机械毕业设计（论文）-带铜衬轴套的机械加工工艺及夹具设计【全套图纸】 .pdf

哈尔滨理工大学专科生毕业论文 i 带铜衬轴套的机械加工工艺及夹具设计带铜衬轴套的机械加工工艺及夹具设计 摘摘 要要 机械加工行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞 猛进的发展，在新经济时代，行业呈现了新的发展趋势，由此对其它的质 量，性能要求有了新的变化。现在机械加工行业发生着结构性变化，工艺 工装的设计与改良已成为企业生存和发展的必要条件，工艺工装的设计与 改良直接影响加工产品的质量与性能。 本文首先介绍了轴套作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行 了工艺规程设计，最后进行夹具设计。此次设计是对轴套的加工工艺和夹 具设计，其零件为锻件，具有体积小，零件结构简单的特点，由于面比孔 易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其 中各工序夹具都采用专用夹具，其机构设计简单，方便且能满足要求。 关键词关键词 工艺分析；工艺规程设计；夹具设计；带铜衬轴套 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 ii 目录目录 摘 要 . i 第 1 章 绪论 . 1 1.1 本设计的内容及意义 . 1 1.2 课题背景知识 . 1 1.2.1 轴套相关知识介绍 1 1.2.2 机械制造工艺技术相关知识 . 2 1.2.3 机床夹具设计基础知识 3 第 2 章 零件工艺分析及毛坯，基准的选择 . 6 2.1 零件图 . 6 2.2 零件的作用 . 6 2.3 零件的工艺分析 . 6 2.4 零件生产类型 7 2.5 确定毛坯类型及其制造方法 . 7 2.6 基面的选择 . 7 2.7 粗基准的选择 7 2.8 精基准的选择 . 8 第 3 章 拟定机械加工工艺路线 . 9 3.1 拟定工艺路线的依据 . 9 3.2 两种工艺路线方案 9 3.2.1 方案一、工艺路线 9 3.2.2 方案二、工艺路线 10 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 iii 3.3 工艺方案分析比较 10 3.4 毛坯尺寸，切削用量以及基本时间定额的确定 . 11 第 4 章 专用夹具设计 . 16 4.1 问题的指出 . 16 4.2 夹具设计 . 16 4.2.1 定位分析 . 16 4.2.2 定位基准的选择 . 16 4.2.3 钻削力的计算 . 16 4.2.4 夹紧力的计算 . 17 4.2.5 总装图 . 17 设计总结 . 19 参考文献 . 19 致 谢 . 20 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 1 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 本设计的内容及意义本设计的内容及意义 本次设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课 之后而进行。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件 的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。其目的在 于： 1巩固我们在大学里所学的知识，也是对以前所学知识的综合性的 检验； 2加强我们查阅资料的能力，熟悉有关资料； 3树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养我们的实际工作能 力； 4通过对带铜衬轴套的机械制造工艺设计，使我们在机械制造工艺 规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技 术文件及查阅技术文献等各个方面受到一次综合性的训练。初步具备设计 一个简单复杂程度零件的工艺规程的能力。 5能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方 法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效， 省力，经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。 