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1 流体动压轴承 吕延军 虞烈 刘恒 (西安交通大学润滑理论及轴承研究所 中国西安 710049) 摘要 ：分析了 带液压轴承座的挠性转子系统的非线性动力性。 轴通过使用能考虑物体的惯性和剪切力影响的有限元法仿效出来。根据非线性流体动压轴承种被修改的带有自由接口的模态综合技术是被用来降低柔性转子系统的模型的自由度。根据油膜的物理特性，改变约束的方法是通过引入持续改变的每一阶段的动态的集成与重复的雷诺兹方程式。采用等周图形学的有限元方法解决雷诺兹边值的液体润滑问题而没 有增加计算。非线性油膜力及其 阵的数值解必须要具有协调一致的精度。周期通过使用 法而获得，一种方法，把轨迹预测追踪的延续算法和 法结合起来提出计算周期运动的分岔点是由于系统参数的改变而受到影响。局部的稳定和周期运动的分岔现象是通过 论获得的。转子系统的混乱运转需进行能量谱的检查。许多的例子显示这项研究能节省计算量而且具有很好的精密度。 关键词 ：非线性动力学 ;轴承转子系统 ;稳定性 ;分岔 ;混乱 ;有限元方法 2 0 前言 旋转机已经应用于能量站、飞行器、机床夹具、汽车、以及家庭应用等各个领域。轴承转子系统，就像一种转子机器一样，是一种典型非线性机械系统。这种非线性分析方法已应用于非线性的轴承转子系统上就如同线性分析方法不能应用于分析的那样。很多种方法成为重要的合适于分析的多自由度轴承转子系统的稳定性和分岔问题，因为此种方法不能提高工作效率。 目前世界上有许多研究者致力于非线性动态转子轴承领域的研究。不幸的是他们塑造的转子轴承有一些不利条件被直接利用于指导那些力学产品的设计。因为非线性 分析的复杂性，轴承转子系统的非线性模型通常被当作有很少自由度的和分析形式上轴承力的非线性模型。例如，一个匀称的硬的转子 1， 2或者子模型 3， 7，多项式模型 8， 9，以及或长或短的轴承模型，都不能准确地描述实际的系统。在这些研究过程中的轴承的非线性的油膜力的分析形式而轴承转子系统不能在实践中得以分析。然而，轴承转子在本质上是非线性的，转子支撑的非线性运动是由轴承引起的。非线性的油膜力按照转子的几个交点运动。轴承转子系统的局部非线性和组分是连接在一起的。因此，来自 于非线性的影响是全球 的。 10描述一个局部非线性的高位动力系统被运用于模态削减方法上，基于模态的固定接口的综合技术，在 11中提出了一种为解决局部非线性的动力系统的周期性和稳定性的方法。在这种理论上，轴被描述为多自由度有限元素使用了 2个结点 轴有限元模型。根据非线性的转子系统，一种被修改过的带自由接口的模态综合技术是被用来降低柔性转子系统的自由度的有限元模型。在减少以后，系统仍旧保留它的非线性和保存系统的非线性分析力。根据改变约束方法的八个交点的等周图形学的有限元方法是用于解决液体润 滑发生在雷诺兹边界的椭圆不等式。一个扰动等式能够得到直接的有限元等式。因此，非线性油膜力及其 阵的数值解必须要具有协调一致的精度。这样不能引起轴的摩擦和应力集中。采用 论和轨迹预测追踪的延续算法研究了不平衡响应， 承转子系统的这种混乱状态是从能量谱中调查出来的。 1 动力系统方程式 图 1所示的转子 系统由线性部分(柔性转轴 )和局部非线性部分 (径向轴承 )组成。图 2所示的 2节点具有 8自由度的 3 于其可以计及转动惯量与剪切变形的影响，故更接近实际运行的转子系统。因此采用有限元方法建立如下形式的柔性转轴横向振动方程 . , （ 1） 式中 )X,X(F,k,m 分别为转轴的质量矩阵、陀螺矩阵、刚度矩阵、周期为 的外力向量 (包括重力和不平衡力 )和轴承施加于转轴的非线性力向量。对于具有 点位移向量可表示为 式中 分别为第 线性 力向量可表示为 式中 于轴承的非线性油膜力孤立地作用于转子的个别节点上，因此对具有 承力 具有如下局部性质 式中 图 1 转子 图 2 转轴有限单元模型 为了简化符号，将式 (1)中各元素重新排序且表示为如下分块形式 4 由于需要花很多的时间计算多自由度的转子系统，在维持系统响应准确的情况下，减少系统的自由度是非常重要的。 由于系统是局部非线性的，仅非线性自由度 线性自由度 此可对线性自由度进行减缩，以使该系统降阶。为了避免缩减自由度时，坐标转换给系统的非线性因素带来的数值误差，仅将线性自由度转换为模态坐标，而非线性自由度和决定系统动力特性的非线性力仍保留在物理空间中，使降阶后的系统仍具有局部非线性特征。 为了降低线性组合的自由度，将 式中 因此，矩阵的保留弹性特征模态的列是 k (0， 无阻尼特征值问题 (j=0(j=1, ， 质量正则解。矩阵的剩余柔性模态的列可表示为 其中对角矩阵 kk 是角频率小于或等于 13的谱矩阵。