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軸承座工藝設計
【摘要】軸承座是用來支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅 讓內圈轉動，外圈保持不動，始終與傳動的方向保持一致（比如電機運轉方向），并且保持平衡；,軸承座的概念就是軸承和箱體的集合體,以便于應用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便的使用,減少了使用廠家的成本.至于形狀,多種多樣,通常是一個箱體,軸承可以安裝在其中。隨著科學技術的不斷進步，它在國民經濟中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊，尤其是在汽車和電子電器等高速發(fā)展的領域。本次課程設計設計的課題就是軸承座的設計，是在學完汽車制造工藝學后進行的一項教學環(huán)節(jié)；在老師的指導下，要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓練。
【關鍵詞】軸承座 工藝規(guī)格設計 夾具設計 工序 工藝性
目錄
一、工藝性分析 2
1.1零件作用 2
1.2零件工藝性分析 2
二、工藝規(guī)程設計 3
2.1零件材料 3
2.2毛坯選擇 3
3.3基準的選擇 5
3.4制訂工藝路線 6
3.5機械加工余量、工序尺寸及公差 8
一、工藝性分析
1.1零件作用
設計題目所給零件為軸承座，主要作用是安裝軸承以支撐軸。
圖1-1
1.2零件工藝性分析
軸承座共有4組主要加工表面。
1、 以Φ30mm/Φ35mm孔為中心的加工表面。
這組加工表面包括：Φ30mm孔和Φ35孔及倒角以及尺寸為38mm與Φ30mm孔軸線垂直的兩個端面。還有一個Φ4mm的油孔。
這組加工表面位置要求為：Φ30mm孔兩外端面的平行度誤差為0.03mm.
2、 以Φ6mm孔為中心的加工表面。
這組加工表面包括：Φ6mm油孔，兩個Φ13mm沉孔，兩個Φ9mm通孔，兩個Φ8mm配作孔，以及與Φ30mm軸線之間尺寸為mm的Φ6mm孔的外端面。
3、 Φ9mm孔的外端面。
這個加工表面的位置要求為：
（1） 與Φ30mm孔的軸線的平行度誤差為0.03mm；
（2） 表面平面度誤差為0.008mm（只允許中間向材料內凹下），位置度誤差為0.01mm.
4、 槽21mm。
二、工藝規(guī)程設計
2.1零件材料
零件材料為HT200，是中碳鋼，其強度較高，塑性和韌性尚高，焊接性差。用于承受較大載荷的小截面調質件和應力較小的大型正火件，以及對心部要求不高的表面淬火件：曲軸、傳動軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。水淬時有形成裂紋的傾向，形狀復雜的零件應在熱水或油水中淬火。
2.2毛坯選擇
2.2.1確定毛坯的類型及制造方法
由于零件的材料為HT200，零件的形狀規(guī)則，同時由于零件屬于中批生產，零件的輪廓尺寸不大，為了便于生產故選用模鍛毛坯。
模鍛加工工藝的幾點優(yōu)勢：①由于有模膛引導金屬的流動，鍛件的形狀可以比較復雜；②鍛件內部的鍛造流線比較完整，從而提高了零件的機械性能和使用壽命。③鍛件表面光潔，尺寸精度高，節(jié)約材料和切削加工工時；④生產率較高；⑤操作簡單，易于實現機械化；⑥生產批量越大成本越低。
從零件材料及力學性能要求，零件的結構形狀與大小，生產類型，現有生產條件，充分利用新工藝、新材料等多方面綜合考慮選擇模鍛加工工藝中的錘上模鍛。
2.2.2確定毛坯的形狀、尺寸及公差
毛坯的形狀及尺寸如圖3-1所示
圖3-1。
2.2.3毛坯加工余量、工序尺寸及公差的確定
（1）、確定軸承座底平面的加工余量及工序尺寸
根據工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精銑底面的工序偏差，按入體原則標注，考慮到高度方向上以下底面為尺寸基準，并要保證中心線到地面的高度為30mm。因此以軸承孔外圓面為粗基準先加工下底面，以加工后的平面為后面加工的精基準。底面的加工余量及工序尺寸見表2-1
表2-1
工序
基本尺寸
工序單邊余量/mm
公差等級
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
21
3
IT14
±1.0
18±1.0
25
粗銑
19
2
IT12
12.5
精銑
18
1
IT8
3.2
（2)、確定軸承座上平面的加工余量及工序尺寸
