轴承座设计说明书

河 南 工 业 职 业 技 术 学 院

Henan Polytechnic Institute

15届毕业生毕业设计

答辩时间：2015-11-25

题 目： 轴承座加工工艺与夹具设计

班 级： 机 制 1203

姓 名： 朱 德 福

指导教师： 李 小 静

河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文

目 录

摘 要 .....................................................................................................(1) 绪 论 .....................................................................................................(2) 1 设计任务 ..........................................................................................( 3) 2 计算生产纲领，确定生产类型 ......................................................( 4) 3 确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状 ..................................(5 ) 4 毛坯的铸造方法 ............................................................................(5 ) 5 零件的粗糙度及公差要求 ...............................................................(7) 6 零件的分析 .......................................................................................(8) 7 工艺规程设计 ...................................................................................(9) 8 夹具设计 .........................................................................................(26) 总结 .....................................................................................................(36) 结论与展望 .........................................................................................(37) 致谢 .....................................................................................................(38) 参考文献 .............................................................................................(39)

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摘 要

轴承座是用于装夹轴承，从而对轴及轴上零件其支撑作用，在装配轴承与轴时其同轴度要求较高。零件的工艺分析：（1）轴承的结构，从零件图上可以看出该轴承座的底座上有四个Ø12孔，并且有一定粗糙度要求是和其他配合件起固定限位作用，上面的Ø12孔是滴油口，是轴承与轴承座配合时起润滑作用。（2）该轴承座的技术要求，铸造件需要时效处理来消除铸造的内应力，并使其结构性能均匀。材料为HT200，此牌号灰铸铁硬度大，强度高。对于Ø16↓5X4有粗糙度为1.6、尺寸85有3.2，底面有3.2，孔Ø62.5有粗糙度为0.6及其圆度为0.005，轴线相对于Ø125的同轴度公差为0.015等要求。

关键词： 轴承座 工艺分析 原理 工艺流程

绪 论

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机械制造工业是国民经济最重要的部门之一，是一个国家或地区经济发展的支柱产业，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。机械制造工业是制造农业机械。动力机械。运输机械。矿山机械等机械产品的工业生产部门。也是为国民经济各部门提供冶金机械。化工设备和工作母机等装配的部门。机械制造业是国民经济的装配部，是为国民经济提供装配和为人民生活提供耐用的消费品产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装配。机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家或地区国民经济现代化的程度，而机械制造业的生产能力主要取决于机械制造装备的先进程度，产品性能和质量的好坏则取决于制造过程中工艺水平的高低。

将设计图纸转化成产品，离不开机械制造工艺与夹具，它们是机械制造业的基础，是生产工科技产品的保障，离开了它们，就不能开发制造出先进的产品和保证产品质量，不能提高生产效率、降低成本和缩短生产周期。机械制造工艺的技术及其广泛，它包括零件的毛坯制造、机械加工及热处理和产品的装配等。

1 设计任务

此轴承座是用于装夹轴承，从而对轴及轴上零件其支撑作用，所以它为支撑类零件。它一般是成对使用的，因此要求在装配轴承与轴时其同轴度要求较高，为此轴承座根据一般使用情况的不同，其精度要求也将

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不同，例如对于一般机械像砂轮，对于它则不要特别高的精度，而对于精密机械，为了达到很好的使用性能，则必须要求有特别高的精度；于此，在这里我们针对一般机械来展开对轴承座的设计加工。

针对以上的要求我们来分析轴承座的技术要求，并绘制零件图；设计零件技术机械加工工艺规程。填写工艺文件；设计机械加工工艺装备，设计机床专用夹具，总装图中某个主要零件的零件图。

2 计算生产纲领，确定生产类型

设计题目给定的零件是一般机械轴承座零件，该零件年产量为4000件，设其备品率为4%，机械加工废品率为1%，则该零件的年生产纲领由 N=Qn（1+a%+b%）得

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式中 N——零件的生产纲领

Q——产品的生产纲领

n——每台产品中该零件的总量

a%——备品的百分率

b%——废品的百分率

所以 N=Qn（1+a%+b%）

=4000X(1+4%+1%)=4200（件/年）

轴承的年产量为4200件，查表可知该产品为大批生产。

3 确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状

1） 由于该零件的外形与结构工艺性，以及轴承座的作用，并且结合其生产类型为大批生产，所以应具备精度和生产率较高的毛坯制造方法，综合其因素选用HT200，并选用机器造型。

2） 对于零件上的孔根据相关手册查的孔小于20的都不予铸造出。这也是工艺要求决定的。

3） 关于毛坯的尺寸，在查阅有关参考书，并结合提高生产效率，降低成本并达到其规定的使用性能要求，对于以上需加工的尺寸有如下要求来设置毛坯尺寸，对于单侧加工的在原零件尺寸上加4，对于双侧加工的尺寸，毛坯需要在原零件尺寸上各加3。

4 毛坯的铸造

4.1 轴承座的造型

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（1）造型工艺方法的确定

铸造件结构及其铸造工艺性分析，轴承座是用于装夹轴承，从而对轴及轴上零件起支撑作用，

铸造件的重量约为10Kg左右

零件材料为HT200

轮廓尺寸（ 215X85X146）mm

生产纲领：大批量生产

（2） 毛坯图如附图所示

（3） 从图纸上可看出该铸造件外形尺寸不大，底座是一个不连续平面，需要制造活块，且毛坯有一定精度要求，大批量生产。

（4）铸型种类：因铸造件较小，宜采用面纱，背纱兼用的湿型

（5）造型方法：整模、活块、两箱机型造型

（6）分型面的确定

以轴承座的整个外形为分型面，并用木头作为Ø62.5的砂芯，并且基本上都在一个平面上，因此选择轴承的整个外形作为分型面，使真个型腔处于下型，这样分型也便于安放浇冒口，分型面见图铸造工艺图所示。