6通过零件图，装配图绘制，使我们对于autocad绘图软件的使用 能得到进一步的提高。 本次设计的主要内容为：首先运用autocad软件绘制带铜衬轴套的二 维零件图，然后根据图纸的技术要求等确定生产类型，本次设计是大批量 生产。其次进行工艺分析，确定毛坯类型和制造方法，带铜衬轴套的材料 为45钢，拟采用以锻造的形式进行毛坯的制造，并确定零件的机械加工工 艺路线，完成机械加工工序设计，进行必要的经济分析。最后，对某道加 工工序进行夹具装配图及主要零件图的设计。 1.2 课题背景知识课题背景知识 1.2.1 轴套相关知识介绍轴套相关知识介绍 做成整圆筒形的保护轴的套筒称为轴套。 轴套和轴瓦都相当于滑动轴承的外环，轴套是整体的而轴瓦是分片 的。 轴套主要分为pom聚甲醛轴套，pa尼龙轴套，聚四氟乙稀轴套，铁氟 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 2 龙轴套，特氟龙轴套，ptfe轴套。 轴套的特性：耐酸、碱、腐蚀、机械强度，具有良好的耐磨性、耐热 性、耐油性及耐化学药品性，较高的自润滑性能。 轴套的材质有 ptfe/铁氟龙/特氟龙/聚四氟乙烯，聚甲醛pom，尼龙pa，聚丙烯pp。轴 套主要用于航天，汽车零件，传感器，制药，卫星，阀门，泵，卫浴，电 子，轴承，电器，等工业。 1.2.2 机械制造工艺技术相关知识机械制造工艺技术相关知识 1机械加工工艺基础知识 （1）根据零件图和产品装配图，对零件进行工艺分析 在对带铜衬轴套进行工艺规程设计时，应掌握该零件在部件或总成中 的位置、公用以及部件或总成对该零件提出的技术要求，明确零件的主要 工作表面，以便在拟定工艺规程过程中采取措施予以保证掌握零件的结构 形状、材料、硬度及热处理等情况，了解该零件的主要工艺特点，形成工 艺规程设计的总体构想。 分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精度、形状 精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等方面的技术要求；明确哪些表面 是主要加工表面，以便在选择表面加工方法及拟定工艺路线时重点考虑； 对全部技术要求应进行归纳整理。 （2）计算零件的生产纲领，确定生产类型 根据零件图查表可知，带铜衬轴套为轻型零件，根据生产要求将确定 该零件为大批量生产。 （3）确定毛坯种类和制造方法 机械加工中毛坯种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压 件及焊接组合件等。根据带铜衬轴套零件图所选择的材料，带铜衬轴套零 件加工工程中应达到的技术指标和加工特点，零件生产的经济性，如何选 择合适的毛坯种类也是设计重点。其次，如何选择毛坯制造方法也是设计 中必不可少的环节，一般地，选择毛坯的制造方法应考虑一下几个方面因 素：a、材料的工艺性能；b、毛坯尺寸、形状和精度要求；c、零件生产 纲领；d、采用新型材料、新工艺、新技术的可能性。 （4）确定毛坯尺寸和公差 如何确定毛坯尺寸，也就是如何确定加工余量，对确保加工质量、提 高生产率和降低成本都有重要的意义。余量不能确定过大或是过小，所以 应当选择合适的方法来确定加工余量，保证零件加工各项尺寸及技术指 标。同时，选择合适的尺寸公差对零件加工和零件生产的经济型也有很大 的影响。 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 3 （5）拟定工艺路线 拟定工艺路线包括：定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工 阶段的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。这也将是带铜衬轴 套机械加工工艺规程设计制定的重点 （6）确定各个工序的加工余量，计算工序尺寸及公差 （7）选择各个工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备 （8）确定各个工序的切削用量和时间定额 （9）编制工艺文件 1.2.3 机床夹具设计基础知识机床夹具设计基础知识 在机械制造的各个加工工艺工程中，必须使工件在工艺系统中处于正 确的位置，以保证加工质量，并提高生产效率。把为了使工件处于正确位 置上所使用的各种工艺装备，成为夹具。如检验夹具、焊接夹具、装配夹 具等。 在机床上对工件进行切削加工时，为了保证加工精度，必须正确地安 放工件，使工件相对于刀具和机床占有正确的位置，这一过程称为“定 位” 。