轴承座的机械加工工艺规程及夹具设计论文说明书.doc
轴承座的机械加工工艺规程及夹具设计【含CAD图纸、说明书】
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本科毕业设计（论文）题 目 轴承座加工工艺及夹具设计姓 名 专 业 学 号 指导教师 年四月轴承座的机械加工工艺规程及夹具设计摘 要轴承座，顾名思义，它起着支撑轴承的作用，能把轴承的外圈固定住。只允许内圈转动，外圈不转动，它一直跟随传动的方向转动（比方说电机正转，内圈就正转，反之，就反转），要求一直能够平衡；,轴承座其实是一种零件合体，由轴承以及箱体组成,方便应用到各个行业领域,优势就在于与部件间有配合的更协调，方便使用,直接有助于厂家对成本的控制.在形状方面,它多式多样有许多种类,往往就只是一个箱体,轴承可安装进去。因中国的机械技术越来越发达，它在生产中显得更为重要不可忽略，发展一片大好，特别是汽车以及电子电器相关的有着高速发展的领域。本次毕业设计的课题是轴承座机械加工工艺及夹具设计，是在学完汽车制造工艺学后进行的一项重要的任务；本设计将在老师的带领下，要求学生会初步综合的运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。关键词：轴承座 工艺规格设计 夹具设计 工序 工艺性IIIAbstractThe bearing seat is used to support the bearing outer ring, inner ring for fixing the bearing outer ring rotation, let alone, keep still, always keep consistent with the direction of transmission (such as motor rotation direction), and keep the balance; and aggregate concept is bearing and the bearing seat, in order to facilitate the application, so that the benefits of cooperation can be better, more convenient to use, to reduce the use of cost for manufacturers. As for the shape, variety, is usually a box can be installed in the bearing. With the continuous progress of science and technology, it plays a more and more important role in the national economy, the development prospect is very wide, especially in the automotive and electronic appliances such as the rapid development of the field. The course design is the subject of the bearing seat design, is a teaching link in the completion of the manufacturing technology of automobile; under the guidance of the teacher, to a full course of primary learn the integrated use of previously learned in the design, the basic training and independence completion of an engineering.Keywords: bearing process specifications for design of fixture design process.目 录摘 要IAbstractII第1章 序言11.1 机械加工工艺概述11.2机械加工工艺流程11.3工艺设计的重要性21.4 现代制造工艺的发展现状与趋势4第2 章 工艺性分析62.1零件作用62.2零件工艺性分析6第3章 工艺规程设计73.1零件材料73.2工艺过程的组成73.3 工艺规程的内容与作用73.4 毛坯选择83.4.1确定毛坯的类型及制造方法93.4.2毛坯加工余量、工序尺寸及公差的确定93.5 设计基准103.5.1粗基准的选择103.5.2精基准的选择103.6机械加工工艺过程方案和选择113.5机械加工余量、工序尺寸及公差12第4章 车26孔夹具设计204.1问题的提出204.2夹具的设计204.2.1定位基准的选择204.2.2定位元件的设计214.2.3切削力及夹紧力的计算214.2.4加紧元件的设计224.2.5紧固元件的选择224.2.6夹具操作说明234.3 专用夹具的主要类型234.4 专用夹具的设计要点234.5 夹紧装置24总结26参考文献27致谢28轴承座的机械加工工艺规程及夹具设计第1章 序言1.1 机械加工工艺概述零件的工艺编制，在机械加工中占有非常重要的地位，零件工艺编制得合不合理，这直接关系到零件最终能否达到质量要求；夹具大的设计也是不可缺少的一部分，它关系到能否提高其加工效率的问题。