主轴承盖零件机械加工工艺编制资料.ppt

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1、任务2 盘盖类零件机械加工工艺编制,产品或机器中的箱体，一般都有为装配和调整而设置的孔，这些孔需用端盖、支承盖等盘盖类零件加以保护，并支承和调整各零部件。本课题通过介绍主轴承盖机械加工工艺的编制过程，讲解盘盖类零件机械加工工艺编制的方法和步骤，以及相关的知识。,1典型盘盖类零件,（a）法兰盘（b）闷盖（c）支承盖,2轴类零件的结构特点 盘盖类零件的基本形状多为扁平的圆形或方形盘状结构，轴向尺寸相对于径向尺寸小很多，如图2-4所示。常见的零件主体一般由多个同轴的回转体，或由一正方体与几个同轴的回转体组成；在主体上常有沿圆周方向均匀分布的凸缘、肋条、光孔或螺纹孔、销孔等局部结构；常用作端盖、齿轮、

2、带轮、链轮、压盖等，制造材料一般多为灰铸铁。,机械加工工艺编制任务书,主轴承盖零件图,产品（主轴承盖部分）装配示意图,步骤2.1 分析主轴承盖,1.分析主轴承盖零件图和装配图，明确主轴承盖在产品中的作用。2.找出其主要技术要求，确定加工关键表面。,任务目标,任务实施,2.1.1 看懂主轴承盖的结构形状,1主轴承盖零件图采用了主视图和左视图表达其结构。其中，主视图为旋转剖切的全剖视图，主要表达零件的内部结构和各表面的轴向相对位置。左视图主要表达零件的外形轮廓、主体上凸缘、沉孔、肋条的分布情况。此外，主视图还采用重合断面图表达肋条的结构。,2.1.1 看懂主轴承盖的结构形状,2从主视图可以看出，主

3、体由多个同轴的内孔和外圆组成。从左视图可以看出，在主体上沿圆周方向均匀分布有圆弧状凸缘、肋条、沉孔，由此可以想象出主轴承盖的结构形状。,2.1.2 明确主轴承盖的装配位置和作用,由产品装配图可知，主轴承盖的作用是支承主轴承，并起轴向定位作用。142k6外圆装配于机体内孔，60H7孔用于安装主轴承，M面为轴向定位面，与主轴承的轴肩端面接合；N面为装配基面，与机体的侧面接合。主轴承盖用螺栓固定在机体上。,160H7孔、142k6外圆都具有较高的尺寸精度（IT7、IT6）和位置精度（同轴度0.02）要求，表面粗糙度Ra值为1.6m，是加工的关键表面。2M、N面距离尺寸为28，尺寸精度要求不高（查附表

4、1标准公差数值可知约为IT9），但均要求与60H7孔轴线垂直，允差为0.05，表面粗糙度Ra值分别为1.6、3.2m，也是加工的关键表面。369和18沉孔尺寸精度要求较低（未注公差等级），表面粗糙度Ra值为12.5m，是加工的次要表面。4其它表面均为不加工表面。,2.1.3 确定主轴承盖的加工关键表面,N(轴向定位面),M(装配基面),主轴,主轴承,主轴承盖固定螺栓,任务结果,主轴承盖的加工关键表面,步骤2.2 确定生产类型,1计算主轴承盖的生产纲领。2确定主轴承盖的生产类型及工艺特征。,任务目标,1产品的生产纲领是指企业在一年的计划期内应当生产的产品产量和进度计划。零件的生产纲领是指该零件(

5、包括备品和废品在内)的年生产总量。2零件的产量和产品的产量不一定相同。每台产品中相同零件的数量可能不止一件，所以在中批生产产品的企业，也有可能有大批生产零件的车间。3零件的生产纲领按下式计算：NQn（1a）（1b）式中N零件的生产纲领（件/年）；Q产品的年生产纲领（台/年）；n每台产品中该零件的数量（件/台）；a零件的备品百分率；b零件的废品百分率。4零件生产类型的确定，主要取决于产品的生产纲领，但也要考虑零件质量的大小和结构的复杂程度。轻型和重型的零件、结构简单和结构复杂的零件，它们的加工难度和工艺技术都有很大差别。5不同生产类型的零件，其加工过程、加工设备和工艺装备等都有很大差别。各种机加