根據工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精銑上底面的工序偏差。方便銑削，并要間接保證尺寸15+0.05 0，以及平面度，側以下底面為精基準加工兩底面。兩上底面的加工余量及工序尺寸見表2-2
表2-2
工序
基本尺寸
工序單邊余量/mm
公差等級
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
18
3
IT14
±1.0
18±1.0
25
粗銑
16
2
IT12
12.5
精銑
15
1
IT8
3.2
（3）、確定軸承座左右兩側面的加工余量及工序尺寸
軸承座左右兩側平面的加工過程，根據工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精銑兩側面的工序偏差。為后面加工做基準，且加工后面工序裝夾方便。兩側平面的加工余量及工序尺寸見表2-3
表2-3
工序
基本尺寸
工序單邊余量/mm
公差等級
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
88
3
IT14
±1.0
88±1.0
25
粗銑
84
2
IT12
12.5
精銑
82
1
IT8
3.2
（4）、確定軸承座前后兩端面的加工余量及工序尺寸
軸承座前后端面的加工過程根據工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精銑前后兩端面的工序偏差。因前端面是寬度方向上的尺寸基準，并為加工孔Φ30的一個精基準，因此在次道工序中以基準加工。下底面為兩端面的加工余量及工序尺寸見表2-4
表2-4
工序
基本尺寸
工序單邊余量/mm
公差等級
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
44
3
IT14
±1.0
44±1.0
25
粗銑
40
2
IT12
12.5
精銑
38
1
IT8
3.2
3.3基準的選擇
3.3.1粗基準的選擇
對于加工表面較多的零件，按照粗基準的一般選取原則：（1）各表面有足夠的加工余量；（2）對一些重要表面和內表面，應盡量使加工余量分布均勻；（3）各加工表面上的總切削量最小。（4）盡量以不加工表面為粗基準。結合本零件的加工情況，選取Φ9mm孔的外端面為粗基準。該表面位置要求較高，要求加工余量分布盡可能均勻。以此加工軸承底座底面以及其它表面，用平口鉗夾持Φ30mm兩側面可實現完全定位。
3.3.2精基準的選擇
根據零件圖上標注的平行度，垂直度等位置要求，主要考慮互為基準和基準統(tǒng)一與基準重合原則，以粗加工后的底面（Φ13孔外端面）為主要的定位精基準，即以軸承座的下底面為精基準。基準不重合時應該在下文專門進行尺寸換算，此處不再重復。
3.4制訂工藝路線
3.4.1工藝路線方案一
工序1 鑄造毛坯;
工序2 檢驗;
工序3 銑Φ30端面,以軸承座底面（Φ13孔外端面）為定位基準；
工序4 掉頭銑Φ30端面；
工序5 銑軸承座底面（Φ13孔外端面），以軸承座的底座的上表面（Φ9外端面）為定位粗基準；
工序6 刨槽2×1mm；
工序7 銑孔Φ30側面、Φ8側面；
工序8 掉頭銑孔Φ30側面、Φ8側面；
工序9 車孔Φ30、Φ35；
工序10 銑Φ9外端面；
工序11鉆孔Φ9、Φ8、Φ6，锪孔Φ13；
工序12鉆孔Φ4；
工序13去毛刺；
工序14檢查；
3.4.2工藝路線方案二
工序1 鑄造毛坯；
工序2 檢查；毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內應力及改善機械加工性能，在毛坯車間銑削去澆冒口，達到毛坯的技術要求，然后送到機械加工車間來加工。
工序3 銑軸承座底面（Φ13孔外端面），以軸承座的底座的上表面（Φ9外端面）為定位粗基準；
工序4 銑軸承座端面（Φ9孔上端面），以軸承座的底座的下表面（Φ9外端面）為定位粗基準；
工序5 銑孔Φ30側面、Φ8側面；
工序6 掉頭銑孔Φ30側面、Φ8側面；
工序7 刨槽2×1mm，以軸承座底面（Φ13孔外端面）為基準；
工序8 車孔Φ30、Φ35及端面以軸承座底面（Φ13孔外端面）為基準；
工序9 銑Φ30端面；
工序10 掉頭銑Φ30端面；
工序11 銑Φ9外端面；
工序12鉆孔Φ9、Φ8、Φ6，锪孔Φ13；
工序13鉆孔Φ4；
工序14去毛刺；
工序15檢查；
3.4.3兩個個工藝方案的比較與分析
以上方案大致看上去都是合理的，但仔細考慮零件的要求及可能采取的加工手段分析可知方案一:在工序3先以軸承座底面（Φ13孔外端面）為定位粗基準銑Φ30端面,不符合粗基準選擇的原則，即不了保證加工面與不加工面的位置要求時，應選擇不加工面為粗基準。同時也不能保證端面與孔Φ30軸線的位置要求。方案二：在工序7車孔Φ30、Φ35及端面，然后再銑其端面，這樣可以保證其端面與孔Φ30軸線的位置要求。