因此这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。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。 机械制造工业是国民经济中一个十分重要的产业，它为国民经济各部门科学研究、国防建设和人民生活提供各种技术装备，在社会主义建设事业中起着中流砥柱的作用。从农业机械到工业机械，从轻工业机械到重工业机械，从航空航天设备到机车车辆、汽车、船舶等设备，从机械产品到电子电器、仪表产品等，都必须有机械及其制造。减速器也是有些设备中所不可缺少的，我们应该了解减速器的机械制造工艺过程才能把产品制造出来。 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，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。1.2机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。1.3工艺设计的重要性目前中国工业设计行业的现状是教育界、学术界重视外观创意，轻视甚至忽略结构设计的情况比较严重。为什么出现这种现象，和我们国家的国情有很大的关系。建国以来到改革开放初期，我们国家可以说不需要工业产品外观造型设计，那时的物质生活极其缺乏，一切生产活动都本着降低成本，满足功能的前提，对产品外观造型基本没有要求。进入九十年代以后，随着人们精神、物质生活水平的提高和国外富有设计感的产品大量涌入国内市场，使国人大开了眼界，也促使了国内教育界、学术界对工业产品外观造型设计这个行业的重视。大批学校开设了工业设计这个专业，每年培养了大量的工业设计毕业生，举办了名目繁多的工业设计大赛，也涌现了很多的令人眼花缭乱的作品，连国际性的设计大奖也拿了不少。一派欣欣向荣的样子。 但是，让人不理解的是为什么这么多优秀的作品真正能转化为产品的却没有多少，转化成产品又能大卖的就更没有多少。是作品不够漂亮吗？是消费者不能接受高品质高价格的产品吗？笔者认为都不是，其实真正的原因是出在生产的问题上，出在作品转化为产品的环节上，是设计师轻视、忽略甚至根本没有考虑产品本身的结构规律和生产工艺性上。这也跟中国的工业设计教育有关。目前学校中工业设计系走两条路线，一条是艺术类学生，主要学习的还是美学；另一条是工科学生，主要学的是结构。艺术类院校毕业的学生毕业时可能连生产图纸都不会看，更谈不上对工艺、材料和功能性结构的了解。而真正的工业设计师不同于平面设计师，要想把产品从想法实现成成品，需要设计者有很高的综合素质，其中包括对生产工艺、生产流程、材料、模具加工等各个方面的一定程度的熟悉和了解。 两年前，笔者在成都刚开始创立意町工业设计公司的时候，有位工业设计专业实习生问我产品结构设计需要考虑哪些因素，当时我详细地向他做了解答。我认为结构设计要考虑的因素很多：从物理学上来讲要考虑强度、减震、散热、降噪、电磁屏蔽；从组织学上讲要考虑材料、工艺，包括加工工艺、表面处理工艺和装配工艺；从经济学上来讲要考虑成本、相关标准、相关法规，比如安全性和环保性；从消费者方面来考虑还有易学性，使用的合理性和舒适性等。以上的任何一点没有考虑到，都有可能导致产品开发的全盘失败。例如我曾经参与的一个为某科技公司设计的一款光学测量仪器的案例，产品功能要求主支架要有足够高的刚性，否则测量结果误差较大，对仪器的自身重量又有限制。虽然我们的外观设计方案获得了客户认可，结构设计也满足了强度、散热和重量限制的要求，但是样机的测试结果却不是很满意。刚开始以为是支架强度不够，采取了很多增加强度的措施还是没有改善。分析了很久才初步确认，是仪器发出的热风引起的空气波动导致光学镜头捕捉的测量数据失真。必须要修改热设计，改变进出风的方式，这样一来，最先受到大家一致认同的外观设计方案不得不放弃。重新开始设计外观，而后续还将出现什么问题，尚不可预知。再举一个结构设计导致外观设计方案大改的案例。我们按照客户确认的外观造型做了小批量样机，测试的时候发现产品内部温升太高，开机一小时就已经升高了40度，作为一个户外长期使用，随身携带的产品，这样的结果肯定是不能接受的，也是必须要修改热设计，把温升降下来。我们采用了多种散热的办法，做了很多次实验，最后倒是把温升降下来了，外形也改得面目全非了，大半个外壳都由塑料件改为铝合金的了。