发动机减振皮带轮的加工工艺及夹具设计毕业设计.docx

Southwest university of science and technology本科毕业设计（论文）发动机减振皮带轮的加工工艺及夹具设计学院名称制造科学与工程学院专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名尹 维 霖学号20106641指导教师尹显明 教授二一五年六月I西南科技大学本科生毕业论文发动机减振皮带轮的加工工艺及夹具设计摘要：发动机减振皮带轮是带传动机构中重要的零件之一。与传统汽车乘用车发动机减振皮带轮相比较,轻型柴油乘用车发动机减振皮带轮既可满足于家用轿车发动机,又适用于大型客车,大型货车,农用车上的发动机,具有可回收循环利用、重量轻、增强发动机的动力、降低油耗等优点1。对此皮带轮采用机械加工的方法，从而达到直接改变零件的尺寸、形状与表面质量的目的，使其成为零件的加工过程称为机械加工工艺流程。夹具是机械加工过程中用来固定被加工对象，使其占有正确的位置，用以接受加工或检测的装置。关键词：减振； 皮带轮； 加工工艺； 夹具II西南科技大学本科生毕业论文The machining process and fixture design of the engine damping belt wheelAbstract: The engine vibration reduction belt pulley is one of the important parts in the drive mechanism. Compared with the traditional passenger cars engine vibration pulleys, light diesel passenger cars pulley can meet in the family cars, but also for large passenger cars, large trucks, agricultural vehicle engine. It has many advantages, such as recycling, lighting weight, enhanced engine power and reduce fuel consumption, etc.In this regard, the pulley uses mechanical method, so as to achieve the purpose of directly changing the parts of the size, shape and surface quality, it is called machining process to make it part of the process.In machining process, Jig is used to hold the work object, so that it occupies the correct position for receiving the processing or detection means.Keywords: vibration reduction; belt wheel; machining process; fixtureIV西南科技大学本科生毕业论文目 录前言1第1章 绪论21.1 零件的图样及介绍21.2 基本概念21.2.1 工艺21.2.2 机械加工工艺规程21.2.3 夹具设计概述3第2章 工艺规程设计52.1 图样研究与毛坯设计52.1.1 图样研究52.1.2 零件的主要技术要求52.1.3 毛坯设计62.2 外协加工82.2.1 工作内容82.2.2 半成品尺寸的确定82.3 定位基准的选择92.3.1 基准的介绍92.3.2 定位基准的确定102.4 加工路线112.4.1 外圆表面的加工路线112.4.2 内圆表面的加工路线112.4.3 平面的加工路线122.5 工艺过程制定122.5.1 工艺路线方案122.5.2 工艺卡片的填写16第3章 工序设计173.1 工序简图的绘制173.2 加工余量，工序尺寸及公差的确定173.3 切削用量183.3.1 切削三要素183.3.2 外圈切削用量193.3.3 轮毂切削用量213.3.4 组件切削用量233.4 机械加工工序卡片的填写28第4章 专用夹具设计294.1 所需设计的夹具294.2 机床夹具的分类294.3 机床夹具的组成304.4 夹具的设计304.4.1 夹具总体方案设计304.4.2 确定工件的夹紧方案314.4.3 夹具元件的确定314.4.4 夹具元件尺寸的确定314.5 夹具总装图设计324.6 定位误差分析计算324.7 夹具的使用和维护334.7.1 夹具的使用334.7.2 夹具的维护33结束语34致谢35参考文献36附录37西南科技大学本科生毕业论文前 言发动机减振皮带轮是现代发动机的重要功能部件之一。