机械设计
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（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。
内孔及其端面作为精基准。
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： 工序号 工序名称 机床 刀具和夹具 量具及测量方法 1 锻造 空气锤 锤头 钢尺 2 热处理 高频淬火电炉 火钳 洛氏硬度计 立式铣床3 粗铣 三爪卡盘 游标卡尺 X5012 4 粗镗、半精镗 CA6140型车床 YT15、三爪卡盘 游标卡尺、内径千分尺 5 6 7 8 9 10 11 12
粗车、半精车 钻、扩孔 车螺纹 热处理 精镗 精车 粗铣、半精铣 检验 CA6140型车床 YT15、三爪卡盘 游标卡尺、外径千分尺 Z525立式钻床 麻花钻头 内径千分尺 成形车刀、三爪CA6140型车床 内径千分尺 卡盘 高频淬火电炉 火钳 洛氏硬度计 CA6140型车床 YT15、三爪卡盘 内径千分尺 CA6140型车床 YT15、三爪卡盘 外径千分尺 立式铣床高速钢套式铣刀 游标卡尺 X5012 组合夹具 测量辅具 精密量具 （5）确定加工余量、工序尺寸和公差
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： 精度等表面粗糙度/加工表面 加工方案 加工余量 尺寸及精度 工序余量 级 μm 轴套两端面 粗铣 2.0 IT12 Ra12.5 59 2.0 粗铣 5.0 IT12 Ra12.5 46 2.5 轴套外圆两45-0.39 侧面 半精铣 1.0 IT10 Ra6.3 1.0 36-0.39 粗镗 轴套内孔 半精镗 精镗 粗车 半精车 精车 粗车 半精车 精车 粗车 半精车 精车 钻孔 2.0 1.0 0.5 2.0 1.0 0.5 2.0 1.0 0.5 2.0 1.0 0.5 2.0 IT12 IT10 IT7 IT12 IT10 IT6 IT12 IT10 IT7 IT12 IT10 IT7 IT12 Ra12.5 Ra6.3 Ra3.2 Ra12.5 Ra6.3 Ra3.2 Ra12.5 Ra6.3 Ra3.2 Ra12.5 Ra6.3 Ra3.2 Ra12.5 57.5 ϕ 55.5 2.0 1.0 0.5 2.0 1.0 0.5 2.0 1.0 0.5 2.0 1.0 0.5 2.0 ϕ 71.5 ϕ 70.5 轴套大端外圆 ϕ 66.5 ϕ 65.5 轴套小端外圆 17.5 16.5 16 ϕ 15、ϕ 10 定位孔上下面 定位孔 螺纹 扩孔 车螺纹 1.0 IT10 0.015 Ra6.3 ϕ 14、ϕ 9 ϕ 60 1.0
四、课程设计总结
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