方案二相對來說，裝夾次數少，可減少機床數量、操作人員數量和生產面積還可減少生產計劃和生產組織工作并能生產率高?？紤]工廠設備，能否借用工、夾、量具等具體條件，選擇方案二。最后根據工序方案二制定出詳細的工序劃分如下所示：
工序1 鑄造毛坯；
工序2 檢查；毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內應力及改善機械加工性能，在毛坯車間銑削去澆冒口，達到毛坯的技術要求，然后送到機械加工車間來加工。
工序3 銑軸承座底面（Φ13孔外端面），以軸承座的底座的上表面（Φ9外端面）為定位粗基準；
工序4 銑軸承座端面（Φ9孔上端面），以軸承座的底座的下表面（Φ9外端面）為定位粗基準；
工序5 銑孔Φ30側面、Φ8側面；
工序6 掉頭銑孔Φ30側面、Φ8側面；
工序7 刨槽2×1mm，以軸承座底面（Φ13孔外端面）為基準；
工序8 車孔Φ30、Φ35及端面以軸承座底面（Φ13孔外端面）為基準；
工序9 銑Φ30端面；
工序10 掉頭銑Φ30端面；
工序11 銑Φ9外端面；
工序12鉆孔Φ9、Φ8、Φ6，锪孔Φ13；
工序13鉆孔Φ4；
工序14去毛刺；
工序15檢查；
3.5機械加工余量、工序尺寸及公差
軸承座零件材料為HT200鋼，硬度為HBS 230—250，生產類型為中批生產。
根據原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的工序尺寸、機械加工余量如下：
3.5.1銑軸承座底面
工步1：粗銑
刀具：高速鋼面銑刀，D=30mm，齒數z=6
背吃刀量：=2mm
每齒進給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-15，取=0.15mm/z
銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-23，取=30m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=325r/min
實際銑削速度：
每分進給量：
銑削寬度：=44mm
刀具切入長度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-38公式如下：
具切出長度：查《機械加工工藝師手冊》[1]取=2mm
機動時間：查查《機械加工工藝師手冊》[1]公式如下：
輔助時間：
工步2 精銑
刀具：高速鋼面銑刀，D=30mm，齒數z=6
背吃刀量：=1mm
每齒進給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-15，取=0.15mm/z
銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-23，取=40m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=490r/min
實際銑削速度：
每分進給量：
銑削寬度：=44mm
刀具切入長度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表30-38公式如下：
具切出長度：查《機械加工工藝師手冊》[1]取=2mm
機動時間：查查《機械加工工藝師手冊》[1]公式如下：
輔助時間：
其他銑面計算與上述相同，不再計算。
3.5.2鏜孔Φ30、Φ35
工步1：粗鏜Φ30內圓
刀具：YG6鏜刀
背吃刀量：=2mm
進給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=0.6mm/z
銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=30m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=400r/min
實際銑削速度：
每分進給量：
切削工時計算：
輔助時間
工步2：粗鏜Φ35內圓
刀具：YG6鏜刀
背吃刀量：=3.5mm
進給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=0.6mm/z
銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=30m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=315r/min
實際銑削速度：
