机械设计 轴套设计

设计轴套的机械加工工艺规程及工艺装备

一．零件的分析

（一）、零件的作用：题目给定的零件是C6132A轴套，轴套是套在转轴上，在机器中可起支承、定位、导向或保护轴的作用，比如转轴和填料之间就要用轴套，轴套以∅55的中心孔和M60的螺纹固定在轴上，通过三个∅9的孔来定位。

（二）、零件的工艺分析：该轴套零件的图样的视图正确、完整，尺寸、公差齐全。

①轴套的外形尺寸为105mm×105mm×59mm，属于小型零件。

②外圆和、粗糙度Ra3.2μm，内孔、粗糙度Ra3.2μm的尺寸精度和粗糙度要求较高。

③轴套大端和小端的径向圆跳动均不得大于0.03mm，三个小孔下平面的端面圆跳动公差不得大于0.03mm且粗糙度Ra3.2μm，大端螺纹同轴度公差值为0.10mm。

④题目中规定该轴套零件的材料为HT150，灰铸铁，屈服强度为150MPa，属于中强度铸铁件，铸造性能好，工艺简单，价格便宜，铸造应力小，可不用人工时效，有一定机械强度和良好的减震性。

（三）零件的生产类型: 依据设计题目知，年生产量为500件，重量为0.86kg属轻型零件，生产环境良好，生产类型为小批量生产。

二．确定毛坯

根据用途，零件材料HT150、考虑到轴套的工作过程中有交变载荷和冲击性载荷，为增强轴套的强度和冲击韧度，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠，因此选用锻件。由于生产纲领为小批生产而且零件的尺寸并不很大，为提高生产率和锻件精度，采取模锻成型。经查《金属机械加工工艺人员手册》取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为3±0.8mm。

三、零件的机械加工工艺规程

（一）定位基准的选择：正确选择零件在加工中的定位基准，满足定位可靠且精度高、方便定位、方便加工、方便装夹并使夹具结构简单等具体要求，才能确保零件的加工余量。

（1）粗基准的选择与确定：按照有关粗基准的选择原则，当零件有不同加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。作为粗基准的表面应平整、没有飞边、毛刺或其它表面的缺陷。在本设计中由于本轴套全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选外圆及其端面为粗基准。

（2）精基准的选择与确定：选择精基准主要应该考虑基准重合的问题。设计基准，工序基准，定位基准相重合，可以减少定位误差和基准不重合引起的误差， 本零件孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。即选内孔及其端面作为精基准。

（二）确定各加工表面的加工方案

    本零件的加工表面有外圆、内孔、端面及螺纹等，材料为HT150。参考教材中有关资料，其加工方法选择如下：

外圆面：公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra3.2μm ，需进行粗车—半精车—精车。

外圆面：公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra3.2μm ，需进行粗车—半精车—精车。

内孔：公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra3.2μm ，需进行粗镗—半精镗—精镗。

14和上下端加工面：表面粗糙度为Ra3.2μm ，需进行粗车—半精车。

14和：根据公差等级和表面粗糙度，采用钻孔—扩孔。

轴套两端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为Ra12.5μm，经粗铣即可。

轴套外圆侧面：根据侧面的公差尺寸要求，采用粗铣—半精铣。

M60×1.5螺纹：一般指用成形刀具或磨具在工件上加工螺纹的方法,主要有车削、铣削、攻丝、套丝、磨削、研磨和旋风切削等，加工本零件选择车削。

（三）制定工艺路线

（1）划分加工阶段：粗加工阶段，半精加工阶段，精加工阶段。

（2）热处理工序：①预备热处理:为了改善工件材料的切削性能，消除毛坯制造时的内应力，在机械加工以前进行热处理，处理方法有退火与正火，调质。为了消除轴套内部残余应力，进行热处理的方法为正火。

②最终热处理: 为了提高材料的强度、表面硬度和耐磨性，半精加工后，磨削前后进行热处理，处理方法有调质、淬火、渗碳淬火、氮化。加工轴承选择的最终热处理为淬火。

（3）安排机械加工工序顺序：先基准后其他，先主后次，先粗后精，先面后孔，对工序进行安排如下：

工序1     锻造

工序2     热处理：正火

工序3   粗铣轴套两端面

工序4     粗镗、半精镗的轴套内孔    

工序5     粗车、半精车外圆；粗车、半精车定位孔上下加工面

工序6     钻、扩至图样尺寸14mm和

工序7      车螺纹，并倒角

工序8      热处理：淬火

工序9      精镗的轴套内孔，并倒角  

工序10     精车外圆，精车定位孔上下加工面，并倒角

工序11     粗铣、半精铣轴套两侧面

工序12     去毛刺、清洗                     

工序13     检验入库    

（4）确定各工序所用设备及工艺装备 

机床、刀具、夹具及量具的选择

根据轴套的切削要求，零件大小、结构尺寸、工艺路线、保证加工余量和经济合理性的要求。确定选择以下设备及工艺装备：

1根据工序4和工序9镗、半精镗、精镗，工序5和工序10粗车、半精车、精车和工序6车螺纹的要求，选择CA6140型车床，选用车刀YT15，夹具为三爪卡盘。

2工序3和工序11粗铣、半精铣，各工序的工步数不多，单件、小批量生产，本零件外轮廓尺寸不大，精度要求不是很高，选用立式铣床X5012即可，选用高速钢套式铣刀。

③工序6由于钻孔直径为14mm和，孔径较小，位置要求不是很高，考虑其经济性要求，故选用Z525型号立式钻床即可满足其加工性能，刀具为麻花钻头。

④根据零件的生产类型、加工精度及测量方法，选用通用量具，如钢尺、游标卡尺、千分尺、百分表等。

综上，轴套加工机床及工艺装备的选择如下：

考虑零件的加工效率、加工成本和加工质量，确定工序的加工余量、工序尺寸及公差如下表所示：

这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。本人通过查阅大量有关资料、请教同学和自学课本知识，终于勉强将课程设计完成了，但难免有些疏忽和遗漏甚至错误的地方，希望老师给予批评指正。。在设计中遇到了很多实际问题，有一些得到了解决，但还有一些问题没有得到解决，需要在以后的学习中加强思考。虽然这个设计做的不是很好，但是通过这次课程设计本人学到了许多东西，使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，才能真正用到现实工作中，同时也培养了自学能力，使我终身受益。 

五、参考文献

[1] 邹青. 机械制造技术基础课程设计指导教程[M].北京：机械工业出版社，2004

[2] 张茂.机械制造技术基础[M].北京：机械工业出版社，2008

[3] 王伯平.互换性与测量技术基础(第3版)[M].北京：机械工业出版社，2010

[4] 赵如福. 金属机械加工工艺人员手册[M]. 上海: 上海科学技术出版社，2006

机械制造技术基础课程设计

设计题目：设计轴套的机械加工工艺规程

及工艺装备

学院：机械与电气工程      

专业：机械设计制造及其自动化

班级：        

姓名：          

学号：       

                日期：2011年12月9日