所以说产品外观造型也不是天马行空，随意涂鸦的。比如要考虑模具加工成本，分型线就不能乱开，要能使模具最好分模；要考虑散热、降噪、电磁屏蔽，进风口和出风口就必须在它应该在的位置，必须要保证一定的形状和面积；要考虑产品的生产成本，材料选择、生产加工工艺、表面处理工艺和包装方式也就必然受到限制；要考虑目标消费群的历史文化、宗教信仰、传统禁忌，那么形状和颜色就不能导致使用者抵触。总的说来，产品就是产品，不是艺术品，虽然它需要批上艺术的外衣，但是更重要的却是设计工业产品绝对不能违背产品生产、销售、使用的内在规律，只有这样，才能设计出叫好又叫座的产品来。1.4 现代制造工艺的发展现状与趋势随着机械制造业的发展和科学技术的进步，机械制造工艺的内涵不断发生变化，近一二十年的技术进展主要表现在以下几方面：1 常规工艺的不断；优化常规工艺的方向是实现高效化、精密化、强韧化、轻量化，以形成优质高效、低耗少污染的先进实用工艺为主要目标，同时实现工艺设备、辅助工艺、工艺材料、检测控制系统的成套工艺服务，使优化工艺易于为企业所采用。2新兴加工方法的不断出现和发展；新兴加工方法包括精密加工、细微加工、特种加工及高密度能加工、新硬材料加工技术、表面功能性覆盖技术和复合加工，以适应机械产品更新换代对制造工艺提出的更高、更新的制造模式。3自动化等高新技术与工艺的紧密结合；微电子、计算机和自动化技术与工艺及设备相结合，使传统工艺面貌产生显著、本质的变化，如生产线自动控制、在线检测自适应控制、计算机辅助工艺过程设计、计算机辅助夹具设计、计算机辅助装配工艺设计和智能制造系统等。机械制造是国民经济发展和各部门科技进步的基础。在现代化条件下机械制造的发展方向是：开发工艺可行性广、能保证各种原料消耗最少、可靠性和自动化精度高的新一代技术。机械制造工艺及其实现组织形成的发展趋势，在很大程度上取决于机器结构的发展方向和它的技术使用特征。机器制造中的科技进步将促进以计算机和生产全盘自动化为基础的工序少和能源节约的工艺的建立推广。机器制造工艺组织的远景发展的概念是考虑在集管理、信息和技术为一体的基础上建立全盘自动化工厂，将最终产品的各个加工阶段连接起来。这时，在科技发展现阶段的自动化工厂将不是无人企业。由人服务和管理的体系和机器会发挥作用。新的智能型和集成型的生产手段与高度熟练的工作人员相结合，将在市场需求变化的条件下假造出满足技术和社会经济需求的先决条件。在现今的发达国家中，毛坯生产的发展趋势表明，今后毛坯生产发展方向是力图在经济合理的范围内,使毛坯接近成品零件的尺寸形状。这可降低金属消耗量，减少加工余量和毛坯及铁屑的运输费用，这样就可提高生产率，降低零件的。受其限制，目前特种加工的工艺参数只能凭经验选取，还难以实现最优化和自动化，例如，电火花成形电极的沉入式加工工艺， 它在占电火花成形机床总数 95%以上的非数控电火花成 形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。虽然已有学者对其 CAD、CAPP 和 CAM 原理开展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工艺数据的缺乏，仍未有成熟的商品化的 CAD/CAM 系统问世。通常只能采用手工的方法或部分借助于 CAD 造型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟仅用 1 分钟，即可完成线切割机床夹具安装与校正。采用美国 Jergens（杰金斯）公司球锁装夹系统，1 分钟内就能将夹具定位和锁紧机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率作用。 3 模块、组合夹具元件模块化是实现组合化基础。利用模块化设计系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发基点。省工、省时，合式夹具系统，一次性投资比较大，夹具系统可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国 demmeler（戴美乐）公司孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少配套元件，即能组装成多种多样焊接夹具。元件功能强，使夹具通用性好，元件少而精，配套费用低，经济实用才有推广应用价值。目前中国制造业发展迅猛，以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件，导致改型和生产个零部件周期较长。随着我国制造业发展和各种各种零件的需求与日俱增，加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。加工装备的现在，柔性专机、可重新配置的机床及专用加工中心的组合应用，使得发动机零件的加工变得越来越柔性化，具体情况取决于每个加工项目的产量配额使用液压夹具的主要优势是能节省夹紧和松卸工件时所花的大量的时间。