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基于支承套零件工艺及工装设计1摘要本文是对支承套零件的加工工艺规程进行设计，并针对其中某一道工序进行基于液压的专用夹具设计，并进行了另一工序的普通夹具设计。支承套零件作为套类零件，其主要加工表面是平面及孔。按照机械加工工艺要求，遵循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以支承套大外圆端面作为粗基准，以支承套大外圆作为精基准，确定了其加工的工艺路线和加工中所需要的各种工艺参数。并按要求对其中一道工序进行了基于液压夹紧的专用夹具设计，在设计中计算了此道工序所受的切削力及切削力矩，进而确定了液压缸的负载，选定整个液压系统的压力，从而确定了液压缸的各参数，绘制了液压夹紧的专用夹具总图。整个加工过程均选用万能机床。关键词支承套；加工工艺；液压；专用夹具下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163962ABSTRACTTHISARTICLEISCARRIESONTHEDESIGNOFTHESUPPORTINGSLEEVECOMPONENTSMACHINEPROCESS,ANDTHECLAMPDESIGNEDBASEDONTHEHYDRAULICPRESSUREWHICHAIMEDATSOMEWORKINGPROCESS,ANDHASCARRIEDONANOTHERWORKINGPROCEDUREORDINARYJIGDESIGNTHESUPPORTINGSLEEVECOMPONENTSTAKETHEBOOMTRESTLECLASSCOMPONENTS,ITSMAINPROCESSINGSURFACEISTHEPLANEANDTHEHOLEACCORDINGTOTHEMACHINEFINISHINGTECHNOLOGICALREQUIREMENT,AFTERFOLLOWINGTHEFIRSTSURFACE,THEHOLEPRINCIPLE,ANDISCLEARABOUTTHEHOLEANDTHEPLANEPROCESSINGDIVIDESTHEROUGHMACHININGANDTHEPRECISIONWORKSTAGEGUARANTEESTHEWORKINGACCURACYTHEDATUMCHOICETAKESTHETHICKDATUMBYTHESUPPORTBIGOUTERANNULUSENDSURFACE,TAKESTHEFINEDATUMBYTHESUPPORTBIGOUTERANNULUSENDSURFACEWITHTWOCRAFTHOLES,HADDETERMINEDINITSPROCESSINGSCRAFTROUTEANDTHEPROCESSINGNEEDSEACHTECHNOLOGICALPARAMETERANDACCORDINGTOREQUESTTOAWORKINGPROCEDUREHASCARRIEDONBASEDONTHEHYDRAULICPRESSURECLAMPUNITCLAMPDESIGNENTIREPROCESSINGPROCESSCHOOSESALLPURPOSEMACHINETOOLKEYWORDSSUPPORTINGSLEEVEPROCESSINGTECHNICSPECIALFIXTUREHYDRAULICPRESSURE下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计3目录摘要IIIABSTRACTIV目录V1绪论111本课题的研究内容和意义112国内外的发展概况113本课题应达到的要求22零件的造型321零件造型软件介绍322零件造型过程43零件的工艺分析831零件的功用分析832零件的工艺分析84零件工艺规程设计941确定毛坯的制造形式942定位基准的选择9421精基准的选择10422粗基准的选择1043切削用量的选择原则10431粗加工时切削用量的选择10432精加工时切削用量的选择1044拟定零件加工的工艺路线1145机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1346确定切削用量及基本工时145专用夹具设计2351问题的提出2352夹具设计236基于液压夹紧18H8槽专用夹具设计2661设计主旨27621定位基准的选择27622定位误差分析27623铣夹具设计的基本要求2763液压缸的设计计算27631切削力及切削力矩的计算与分析28下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163964632确定系统的工作压力30633确定液压缸的几何参数3064确定液压泵规格和电动机功率及型号3265确定各类控制阀3366管道通径与材料及管接头的选用347结论与展望3671结论3672不足之处及未来展望36致谢37参考文献38下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计5下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163966下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计7下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163968下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计91绪论11本课题的研究内容和意义下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q19721639610机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，合理的机械加工工艺过程是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。