因此 从（ 11）式开始， 可被写成： 这样就有如下整个变换 在以上等式中，矩阵变换 T=用式 (13)，可得缩减的系统方程 通过缩减把 n(n=方程组减缩为 s(s=方程组，由式 (11)- ( 5 可见转轴的不平衡力及非线性项的影响全部保留在缩减的方程组 (14)中。考虑到圆盘的不平衡力的影响，可得动力系统的运动方程 有 式中分 盘的质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵、不平衡力向量。 当引入状态变量 T)q,q(X 后，其相应的系统方程在状态空间中为 6 阵 对于实际轴承，不具有解析形式的油膜力，而在计算系统非线性响应时，每一时刻动力积分均需要非线性力及其 线性油膜力及且对周期解的稳定性及分岔的分析有着 极其重要的影响。同时任一时刻油膜力的 于以上问题，运用有限元法求解具有变分不等式形式的流体润滑 油膜区域下游边值条件 )问题。将油膜力视为某时刻轴颈中心位移及速度的函数， 由此可以得到一组微分方程，根据该方程组的特点，在求出油膜力的同时，可很快求得 对于有限长轴承流体润滑的 式中 p 油膜压力函数 (表压 ) 润滑油动力粘度 轴承长径比的倒数 h 油膜厚度 从 偏位角 偏位线与轴承中心连线至油膜位置的角度，如图 3和图 4所示 式 (18)可等价于如下离散的椭圆型变分不等式 18 式中 (p,q)= 23 是 ) ) 上的强制、对称，椭圆双线性泛函 ,(q)= qd,k=p )， p0 是线性泛函， ) )是 是唯一的一层油， 是 的微分。b是偏位线与轴承中心连线至油膜完整区和油膜破裂区交界线（此交界线是随位移及速度扰动变化的曲线 )的夹角。由以上等式，油膜厚度 可写成如下方程式： 7 图 3 单块瓦计算坐标 图 4 椭圆轴承及其计算坐标 由于非线性油膜力是轴颈中心动态位置的函数 ，所以油膜力可被写成如下等式： 油膜力 运用 8节点等参有限元法可求出油膜区域各节点的压力分布 力函数 式中 有限元插值函数，把式 (23)代入不等式 (19)可得如下 式方程： 式中 为了求解等式（ 24），组成矩阵 和矢量 是必要的。把有限插值函数 ,( ， )(q 得 )(),(。然后等式（ 24）等价为约束迭代方程 式中矩阵 和矢量 分别为满足椭圆边值问题第一类及第二类约束条件的稀 8 疏 、带状、对称矩阵和列矢量。解出 式 (23)代入式 (22)可得： 式中 均为常数列矢量。油膜力xF，x ， y 和 x ， y 的 式中 将式 (25)分别对 x， y， 偏导数可得如 下扰动方程 将矩阵 k (k= x， y， x ， y )和矢量 k(x, y， x ， y )组合在一起可以得到如下等式： 把 k=x， Y， x ， y ) 代入式 (28),求得油膜力的 于式 (31)与式 (27)具有类似的形式，不需要再次求解。所以在求解 k=x， Y， x ， y )时可由式 (25)、 (27)和式 (30)的 29)，而式 (29)与式 (25)具有相同的系数矩阵 k 。因为式 (29)与式 (25)具有相同的系数矩阵 k ，所以这样就使得非线性分析所需要的油 膜力和油膜 而 ,为了保证非线性分析的准确性和可靠性，花费在计算每一步重复动态积分的 9 运转着的轴承转子系统总是引起扰动。假定系统外在装载根据周期 系统的稳定现象， i， e 达到最大之后瞬间就会减弱，这种现象可能是由周期、半周期或是混乱引起的。系统的周期性问题可能在某些时间间隔变得不稳定与系统的参数有关。例如，转子的角速度 ，轴承的直径与宽度比 d/B，距离半径比 ，凹槽周长与宽度比 （位于垫片上的凹槽周长），垫片圆弧 ，椭圆度 ，质心偏差 e ，轴承的非线性是由不稳定引起的，一般说来，系统的最大响应增加且线性系统的响应频率也将作出响应。在实践中，这将可能导致不利的轴摩擦。实际应用上，最重要的是决定这些不稳定性间隔 的设计和导致这些间隔的现象：周期、半周期或混乱。 法 采用 法即求解两点边值问题的打靶法并结合选定的 出周期解不动点的初始迭代值 Xs(结合方程（ 34）通过数字时间综合化方法从一个周期 间发现的问题，如果能满足如下方程： 当系统控制参数 u= 可比矩阵 : 式中的 J=)()(00 可对系统方程式 (17) 以 (X5(I) 为初始值积分一个 中 S(I， S()=J，式 (35)中 F=F(t， u， X )= x 。 周期解预测追踪的延续算法和 将延续算法和 计算整个周期解的分支。当某一确定值时，就可以得到1 续周期方法就是通过观察改变 始从一个已知的1 到周期后 然后运用打靶法校正系统参数1 中u ),(可由系统方程 10 (17)关于轨迹 Xs(T)和 式中u ),()(,0)( 00 。 