机械设计_轴承端盖说明书

一、 零件结构工艺性分析：

（一） 零件的技术要求：

1.轴承盖零件，材料为HT200。 2.零件的技术要求表： 加工表面 轴承盖端面 尺寸及偏差／mm 公差／mm及精度等级 IT12 25 -0.3 表面粗糙形位公差／mm 度／ μm 12.5 -0.51 轴承盖外圆表面 φ100f10 φ130 IT10 IT10 6.3 6.3 -0.043 -0.203 φ70 -0.011 IT10 轴承盖孔内表面 6.3 -0.131 φ85 -0.013 IT12 12.5 -0.363 φ90-0.013 IT12 12.5 -0.363 打孔 φ7 -0.006 IT11 12.5

-0.096

（二） 确定轴承盖的生产类型：

根据设计题目年产量为10万件，因此该轴承盖的生产类型为大批生产。

二、毛坯的选择：

（一）选择毛坯：

由于该轴承盖在工作过程中要承受冲击载荷，为增强强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用铸件。该轴承盖的轮廓尺寸大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和铸件精度，宜采用模铸方法制造毛坯，毛坯拔模斜度为5°。

（二）确定毛坯的尺寸公差：

1．公差等级：

由轴承盖的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。

2．铸件件材质系数：

由于该轴承盖材料为HT200。 3．锻件分模线形状：

根据该轴承盖的形位特点，选择零件方向的对称平面为分模面，属于平直分模线。

4．零件表面粗糙度：

由零件图可知，该轴承盖的各加工表面粗糙度Ra均大于等于6.3μm。

三、定位基准的选择：

（一）精基准的选择：

根据该零件的技术要求和装配要求，选择该轴承盖轴孔φ100f8和轴承盖右端面作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则。轴孔φ100f8的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工轴的外圆表面和轴承盖外圆表面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。选用轴承盖左端面作为精基准同样遵循了“基准重合”的原则，选用轴承盖左端面作为精基准，夹紧可作用在轴承盖的右端面上，夹紧稳定可靠。

（二）粗基准的选择：

作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠，该轴承盖轴的外圆表面、右堵头外圆表面作为粗基准，以保证为后序准备好精基准。

四、工艺路线的拟定：

（一）各表面加工方法的选择：

加工表面 轴承盖两端面 轴承盖外圆表面 轴承盖孔内表面 打孔 公差／mm及精度等级 IT12 IT10 IT10 IT10 IT12 IT12 IT11 表面粗糙度／ μm 12.5 6.3 6.3 加工方案 粗车 粗车-半精车 粗车-半精车 6.3 12.5 12.5 12.5 粗镗-半精镗 粗镗 粗镗 钻 （二）加工阶段的划分

该辊筒体加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工几个阶段。

在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求。

（三）加工顺序的安排：

1．机械加工工序：

（1）遵循“先基准后其它”原则，首先加工精基准-轴承盖左堵头内孔φ100f8。

（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

2．具体方案： 方案一：（1）铸造

（2）粗车两端面

（3）粗车外圆端面φ130 -0.043 -0.203mm （4）粗车外圆端面φ100 -0.036 -0.176mm （5）半精车外圆端面φ130 -0.043 -0.443mm （6）半精车外圆端面φ100 -0.036 -0.386mm （7）粗镗内圆端面φ70 -0.011 -0.311mm （8）粗镗内圆端面φ85 -0.013 -0.363mm （9）粗镗内圆端面φ90-0.013 -0.363mm （10）半精镗内圆端面φ70 -0.011 -0.131mm （11） 钻孔6*Φ8 方案二：（1）铸造

（2）粗车两端面

（3）钻孔6*Φ8

（4）粗车外圆端面φ130 -0.043 -0.203mm

（5）粗车外圆端面φ100 -0.036 -0.176mm （6）半精车外圆端面φ130 -0.043 -0.443mm （7）半精车外圆端面φ100 -0.036 -0.386mm （8）粗镗内圆端面φ70 -0.011 -0.311mm （9）粗镗内圆端面φ85 -0.013 -0.363mm （10）粗镗内圆端面φ90-0.013 -0.363mm （11）半精镗内圆端面φ70 -0.011 -0.131mm 方案三：（1）铸造

