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腳輪軸承套管的設(shè)計(jì)
發(fā)表時(shí)間:2012/7/3 20:49:06
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
一零件的分析
（一） 零件的作用
此腳輪軸承套管是機(jī)械加工中常見(jiàn)的一種零件，在各類(lèi)機(jī)器中應(yīng)用很廣泛，主要起支撐或?qū)蜃饔谩?br />（二） 零件的工藝分析
此腳輪軸承套管的主要加工表面為外圓表面和內(nèi)孔表面，主要的技術(shù)要求為：表面粗糙度要求，尺寸精度要求，位置精度要求。具體分析如下：
1.Φ34js7mm的外圓表面。
表面粗糙度Ra=6.3um，尺寸精度為Φ34±0.0125mm,此外圓相對(duì)于軸心線的圓跳動(dòng)公差為0.01mm
2.Φ22H7mm的內(nèi)孔。
此內(nèi)孔主要工作表面，粗糙度要求較高為Ra=1.6um，尺寸精度為Φ22 mm。
3.Φ42mm的左端面與軸心線的垂直度公差為0.01mm。
4.Φ4mm孔等次要加工表面及內(nèi)孔。
工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
（一） 確定毛坯的制造形式
零件材料為ZQSn6-6-3，因?yàn)槟_輪軸承套管在工作時(shí)主要起支撐軸承的作用，考慮到機(jī)器工作的連續(xù)性要求及零件的粗糙度、尺寸精度要求較高，所以選用熱軋圓棒料作為毛坯。
（二） 基準(zhǔn)的選擇
1. 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于這種一般的零件而言，選擇毛坯外圓作為粗基準(zhǔn)即可。
2. 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇是相對(duì)于粗基準(zhǔn)而言的。對(duì)于此腳輪軸承套管精基準(zhǔn)的選擇主要考慮到左端面與軸心線的垂直度要求、Φ34js7mm的外圓與軸心線的圓跳動(dòng)要求以及外圓和內(nèi)孔的尺寸精度要求。所以在加工外圓時(shí)用左端面和內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)，用心軸定位，兩頂尖裝夾即可。加工內(nèi)孔時(shí)用已加工過(guò)的外圓表面作為精基準(zhǔn)即可保證內(nèi)孔的尺寸精度要求。
（三） 制定工藝路線
工序一：按上工藝草圖車(chē)至尺寸，6個(gè)零件同時(shí)加工，尺寸均相同；
工序二：用軟卡爪夾住Φ42mm外圓，找正鉆孔Φ20.5mm成單件：
工序三：1.用軟卡爪夾住Φ35mm外圓
2.車(chē)左端面，取總長(zhǎng)40mm至尺寸
3.車(chē)孔Φ22 mm
4.車(chē)內(nèi)槽Φ24mmx16mm至尺寸
5.鉸孔Φ22H7mm至尺寸
6.倒角
工序四：1.工件套心軸，裝夾于兩頂尖之間
2.車(chē)Φ34js7mm至尺寸
3.車(chē)階臺(tái)平面6至尺寸
4.倒角
工序五：以端面和孔定位，鉆Φ4mm孔
工序六：檢驗(yàn)入庫(kù)
（四） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
此腳輪軸承套管的材料為ZQSn6-6-3，零件的最大徑向尺寸為42mm，查《工藝手冊(cè)》得，機(jī)械單邊加工余量1.5。因?yàn)榇四_輪軸承套管為6件同時(shí)加工，割斷刀尺寸為2mm，毛坯零件軸向尺寸為40.5mm，軸向單邊加工余量為1.5mm，所以零件的毛坯尺寸可定為：Φ45mmx260mm。
分別確定個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.Φ42mm的外圓
工序名稱(chēng) 工序余量 工序尺寸 公差等級(jí) 尺寸公差
半精車(chē) 1.4 Φ42 IT8 Φ42
粗車(chē) 1.6 Φ43.4 IT12 Φ43.4
毛坯 Φ45
2. Φ34js7的外圓
工序名稱(chēng) 工序余量 工序尺寸 公差等級(jí) 尺寸公差
精車(chē) 0.5 Φ34 IT7 Φ34±0.0125
半精車(chē) 1.4 Φ33.5 IT8 Φ33.5
粗車(chē) 9.1 Φ34.9 IT12 Φ34.9
毛坯 Φ45 Φ
3. Φ24的內(nèi)孔
工序名稱(chēng) 工序余量 工序尺寸 公差等級(jí) 尺寸公差
擴(kuò) 3.5 Φ24 IT10 Φ24
鉆 -- Φ20.5 IT11 Φ20.5
毛坯 --
4.Φ22H7的內(nèi)孔
工序名稱(chēng) 工序余量 工序尺寸 公差等級(jí) 尺寸公差
精鉸 0.06 Φ22 IT7 Φ22H7
粗鉸 0.14 Φ21.94 IT9 Φ21.94
擴(kuò) 1.3 Φ21.8 IT10 Φ21.8
鉆 -- Φ20.5 IT11 Φ20.5
毛坯 --
（五）確定切削用量及基本工時(shí)
