水平轴承座的工艺设计毕业设计.doc

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1、 毕业设计（论文）水平轴承座的工艺设计 Horizontal bearing seat technology design班级 计辅111 学生姓名 学号 1132204113指导教师 职称 教授、讲师 导师单位 徐州工业职业技术学院 论文提交日期 2013.10.20 徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称水平轴承座的工艺设计课题性质 工程设计 班 级 机械111学生姓名 学 号 1132204113指导教师 导师职称 教授、讲师 一选题意义及背景 在当代信息化技术的推动和催化下，传统的制造业和制造技术也通过应用信息技术正向高效率，高精度，高自动化方向发展，数控机床，加工中心和柔

2、性制造单元以及集成制造系统等得到了广泛应用。机械设计与制造是学生学完了机械制造及设计基础课程后，对机械设计与制造过程进一步了解的练习性的教学环节，是学习深化与升华的重要过程，是对学生综合素质与工程实践的能力培养应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。二毕业设计（论文）主要内容： 根据所给题目制定加工工艺原则：先粗后精，先主后次加工等基本原则。完成的主要工作有工件工艺性能分析、毛坯和零件图的绘制、工艺规程中加工路线的拟定及其确定、工件在加工过程中所使用的工艺装备、各工序间机械加工余量的确定、工艺卡和工序过程卡的填写。三计划进度：第8周 1、熟悉

3、水平轴承座的工艺性，选择毛坯的制造方法。制订工艺路线：选择定位基准，进行尺寸计算。第9周13周 2、编写水平轴承座的加工工艺绘制水平轴承座的工艺卡 3、绘制零件图、毛坯图第14周 毕业答辩四毕业设计（论文）结束应提交的材料：1、水平轴承座的零件图、毛坯图2、水平轴承座加工工艺设计论文3、水平轴承座的加工工序卡和工艺过程卡指导教师 教研室主任 年 月 日年 月 日论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或

4、撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。毕业生签名： 刘冰飞 日 期： 2113.10.20 指导教师关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导教师签名： 日 期： IV摘 要轴承座是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅仅 让内圈转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致（比如电机运转方向），并且保持平衡；,轴承座的概念就是轴承和箱

5、体的集合体,以便于应用,这样的好处是可以有更好的配合,更方便的使用,减少了使用厂家的成本.至于形状,多种多样,通常是一个箱体,轴承可以安装在其中。随着科学技术的不断进步，它在国民经济中占有越来越重要的地位，发展前景十分广阔，尤其是在汽车和电子电器等高速发展的领域。本次课程设计设计的课题就是轴承座的设计，是在学完机械制造工艺及其自动化后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。【关键词】轴承座 工艺规格设计 工艺性 AbstractThe bearing seat is used for supporting a be

6、aring, a fixed bearing outer ring, the inner ring outer ring rotation allows only, remain motionless, always with the transmission direction (such as the electric motor running direction), and keep balance; bearing seat, is the concept of bearing box and aggregates, for convenient application, the a

7、dvantage can be better cooperation, more convenient use, reducing the use cost for manufacturers. As far as the shape, variety, is usually a box, the bearing can be mounted therein.With the progress of science and technology, which in the national economy plays a more and more important role, and ve

8、ry broad prospects for development, especially in the automotive and electronic appliances and other rapidly developing fields.The course design is the subject of bearing design, is at the end of machinery manufacturing technology and automation of a teaching; under the guidance of a teacher, requir

9、ement in design can initially learn the integrated use of previously learned all courses, and complete a basic engineering training.Key words Bearing seat Process specification design Process 序言机械制造及设计是学生学完了机械制造及设计基础课程后，对机械制造及设计过程进一步了解的练习性的教学环节，是学习深化与升华的重要过程，是对学生综合素质与工程实践的能力培养应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务，

10、编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。在课程设计工作中，应综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。应学会依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书；培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。通过课程设计，应能树立正确的设计思想；培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；在工作设计中，应能树立正确的工程意识与经济意识，树立正确的生产观点、经济观点与全局观点。该课程设计是学完本课程之后的一项重要的实践，是我们步入