其生产批量大，精度要求较高。以它为对象，设计其加工工艺和工装夹具，可以使机械制造专业的学生在这段时间内将自己过去所学的知识得以系统的梳理和总结，增强其动手能力；将理论应用于实践，使自己在技术、学习新知识、适应新环境等各个方面得到锻炼。通过对减振皮带轮加工工艺的了解，使机械专业学生熟悉机械加工工艺、工装夹具、刀具、量具、数控加工等方面的知识，积累一定的经验，初步具备机械工程师应有的能力。以此作为毕业设计，可以将学生所学到的知识得以加深和巩固，并培养其学会全面综合地应用所学到的知识，去分析与解决机械制造中遇到的问题。同时树立正确的设计思想，且明白合理的设计应该是遵循技术的先进性与经济的合理性，并且在生产实际中的可行性，从而达到培养学生的目的。1第1章 绪 论1.1 零件的图样及介绍图1-1 发动机减振皮带轮三维图样皮带轮是回转类零件，用于和别的零件进行装配。其主要用于远距离传送动力的场合。此皮带轮是由轮毂、带有三角沟槽的外圈以及两者之间用于连接的弹性橡胶环所构成（如图1-2所示），轮毂、外圈和弹性橡胶环一起构成了一个具有两自由度的强迫扭转振动系统。所以，弹性橡胶环和外圈构成的扭振减振器，可以通过它降低皮带轮在运转过程中的谐振振幅，减缓其变速时产生的冲击，从而达到减振的目的2。图1-2 发动机减振皮带轮组成示意图1.2 基本概念1.2.1 工艺所谓工艺，指的就是制作产品的方法、技巧和程序。采用机械加工的方法，直接改变工件的尺寸、形状、各表面间相互位置以及表面质量，使其成为合格零件的加工过程，被称为机械加工工艺过程。机械加工工艺过程是具有一定顺序排列的若干道工艺组成的，每一道工序又可细分为安装、工步、工位及走刀等。1.2.2 机械加工工艺规程所谓的机械加工工艺规程，是指将制定好的零（部）件的机械加工工艺过程按一定的格式（通常为表格或图表）和要求描述出来，作为指令性技术文件，用以指导生产加工，简称为工艺规程。将机械加工工艺规程填写成表格（卡片）的形式，这些卡片的形式包括以下几种：（1）械加工工艺过程卡片：主要为零件的加工提供必要的信息，可以粗步了解加工工艺。例如生产流程、机床、夹具、量具、刀具和辅具、工时定额等信息，简称为工艺卡。（2）机械加工工序卡片：就是为零件的加工提供最为完整而详细的工艺信息，主要用于指导成批生产，简称为工序卡。（3）机械加工工艺综合卡片：就是将工艺卡与工序卡结合在一起，保留了工艺卡中工序号、工序内容、设备、刀具、量具等信息，并且加入了工序卡中的工序简图。其主要用于成批生产的零件试制过程的生产加工指导，简称综合卡。（4）机械加工检验工序卡片：对具有较高加工要求或者结构比较复杂的零件进行加工，就需要在工艺规程中安排必要的检验工序，也就需要填写机械加工检验工序卡片进行检验指导。（5）机械加工机床调整卡片：对一些调整比较复杂的机床，要求填写其机械加工机床调整卡片，用于指导机床的调整。1.2.3 夹具设计概述机床夹具（简称夹具）是机械零件加工过程中最常使用的工艺装备之一，它的主要作用是实现对被加工工件的定位与夹紧。通过定位，保证各被加工工件在装夹中占有同一确定的加工位置，从而使工件加工过程得以顺利进行。在编制零件加工工艺过程中，每一道工序的一个重要内容就是确定工件定位方案的。因此，工艺人员的一项日常工作就是设计专用夹具。专用夹具的设计一般包括：调研分析；确定夹具设计方案；方案审核；绘制夹具元件零件图；绘制夹具装配图。专用夹具设计的基本要求：（1）保证被加工零件的精度。采用正确的定位与夹紧方案，选择合适的定位、夹紧元件，确定合理的尺寸与形位公差，是保证被加工零件加工精度的重要保证。（2）提高劳动生产率。通过合理的夹具结构设计，可以简化其操作流程，从而有效地减少加工用时，提高零件生产效率。（3）具有良好的使用性能。简单的结构设计、合理的结构工艺性，使加工、装配、检验、维修和使用更加简便、安全、可靠。（4）经济性。在其满足零件加工要求的条件下，夹具结构越简单、元件的标准化程度越高，可以有效的减少制造的成本与周期，就可以争取到更好的经济性3。