为了保护这个正确围着在加工过程中稳定不变，应该对工件施加一 定的夹紧力，这个过程称为“夹紧” 。这两个过程总称为“安装” 。在机床 上实现安装人物的工艺装备，就是“机床夹具” 。 机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广泛的是通用夹具，如车床 上用的三爪卡盘和铣床上用的平口虎钳等。这类夹具的规格尺寸已经标准 化，由专业厂进行生产。而用于批量生产，专门为工件某加工工序服务的 专用夹具，则必须由各个制造厂自行设计制造。 由于专用夹具的设计制造在很大程度上影响加工质量、生产率、劳动 条件和生产成本，因此，他是各机械制造厂新产品投资、老产品改进和工 艺更新中的一项重要生产技术准备工作，也是每一个从事机械加工工艺的 技术人员必须掌握的基础知识。 1机床夹具在机械加工中起着重要的作用，所以应用十分广泛。归 纳起来有以下几个方面的作用： (1）保证工件的加工精度，稳定产品质量 夹具在机械加工中的基本作用就是保证工件的相对位置精度。由于采 用了能直接定位的夹具，因此，可以准确地确定工件相对于道具和机床切 削成形运动中的相互位置关系，不受或者少受各种主观因素的影响，可以 稳定可靠地保证加工质量。 (2）提高劳动生产率和降低加工成本 提高劳动生产率，降低单件时间定额的主要技术措施是增大切削用量 和压缩辅助时间。采用机床夹具，既可以提高工件加工时的刚度，有利于 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 4 采用较大的切削用量，又可以省去划线找正等工作，使安装工作的辅助工 时大大减小，因此能显著地提高劳动生产率和降低成本。 (3）改善工人劳动条件 采用夹具后，工件的装卸显然比不用夹具方便、省力、安全。使用专 用夹具安装工件，定位方便、迅速，夹紧可采用增力、机动等装置，因此 可以减轻工人的劳动强度。还可设计保护装置，确保操作者安全。 (4）在流水线生产中，便于平衡生产节拍 工艺工程中，当某些工件所需要工序时间特别长时，可以采用多工位 或高效夹具等，以提高生产效率，使生产节拍能够比较平衡。 2机床夹具分类 (1）专用夹具 专用夹具是针对某一种工件的一定工序而专门设计 的。因为不需要考虑通用性，所以夹具可以设计得结构紧凑、操作方便。 还可以按需要采用各种省力机构、动力装置、分度装置等。因此，此类夹 具可以保证较高的加工精度和劳动生产率，但是，游湖这类夹具的专用性 很强，并且设计和制造周期较长，制造费用也较高。当产品变更时，往往 因无法再使用而报废。因此，这类夹具主要在产品固定和工艺稳定的较大 批量生产中应用。这类夹具也是本课程研究的主要对象。 (2）可调式夹具 可调式夹具的特点是：加工完一种零件后，通过调 整或更换夹具中的个别元件，即可加工形状相似、尺寸和加工相近的多种 零件。可调式夹具又可以分为通用可调夹具和专用可调夹具。通用可调夹 具如滑柱式钻模等，使用范围较大。专门化可调夹具常称为成组夹具，通 常配合成组技术，用于装夹和加工一组结构与工艺相似的工件。因为这类 夹具是在专门夹具基础上少量更换或调整夹具元件，因此，只能到达有限 目标的通用化。即使这样，也极大提高了专用夹具在多品种、中小批量生 产中使用的经济性。 (3）专门化拼装夹具 专门化拼装夹具是针对其工件的特定工序加工 要求，由实现制造好的通用性较强的标准化元件和部件拼装组成。从这个 特点来看，这类夹具具有很大的通用性，但同时又是为某一种特定工序而 专门拼装的夹具。因此，这类夹具又具有专门夹具的优点。 (4）自动化生产用夹具 自动化生产用夹具驻澳是自动线上所使用的 夹具。基本上分为两类：一类是固定式夹具，它与一般专用夹具相似；一 类是随行夹具，它除了具有一般家具所担负的安装工件任务外，还担负着 沿自动线输送工件的任务，即在这工件从一个工位移动到下一个工位。故 称为“随行夹具” 。属于自动化生产夹具的还有数控机床夹具。 3夹具设计的特点和基本要求 (1）夹具设计的特点 1）针对性强，设计人员必须全面掌握工艺和生产现场的情况。 专用夹具是为某零件的某工序设计的，设计人员必须全面了解和掌握 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 5 产品零件的要求，工艺工程的安排以及所使用的机床、刀具，铺具的具体 情况才可能提出合理可行的最佳方案，确定最合理的定位、夹紧装置。 2）保证加工质量和劳动生产率是夹具设计的两项主要任务，而保证 加工质量又是第一位的。因此，设计时应重点把住定位方案的确定和精度 分析这两道关。