11 4 应用算例及结果 带有圆盘刚度（点 椭圆轴承（点 2，垫弧为 150o，润滑油动力粘度取为 度与直径比 B/d=轴承转子系统的不平衡响应已被许多例子分析了（如图 1和图 4）。轴（直径为 切力为 量密度为 7800Kg/同于引入六个有限元素。因此，系统的有限元素模型有七个点（ 28个自由度）和非线性轴承的两个支撑。一个支撑 的轴元素有四个自由度，椭圆轴承使用 这种情况下，系统的四个自由度直接影响非线性力。因此转子系统是一种典型的非线性动力系统。轴的质量偏心（ 1,1 ）和圆盘的质量偏心（ 1,0 11 ）有着相同的转动角。有许多的例子采用了八固有模式方法。模态的影响使分析结果的准确性降低了。由于 = = Pas， =B B=O， =r 统的周期问题分别用八固有模式方法和全固有模式方法解决。在选定的 出周期解不动点的初始迭代值 Xs(用 应的 e(用模型方法 ( 八固有模式方法 )可减少 对应的e(Im(用原始模型可得 00 0下面表格可以显示出不同方法计算出的周期误差。 表 周期计算用 固 有模式方法或全固有模式方法）的对比 =1 000 r =B B=0 时间（ k） 1 2 3 4 误差（k） （减少模型） 误差（k） （原始模型） 运用 使用八固有模式时，由于 = Pas， 6=O 556， B B=O 4， 01 526 r i e =1 526 r|因此周期是稳定的。当环行值的注意时，在 时， =a. 12 =B B=1 580 r i e选定 所示。当 =as， = B B=0， =1 600 r 心转子 1点的轨迹是不稳定的如图 6所示。当 =as， =B B=0， 1,1,1,1 11 , =1 800 r（转子的角速度 =6O s）， 1点的混乱运 动轨迹如图 7所示。图 8表示连续的时间 量谱通常用于低能量级的测量 混乱的一个重要特征。 （ a） 图 5 当 =1 580 r =B B=心转子在 的轨迹图 13 （ a） （ b） 图 6 当 =1 600 r =B B=0时，中心转子在 14 （ a） （ b） 图 7 当 =1 800 r =B B=0时，中心转子在 (a) 15 （ b） 图 8当 =1 800 r =B B=0时， 16 5 结论 轴被描述为多自由度有限元素使用了 2个结点带有 8个自由度的 轴有限元模型。流体 扰性转子系统应考虑陀螺仪和剪切力的作用。由于轴承转子系统的局部非线性特征。一个修改过的带自由接口的模态综合技术描述了减少扰性转子系统模型的自由度。为了改变坐标引起的误差，非线性影响仍然存在于物理空间。确保了系统的非线性分析的准确性和节约了计算工作量。在转子轴承支撑实验中，油膜的气蚀领域改变是由于中心转子的移动和速度扰动引起的。根据油膜的物理特性，改变约束的方法是通过引入持续改变的每一阶段的动态的集成与重复的雷诺兹方程式。雷诺兹边值的流体问题得以解决是由于使用了八交点方法的有限元素分析而没有增加计算量。非线性 油膜力及其 果系统元素 u（例如转子角速度 ，轴承直径宽度比 d/B，周长宽度比 B B 和距离半径比 ，椭圆度 ）当作控制参数分配，综合轨迹预测追踪的延续算法和 法被称为连续周期方法问题导致计算周期运动和分岔现象。轴承转子系统的这种混乱状态是从能量谱中调查出来的。许多的例子显示这项研究能节省计算量而且具有很好的精密度。 ， ， ， et 995， 117： 709 716 2 L， E， of a on 1991， 26： 229 B， a 1990,1： 221 241 4 K T. in a 1994,61： W. to 982,104： 533 541 6 F of in 988 19 16 7 of un of by 17 85985 8 N， N of of a f 1990, 15507 9 L， T N An of to an d 1994,1 13： 299 30 z， An of 1999,121: 408 416 z Y S A of a 30(5)： 572 579(12 D A 1980， 102(10)： 793 803 13 R R A of 1985： 1 3l 14 An to 980 , of on to 1997， )： 106 ， D 1980 17 S O 989 18 988 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 I 学科门类： 单位代码 ： 毕业设计说明书（论文） 床尾座设计 学生姓名 所学专业 班 级 学 号 指导教师 二 *年 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 I 摘 要 本课题主要是设计某机 床尾座体的加工工艺及夹具的设计，在设计中采用先设计该尾座体的加工工艺在根据加工工艺来选取夹具的设计的方案和夹具的具体设计 ；而设计的重点是夹具的设计。 