第2章 工艺规程设计2.1 图样研究与毛坯设计2.1.1 图样研究图2-1 减振皮带轮零件图如图2-1所示为减振皮带轮的零件图。从该零件图样可以判断出图示为典型的回转类零件，用于和别的零件进行装配，主要用于远距离传送动力的场合。同时，此零件为三部分组成：轮毂、带有三角沟槽的外圈以及两者之间用于连接的弹性橡胶环所构成。因此，其主要的要素应该包括轮毂外圆、外圈内圆、三个侧面、一个中心孔与四个螺纹孔、皮带槽、42外圆、信号盘齿形。另外，还有其他的辅助要素：轮毂两侧的槽、中心孔键槽、减轻孔及各处倒角、标记。2.1.2 零件的主要技术要求1、工艺分析依设计题目知：年生产量Q=8000件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%。则零件的实际生产量（2-1）取备品率3%和废品率0.5%，代入公式（2-1）得由文献3，14表2-6可知，减振皮带轮属轻型零件；由表1-4可知，该零件的生产类型为大批生产。该零件属于回转类零件，加工比较复杂，尺寸精度要求比较高。零件的主要技术要求分析如下：（1）42的外圆和28的中心孔及某些端面，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和零件运行时的稳定性。（2）在28的中心孔插键槽有一定的对称度要求。（3）轮毂与外圈组合加工后进行动平衡，不平衡力矩10gcm，钻削减轻孔时，孔径10mm，深度4mm，孔径15mm。（4）件1、件2用橡胶硫化结合，金属结合面应进行喷砂处理，结合力不低于394N/cm2。（5）在205时，轮毂与外圈抗静扭力不小于300Nm。（6）组件扭转自振频率为60060HZ。2、主要加工表面与技术要求表2-1 铸造件主要表面及技术要求加工表面上偏差/mm下偏差/mm公差/mm精度等级表面粗糙度/m行位误差/mm 150mm外圆+0.05-0.050.1IT1212.5同轴度0.05 145mm外圆0-0.20.2IT116.3同轴度0.03 42mm外圆0-0.0390.039IT60.4同轴度0.03 116mm外圆0-0.140.14IT1212.5同轴度0.08 119.2mm外圆0-0.140.14IT1212.5同轴度0.08 轮毂两端面+0.1-0.10.2IT71.6平行度0.1 29mm孔+0.028+0.0070.035IT71.6 46mm外圆-0.025-0.0640.039IT116.3平行度0.01垂直度0.03同轴度0.08 凹齿对称度0.05 57mm两端面0-0.10.1IT71.6垂直度0.03 四槽两侧-1圆跳动0.05 四槽两侧-2圆跳动0.3 螺纹孔4-M8-6HIT116.3位置度0.22.1.3 毛坯设计1、毛坯的制造形式毛坯的制造形式可分为六类，每一类又有若干种不同的制造方法。这六类制造形式为铸件、锻件、冲压件、型材、焊接件以及其他，毛坯种类选择的主要依据就是以下几种因素。（1）设计图样规定的材料及其机械性能；（2）零件的结构形式和外形尺寸；（3）零件制造的经济性；（4）生产纲领；（5）现有的毛坯制造水平3。所以，该零件的的毛坯是选择模型铸件。制造精度（IT）为13级以下；加工余量大；原材料为铸铁；工件尺寸为各种尺寸；工件形状比较复杂；机械性能差；适用生产类型大批小件。2、毛坯形状的确定（1）毛坯形状与成品形状应力求接近，以减少机械加工量；（2）根据机械加工工艺水平，其水平较低，所以，铸件的最小壁厚为3mm；（3）铸件的拔模斜度为5；（4）铸件圆角半径为2mm；（5）铸件浇铸位置为底面，外圈毛坯分型面为上端面，轮毂毛坯分型面为中部。3、毛坯尺寸的确定根据已知条件，铸铁件的机械加工余量共分为九个等级（5-13级）。每个等级按零件图基本尺寸的大小，又可将其分成10个尺寸组。毛坯总余量的确定，首先应根据所选毛坯的铸造方法，确定铸件的机械加工余量等级，然后就可以很方便地决定铸件毛坯的机械加工总余量，从而得出毛坯的尺寸。（1）外圈毛坯尺寸的确定图2-2 外圈零件毛坯尺寸确定（2）轮毂毛坯尺寸的确定图2-3 轮毂零件毛坯尺寸确定4、毛坯铸件的技术要求（1）铸件的表面不得有裂纹、疏松、气孔、夹渣等缺陷；（2）铸件作退火、时效处理；（3）各倾斜面均与竖直方向成5夹角。2.2 外协加工2.2.1 工作内容由于该加工零件的复杂性，加工工序较多。所以，所需要的加工机床与加工人员就较多。同时由于工作环境的限制，独立完成该零件的制造任务具有一定的困难，达到相同的质量要求所需要的费用也就更高。