CRH2制动器轴承托架加工工艺分析
目录
引言 1
一、制定加工工艺 2
（一）图纸分析 2
（二）制定工艺路线 3
（三）加工设备的选用 3
（四）毛坯选用 4
（五）夹具选用 5
（六）刀具选用 6
（七）工艺卡 7
二、编制加工程序、仿真、和后处理 8
（一）用UG编制加工操作 8
（二）仿真加工 10
（三）程序后处理 11
三、轴承托架加工事项 12
（一）毛坯的装夹 12
（二）零件加工及注意事项 13
（三）零件检测 14
（四）零件毛刺的去除 15
（五）加工后的零件图示 15
四、结论 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
本毕业设计是本人在克诺尔车辆设备（苏州）有限公司顶岗实习期间，结合所学知识，并在校外工程师和校内老师指导下完成的。
随着我我国轨道交通事业的迅猛发展，为制动系统设备带来了巨大的发展契机。制动系统作为车辆设备的核心之一，对交通设备能否安全、准确的制动起着十分重要的作用。轴承托架是制动系统的重要制动结构原件，整体对称，因其独特的外形，我们将它形象的称为：元宝。该零件尺寸较少，对孔的位置度和螺纹小径的要求较高，轴承托架用于我国CRH2高速列车系列，基于这样大的社会背景，产生了《轴承托架的加工工艺分析》的毕业设计课题。本课题旨在介绍轴承托架在加工中心上的加工工艺步骤、刀具选用及检验等内容。一、制定加工工艺
（一）图纸分析
轴承托架零件图样如图1-1所示，该轴承托架结构比较简单，主 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
要有台阶、孔、螺纹、倒角、刻字特征组成。
图1-1 轴承托架零件图
零件材料为铸铁，切削加工性能良好。轴承托架主要加工内容见表1-1。
表1-1 轴承托架加工内容
加工内容 加工要求 备注
大面 面到毛坯30±1.5，平面度0.1
台阶面 高度MAX64.3，到大面距1±0.1
2xR2圆角 R2+1，边距130±0.5
2xM24螺纹 通孔，内径工艺控制21-0.01/+0.02，中心距180±0.1
2xR0.8圆角 R0.8+0.1/-0.5
2xΦ30台阶圆 30±0.2
Φ15孔 通孔，Φ15±0.2，孔与毛坯同轴度1.5
侧面 面到毛坯1.5±0.5，相对于大面B基准垂直度0.05，面到螺纹孔中心50±0.2
刻字 清晰
粗糙度 标注x的为Rz16,标注y的是Rz40
此轴承托架的的主要加工难点是M24螺纹小径的尺寸，两螺纹孔的中心距，大面的平面度和侧面到大面B基准垂直度。
（二）制定工艺路线
制定工艺路线时，是考虑到加工表面的精度和粗糙度要求，选择与之相符合的加工经济、精度对应的加工方法。为了保证零件的加工质量、生产效率和经济性，在安排工艺路线时，将加工阶段分为粗加工、精加工阶段两个阶段，粗加工阶段主要是去除各加工表面的大部分余量，精加工阶段主要是保证零件的尺寸、形状、位置精度及表面粗糙度。此零件分两次装夹，第一次装夹加工底面和侧面，保证大面和侧面垂直度，第二次装夹保证总高和刻字。由于选用的是较好的刀具，因此在打孔时不必先打中心孔。
1.备料：供应商提供的铸件
2.粗铣面：粗铣底面留0.3余量
3.精铣面：精铣中间凹下面和侧面；精铣大面
4.打孔：打1个Φ15通孔，阶梯钻打2个M24的底孔
5.攻丝：攻2个M24的螺纹
6.铰孔：铰削2个螺纹内径
7.铣面：铣上曲面保证总高
8.刻字：在侧面上刻字
（三）加工设备的选用
机床选用德国DMG机床集团生产的DMC 80H DuoBlock?卧式加工中心作为加工设备。
机床如图1-2所示：
图1-2 DMC 80H duoBLOCK?卧式加工中心