6、工生产类型的生产纲领及工艺特点见附表2,相关知识,根据任务书已知：（1）产品的生产纲领Q50000台/年；（2）每台产品中主轴承盖的数量n1件/台；（3）主轴承盖的备品百分率a10%；（4）主轴承盖的废品百分率b1%；主轴承盖的生产纲领计算如下：NQn（1a）（1b）500001（110%）（11%）55550（件/年）,任务实施,2.2.1 计算主轴承盖的生产纲领,2.2.2 确定主轴承盖的生产类型及工艺特征,主轴承盖属于柴油机类型的零件，由此根据附表2机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点可确定，主轴承盖属于中型机械。根据主轴承盖的生产纲领（55550件/年）及零件类型（中型机械），由

7、附表2机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点可查出，主轴承盖的生产类型为大量生产，工艺特征见如下任务结果。,任务结果,主轴承盖的生产纲领和生产类型,步骤2.3 确定传动轴的毛坯类型及其制造方法,1确定主轴承盖毛坯的类型及其制造方法。2估算主轴承盖毛坯的机械加工余量。3绘制主轴承盖毛坯简图。,任务目标,1毛坯的制造方法（1）铸造的方法有多种，如砂型铸造、压力铸造、金属型铸造、精密铸造等。其中，砂型铸造是最常用的方法。（2）铸造毛坯的制造方法决定了其制造精度，精度越高，毛坯机加工的余量越小，加工工作量和材料消耗越少，加工成本越低，但毛坯的制造成本高。因此铸件毛坯的制造精度并不是越高就越好，应考

8、虑生产总成本及加工条件。（3）铸造毛坯的制造方法是根据零件的生产类型、材料、机械性能、零件结构、生产条件确定，不同的生产批量与不同的毛坯制造方法相适应。（4）当生产批量较小、铸件一般采用木模手工造型的砂型铸造法。由于木模制造一次性投入费用较低，适用于单件和小批量生产。（5）当生产批量较大，铸件一般采用金属模机械造型的砂型铸造法。由于紧砂与起模工序均采用机械化代替手工操作，生产率高。但需配备金属模板和相应的造型设备，一次性投入费用较高，所以不适用于较小批量的生产。2毛坯尺寸的公差一般是在基本尺寸上标注双向偏差。,相关知识,1选择毛坯的类型 由附表5常用毛坯类型可知，铸铁材料的零件一般情况下只能采

9、用铸件。根据主轴承盖的制造材料（灰铸铁HT200）可以确定，毛坯类型为铸件。2选择毛坯的制造方法 根据主轴承盖的材料，查附表2机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点可得出，主轴承盖的毛坯采用金属模机器造型的铸造方法。,任务实施,2.3.1 选择传动轴毛坯类型及其制造方法,2.3.2 估算主轴承盖毛坯的机械加工余量,根据主轴承盖毛坯的最大轮廓尺寸（184）和加工表面的基本尺寸（按最大尺寸142），查附表6铸件的机械加工余量（按中间等级2级精度查表）可得出，顶面的机械加工余量为5，底面及侧面的机械加工余量为4。各加工表面的机械加工余量统一取5。查附表7铸件的尺寸偏差可得出，主轴承盖毛坯的尺寸偏

10、差为1.0。,2.3.2 估算主轴承盖毛坯的机械加工余量,主轴承盖毛坯草图的绘制方法和步骤。,主轴承盖毛坯草图的绘制方法和步骤,任务结果,步骤2.4 选择定位基准和加工装备,1选择主轴承盖的粗基准。2选择主轴承盖的精基准。3选择传动轴的加工装备,任务目标,1零件已加工的表面作为定位基准，这种基准称为精基准。合理选择定位精基准是保证零件加工精度的关键。2选择精基准首先根据零件关键表面的加工精度（尤其是有位置精度要求的表面），同时还要考虑所选基准的装夹是否稳定可靠、操作方便。3选定精基准所需用的夹具结构是否简单。4精基准的选择原则：（1）基准重合原则 尽量选择设计基准作为精基准，避免基准不重合而引