对于制造精度要求不高的零件，其夹具设计应该重点保证 提高劳动生产率和改善劳动条件。 3）夹紧机构对整个夹具结构起决定性作用。 夹紧装置的结构形式和种类很多，选用的灵活性很大，特别是夹紧装 置中力源及传动机构的设计对夹具结构的影响最大。因此，在同样能保证 工序要求的情况下，每个人设计的结构可能大不相同。而不同复杂程度的 家具在不同的生产规模条件下其经济效果也不一样，设计人员必须使自己 的设计和生产规模相适应，不可片面追求高精度而忽视了经济性。 4）夹具的制造多属于单件生产，因此，设计时应考虑采用组合加 工，修配和调整等措施来保证夹具的制造精度，尽可能地考虑设置修配和 调整环节，而不能完全依靠用完全互换的办法保证制造精度。 5）设计周期短，一般不进行强度刚度计算。 夹具设计是直接为产品生产服务的生产技术准备工作，其设计周期要 求短，因此设计时多采用参照法或是凭经验确定的办法来保证受力件的强 度和刚度，通常不进行详细计算，有时采用简便公式或用图表做为设计参 考。倒是应注意，在设计一些具有较高精度的夹具时，应该对定位精度、 夹紧力等进行必要的计算和分析。 (2）设计的基本要求 夹具设计的原则是经济和使用，它可以概括为“好用、好造、好修” 这六个字，其中好用主要的，但好用也必须以不脱离生产现场的实际制造 和维修水平为前提。具体要求为： 1）夹具的构造应与其用途和生产规模相适应，正确处理好质量、效 率、方便性与经济性四者的关系。 2）保证工件精度。 3）保证使用方便，要便于装卸、便于夹紧、便于测量、便于观察、 便于排屑排液、便于安装运输，保证安全第一。 4）注意结构工艺性，对加工、装配、检验和维修等问题应通盘考 虑，以降低制造成本。 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 6 第第2章章 零件工艺分析及毛坯，基准的选择零件工艺分析及毛坯，基准的选择 2.1 零件图零件图 带铜衬轴套的零件图如图2- 1所示 ? ? ? ?10h11 ? ? ?8 0.25 ? ? m6 14 ?50 图 2- 1 带铜衬轴套 2.2 零件的作用零件的作用 题目给定的零件是一个简单的，小型的可更换，起保护作用的零件。 轴套，一般起保护作用，在运动部件中，因为长期的磨擦而造成零件 的磨损，当轴和孔的间隙磨损到一定程度的时候必须要更换零件，因此设 计者在设计的时候选用硬度较低、耐磨性较好的材料为轴套，这样可以减 少轴和座的磨损，当轴套磨损到一定程度进行更换，这样可以节约因更换 轴或座的成本。 带铜衬轴套是轴套中的一种，因为锡青铜铜的硬度低耐磨性好，所以 用锡青铜在轴套里面用离心浇注法浇注一层。 2.3 零件的工艺分析零件的工艺分析 该零件是轴类零件，形状不太复杂，尺寸精度要求比较高。零件的主 要技术要求分析如下： 195的外圆和50的内圆,都有很高的尺寸精度要求,主要是为了和 其装配件很好的装配。 2在95的外圆切了一个槽,槽的两面有一定的粗糙度要求。 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 7 3在95的端面上打了2个m8的螺纹孔,要注意他们的相互位置。 2.4 零件生产类型零件生产类型 零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专 业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般 可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完 全不同的工艺特性。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来 确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。 年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。 已知此带铜衬轴套零件属于大批量生产，所以初步确定工艺安排为： 加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用 专用工装。 2.5 确定毛坯类型及其制造方法确定毛坯类型及其制造方法 毛坯是根据零件（或产品）所要求的形状、工艺尺寸等而制成的供进 一步加工用的生产对象。毛坯的种类、形状、尺寸及精度对机械加工工艺 过程、产品质量、材料消耗和生产成本由有着直接的影响。因此，在设计 工艺规程时必须正确地选择毛坯的种类和确定毛坯的形状。 