11、社会的一次深刻的链接，考察了我们独立设计，计算，绘图和分析的能力，同时提高了我们查阅各种设计手册的能力，需要用到的一些结构都需要我们认真查阅后绘制到图纸上，通过课程设计我们学会了很多课本上没有的知识。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后从事的职业打下一个良好的基础。目录摘 要1Abstract2序言3第一章 零件的分析51.1零件的作用51.2总体结构及工艺分析51.3零件的技术要

12、求分析5第二章 零件毛坯的确定62.1 零件的生产类型62.2毛坯选择62.3 零件各表面的加工方法62.4 各工序间加工余量7第三章 机械加工工艺规程设计73.1水平轴承座加工阶段的选择73.2加工阶段的划分83.3定位基准的选择83.3.1粗基准的选择原则83.3.2精基准的选择原则83.4加工顺序的安排和工序的确定93.5工序顺序的安排103.6 16孔切削用量的计算103.6.1 钻孔工步切削用量的计算103.6.2 铰孔工步切削用量的计算103.7 16基本工时的计算113.7.1基本时间的计算113.7.2辅助时间t2的计算113.7.3其他时间的计算113.7.4单件时间t5的计

13、算12参考文献12附录一 加工工艺过程卡片14附录二 加工工序卡片14附录三 水平轴承座零件图14附录四 水平轴承座毛坯图14致 谢15第一章 零件的分析1.1零件的作用 设计题目所给零件为轴承座，主要功用是安装轴承以支撑轴。属于大批量生产，其选用灰铸铁铸造毛坯。1.2总体结构及工艺分析水平轴承座的加工尺寸要求较高，水平轴承座的制造及相关夹具设计涉及到机械制造专业多方面的内容从毛坯的选择、选择生产类型、零件的结构工艺性分析、零件的加工工艺路线、定位基准的选择、零件的加工方法的确定、加工阶段的划分、加工顺序的安排、设备及工艺装备的选择、加工余量的确定、工序尺寸及其公差的确定等等方面考虑，同时还要

14、考虑机械加工生产率和技术经济分析。要从多方面考虑安排水平轴承座的制造。图一1.3零件的技术要求分析 该水平轴承座为中批量生产，一般用于普通车床主轴箱内。铸件毛坯尺寸为65mmX45mmX65mm,其加工过程包括热处理时效、铣削、镗削、钻孔四大方面，对轴承座加工表面粗糙度要求较高，尤其是镗孔的尺寸精度、位置精度要求较高。水平轴承座毛坯材料为灰铸铁（HT200），加工过程中镗削工序比较复杂，对镗孔精度、粗糙度值要求较高，同时必须保证一侧6mm孔与另一侧孔的对称度误差及16mm与22mm的同轴度误差要控制在允许范围内，所以轴承座镗削过程中的镗削余量、进给速度、进给量及轴承座的装夹方式都要慎重选择。该

15、水平轴承座其他未加工面要打喷漆以防氧化。表1轴承座技术要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等级表面粗糙度/um轴承座底面4-6.316内孔0.018/IT71.616内孔端面24-3.22X6通孔-3.2第二章 零件毛坯的确定2.1 零件的生产类型 零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特性。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废

16、品在内的某产品的年产量。零件的年生产纲领N可按下试计算N=Qm（1+a）（1+b）其中 N是零件的生产纲领（件/年）； Q产品的年产量（台、辆/年）； m每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）； a备品率，一般取24； b废品率，一般取0.30.7；根据上式结合题目给定数据，即可算出泵盖的生产纲领，进而确定出其生产类型。N=80001（1+3%）（1+0.6%）=8028.4（件/年）。轴承座为轻型零件，该轴承座的生产类型为大批生产。2.2毛坯选择在确定毛坯时应考虑以下因素：1）零件材料及其力学性能 当零件的材料选定以后，毛坯的类型就大体确定了。例如，材料为铸铁的零件，自然选择铸造毛坯；而

