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轴承
加工
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规程
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设计
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轴承盖加工工艺规程及夹具设计,轴承,加工,工艺,规程,夹具,设计
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毕业设计报告 (论文 ) 报告 (论文 )题目： 轴承盖夹具设计 作者所在系部： 机械工程系 作者所在专业： 机械设计与制造 作者所在班级： 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 北华航天工业学院教务处制 摘 要 工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践性，要求学习 过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性， 本次毕业设计的课题是 轴承盖 加工工艺规程及夹具设计主要内容如下： 首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。 第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制订工艺路线，通常制订两种以上的工 艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。 最后，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀夹具。对于粗加工，还要校核机床功率。然后把设计的过程整理为图纸。 通过以上的概述，整个设计基本完成。 关键词： 机械；加工工艺；夹具设计 A is is on to in at it of is of a is as of it is of of to of of is it to to of of on in to of of be to as of of of a of of s. to of To of of of to to of in as of 目录 摘要 . 1 序言 . 2 1 轴承盖 零件的作用 . 3 件的作用 . 4 件的工艺分析 . 4 2 工艺规程设计 . 6 . 6 . 6 艺路线的制定 . 7 械加工余量及毛坯尺寸的确定 . 7 定切削用量及基本工时 . 8 3 夹具设计 . 21 夹具设计 . 21 . 21 件的定位要求 . 21 . 21 . 21 . 21 . 21 . 21 . 绘制夹具的装配草图和装配图 . 21 . 23 题的提出 . 21 定位基准的选择 . 21 切削力及夹紧力的计算 . 21 定位误差分析 . 21 定位元件的设计 . 21 夹具体槽形与对刀装置设计 . 21 夹紧元件的设计 . 21 具设计及操作的简要说明 . 21 设计体会 . 25 参 考 资 料 . 26 前 言 轴承盖 是 机器内 重要零件 , 此零件加工精度高低 , 直接影响机 器 的性能 , 且生产此产品的厂家大多是县级的专业中型企业 , 其资金受到一定的制约 , 因此对提高零件加工精度 , 工艺方案显得尤为重要。本文将对此零件的加工工艺进行讨论。 加 工 工艺规程及钻 夹具设计和铣两侧平面的 夹具设计 ，是根据机械制造工艺及专用夹具设计指导上的设计过程和步骤编写的，本 设计 的主要内 容包括： 零件的分析，工艺规程设计，夹具设计，设计体会，参考资料等。编写本 设计 时，力求符合设计要求，详细说明了 轴承盖 的 加工工艺规程 ，以及每个参数的具体计算。如：零件的分析，工艺路线的制定，切削用量及基本工时的计算 以及专用夹具的设计 。 一 零件的分析 (一 ) 轴承盖 ，主要用作 机器 的部件，它的内部设有润滑油孔，在 轴承盖 与机体结合面处的 46孔的，用以 联接 ，可起到 定位 作用，结构简单，并能有效地防止漏油现象发生。 (二 ) 从图可知 , 其结构不 是太复杂。主要加工内容是 平面 、内孔和安装用的螺栓、螺钉孔。精度最高的是 120 内孔 , 其粗糙度为 其它加工部位精度都 要的设计基准是 26 内孔轴线的端面 D, 孔本身有圆度和对设计基准的同轴度、垂直度要求 位置度公差要求 , 其公差值为 要求不是很高。总体来说 , 该零件的加工难度不是很大 , 关键是如何保证同轴度、垂直度和位置度公差要求。 二 (一 )根据零件的工作情况，零件的材料为 于零件为 盘类零件 ， 主要起到支 承与密封作用 、冲击载荷等，所以毛坯形式采用 铸件，其晶粒细小，较均匀、致密，可以保证零件的工作可靠 。 (二 )粗基准的选择。由于该零件为普通的 盘套 类零件，故选 内孔 为粗基准。 精基准的选择，选 外圆与端面 作为精基准。 (三 )制定工艺路线的出发点，应使零件的几何形状精度、 尺寸精度、位置精度等技术要求得到保证。 在生产纲领成批生产的条件下， 可以考虑采用通用机床和专用夹具尽量使工序集中而提高生产率，除此还应考虑，经济效果使成本最低。 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术 要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： （ 1）工序分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 （ 2）工序集中原则 工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用 机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 一般情况下， 中批 生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的机床和工夹具组织流水线生产。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 打及 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 工序的集中与分散 制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 （ 1） 工序集中的特点 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 （ 2） 工序分散的特点 工序 内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。 一般情况下，单件 中批 生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。 加工阶段的划分 零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是 将个表面的粗、精加工分开进行。为此，一般将整个工艺过程分为几个加工阶段，这就是在安排加工顺序时应遵循的工艺过程划分原则。按加工性质哈作用的不同，工艺过程可划分为以下几个阶段： （ 1） 粗加工阶段 主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产效率的问题。 （ 2）半精加工阶段 作用是为零件主要表面的精加工做好准备（达到一定的精度和表面粗糙度，保证一定的加工余量），并完成一些次要表面的加工（如钻孔、攻丝、铣键槽等），一般在热处理前进行。 （ 3） 精加工阶段 对于零件上精度和表面粗糙度要 求高的表面，好要安排精加工阶段。目的主要是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度。 （ 4）光整加工阶段 此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。 但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序 的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小 孔 之类的粗加工。 通过以上分析， 设计两套加工艺方案 工艺路线 1 工序号 工序名称 工序内容 1 铸造 下料 2 热处理 铸造 3 涂漆 热处理 (去除铸造应力 ) 4 铣 钻 4 26 5 镗 钻孔 孔 6 钻 镗 120 孔 7 钻 铣两侧平面 8 钻 铣结合平面 9 钳工 钳工 10 检验 检验 11 入库 入库 工艺路线 2 工序号 工序名称 工序内容 1 铸造 下料 2 热处理 铸造 3 涂漆 热处理 (去除铸造应力 ) 4 铣 铣两侧平面 5 铣 铣结合平面 6 铣 铣孔端平面 7 镗 粗镗 120孔 8 钻 钻 4 26 9 钻 钻孔 孔 10 镗 精镗 120孔 11 钳工 钳工 12 检验 检验 13 入库 入库 工艺路线的比较与分析： 第二条工艺路线不同于第一条是将工序钻孔与工序铣平面工序对调， 钻孔工序放到后面。加工端面各螺纹孔 钻 4 26，在底平面及其它端面铣加工后再进行加工， 其它的先后顺 序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。 