軸承端蓋零件工藝部分課程設(shè)計

1、<p><b>　　專業(yè)課程設(shè)計</b></p><p>　?。慵に囋O(shè)計部分）</p><p><b>　　姓名：</b></p><p><b>　　學(xué)號：</b></p><p><b>　　班級： </b></p><

2、;p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p><b>　　2013年3月2日</b></p><p>　　一、零件的工藝分析 </p><p><b>　　1、端蓋的用途</b></p><p>　　端蓋是應(yīng)用廣泛的機械零件之一，是軸承座的主要外部零件。</

3、p><p>　　端蓋的一般作用是：軸承外圈的軸向定位；軸承工作過程的防塵和密封（除本身可以防塵和密封外，也常和密封件配合以達到密封的作用）；位于車床電動機和主軸箱之間的端蓋，主要起傳遞扭矩和緩沖吸震的作用，使主軸箱的轉(zhuǎn)動平穩(wěn)。因此該零件應(yīng)具有足夠的強度、剛度、耐磨性和韌性，以適應(yīng)其的工作條件。該零件的主要工作表面為左右端面以及左端面的外圓表面，在設(shè)計工藝規(guī)程時必須重點考慮。端蓋加工工藝的可行性與合理性直接影響零件的質(zhì)

4、量、生產(chǎn)成本、使用性能和壽命等。</p><p><b>　　2、端蓋工藝性分析</b></p><p>　　該端蓋主要由平面、外圓面以及孔系組成，其結(jié)構(gòu)簡單、形狀普通，屬于一般的盤蓋類零件。端蓋主要加工表面有左、右和凸臺等三個端面，Φ47和Φ80兩個外圓面，Φ34和Φ16兩個內(nèi)圓面，密封圈內(nèi)槽以及六個均布的Φ7的通孔。要求其Φ7孔的右端加工平面對于基準A的垂直度公差

5、是0.03mm，端蓋的Φ47外圓面與基準A的同軸度誤差為0.03mm，其次就是均布的φ7孔的加工端面要求為平面，可以防止加工過程中鉆頭偏斜以保證孔的加工精度。</p><p>　　其中，端面和內(nèi)外圓面均要求車削加工，可以采用半精車和粗車，并且粗、精加工應(yīng)分開進行，以保證表面粗糙度要求；φ7通孔的加工采用鉆鉸來達到精度要求。其余非配合表面加工精度較低，不需要高精度機床加工，通過粗車和半精車就可以在正常的生產(chǎn)條件下，

6、采用較經(jīng)濟的方法加工出來；此外，該零件材料為鑄鐵HT200，切削加工性能較好。</p><p>　　綜上所述，該端蓋零件的工藝性能良好。</p><p>　?。?）工件的時效處理</p><p>　　對于毛坯為鑄件的蓋類零件，因其各部位厚度不均勻，存在較大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，容易造成變形等缺陷，因此必須安排人工時效處理。對于本端蓋，其精度要求一般，則可利用粗、精加工工序間

7、的自然停放和運輸時間，得到自然時效處理的效果。其自然時效處理的時間越長越好，否則會影響端蓋配合精度的穩(wěn)定性。</p><p>　　對于特別精密的端蓋，在粗加工和精加工工序間還應(yīng)安排一次人工時效，以消除鑄造內(nèi)應(yīng)力，提高精度穩(wěn)定性。</p><p>　　（2）加工工藝的順序應(yīng)先面后孔</p><p>　　作為端蓋上主要的兩類加工表面——平面和孔，從定位穩(wěn)定可靠的角度上分

8、析，平面比孔要優(yōu)越得多，同時還可以使孔的加工余量均勻；從加工難度上分析，平面比孔容易加工；從有利加工的進行上分析，采用先加工平面后加工分布在平面上的孔，由于鑄件表面的凹凸不平和夾砂等缺陷已被切除，大大有利于孔加工的進行。</p><p>　?。?）加工階段粗、精加工分開</p><p>　　端蓋為鑄鐵件，預(yù)留的加工余量較多，在粗加工中切削余量較大，夾緊力、切削力較大，且削熱較多，因此對加工

9、精度影響也較大；再加上粗加工是切削毛胚表面金屬，工件內(nèi)應(yīng)力重新分布，也會引起工件變形。因此，粗、精加工分為兩個加工階段，有利于把粗加工后，由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來，在精加工階段得以消除。</p><p><b>　　（4）工件的清洗</b></p><p>　　同時，清洗這一步也十分重要。清洗工作對保證機器裝配質(zhì)量、延長機器使用壽命均有重要意義，尤其是對