（6）浇冒口位置的确定

该铸造件为HT200，体积收缩率小，但该铸造件属厚实体零件，所以要注意缩孔缺陷的发生，因此内浇道引入的位置和方向很重要，跟据铸

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造件结构特点，应采用定向凝固原则，内浇道应从底座一侧的两端引入，这样也可防止冲坏Ø62.5的砂型，采用顶住压边缝隙浇口，既可以减小浇口与铸造件的接触热节，又可避免中间厚实部分的过热，并可缩短凝固时间，有利于得到合格铸造件，另外，由于压边浇口补缩效果好，故该铸造件不需要设置补缩冒口，为防止气孔产生，可以在顶部中间偏边的位置设置一个Ø8——Ø10mm的出气冒口，浇冒口位置，形状、大小、见铸造工艺附图所示

（7）铸造工艺图如附图所示

4.2 造型工艺过程

（1）安放好模型，并夯实下型。先填入适量的面纱和背纱进行第一次夯实，夯实后，挖砂并准确地安放好两个活块，再填入少量面砂，夯实活块四周，然后填砂夯实

（2）刮去下箱多余的型砂并翻箱

（3）挖去下分型面上阻碍起模的型砂，休整分型面，撒分型砂

（4）安置好上砂箱，（要有定位装置），按工艺要求的位置放好直浇口和冒口

（5）夯上型填入适量的面砂、背砂，固定好浇冒口并夯实几下加固，然后先轻后重地夯好上型

（6）刮平上箱多余的型砂，起出直浇口，扎出通气孔

（7）开箱

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（8）起模，注意应先松模并取出模样、活块

（9）按工艺要求开出横浇道和内浇道

（10）修型。修理型腔及浇口和冒口

（11）合型

5 零件的粗造度及公差要求

a 底面 它要与其它零件或平面相配合，来保证轴承座上的零件正常工作，所以它对零件的工作精度很重要，根据需要取IT7级，并查简明公差标注应用手册确定其粗糙度为3.2；

b 4X Ø16 它主要与沉头螺钉的沉头配合来固定轴承座，根据需要取其公差等级为IT8，则其粗糙度查简明公差标注应用手册确定为1.6； c 4X Ø12 它主要与螺钉配合来固定轴承座，根据需要取其公差等级为IT8，则其粗糙度查简明公差标注应用手册确定为1.6；

d 尺寸为85的两端面 它作为轴承座在后序加工中的基准，他的精度将直接影响后续加工中的其它尺寸，为此根据需要取其公差等级为IT8，则其粗糙度查简明公差标注应用手册确定为3.2；

e 上部油孔平面 它便于钻油孔加注油液，在这里根据需要取其公差等级为IT9，则其粗糙度查简明公差标注应用手册确定为6.3；

f Ø62.5的孔 它与轴承配合并支撑与轴承装配的其它零件转动，所以它的尺寸精度及几何精度将直接影响与它相配合的其它零件的运动，为此我们根据需要取其公差等级为IT6，则其粗糙度查简明公差标注应

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用手册确定为0.8，其圆度为0.005，轴线相对于Ø125的同轴度公差为0.015。

综上所述，其它尺寸根据简明公差标注应用手册来选择其偏差，见零件图标注所示。

6 零件的工艺分析

6.1 零件的生产作用

题目给的零件是一般机械上装轴承的轴承座，它一般是成对使用主要用于装夹轴承，并在轴承上安装轴及轴上零件，给定动力，从而实现轴承，轴及轴上零件做确定的运动，而轴承座仅起支撑作用。

6.2零件的工艺分析

（1）轴承的结构

从零件图上可以看出该轴承座的底座上有四个Ø12孔，并且有一定粗糙度要求是和其他配合件起固定限位作用，上面的Ø12孔是滴油口，是轴承与轴承座配合时起润滑作用。

（2）该轴承座的技术要求

1） 铸造件需要时效处理来消除铸造的内应力，并使其结构性能均匀

2） 材料为HT200，此牌号灰铸铁硬度大，强度高，结合轴承座的作用，用此牌号可达到要求

3） 对于Ø16↓5X4有粗糙度为1.6、尺寸85有3.2，底面有3.2，孔Ø62.5有粗糙度为0.6及其圆度为0.005，轴线相对于Ø125的同轴度公

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差为0.015等要求。

4） 对图上的精度要求都是为保证配合件能够很好地实现配合，配合后并能满足其规定的使用性能要求。

7、工艺规程设计

7.1基准的选择

定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一，定位选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高；否则加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 7.1.1、粗基准的选择

因为轴承座可归为支架类零件，按照“保证不加工表面与加工表面相互精度保持原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，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），所以对于本零件可以先以底座上表面作为粗基准，使用专用夹具来对其进行加工。 7.1.2需要考虑基准不重合问题