该零件的材料为45钢，考虑到在工作过程中会受到一定的载荷,因此选 择锻件,以使金属纤维不被切断,保证零件工作可靠。 2.6 基面的选择基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确与合 理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中 会问题百出，更有甚者，不会造成零件大批报废，使生产无法正常运行， 因此，在设计中对其基面的选择一定要在确保达到零件的需要和达到零件 的精度前提下，方可确定，因此对基准选择予以下分析： 1所谓基准就是用来确生产对象上几何要素间的几何关系。所依据 的那些点、线、面，它往往是计算、测量、或标注尺寸的起点。 2定位基准，在加工时用以确定零件在机床夹具具有正确的位置， 可分为粗基准，精基准和辅助基准。精基准是指已经过机械加工的定位基 准，而没有经过机械加工的定位基准为粗基准。 2.7 粗基准的选择粗基准的选择 粗基准的选择要注意一下原则： 1如果必须保证工件加工表面与不加工表面之间的位置以不加工表 面作为粗基准，如果在工件上有很多的不需要加工的表面则应以其中与加 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 8 工面的位置精度要求较高的表面，作为粗基准。 2如果必须保证某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面为粗基 准。 3如需要保证各加工表面都有足够加工余量，应选加工余量最小的 表面做粗基准。 4选做粗基准的表面应平整，没有浇口、置口、飞边等，缺陷以便 定位可靠，夹紧方便。 5粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，毛坯面的粗糙 度精低，重复使用会产生很大的位置误差。按粗基准的选择原则为保证不 加工表面和加工表面的位置要求；因此以毛坯外圆柱面的左端为第一基 准，以毛坯的外圆柱面的右端为第二基准。 根据以上原则，外圆定位基准，而后打中心孔。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合问题和基准统一问题。 2.8 精基准的选择精基准的选择 选择精基准时主要考虑基准重合、基准不变的问题，当设计基准与工 序基准不重合时，应该进行尺寸换算。可选择零件的下表面为精基准。 1用设计基准作精基准，实现“基准重合” ，以免产生基准不重合误 差。 2当工件以某一组基准定位可以较方便的加工很好的表面时，应尽 可能采用精基准定位，实现“基准统一” ，以免产生基准转换误差。 3当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择 加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”的原则。 4加工的原则。 5有多种方案可供选择时应选择定位准确；稳定，夹紧可靠，是使 用夹具简单的表面作为精基准。 根据精基准的选择原则，考虑以上原则和零件的尺寸和加工要求现主 要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸 换算。 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 9 第第 3 章章 拟定机械加工工艺路线拟定机械加工工艺路线 生产过程是指将原材料转化为成品的过程。它包括材料的准备、运输 和保存，生产的准备，毛坯的制造，毛坯经过加工、热处理而成为零件， 零件、部件经装配成为产品，机械的质量检查及其运行试验、调试，机械 的油漆与包装等。 3.1 拟定工艺路线的依据拟定工艺路线的依据 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置 精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件 下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生 产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 3.2 两种工艺路线方案两种工艺路线方案 3.2.1 方案一、工艺路线方案一、工艺路线 工序1、下料 工序2、正火处理 工序3、粗车右端面，粗车外圆，以外圆及左端面为基准。 保证：工艺尺寸保证长度98.5mm。 