由于工件的孔 17 和 14 都要以底面做为基准加工，故首先得做出底面的加工夹具。由于孔 17 的精度要求高，和定位尺寸误差小，为保证孔的位置和加工准确性我们一定在加工底面的时间通过画线找出底面的加工余量。这样就可以更好的保证孔 17 的位置和加工精度！加工孔 14的夹具其实就是在加工底面 夹 具的基础上加了一个 45 度斜度板。加工孔 17 的时间为保证相对于 面的平行度我们就得要准确 的设计出以 面定为的夹具！还考虑到工件的圆度和圆柱度的误差小，我们设计的 夹 具就具有对孔 17 的夹具定位准确，和加工时间的震动小，那就得在孔 17 的附近找个定位加紧点！ 关键词 加工工艺，夹具，尾座体，设计 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 is a of to to in a of at to to by of of of ut of is of of 7 4 to to be as to to do a to of 7 of of we at to of to to to of of 7 of 4 of in to 5 of in 7 of is to of in we to N to of in of a of of we to 7 of is of to in 7 of a to up a of 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 目 录 摘 要 1 绪论 1 2 零件分析 2 件的特点 2 艺分析 2 3 工艺 规程设计 4 定毛坯的制造形成 4 面的选择 4 定工艺路线 4 械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定 8 定切削用量及基本工时 12 4 夹具设计 28 题的提出 28 具设计 28 总结 33 参考书目 34 1 绪 论 机械设计制造及其夹具设计是对我们完成大学四年的学习内容后进行的总体的系统的复习，融会贯通四年所学的知识，将理论与实践相结合。在毕业前进行的一次模拟训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。 机械加工工业规程是指导生产的重要的技术性文件，它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。 夹具设计是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。 这次 设计，难免会有许多的问题，恳请各位指导教师给予帮助，希望通过这次设计能锻炼自己的分析问题、解决问题的能力，为以后 参加工作打下良好的基础。 2 零件分析 题目所给的零件是机床尾座体，尾座安装在机床的右端导轨上，尾座上的套筒可以安装顶尖，以支承较长的工件的右端（即顶持工件的中心孔）、安装钻头、绞刀，进行孔加工，也可以安装丝锥攻螺纹工具、圆析牙套螺纹工具加工内、外螺纹。尾座可以沿尾座导轨作纵向调整移动，然后压下尾座紧固手轮将尾座夹紧在所需位置，摇动尾座手轮可以实现对工件的顶紧、松开或对工件进行切削的纵向进给。 件的特点 由图可知，该零件为不太规则的部件，其主要技术特点如下： 作退火处理 2. 17求圆度为 . 17求圆柱度 . 17导轨 面的平行度为 . 17燕尾面的平行度为 . 17孔轴心线与导轨面的位置度误差为 0 . 17孔与燕尾面的位置度误差不超过 9. 17孔需精加工、研配 0 13 点 /25 25 件工艺分析 根据零件图可知、主要进行导轨面的加工、孔加工和表面加工、钻孔、攻丝，孔的精度要求高。该零件年生产 5000 件属大批量生产，在加工是为 了提高劳动效率、降低成本，设计加工零件需要 设计 专用夹具。 3 工艺规程设计 定毛坯的制造形成 由于该零件的形状较复杂，因此不能用锻造，只能用铸件，而且年生产批量为 5000 件已达成批生产的水平，采用批量造型生产。根据零件主要的加工表面的粗糙度确定各表面加工余量，查参考文献查参考文献 2 机械加工工艺手册 ，以后有计算在此就不重复了。 面的选择 基面的选择是工艺规程中的重要工作之一，基面的选择的正确与合理可以使加工的质量得到保证、生产效率得到提高；否则不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择：对于象机床尾座这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要的，能够保证零件的各种加工余量的选择。