合理的机械加工工艺文件不仅能提高一个企业的技术革新能力，而且可以较大程度地提高企业的利润，因而合理地编制零件的加工工艺文件就显得时常重要。机械加工工艺文件的合理性也会受到企业各方面因素的制约，比如企业的生产设备、工人的技术水平及夹具的设计水平等，其中较为重要的是夹具的生产和设计。夹具是机械加工系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具的设计都是十分重要的。好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。因而不仅要合理结合企业的生产实际来进行零件加工工艺文件的编制，而且还要根据零件的加工要求和先进的加工机床来设计先进高效的夹具。该课题主要是为了培养学生开发、设计和创新机械产品的能力，要求学生能够结合常规机床与零件加工工艺，针对实际使用过程中存在的金属加工中所需要的三维造型、机床的驱动及工件夹紧问题，综合所学的机械三维造型、机械理论设计与方法、机械加工工艺及装备、液压与气动传动等知识，对高效、快速夹紧装置进行改进设计，从而实现金属加工机床驱动与夹紧的半自动控制。在设计液压系统装置时，在满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的采用标准件，提高其互换性要求，以减少产品的设计生产成本。12国内外的发展概况夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。在夹具设计过程中，对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题,设计人员一般都会考虑的比较周全，但是，夹具设计还经常会遇到一些小问题，这些小问题如果处理不好，也会给夹具的使用造成许多不便，甚至会影响到工件的加工精度。我们把多年来在夹具设计中遇到的一些小问题归纳如下清根问题在设计端面和内孔定位的夹具时，会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问题。端面和定位外圆分为两体时无此问题,。夹具要不要清根，应根据工件的结构而定。如果零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角，则下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计11必须清根,如果零件定位孔孔口倒角较大或孔口是空位，则不需要清根，而且交界处可以倒为圆角R。端面与外圆定位时，与上述相同。让刀问题在设计圆盘类刀具如铣刀、砂轮等加工的夹具时，会存在让刀问题。设计这类夹具时，应考虑铣刀或砂轮完成切削或磨削后，铣刀或砂轮的退刀位置，其位置大小应根据所使用的铣刀或砂轮的直径大小，留出超过刀具半径的尺寸位置即可。更换问题在设计加工结构相同或相似，尺寸不同的系列产品零件夹具时，为了降低生产成本,提高夹具的利用率，往往会把夹具设计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具。由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安全等。基于液压夹紧的专用夹具设计，必须计算加工工序所受的切削力及切削力矩，按照夹紧方式进行夹紧力的计算，进而可以确定液压缸的负载，通过选定整个液压系统的压力，最终可以确定液压缸的各参数。随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于落后阶段。在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。13本课题应达到的要求通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，在对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论及液压与气动传动等相关知识充分掌握后，分析金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合液压与气动传动的相关理论知识，完成液压传动方案分析及液压原理图的拟定，设计液压专用夹具的驱动、夹紧装置，并进行主要液压元件的设计与选择及传动系统的验算校核等，来达到产品的最优化设计。针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识，设计出一套适合于实际的零件加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。