采用互为基准的原则，先加工平面，然后以平面为精基准再加工平面上的各孔，这样便保证了，平面的平行度要求同时为加平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选 第一条工艺路线 ， 加工不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先加各平面，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔便能保证各 孔的形位公差要求 从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。 (四 )序尺寸及毛坯尺寸的确定 该零件的材料为 度为 生产类型为中批生产， 根据上述原始资料及加工工艺，用查表法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。 毛坯的结构工艺要求 （ 1）轴承 盖 为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求： 、铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。 、铸造圆角要适当，不得有尖角。 、铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。 毛坯形状、尺寸确定的要求 （ 2）设计毛坯形状、尺寸还应考虑到： 、各加工面的几何形状应尽量简单。 、工艺基准以设计基准相一致。 、便于装夹、加工和检查。 、结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。 在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定 一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，据此绘出毛坯图。 . （ 五 ） 1. 铣两侧平面 （ 1） 工作材料： 工要求： 铣两侧平面 机床： 刀具：刀片材料 刀杆尺寸 16 2590 , 10 , 。 12 , s 0 , （ 2） 端面， 切削深度：加工总余量 余量 1边余量 1次走刀， 1给量：根据表 6选 f r。 按机床说明书选 f=r 表 26 计算切削速度 根据表 11，铣刀耐 t 60（ 1 中 42， m v 中 21 21 21 11）， 21 b 21 v=（ 242/ s 确定机床主轴转速： 1000v/ 1000 107) s（ 290r/ 按 床说明书（表 26），与 269r/近的机床转速为 305r/选 305r/以实际切削速度 V /1000 305 107 000 s） 切削工时工艺手册表 7 T 左 L l2/n f 式中 L 107/2 4， 0 T 左 +0/305 T 右 L l2/n f， 式中 L 107 13， 4， 0 T 右 13+4+0/305 侧 平 面： 切削深度： 加工总余量 1边余量 1 次走刀， 轴转速和进给量： 为了提高生产率，在不影响加工质量的情况下，取与 铣 端面时的主轴转速和进给量。即 n 305r/f r。所以实际切削速度 : V 000 39 305/1000 s） 切削工时工艺手册表 7 T L l2/n f，式中 L 39/2 4， 0 T 4 0/305 T 42+4+0/610 工序 ： 铣结合平面 ，其切削用量计算如下 ： （ 1）粗 铣 结合平面 时的切削用量 背吃刀量 每齿进给量5表 齿进给量z，取每齿进给量z。 确定刀具寿命 刀具为 D=100z=4的不重磨硬质合金刀片套式面铣刀，查阅文献6表 刀寿命为 180 选择切削速度6表 6m/n=275r/32mm/修正系数以修正以后的切削速度和每分钟进给量为： 8 6 1 . 1 3 9 7 . 1 8 / m i nc c vv v k m ， 4 3 2 1 . 4 5 1 9 5 / m i nf f fv v k m m 。 则转速 1000 9 7 . 1 8 1 0 0 0 3 0 9 / m i 1 4 1 0 0 。 参阅文献 6表 床的技术参数，取 n=300r/90mm/实际的切削速度和进给量为： 3 . 1 4 1 0 3 0 0 9 4 . 2 / m i 0 0 1 0 0 0 ， 190 0 . 1 6 / 0 . 6 4 /3 0 0 4fz vf m m z m m 。 校验机床功率 查阅文献 4表 45z 和90mm/刀耗用的功率约为 1以 床的功率是足够的。 （ 2）半精铣 结合 面时的切削用量 背吃刀量 每齿进给量5表 3.5，r，即z 每齿进给量 z。 确定刀具寿命 查阅文献 5表 刀寿命为 180 选择切削速度 每分钟进给量5表 110m/n=352r/94mm/修正系数 以修正以后的切削速度和每分钟进给量为： 1 1 0 1 . 1 3 1 2 4 . 