对于一般零件而言，以加工面互为基准完全合理；但对于本零件来说，如果以 17 的孔为粗基准可能造成位置精度不达标，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工面作为粗基准）现在选择 不加工 35 的外圆表面和外表 不加工面作为粗基准，利用一组两个 锥套 夹持 两端 作为主要定位面以消除 五 个不定度，再用一个支承 板 、支承在前面用以消除一个不定度 ，达到完全定位。用来加工工件的底面。 对于精基准而言，主要应考虑基准的重合问题。 这里主要以已加工的底面为加工的精基准。 当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算，后面对此有专门的计算这里就不重复了。 定工艺路线 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批量生产的条件下，可以考虑采用万能机 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，以便使用生产成本下降： 艺路线方案一 工序 17H 的孔的两端面（粗铣、半精铣） 工序 17H 的孔。 工序 工序 14 的端面、铣削 端面、粗铣最底面、粗铣导轨面、铣工艺面、铣削 2 2 的退刀槽、精铣导轨面、精铣燕尾面 工序 26 的端面 工序 14 的孔、扩孔 工序 26 的沉降孔 工序 6 的孔、攻丝 工序 17 的孔、研配 工序 2 13 点 /25 25 路线方案二 工序 17H 的孔的两端面（粗铣、半精铣） 工序 导轨面 工序 燕尾面 工序 导轨面的工艺台阶面 工序 2 的退刀槽 工序 导轨面 工序 燕尾面 工序 17 的孔 工序 14 的孔的端面 工序 26 的孔 工序 17 的孔 工序 上述两方案的特点在于：方案一是先加工孔，然后以此孔为基准加工其它各处，而方案二是以导轨面为基准加工其它面，可以看出以先加工孔，以孔作为定位基准加工时位置精度较易保证，并且定位装夹等都比较方便，但是方案一中的一次装夹多道工序除了可以选用专用夹具设计的组合机床（但在成批生产是在普通机床上能保证精度的情况下，应尽量不选用专用机床）以外，只能选用多工位万能铣床加工。而目前万能铣床的加工精度还不能加工导轨面的精度要求，因此决定将方案二中的工序 移入方案一， 由于铣削时不能很好地加工燕尾处的 075 的斜面，因此在导轨面和燕尾的加工都采用刨削。 具体工艺过程如下： 工序 17孔的两端面 工序 17孔的两端面 工序 17孔 工序 17孔 工序 5.惚 的倒角 工序 14 的孔的端面 工序 14 的孔的端面 工序 6 的端面 工序 9. 粗 刨 燕尾底面 工序 轨面 工序 导轨面的工艺面 工序 2 的退刀槽 工序 燕尾面 工序 导轨面 工序 工序 工序 14 的孔 工序 14 的孔 工序 6 的螺纹孔 工序 工序 26 的沉降孔 工序 7 的孔 工序 4 的孔 工序 工序 17孔研配 工序 工序 但考虑工序集中和铸件不适合热处理取消工序 26， 而且考虑工序集中，集中同一中 加工的粗精加工。 具体的工序如下： 工序 1. 导轨面 加工 （粗、半精铣削导轨面及 刨 削导轨面的工艺面、精刨 导轨面） 工序 工 （粗 刨 、精 刨 燕尾面） 工序 3. 铣削 17孔的两端面（粗、精铣） 工序 工 （钻 、扩、绞 17孔） 工序 5. 铣削 14 的孔的端面 工序 孔加工 （ 14 的孔钻、扩 ） 工序 6 的端 面 工序 螺纹孔） 工序 9. 惚 451 的倒角 工序 10. 磨削（导轨面、燕尾面） 工序 11. 镗削（镗削 26 的沉降孔） 工序 12. 攻丝 工序 13. 导轨面配刮 工序 14. 珩磨： 17 工序 15. 精加工 17孔研配 工序 16. 终检 以上过程详见后面的工艺卡 械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定 “尾座体”零件 的材料为 产类型为成批生产。采用自由的砂型 ,3 级精度（成批生产）。 根据上述原始质料及加工工艺，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如下： 17 的端面的 不平度： 240 、缺陷度： 缺4 机械制造工艺与夹具设计指导 空间偏差： 毛根据参考资料 4 机械制造工艺 与夹具设计指导 铸造公差： 2200 查参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导 ，按铸件宽度 2 查得的宽度公差 （ 1）粗铣余量 加工精度： 差 查参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 加工表面粗糙度： 查参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 铸件的加工余量为 ， （ 2）精铣余量 加工精度及表面粗糙度：要求达到 差 ，见图纸要求。