（2）粗车两端面

（3）粗车外圆端面φ130 -0.043 -0.203mm （4）粗车外圆端面φ100 -0.036 -0.176mm （5） 钻孔6*Φ8

（6）半精车外圆端面φ130 -0.043 -0.443mm

（7）半精车外圆端面φ100 -0.036 -0.386mm （8）粗镗内圆端面φ70 -0.011 -0.311mm （9）粗镗内圆端面φ85 -0.013 -0.363mm （10）粗镗内圆端面φ90-0.013 -0.363mm （11）半精镗内圆端面φ70 -0.011 -0.131mm 论证：为使加工出一个符合零件的技术要求和装配要求选取一个最为合适的方案作出下列论证：

方案一：先加工出组成零件的各部件，可同时加工出各部件，

且精度能达到零件要求，但最后进行钻孔，使工件发生扭曲变形，使零件在使用过程中受到外力而未达到零件的技术要求。所以，此方案设计不合理。

方案二：为了使零件在加工后不发生应力变形，先对零件进行钻孔，然后对其整个零件进行粗加工、精加工，但这样在对零件整体进行加工时，由于零件体积较大，使加工变得更加复杂化，且浪费时间。因此，此方案设计不合理。

方案三：此方案在同时进行粗加工后，进行钻孔，在焊接后对零件各表面进行精加工，即满足了设计要求又节省了时间。因此，此方案为最佳方案。

3．工序的集中与分散：

该辊筒体的生产类型为大批生产，可以采用万用型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。

五、工序内容的拟定：

（一）工序的尺寸和公差的确定：

加工表面 轴承盖两端面 加工方案 粗车 加工余量 2 精度等级 IT12 尺寸及精度 25 -0.3 -0.51 轴承盖 半精车 φ130 1.8 IT10 φ130 -0.043 -0.443 -0.043 -0.203 外圆表面 粗车 2.5 IT12 φ130 -0.043

-0.203 轴承盖 φ100f10 外圆表面 半精车 1.5 IT10 φ100 -0.036 -0.386 粗车 2.5 IT12 φ100 -0.036 -0.176 轴承盖 φ70 半精镗 1.0 IT10 φ70 -0.011 -0.131 -0.011 -0.131 孔内表面 粗镗 2.0 IT12 φ70 -0.011 -0.311 轴承盖 φ85 粗镗 2.0 IT12 φ85 -0.013 -0.363 -0.013 -0.363 孔内表面 轴承盖 φ90-0.013 粗镗 2.0 IT12 φ90-0.013 -0.363 -0.363孔内表面

打 φ7 钻 7.0 IT11 φ7 -0.006 -0.006 -0.096 孔 -0.096 （二）设备及工艺装备的选择：

1、设备：C6140 卧式镗床 立式铣床

2、工艺装备：通用、专用车刀、专用镗刀、专用铣刀、专用夹具等等。

（三）切削用量的选择及工序时间计算： 工序Ⅰ 铸造

工序Ⅱ 粗车轴承盖两端面

工步一 1. 加工条件

工件材料：HT200,σb =170~240MPa，铸造;工件尺寸： l=25mm

加工要求：粗车轴两端面，加工余量2mm;

机床：C6140车床

刀具：YG6硬质合金端车刀。铣削宽度ae≤90,深度ap≤6, ,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。

2. 切削用量

（1）确定切削深度ap

因为余量较小，故选择ap=2mm一次走刀即可完成。

（2）确定每次进给量fz

由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端车，以提高进给量提高加工效率。根据《切削手册》表3.5，使用YG6硬质合金端车刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，C6140车床） fz=0.6~0.9mm/z 故选择：fz=0.66mm/z。

