轴承架的加工工艺及钻Φ6.6孔的工装设计（全套含CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 课程设计 设计题目： 轴承架的加工工艺及钻 的工装设计 专业： 机械制造及其自动化 班级 机制 指导教师： 教研室主任 学 生 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 成日期 2015 年 1 月 摘 要 本设计 轴承架 零件加工过程的基础 设计的钻孔夹具设计 。主要 加工部位是平面和 孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则 是先加工面后加 工孔 表面。 在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。 关键词： 轴承架 零件 ；钻孔；工艺；夹具； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 he of of In to is In of to of of of to of be be of to is to of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 目 录 摘 要 . . 1 章 序言 . 1 械加工工艺概述 . 1 械加工工艺流程 . 2 具概述 . 3 床夹具的功能 . 4 床夹具的发展趋势 . 5 床夹具的现状 . 5 代机床夹具的发展方向 . 6 第 2 章 零件的结构分析 . 8 2. 1 轴承架的用途 . 8 2. 2 轴承架的技术要求 . 8 轴承架的工艺性 . 9 轴承架的生产类型确定 . 9 第 3 章 轴承架机械加工 工艺规程设计 . 10 分析零件图 . 10 零件的作用 . 10 零件的工艺分析 . 10 选择毛坯制造形式 . 10 拟定工艺路线 . 11 划分加工阶段 . 11 选择基准 . 11 确定加工方案 . 11 确定切削用量及工时定额 . 13 40 一端面 . 13 铣 40 另外一端面 . 15 钻、扩、铰 16 211孔 . 17 钻 3沉头孔 . 20 第 4 章 钻 钻床夹具 . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 2 计要求 . 21 具设计 . 21 定位基准的选择 . 21 切削力及夹紧力的计算 . 21 位误差的分析 . 23 套、衬套、钻模板设计与选用 . 23 具设计及操作的简要说明 . 25 结 论 . 26 致 谢 . 27 参考文献 . 28 全套图纸加 Q 401339828买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 第 1 章 序言 械加工工艺概述 机械加工工艺 是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 装配 包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称 工艺规程 。这个就比较有针对性了。每个厂都 可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 2 工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。 械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程 的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和 辅助工具 。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规 程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 3 料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。 具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品 设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来，现代制造技买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 4 术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （ 1）定位 确定工件在夹具 中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。 （ 2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （ 1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （ 2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 5 的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面 ，在多品种生产的企业中，约4 年就要更新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 15%左右。特别是近年来，数控机床（ 加工中心（ 成组技术（ 柔性制造系统（ 新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）适用于精密加工的高精度机床夹具。 4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 6 5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 6）提高机床夹具的标准 化程度。 代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5 m；精密心轴的同轴度公差可控制在 1 如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达 m。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人 的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为 2600r/条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。 