11、起的定位误差。（2）基准统一原则 尽量选择多个加工表面共享的定位基准面作为精基准，以保证各加工面的相互位置精度，避免误差，简化夹具的设计和制造。（3）自为基准原则 精加工或光整加工工序应尽量选择加工表面本身作为精基准，该表面与其它表面的位置精度则由先行工序保证。（4）互为基准原则 当两个表面相互位置精度以各自的形状和尺寸精度都要求很高时，可以采取互为基准原则，反复多次进行加工。,相关知识,5在选择基准时不能同时遵循各选择原则（甚至相互矛盾）时。应根据具体情况具体分析，以保证关键表面为主，兼顾次要表面的加工精度。6轴类零件的精基准（1）轴类零件的加工，多以轴两端的中心孔作为定位精基准。因为轴的设

12、计基准是中心线，这样既符合基准重合原则，又符合基准统一原则，还能在一次装夹中最大限度地完成多个外圆及端面的加工，易于保证各轴颈间的同轴度以及端面的垂直度。（2）当不能用两端中心孔定位（如带内孔的轴）时，可采用外圆表面或外圆表面和一端孔口作精基准。,相关知识,1经分析零件图可知，60H7孔轴线是高度和宽度方向的设计基准，M面是长度方向的设计基准。2根据基准重合原则，考虑选择已加工的60H7孔和M面作为精基准。这样可以保证关键表面142k6外圆的同轴度、N面的垂直度要求。此外，这一组定位基准定位面积较大，工件的装夹稳定可靠，容易操作，夹具结构也比较简单。,任务实施,选择主轴承盖的粗基准,3根据基准

13、统一原则，零件各表面的加工过程分析如下。（1）加工142k6外圆、N面时，可使用这一组精基准定位。（2）加工69 孔和18沉孔时，由于M面的直径只有80，比加工孔的位置尺寸160小，工件装夹有可能不够稳定可靠。如图2-9所示，改用N面定位，可大大提高工件装夹的稳定可靠性。因此，加工69 孔和18沉孔时，采用N面与60H7孔作为定位基准更合理。,任务实施,选择主轴承盖的粗基准,4选择M面和60H7孔作为主要定位基准时，加工其它表面时能使用这一组定位基准作为主要精基准，既符合基准重合原则，又符合基准统一原则，合理又可行。5由于定位基准与设计基准重合，不需要对它的工序尺寸和定位误差进行分析和计算。,

14、任务实施,选择主轴承盖的粗基准,1以毛坯表面作为定位基准，称为粗基准。2粗基准选择要考虑下列原则：（1）选用的粗基准必须便于加工精基准，以尽快获得精基准。（2）粗基准应选用面积较大，平整光洁，无浇口、冒口、飞边等缺陷的表面，这样工件定位才稳定可靠。（3）当有多个不加工表面时，应选择与加工表面位置精度要求较高的表面作为粗基准。（4）当工件的加工表面与某不加工表面之间有相互位置精度要求时，应选择该不加工表面作为粗基准。（5）当工件的某重要表面要求加工余量均匀时，应选择该表面作为粗基准。（6）粗基准在同一尺寸方向上应只使用一次。3轴类零件的粗加工，可选择外圆表面作为定位粗基准，以此定位加工两端面和中

15、心孔，为后续工序准备精基准，加工方法见附表23。,相关知识,选择不加工的160外圆、L面作为粗基准，能方便地加工出M面和60H7孔（精基准），还可以保证160外圆与142k6外圆的轴线重合。160外圆、L面的面积较大，也较平整光洁，无浇口、冒口、飞边等缺陷，符合粗基准的要求。,任务实施,选择主轴承盖的粗基准,根据主轴承盖的工艺特性，采用专用机床加工。工艺装备采用专用夹具、专用刀具、专用量具，具体见任务结果。,任务实施,选择加工工艺装备,任务实施,任务结果,步骤2.5 拟定传动轴机械加工工艺路线,1选择主轴承盖各表面的加工方法。2初步拟定主轴承盖机械加工工艺路线。,任务目标,任务实施,2.5.1