（3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据《切削手册》表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于车刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8）。

（4）计算切削速度vc

根据《切削用量简明手册》表1.11查取：V=100m/min

Ns=1000v/3.14d=1000*100/3.14*130=245.0r/min

根据《切削用量简明手册》实际转速为250r/min

故实际切削速度

Vc=3.14d N实/1000=3.14*130*250/1000=102.1m/min

综上，此工步的切削用量为：a =2mm，f =0.66mm, n =250r/min, V =102.1m/min。

tm＝L/ nf=(65+1.6)/250*0.66=0.40min

工步二

综上，此工步的切削用量为：a =2mm，f =0.66mm, n =250r/min, V =102.1m/min。tm =0.2min

工序Ⅲ 粗车轴承盖φ130 外圆表面

1．选择刀具： 与粗车端面刀具相同 2．确定切削用量 （1）确定背吃刀量

半精车外圆，加工余量为2.5mm,一次走刀，asp=2.5/2=1.25mm。 (2)确定进给量

由《切削用量简明手册》表3—14得f=1.0~1.4mm/r。再由《简明手册》表4—1—2查取f =1.02mm/r。

（3）选择刀具磨钝标准及耐用度：后刀面磨钝标准为0.8~1.0,耐用度为T=60min。

根据《切削用量简明手册》表1.11查取：V=100m/min Ns=1000v/3.14d=1000*100/3.14*130=245.0r/min根据《切削用量简明手册》实际转速为250r/min. 故实际切削速度:

Vc=3.14d N实/1000=3.14*130*250/1000=102.1m/min

综上，此工步的切削用量为：a =1.25mm，f =1.02mm/r, n =250r/min, V =102.1m/min。

tm＝L/ nf=(15+2.7)/250*1.02=0.07min

工序Ⅳ 粗车φ100f8外圆面

此工步的切削用量为：a =1.25mm，f =0.76, n =320r/min, V =100.5m/min。

tm＝L/ nf=(10+2.7)/160*0.67=0.12min

工序V 半精车轴承盖φ130 外圆表面：

1. 加工条件 工件材料：HT200,σb =170~240MPa，铸造;工件尺寸： l=25mm; 加工要求：半精车外圆表面，加工余量1.8mm;

刀具：车刀形状，刀杆尺寸都与粗车相同。刀牌型号为YT15, KR =45°, KR’ =5°, Y0 = 90°, a0 =8°

2.确定切削用量 （1）确定背吃刀量

半精车外圆，加工余量为1.8mm,一次走刀，asp=1.8/2=0.9mm。 (2)确定进给量

由《切削用量简明手册》表3—14得f=1.0~1.4mm/r。再由《简明手册》表4—1—2查取f =1.02mm/r。

（3）选择刀具磨钝标准及耐用度：后刀面磨钝标准为0.8~1.0,耐用度为T=60min。

(4)确定切削速度VC

根据《切削用量简明手册》表1.11查取：V=100m/min Ns=1000v/3.14d=1000*100/3.14*130=245r/min

根据《切削用量简明手册》实际转速为250r/min

故实际切削速度

Vc=3.14d N实/1000=3.14*130*250/1000=102.1m/min 综上，此工步的切削用量为：a =0.9mm，f =1.02mm/r, n =250r/min, V =102.1m/min。