2零件的造型21零件造型软件介绍下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396121SOLIDWORKS软件介绍创新的、易学易用的而且价格便宜的SOLIDWORKS是WINDOWS原创的三维设计软件。其易用和友好的界面，能够体现在整个产品设计的工作中。SOLIDWORKS完全自动捕捉设计意图和引导设计修改。在SOLIDWORKS的装配设计中可以直接参照已有的零件生成新的零件。不论设计采用“自顶而下“方法还是“自底而上“的方法进行装配设计，SOLIDWORKS都将以其易用的操作大幅度地提高设计的效率。SOLIDWORKS有全面的零件实体建模功能，其丰富程度有时会出乎设计者的期望。用SOLIDWORKS的标注和细节绘制工具，能快捷地生成完整的、符合实际产品表示的工程图纸。SOLID有WORKS还具有全相关的钣金设计能力。钣金件的设计即可以先设计立体的产品也可以先按平面展开图进行设计。SOLIDWORKS软件提供完整的、免费的开发工具API，用户可以用微软的VISUALBASIC、VISUALC或其它支持OLE的编程语言建立自己的应用方案。通过数据转换接口，SOLIDWORKS可以很容易地将目前市场几乎所有的机械CAD软件集成到现在的设计环境中来。为比较评价不同的设计方案，减少设计错误，提高产量，SOLIDWORKS强劲的实体建模能力和易用友好的WINDOWS界面形成了三维产品设计的标准。机械工程师不论有无CAD的使用经验，都能用SOLIDWORKS提高工作效率，使企业以较低的成本、更好的质量更快将产品投放市场。而最有意义的是，用于SOLIDWORKS的投资是容易承受的，这使得参加工程设计的所有人员都能在他们桌面上的计算机进行三维设计。对于模具设计师来讲，还可以利用XYZ缩放因子直接生成模腔。在新版中，还增加了智能装配功能，能够在装配过程中自动捕捉装配关系，而无须用户另行指定。在装配过程中，还新增加了球面的配合关系和圆锥面的配合关系，这就使得将球插到孔里的操作变得更加容易。2UG软件介绍UG是美国UGSUNIGRAPHICSSOLUTIONS公司的主导产品，是集CAD/CAE/CAM于一体的三维参数化软件，是面向制造行业的CAID/CAD/CAE/CAM高端软件,是当今最先进,最流行的工业设计软件之一它集合了概念设计工程设计,分析与加工制造的功能,实现了优化设计与产品生产过程的组合。被广泛应用于机械、汽车、航空航天、家电以及化工等各个行业。CAD/CAM/CAE三大系统紧密集成。用户在使用UG强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配及创建工程图等功能时，可以使用CAE模块进行有限元分析、运动学分析和仿真模拟，以提高设计的可靠性；根据建立起的三维模型，还可由CAE模块直接生成数控代码，用于产品加工。灵活性的建模方式。采用复合建模技术，将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模及参数化建模融为一体。3CADCOMPUTERAIDEDDESIGN）CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。CAD的实现技术从那个时候起经过了许多演变。这个领域刚开始的时候主要被用于下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计13产生和手绘的图纸相仿的图纸。计算机技术的发展使得计算机在设计活动中得到更有技巧的应用。如今，CAD已经不仅仅用于绘图和显示，它开始进入设计者的专业知识中更“智能”的部分。随着电脑科技的日益发展，性能的提升和更便宜的价格，许多公司已采用立体的绘图设计。以往，碍于电脑性能的限制，绘图软件只能停留在平面设计，欠缺真实感，而立体绘图则冲破了这一限制，令设计蓝图更实体化。22零件造型过程编辑草图，选择零件的上视面为基准面生成实体草图,如图21所示。在基准面内绘制80MM的圆，并进行高为25MM的拉伸，得到的圆柱体，如图22所示。在80MM的圆柱面上继续进行76MM圆的绘制，并进行高为3MM的拉伸，所得的圆柱体如图23所示。在76MM的圆柱体上再继续进行85MM高45MM的圆柱体拉伸，如图24所示。在85MM的圆柱体上进行81MM高3MM的圆柱体拉伸，如图25所示。图21选择基准面图22拉伸80MM高25MM的圆柱体图23拉伸76MM高3MM的圆柱体图24拉伸85MM高45MM的圆柱体图25拉伸81MM高3MM的圆柱体图26拉伸135MM高7MM的圆柱体下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q19721639614在81MM的圆柱体对135MM高7MM的圆柱进行拉伸，如图26所示。在135MM的圆柱体上再拉伸一个110MM高32MM的圆柱体，如图27所示。在110MM的圆柱体中心对称位置拉伸一个长31MM宽30半径R15的耳座，其实体造型如图28所示。在110MM的圆柱体的另一条对称线拉伸另个耳座，其实体如图29所示。在85外圆上运用差集进行长35深45半径R4的键槽的绘制，如图210所示。