10、精密配合件、密封件更為重要。清洗的目的是除去零件表面上的油污及雜質(zhì)。常用的清洗液有煤油、汽油、堿液及化學(xué)清洗液等，清洗時可采用擦洗、浸洗、噴洗超聲波清洗等方法。</p><p><b>　　3、端蓋的技術(shù)要求</b></p><p>　　端蓋的各項技術(shù)要求如下表所示</p><p>　　該端蓋主要實現(xiàn)軸承軸向定位的功能，必須滿足端蓋的位置度要求

11、，即垂直度和同軸度的要求，因此加工精度要求較高；端蓋在工作中需承受載荷，為增加其耐磨性，對端蓋要求時效處理。</p><p><b>　　二、零件毛胚的選擇</b></p><p><b>　　1、確定毛坯種類</b></p><p>　　由于該端蓋在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鑄

12、件。材料采用灰鑄鐵HT200，它是有容易變形、吸振性好、耐磨性強及切削性好等優(yōu)點。該端蓋的輪廓尺寸不大，生產(chǎn)類型為中批產(chǎn)量，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，減少加工余量，宜采用金屬模機器造型方法鑄造毛坯，毛坯拔模斜度為5°。此外為消除殘余應(yīng)力還應(yīng)安排人工時效。</p><p>　　2、確定毛坯的尺寸公差：</p><p>　?。?）鑄件公差等級：</p><p>

13、　　由端蓋的功能和技術(shù)要求，確定該鑄件毛坯的尺寸公差等級為CT-10。</p><p>　?。?）鑄件材質(zhì)系數(shù)：</p><p>　　確定端蓋的材料為HT200。 </p><p>　?。?）鍛件分模線形狀：</p><p>　　根據(jù)該端蓋的形位特點，選擇零件方向的對稱平面為分模面，屬于平直分模線。</p><p>　

14、?。?）零件表面粗糙度：</p><p>　　該端蓋的各加工表面粗糙度如零件圖所示。</p><p><b>　　3、確定加工余量</b></p><p>　　該零件各表面的加工余量是由各個表面的粗糙度、加工方法以及加工等級來確定的。</p><p>　　（1）左端面加工余量的確定</p><p>

15、;　?。?）右端凸臺端面加工余量的確定</p><p>　　（3）右端面加工余量的確定</p><p>　?。?）Φ80外圓面加工余量的確定</p><p>　　（5）Φ47外圓面加工余量的確定</p><p>　　（6）Φ16內(nèi)圓面加工余量的確定</p><p>　?。?）Φ34內(nèi)圓面加工余量的確定</p>

16、;<p>　　（8）6×Φ7均布通孔加工余量的確定</p><p><b>　　4、毛坯零件圖</b></p><p><b>　　三、制定工藝路線</b></p><p><b>　　1、定位基準的選擇</b></p><p><b>　?。?/p>

17、1）粗基準的選擇</b></p><p>　　作為粗基準的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇端蓋左端面和φ80外圓面作為粗基準。采用φ80外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用端蓋右端面作為粗基準加工左端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。</p><p><b>　?。?）精基準的選擇</b></p><p>　　

18、根據(jù)該端蓋零件的技術(shù)要求，選擇端蓋右端面和φ47孔作為精基準，零件上的很多表面都可以采用它們作基準進行加工，即遵循“基準統(tǒng)一”原則。Φ16孔的軸線是設(shè)計基準，選用其作精基準定位端蓋兩端面，實現(xiàn)了設(shè)計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的端面垂直度和同軸度要求。選用端蓋右端面作為精基準同樣是遵循了“基準重合”原則，因為該端蓋在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計基準。</p><p><b>　　2、工序順

19、序的安排</b></p><p><b>　　1）機械加工工序</b></p><p>　?。?）遵循“基準先行”原則，首先加工精基準——端蓋右端面和φ16中心孔。</p><p>　?。?）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。</p><p>　?。?）遵循“先面后孔”原則，先加工端蓋

20、右端面，再加工φ16中心孔。</p><p><b>　　2）熱處理工序</b></p><p>　　鑄造成型后，對鑄件進行退火處理，可消除鑄造后產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力，提高材料的綜合力學(xué)性能。該端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應(yīng)力，為了工件達到要求的硬度使用調(diào)質(zhì)處理HBS220-240。</p><p><b>　　3）輔助工序&