有关统计资料表明液压夹紧相比机械夹紧节省90%95%的时间，缩小了生产循环周期，从而增加了产量也就意味着降低了成本。第2 章 工艺性分析2.1零件作用设计题目所给零件为轴承座，主要作用是安装轴承以支撑轴。图2-1轴承座零件图2.2零件工艺性分析轴承座共有4组主要加工表面。1、 以26孔为中心的加工表面。这组加工表面包括：26孔及倒角2、 以3mm孔为中心的加工表面。这组加工表面包括：3mm孔3、外端面。29第3章 工艺规程设计3.1零件材料零件材料为HT150，用于承受较大载荷的小截面调质件和应力较小的大型正火件，以及对心部要求不高的表面淬火件：曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油水中淬火。3.2工艺过程的组成为了便于工艺规程的编制、执行和生产组织管理，需要把工艺过程分为不同层次的单元。它们是工序、安装、工位和走刀。其中工序是工艺过程中的基本单元。零件的机械加工工艺过程有若干个工序组成。在一个工序中可能包含一个或几个安装，每一个安装可能包含一个或几个工位，每个工位可能包含一个或几个工步，每一个工步可能包含一个或几个走刀。工序 一个或一组工人，在一个工作点对同一个或同时对几个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。工位 为完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或机床的可动部分一起相对刀具或机床的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。工步 在加工表面（或装配时的连接面）和加工（或装配）工具都不变的情况下，所连续完成的那一部分工布。走刀 走刀也称为进给。在一个公步内，若被加工表面需切除的余量较大，可分几次切削，每次切削成为一次走刀。3.3 工艺规程的内容与作用机械加工工艺规程简称为工艺规程，是指导机械加工的主要文件。根据生产过称工艺性质的不同，有毛坯制造、零件机械加工、热处理、表面处理以及装配等不同的工艺规程。规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程；规定产品或部件的装配工艺过程和装配方法的工艺文件是机械装配工艺规程。它们是具体的生产条件下，确定最合理或较合理的制造过程、方法，并按规定的形式书写工艺文件，指导制造过程。工艺规程是制造过程的纪律文件。其中机械加工工艺规程包括工件加工工艺路线及所经过的车间和工段、各工序的内容及所采用的机床和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、工时定额及工人技术等级等内容。在生产中应严格的执行既定的工艺规程。但是工艺规程也不是固定不变的，工艺人员应不断总结工人的技术革新，及时吸取国内外先进的工艺技术，对现行工艺不断的予以改进和完善，以便更好的指导生产。在生产管理中，产品投产前原材料及毛坯的供应、通用工艺装备的准备、机械负荷的调整、专用工艺装备的设计和制造、作业计划的编排、劳动了的组织以及生产成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据。在新建或扩建工厂或车间时，只有依据规程和生产纲领才能正确的确定生产所需要的机床和其他设备的种类、规格和数量；确定车间的面积、机床的布置、生产工人的工种、等级及数量以及辅助部门的安排等。3.4 毛坯选择毛坯是零件生产过程的一部分。根据零件的技术要求、结构特点、材料和生产纲领等方面的情况，合理的确定毛坯的种类、毛坯的制造方法、毛坯的形状和尺寸等，不仅影响的毛皮的经济性，而且影响到机械加工的经济性。所以在确定毛坯到时候，既要考虑热加工方面的因素，也要兼顾冷加工方面的要求，以便从确定毛坯这一环节中，降低零件的制造成本。毛坯的确定包括确定毛坯的种类和制造方法两个方面。常用的毛皮种类有铸件、段件、型材和焊接件等。如铸铁材料毛坯均为铸件，钢材料毛坯一般为锻件或型材等。各种毛坯的制造方法很多。确定毛坯时主要考虑以下几方面因素。（1）零件的材料与力学性能。 大致确定毛坯种类。例如，铸铁零件用铸造毛坯； 形状简单的钢制零件，力学性能要求低，用棒料，力学性能要求高，用锻件；形状复杂，力学性能要求低，用铸钢件。 （2） 零件的结构形状与外形尺寸。 各种毛坯的制造方法都对零件的结构和形状有一定的适用性。例如，阶梯轴轴零件各直径差别不大时可用棒料，差别大时可用铸件；外形尺寸大的零件一般用自由铸件或砂型铸件，中小型零件可用模锻件或压力铸件，形状复杂的钢质零件不宜用自由锻件；一些形状特殊的小零件，由于机械加工困难，常采用压铸或精密铸造等方法，尽量减少切削加工。 （3） 生产纲领的大小。 生产纲领的大小在很大程度上决定了采用某种毛坯的经济。