工序一：按工藝草圖車(chē)至尺寸，6個(gè)同時(shí)加工。本工序采用計(jì)算法確定切削用量，具體分析如下：
1.加工條件：
工件材料：ZQSn6-6-3人工時(shí)效熱處理，熱軋圓棒料。
加工要求：粗車(chē)軸套各外圓至尺寸，表面粗糙度要求值為Ra200um
加工設(shè)備：CA6140臥式車(chē)床
刀具：刀片材料為硬質(zhì)合金YT5，刀桿尺寸為16mmx25mm，
Kr=90°, γ=15°, α=8°,r =0.5mm
2.計(jì)算切削用量
1已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為7mm，因?yàn)榇嗣饕呀?jīng)考慮到割斷后的6零件的加工余量，因此端面可以全部加工。可以分兩次加工，ap=3mm計(jì)。
2.確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件以及工件直徑為45mm，得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取f=0.5mm/r
3.計(jì)算切削速度：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件可得vc=67~73m/min,取vc=70m/min
4.確定主軸轉(zhuǎn)速n：
n=1000x70/3.14x45=495r/min,據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取n=500r/min.所以實(shí)際切削速度為 vc=500x45x3.14/1000=70.65m/min。
4. 計(jì)算切削工時(shí)：
車(chē)削基本時(shí)間Tb=LjZ/nfap=45/500x0.5x3=0.06min
所以車(chē)削端面所需時(shí)間為T(mén)m=3Tb=3x0.06=0.18min
5．粗車(chē)外圓至Φ42mm
確定切削用量：外圓單邊余量為1.5mm，所以取ap=1.5mm可一次切除。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件以及工件直徑為42mm，
得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取f=0.5mm/r。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件可得 vc=67~73m/min,取vc=70m/min所以主軸轉(zhuǎn)速n=1000x70/3.14x42=530r/min, 據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取n=500r/min.所以實(shí)際切削速度為 vc=500x42x3.14/1000=65.94m/min。
車(chē)削基本時(shí)間Tb=LjZ/nfap=42/500x0.5x3=0.056min
5. 粗車(chē)外圓至Φ35mm
確定切削用量：外圓單邊余量為3.5mm，所以取ap=3mm可二次切除。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件以及工件直徑為35mm，
得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取f=0.5mm/r。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件可得vc=67~73m/min,取vc=70m/min所以主軸轉(zhuǎn)速n=1000x70/3.14x35=637r/min, 據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取n=710r/min.所以實(shí)際切削速度為 vc=710x35x3.14/1000=78.03m/min。
車(chē)削基本時(shí)間Tb=LjZ/nfapi==35/710x0.5x3x2=0.066min。
工序二：此工序是鉆Φ20.5mm的孔。
1.加工條件：
工件材料：ZQSn6-6-3人工時(shí)效熱處理，熱軋圓棒料。
加工要求：鉆Φ20.5mm的孔。
加工設(shè)備：CA6140臥式車(chē)床
刀具：Φ20.5mm麻花鉆，刀具材料為高速鋼鉆頭
2.確定切削用量：根據(jù)工件材料，刀具的材料以及麻花鉆的尺寸查《手冊(cè)》得f=0.52~0.64 mm/r，取f=0.56mm/r。由手冊(cè)得f=0.56mm/r刃磨形式為標(biāo)準(zhǔn)，d=20.5mm時(shí)vc=12m/min，切削速度的修正系數(shù)Ktv=1.09，Kcv=1，故：v=12x1.09x1=13.08m/min.
所以n=1000x13.08/3.14x20.5=203.2 r/min。根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書(shū)，可選擇n=272 r/min。所以實(shí)際切削速度
vc=272x20.5x3.14/1000=17.5 m/min.