工序4、调头，粗车右端面，粗车内圆，以外圆及右端面为基准。 保证：车外圆至97mm，车54的内孔至尺寸。 工序5、离心浇注铜衬套（铜层厚度4mm） 。 工序6、车右端面，车外圆，车内孔，以97外圆及左端面为基准。 保证 ：内孔至50mm。 工序7、车左端面，车外圆，以50的内孔及右端面为基准。 保证：保长度96mm，95mm的外圆至尺寸。 工序8 、车沉孔，以95mm的外圆及右端面为基准。 保证：车75的沉孔至尺寸。 工序9、车沉孔，车油槽，以95mm的外圆及左端面为基准。 保证：54深10mm的沉孔至尺寸，油槽至尺寸。 工序10、铣 0.5 0 20 + 深2.5mm沉槽。 工序11、钻3- 10h11的孔，以50h9的的孔和左端面，及沉槽为基 准。 工序12、钻2- m8深15mm的螺纹底孔及攻丝。 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 10 工序13、钻2- m8深20mm的螺纹底孔及攻丝。 工序14、钻2mm的底孔，扩8h7的孔至7.9mm，铰8h7的孔至 尺寸，锪120沉孔。 工序15、终检。 3.2.2 方案二、工艺路线方案二、工艺路线 工序1、下料 工序2、正火处理 工序3、粗车右端面，粗车外圆，以外圆及左端面为基准。 保证：工艺尺寸保证长度98.5mm。 工序4、调头，粗车右端面，以外圆及右端面为基准。 工序5、车右端面，车外圆，以97外圆及左端面为基准。 工序6、车左端面，车外圆，右端面为基准。 保证：保长度96mm，车95mm的外圆至尺寸。 工序7、车沉孔，以95mm的外圆及右端面为基准。 保证：车75的沉孔至尺寸。 工序8、车沉孔，以95mm的外圆及左端面为基准。 保证：54深10mm的沉孔至尺寸。 工序9、铣 0.5 0 20 + 深2.5mm沉槽。 工序10、钻3- 10h11孔，以50h9的的孔和左端面，及沉槽为基 准。 工序11、钻2- m8深15mm的螺纹底孔及攻丝。 工序12、钻2- m8深20mm的螺纹底孔及攻丝。 工序13、钻2mm 的底孔，扩8h7的孔至7.9mm，铰8h7的孔 至尺寸，锪120沉孔。 工序14、车内孔，以外圆及右端面为基准。 保证：车54的内孔至尺寸。 工序15、离心浇注铜衬套（铜层厚度4mm） 。 工序16、车油槽 工序17、终检 3.3 工艺方案分析比较工艺方案分析比较 在方案二中，内孔的加工放在整个工艺的最后面，与加工外圆分离， 而在外圆加工后，多次钻孔，铰孔，铣平面，锪孔的过程中，定位要多次 用到此内孔，否则钻、铰、锪、的孔位置精度都很难到，铣的沉孔位置精 度也难达到，很容易产生残次品，同时在后续设计夹具的时候困难重重。 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 11 方案二中，在车床加工时没有同时加工内孔，这无疑是造成了人力资源的 浪费，刀具的浪费，人与机床的劳动强度增加，同时生产率下降，所以把 该工序应安排在于外圆加工同时进行，这样生产率、经济性、等问题都会 提高。 最后准定以方案一为加工该零件的路线为经济合适都时省力。 3.4 毛坯尺寸，切削用量以及基本时间定额的确定毛坯尺寸，切削用量以及基本时间定额的确定 “带铜衬轴套”零件材料为45钢，硬度为207241hbw，毛坯重量约 为2kg，生产类型为大批生产，可采用锻锤上合模模锻毛坯。 根据上述确定毛坯尺寸如下： “带铜衬轴套”零件材料为45钢，硬度为207241hbw，毛坯重量约 为2kg，生产类型为大批生产，可采用锻锤上合模模锻毛坯。 根据上述原始材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余 量、工序尺寸及毛坯尺寸。 查1其中锻件重量为2kg，锻件复杂形状系数为s1，锻件材质系数取 m1，锻件轮廓尺寸（直径方向）80120mm，其余量值规定为1.7 2.5mm，现取2.5mm。 查1其中锻件重量为2kg，锻件复杂形状系数为s1，锻件材质系数取 m1，锻件轮廓尺寸（直径方向）80120mm，故长度方向偏差为 （+1.0；- 0.4）mm. 长度方向的余量查1其余量值规定为1.72.2mm,现取2.0mm。 带铜衬轴套的锻件毛坯图见图4- 1 图4- 1 带铜衬轴套毛坯图 确定切削用量及基本工时 1. 车削左端面及外圆 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 12 （1)加工条件 工件材料：45 钢正火，b=670mp,模锻。 加工要求：粗车左端面及 95mm外圆，表面粗糙度 z r为350m。 