在大批量生产中，应采用精度和生产率都较高的先进的毛坯制造方法，如铸件应采用金属模机器造型，锻件应采用模锻；并应当充分考虑采用新工艺、新技术和新材料的可能性，如金铸、精锻、冷挤压、冷轧、粉末冶金和工程塑料等。单件小批生产则一般采用木模手工造型或自由锻等比较简单方便的毛坯制造方法。 （4） 工厂生产毛坯的实际条件。在选择毛坯时应考虑工厂生产毛坯的实际条件。 （5） 利用新工艺、新技术和新材料的可能性。例如，采用精密锻造、压铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等，可大大减少机械加工劳动量。3.4.1确定毛坯的类型及制造方法由于零件的材料为HT150，零件的形状规则，同时由于零件属于中批生产，零件的轮廓尺寸不大，为了便于生产故选用模铸毛坯。模铸加工工艺的几点优势：由于有模膛引导金属的流动，铸件的形状可以比较复杂；铸件内部的铸造流线比较完整，从而提高了零件的机械性能和使用寿命。铸件表面光洁，尺寸精度高，节约材料和切削加工工时；生产率较高；操作简单，易于实现机械化；生产批量越大成本越低。从零件材料及力学性能要求，零件的结构形状与大小，生产类型，现有生产条件，充分利用新工艺、新材料等多方面综合考虑选择模铸加工工艺中的锤上模铸。3.4.2毛坯加工余量、工序尺寸及公差的确定b)、根据工序尺寸和公差等级，查附表14平面加工方案得出粗铣、精铣底面的工序偏差，按入体原则标注，考虑到高度方向上以下底面为尺寸基准，因此以轴承孔外圆面为粗基准先加工下底面，以加工后的平面为后面加工的精基准。底面的加工余量及工序尺寸b)、根据工序尺寸和公差等级，查附表14平面加工方案得出粗铣、精铣两侧面的工序偏差。为后面加工做基准，且加工后面工序装夹方便。两侧b)、根据工序尺寸和公差等级，查附表14平面加工方案得出粗铣、精铣前后两端面的工序偏差。因前端面是宽度方向上的尺寸基准，并为加工孔26的一个精基准，因此在次道工序中以基准加工。3.5 设计基准设计基准是在零件设计图纸上用来确定其他点、线、面的位置的基准。它是标注设计尺寸的起点。工艺基准是在工艺过程（加工和装配过程）中所采用的基准。它包括以下4种类型。 A工序基准。工序基准是在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。所标注的倍加工面位置尺寸称为工序尺寸。 B 定位基准。 定位基准是在加工中用于工件定位的基准。 作为基准的点、线、面，有时在工件上并不一定实际存在（如孔和轴的轴心线，两平面之间的对称中心面等），在定位时通过有关具体表面体现的，这些表面称为定位基面。工件以回转表面（如孔、外圆）定位时，回转表面的轴心线是定位基准，而回转表面就是定位基面，工件以平面定位时，其定位基准与定位基面一致。 C 测量基准。测量基准是测量工件的形状、位置和尺寸误差时所采用的基准。D 装配基准。装配基准是在机器装配时，用来确定零件或部件在产品中的对位置所采用的基准。3.5.1粗基准的选择 工件加工的第一道工序所用基准是粗基准，粗基准选择得正确与否，不但与第一道工序有关，而其还将对该工件加工的全过程产生重大影响。选择粗基准，一般应遵循以下几项原则。1 保证零件加工表面相对不加工表面具有一定位置精度的原则。2 合理分配加工余量的原则3 便于装夹的原则。4 粗基准一般不得重复使用的原则。3.5.2精基准的选择选择精基准时应从整个工艺过程来考虑如何保证零件的尺寸精度和位置精度，并使装夹方便可靠。 1 基准重合原则。 应尽量选择加工表面的设计基准作为精基准。 2 基准统一原则。 当工件某一表面作基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早地将这个基准加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均匀以它为精度进行加工。 3 互为基准原则。 对某些位置精度要求高的表面，可以采用互为基准、反复加工的方法来保证其位置精度，这就是互为基准的原则。 4 自为基准的原则。 对一些精度要求很高的表面，在精度加工时，为了保证加工精度，要求加工余量小而其均匀，这时可以已经精加工过的表面自身作为定位基准，这就是自为基准的原则。 5 便于装夹原则。 所选择得精度，尤其是主要定位面，应有足够大的面积和精度，以保证定位基准、可靠。同时还应使夹紧机构简单、操作方便。根据零件图上标注的平行度，垂直度等位置要求，主要考虑互为基准和基准统一与基准重合原则，以粗加工后的底面（26孔外端面）为主要的定位精基准，即以轴承座的下底面为精基准。基准不重合时应该在下文专门进行尺寸换算，此处不再重复。