17、对于重要的钢质零件，力学性能要求高时，可选择锻造毛坯。2）零件的结构和尺寸 形状复杂的毛坯常采用铸件，但对于形状复杂的薄壁件，一般不采用砂型铸造；对于一般用途的阶梯轴，如果各段直径相差不大、力学性能要求不高时，可选择棒料做毛坯，倘若各段直径相差较大，为了节省材料，应选择锻件。水平轴承座材料的选择应根据其不同的工作状况选择不同的材料及热处理规范，并需要考虑工艺性和经济性。由于是铸造毛坯选用铸造性能较好的灰铸铁。2.3 零件各表面的加工方法当零件的加工质量要求较高时，一般要经过粗加工、半精加工和精加工三个阶段，如果零件的加工精度要求特别高、表面粗糙度特别小时，还要经过光整加工阶段。通过对泵盖的各加

18、工表面的分析，选择前面一系列的预备工序的加工方法和顺序。表2 各表面加工方案加工表面表面粗糙度/um加工方案轴承座16内孔1.6钻-粗铰精铰内孔两端面3.2半精铣削26孔3.2钻轴承座底面6.3粗铣-精铣2.4 各工序间加工余量表3 各工序间加工余量主要面尺寸毛坯尺寸零件尺寸总余量公差IT粗糙度16内孔47内孔两端面20242+23.2底座的底面4626.3底座上两孔23.2第三章 机械加工工艺规程设计3.1水平轴承座加工阶段的选择为了保证零件的加工质量和合理地使用设备、人力，零件往往不可能在一个工序内完成全部加工工作，而必须将整个加工过程划分为粗加工、半精加工和精加工三大阶段。水平轴承座的加

19、工分三大加工阶段即铣削加工阶段、镗削加工阶段、钻削加工阶段，其中各加工阶段分别包括粗加工、半精加工和精加工。3.2加工阶段的划分粗加工阶段的任务是高效地切除各加工表面的大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近成品；半精加工阶段的任务是消除粗加工留下的误差，为主要表面的精加工做准备，并完成一些次要表面的加工；精加工阶段的任务是从工件上切除少量余量，保证各主要表面达到图纸规定的质量要求。另外，对零件上精度和表面粗糙度要求特别高的表面还应在精加工后增加光整加工，称为光整加工阶段。3.3定位基准的选择水平轴承座的主要定位基准面为：水平轴承座底面，水平轴承座两轴承孔已加工端面。定位基准的选择对于保证零件的尺

20、寸精度和位置精度以及合理安排加工顺序都有很大影响，当使用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是制订工艺规程时必须认真考虑的一个重要工艺问题。基准问题的分析分析基准时，必须注意以下几点：3.3.1粗基准的选择原则(1)保证不加工表面与加工表面相互位置要求原则 若零件上有某个表面不需要加工，则应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准。这样做能够提高加工表面和不加工表面之间的相互位置精度。 （2）保证各加工表面的加工余量合理分配的原则 1）为了保证重要加工表面的加工余量均匀，应选重要加工

21、表面为粗基准。 2）应以余量最小的表面作为粗基准，以保证每个表面都有足够的加工余量。 （3）保证定位准确、夹紧可靠以及夹具结构简单、操作方便原则 为了保证定位准确、夹紧可靠，首先要求选用的粗基准尽可能平整、光洁和有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口或其他缺陷，不能选分型面作为粗基准。 （4）粗基准尽量不重复使用的原则 当毛坯精度较低时，如果在俩次安装中重复使用同一粗基准，就会造成相当大的定位误差（有时可达几毫米）。3.3.2精基准的选择原则根据精基准的选择原则，选择精基面时，首先应考虑基准重合的问题，即在可能的情况下，应尽量选择加工表面的设计基准作为定位基准。本支架零件以加工好的支架底

22、面作为后续工序如铣圆柱孔上端面、镗肋板孔等工序的精基准。 （1）基准重合原则 。选择工序基准作为定位基准称为基准重合原则。这样可以消除基准不重合误差，有利于提高加工精度。 （2）基准统一原则 （3）自为基准原则。 当加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。改加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。 （4）互为基准原则。 为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”的原则，反复加工各表面。 （5）所选的定位基准，应能够使工件定位基准、稳定、变型小，夹具结构简单。 上述基准选择的各项原则，都是在保证工件加工质量的前提