当设计基准与定位基准不重合时，应该计算其不重合误差；这在以后夹具时有专门的计算，此处不作处理。 7.2 工件表面加工方法的选择

本零件的加工有面、台阶孔、凹槽、内圆表面等，材料为HT200，参考《机械制造工艺简明设计手册》表1.4-6、表1.4-7、表1.4-8等，其

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加工方法选择如下：

1) Ø62.5的内圆面；公差等级为IT6——IT7，表面粗造度为0.8，采用先粗镗再精镗的加工方法

2） 铣底面；公差等级为IT7——IT8，表面粗造度为3.2，采用先粗铣在精铣的加工方法。

3） 钻4Xø12的孔，公差等级为IT7——IT8，表面粗糙度等级为1.6，采用先粗钻然后无进给光整加工；

4） 尺寸为85的两端面，公差等级为IT7——IT8，表面粗糙度等级为3.2，采用先粗加工后精加工；

5） 铣最上部油孔顶面，公差等级为IT9——IT10，表面粗糙度为6.3，采用先粗铣后精铣的加工方法。

6） 加工4XØ16台阶孔，并同时钻出上部Ø12孔，公差等级为IT7——IT8，内表面粗糙度为1.6，采用先粗后无进给光整加工以达到其精度要求。

7.3制定工艺路线

制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量是工序集中来提高效率，还有应当考虑经济效果，以便降低成本。 7.3.1 工艺路线方案一

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（1）工序Ⅰ：先粗铣底面 （2）工序Ⅱ：钻4XØ12的孔 （3）工序Ⅲ：车尺寸为85的两端面 （4）工序Ⅳ：镗Ø62.5的孔 （5）工序Ⅴ：铣零件上部的油孔平面 （6）工序Ⅵ：精铣下底面

（7）工序Ⅶ：钻出4X Ø16的台阶孔，以及上面Ø12油孔 （8）工序Ⅷ：精车尺寸为85的两端面 7.3.2 工艺路线方案二

（1）工序Ⅰ：先粗铣底面，后精铣至规定尺寸 （2）工序Ⅱ：钻4XØ12的孔 （3）工序Ⅲ：车尺寸为85的两端面 （4）工序Ⅳ：镗Ø62.5的孔 （5）工序Ⅴ：铣零件上部的油孔平面

（6）工序Ⅵ：钻出4X Ø16的台阶孔，以及上面Ø12油孔 （7）工序Ⅶ：精车尺寸为85的两端 7.3.3 工艺路线方案三

（1） 工序Ⅰ：先粗车尺寸为85的两端面 （2） 工序Ⅱ：粗铣底面 （3） 工序Ⅲ：钻4XØ12的孔

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（4） 工序Ⅳ：镗Ø62.5的孔 （5） 工序Ⅴ：铣零件上部的油孔平面 （6） 工序Ⅵ：精铣下底面

（7） 工序Ⅶ：钻出4X Ø16的台阶孔，以及上面Ø12油孔 （8） 工序Ⅷ：精车尺寸为85的两端面 7.3.4 工艺方案的比较与确定

上述三种方案的特点在于：方案一是先粗铣底面，后加工出底座孔，为以后的精加工和其它地方的加工采用一面两销定位提供了可靠的方便，并且在加工底面时工序分散，因铸造毛坯粗糙，很难保证其位置精度，为此分散加工能保证其精度要求；方案二工序较集中，但是相比较方案一不利于保证零件的加工精度；方案三先加工尺寸为85的两端面，这样不方面后面的工序加工，因为对以后的加工制造夹具较困难并且相比较方案一很难保证其精度要求。

综合以上的方案比较阐述，决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。

7.4 确定加工余量、工序

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7.5 确定切削余量、基本工时（机动时间） （一） 粗铣底面 (1) 选择刀具

根据《机械制造工艺设计简明手册》表3.1及铣刀样本手册，选择锯片，直径为160mm，内径为32mm，B=3mm （2） 切削用量

ap=2mm，并铣出两凹槽，平面铣一次，凹槽洗三次 （3）、选择机床

选XA5032型立式升降台铣床，使用专用夹具。由铣床手册查到机床功率

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7.5KW，采用YG6硬质合金材料加工铸铁，f=0.14——0.24mm/r，取f=0.20mm/r

（4）选择铣刀磨钝标准及耐用度

根据《切削用量手册》查到铣刀齿后面的最大磨损量限度为1.5mm，铣刀直径为d=16mm，则需要大约T=150min （5）确定切削速度Vc

由切削手册查的当Vc=130mm/min时，n=258.6r/min。根据机床实有的转速n=255r/min时，工作台为每分钟进给量是进给速度Vf=fm=fzn=0.14X8X255=285.6mm/min，根据机床取Vf=300mm/min （6）计算基本工时