3.6机械加工工艺过程方案和选择3.6.1工艺路线方案一1铸造毛坯铸造毛坯2时效时效处理3铣粗铣底面4铣精铣底面5钻钻2-3孔6钻钻4-5.5孔,4-9孔7车车前端面8车车26孔、22孔9车车28孔10钻钻4-M3螺纹底孔并进行攻丝11去毛刺去毛刺12检查检查3.6.2工艺路线方案二1铸造毛坯铸造毛坯2时效时效处理3铣粗铣底面4铣精铣底面5车车前端面6车车26孔、22孔7钻钻2-3孔8钻钻4-5.5孔,4-9孔9车车28孔10钻钻4-M3螺纹底孔并进行攻丝11去毛刺去毛刺12检查检查3.6.3两个个工艺方案的比较与分析以上方案大致看上去都是合理的，但仔细考虑零件的要求及可能采取的加工手段分析可知方案一:方案二相对来说，装夹次数少，可减少机床数量、操作人员数量和生产面积还可减少生产计划和生产组织工作并能生产率高。考虑工厂设备，能否借用工、夹、量具等具体条件，选择方案二。最后根据工序方案二制定出详细的工序划分如下所示： 1铸造毛坯铸造毛坯2时效时效处理3铣粗铣底面4铣精铣底面5钻钻2-3孔6钻钻4-5.5孔,4-9孔7车车前端面8车车26孔、22孔9车车28孔10钻钻4-M3螺纹底孔并进行攻丝11去毛刺去毛刺12检查检查3.5机械加工余量、工序尺寸及公差轴承座零件材料为HT150钢，硬度为HBS 230250，生产类型为中批生产。根据原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的工序尺寸、机械加工余量如下： 工序30 粗铣底面（A）确定切削用量a确定背吃刀量粗铣时，为提高铣削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量。一个工作行程完成，所以粗铣底面A的加工余量为2mm，选择背吃刀量。b确定进给量 根据机械制造技术基础毕业设计表5-72，选择每齿进给量为0.3mm/z. c选取切削速度 根据机械制造技术基础毕业设计表5-72，选择切削速度（2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2个工位）一个工位基本时间0.614min=37s其中切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；为工作台水平进给量。7.633mm其中d=60mm；=35，取=4mm=220.8mm/min工序4 精铣底面（A）确定切削用量a确定背吃刀量精铣时，背吃刀量一般为0.52mm，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=1.5mm。b确定进给量根据机械制造技术基础毕业设计表5-72，选择每齿进给量为0.2mm/z. c选取切削速度根据机械制造技术基础毕业设计表5-72，选择切削速度。（2）确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据机械加工工艺手册表9.4-6，取磨钝标准为0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）确定机床主轴转速n： （B）确定时间定额（2次走刀）一次走刀基本时间1.55min=93s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；为工作台水平进给量。7.633mm其中d=60mm；=35，取=4mm=84.88mm/min工步5：钻2-3孔；a. 确定背吃刀量 a=3mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础毕业设计表5-68，（HT250硬度为180HBS）选择进给量f为1.5mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础毕业设计表5-66,选择切削速度Vc=10m/min（2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础毕业设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=150min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2次走刀铰2个孔）一次走刀基本时间0.071min=4s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=2.2mm其中D=10.5mm；=13mm工序6 车前端面所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为3mm，可在一次走刀内完成，故.确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.211）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=1150。