柔性化 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 7 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹 具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准： 214891以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 8 第 2 章 零件的结构分析 2. 1 轴承架的用途 “轴承架”零件它位于轴承部件的它是上刀架的导向件 2. 2 轴承架的技术要求 轴承架各加工要求及相关技术要求列表如表（一） 加工表面 尺寸及偏差 / 差及精度等级 表面粗糙度 m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 9 底端面 36 圆面 40 11 11 16心孔 16 轴承架的工艺性 底端面的表面加工精度为 40 外圆面上端面的表面加工精度为 16 孔的表面加工精度为 余表面加工精度为 5。 轴承架的生产类型确定 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。零件的年生产纲领 (1 % ) (1 % )N Q m a b 式 中 N 零件的生产纲领 ， 件 /年； Q 产品的年产量 ， 台、辆 /年； m 每台（辆）产品中该零件的数量 ， 件 /台、辆； a% 备品率，一般取 2% b% 废品率，一般取 根据上式结合 题目给定数据，即可算出 轴承架 的生产纲领，进而确定出其生产类型。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 10 由于轴承架的质量为 2于轻型零件， 由此再 有文献 10查表可知，该 轴承架 的生产类型为 成 批生产。 第 3 章 轴承架机械加工 工艺规程设计 分析零件图 零件的作用 本设计任务所给的零件是轴承架， “轴承架”零件它位于轴承部件的它是上刀架的导向件 零件的工艺分析 由零件图可以看出，主要加工表面有： 底端面的表面加工精度为 40 外圆面上端面的表面加工精度为 16 孔的表面加工精度为 余表面加工精度为 5。 选择毛坯制造形式 由于零件料是 铁，故可以根据以下几个方面来选择： （ 1） 结构形状比较复杂，采用铸造方式比较合适； （ 2） 且尺寸精度和表面光洁度要求较高，采用 级精度铸件； （ 3） 少加余量、节省材料和改善机械性能，可以采用铸造。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 11 拟定工艺路线 拟定工艺路线的基本原则是应能够妥善的保证零件的技术要求，即几何尺寸精度和相互位置精度等必须得到合理的保 证。在生产纲领已确定成批生产的条件下，为保证有较高的生产率和经济效益，可采用可变的具有较高生产率的专用设备，或在现有生产条件下，采用万能机床加工专用夹具 8。 划分加工阶段 为减少加工时产生的形对精度的影响，容易发现毛坯的缺陷，合理使用机床，在加工中应将粗、精加工分开，并且要先进行粗加工，然后再进行精加工。故刀架中部主要表面的加工分为粗、精、光整加工三个阶段。 选择基准 1. 粗基准 刀架中部上加工精度较高并且对被加工工件精度影响较大是燕尾导面 A 和 B。为保证其加工精度均匀，以 及 A 和 B 面与 P 面的平行度精度要求，选用 P 面作粗基准。 2. 精基准 根据基准统一和基准重合原则，及定位稳定可靠，选用导轨面 面作为精基准 9。 确定加工方案 1. 方案一 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 12 0 铸造 铸造 0 时效 时效处理 0 铣 铣 40 一端面 40 铣 铣 40 另外一端面 50 铣 铣宽度为 36 的台阶平面 60 钻孔 钻、扩、铰 16，并进行倒角 70 钻孔 钻 21 孔 80 钻孔 钻 11 沉头孔 90 终检 终检 100 入库 清洗入库 2. 方案二 0 铸 造 铸造 0 时效 时效处理 0 铣 铣 40 一端面 40 铣 铣 40 另外一端面 50 铣 铣宽度为 36 的台阶平面 60 钻孔 钻、扩、铰 16，并进行倒角 70 钻孔 钻 21 孔 80 钻孔 钻 11 沉头孔 90 终检 终检 100 入库 清洗入库 3. 工艺方案的比较 两个方案的区别主要体现在燕尾面的加工方法和孔 16 2 11 的加工顺序上。方案一采用铣削加工，并把孔 16孔 2 11孔的加工分别安排在两道工序中，把孔 16 11 孔安排在一道工序中加 工。 通过比较，方案二采用而铣削方案中有磨削弥补了不足并且方案买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 13 一把孔 16 2 11孔分开加工有利于提高生产率，提高机床功率利用率。故采用方案一为设计方案。 0 铸造 铸造 0 时效 时效处理 0 铣 铣 40 一端面 40 铣 铣 40 另外一端面 50 铣 铣宽度为 36 的台阶平面 60 钻孔 钻、扩、铰 16，并进行倒角 70 钻孔 钻 21 孔 80 钻孔 钻 11 沉头孔 90 终检 终检 100 入库 清洗入库 确定切削用量及工时定额 40 一端面 （ 1） 选择切削深度：参考 中 107 页可知切削深度 2） 选择进给量：参考 中 108 表 3择每齿进给量 3） 选择切削速度：查 中 111 页表 3取 v=s （ 4） 确定刀具参数：根据 中 270 页表 5择 D=100数 Z=12 （ 5）确定机床主轴转速： 按机床选取 际切削速度： m i n/ 0 0 0s D 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 14 s/4.3 w （ 6）计算切削工时 由文献 10中 2表 7得 2. 铣 40一端面 (1) 选择切削深度：参考文献 10表 知切削深度2) 选择进给量：参考文献 10表 取每齿进给量3) 选择切削速度：参考文献 10表 取 v=s (4) 确定刀具参数：参考文献 10选择刀具 D=100数Z=12,d=32,B=50 (5) 确定机床主轴转速： 按机床选取： 5r/际切削速度： （ 6）计算切削工时 查文献 10表 m 5 0 fM i n/ 00 sm in/F M 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 15 铣 40 另外一端面 工件材料： 件 加工要求：表面粗糙度 刀具：端铣刀（高速钢） D=100Z=12， d=32B=50 立式铣刀： D=60Z=18 锯片铣刀： D=160Z=50， d=32B=50 3. 