，取每轉(zhuǎn)進給量 。（3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)機械加工工藝手冊第2-85頁 表2.1-75得高速鋼面銑刀粗銑鑄鐵后刀面最大磨損限度為1.52.0mm；銑刀直徑d0=80mm，根據(jù)機械加工工藝手冊第2-86頁 表2.1-75，高速鋼面銑刀壽命T=180min。（4）計算切削速度v和每分鐘進給量 根據(jù)機械加工工藝手冊第2-86頁銑削速度計算公式為：其中d0=80mm，aw=50，z=10；由機械加工工藝手冊第2-8

24、6頁 表2.1-77查得cv=23，,qv=0.2，xv=0.1, yv=0.4, uv=0.1, pv=0.1,m=0.15；不加切削液的工作條件下用面銑刀加工灰鑄鐵，根據(jù)機械加工工藝手冊第2-89頁 表2.1-79，查得修正系數(shù)：耐用度指數(shù)0.15；; 將數(shù)據(jù)代入公式計算銑削速度：確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 根據(jù)指南第151頁 表5-72，X50立式升降臺銑床選擇主軸轉(zhuǎn)速,因此實際銑削速度： 實際每齒進給量： 即1.9mm/r實際進給速度： （5）校驗機床功率 根據(jù)工件材料硬度及實際銑削寬度的具體條件，由機械加工工藝手冊2-102頁表2.1-85銑削功率近似為Pm=1.10kw,根據(jù)機床使用說明書

25、，主軸允許功率Pcm=4×0.75kw=3kw>Pm。故校驗合格。最終確定:ap=2.5mm，nc=96r/min，Vf=0.19m/min，Vc=25.12m/min，fz=0.19mm/z。（6）計算基本工時 tmL/ Vf，l=48mm.查機械加工工藝手冊2-124頁表2.1-100，切入和切出行程為：，則：tmL/ Vf=(48+18)/190=0.35min。2.5.4工序4 鉆中間12孔。圖2.4 工序4加工簡圖1、加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：鉆中間12孔，表面粗糙度值為50um。機床： Z5125

26、A立式鉆床，轉(zhuǎn)速范圍502000r/min，主軸最大進給抗力9000N，主軸最大轉(zhuǎn)矩160N·m,電機功率2.2kW，機床效率0.85；刀具：高速鋼直柄小麻花鉆鉆頭，d=12mm。2. 、選擇切削用量（1）確定進給量按加工要求確定進給量：查機械加工工藝手冊第3-133頁 表3.4-1，進給量，修正系數(shù)為1.0,??；根據(jù)表3.4-3鉆頭強度所允許的進給量；機床進給機構(gòu)允許的軸向力,根據(jù)表3.4-4，允許的進給量；由于所選擇的進給量遠小于及，故所選可用。（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命T查機械加工工藝手冊后刀面最大磨損限度為0.50.8mm，壽命T=60min;（3）切削速度查機械加工工藝手

27、冊第3-151頁 表3.4-15查得v=12m/min , F=3905N T=17.36 N·m Pm=0.56kW ； 由3-138頁表3.4-8，切削速度計算公式為： （m/min）其中，查得修正系數(shù)：， ，故切削速度： 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 根據(jù)指南第148頁 表5-65選機床轉(zhuǎn)速為392r/min，則實際鉆削速度為：（4）檢驗機床功率切削功率為機床有效功率為 由于故選擇的鉆削用量可用，即：，3、計算工時2.5.5工序5 銑支架兩側(cè)平面。圖2.5 工序5加工簡圖1、加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：粗銑上中間凸平面，

28、加工余量2.5mm;機床：X5030A立式升降臺銑床，轉(zhuǎn)速范圍401500r/min，電機功率4kW，機床效率0.75；刀具：W18Cr4V(普通高速鋼) 鑲齒套式面銑刀，銑削寬度aw=50,由刀具直徑d0=（1.41.6）aw ，故根據(jù)機械加工工藝手冊第2-51頁 表2.1-30及高速鋼面銑刀標準JB/T 7954-1999，選擇銑刀直徑d0=80mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)機械加工工藝手冊第2-60頁 表2.1-40，選擇刀具前角010°后角012°，副后角0=8°，主偏角Kr=60°,過渡刃偏角Kr=30°,副偏角Kr=2°，過渡刃