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.2112），故实际进给力为： =1150=1111.5 （3-2）由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.11，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当硬质合金刀加工硬度2002111的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.112，0.8，=1.0，=1.0（见表1.40），故： =63 （3-3） =120 （3-4）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （3-5）.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.11，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 （3-6）根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=3.75，=，=，=.倒角 为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同 换车刀手动进给。. 计算基本工时 （3-7）式中=+，=由切削用量简明使用手册表1.26，车削时的入切量及超切量+=，则=+= = （3-8）工序7 车26孔（A）确定切削用量a 确定背吃用量粗车时，为提高效率，一般选择车削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程车完b 确定进给量和切削速度（1）根据机械制造技术基础毕业设计表5-69，选择进给量为f=0.5mm/r 切削速度为0.5m/s.（2）确定车刀的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础毕业设计表3-7取粗车时单刃车刀刀具的耐用度T=50min。（3）确认机床主轴转速（B）确定时间定额基本时间0.39min=23.3s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。4.29mm其中1.5mm；=35，取=4mm工序10：钻4-M3mm底孔，然后攻丝M3孔机床：立式钻床Z525刀具：按照第三本文献查到表号中4.39可找出选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：进给量：从第三本文献查到表号中2.438可找出，取。切削速度：从第三本文献查到表号中表2.441，取。机床主轴转速：，从第三本文献查到表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 轴承座的机械加工工艺规程及夹具设计第4章 车26孔夹具设计4.1问题的提出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地切削加工、 热处理、装配等工艺过程中。机床夹具按在不同生产类型中的通用性，可以分为通用夹具. 专用夹具. 可调夹具. 组合夹具等。本课题设计的是轴承座加工中车轴承孔车26孔工序专用夹具角铁式车夹具设计。4.2夹具的设计4.2.1定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。方案一1面也就是整个轴承座的截面定位限制两个自由度。2面是轴承座的地面定位限制三个自由度3面是侧面定位限制一个自由度。方案二1面是轴承座的底面限制三个自由度。 2面是侧面限制一个自由度。 3面是轴承孔外端面定位限制两个自由度。方案比较：方案一：是按照基准统一及基准重合原则确定的，有利于夹具的设计制造，加紧力方向指向定位元件刚性较大的方向，定位相对简单。方案二：是是按照基准统一原则确定的，有利于夹具的设计制造，但不容易保证空的轴线与外圆对称面的重合，钻头进给的的轴向力完全由定位元件承受，很容易引起变形。本工序车25内圆面，加工的切削力主要是刀头进给时的轴向力和钻削扭矩，样工件轴向几乎没有切削力，所需要的加紧力不是很大。综合考虑两个方案的优缺点，及加工的具体情况，采用方案一。4.2.2定位元件的设计通过方案一来选择设计定位元件4.2.3切削力及夹紧力的计算刀具： 粗车切削力：查现代机床夹具设计P104表，得车削切削力计算公式： 圆周分力Fc = 902 Kp径向分力Fp = 2383Kp轴向分力Ff =3326Kp其中背吃刀量 2.3mm(30) 4mm(35)f每转进给量 0.16mm(30) 0.3mm (35)Vc切削速度m/min 60(30) 40(35)Kp修正系数1.08 1.63 0.70所以切削25时的各切削力Fc1= 566.8N Fp2=801.5N Ff3= 416.4N精车切削力：背吃刀量0.5mm(30) 0.7mm(35)f每转进给量 0.13mm(30) 0.2mm (35)Vc切削速度m/min 38(30) 20(35)Kp修正系数 1.08 1.63 0.70所以切削26时的各切削力Fc1= 105.45N Fp2= 57.23N Ff3= 97.96N 车削夹紧力：查机床夹具设计手册P70表3-6，查得工件以V形块和定位块定位时所需夹紧力计算公式： Wk = 式中Wk实际所需夹紧力K安全系数弹簧夹头的半锥角u2工件与夹具支承面的摩擦系数则所需夹紧力 Wk=399（N）根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。