車(chē)削基本時(shí)間Tb=L/nf=257/272x0.56=1.69min
工序三：
工件材料：ZQSn6-6-3人工時(shí)效熱處理，熱軋圓棒料。
加工設(shè)備：CA6140臥式車(chē)床
刀具：Φ22H7mm鉸刀。
1.車(chē)端面。切削用量的確定：此工步的軸向加工余量為0.5mm，所以取ap=0.5mm，可一次加工。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件以及工件直徑為42mm，得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取f=0.5mm/r。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件可得 vc=67~73m/min,取vc=70m/min所以主軸轉(zhuǎn)速n=1000x70/3.14x42=530r/min, 據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取n=500r/min.所以實(shí)際切削速度為 vc=500x42x3.14/1000=65.94m/min。
車(chē)削基本時(shí)間Tb=LjZ/nfap=42/500x0.5x0.5=0.33min
得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取f=0.5mm/r。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件可得 vc=67~73m/min,取vc=70m/min所以主軸轉(zhuǎn)速n=1000x70/3.14x42=530r/min, 據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取n=500r/min.所以實(shí)際切削速度為 vc=500x42x3.14/1000=65.94m/min。
車(chē)削基本時(shí)間Tb=LjZ/nfap=42/500x0.5x0.5=0.33min
2.擴(kuò)孔至Φ22 mm。
1.加工條件：
工件材料：ZQSn6-6-3人工時(shí)效熱處理，熱軋圓棒料。
加工要求：擴(kuò)至Φ22 mm。
加工設(shè)備：CA6140臥式車(chē)床
刀具：擴(kuò)孔鉆，刀具材料為高速鋼鉆頭
2.確定切削用量：根據(jù)擴(kuò)孔鉆的直徑和工件的硬度可以查表的f=1.0~1.2mm/r，取f=1.0mm/r, 手冊(cè)得f=1.0mm/r刃磨形式為標(biāo)準(zhǔn)，d=22mm時(shí)vc=17m/min，切削速度的修正系數(shù)Ktv=1.09，Kcv=1，故：v=17x1.09x1=18.53m/min.所以n=1000x18.53/3.14x22=268 r/min。根據(jù)C616說(shuō)明書(shū)，可選擇n=320 r/min。所以實(shí)際切削速度
vc=320x22x3.14/1000=22.01 m/min.
車(chē)削基本時(shí)間Tb=L/nf=40/320x1=0.125min
3.車(chē)內(nèi)槽
確定切削用量：此工步的單邊加工余量為1mm，所以取ap=1mm，可一次加工。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件以及工件直徑為24mm，得f=0.3~0.4mm/r。按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取f=0.3mm/r。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件可得 vc=67~73m/min,取vc=67m/min所以主軸轉(zhuǎn)速n=1000x67/3.14x22=969r/min, 據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取n=900r/min.所以實(shí)際切削速度為 vc=900x22x3.14/1000=62.17m/min。
車(chē)削基本時(shí)間Tb=LjZ/nfap=16/900x1x0.3=0.06min
4.鉸孔
確定切削用量：此工步的單邊加工余量為0.03mm，所以取ap=0.03mm，可一次加工。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件以及工件直徑為22mm，得f=0.3~0.4mm/r。按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取f=0.3mm/r。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件可得 vc=67~73m/min,取vc=70m/min所以主軸轉(zhuǎn)速n=1000x70/3.14x22=1011r/min, 據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取n=1120r/min.所以實(shí)際切削速度為 vc=1120x22x3.14/1000=77.37m/min。
車(chē)削基本時(shí)間Tb=LjZ/nfap=24/1120x0.3x0.03=2.3min
工序4
1. 車(chē)外圓
確定切削用量：此工步的單邊加工余量為0.5mm，所以取ap=0.5mm，可一次加工。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件以及工件直徑為34mm，得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取f=0.41mm/r。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件可得 vc=85~90m/min,取vc=90m/min所以主軸轉(zhuǎn)速n=1000x90/3.14x34=843r/min, 據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取n=900r/min.所以實(shí)際切削速度為 vc=900x34x3.14/1000=96.08m/min。
車(chē)削基本時(shí)間Tb=LjZ/nfap=32/900x0.5x0.5=0.14min
2.臺(tái)階面
1已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為0.5mm，因此端面可以全部加工。ap=0.5mm，可以次加工。
2.確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件以及工件直徑為33mm，得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取f=0.5mm/r
3.計(jì)算切削速度：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，和加工條件可得vc=85~90m/min,取vc=85m/min
4.確定主軸轉(zhuǎn)速n：
n=1000x85/3.14x33=830r/min,據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)取n=900r/min.所以實(shí)際切削速度為 vc=900x33x3.14/1000=93.26m/min。
6. 計(jì)算切削工時(shí)：
車(chē)削基本時(shí)間Tb=LjZ/nfap=1/900x0.5x0.5=0.004min
工序五.
1.加工條件：
工件材料：ZQSn6-6-3人工時(shí)效熱處理，熱軋圓棒料。
加工要求：鉆Φ4mm的孔。
加工設(shè)備：Z525
刀具：Φ4mm麻花鉆，刀具材料為高速鋼鉆頭
2.確定切削用量：根據(jù)工件材料，刀具的材料以及麻花鉆的尺寸查《手冊(cè)》得f=0.18~0.22 mm/r，取f=0.22mm/r。由手冊(cè)得f=0.22mm/r刃磨形式為標(biāo)準(zhǔn)，d=4mm時(shí)vc=19m/min，切削速度的修正系數(shù)Ktv=1.09，Kcv=1，故：v=19x1.09x1=20.71m/min.
所以n=1000x20.71/3.14x4=1648.9 r/min。根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書(shū)，可選擇n=1360 r/min。所以實(shí)際切削速度
vc=1360x4x3.14/1000=42.7 m/min.
車(chē)削基本時(shí)間Tb=L/nf=6/1360x0.22=0.02min
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