tm＝L/ nf=(15+2.0)/250*1.02=0.07min

工序VI 半精车轴承盖φ100f10外圆表面：

此工步的切削用量为：a =1.25mm，f =0.76, n =320r/min, V =100.5m/min。

tm＝L/ nf=(10+2.7)/160*0.67=0.12min

工序VII 粗镗Φ70孔 机床：T68卧式镗床 单边余量z1.0mm,ap1.0mm

由《简明手册》4.2-20查得取

f0.52mm/r

由《简明手册》4.2-21查得取

n200r/min

VC= 3.14Dn /1000=3.14*70*200/1000=43.96m/min

计算切削工时

tm＝L/ nf=(6+2.0)/200*0.52=0.08min

工序VIII 粗镗Φ85孔

机床：T68卧式镗床

单边余量z1.0mm,ap1.0mm

由《简明手册》4.2-20查得取

f0.52mm/r

由《简明手册》4.2-21查得取

n200r/min

VC= 3.14Dn /1000=3.14*85*200/1000=53.4m/min

计算切削工时

tm＝L/ nf=(10+2.0)/200*0.52=0.12min

工序IX 粗镗Φ90孔

机床：T68卧式镗床 单边余量z1.0mm,ap1.0mm

由《简明手册》4.2-20查得取

f0.52mm/r

由《简明手册》4.2-21查得取

n200r/min

VC= 3.14Dn /1000=3.14*90*200/1000=56.5m/min

计算切削工时

tm＝L/ nf=(9+2.0)/200*0.52=0.11min

工序Ⅹ 半精镗Φ70孔

机床：T68卧式镗床 单边余量z0.5mm,ap0.5mm

由《简明手册》4.2-20查得取

f0.52mm/r

由《简明手册》4.2-21查得取 n200r/min

VC=3.14Dn /1000=3.14*70*200/1000=43.96m/min 计算切削工时

Tm=L/fm=6+2/200*0.52=0.08

工序ⅩI 打Φ8孔：

1．刀具选择

高速钢麻花钻头，其直径8mm，双维修磨横刃。 2．选择切削用量 (1)决定进给量f

<1> 按加工要求决定进给量：据《简明手册》铸铁的强度小于等于200HBS，d=8mm时，f=0.47~0.57mm/r 由于l/d=25/9=2.8,所以不用乘孔深修正系数。

<2> 按钻头强度决定进给量：据《简明手册》钻头强度为640Mpa，d=8mm钻头强度允许的进给量f=1.0mm/r

<3> 按机床进给机构强度决定进给量：据《简明手册》强度小于等于640MPA，d小于等于10.2mm，f=2.25mm/r。

比较可以看出加工要求进给量是工艺要求，f=0.47~0.57mm/r，根据转床说明书f=0.48mm/r。

由于是加工通孔，为了避免孔即将通是钻头容易断，故在即将通时改为手动进给。

(2）决定钻头磨钝标准和寿命

据《简明手册》，d=8mm，最大磨损量取0.6mm，寿命为35min (3）决定切削速度

强度为200MPA的铸铁5类

当为5类f=0.27mm/r，双维修磨横刃，d=7mm时据《简明手册》Vt =16m/min

修正系数为ktv=1.0,kcv=1.0,k1v=0.85,k0v=1.0 V=vt*kv=16*1*1*0.85*1=13.6m/min

n =1000×VC/3.14D =1000×13.6/3.14×9=481.2r/min 据《简明手册》转床最接近481.2r/min的转数为545r/min (4）计算基本工时

tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=15mm. 查《切削手册》表3. 26，入切量及超切量为：y+Δ=6mm，则： tm＝L/ nf=(15+6)/0.48*545=0.08min。

该零件需要钻6个相同的孔，每60度钻1个，T=3t=0.48min

参考文献:

邹青主编,机械制造工艺学课程设计指导书 机械工业出版社,2004年8月

艾兴,肖诗纲主编,切削用量简明手3版 机械工业出版社,2003年8月

曾志新,吕明主编,机械制造技术基础.武汉理工出版社,2001年7月

王明珠主编,工程制图学及计算机绘图——国防工业出版社,2003年3月

谢家瀛主编，机械制造技术概论，北京：机械工业出版社，2004年7月

刘友和主编，金工工艺设计，广州：华南理工大学出版社，2001年8月

周增文主编，机械加工工艺基础，长沙：中南大学出版社，2003年7月

张木青、宋小春主编，制造技术基础实践，北京：机械工业出版社，2002年2月