16、 选择主轴承盖各表面的加工方法,1选择各表面的加工方法根据加工表面的精度和表面粗糙度要求，查附表10外圆表面加工方案，可查得各外圆的加工方案。,任务实施,2.5.2 初步拟定主轴承盖机械加工工艺路线,1划分加工阶段根据表2-3和相关知识可知，主轴承盖主要表面的加工可划分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。考虑到工序过于分散，装夹次数太多，反而影响生产效率，所以划分为粗加工、精加工二个阶段即可。2组合工序由于主轴承盖属于大批量生产，组合工序既可按工序分散原则，也可按工序集中原则。本实例考虑到要充分利用现有资源中的半自动转塔车床，因此尽量采用多刀来进行多工位加工，组合工序遵循工序集中原则。,1组合

17、工序有二种不同的原则，即工序分散原则和工序集中原则。一般单件小批量生产遵循工序集中原则，大批大量生产既可按工序集中原则，也可按工序分散原则。2工序分散的特点（1）工序多，工艺过程长，每个工序所包含的加工内容很少，极端情况下每个工序只有一个工步。（2）所使用的加工设备与工艺装备比较简单，易于调整和掌握。（3）有利于选择合理的切削用量，减少基本加工时间。（4）生产技术准备工作较容易，易于变换产品。3工序集中的特点（1）零件各个表面的加工，集中在少数几个工序内完成，每个工序所安排的加工内容多。（2）工件装夹次数少，加工表面间的相互位置精度易于保证。（3）有利于采用高效的专用设备和工艺装备。（4）生产

18、计划和组织简单化，生产面积和操作工人的数量少，辅助时间短。（5）专用设备和工艺装备投资大，调整和维护复杂，生产技术准备工作量大，变换产品困难。,相关知识,4转塔车床介绍（1）转塔车床是一种多刀、多工位加工的高效机床，能完成普通车床上的各种加工工序，工件一次装夹，可完成多个圆柱面和端面的车削加工，加工质量稳定，生产效率比普通车床高23倍，非常适合大中批、大量生产。（2）与普通车床相比，转塔车床的主要结构特点是没有尾架和丝杆，在尾架的位置上装有一个能纵向移动的六工位转塔刀架（主切削刀架），另外还有能纵、横向移动的前、后刀架（辅助刀架），可单独切削，也可联合切削，如图3-10所示。（3）转塔刀架各刀

19、具均按加工顺序预调好，切削一次后，刀架退回并转位，再用另一把刀切削，如图3-11所示。由于刀具数量多，所以调整刀具需花费较多时间。用可调挡块控制刀具行程终点位置，或用插销板式程序控制半自动循环加工。（5）刀架的纵横向进给设有撞停定程装置，可以自动控制工件尺寸，保证成批工件尺寸一致性。此外，还能自动实现机床的变速预选、进给量改变等操作，或整机半自动化和自动化操作。,相关知识,任务实施,3安排加工顺序根据机械加工的安排原则，先安排基准和主要表面的粗加工，然后再安排基准和主要表面的精加工。4.初步拟定工艺路线根据上述分析，初步拟定加工工艺路线方案两个，如表2-4所示，供分析选择。,二个方案比较,任务

20、结果,步骤2.6 加工工序设计,1确定主轴承盖各工序的加工余量及工序尺寸。2选择主轴承盖各工序的切削用量。3计算主轴承盖各工序的作时间定额。,任务目标,1加工余量的确定（1）加工总余量（毛坯余量）毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差。（2）工序余量相邻两工序的工序尺寸之差2各种回转表面（内外圆柱面、圆锥面、成形回转面等）和回转体的端面的加工，主要采用车削的方法。3车床是车削加工的主要技术装备，是使用最多、应用最广和数量最多的一种金属切削机床，其中以卧式车床应用最广泛。4大批生产时，螺纹的加工应采用攻丝机。5各种表面的加工方案可参照表1-1来确定。6工序尺寸的公差一般按“入体原则”标注（即公差指向体内）