整个下底面铣一次：T=180X2/255X0.2X2=3.6min 两个凹槽：T=85X2/255X0.2X2=1.7min （二）精铣底面 （1）工序要求

底面的表面粗糙度为3.2，选XA5032立式升降台铣床，使用专用夹具，选硬质合金铣刀，铣刀直径为d=160mm，内径为32mm （2）确定铣削深度

底面及凹槽的余量为1mm，所以两次走刀即可完成，ap=0.5mm （3）确定进给量

由于查的机床功率为7.5KW，则选每齿进给量为0.08mm/r

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（4）选择刀磨钝标准及其刀具耐用度

查切削手册得铣刀后刀面最大磨损量为0.2mm，取铣刀直径为160mm，则T=150min。

（5）确定切削速度Vc

查手册得主轴转速n=47.5r/min 则Vc=2.4m/min。

则工作台每分钟进给量为fm=vf=3.8m/min （6）计算基本工时

底面T=180X1/47.5X0.2X0.5=1.9 min （三）粗铣上部油孔平面 （1）选择机床

底面的表面粗糙度为3.2，选XA5032立式升降台铣床，使用专用夹具，选硬质合金铣刀，铣刀直径为d=16mm， （2）确定铣削深度

底面及凹槽的余量为1mm，所以两次走刀即可完成，ap=0.5mm （3）确定进给量

由于查的机床功率为7.5KW，则选每齿进给量为0.08mm/r （4）选择刀磨钝标准及其刀具耐用度

查切削手册得铣刀后刀面最大磨损量为0.2mm，取铣刀直径为160mm，则T=150min。

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（5）确定切削速度Vc

查手册得主轴转速n=47.5r/min 则Vc=2.4m/min。

则工作台每分钟进给量为fm=vf=3.8m/min （6）计算基本工时

由于其直径刚好与铣刀直径一致，则转两转即可，所以大约T=0.01min （四）精铣油孔上部平面 （1）选择机床

上部平面的表面粗糙度为6.3，选XA5032立式升降台铣床，使用专用夹具，选硬质合金铣刀，铣刀直径为d=160mm，内径为32mm （2）确定铣削深度

底面及凹槽的余量为1mm，所以两次走刀即可完成，ap=0.5mm （3）确定进给量

由于查的机床功率为7.5KW，则选每齿进给量为0.08mm/r （4）选择刀磨钝标准及其刀具耐用度

查切削手册得铣刀后刀面最大磨损量为0.2mm，取铣刀直径为160mm，则T=150min。

（5）确定切削速度Vc

查手册得主轴转速n=47.5r/min 则Vc=2.4m/min。

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则工作台每分钟进给量为fm=vf=3.8m/min （6）计算基本工时 工时大约为T=0.01min （五）钻4X￠12的孔 （1）机床选择

查相关手册得选用Z535立式钻床 （2）刀具的选择

选用直径为12mm高速钢标准锥柄麻花钻 （3）切削用量的选择

查相关手册得：f=0.70——0.86mm/r，根据钻床取f=0.72mm/r， 则V=0.35m/s=21m/min，则n=371.36r/min

根据机床取 n=400r/min，故V=3.14X18X400/1000=22.6m/min （4）计算基本工时 T=(L+L1+L2)/(fXn)

=（91+11）/(0.72X400)=0.36min

其中L=91mm， L1 =（D-d/2）Xcotkr+2=11mm 其中L2=0 d=0 （六）钻4X￠16的孔 （1）机床选择

查相关手册得选用Z535立式钻床

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（2）刀具的选择

选用直径为16mm高速钢标准锥柄麻花钻 （3）切削用量的选择

查相关手册得：f=0.70——0.86mm/r，根据钻床取f=0.72mm/r， 则V=0.35m/s=21m/min，则n=371.36r/min

根据机床取 n=400r/min，故V=3.14X18X400/1000=22.6m/min （4）计算基本工时 T=(L+L1+L2)/(fXn)

=（91+5）/(0.72X400)=0.22min

其中L=91mm， L1 =（D-d/2）Xcotkr+2=5mm 其中L2=0 d=0

（七）钻上部油孔￠12的孔 （1）机床选择

查相关手册得选用Z535立式钻床 （2）刀具的选择

选用直径为12mm高速钢标准锥柄麻花钻 （3）切削用量的选择

查相关手册得：f=0.70——0.86mm/r，根据钻床取f=0.72mm/r， 则V=0.35m/s=21m/min，则n=371.36r/min

根据机床取 n=400r/min，故V=3.14X18X400/1000=22.6m/min

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（4）计算基本工时 T=(L+L1+L2)/(fXn)

=（91+11）/(0.72X400)=0.36min

其中L=91mm， L1 =（D-d/2）Xcotkr+2=11mm 其中L2=0 d=0

（八）粗车尺寸为65的左端面 （1）选择机床

根据工件的大小，车床选用C365L转塔式车床，中心高为210mm （2）选择刀具

选90度焊接式直头外圆车刀，刀片厚度为5mm，YG6硬质合金材料，前刀面带倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副后角8°，刃倾角-10°，刀尖圆弧半径0.5mm。 （3）确定切削用量 1）确定背吃刀量ap

粗车两端面加工余量各边为2.5mm，一次走刀，则ap=2.5mm 2）确定进给量f

查相关手册得加工材料为HT200，车刀刀杆尺寸为16X25mm，切削深度为2.5mm，则进给量为0.4——0.5mm/r 根据车床取f=0.41mm/r。 3）确定切削速度V

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查相关手册得 当用YG6硬质合金刀具材料加工HT200时，

ap=2.5mm/r，f=0.41mm/r查得V=1.33m/s，由于实际车削过程使用条件改变，个修正参数如下：

Ktv=1.0 KTv=1.0 Kkv=1.0 Kkrv=0.73 Kmv=1.0 Ksv=0.85 则修正后的V’=1.33X60X1.0X1.0X1.0X0.73X1.0X0.85=49.520mm/min 则n=350.47r/min 根据C365L车床选322r/min 则实际切削速度为V=45.7mm/min 4）计算基本工时