29、寬度，螺旋角=10°。1. 銑削用量（1）背吃刀量ap ：因為加工余量較小，故可在一次走刀內(nèi)完成，取ap=2.5mm。（2）確定每齒進給量 ：由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮。工藝系統(tǒng)剛度中等，工件材料為鑄鐵，使用普通高速鋼鑲齒套式面銑刀加工，機床功率為4kw，根據(jù)機械加工工藝手冊第2-82頁 表2.1-71，粗銑時每齒進給量，取每轉(zhuǎn)進給量 。（3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)機械加工工藝手冊第2-85頁 表2.1-75得高速鋼面銑刀粗銑鑄鐵后刀面最大磨損限度為1.52.0mm；銑刀直徑d0=80mm，根據(jù)機械加工工藝手冊第2-86頁 表2.1-75，高速鋼面銑刀壽命T

30、=180min。（4）計算切削速度v和每分鐘進給量 根據(jù)機械加工工藝手冊第2-86頁銑削速度計算公式為：其中d0=80mm，aw=50，z=10；由機械加工工藝手冊第2-86頁 表2.1-77查得cv=23，,qv=0.2，xv=0.1, yv=0.4, uv=0.1, pv=0.1,m=0.15；不加切削液的工作條件下用面銑刀加工灰鑄鐵，根據(jù)機械加工工藝手冊第2-89頁 表2.1-79，查得修正系數(shù)：耐用度指數(shù)0.15；; 將數(shù)據(jù)代入公式計算銑削速度：確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 根據(jù)指南第151頁 表5-72，X50立式升降臺銑床選擇主軸轉(zhuǎn)速,因此實際銑削速度： 實際每齒進給量： 即1.9mm/r實

31、際進給速度： （5）校驗機床功率 根據(jù)工件材料硬度及實際銑削寬度的具體條件，由機械加工工藝手冊2-102頁表2.1-85銑削功率近似為Pm=1.10kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4×0.75kw=3kw>Pm。故校驗合格。最終確定:ap=2.5mm，nc=96r/min，Vf=0.19m/min，Vc=25.12m/min，fz=0.19mm/z。（6）計算基本工時：tmL/ vf，l=44mm.查機械加工工藝手冊第2-124頁 表2.1-100，切入和切出行程為：，則：tmL/ Vf=2×(44+18)/190=0.65min。2tm=2×

32、0.65=1.3min2.5.6工序6 鉆支架兩側(cè)平面12孔。圖2.6 工序6加工簡圖1. 加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：鉆支架兩側(cè)平面12孔，表面粗糙度值為50um。機床： X61臥式銑床，轉(zhuǎn)速范圍651800r/min，主軸最大進給抗力15000N，主電機功率4KW，機床效率0.75；刀具：高速鋼直柄小麻花鉆鉆頭，d=12mm。2.選擇切削用量（1）確定進給量按加工要求確定進給量：查機械加工工藝手冊第3-133頁 表3.4-1，進給量，修正系數(shù)為1.0,??；根據(jù)表3.4-3鉆頭強度所允許的進給量；機床進給機構(gòu)允許的軸向力,根

33、據(jù)表3.4-4，允許的進給量；由于所選擇的進給量遠小于及，故所選可用。（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命T查機械加工工藝手冊后刀面最大磨損限度為0.50.8mm，壽命T=60min;（3）切削速度查機械加工工藝手冊第3-151頁 表3.4-15查得v=12m/min , F=3905N T=17.36 N·m Pm=0.56kW ； 由機械加工工藝手冊第3-138頁 表3.4-8，切削速度計算公式為： （m/min）其中，查得修正系數(shù)：， ，故切削速度： 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 根據(jù)指南第153頁 表5-75選機床轉(zhuǎn)速為380r/min，則實際鉆削速度為：（4）檢驗機床功率切削功率為機床有效功率為 由于故選擇的鉆削用量可用，即：，（5）計算工時 2.5.7工序7 鉆圓柱面上。圖2.7 工序7加工簡圖1.加工條件工件材料：HT200，硬度160210HBW，b =170240MPa，鑄造。加工要求：鉆圓柱面上，位置滿足32±0.1；機床： X61臥式銑床，轉(zhuǎn)速范圍651800r/min，主軸最大進給抗力15000N，主電機功率4KW，機床