机 床 ： ca6140 卧 式 车 床 。 刀 具 材 料yt15 ， 刀 杆 尺 寸 为 16mm25mm，90 r = o ， o 15 o= ， o 8 o =，r=0.5mm。 确定切削深度由于单边余量仅为 1.5mm，可在一次走刀内切完故 ap1.5mm 2 97-100 = （2)确定进给量 f ：根据3得： f =0.50.7mm/r，按 ca610 车床说 明书3取： f =0.5mm/r （3)计算切削速度: 按3表 1.27,切削速度的计算公式为： vc= v p v k fat c v v y x m (m/min) v c =242 ，x v=0.15 ， 修正系数2 . 0,35. 0=myv 3 即 k mv =1.0 ， ksv=0.8，kkv=1.04，kkrv=0.81，kbv=0.97，所以切削速度： vc=97. 081. 004. 18 . 044. 1 5 . 04100 242 4 . 015. 02 . 0 =179.2r/min （4)确定机床主轴转速： ns= d vc1000 = 10014. 3 179.21000 =570 (r/min) 按机床说明书1与 570r/min 相近的机床转速选取 560r/min。实际切削 速度 v=179.2m/min （5)计算公时 1）粗车左端面 根据1表 6.2- 1，取 97mm=l, = 1 l3mm, 2 l=0, 3 l =0 tm= + i fn llll 321 0.089 0.5560 397 = + 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 13 2)车外圆 49mm=l,= 1 l1mm , 2 l=0 , 3 l =0 tm= + i fn llll 321 0.045 0.5560 149 + 2.粗车右端面及外圆，车内孔 (1）确定进给量 f 根据3得： f =0.50.7mm/r，按 ca610 车床说明书3取： f =0.5mm/r (2）计算切削速度 按3表 1.27,切削速度的计算公式为： vc= v y x p m v k fat c v v （m/min) v c =242,x v =0.15 ， 35 . 0 = v y,m=0.2 修 正 系 数 3, 即 k mv =1.0, ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,k bv=0.97，所以切削速度： vc=97. 081. 004. 18 . 044. 1 5 . 04100 242 4 . 015. 02 . 0 =179.2r/min (3)确定机床主轴转速 ns= d vc1000 = 10014. 3 179.21000 =570 r/min 按机床说明书1与 570r/min 相近的机床转速选取 560r/min，实际切削 速度 v=179.2m/min (4)确定基本工时 1）粗车左端面 根据1取 97mm=l,= 1 l3mm, 2 l=0 , 3 l =0 tm= + i fn llll 321 0.357 0.5560 397 = + min 2）粗车外圆 49mm=l,= 1 l1mm, 2 l=0, 3 l =0 tm= + i fn llll 321 0.179 0.5560 149 + min 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 14 （3）车内圆 由1查得采用螺钉夹紧力的计算公式 4.2- 20 查得取 rmmf/52. 0= 由3查得取 min/200rn = 计算切削工时 98mm=l,= 1 l1.0mm, 2 l=0, 3 l =0 tm= + i fn llll 321 0.952 0.52200 198 + 3. 车右端面，车外圆，车内孔 (1)确定切削深度由于单边余量仅为 1.0mm，可在一次走刀内切完故 ap1.0mm 2 95-97 = (2)确定进给量 f ： 根据3表 1.4,当刀杆 16mmx25mm, a p 5mm 时,以及工件直径为 97mm 时。f=0.50.7mm/r，按 ca610 车床说明书3取： f =0.5mm/r (3)确定机床主轴转速： ns= d vc1000 = 9714. 3 179.21000 647r/min 按机床说明书3与 647r/min 相近的机床转速选取 710r/min。