3 / m i nc c vv v k m ， 3 9 4 1 . 4 5 1 7 7 . 3 / m i nf f fv v k m m 。 则转速 1000 1 2 4 . 3 1 0 0 0 3 9 6 / m i 1 4 1 0 0 。 参阅文献 3表 n=375r/90mm/实际的切削速度和进给量为： 3 . 1 4 1 0 0 3 7 5 1 1 7 . 8 / m i 0 0 1 0 0 0 ， 190 0 . 1 3 / 0 . 5 2 /3 7 5 4fz vf m m z m m 。 （ 3）精铣 结合 面 时的切削用量 背吃刀量 选择切削速度5表 24m/n=395r/16mm/修正系数以修正以后的切削速度和每 分钟进给量为： 1 2 4 1 . 1 3 1 4 0 / m i nc c vv v k m ， 3 1 6 1 . 4 5 1 4 3 / m i nf f fv v k m m 。 则转速 1000 1 4 0 1 0 0 0 4 4 5 / m i 1 4 1 0 0 。 参阅文献 6表 床的技术参数，取 n=475r/50mm/实际的切削速度和进给量为： 3 . 1 4 1 0 0 4 7 5 1 4 9 / m i 0 0 1 0 0 0 ， 150 0 . 0 8 / 0 . 3 2 /4 7 5 4fz vf m m z m m 。 用同样的方法可以计算出铣削 其它面时的切削用量 镗 120 孔时的切削用量计算 镗孔的横向进给量是一致的。下面以工序 镗 孔 120例计算 孔镗削时的切削速度和镗杆的转速。 （ 1）粗镗 孔时的切削用量计算 背吃刀量 边余量）。 横向进给量4表 镗时进给量r,取.8 mm/r。 确定刀具寿命 查阅文献 4表 刀寿命为 60 选择切削速度 查阅文献 4表 158， =m= . 8 5 0 . 9 0 . 7 6 5v s v g vk k k ，则切削速度 0 . 2 0 . 1 5 0 . 41 5 8 0 . 7 6 5 5 5 . 8 / m i 1 . 5 0 . 8k mT a f ， 转速 1000 5 5 . 8 1 0 0 0 2 8 6 . 6 / m i 1 4 1 2 0 。 参考文献 6表 6 床 的技术参数，取 n=280r/实际切削速度为： 3 . 1 4 1 2 0 2 8 0 5 4 . 5 / m i 0 0 1 0 0 0 （ 2）半精镗 120孔 时的切削用量计算 背吃刀量 边余量）。 横向进给量5表 半精 镗时进给量r,取.4 mm/r。 确定刀具寿命 查阅文献 5表 刀寿命为 60 选择切削速度5表 89.8，m= . 8 5 0 . 9 0 . 7 6 5v s v g vk k k ，则切削速度 0 . 2 0 . 1 5 0 . 21 8 9 . 8 0 . 7 6 5 7 8 / m i 1 0 . 4k mT a f ， 转速 1000 7 8 1 0 0 0 4 0 0 . 6 / m i 1 4 1 2 0 。 参考文献 6表 6 床 的技术参数，取 n=400r/实际切削速度为： 3 . 1 4 6 2 4 0 0 7 7 . 8 / m i 0 0 1 0 0 0 （ 3）精镗 120背吃刀量 边余量）。 横向进给量 查阅文献 5表 镗时进给量 r,取 mm/r。 确定刀具寿命 查阅文献 5表 刀寿命为 60 选择切削速度 查阅文献 5表 158， =m= . 8 5 0 . 9 0 . 7 6 5v s v g vk k k ，则切削速度 0 . 2 0 . 1 5 0 . 41 5 8 0 . 7 6 5 9 0 / m i 0 . 3 5 0 . 4k mT a f ， 考文献 6表 6 床的技术参数，取 n=450r/实际切削速 度 1000 9 0 1 0 0 0 4 6 2 . 3 / m i 1 4 1 2 0 工序 ： 钻 46 切削用量。 （ 1）钻孔至 26 钻孔： 26工件材料为 用 具选择：选择高速钢麻花钻， d = 26头采用标准刃 按加工要求决定进给量：查参考文献 6表 3-5 f=mm/r。选择 f=r。 决定钻头磨钝标准及耐用度 由查参考文献 6表 3用度 T=3600s。 决定切削速度 由查参考文献 6表 3s。切削速度的修正系数为： v =s=n=010001000 =s=参考文献 6表 n=354r/ 3 . 1 4 2 6 3 5 4 3 3 . 3 / m i 0 0 1 0 0 0 钻 钻 28孔，攻螺纹 用机床： 床 钻 28 底孔： 选用 28 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 工艺表 16 查得 0 /f m m r机1 6 / m i （切削表 1000 1 0 0 0 1 6 2 8 6 0 0 ( / m i n )28 查查按机床选取 5 4 5 / m 2 8 5 4 5 1 4 5 5 ( / m i n )1 0 0 0 1 0 0 0c 机机基本工时：12 1 0 3 3 0 . 