在以上步骤所建的实体上运用差集，对支承套头部进行长100MM宽20MM槽的切除，如图211所示。图27拉伸110MM高32MM的圆柱体图28拉伸长31MM宽30半径R15的实体图29拉伸如图所示实体图210切除长35深45半径R4的键槽下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计15继续在实体上切除一个10MM高60MM的圆柱体，如图212所示。对造型出的孔进行螺纹孔的造型，以12中的圆心为基准插入一个M12125MM螺纹现为12MM深为18MM的螺纹孔，如图213所示。在实体上运用差集对两个10MM高100MM的孔进行造型，如图214所示。在耳座槽的底部运用差集，切除两个10MM完全贯穿的孔，如图215所示。对所造型的孔再进行沉孔的造型，以15中的圆心为基准，在135MM的右端面上拉伸切除两个11MM高35MM的圆柱体，如图216所示。在圆柱体的内部进行花键孔的拉削，如图217所示。图211100MM宽20MM槽图212开10MM深60MM的孔图213M12125MM螺纹图21410MM深100MM孔图215两个10MM孔的造型图216开两个11MM深35MM沉孔图217拉花键孔下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q19721639616在110MM底面绘制四个M6MM深15MM的螺纹孔，如图218所示。零件图绘制完成，如图219所示。3零件的工艺分析31零件的功用分析图218M6MM深15MM的螺纹孔图219零件三维图下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计17套筒类零件是机械中常见的一种零件，它的应用范围很广，主要起支承和导向作用，如图31所示是常见套类零件。由于其功用不同，套筒类零件的结构和尺寸有着很大的差别，但其结构上仍有共同点零件的主要表面为同轴度要求较高的内外圆表面；零件壁的厚度较薄且易变形；零件长度一般大于直径等。由支承套零件图可知该零件属于短套筒，主要功能是起支承、导向作用。该零件结构简单，主要表面内外圆柱面、端面。其主要技术要求为外圆表面（80、85、110、115）内圆表面（75H8、10）、花键孔（627145）；外圆表面对75H8孔的径向圆跳动公差为002MM，10孔系间有同轴度要求002MM；左右端面孔有位置度要求为01MM。材料为HT200，批量生产。32零件的工艺分析1）该支撑套的结构比较典型，代表了一般支撑套的结构形式，其加工工艺过程具有普遍性。2）支承套在加工前，要进行人工时效处理，以消除铸件内应力。加工时应注意夹紧位置，夹紧力大小及辅助支承的合理使用主，防止零件的变形。3支撑套底面上的4M6MM孔的加工，采用同一钻模，均按外形找正，这样可保证孔的位置精度要求。4）外圆表面采用车削方法可完成粗、半精加工，其加工可安排磨削加工。5）内圆表面根据其直径可分别采用钻扩铰及镗削加工。对于花键孔可采用拉削方法进行加工。6）端面的加工可采用车削完成，端部开槽可采用铣削方法完成。4零件工艺规程设计（）油缸（）气缸套（）轴承衬套（）钻套（）滑动轴承（）滑动轴承图31套筒零件下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163961841确定毛坯的制造形式套筒零件毛坯的选择与其材料、结构、尺寸及生产批量有关。孔径小的套筒，一般选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸件；孔径较大的套筒，常选择无缝钢管或带孔的铸件、锻件；大量生产时，可采用冷挤压和粉未冶金等先进的毛坯制造工艺，既提高生产率，又节约材料。支撑套工作时要承受很大的转矩及变形的弯曲硬力，容易产生扭振、折断及磨损，要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性，由支撑套的形状相对比较复杂，而且它只是用来起连接作用和支撑作用，查阅机械加工工艺手册表2223，考虑到灰铸铁容易成形，切削性能、强度、耐磨性、耐热性均较好且价格低廉，而且一般零件的材料大都采用铸铁，故选用牌号为HT200的灰铸铁。表41HT200的力学性能牌号抗压强度/MPA抗剪强度/MPA弹性模量/GPA疲劳极限/MPAHT2005887852437810888108支撑套的毛坯此零件属中批生产，故采用铸造毛坯。42定位基准的选择套筒类零件主要技术是内外圆的同轴度，选择定位基准和装夹方法时，应考虑在一次装夹中尽可能完成各主要表面的加工，或以内孔和外圆互为基准反复加工以逐步提高其精度，同时，由于套类零件壁薄、刚性差，选择装夹方法、定位元件和夹紧机构时，要特别注意防止工件变形。1）以外圆或内孔为粗基准一次安装，完成主要表面的加工这种方法可消除定位误差对加工精度的影响，能保证一次装夹加工出的各表面间有很高的相互位置精度。但它要求毛坯留有夹持部位，等各表面加工好后再切掉，造成了材料浪费。故多用于尺寸较小的轴套零件车削加工中。2）以内孔为精基准用心轴装夹这种方法在生产实践中用途较广，且以孔为定位基准的心轴类夹具，结构简单、刚性较好、易于制造，在机床上装夹的误差较小，这一方法特别适合于加工小直径深孔套筒零件，对于较长的套筒零件，可用带中心孔的“堵头”装夹。