精加工的余量为 2 。 所以总的加工为 )(2 21 式 （ 3 . 1） 孔 毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求为 6参考 资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 确定工序尺寸及加工余量为： 钻孔： 扩孔： 2 1 查参考 资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 精镗： 查参考 资料 4 机械制造工艺与夹具设 计指导 细镗： 查参考 资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 珩磨： 查参考 资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 表 总的加工余量为 ： 4321 。 式 （ 3 尾面加工 考虑其加工长度为 与其联结的为导轨面，其精度相对较高，要进行粗加工、半精加工和精加工。 粗加工： 加工精度 12铸件粗加工的余量 根据 参考 资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 。 半精加工： 加工长度 0 、加工宽度 ，因此半精加工的余量选择参考 资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 表 精加工： 加工长度 0 、加工宽度 ，因此精加工的余量选择 参考 资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 表 的加工余量 1 。 式（ 轨面 刨 削加工 考虑其加工长度为 同样也是和导轨配合，其加工精度要求非常 高，因此需 要进行粗加工，半精加工和精加工。 粗加工： 加工精度选择 12择加工余量 半精加工： 加工长度 38 、加工宽度 00 ，因此加工余量选择 。 由 参考 资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 表 精加工： 加工长度 38 、加工宽度 0 ，因此精加工的余量选择 由 参考 资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 表 的加工余量 由式 3 ： 。 14 的内径表面 毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求不太高，参考 参考资料 2 机械加工工艺手册 确定工序加工尺寸及余量为： 钻孔： 扩孔： (查 参考资料 2 机械加工工艺手册 表 孔加工 公称直径 加工前的钻孔直径 (查 参考资料 2 机械加工工艺手册 表 因此钻孔 的加工余量为 ： 。 定切削用量及基本工时 削 17孔的两端面。 （ 1） 加工要求：铣 17 的孔的端面。 机床：双端面铣床 具：粗铣端面刀具材料选用 铣削宽度 5 选择00 。 查 参考资料 5 金属切削手册 表 6 （ 2） 若考虑工件的粗糙度，加工余量为 , 但实际，由于以后还要精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按 考虑，分二次加工，吃刀深度 查 参考资料 2 机械加工工艺手册 表 每齿进给量 参考资料 5 金属切削手册 表 6 计算切削速度 查 参考资料 2 机械加工工艺手册 得耐用度 5 式 （ 3 3 功率计算 zn 式 （ （ 1） 加工要求：铣 17 的孔的端面。 机床：双端面铣床 具：。精铣端面刀具材料选用 600 d。 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 达到粗糙度要求 4） 17孔） （ 根据钻孔取参考值，参考资料 2机械加工工艺手册） 1000式 （ m 454(9/ 00 按机床选取 ： m (/w 考虑其加工长度为 选择钻床摇臂钻床 3025Z 。 切削工时： 0 1 ， 42 l 式 （ 180 14 的孔的端面 （粗铣 14 的孔的端面、半精铣 14的孔的端面） 14 的孔的端面 （ 1） 加工要求：铣 14 的孔的端面。 机床：端面铣床 具：粗铣端面刀具材料选用 0 ,齿数 10。 （ 2） 1） 若考虑工件的粗糙度，加工余量为 , 但实际，由于以后还要精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按 考虑，分二次加工，吃刀深度 。 每齿进给量 f 查资料 1 机床夹具设计手册 计算切削速度 查资料 1 机床夹具设计手册 耐用度 功率计算 67 14 的孔的端面 （ 1） 加工要求：铣 14 的孔的端面。 机床：端面铣床 具：。精铣端面刀具材料选用 00 。 （ 2） . 半精铣 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 达到粗糙度要求 6 的端面 加工要求：铣 螺纹的端面。 机床：端面铣床 具：。铣端面刀具材料选 用 00 。 铣 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 就能够达到粗糙度要求 14 的孔、钻 螺纹孔） （根据钻孔取参数值，加工工艺手册） 14 的孔 mi n )/44.1 ws 1000 式 （ m 按机床选取 m (/w 所以实际切削速度 m ( 切削工时： 查 参考资料 2 机械加工工艺手册 1 ， 2 按照式 3 ： 18021 6 的螺纹孔 根据钻孔取参数值，查 参考资料 2 机 械加工工艺手册 mi n )/51(/85.0 由式 3 ： m i n )/ 4 8(/ 0 01 0 0 0 按机床选取 m (/w 所以实际切削速度 m ( 切削工时： 查 参考资料 2 机械加工工艺手册 1 ， 2 由式 3 ： 11221 17孔） mi n )/81(/35.1 切削深度 ： p 由式 3 ： m i n )/ 1 9(/6 6 0 01 0 0 0 按机床选取 ： m i n )/1 6 0 0(/w 所以实际切削速度 ： m i n )/( 切削工时： 查 参考 资料 2 机械加工工艺手册 1 ， 2 由式 3 ： 18021 451 的倒角 为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同， mi n )/454(/564.7 14 的孔） mi n )/81(/35.1 切削深度 ： p 由式 3 ： m i n )/ 1 9(/6 6 0 01 0 0 0 按机床选取 ： m i n )/1 6 0 0(/w 所以实际切削速度 ： m ( 切削工时： 查 参考资料 2 机械加工工艺手册 1 ， 2 由式 3 ： 18021 导轨面 （粗、半精刨削导轨面及刨削导轨面的工艺面、精刨导轨面） （ 1） 加工要求：粗 刨 导轨面。 机床：端面铣床 具：粗铣端面刀具材料选用 600 。 （ 2） 若考虑工件的粗糙度，加工余量为 , 但实际，由于以后还要精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按 考虑，分二次加工，吃刀深度 。 每齿进给量 ： f 查 参考资料 2 机械加工工艺手册 计算切削速度 查 参考资料 2 机械加工工艺手册 耐用度 ： 由 3 功率计算 67 削导轨面及铣削导轨面的 工艺面 （ 1） 加工要求：半精铣削导轨面及铣削导轨面的工艺面。 机床：端面铣床 具：粗铣端面刀具材料选用 1600 d 。 （ 2） 若考虑工件的粗糙度，加工余量为 , 但实际，由于以后还要精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按 考虑，分二次加工，吃刀深度 每齿进给量 参考资料 2 机械加工工艺手册 计算切削速度 查 参考资料 2 机械加工工艺手册 耐用度 由 3 ： 功率计算 67 式 （ 3 ： 加工要求：精 刨 削导轨面。 机床：端面铣床 具：。精铣端面刀具材料选用 600 d 。 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 达到粗糙度要求 4 燕尾底面 加工要求：铣 刨 燕尾底面。 机床：端面铣床 具：。铣端面刀具材料选用 00 。 铣 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 就能够达到粗糙度要求 2 的退刀槽 加工要求：铣削 2 2 的退刀槽。 机床：铣床 具：。粗齿锯片铣刀， 0 ， ，齿数 20。 铣 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 就能够达到粗糙度要求 燕尾面（粗 刨 、精 刨 燕尾面） （ 1） 加工要求： 刨 削燕尾面。 机床： 刨 床 具：。精铣端面刀具材料选用 00 。 1） 若考虑工件的粗糙度，加工余量为 , 但实际，由于以后还要精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按 考虑，分二次加工，吃刀深度 。 