T=125X2.5/322X2.5X0.41=0.95min （九）粗车尺寸为85的右端面 （1）选择机床

根据工件的大小，车床选用C365L转塔式车床，中心高为210mm （2）选择刀具

选90度焊接式直头外圆车刀，刀片厚度为5mm，YG6硬质合金材料，前刀面带倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副后角8°，刃倾角-10°，刀尖圆弧半径0.5mm。 （3）确定切削用量 1）确定背吃刀量ap

粗车两端面加工余量各边为2.5mm，一次走刀，则ap=2.5mm 2）确定进给量f

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查相关手册得加工材料为HT200，车刀刀杆尺寸为16X25mm，切削深度为2.5mm，则进给量为0.4——0.5mm/r 根据车床取f=0.41mm/r。 3）确定切削速度V

查相关手册得 当用YG6硬质合金刀具材料加工HT200时，

ap=2.5mm/r，f=0.41mm/r查得V=1.33m/s，由于实际车削过程使用条件改变，个修正参数如下：

Ktv=1.0 KTv=1.0 Kkv=1.0 Kkrv=0.73 Kmv=1.0 Ksv=0.85 则修正后的V’=1.33X60X1.0X1.0X1.0X0.73X1.0X0.85=49.520mm/min 则n=350.47r/min 根据C365L车床选322r/min 则实际切削速度为V=45.7mm/min 4）计算基本工时

T=125X2.5/322X2.5X0.41=0.95min （十）倒角

用端面车刀加工单边余量为6mm，背吃刀量为3mm，手动进给，两次走刀 V取60m/min，则n=424.6r/min

根据机床取n=430r/min，则V=60.79 m/min （2）计算基本工时 由人工操作大约为0.15min （十一）精车尺寸为85的左端面

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（1）选择机床

车床选用C365L转塔式车床，中心高为210mm （2）选择刀具

选93度偏头断面车刀，刀片厚度为5mm，YG6硬质合金材料，前刀面为平面带倒棱形，主偏角93°，前角10°，后角6°，副后角10°，刃倾角-10°，刀尖圆弧半径0.5mm。 （3）确定切削用量 1）确定背吃刀量ap

粗车两端面加工余量各边为0.5mm，一次走刀，则ap=0.5mm 2）确定进给量f

查相关手册得加工材料为HT200，车刀刀杆尺寸为16X25mm，切削深度为0.5mm，则进给量为0.2——0.3mm/r 根据车床取f=0.23mm/r。 3）确定切削速度V

查相关手册得 当用YG6硬质合金刀具材料加工HT200时，

ap=0.5mm/r，f=0.23mm/r查得V=2.13m/s，由于实际车削过程使用条件改变，个修正参数如下：

Ktv=1.0 KTv=1.0 Kkv=1.0 Kkrv=0.73 Kmv=1.0 Ksv=0.85 则修正后的V’=2.13X60X1.0X1.0X1.0X0.73X1.0X0.85=79.3mm/min 则n=202r/min 根据C365L车床选322r/min

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则实际切削速度为V=101.1mm/min

综上此工步的切削用量为：ap=0.5mm f=0.23mm/r n=322r/min V=101.1mm/min 4）计算基本工时

T=125X0.5/322X0.23X0.16=0.61min （十二）精车尺寸为85的右端面 （1）选择机床

车床选用C365L转塔式车床，中心高为210mm （2）选择刀具

选93度偏头断面车刀，刀片厚度为5mm，YG6硬质合金材料，前刀面为平面带倒棱形，主偏角93°，前角10°，后角6°，副后角10°，刃倾角-10°，刀尖圆弧半径0.5mm。 （3）确定切削用量 1）确定背吃刀量ap

粗车两端面加工余量各边为0.5mm，一次走刀，则ap=0.5mm 2）确定进给量f

查相关手册得加工材料为HT200，车刀刀杆尺寸为16X25mm，切削深度为0.5mm，则进给量为0.2——0.3mm/r 根据车床取f=0.23mm/r。 3）确定切削速度V

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查相关手册得 当用YG6硬质合金刀具材料加工HT200时，

ap=0.5mm/r，f=0.23mm/r查得V=2.13m/s，由于实际车削过程使用条件改变，个修正参数如下：

Ktv=1.0 KTv=1.0 Kkv=1.0 Kkrv=0.73 Kmv=1.0 Ksv=0.85 则修正后的V’=2.13X60X1.0X1.0X1.0X0.73X1.0X0.85=79.3mm/min 则n=202r/min 根据C365L车床选322r/min 则实际切削速度为V=101.1mm/min

综上此工步的切削用量为：ap=0.5mm f=0.23mm/r n=322r/min V=101.1mm/min 4）计算基本工时

T=125X0.5/322X0.23X0.16=0.61min （十三）粗镗￠62.5的孔 （1） 选择机床

查镗工手册选T6111卧式镗床，主轴中心距工作台面距离为0——880mm，主轴转速为9——1000r/min （2） 选择刀具

查镗工手册选硬质合金钢镗刀，镗刀几何参数为主偏角50 °，后角 -5°，刃倾角0° ，前角8°. （3）确定切削用量 1）确定背吃刀量ap

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粗镗孔62.5，加工余量为2.5mm（单边），一次走刀完成，则ap=2.5mm 2）确定进给量f