为了确保任务的按时完成，也为控制工作成本，充分利用社会存量资源，毛坯的初次加工就可以让其他加工单位代为加工，从而可以有效的减少加工人员数以及加工设备的使用率，进而达到减少生产成本的目的，这就是外协加工。2.2.2 半成品尺寸的确定根据已知条件，毛坯的初次加工，除去铸件的最小铸造斜度（5），毛坯的加工余量为3mm，从而可以确定半成品的尺寸。1、半成品外圈尺寸图2-4 半成品外圈零件图2、半成品轮毂尺寸图2-5 半成品轮毂零件图2.3 定位基准的选择在零件图上或者实际零件上，用来确定点、线、面的位置时所依据的那些点、线、面被称为基准。2.3.1 基准的介绍定位基准的选择正确与否，关系到工艺路线与夹具结构设计合理性，且将影响到工件的加工质量、生产率与加工成本等，因此定位基准的选择是制定工艺规程的重要内容之一。定位基准又可以分成初定位基准，精定位基准以及辅助定位基准，也可简称为粗基准、精基准以及辅助基准。选择定位基准主要是为了保证零件加工表面之间的相互位置精度，和加工表面与未加工表面之间的相互位置精度，因此选择定位基准时应从有相互位置精度要求的表面间去找。其选择原则有如下几点：1、精基准的选择精基准选择时，应主要考虑加工的精度。工件的装夹也要求方便、准确、可靠。因此，应遵循以下几个原则：（1）基准重合的原则；（2）基准不变的原；（3）互为基准，反复加工的原；（4）自为基准的原则；（5）工作装夹应稳定可靠、夹具结构应简单。2、粗基准的选择在零件加工过程的第1道工序中，定位的粗基准必须选择毛坯表面。选择粗基准时应从以下几个方面考虑：（1）粗基准应选择加工余量小而均匀的重要表面，以保证表面具有足够而均匀的加工余量。（2）某些表面不需要加工，粗基准则应该选择与加工表面有相互位置精度要求的表面。（3）选择为粗基准的表面应比较平整、光滑和具有足够大面积，不允许有浇、冒口的残迹和飞边，以确保安全、可靠、误差小。（4）粗基准在同一定位方向上只允许在零件加工工序中使用一次，不允许重复使用。因为粗基准的精度和粗糙度都很差，如果重复使用，则不能保证工件相对刀具的位置在重复使用粗基准的工序中都一致，因而影响加工精度3。2.3.2 定位基准的确定1、半成品外圈加工的定位基准（1）加工外圈的端面、外圆及倒角时，118孔的内圆面为粗基准。（2）加工118孔的内圆面时，外圆的外圆面为精基准。2、半成品轮毂加工的定位基准（1）加工孔内表面与尺寸较小方向时，1200.2外圆的外圆面为粗基准。（2）加工尺寸较大方向时，外圆的外圆面为精基准。3、组件加工的定位基准（1）镗孔孔时，外圆的外圆面为精基准。（2）倒角孔时，外圆的外圆面为精基准。（3）其他加工表面加工时，孔的内圆面为精基准。2.4 加工路线零件表面的加工方式，取决于具体的加工表面技术要求。这些技术要求包括加工过程中因为基准的不重合而提高对某些表面的加工要求。由于其作为精基准而可能提出更高的要求。根据各被加工表面的技术要求，首先应选择能保证该要求的最终加工方法，然后确定前续的加工方法。该零件的加工工艺路线可以由图2-6、2-7、2-8查到。2.4.1 外圆表面的加工路线图2-6 外圆表面的加工工艺路线2.4.2 内圆表面的加工路线图2-7 内圆表面的加工工艺路线2.4.3 平面的加工路线图2-8 平面的加工工艺路线2.5 工艺过程制定图2-9 零件加工工艺简图2.5.1 工艺路线方案根据零件的几何形状、位置精度以及尺寸精度等技术要求，还有加工方法所能够达到的经济精度，在生产纲领已经确定的情况下,选择采用卧式车床、立式铣床、冲床、外圆磨床、卧式镗床及专用夹具进行零件的加工,并可能的集中工序来提高零件的生产率。最后我们选择零件加工方法及工艺路线的方案如下：1、外圈加工图2-10 外圈三维图形工序0 外协：将毛坯加工成半成品，然后检验工序2 检验工：按要求检查毛坯工序5 车工：粗车外圆与端面，并倒角145工序10 车工：粗车端面与孔，并倒角145工序15 车工：按图车制孔，并倒圆角R1.5工序20 检验工：按要求检查加工后的零件工序25 入库：半成品入库2、轮毂加工图2-11 轮毂三维图形工序0 外协：将毛坯加工成半成品，然后检验工序2 检验工:检验毛坯是否合格工序5 车工:粗车端面与外圆，扩孔并倒角0.545工序10 插工:插键槽52.65工序15 车工:按图车制外圆，并倒圆角R2工序20 检验工:检查半成品尺寸是否合格工序25 入库：半成品入库3、组件加工图2-12 组件三维图形工艺0 钳工：金属件橡胶结合面吹砂，并清洗工艺5 压胶工：压胶模加温至橡胶硫化时加入橡胶缓慢加压工艺10 镗工：精镗28.7孔工艺12 车工：倒角145工艺15 