23、下，从不同角度提出的工艺要求和措施，有时这些要求和措施会出现相互矛盾。在制定工艺过程时，应根据具体情况进行综合的分析，分清主次，解决主要矛盾，灵活运用各项原则。3.4加工顺序的安排和工序的确定复杂零件的机械加工要经过切削加工、热处理和辅助工序，在拟定工艺路线时必须将三者统筹考虑，合理安排顺序。1.切削加工工序顺序的安排原则基准先行 按照“先基面后其它”的顺序，先加工精基准面，再以加工出的精基准面为定位基准，安排其它表面的加工。先粗后精 按先粗后精的顺序，对精度要求高的各主要表面进行粗加工、半精加工和精加工。 先主后次 先考虑主要表面加工，再考虑次要表面加工。次要表面的加工，通常从加工方便与经济

24、角度出发进行安排。次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位加工主要表面。先面后孔 当零件有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来,再以面定位孔加工，这样可以保证定位准确、稳定。关键工序 对易出现废品的工序，精加工或光整加工可适当提前。在一般情况下，主要表面的精加工和光整加工应放在最后阶段进行。热处理的安排 热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件的材料和热处理的目的，水平轴承座安排时效处理。2.辅助工序的安排辅助工序包括工件的检验、去毛刺、清洗、去磁和防锈等。辅助工序也是机械加工的必要工序，安排不当或遗漏，会给后续工序和装配带来困难，影响产品质

25、量甚至机器的使用性能。例如，未去毛刺的零件装配到产品中会影响装配精度或危及工人安全，机器运行一段时间后，毛刺变成碎屑后混入润滑油中，将影响机器的使用寿命。检验是最重要的辅助工序，它对保证产品质量有重要的作用。检验工序应安排在： 1）粗加工阶段结束后； 2）转换车间的前后，特别是进入热处理工序的前后； 3）重要工序之前或加工工时较长的工序前后； 4）特种性能检验，如磁力探伤、密封性检验等之前； 5）全部加工工序结束后。3.5工序顺序的安排根据表2各加工表面的加工方法和表3各工序间的加工余量，考虑加工过程中定位基准的选择原则，确定工序顺序。在工序顺序安排中，不仅要考虑机械加工工序，还应考虑热处理和

26、辅助工序，遵循先基准后其他、先粗后精、先主后次、先面后孔的原则，最终确定的工序顺序见表4.表4加工工序工序工序名称工序内容1铣粗精铣左右端面至24mm2钻-铰钻出的孔，粗铰、精铰3铣削半精铣削两端面4锪锪2孔5铰铰2孔至6.0mm6时效热处理7去毛刺钳工8终检 3.6 16孔切削用量的计算3.6.1 钻孔工步切削用量的计算 背吃刀量的确定，取ap=15mm。进给量的确定，选取该工步的每转进给量f=0.20mm/r。切削速度的计算，按工件材料为铸铁、硬度为187HBS的条件选择，切削速度v可取为18m/min。由公式n=1000v/d可求得该工序钻头转速n=358.1r/min，所选Z525型立

27、式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min。再将数据代入公式得出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=3923.1415/1000=18.5m/min。3.6.2 铰孔工步切削用量的计算（1）粗铰背吃刀量的确定，取ap=0.95mm。进给量的确定，选取该工步的每转进给量f=0.9mm/r。切削速度的计算，切削速度v可取为4m/min。由公式n=1000v/d可求得该工序钻头转速n=80r/min，参照所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=973.1416/1000=4.8m/min。（2）精铰背吃刀量的

28、确定，取ap=0.05mm。进给量的确定，选取该工步的每转进给量f=0.9mm/r。切削速度的计算，切削速度v可取为4m/min。由公式n=1000v/d可求得该工序钻头转速n=80r/min，参照所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=973.1416/1000=4.8m/min。3.7 16基本工时的计算3.7.1基本时间的计算(1)钻孔工步查表得钻孔的基本时间可有公式t1=L/fn=（L+L1+L2）求得试中L=13mm；L2=0mm；L1=Dcotk/2+（12）=152/cot54+0mm=5.4m

29、mf=0.20mm/r；n=392r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间t1=（13mm+5.4mm+0mm）/（0.20mm/r392r/min）0.234min=14.5s。 （2）粗铰孔工步 根据表得：铰圆柱孔基本时间由公式t1=L/fn=（L+L1+L2）求得试中L1、L2。按k=15、ap=（D-d）/2=（16-15.95）/2=0.025mm的条件查得L1=0.37mm；L2=0mm；而L=13mm；f=0.9mm/r；n=97r/min。将上述结果代入公式t=L/fn=（L+L1+L2）中，经计算即可得出该工序的基本时间：t1=（13mm+0.37mm+0）/（0.