查相关手册加工材料为HT200进给量范围为0.1——1mm/r 根据机床取f=0.5 mm/r 3）确定切削速度V

查相关手册用硬质合金镗刀加工铸铁，查的V=30——40m/min 取V=35m/min，则n=1000x35/3.14x65=172r/min 4）计算基本工时

T=65X2.5/172X2.5X0.5=0.76min （十四）精镗￠62.5的孔 （1） 选择机床

查镗工手册选T6111卧式镗床，主轴中心距工作台面距离为0——880mm，主轴转速为9——1000r/min （2）选择刀具

查镗工手册选硬质合金钢镗刀，镗刀几何参数为主偏角50 °，后角 -4°，刃倾角0° ，前角8°. （3）确定切削用量 1）确定背吃刀量ap

粗镗孔62.5，加工余量为0.5mm（单边），一次走刀完成，则ap=0.5mm 2）确定进给量f

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查相关手册加工材料为HT200进给量范围为0.15——0.5mm/r 根据机床取f=0.3mm/r 3）确定切削速度V

查相关手册用硬质合金镗刀加工铸铁，查的V=60——100m/min 取V=80m/min，则n=1000x80/3.14x63=405r/min 4）计算基本工时

T=63X0.5/405X0.5X0.3=0.52min

8 夹具设计

夹具设计的基本要求

（1） 工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。 （2） 夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。

（3） 加工生产操作的灵活性。使用夹具生产应保证足够的操作空间，使操作人员有良好的视野和操作环境，使加工生产的全过程处于稳定的工作状态。

（4） 便于零件的装卸。操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利的从夹具中取出，还要制品在翻转或吊运使不受损害。

（5） 良好的工艺性。所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于

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检验、维修和更换易损零件。设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及安装场地等因素，降低夹具制造成本。 一 工装夹具设计任务 1 设计任务

如零件图所示，轴承座材料为HT200；本工序的加工任务是将￠62.5加工到规定尺寸，并达到其精度要求，在加工之前他的毛坯尺寸为￠70；在它之前的几道工序已将零件上4X￠12孔加工到位，且轴承座地平面以及尺寸85已加工好，由于零件为大量生产，在此道工序需设计专用夹具来进行对其准确定位加工，在此统筹考虑其加工经济性，选定在车床上对其准确定位加工，为此下面针对其零件特点，以及现有的机床与性能的特点来综合完善保证此工序加工顺利，从而保证零件的加工要求。 2 产品的重点技术要求分析

该零件为轴承座，轴承座采用铸铁材料；轴套采用减磨材料制成并镶入轴承孔中，轴套上开有油孔，可将润滑油输入至摩擦面上；这种轴承在安装时要求轴或轴承做轴向移动，从而来保证工作有序而顺利的进行，为此￠62.5的孔是很重要的孔，但由于这种轴承在轴套磨损后，轴承间隙难以调整，因此它多用于间隙工作或低速轻载的简单机械中，我们根据需要并考虑其经济精度，从而设置其粗糙度为6.3，即可满足零件的机器工作。

二 工装夹具设计方案的确定

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1 基准面的选择（夹具体方式的确定）

夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在设计夹具体时应满足以下基本要求。 ①、具有足够的强度和刚度。

②、结构简单、轻便，在保证强度和刚度前提下结构尽可能简单紧凑，体积小、质量轻和便于工件装卸。 ③、安装稳定牢靠。

④、结构的工艺性好，便于制造、装配和检验 （阅读次数：）

⑤、尺寸要稳定且具有一定精度。 ⑥、清理方便。

夹具体毛坯制造方法的选择 综合考虑结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；

夹具体的外形尺寸 在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。然后进行造型设计，再根据强度和刚度要求选择断面的结构形状和壁厚

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尺寸。夹具体的高度100mm，长度350mm，宽度250mm；根据设计要求，夹具体上设计有螺孔、销孔，并且要求定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作。

2 定位方式及元器件选择

1） 定位器的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不便的位置，在保证加工要求的情况下，限制足够的自由度。

2) 工件的定位原理

自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿OX,OY,OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生产中，为了调整和控制不可避免产生的焊接应力和变形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。在夹具设计中，按加工要求应限制的自由度而没有被限制的欠定位是不允许的；而选用两个或更多的支撑点限制一个自由度的方法称为过定位，过定位容易位置变动，夹紧时造成工件或定位元件的变形，影响工件的定位精度，过定位也属于不合理设计。在本工序中，将工件放在一个精度比较高的平板上，限制了工件三个自由度，又用了对角布置的两个定位销定位限制了工件三个自由度，则工件的六个自由度被完全加以限制，在此由于定位销易磨损，为此定

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位销应做成可换件，靠螺纹固定在定位板上，当磨损后再加以调换，即可正常使用，保证了工件的加工精度。

3 夹紧方式及原器件选择

① 夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠。

② 夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量③ 夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。 ④ 结构力求简单，便于制造和维修。

介于对以上要求，在本工序对轴承孔￠62.5，我们采用支座底平面定位，为此应把整个工件放在地平面与之对应的夹具支撑板上，并且一对对角的底座孔对准底板上的定位销，然后再旋紧螺钉，即可对工件进行加工生产。

5 夹具总装结构

安装夹具时采用夹具体，并在上面安装定位和夹紧元件。其夹具结构图如附图所示

三 切削及夹紧力的计算

刀具：粗铣时

选择硬质合金镗刀，镗刀几何参数为主偏角50°后角-5°，刃倾角 0° 前角8°.一次走刀背吃刀量2.5mm。进给量0.5mm/r，切削度为35mm/min，转速为n=172r/min

