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腳輪軸承套管的設計
發表時間:2012/7/3 20:49:06
設計說明書
一零件的分析
（一） 零件的作用
此腳輪軸承套管是機械加工中常見的一種零件，在各類機器中應用很廣泛，主要起支撐或導向作用。
（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孔表面，主要的技術要求為：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,此外圓相對于軸心線的圓跳動公差為0.01mm
2.Φ22H7mm的內孔。
此內孔主要工作表面，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孔。
工藝規程設計
（一） 確定毛坯的制造形式
零件材料為ZQSn6-6-3，因為腳輪軸承套管在工作時主要起支撐軸承的作用，考慮到機器工作的連續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） 基準的選擇
1. 粗基準的選擇
對于這種一般的零件而言，選擇毛坯外圓作為粗基準即可。
2. 精基準的選擇
精基準的選擇是相對于粗基準而言的。對于此腳輪軸承套管精基準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要求以及外圓和內孔的尺寸精度要求。所以在加工外圓時用左端面和內孔作為精基準，用心軸定位，兩頂尖裝夾即可。加工內孔時用已加工過的外圓表面作為精基準即可保證內孔的尺寸精度要求。
（三） 制定工藝路線
工序一：按上工藝草圖車至尺寸，6個零件同時加工，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.車左端面，取總長40mm至尺寸
3.車孔Φ22 mm
4.車內槽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Φ34js7mm至尺寸
3.車階臺平面6至尺寸
4.倒角
工序五：以端面和孔定位，鉆Φ4mm孔
工序六：檢驗入庫
（四） 機械加工余量、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》得，機械單邊加工余量1.5。因為此腳輪軸承套管為6件同時加工，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。
分別確定個加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.Φ42mm的外圓
工序名稱 工序余量 工序尺寸 公差等級 尺寸公差
半精車 1.4 Φ42 IT8 Φ42
粗車 1.6 Φ43.4 IT12 Φ43.4
毛坯 Φ45
2. Φ34js7的外圓
工序名稱 工序余量 工序尺寸 公差等級 尺寸公差
精車 0.5 Φ34 IT7 Φ34±0.0125
半精車 1.4 Φ33.5 IT8 Φ33.5
粗車 9.1 Φ34.9 IT12 Φ34.9
毛坯 Φ45 Φ
3. Φ24的內孔
工序名稱 工序余量 工序尺寸 公差等級 尺寸公差
擴 3.5 Φ24 IT10 Φ24
鉆 -- Φ20.5 IT11 Φ20.5
毛坯 --
4.Φ22H7的內孔
工序名稱 工序余量 工序尺寸 公差等級 尺寸公差
精鉸 0.06 Φ22 IT7 Φ22H7
粗鉸 0.14 Φ21.94 IT9 Φ21.94
擴 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
工序一：按工藝草圖車至尺寸，6個同時加工。本工序采用計算法確定切削用量，具體分析如下：
1.加工條件：
工件材料：ZQSn6-6-3人工時效熱處理，熱軋圓棒料。
加工要求：粗車軸套各外圓至尺寸，表面粗糙度要求值為Ra200um
加工設備：CA6140臥式車床
刀具：刀片材料為硬質合金YT5，刀桿尺寸為16mmx25mm，
Kr=90°, γ=15°, α=8°,r =0.5mm
2.計算切削用量
1已知毛坯長度方向的加工余量為7mm，因為此毛坯已經考慮到割斷后的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。
2.確定進給量f：根據《切削用量簡明手冊》，和加工條件以及工件直徑為45mm，得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車床說明書取f=0.5mm/r
3.計算切削速度：根據《切削用量簡明手冊》，和加工條件可得vc=67~73m/min,取vc=70m/min
4.確定主軸轉速n：
n=1000x70/3.14x45=495r/min,據CA6140車床說明書取n=500r/min.所以實際切削速度為 vc=500x45x3.14/1000=70.65m/min。
4. 計算切削工時：
車削基本時間Tb=LjZ/nfap=45/500x0.5x3=0.06min
所以車削端面所需時間為Tm=3Tb=3x0.06=0.18min
5．粗車外圓至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《切削用量簡明手冊》，和加工條件以及工件直徑為42mm，
得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車床說明書取f=0.5mm/r。根據《切削用量簡明手冊》，和加工條件可得 vc=67~73m/min,取vc=70m/min所以主軸轉速n=1000x70/3.14x42=530r/min, 據CA6140車床說明書取n=500r/min.所以實際切削速度為 vc=500x42x3.14/1000=65.94m/min。
車削基本時間Tb=LjZ/nfap=42/500x0.5x3=0.056min
5. 粗車外圓至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《切削用量簡明手冊》，和加工條件以及工件直徑為35mm，
得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車床說明書取f=0.5mm/r。根據《切削用量簡明手冊》，和加工條件可得vc=67~73m/min,取vc=70m/min所以主軸轉速n=1000x70/3.14x35=637r/min, 據CA6140車床說明書取n=710r/min.所以實際切削速度為 vc=710x35x3.14/1000=78.03m/min。
車削基本時間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人工時效熱處理，熱軋圓棒料。
加工要求：鉆Φ20.5mm的孔。
加工設備：CA6140臥式車床
刀具：Φ20.5mm麻花鉆，刀具材料為高速鋼鉆頭
2.確定切削用量：根據工件材料，刀具的材料以及麻花鉆的尺寸查《手冊》得f=0.52~0.64 mm/r，取f=0.56mm/r。由手冊得f=0.56mm/r刃磨形式為標準，d=20.5mm時vc=12m/min，切削速度的修正系數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Z525鉆床說明書，可選擇n=272 r/min。所以實際切削速度
vc=272x20.5x3.14/1000=17.5 m/min.