1 0 ( m i n )5 4 5 0 . 2 8l l lt 机 机攻螺纹 选择 速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p，即 1 /f m m r 7 . 5 / m i 1000 1 0 0 0 7 . 5 2 9 8 ( / m i n )30 查 按机床选取 2 7 2 / m 6 . 8 / m i 基本工时：12 1 0 3 3 0 . 0 5 ( m i n )2 7 2 1 . 2 5l l lt 机 三 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。在加工 轴承盖 零件时，需要设计专用夹具。 经过与指导老师协商，决定设计钻 钻 夹具设计 孔夹具与铣 两侧平面夹具 设计 在机床夹具设计时要求工件的定位 精度应满足加工要求，工件 夹 紧牢固可靠操作安全方便，成本低。所以在机床夹具设计时应注意以下问题。 一 定位精度： 工件在夹具中的定位精度主要与定位基准是否与工序基准重合。定位基准的形式和精度，定位原件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基准与定位元件的配合状况等因素有关。在采取提高定为基准的措施时要注意夹具制造的可靠性，在总的定位精度满足加工的条件下不要过高的提高工件在夹具中的定位精度。 二 夹 紧方式： 选择加紧方式时加紧力应通过或靠紧主要支撑点，加紧力应靠紧切削部分， 夹 紧力应垂直主要定为基准，为避免破坏工 件原有的定位状态。加紧力必须可靠，但不可过大，以免工具与夹具产生过大变形。 三 结构设计： 夹具机构既要可靠，又要和生产纲领相适应，这样才嫩符合多、快、好、省的原则。在大批量生产中，既要解决工件的质量问题，又要解决工件的产量问题，因此，在设计夹具时应采用高效，省力的夹具结构。 一确定夹具的结构方案 在广泛收集和研究有关资料的基础上，着手拟定夹具的结构方案，主要包括：（ 1）根据工艺的定位原理，确定工件的定位方式，选择定位元件。 （ 2）确定工件的夹紧方案和设计夹紧机构。 （ 3）确 定夹具的其它组成部分，如分度装置、对刀块或引导元件、微调机构等。（ 4）协调各元件、装置的布局，确定夹具体的总体结构和尺寸。 在确定方案的过程中，会有各种方案供选择，但应从保证精度和降低成本的角度出发，选择一个与生产纲领相适应的最佳方案。 二 . 确保工件的加工质量 保证工件加工质量是夹具的基本要求，也是对夹具设计的首要要求，为此，必须正确地设计与选择定位方法、定位件及加紧装置。必要时进行分析计算。也要注意夹具中其它影响加工质量的因素。 三 . 要有良好的结构工艺性 设计方案其结构尽量简单，并容易制造、装配、维 修。 四 . 操作方便，使用安全 五 . 便于排除 切屑 以上基本要求，保证加工质量是最重要的，在此前提下考虑其它影响因素。 零件的定位要求 本夹具的设计为钻床夹具，是用于 纹底 孔的加工。本夹具采用完全定位的方式，可以满足 孔的加工要求。 定位元件的选择 本夹具中选用 二 种定位元件： 支撑 、 定位 芯轴 。 定位芯轴 ：是以平面作为定位基准，限制工件三个自由度。零件的设计基准是以 侧 平面与 中 孔定位。 定位 芯轴 限制 五 个自由度。 支撑 ：限制 工件的一个自由度。 导向元件的设计 该 夹具是 加工 孔的钻床夹具。所以导向元件为钻套，选用 可 换钻套。钻摸板设计为 钻摸板与 夹具体 连接采用 固定 连接。 加紧装置的设计 加紧装置的形式有多种多样，本钻床夹具中采用 螺旋压 紧机构 ，采用螺栓压紧工件 。 夹具设计计算 1切削力计算 F= =419 6 150/190） 217N 正系数 :（ 90） f：每转进给量 d：钻头直径 2 切削 扭矩 T=（各参数含义同上） T=62（ 150/190） 150/190） . 确定加紧力就是要确定加紧力的大小、方向和作用点三个要素。在确定加紧力的三要素时，要分析工件的结构特点，加工要求， 切削力及其它外力的作用下工件的情况。并且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。 1） 夹 紧力的计算 螺母 加紧的加紧力计算公式为： F=QL/u(R+L)+e(中 F 螺母 加紧时的加紧力。 Q 作用于手柄上的力。 L 力臂长。 L=75 R 螺母 半径。 R=20 u 摩擦因数。 r 转轴半径。 r =5 经计算： F=QL/u(R+L)+e(900N 2）加紧力方向确定 加紧力的方向应朝向主要定位基准面和工件刚性较好的方向。通过对工件的分析，该零件的主要基面是 端
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