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查相关手册得 CFc=900 XFc =1.0 YFc=0.75 nFc=0

由Fc= CFcapXFc fYfc VnFc KFC得

Fc=900X2.51X0.50.75X350=900N （未磨损）

同时底座的抗压强度§=FS/S

查得§=190，S=20 则 FS=190X20=3800N

压紧力为 F=Fc/2u=900/2X0.25=1800N

所以FS>F,即两个压块不会压坏底座。

精铣时

选择硬质合金镗刀，镗刀几何参数为主偏角50°后角-4°，刃倾角 0° 前角10°.一次走刀背吃刀量0.5mm。进给量0.3mm/r，切削度为80mm/min，转速为n=405r/min

查相关手册得 CFc=900 XFc =1.0 YFc=0.75 nFc=0

由Fc= CFcapXFc fYfc VnFc KFC得

Fc=900X0.51X0.30.75X800=101.25N （未磨损）

同时底座的抗压强度§=FS/S

查得§=190，S=20 则 FS=190X20=3800N

压紧力为 F=Fc/2u=101.25/2X0.25=202.5N

所以FS>F,即两个压块不会压坏底座。

四 定位误差分析与计算

使用夹具的首要目的是保证工件的加工质量，具体来说使用夹具加

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工时必须保证工件的尺寸精度和位置精度，工件的加工误差是工艺系统误差的综合反映，其中定位误差是夹具加工时一项最主要的误差因素。 工件安装于夹具上偏离理想的定位位置的偏差称为定位误差，它包括基准不重合误差和基准位移误差。

理想的定位位置是指工件在该夹具上的待加工面，对工件夹具复合体的三基面处于理想的正确位置，这个位置就是工件在机床上的理想的加工位置。

在本工序中加工￠62.5的孔，其工序基准为轴承座底面，定位基准也为轴承座底面，故不存在基准不重合误差。

基准位移误差：本工序定位元件为圆柱销。

查相关资料得△y=Xmax=△d+△d0+Xmin

Xmax——定位最大配合间隙，单位为mm

△ D——工件定位基准孔的直径公差，单位为mm，取IT7;

△d0——圆柱定位销的直径公差，单位为mm，取IT6;

Xmin——定位所需的最小间隙，单位为mm，取0.02。

则位移误差△y=Xmax=△d+△d0+Xmin

=0.011+0.018+0.02

=0.049mm

在满足此定位误差即可满足加工要求。

五 主要零件设计的说明

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1 夹具体

综合考虑了结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；考虑到定位的精确度，要求定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作；考虑到焊件小，夹具体的强度要求以及夹具体的结构要求，没有在夹具体上设计加强筋； 2 定位元件

考虑到定位销钉经常受到磨损，从而影响零件的加工精度，从而做成可换的定位销，为了销钉便于取出，在下面装有弹簧，另外加有可调支撑钉，为防止定位销磨损后没有及时更换，它可起到很好的定位作用，使加工精度准确，起到预防作用。

3 压紧元件

此夹具的夹紧元件压板采用联动压紧机构，拧紧夹紧螺钉后，两块压板即可迅速将工件同时压紧，操作方便、可靠、稳定、迅速、消耗体力不大。

4 镗套

在加工比较长的孔时，需要用镗套作为导向元件引导镗孔刀具或镗杆进行镗孔，此夹具上装有滚动回转镗套，用以支撑和引导镗刀杆，从而保证在加工过程中由于主轴跳动而影响加工零件的精度，并且此镗套可旋转，可用于在后续工序中加工零件山的其他孔。

六 夹具的装配要求

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1 夹紧螺钉需与基准面垂直，且与其螺纹孔有一定配精度，从而确保加紧可靠。

2 两定位销需与基准面垂直，且在装上工件后与工件孔保持H7/m6的配合。

3 可调节支撑钉的轴线需与基准面平行，如附图的夹具图所示，能保证其水平向左，从而可靠定位；

4 镗套的中心线需与主轴中心线的重合度保持在一定范围内，从而保证孔的加工精度较高；

5 装上弹簧、压板等其他零件，完成整个装配。

七 工装夹具的使用说明

1 夹具的操作步骤

⑴将轴承座毛坯按照“夹具结构图附图”安装到家具体平面上，并使其中一对角底座孔对准定位销，旋动可调节支撑钉确保其定位准确，然后拧紧夹紧螺钉，压紧工件，即可实现加工。

⑵加工过后，松开夹紧螺钉，并松开可调支撑钉，取出工件。

2 夹具使用注意事项，保养及维护

⑴使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置;

⑵如果定位销磨损超差，可对其进行更换；

⑶使用后需要涂防锈油。

七 机床夹具的镗套元件

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镗套又称导套，是确定刀具位置及方向的元件，它在镗床上的作用是保证被加工孔的位置精度看，引导刀具防止加工时偏斜，提高了的刚性，防止加工时震动，根据零件的加工需要，查镗工操作技能手册最后确定其参数如下：

D=65,其公差为g6，d=55，其公差为H7。

H=60 h=18 D1=80 D2=75

m=35 r=2 r1=48.5 r3=12.5

C=1.5 C1=2.5

D与d的同轴度公差为0.010

总结

本次毕业设计是对整个大学所学知识的灵活运用，更是让自己对自己的专业知识有个更好的认识与掌握，也更让自己对自己在这片沃土上的成长有个很好的检验，发现不足，并去认真弥补，最后茁壮地成长、