实际切 削速度 v=216.2m/min (4)确定基本工时： 1)粗车左端面 根据1取 95mm=l,= 1 l2mm, 2 l=0, 3 l =0 tm= + i fn llll 321 0.276 0.5710 296 = + min 2)粗车外圆 48mm=l，= 1 l1mm , 2 l=0 , 3 l =0 tm= + i fn llll 321 0.138 0.5710 148 = + min 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 15 4车 75 深 10mm 的沉孔至尺寸 (1)确定切削深度： 由于单边余量为 12.5mm，可在两次走刀内切完故 ap6.25mm 22 75-95 = = (2）确定进给量 f ： 根据3当刀杆 16mmx25mm, 5a p 8时,以及工件直径为 95mm 时。 f=0.30.5mm/r，取： f =0.5mm/r (3）计算切削速度： 按3表 1.27 切削速度的计算公式为 vc= v y x p m v k fat c v v (m/min) v c =242 x v =0.15， 修正系数2 . 0,35 . 0 =myv 3表 1.28, 即 kmv=1.0, ksv=0.8, kkv=1.04, kkrv=0.81, kbv=0.97，所以切削速度： vc=97. 081. 004. 18 . 044. 1 5 . 0495 242 4 . 015. 02 . 0 220.3 (4）确定基本工时： 根据1取95mm=l,= 1 l2mm, 2 l=0, 3 l =0 tm= + i fn llll 321 0.273 0.5710 295 = + min 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 16 第第 4 章章 专用夹具设计专用夹具设计 要保证工件在加工时有足够的尺寸精度和形位公差精度，就需要夹具 能够准确可靠的定位，本设计中需要对工序钻2- m8深15mm的螺纹底孔， 及攻丝。 设计专用夹具，以提高劳动生产率、保证加工质量、降低劳动强度。 已知：工件材料45钢，毛坯为模锻件，所用机床为z35 摇臂钻床，成 大批量生产规模。 4.1 问问题的题的指出指出 本夹具主要用于钻2- m8深15mm的螺纹底孔，及攻丝，主要的技术要 求是保证孔的轴心线的位置精度，精度要求高。因此，在本道工序加工 时，主要应考虑如何能保证加工工件定位的精度要求，以及同其他工序之 间的位置精度要求，同时还应考虑如何可以提高劳动生产率，降低劳动强 度。 4.2 夹具设计夹具设计 4.2.1 定定位位分析分析 由零件图可知：要钻2- m8深15mm的螺纹底孔，及攻丝,主要的技术要 求是保证轴心线的位置精度。则设计夹具时，必须要限制零件的移动、转 动。 4.2.2 定定位位基准的选择基准的选择 根据分析，采用定位销及左端面定位可以约束工件的所有自由度，同 时可以保证加工精度。 4.2.3 钻钻削削力力的计的计算算 查1表 7- 56，钻销力的计算公式 由公式 0 xfyf ff fcdfk= 得最大切削力为 max0 ff xy ff fcdfk= 2091.52 10.758320 0.71 = = 哈尔滨理工大学专科生毕业论文 17 该公式中： max f- - - - - - 钻削最大孔径时所需要的力，即钻削过程中所需要的最大钻 削力； f c - - - - - - 材料系数，根据材料查表得 f c =320； 0 d - - - - - - 钻削孔径，此式中 0 d =8mm； f x - - - - - - 等于 1； f y - - - - - - 等于 0.7； f - - - - - - 进给量，此式中 f =0.75mm/r； f k - - - - - - 工件的硬度系数，取 f k =1.0 4.2.4 夹紧力的计算夹紧力的计算 轴要转动，我们的夹紧力就不须很大。查1表7- 56，采用螺钉夹紧力 的计算公式： )tg(rrtg ql w 2z1 0 + = 其中： q原始作用力 l作用力的力臂 r作用力与工件间的当量半径，r=0 2 螺旋角当量摩擦角，为 0 螺旋升角，2.5 z r 螺纹半径的一半 经过估算 0 w =2217.65n，完全能够夹紧。因为我们在用磨具时将磨头 放在内孔中偏下，在重力作用下只需要很小的力就可以夹紧工件，同时铁 削就会落下减少对工件的划伤，对于磨削完全达到要求。 这种结构的夹具，工件加工精度能稳定达到锥孔对支承轴颈的径向跳 动精度(300mm 处 0.005mm)要求，表面粗糙度 ra0.4m，用标