車削基本時間Tb=L/nf=257/272x0.56=1.69min
工序三：
工件材料：ZQSn6-6-3人工時效熱處理，熱軋圓棒料。
加工設備：CA6140臥式車床
刀具：Φ22H7mm鉸刀。
1.車端面。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《切削用量簡明手冊》，和加工條件以及工件直徑為42mm，得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車床說明書取f=0.5mm/r。根據《切削用量簡明手冊》，和加工條件可得 vc=67~73m/min,取vc=70m/min所以主軸轉速n=1000x70/3.14x42=530r/min, 據CA6140車床說明書取n=500r/min.所以實際切削速度為 vc=500x42x3.14/1000=65.94m/min。
車削基本時間Tb=LjZ/nfap=42/500x0.5x0.5=0.33min
得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車床說明書取f=0.5mm/r。根據《切削用量簡明手冊》，和加工條件可得 vc=67~73m/min,取vc=70m/min所以主軸轉速n=1000x70/3.14x42=530r/min, 據CA6140車床說明書取n=500r/min.所以實際切削速度為 vc=500x42x3.14/1000=65.94m/min。
車削基本時間Tb=LjZ/nfap=42/500x0.5x0.5=0.33min
2.擴孔至Φ22 mm。
1.加工條件：
工件材料：ZQSn6-6-3人工時效熱處理，熱軋圓棒料。
加工要求：擴至Φ22 mm。
加工設備：CA6140臥式車床
刀具：擴孔鉆，刀具材料為高速鋼鉆頭
2.確定切削用量：根據擴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, 手冊得f=1.0mm/r刃磨形式為標準，d=22mm時vc=17m/min，切削速度的修正系數Ktv=1.09，Kcv=1，故：v=17x1.09x1=18.53m/min.所以n=1000x18.53/3.14x22=268 r/min。根據C616說明書，可選擇n=320 r/min。所以實際切削速度
vc=320x22x3.14/1000=22.01 m/min.
車削基本時間Tb=L/nf=40/320x1=0.125min
3.車內槽
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《切削用量簡明手冊》，和加工條件以及工件直徑為24mm，得f=0.3~0.4mm/r。按CA6140車床說明書取f=0.3mm/r。根據《切削用量簡明手冊》，和加工條件可得 vc=67~73m/min,取vc=67m/min所以主軸轉速n=1000x67/3.14x22=969r/min, 據CA6140車床說明書取n=900r/min.所以實際切削速度為 vc=900x22x3.14/1000=62.17m/min。
車削基本時間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《切削用量簡明手冊》，和加工條件以及工件直徑為22mm，得f=0.3~0.4mm/r。按CA6140車床說明書取f=0.3mm/r。根據《切削用量簡明手冊》，和加工條件可得 vc=67~73m/min,取vc=70m/min所以主軸轉速n=1000x70/3.14x22=1011r/min, 據CA6140車床說明書取n=1120r/min.所以實際切削速度為 vc=1120x22x3.14/1000=77.37m/min。
車削基本時間Tb=LjZ/nfap=24/1120x0.3x0.03=2.3min
工序4
1. 車外圓
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《切削用量簡明手冊》，和加工條件以及工件直徑為34mm，得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車床說明書取f=0.41mm/r。根據《切削用量簡明手冊》，和加工條件可得 vc=85~90m/min,取vc=90m/min所以主軸轉速n=1000x90/3.14x34=843r/min, 據CA6140車床說明書取n=900r/min.所以實際切削速度為 vc=900x34x3.14/1000=96.08m/min。
車削基本時間Tb=LjZ/nfap=32/900x0.5x0.5=0.14min
2.臺階面
1已知毛坯長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.確定進給量f：根據《切削用量簡明手冊》，和加工條件以及工件直徑為33mm，得f=0.4~0.5mm/r。按CA6140車床說明書取f=0.5mm/r
3.計算切削速度：根據《切削用量簡明手冊》，和加工條件可得vc=85~90m/min,取vc=85m/min
4.確定主軸轉速n：
n=1000x85/3.14x33=830r/min,據CA6140車床說明書取n=900r/min.所以實際切削速度為 vc=900x33x3.14/1000=93.26m/min。
6. 計算切削工時：
車削基本時間Tb=LjZ/nfap=1/900x0.5x0.5=0.004min
工序五.
1.加工條件：
工件材料：ZQSn6-6-3人工時效熱處理，熱軋圓棒料。
加工要求：鉆Φ4mm的孔。
加工設備：Z525
刀具：Φ4mm麻花鉆，刀具材料為高速鋼鉆頭
2.確定切削用量：根據工件材料，刀具的材料以及麻花鉆的尺寸查《手冊》得f=0.18~0.22 mm/r，取f=0.22mm/r。由手冊得f=0.22mm/r刃磨形式為標準，d=4mm時vc=19m/min，切削速度的修正系數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Z525鉆床說明書，可選擇n=1360 r/min。所以實際切削速度
vc=1360x4x3.14/1000=42.7 m/min.
車削基本時間Tb=L/nf=6/1360x0.22=0.02min
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