21、。7确定切削用量就是在已选定的刀具材料及几何角度的基础上选择。,相关知识,1确定60H7孔的加工余量及工序尺寸已知：（1）60H7孔的加工过程如图2-13所示；（2）毛坯尺寸及其偏差D毛坯501.0；（3）精车工序尺寸及其公差D精60H7()。查附表20基孔制7级精度（H7）孔加工的工序尺寸得出，半精加工的加工余量经验值是12，精加工的加工余量经验值是0.10.8。同时参考附表20（60H7孔），工序尺寸用车刀镗孔后为59.5，第2次钻孔为55。考虑到精车与半精车60H7孔在同一工序一次装夹的情况下完成，精车与半精车不存在定位误差，精车的加工余量可以取小值，所以精车60H7孔的单边加工余量取0

22、.3。半精车单边加工余量取1.3。半精车（相当于半精镗）孔的经济精度为IT8IT9，表面粗糙度Ra值为3.21.6m。半精车60H7孔的公差等级取IT9，表面粗糙度Ra值取3.2m。粗车（相当于粗镗）孔的经济精度为IT11IT 12，表面粗糙度Ra值为12.56.3m。粗车60H7孔的公差等级取IT12，表面粗糙度Ra值取12.5m。根据工序尺寸和公差等级，查附表1标准公差数值得出精车、半精车60H7孔的工序尺寸偏差，按“入体原则”标注。60H7孔的加工余量及工序尺寸如表2-5所示。,任务实施,2.6.1 确定主轴承盖各工序的加工余量及工序尺寸,任务实施,60H7孔的加工余量及工序尺寸,2确定

23、142k6外圆的加工余量及工序尺寸已知：（1）142k6外圆的加工过程如图2-14所示；（2）毛坯尺寸及其偏差d毛坯1521.0；（3）精车工序尺寸d精142k6（）。查附表13车削加工的加工余量经验参考值得出，精车的加工余量经验值是0.10.8。考虑到精车与半精车142k6外圆在同一工序一次装夹的情况下完成，精车与半精车不存在定位误差，精车的加工余量可以取小值，所以精车142k6外圆的单边加工余量取0.3。根据尺寸（142）和长度（28），查附表13车削加工的加工余量经验参考值得出，半精车142k6外圆的加工余量为2.0（为双边余时）。查附表10外圆表面加工方案得出，半精车经济精度为IT8I

24、T10，表面粗糙度Ra值为6.33.2m。半精车142k6外圆的公差等级取IT9，表面粗糙度Ra值为3.2m。查附表10外圆表面加工方案得出，粗车外圆的经济精度为IT11以上，表面粗糙度Ra值为256.3m。粗车142k6外圆的公差等级取IT12，表面粗糙度Ra值取12.5m。根据工序尺寸和公差等级，查附表13车削加工的加工余量经验参考值得出精车、半精车142k6外圆的工序尺寸偏差，按“入体原则”标注，142k6外圆的加工余量及工序尺寸如表2-6所示。,142k6外圆的加工余量及工序尺寸,3确定M、N面的加工余量及工序尺寸已知：（1）M、N端面的加工过程如图2-15所示；（2）毛坯尺寸及其偏差

25、L毛坯431.0,l毛坯281.0；（3）精车工序尺寸L精40，l精28；查附表13车削加工的加工余量经验参考值得出，精车的加工余量经验值是0.10.8。考虑到精车与半精车M、N端面在同一工序一次装夹的情况下完成，精车与半精车不存在定位误差，精车的加工余量可以取小值，所以精车M、N端面的加工余量取0.3。根据零件全长（40）和长端面最大直径（184），查附表15半精车轴端面加工余量及偏差得出，半精车M、N端面的加工余量为1.2。查附表10外圆表面加工方案得出，半精车外圆的经济精度为IT810，表面粗糙度Ra值为6.33.2m。M、N面的公差等级取IT10，表面粗糙度Ra值为3.2、6.3m。查