车工：粗车端面与151外圆，并去毛刺0.6645工艺20 车工：粗车140.5外圆工艺25 车工：车制皮带槽工艺30 车工：车制外圆工艺35 铣工：铣正时标记工艺40 铣工：铣制凹齿工艺45 铣工：铣制圆弧R73.750.05工艺50 车工：粗车端面与外圆，并倒角145工艺55 钻工：钻螺纹底孔6.7，并倒角工艺60 车工：粗车端面，并倒角145工艺65 磨工：磨42.3外圆工艺70 钳工：攻螺纹工艺75 钻工：根据动平衡机测试，钻减轻孔工艺80 冲工：冲标记工艺85 检验工：按要求检查零件是否合格工艺90 钳工：按要求喷漆工艺95 入库：成品入库通过这三个加工方案我们可以有效的减少一些不必要的加工步骤，加工由内孔到外表面，一步步完成，可以避免多次装夹所造成的误差，以及因为多次装夹而造成工时的浪费，同时也保证了零件尺寸的加工要求，所以不会导致浪费过多的人工时间，故本方案是经济、可行的。2.5.2 工艺卡片的填写机械加工工艺卡片作为零件加工的指导性文件，记述了零件加工的每道工序的加工内容、车间、工段、所用设备、工艺装备和工时等。具体内容如下：（1）抬头。工序内容栏以上的表格部分，主要载明文件的基本信息。应按照所给零件图或任务书填写。（2）工序号、名称和内容。名称使用加工方法的简称即可，工序内容应填写清楚加工方法、加工表面和应达到的加工要求。（3）车间和工段。应根据对生产环境的了解，选填或者不填。（4）设备和工艺装备。填写机床的型号或专机名称，工艺装备写明本工序需要使用的刀具、夹具、量具和辅具的名称。（5）工时。该项必须待工序设计完成后才能填写可只需填写基本时间。（6）其他内容。按照实际情况选填3。机械加工工艺过程卡片的格式可参考文献4,153表5.3所示。第3章 工序设计3.1 工序简图的绘制我们在工序简图的绘制时，应符合以下几个原则：（1）工序简图要求以最少的视图和适当的比例，表示出零件加工时的位置状态，与本加工工序无关的部分可不做表示。简图的主视图一般是工件在加工时所正对操作者的实际加工位置。（2）工序简图上应标明定位、夹紧符号，用以表示出该工序的定位基准、定位点、夹紧力的作用点和作用方向。（3）简图中各加工表面应用粗实线表示，其他部位应用细实线表示。（4）加工表面上应标示出相应的尺寸、形状、位置精度要求和表面粗糙度要求。与本工序无关的技术要求一律不标。（5）定位与夹紧符号按照标准机械加工工艺定位、夹紧符号（JB/T 5061-1991）的规定选用3。定位符号、定位点的表示方法及图形比例，定位、夹紧符号，常用定位装置符号可由文献3,40-42图3-1、表3-2，表3-2查到。3.2 加工余量，工序尺寸及公差的确定表3-1 加工余量，工序尺寸及公差加工表面加工内容加工余量/mm精度等级工序尺寸/mm表面粗糙度/m 车145mm外圆毛坯1115625半成品6IT1215012.5半精车4IT111460.16.3半精车1IT111456.3 车1500.05mm外圆毛坯715725半成品6IT1215112.5半精车1IT111500.056.3 车、磨42mm外圆毛坯74925半成品6IT12430.212.5精车0.7IT842.33.2精磨0.3IT7420.4 车外圈两端面毛坯10.53625半成品6IT123012.5加工表面加工内容加工余量/mm精度等级工序尺寸/mm表面粗糙度/m半精车3IT11276.3半精车1.5IT1125.56.3半精车1IT1124.50.16.3 车轮毂相距300.1 mm的两端面毛坯7.537.525半成品6IT1231.512.5精车0.5IT7311.6半精车1IT11300.16.3 车轮毂相距8.5mm两端面毛坯715.525半成品6IT129.512.5精车1IT88.53.2 车轮毂相距50.5mm两端面毛坯7.55825半成品6IT125212.5半精车0.5IT1151.56.3精车1IT850.53.2 车轮毂相距5mm两端面毛坯7.512.525半成品6IT126.512.5精车0.5IT761.6精车1IT853.2 加工29mm孔毛坯72225半成品6IT122812.5精车0.7IT728.71.6精镗0.3IT8291.6 车48mm外圆毛坯65425半成品5IT124912.5半精车1IT11486.3 车91.5内圆毛坯7.58425半成品6IT129012.5半精车1.5IT1191.56.33.3 切削用量3.3.1 切削三要素在零件切削加工的过程中，需要针对不同的工件和刀具材料以及其他的技术经济要求来选定合理的切削速度、进给量或者进给速度值，还要选定合理的背吃刀量值。