每齿进给量 f 查 参考资料 2 机 械加工工艺手册 计算切削速度 查 参考资料 2 机械加工工艺手册 耐用度 由 3 ： 功率计算 67 2） 吃刀深度 ： 每转进给量 ： )/(5.0 达到粗糙度要求 4） 镗、细镗 17 的孔） 取刀杆直径 2 ， 刀杆伸出量 粗镗：加工余量 2 1428 。分两次加工。令 p 41 ，p 32 ，选用 90 硬质合金 刀。 精镗： 细镗：取刀杆直径 2 ， 刀杆伸出量 粗镗：加工余量 ： 2 1428 分两次加工。令 p 41 ， p 32 ，选用 90 硬质合金 刀。 。 轨面、燕尾面） 由于都是平面的加工，所以采用平面磨削的加工方案。 选用机床： 导轨磨床 具： 粗磨采用平行砂轮 2410)(60)( 2 查 参考资料 2 机械加工工艺手册 。 磨削用量选择： 合理的磨削用量的选择的一般原则为：粗磨时，工件加工的精度和粗糙度要求差一些，可采用较大的 精磨时，必须采用小的 要根据工件的 尺寸大小、刚性的好坏，选择合理的 根据加工材料的强度和硬度以及导热性，合理地选择 根据砂轮的切削性能的好坏使用合理的 磨削细长零件时，工件容易产生震动， 适当降低些。由此选择如下： 1500r/n 轴向进给量 a （双行程） 工件速度 ： m (/166.0 w 查 参考资料 2 机械加工工艺手册 表 向进给量 ： 双行程/015.0 r 查 参考资料 2 机械加工工艺手册 表 削工时： 0002 式（ 式中 L 加工长度， 138mm b 加工宽度， 90mm 加工余量， 系数， 同时加工零件数 st m 00 2. 燕尾面的磨削 选用机床： 导轨磨床 具： 粗磨采用平行砂轮 2410)(60)( 2 （查机械加工工艺手册）。 磨削用量选择： 1500r/n 轴向进给量 ： a （双行程） 工件速度 m (/166.0 w （表 径向进给量 双行程/015.0 r （表 切削工时： 0002 （式 式中 L 加工长度， 90mm b 加工宽度， 11mm 加工余量， K 系数， 同时加工零件数 st m 削 14 的孔、镗削 26 的沉降孔） 4 的孔 （取刀杆直径 2 ， 刀杆伸出量 粗镗：加工余量 2 1214 。分两次加工。令 p 41 ，p 32 ，选用 90 硬质合金 刀。 精镗： 26 的沉降孔 取刀杆直径 2 ， 刀杆伸出量 粗镗：加工余量 ： 2 1426 。 分两次加工。令 p 41 ， p 32 ，选 用 90 硬质合金 刀。 精镗： 公制螺纹 由于加工的材料是铸件，因此选取如下： （查 参考资料 2 机械加工工艺手册 表 所以 m i n )/366(/104.6 s 按机床选取 采用人工配刮达到 10 13 点 /25 25 17 的孔 加工条件：工件的尺寸不太大，孔直不太大。 珩磨机床：由于工件的尺寸不太大，所以选择卧式珩磨机床。 珩磨头：选择磨较小孔的珩磨头。 珩磨切削参数的选择：由于加工的是会铸铁，所以查机械加工工艺手册的 合成切削速度选择 e /（精加工 圆周速度 4 6 8 （精加工 往复速度 f /（精加工 油石的径向进给为 所以的到油石的行程长度 选择煤油作为该加工的切削液 17孔研配 采用人工研配达到粗糙度等要求。 检测工件是否有裂纹等缺陷 4 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 经过与指导老师协商，决定设计 14 孔的加工夹具、设计主视图 617H孔加工夹具、设计零件底面的加工夹具。 题的提出 利用这些夹具用来加工 14 孔、 617H 孔和零件底面，这些都有很高的技术要求。但加工的部分都尚未加工，因此，在设 计时，主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，并且精度也是非常重要的。 具设计 件底面的加工夹具 （ 1）定位基准的选择 由于工件的孔 17 和 14 都要以底面做为基准加工，故首先得做出底面的加工夹具。加工底面的时间为保证相对 17 的孔于 A 和 B 面的平行度我们就得要准确的设计出以 导轨面 和 燕尾 面 为主要 定 位 的夹具。还考虑到工件的圆度和圆柱度的误差小，我们设计的夹具就具有对孔 17 的夹具定位准确，和加工时的震动小，那就得在孔 17 的孔外圆找个定位夹紧点。 夹紧时主要是限制工件的在平面 上的转动 和翻滚 ，由于外表面基本上是不用加工的，所以在加工的时候采用 两侧面 作为夹紧。 （ 2）夹紧力的选择 在钻孔是夹紧力产生的力矩，必须满足 查 资料 1 机床夹具设计手册 其中 刨 削 的力 ，其值由切削原理的公式计算确定； N 刨 削时，压板