21、lt;/b></p><p>　　在精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。</p><p>　　綜上所述，該端蓋工序的安排順序為：</p><p>　　粗加工——基準加工——熱處理——精加工——檢驗。</p><p>　　3、確定加工的設(shè)備、刀具、和夾具</p><p>　　在加工的時候要跟據(jù)零件的形狀和特點，合

22、理選用各種裝夾工具。還要根據(jù)加工部位的吃刀量來確定每個工序應(yīng)選用的刀具，并適當調(diào)整刀具角度。</p><p>　　該零件毛坯的外形規(guī)則，在加工左右端面、右端凸臺端面和內(nèi)、外圓面以及凸臺上的2×0.5退刀槽時，在車床上可以用三爪卡盤夾緊；在加工孔系時采用“一定位銷，一防轉(zhuǎn)擋銷和兩可轉(zhuǎn)動壓板自制夾具”來定位夾緊。</p><p>　　4、工序的集中與分散</p><

23、;p>　　選用工序集中原則安排端蓋的加工工序。該端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。</p><p><b>　　5、擬定工藝路線</b></p><p>　　1）各表面加工方法的選擇：&

24、lt;/p><p><b>　　2）確定工藝路線：</b></p><p>　　四、切削用量的選擇及工序時間計算：</p><p>　　工序09 鉆、擴6×Φ7均布通孔，以Φ80外圓和Φ16軸線為基準，通孔的精度達到IT9。</p><p><b>　　1、加工條件：</b></p&g

25、t;<p>　　工件材料：HT200，σb =170~240MPa，金屬模機器造型鑄造；</p><p>　　機床：Z525立式鉆床；</p><p>　　刀具：根據(jù)《切削手冊》，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=5.1mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長度bε=3.5mm，橫刀長b=2mm，寬l=4mm，棱帶長度l1=1.5mm ，2φ=100&

26、#176;，β=30°。</p><p><b>　　2、選擇切削用量</b></p><p><b>　?。?）確定進給量</b></p><p>　　按加工要求確定進給量：查《切削手冊》，f=0.43~0.53mm/r ，，由《切削手冊》表2.7，系數(shù)為0.5，則： f=(0.43~0.53)×0.

27、5=(0.215~0.265)mm / r ；</p><p>　　按鉆頭強度選擇進給量：查《切削手冊》表2.8，鉆頭允許進給量為f=2.0 mm / r ；</p><p>　　按機床進給機構(gòu)強度選擇進給量：查《切削手冊》表2.9，機床進給機構(gòu)允許軸向力為8330N時，進給量為f=0.93 mm / r 。</p><p>　　以上三個進給量比較得出，受限制的進給

28、量是工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r 。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-16，最終選擇進給量f=0.22 mm / r 。</p><p>　　由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，應(yīng)在即將鉆穿時停止自動進給而改為手動進給。</p><p>　　根據(jù)《切削手冊》表2.19查出，鉆孔時軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說

29、明書，機床進給機構(gòu)允許的最大軸向力為8830N﹥Ff，故所選進給量可用。（更多資料訪問中國機械資料網(wǎng)www.cnjxzl.com）</p><p>　　（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命</p><p>　　查《簡明手冊》可知后刀面最大磨損限度為0.6mm，壽命T=45min 。</p><p><b>　?。?）確定切削速度</b></p&g

30、t;<p>　　查《切削手冊》表2.30，切削速度計算公式為：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　其中，，查得修正系數(shù)：，，，故實際的切削速度：</p><p>　?。?）檢驗機床扭矩及功率</p><p>　　查《切削手冊》表2.20，當f ≤ 0.26 , do ≤ 19mm時

31、，Mt = 31.78N?m，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 N?m。</p><p>　　查機床使用說明書：Mm =144.2 N?m。</p><p>　　查《切削手冊》表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3 kw。</p><p>　　查機床使用說明書可知，PE=2.8×0.81=2.26kw。</p><p>　　由

32、于M c < M m ，Pc < PE ，故切削用量可用，即：</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　3、計算工時</b></p><p><b>　　4、擴孔至Φ7</b></p><p>　　查《切削手冊》表2.10，擴孔進給量為：

33、f=0.7~0.8 mm / r ，并由機床使用說明書最終選定進給量為：f=0.81 mm / r 。</p><p>　　根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故：，，根據(jù)機床使用說明書選?。?。</p><p><b>　　基本工時： 。</b></p><p>　　五、繪制機械加工工藝過程卡片</p>