其中、称为切削用量的三要素。切削用量是用于调整机床、计算切削功率、切削力、工时定额以及核算工序成本等必须用到的参数。（1）切削速度大多数切削加工的主运动采用回转运动。回旋体上外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下： m/s或m/min（3-1）式中 工件或刀具上某一点的回转直径（mm）工件或刀具的转速（r/s或r/min）若主运动为往复直线运动，则常以平均速度为其切削速度，即 m/s（3-2）式中 L工件或刀具作往复直线运动的行程长度（mm）主运动每分钟往复次数（str/min）（2）背吃刀量对车削加工来说，背吃刀量就是工件上已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，单位为mm。车削圆柱面时其背吃刀量为该次切削余量的一半4。外圆柱表面车削的背吃刀量可用下式计算： mm（3-3）对于钻孔工作 mm（3-4）式中 待加工表面直径（mm）已加工表面直径（mm）3.3.2 外圈切削用量1、工艺5：粗车外圆与端面(1)车端面机床：C620夹具：三爪卡盘刀具：外圆车刀由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，142表5-58，可以得知，取：进给量：=0.45mm/r（2） 车外圆机床：C620夹具：三爪卡盘刀具：外圆车刀由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，142表5-58，可以得知，取：进给量：=0.45mm/r2、工艺10：粗车端面与孔（1）车孔机床：C620夹具：三爪卡盘刀具：内圆车刀由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，144表5-62，可以得知，取：进给量：0.05mm/r（2）车端面机床：C620夹具：三爪卡盘刀具：外圆车刀由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，142表5-58，可以得知，取：进给量：=0.45mm/r3、工艺15：车制孔机床：C620夹具：三爪卡盘刀具：内圆车刀由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，144表5-62，可以得知，取：进给量：0.05mm/r3.3.3 轮毂切削用量1、工艺5：粗车端面与外圆，扩孔（1）车端面机床：C620夹具：三爪卡盘刀具：外圆车刀由公式（3-1）可得，上端面切削速度：由公式（3-3）可得，上端面背吃刀量：由公式（3-1）可得，下端面切削速度：由公式（3-3）可得，下端面背吃刀量：根据文献3，142表5-58，可以得知，取：进给量：=0.45mm/r（2）车外圆机床：C620夹具：三爪卡盘刀具：外圆车刀由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，142表5-58，可以得知，取：进给量：=0.45mm/r（3）扩孔机床：C620夹具：三爪卡盘刀具：内圆车刀由公式（3-1）可得，孔切削速度：由公式（3-3）可得，孔背吃刀量：由公式（3-1）可得，内圆切削速度：由公式（3-3）可得，内圆背吃刀量：根据文献3，142表5-58，可以得知，取：进给量：=0.45mm/r2、工艺10：插键槽机床：插床B516夹具：插夹刀具：插刀由公式（3-2）可得，切削速度：根据文献3，142表5-59，可以得知，取：进给量：=0.96mm/r3、工艺15：车制外圆与端面（1）车端面机床：C620夹具：三爪卡盘刀具：外圆车刀由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，142表5-58，可以得知，取：进给量：=0.45mm/r（2）车制外圆机床：C620夹具：三爪卡盘刀具：外圆车刀由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，144表5-62，可以得知，取：进给量：=0.05mm/r3.3.4 