30、9mm/r97r/min）0.153min=9.6s。（3）精铰孔工步根据表得：铰圆柱孔基本时间由公式t1=L/fn=（L+L1+L2）求得试中L1、L2。按k=15、ap=（D-d）/2=（16-15.95）/2=0.025mm的条件查得L1=0.19mm；L2=0mm；而L=13mm；f=0.9mm/r；n=97r/min。将上述结果代入公式t=L/fn=（L+L1+L2）中，经计算即可得出该工序的基本时间：t1=（13mm+0.19mm+0）/（0.9mm/r97r/min）0.151min=9.1s。3.7.2辅助时间t2的计算 辅助时间t2与基本时间t1之间的关系为t2=0.15t1

31、，则各工序的辅助时间分别为： 钻孔工步的辅助时间：t2=0.1514.1s=2.12s； 粗铰孔工步的辅助时间：t2=0.159.2s=1.38s； 精铰孔工步的辅助时间：t2=0.159.1s=1.37s。3.7.3其他时间的计算 除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要时间和准备与结束时间。由于泵盖的生产类型为大批量生产，分摊到每个工件的准备和结束时间不是很多，可忽略不记；布置工件的时间t3是作业时间的27，休息与生理需要时间t4是作业时间的24，本工件均取3，则各工序的其他时间（t3+t4）可按关系式3+3（t1+t2）计算，分别为：钻孔工步的其他时间：t

32、3+t4=6（2.12s+14.1s）=0.97s粗铰孔工步的其他时间：t3+t4=6（9.2s+1.38s）=0.63s精铰孔工步的其他时间：t3+t4=6（9.1s+1.37s）=0.62s3.7.4单件时间t5的计算（1）钻孔工步t钻=2.12s+14.1s+0.97s=17.19s； (2)组铰孔工步t粗铰=9.2s+1.38s+0.63s=11.21s； (3)精铰孔工步t精铰=9.1s+1.37s+0.62s=11.09s；因此，工序的单件时间： t5=t钻+t粗铰+t精铰=17.91s+11.21s+11.09s=40.21s 参考文献 1 王绍俊主编机械制造工艺设计手册哈尔滨工

33、业大学出版社，1995：2 龚定安，蔡建国主编机床夹具设计原理陕西科技大学出版社，1981：3 黄克孚，王光逵主编机械制造工程学机械工业出版社，1992：4 邱宣怀主编机械设计高等教育出版社，2002：5 李哲主编 夹具设计手册机械工业出版社，1993：6 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学机床夹具设计手册. 上海科学技术出版社，1979：7 王启平主编机械切削手册哈尔滨工业大学出版社，1998：8 刘品主编机械加工工艺编制手册机械工业出版社，1993：9 浦林祥主编机械零件设计手册机械工业出版社，1997：10 赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书机械工业出版社，199

34、4：11 上海柴油机厂工艺设备研究所金属切削机床夹具设计手册. 机械工艺出版社，1982：12 石光源主编机械制图. 高等教育出版社，1997：附录一 加工工艺过程卡片附录二 加工工序卡片附录三 水平轴承座零件图附录四 水平轴承座毛坯图 致 谢工艺课程设计基本结束，回顾整个过程，我觉得受益匪浅。课程设计作为机械制造工艺学课程的重要教学环节，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。本次课程主要是机械加工工艺规程设计。在这段时间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。其中运用了基准选择，时间定额计算等方面的知识。还结合了我们生产实习中所看到的实际情况来选择设备，填写了工艺文件。通过本次设计，我基本掌握了一个比较简单零件的加工工艺过程分析，工艺文件的编制方法和步骤。学会查阅手册，选择使用工艺设备等。总的来说，这次设计，使我在基本理论的综合运用以及正确解决实际问题方面得到了一次较好的训练。提高了我独立思考问题，解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。由于自己能力有限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师，同学批评指正。 15