26、附表15半精车轴端面加工余量及偏差得出，粗车端面的尺寸精度为IT12IT13，粗车M、N面的公差等级取IT13，表面粗糙度Ra值取12.5m。根据工序尺寸和公差等级，查附表1标准公差数值得出精车、半精车M、N面的工序尺寸及其公差数值，因M、N面距离尺寸无法按“入体原则”标注，此类工序尺寸的公差可以按精车工序的形式标注。,M、N面的加工余量及工序尺寸,2.6.2 选择主轴承盖各工序的切削用量 1粗车工序（1）确定进给量 根据加工材料（因表中未列出铸铁材料，可根据材料的硬度170241）和背吃刀量（3.53.7），查附表26车削加工的切削速度参考值查得(大批量生产时按焊接式硬质合金刀具),切削速度

27、v90100m/min，进给量0.50mm/r。（2）确定转速和切削速度根据工序中最大尺寸（端面直径184）和转速v,初算主轴转速：n=155.8 r/min查附表37常见通用机床的主轴转速和进给量车床技术参数（CA6140正转），取n160r/min。各表面的实际切削速度分别为：V内孔 29.4 m/min V外圆 72.1 m/min V端面 92.4 m/min,2半精、精车60H7孔工序（1）确定进给量根据加工材料（因表中未列出铸铁材料，可根据材料的硬度170241）和背吃刀量（0.31.3），查附表26车削加工的切削速度参考值查得(大批量生产时按焊接式硬质合金刀具),切削速度v115

28、130m/min,进给量0.18mm/r。（2）确定转速和切削速度根据工序中最大尺寸（60）和转速V,初算主轴转速：n=610.4 r/min查转塔车床说明书，取n560r/min.实际切削速度为：V半精 104.4 m/min V精 105.5 m/min,3半精、精车142k6外圆和M、N面工序（1）确定进给量 根据加工材料（因表中未列出铸铁材料，可根据材料的硬度170241）和背吃刀量（0.31.3），查附表26车削加工的切削速度参考值(大批量生产时按焊接式硬质合金刀具)查得,切削速度v115130m/min,进给量0.18mm/r。（2）确定转速和切削速度 根据工序中最大尺寸（184）

29、和转速V,初算主轴转速：n=225.0 r/min 查附表37常见通用机床的主轴转速和进给量车床技术参数（CA6140正转），取n250r/min.实际切削速度为：V半精车外圆 111.9 m/min V精车外圆 111.5 m/min V半精、精端面 144.4 m/min,4钻、锪69、18沉孔工序（1）确定进给量 本工序采用专用机床群钻加工，根据工件材料（灰铸铁、硬度170241HB）和深径比（l/d012/91.3），查机械加工工艺手册中表28-16群钻的切削用量，表中未列出d09，可按d08或d010查表，也可取两者的中间值，得出进给量0.24mm/r，v16 m/min。根据刀具材

30、料（高速钢锪钻）和工件材料（铸铁），查附表32锪钻加工的切削用量表查得，进给量0.130.18mm/r，切削速度v3743m/min。因为锪孔采用专用机床多刀加工，所以切削用量取最小值或小于最小值。取0.1 mm/r，v35 m/min。（2）确定转速和实际切削速度 根据公式V 和加工直径（9）、v（16 m/min）,计算钻孔主轴转速：n 566.2 r/min 因专用机床为自行设计机床，其切削用量按计算值取整数既可。取钻孔主轴n570r/min。钻孔实际切削速度为：V钻 16.1 m/min 根据公式v和加工直径（18）、v（35 m/min）,计算锪孔主轴转速：n 619.2 r/min

31、同理，取锪孔主轴n620r/min。锪孔实际切削速度为：V锪 35.0 m/min,切削用量汇总表,2.6.3 计算工序工时定额 1计算机动工时 根据附表39典型加工情况下T基本的计算查得，车削工序的基本工时定额按下式计算：T基本=i60（min）,粗车工序加工示意图,镗内孔工序加工示意图,车外加和端面工序的加工示意图,车内外倒角工序的加工示意图,基本工时计算汇总表,步骤2.7填写主轴承盖机械加工工艺文件,1填写主轴承盖机械加工工艺过程卡片。2填写主轴承盖机械加工工序卡片。,任务目标,主轴承盖机械加工工艺过程卡片,主轴承盖机械加工工序卡片（20工序）,主轴承盖机械加工工序卡片（30工序）,主轴承盖机械加工工序卡片（40工序）,主轴承盖机械加工工序卡片（50工序）,