组件切削用量1、工艺10：镗孔机床：镗床T46X夹具：镗夹刀具：镗刀根据文献3，146表5-70，可以得知，取：切削速度：8.50m/s背吃刀量：0.25mm进给量：=0.05mm/r2、工艺15：粗车端面与外圆机床：C620夹具：车床芯轴刀具：外圆车刀（1）车端面由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，142表5-58，可以得知，取：进给量：=0.45mm/r（2）车外圆由公式（3-1）可得，150外圆切削速度：由公式（3-3）可得，150外圆背吃刀量：由公式（3-1）可得，145外圆切削速度：由公式（3-3）可得，145外圆背吃刀量：3、工艺20：粗车外圆机床：C620夹具：车床芯轴刀具：成型刀由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：进给量：=0mm/r4、工艺25：车制皮带槽机床：C620夹具：车床芯轴刀具：成型刀由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，144表5-62，可以得知，取：进给量：=0.05mm/r5、工艺30：车制外圆机床：C620夹具：车床芯轴刀具：外圆车刀由公式（3-1）可得，切削速度：根据文献3，142表5-58，可以得知，取：进给量：=0.45mm/r（1）车外圆由公式（3-3）可得，背吃刀量：（2）车圆锥面由公式（3-3）可得，背吃刀量：6、工艺35：铣正时标记机床：X5032夹具：铣夹刀具：铣刀根据文献3，149-150表5-75，可以得知，取：进给量：0.015mm/z7、工艺40：铣制凹齿机床：X5032夹具：铣夹刀具：铣刀根据文献3，149-150表5-75，可以得知，取：每齿进给量：=0.015mm/z8、工艺45：铣制圆弧机床：X5032夹具：铣夹刀具：铣刀根据文献3，151-152表5-78，可以得知，取：每齿进给量：0.08mm/z9、工艺50：粗车端面与外圆（1）车端面机床：C620夹具：车床芯轴刀具：内圆车刀由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，142表5-58，可以得知，取：进给量：=0.45mm/r（2）车外圆机床：C620夹具：车床芯轴刀具：外圆车刀由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，142表5-58，可以得知，取：进给量：=0.45mm/r10、工艺55：钻螺纹底孔机床：钻床Z5140夹具：钻夹刀具：麻花钻由公式（3-4）可得，背吃刀量：根据文献3，142表5-58，可以得知，取：进给量：=0.40mm/r11、工艺60：粗车端面机床：C620夹具：三爪卡盘刀具：外圆车刀由公式（3-1）可得，切削速度：由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，142表5-58，可以得知，取：进给量：=0.45mm/r12、工艺65：磨外圆机床：磨床M1320-520夹具：磨床芯轴由公式（3-3）可得，背吃刀量：根据文献3，152-154表5-79，可以得知，取：工件回转速度：30m/min纵向进给量：=10mm/r横向进给量：=9.8mm/r3.4 机械加工工序卡片的填写机械加工工序卡片（简称工序卡）就是在工艺卡的基础上，按照每道工序所需编制的一种工艺文件，是用来具体指导操作者进行生产加工的。工序卡也是生产过程中最最常用的工艺文件之一。工序卡作为每道工序的指导性文件，需要填写的内容中一般应配有工序简图、详细说明工序到每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备等。具体内容如下。（1）抬头。抬头是工步内容栏以上的表格部分，主要标明零件的生产单位、名称、材料、工序号、工序名称、车间、工段等信息。在设计之中，可以选择性地填写其中一部分。（2）工序简图。工序简图为工序卡的核心部件之一，必须绘制、填写。（3）工步号及其内容。工序卡内容以工步为基本单位，要求比较详细的填写每个工步的顺序号、名称、工步内容及每一工步的切削、使用的工艺装备和工时定额。在设计中，工时定额只填写基本时间或不填。（4）其他内容。主要包括工序所选用的机床及其型号、刀具及其牌号、夹具的种类与选用的量具、检具的名称及其精度等级等。其中属于专用的，按照专用工艺装备的名称填写；属于标准的，填写名称、规格以及精度，有编号的也可填写编号。各项内容注意和机械加工工艺卡片协调一致，有些内容应从工艺卡照搬过来3。机械加工工序卡片的填写可以参考文献3，155表5.5。第4章 专用夹具设计4.1 所需设计的夹具根据零件加工工艺分析，工件所需夹紧的位置有五处：118孔、外圆、1200.2外圆、外圆、孔。