3、定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为V形块与定位块，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合B=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。Y=0.5d=0.50.12mm=0.06mm4.2.4加紧元件的设计加紧元件由一个V型块给轴承座顶端一个向下的力来使工件加紧，而后的螺杆是为了在装卸工件方便所做的设计4.2.5紧固元件的选择由于夹具零件都是固定在夹具体上面的，所以应该选择螺钉，由于夹具的设计尺寸面的宽度多为15或者20cm，尺寸较小，为了满足强度要求以及在这么小的空间装配拆装，故选择内六角圆柱头螺钉。4.2.6夹具操作说明先将定位元件及加紧元件固定在夹具体上面，然后只需拧松螺杆将V型块退回即可将元件按照定位基准放置好，最后拧紧螺杆将元件加紧。当加工完成之后拧松螺杆将元件取下，在放入下一个零件。4.3 专用夹具的主要类型（一）直线送进的专用夹具这类夹具安装在工作台上，加工中工作台是按直线进给方式运动的， 在洗削工序中，为了提高夹具的工作效率，对于这类夹具，可采用连动加紧机构和气动，和液压传动装置，也可采用多件多工位夹具使加工的机构时间和装卸工件时间重合等项措施。（二）圆周送进的专用夹具 圆周钻削法的送进运动时连续的，能在不停车的情况下装卸工件，因此是一种高效率的加工方法，适用于大批量生产。 设计圆周送进夹具时应注意使沿圆周排列的工件尽量紧凑，以减少钻刀的空程和夹具的尺寸和质量；手柄沿转台的四周分布以便于操作，尽可能采用气动液压等机械化夹紧方式以减轻工人劳动强度。（三）机械仿形送进的靠模夹具靠模夹具时用来加工各种直线曲面或空间曲面，靠模夹具的作用是使主送进运动和由靠模获得的辅助运动合成加工所需要的仿形运动。因此按照送进运动的方式，把用于加工直线曲面的仿形夹具分成直线送进和圆周送进的两种。采用靠模夹具可在一般万能上加工出所需要的成形面以代替价格昂贵的靠模加工，这对于中小厂来说，通过采用夹具来扩大机床工艺用途，以解决缺少特殊设备问题，具有较大的技术经济意义。4.4 专用夹具的设计要点（一）由于钻削过程不是连续切削，且加工余量较大，切削力较大而方向随时多可能在改变。所以夹具应具有足够的刚性和强度，夹具的重心应尽量低，夹具的高度于宽度之比应为1：1.25，并应有足够排屑空间。（二）夹紧装置要有足够的强度和刚度，保证必需的夹紧力，并有良好的自锁性能，一般在夹具上特别是粗钻，不宜采用偏心夹紧。（三）夹紧力应作用在工件刚度较大的部位上。工件与主要定位元件的定位表面接触刚度要大。当从侧面压紧工件时，压板在侧面的着力点应低于工件侧面支承点。（四）为了调整和确定夹具与钻刀的相对位置，应正确选用对刀装置，对到装置在使用塞尺方便和易于观察的位置，并应在钻刀开始切入工件的一端。（五）切削和切削液应能顺利地排除，必要时应开排屑孔。（六）为了调整和确定夹具与机床工作台轴线的相对位置，在夹具的外圆应具有两个定向建，定向健与工作台T形槽宜用单面贴合。当工作台T形槽表面平整时可采用圆柱销，精度高的或重型夹具宜采用夹具体上的找正基面。4.5 夹紧装置在机械加工中，加工件将受到切削力，离心力，惯性力等外力的作用。为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持有定位元件所确定的加工位置，而不致发生震动或位移，一般在夹具结构中都必须设置一定的夹紧装置，将工件可靠的夹紧。 1.夹紧装置的组成 典型的夹紧装置是由几部分组成 （1）力源装置。力源装置是产生夹紧作用力的装置。通常是指机动夹紧时所用的气动，液压，电动等动力装置。（2）中间递力机构，。中间递力机构是介于力源和夹紧作用力传递给夹紧元件，然后由夹紧元件，然后由夹紧元件最终完成对工件的夹紧。一般递力机构可以在传递加紧作用力过程中，改变夹紧作用力的方向和大小，并根据需要亦可具有一定的自锁性能。（3）夹紧元件与夹紧机构。夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件。通过它和工件受压面的直接接触而完成夹紧动作。以上就是夹紧装置的基本设计内
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