每分進給量：
切削工時計算：
輔助時間
工步3：精鏜Φ30孔
刀具：YG6鏜刀
背吃刀量：=1mm
進給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=0.6mm/z
鏜削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=40m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=500r/min
實際銑削速度：
每分進給量：
切削工時計算：
輔助時間
工步4：精鏜Φ35孔
刀具：YG6鏜刀
背吃刀量：=1mm
進給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=0.6mm/z
鏜削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表29-14，取=40m/min
機床主軸速度：
，查[3]表4-16，取=400r/min
實際銑削速度：
每分進給量：
切削工時計算：
輔助時間
3.5.3鉆孔Φ6mm、8mm、9mm和锪孔Φ13mm
工步1：鉆孔Φ6
刀具：Φ6高速鋼麻花鉆
進給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=0.25mm/r
鉆削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=15m/min
機床主軸速度：
查[3]表4-9，取=850r/min
實際鉆削速度：
每分進給量：
鉆孔深度：=12.5mm
刀具切入長度：由《機械加工工藝師手冊》[1]表28-42得：
刀具切出長度：查機械加工工藝師手冊》[1]表28-42取=2mm
機動時間：由《機械加工工藝師手冊》[1]表28-42得：
輔助時間：
工步2：鉆孔Φ8
刀具：Φ8高速鋼麻花鉆
進給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=0.25mm/r
鉆削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=15m/min
機床主軸速度：
查[3]表4-9，取=600/min
實際鉆削速度：
每分進給量：
鉆孔深度：=15mm
刀具切入長度：由《機械加工工藝師手冊》[1]表28-42得：
刀具切出長度：查機械加工工藝師手冊》[1]表28-42取=2mm
機動時間：由《機械加工工藝師手冊》[1]表28-42得：
輔助時間：
工步3：鉆孔Φ9
刀具：Φ9高速鋼麻花鉆
進給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=0.25mm/r
鉆削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=15m/min
機床主軸速度：
查[3]表4-9，取=600/min
實際鉆削速度：
每分進給量：
鉆孔深度：=15mm
刀具切入長度：由《機械加工工藝師手冊》[1]表28-42得：
刀具切出長度：查機械加工工藝師手冊》[1]表28-42取=2mm
機動時間：由《機械加工工藝師手冊》[1]表28-42得：
輔助時間：
工步4：锪孔Φ13
刀具：Φ13沉孔鉆
進給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=0.25mm/r
鉆削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=15m/min
機床主軸速度：
查[3]表4-9，取=430/min
實際鉆削速度：
每分進給量：
鉆孔深度：=8mm
刀具切入長度：由《機械加工工藝師手冊》[1]表28-42得：
刀具切出長度：查機械加工工藝師手冊》[1]表28-42取=2mm
機動時間：由《機械加工工藝師手冊》[1]表28-42得：
輔助時間：
3.5.4鉆孔Φ4mm4
工步1：鉆孔Φ4
刀具：Φ4高速鋼麻花鉆
進給量：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=0.25mm/r
鉆削速度：查《機械加工工藝師手冊》[1]表28-13，取=15m/min
機床主軸速度：
查[3]表4-9，取=1220r/min
實際鉆削速度：
每分進給量：
鉆孔深度：=10mm
刀具切入長度：由《機械加工工藝師手冊》[1]表28-42得：
刀具切出長度：查機械加工工藝師手冊》[1]表28-42取=2mm
機動時間：由《機械加工工藝師手冊》[1]表28-42得：
輔助時間：