粗铣 40另外一端面 （ 1） 选择切削深度：参考文献 10表 知 2） 选择进给量：参考文献 10表 择每齿进给量 3） 选择切削速度：参考文献 10表 取 v=s （ 4） 确定机床主轴转速： 按机床选取 际切削速度： (5)计算切削工时： 查文献 10表 4. 精铣 40另外一端面 （ 1） 选择切削深度：参考文献 10表 知 2） 选择进给量：参考文献 10表 择每齿进给量r / m i i n/ 0 0 0 ss/601000 4.3 w 0 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 16 3） 选择切削速度： 参考 文献 10表 取 v=s （ 4） 确定机床主轴转速： 按机床选取 5r/际切削速度 （ 5）计算切削工时 查文献 10表 m i 5. 铣宽度为 36 的台阶平面 (1) 选取切削深度：参考文献 10表 知切削深度2) 选择进给量：参考文献 10表 择每齿进给量3) 选择切削速度：参考文献 10表 取 v=s (4) 确定刀具参数：参考文献 10表 式角铣刀， D=60，Z=18 (5) 确定机床主轴转速： m i n/ 0 0 0s 按机床选取 5r/际切削速度 (6)计算切削工时 查文献 10表 m i n/ 00s 2 0 0 751 0 0 014.3 w 0 021jfM 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 17 m in/ 001 0 00s D 精铣 铣宽度为 36的台阶平面 (1) 选择切削深度：参考文献 10表 知切削深度2) 选择进给量：参考文献 10表 择每齿进给量3) 选择切削速度：参考文献 10表 取 v=s (4) 确定刀具参数：参考文献 10表 式角铣刀D=60,Z=18 (5) 确定机床主轴转速 : 按机床选取实际转速 18r/际切削速度 (6) 计算切削工时 查文献 10表 钻、扩、铰 16 2 11孔 加工条件：工件材料： 241，铸件 加工要求：表面粗糙度 床： 臂钻床 刀 具：麻花钻（高速钢）、扩孔钻、铰刀 1. 钻孔 16 （ 1） 选择进给量：参考文献 14443 页 9 r s/1860601000 w 1 0 021fM 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 18 m i 4 fn i n/ 1s/ 0 01 0 0 0 d 0 fn js/i n/62001000 i n/ 2） 选择切削速度：参考文献 14446 页 9 v=s （ 3） 确定机床主轴转速： m i n/ 2s/ 0 0/1 0 0 0 选取机床转速 00r/际切削速度 （ 4）计算切削工时 2. 扩孔至 考文献同上） （ 1） 选择进给量：选取r （ 2） 选择切削速度：选取 v=s （ 3） 确定机床主轴转速： 选取机床转速 00r/实际切削速度 （ 4）计算切削工时： 3. 粗铰孔至 16（参考文献同上） （ 1） 选择进给量：r （ 2） 选择切削速度： v=s （ 3） 确定机床主轴转速 m in/ 0 0 d 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 19 s/i n/3351000 i n/ 4s/ 0 01 0 0 0 d 3r/际切削速度 （ 4）计算切削工时 4. 精铰 16考文献同上） （ 1） 选择进给量：可知r （ 2） 选择切削速度：取 v=s （ 3） 计算机床主轴转速 按机床选取实际转速 3r/际切削速度 (4)计算切削工时 5. 钻 2 11孔（参考文献同上） （ 1）选择进给量：取 r （ 2）选择切削速度：取 v=r （ 3）确定机床 主轴转速： s/ 00 00 i 5 fn i n/ 0 01 0 0 0 d i 1 fn 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 20 s/i n/15001000 i 4 fn i n/62001000 00r/际切削速度 （ 4）计算切削工时： 钻 13 沉头孔 加工条件：工件材料： 241，铸件 加工要求：表面粗糙度 床： 臂钻床 刀 具：麻花钻（高速钢）、扩孔钻、铰刀 1. 钻孔 16 （ 1） 选择进给量：参考文献 14443 页 9 r （ 2） 选择切削速度：参考文献 14446 页 9 v=s （ 3） 确定机床主轴转速： m i n/ 2s/ 0 0/1 0 0 0 选取机床转速 00r/际切削速度 （ 4）计算切削工时 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 21 第 4 章 钻 钻床夹具 计要求 为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。上 面即为钻 钻床夹具的专用夹具，本夹具 将用于 。 本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。 具设计 定位基准的选择 为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。 采用以 16 孔以及端面定位加工。然后上端加 2 个挡销达到六点全面定位。 切削力及夹紧力的计算 刀具：钻 钻头 D= 则轴向力：见工艺师手册表 =CF z 中： 420， f=( 90200()190 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 22 F=420 )(2 1 2 N 转矩 T=CT Z 式中 : =( 功率 在计算切削力时 ,必须考虑安全系数 ,安全系数 K=2 4 式中 基本安全系数， 加工性质系数， 刀具钝化系数 , 断续切削系数 , F/ =( 钻削时 T= M 切向方向所受力 : 671065 取 1.0f 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 23 4416 )( 所以 ,时工件不会转动 ,故本夹具可安全工作。 位误差的分析 制造误差 1）中心线对定位件中心线位置精 度 . 取 . （ 2）内外圆同轴度误差（查表 . 故，2222252423222 . 则 . 知此方案可行。 套、衬套、钻模板设计与选用 工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下 图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 24 图 换钻套 铰工艺孔钻套结构参数如下表 表 套 d H D 1称尺寸 允差 5 12 12 +22 18 10 4 9 8 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11