DMC 80H机床具有强力切削和高精度特点，大加工空间 （ 800 mm x 800 mm x 800 mm ），装夹尺寸较小，可进行大型工件加工，最大快移速度为60m/min,拥有独特刀具设计的交换方式及托盘交换器，旋转式托盘交换器标配两个托盘允许在加工的同时装夹，额定扭矩1424NM，使用传动轴扭矩进行最大程度的材料排屑，具有 8000 rpm ，选配电机主轴，新型链式刀库拥有240刀位，最大加载重量1200kg,全部采用水冷进给驱动部件精度提高30%,齿轮主轴刚性提高30%,用于重型加工和高生产力大批量生产应用。进给驱动的强力冷却措施将精度提高30％。duoBLOCK?结构的另一个优点是它齐全的模块配置，为大量应用提供完整解决方案。DMC 80H duoBLOCK?符合强力切削所有的要求。机床性能指标及参数如下表1-2所示：
表1-2 机床参数
序号 主要的技术参数
1 数控系统 SIMENS
2 X/Y/Z轴行程（mm） 800/800/800
3 主轴最大转速（rpm） 8000
4 刀库类型/刀位 链式/240
5 刀具交换形式 机械手
6 托盘数量/最大承重(kg) 2/1200
7 托盘尺寸（mm） 630x630
8 最大移动速度（m/min） 60
9 刀柄 HSK-A100
（四）毛坯选用
加工轴承托架选用的毛坯料为铸铁，有较好的切削性能，同时它也具备较高的强度、韧性以及较好的耐磨性，能适应受力复杂的环境，其优异的的性能可以很好地应对作为轨道车辆制动系统中起到固定作用部件一切要求。毛坯料如下图1-3所示：
图1-3 毛坯
（五）夹具选用
1.夹具的选用
夹具是根据轴承托架的加工工艺由供应商加工制造的，在实际加工生产中又做了许多改进，以保证生产过程中的高效、稳定。托盘0度和180度都装夹、加工，一次加工出两个工件。毛坯在此夹具0度上分2次装夹，左侧为第1次装夹，右侧为第二次装夹。第一次装夹加工底面和侧面、Φ15孔和2个M24的螺纹，第二次装夹保证总高和刻字。具体样式如下图1-4所示：
以一次装夹操作作为一个工序，制定的轴承托架工艺卡如图1-6、表1-4、表1-5所示：
图1-6 轴承托架工序清单
表1-4 加工底面、侧面工艺卡
零件号： 0001 工序名称： 加工底面、侧面 工艺流程卡-工序单
材料：铸铁 页码：2 工序：1 版本号： 0
夹具：订制设计 工位：加工中心
引言 1
一、制定加工工艺 2
（一）图纸分析 2
（二）制定工艺路线 3
（三）加工设备的选用 3
（四）毛坯选用 4
（五）夹具选用 5
（六）刀具选用 6
（七）工艺卡 7
二、编制加工程序、仿真、和后处理 8
（一）用UG编制加工操作 8
（二）仿真加工 10
（三）程序后处理 11
三、轴承托架加工事项 12
（一）毛坯的装夹 12
（二）零件加工及注意事项 13
（三）零件检测 14
（四）零件毛刺的去除 15
（五）加工后的零件图示 15
四、结论 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
本毕业设计是本人在克诺尔车辆设备（苏州）有限公司顶岗实习期间，结合所学知识，并在校外工程师和校内老师指导下完成的。
随着我我国轨道交通事业的迅猛发展，为制动系统设备带来了巨大的发展契机。制动系统作为车辆设备的核心之一，对交通设备能否安全、准确的制动起着十分重要的作用。轴承托架是制动系统的重要制动结构原件，整体对称，因其独特的外形，我们将它形象的称为：元宝。该零件尺寸较少，对孔的位置度和螺纹小径的要求较高，轴承托架用于我国CRH2高速列车系列，基于这样大的社会背景，产生了《轴承托架的加工工艺分析》的毕业设计课题。本课题旨在介绍轴承托架在加工中心上的加工工艺步骤、刀具选用及检验等内容。一、制定加工工艺
（一）图纸分析
轴承托架零件图样如图1-1所示，该轴承托架结构比较简单，主 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
要有台阶、孔、螺纹、倒角、刻字特征组成。
图1-1 轴承托架零件图
零件材料为铸铁，切削加工性能良好。轴承托架主要加工内容见表1-1。
表1-1 轴承托架加工内容
加工内容 加工要求 备注
大面 面到毛坯30±1.5，平面度0.1
台阶面 高度MAX64.3，到大面距1±0.1
2xR2圆角 R2+1，边距130±0.5
2xM24螺纹 通孔，内径工艺控制21-0.01/+0.02，中心距180±0.1