其中118孔、外圆、1200.2外圆、外圆可以通过常规夹具三爪卡盘进行定位。所以，需用到专用夹具进行定位的只有孔。而这次设计的专用夹具是用于磨床加工时所需用到的。4.2 机床夹具的分类1、机床夹具按其专门化进行分类，可以分为以下几类：（1）通用夹具。就是指已标准化的夹具。其特点就是适应范围广，但生产效率较低。（2）专用夹具。就是指专门为加工某一工件而设计的夹具。其特点是操作迅速、方便、省力与结构紧凑。（3）通用可调夹具和成组夹具。其特点就是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同环境下零件的加工。（4）组合夹具。就是指按照零件的加工要求，由事先制造好的标准元件与部件组装成的夹具。适用于新产品的试制和单件小批零件的生产。（5）随行夹具。就是在自动线上使用的夹具。2、按其使用的方法分类，可分为车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具以及其他机床夹具等。3、按夹紧方式分类，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具和真空夹具等。4.3 机床夹具的组成机床夹具的组成有：定位元件；夹紧装置；对刀、引导元件或装置；连接元件；夹具体；其它元件及装置。这些部分并不是是缺一不可的，但必须具有要具备定位元件和夹紧装置，它们是保证零件加工精度的关键，使工件定准、夹牢4。4.4 夹具的设计4.4.1 夹具总体方案设计每道工序的定位方案需要根据被加工零件的结构、加工方法和具体的加工要素等情况来确定。首先根据加工要求分析，其必须限制工件的自由度，然后选择合理的定位元件来限制工件的自由度。由于加工的零件为完全对称的回转类零件，以孔和定位芯轴进行定位。定位时，不限制其轴线（Y轴）的转动自由度以满足定位需求。必须限制的自由度为。同时必须保证与孔的同轴度要求。4.4.2 确定工件的夹紧方案定位方式确定后，要选择合适的夹紧方案把工件的位置固定下来。选择夹紧方案的原则是夹得牢、夹得稳、夹得快。进而再选择夹紧机构，此时要合理确定夹紧力的大小、方向和作用点。所以，可以选择定位芯轴用圆柱销与加工零件相连，用以带动加工零件。还可以选择定位芯轴为阶梯轴，然后在另一端加用螺母确保加工零件的轴向定位。进而限制了方向的自由度。该方案满足了零件的加工要求，所以该夹紧方案是可行的。另外，还可以在芯轴上加装不易磨损的材料，防止夹具的磨损。4.4.3 夹具元件的确定根据以上要求，夹具元件应选择：具有阶梯形状的定位芯轴、压板、螺母、圆柱销、硬质刀片。4.4.4 夹具元件尺寸的确定1、螺母尺寸图4-1 螺母零件图2、开口压板尺寸图4-2 开口压板零件图3、芯轴尺寸图4-3 芯轴零件图4.5 夹具总装图设计在满足夹具使用功能的前提下，还要考虑其是否具有良好的结构工艺性。主要包括是否能方便可靠的安装（定位和夹紧）、零部件的加工、装配和维修性能以及操作的方便可靠性。夹具总装图，如图4-4：图4-4 夹具总装图1-螺母；2-开口压板；3-普通圆柱销；4-芯轴磨床芯轴使用状态示意图详见附录1。4.6 定位误差分析计算该夹具采用工件以内孔表面定位，当工件装夹到芯轴上时采用了间隙配合，因定位基准为中心线，工序基准也是中心线，所以基准重合，则（4-1）因零件与芯轴是间隙配合，制造时又有制造误差，因而存在孔中心线的位置的变化，即基准位置误差，得：（4-2）由于夹具中芯轴是水平放置的，按最大孔和最小轴得中心线位置的变动量为（4-3）根据设计数据，代入公式(4-3)可得：式中 T工件被加工尺寸的公差Tmin工件最小被加工尺寸的公差从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.7 夹具的使用和维护4.7.1 夹具的使用通过工件的29孔，我们把工件通过孔轴配合，把其套在夹具上，然后再用垫片和螺母从夹具的左端装上去。然后将螺母旋紧，在夹具上固定工件，最后把夹具与工件用磨床两端的顶尖固定。最后在芯轴左端加上螺钉，这样磨床主轴可带动夹具旋转，使工件稳固的装夹在加工中心上。4.7.2 夹具的维护夹具在使用时应注意定期清除夹具表面上的铁屑和脏物，保持其定位精度。结束语经过半个学期的学习，我的毕业设计终于画上了一个圆满句号。这半个学期的毕业设计是我对大学四年所学知识的一次全面的检查，也是我对大学四年所学习到的各个科目知识的一次综合性的应用。在做毕业设计期间，我参加的毕业实习，也使我对大学四年所学