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成才。

在本次毕业设计制作过程中，特别在对加工工艺的分析计算上，让我有很深触的感悟，因为在工厂、企业是以追求利润、追求效率为宗旨，为此加工工艺就是保证宗旨的核心；所以在这些工厂、企业最后的竞争就是人才的竞争，人才到最后的核心理念就是如何设计出一套更为完善的工艺，使之进行加工，并使成本降到最低，利润最大；如此而来对于一个设计者来说，设计的宗旨就是企业利润最大化，这就要求他有较高的设计能力，这种能力离不开丰厚的知识功底和广阔的经验总结，当我们毕业从这里走出，离那个真正合格的设计者还有很长的一段路，但我们会加紧时间，在原有的基础上不断奋进，逐渐向它靠近。

通过本次毕业设计，让我很清楚地认识到自己还有很大的不足，特别是很多的细节问题，为此在认识到后我则竭力改进，在整个毕业设计过后，我发现自己在遇到问题，解决时有了良好的严谨作风，特别行事精炼果断，这对我今后做人、做事都将是一个很好的帮助；在开始设计时，通过逐步的分析、查资料、作比较„„让我在今后对问题的分析能力有了很大的提高。

结论与展望

通过此次毕业设计，一整个流程下来，已能将整个零件的结构与加工工艺、检验等完整地编写出来，并经过加工也能达到所需要零件的设计要求，通过这些，已能证明我在这里真是地成长过，并能很好地将自己

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所学的知识联系起来；虽然这个零件外表看起来很简单，很不值得一提，但我想能把简单的东西设计好达到顾客的满意，并循序渐进，由浅而深，脚踏实地，相信这样的成长将是一个合格设计者的完好归宿。

简单，更能检验一个人的品格作风，同样做事也是如此，就要从简单的事做起，把简单的事做的够好，才有资格做大事，做复杂的事，其实做事的境界就是把所谓的大事、复杂事做简单了，为此现在就要培养做简单事的功底，才有展望未来做大事、行大业的宏图，其实设计加工零件也未尝不是如此。

时代是在前进着，一切事物都在潜移默化地向前发展着，但我们年青一代，将担负起未来很大的重任，所以我们就要从现在开始，努力学习，掌握坚实的文化功底，主动承担起历史的使命，把中国制造推向更高的台阶。

在最后，我亟待期望我们这一代能建立一支雄厚的设计队伍，让中国制造在遥远的天空上镌刻题名，永远挥之不去。

致谢

此次毕业设计在李小静老师的精辅导下顺利完成的，她们严谨的作风、认真的态度，浇灌着一年一度含苞欲放的花朵，很荣幸这一季度我成为了她们的花朵，她们像一群辛勤的园丁，为我们作分析、寻资料，

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遇到不懂得地方就耐心的教导我们，直至我们紧蹙的眉宇绽放微笑，这也许就是她们园丁的座右铭吧，“蜡炬成灰泪始干”，燃烧自己照亮别人，让我能在自己的学涯路上遇到这样的老师，我内心由衷地惊喜，在此，我向你们深表感谢，我不一定是你们最亮丽的一束花朵，但我会竭尽所能开出自己的芬芳来。

在设计当中还受到了很多同学的帮助，他们帮我查资料，作分析，并善待地开导我，使我攻克一个个迷津，这也许就是知识，是一种友谊的体现，是一种风雨路上的抒写，谢谢你们的热心帮助，在此我非常感谢，并祝你们在自己的人生路上一帆风顺。

最后，我还要感谢一直在背后默默支持完成学业的父母及亲友，使他们的无私奉献和巨大支持使得我的学业得以顺利完成，在此向他们表示真挚的谢意！最后我也要感谢河南工业职业技术学院给我提供了学习知识的机会，愿我的母校的明天更美好！

参考文献

[1] 铸造工 中国劳动出版社

[2] 铸造工艺设计及铸造缺陷控制 李晨希主编 化学工业出版社

[3] 车工计算手册 陈家芳主编 机械工业出版社

[4] 袖珍铣工手册 贾凤桐主编 机械工业出版社

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[5] 机械制造基础 冀秀焕主编 中国人民大学出版社

[6] 机械加工技术 刘红普主编 中国人民大学出版社

[7] 机械加工工艺与敲门精选 梁炳文主编 机械工业出版社

[8] 金属机械加工工艺人员手册 上海科学技术出版社

[9] 切削用量简明手册 艾兴主编 机械工业出版社

[10] 机械加工余量手册 孙本绪主编 国防工业出版社

[11] 车工使用手册 陈望主编 中国劳动社会保障出版社

[12] 金属切削原理与应用 马福昌主编 山东科技出版社

[13] 机械加工工艺设计实用手册 张耀宸主编 航空工业出版社

[14] 机械制造工艺学课程设计指导书 赵家齐主编 机械工业出版社

[15] 机床夹具设计新源里 白成轩编著 机械工业出版社

[16] 常用工具典型结构图册 王喜祥主编 国防工业出版社

[17] 镗工手册 陈宏钧主编 机械工业出版社

[18] 机床夹具图册 王小华主编 机械工业出版社

[19] 铣工手册 贾凤桐主编 机械工业出版社

[20] 切削加工简明使用手册 黄如林编著 化学工业出版社

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