2xR0.8圆角 R0.8+0.1/-0.5
2xΦ30台阶圆 30±0.2
Φ15孔 通孔，Φ15±0.2，孔与毛坯同轴度1.5
侧面 面到毛坯1.5±0.5，相对于大面B基准垂直度0.05，面到螺纹孔中心50±0.2
刻字 清晰
粗糙度 标注x的为Rz16,标注y的是Rz40
此轴承托架的的主要加工难点是M24螺纹小径的尺寸，两螺纹孔的中心距，大面的平面度和侧面到大面B基准垂直度。
（二）制定工艺路线
制定工艺路线时，是考虑到加工表面的精度和粗糙度要求，选择与之相符合的加工经济、精度对应的加工方法。为了保证零件的加工质量、生产效率和经济性，在安排工艺路线时，将加工阶段分为粗加工、精加工阶段两个阶段，粗加工阶段主要是去除各加工表面的大部分余量，精加工阶段主要是保证零件的尺寸、形状、位置精度及表面粗糙度。此零件分两次装夹，第一次装夹加工底面和侧面，保证大面和侧面垂直度，第二次装夹保证总高和刻字。由于选用的是较好的刀具，因此在打孔时不必先打中心孔。
1.备料：供应商提供的铸件
2.粗铣面：粗铣底面留0.3余量
3.精铣面：精铣中间凹下面和侧面；精铣大面
4.打孔：打1个Φ15通孔，阶梯钻打2个M24的底孔
5.攻丝：攻2个M24的螺纹
6.铰孔：铰削2个螺纹内径
7.铣面：铣上曲面保证总高
8.刻字：在侧面上刻字
（三）加工设备的选用
机床选用德国DMG机床集团生产的DMC 80H DuoBlock?卧式加工中心作为加工设备。
机床如图1-2所示：
图1-2 DMC 80H duoBLOCK?卧式加工中心
DMC 80H机床具有强力切削和高精度特点，大加工空间 （ 800 mm x 800 mm x 800 mm ），装夹尺寸较小，可进行大型工件加工，最大快移速度为60m/min,拥有独特刀具设计的交换方式及托盘交换器，旋转式托盘交换器标配两个托盘允许在加工的同时装夹，额定扭矩1424NM，使用传动轴扭矩进行最大程度的材料排屑，具有 8000 rpm ，选配电机主轴，新型链式刀库拥有240刀位，最大加载重量1200kg,全部采用水冷进给驱动部件精度提高30%,齿轮主轴刚性提高30%,用于重型加工和高生产力大批量生产应用。进给驱动的强力冷却措施将精度提高30％。duoBLOCK?结构的另一个优点是它齐全的模块配置，为大量应用提供完整解决方案。DMC 80H duoBLOCK?符合强力切削所有的要求。机床性能指标及参数如下表1-2所示：
表1-2 机床参数
序号 主要的技术参数
1 数控系统 SIMENS
2 X/Y/Z轴行程（mm） 800/800/800
3 主轴最大转速（rpm） 8000
4 刀库类型/刀位 链式/240
5 刀具交换形式 机械手
6 托盘数量/最大承重(kg) 2/1200
7 托盘尺寸（mm） 630x630
8 最大移动速度（m/min） 60
9 刀柄 HSK-A100
（四）毛坯选用
加工轴承托架选用的毛坯料为铸铁，有较好的切削性能，同时它也具备较高的强度、韧性以及较好的耐磨性，能适应受力复杂的环境，其优异的的性能可以很好地应对作为轨道车辆制动系统中起到固定作用部件一切要求。毛坯料如下图1-3所示：
图1-3 毛坯
（五）夹具选用
1.夹具的选用
夹具是根据轴承托架的加工工艺由供应商加工制造的，在实际加工生产中又做了许多改进，以保证生产过程中的高效、稳定。托盘0度和180度都装夹、加工，一次加工出两个工件。毛坯在此夹具0度上分2次装夹，左侧为第1次装夹，右侧为第二次装夹。第一次装夹加工底面和侧面、Φ15孔和2个M24的螺纹，第二次装夹保证总高和刻字。具体样式如下图1-4所示：
以一次装夹操作作为一个工序，制定的轴承托架工艺卡如图1-6、表1-4、表1-5所示：
图1-6 轴承托架工序清单
表1-4 加工底面、侧面工艺卡
零件号： 0001 工序名称： 加工底面、侧面 工艺流程卡-工序单
材料：铸铁 页码：2 工序：1 版本号： 0
夹具：订制设计 工位：加工中心
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