3）以外圆为精基准使用专用夹具装夹当套筒零件内孔的直径太小不适于作定位基准时，可先加工外圆，再以外圆为精基准，用卡盘夹紧加工内孔。这种装夹方法，迅速可靠，能传递较大的扭矩。但是，一般的卡盘定位误差较大，加工后内外圆的同轴度较低。常采用弹性膜片卡盘、液性塑料夹头或高精度三爪自定心卡盘等定心精度高的专用夹具，以满足较高的同轴度要求。421精基准的选择大批量生产的支承套，通常以底平面和内孔花键为精基准。这种定位方式很简单地下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计19限制了工件六个自由度，定位稳定可靠；在一次安装下，可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”原则，此外，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。422粗基准的选择加工支承套底平面时，取要加工的面得对称面为粗基准，符合工作表面间相互位置要求原则。这样可以保证对合面加工后凸缘的厚薄较为均匀，减少的变形。43切削用量的选择原则431粗加工时切削用量的选择粗加工时加工精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大。因此，选择粗加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量（金属切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工成本。1）切削深度的选择粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚性来确定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次切除。只有当总加工余量太大，一次切不完时，才考虑几次走刀。2）进给量的选择粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。因此，进给量应根据工艺系统的刚性和强度来确定。选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长度等。在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量。3）切削速度的选择粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。切削深度、进给量和切削速度三者决定了切削速率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功率。如超过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度。432精加工时切削用量的选择精加工时加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀。因此，选择精加工的切削用量时应先考虑如何保证质量，并在此基础上尽量提高生产效率。1）切削深度的选择精加工时的切削深度应根据加工留下的余量确定。通常希望精加工余量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著，影响加工质量。2）进给量的选择精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力上升，表面质量下降。3）切削速度的选择切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺。一般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，尽可能提高切削速度。只有当切削下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q19721639620速度受到工艺条件限制而不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生的范围。44拟定零件加工的工艺路线拟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。在生产纲领和生产类型已确定为大批量生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还考虑经济效果，以便降低生产成本。1工艺路线方案一如表42所示表42工艺路线方案一2工艺路线方案二如表43所示表43工艺路线方案二续表43工序号工序内容10铸造20热处理30粗车85，80外圆40半精车85，80外圆50精车85，80外圆60割退刀槽，并倒80外圆的倒角70铣845键槽80粗车110外圆端面90精车110外圆端面100粗车135外圆端面110精车135外圆端面120粗铣精铣20H8端面130镗62内圆140拉花键孔150钻扩铰20H8面上的10孔160钻M12孔至10孔并攻螺纹170钻扩铰410H7孔180钻4M6深至15并攻螺纹190检验工序号工序内容10铸造20热处理30粗车85，80外圆工序号工序内容下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计213工艺方案的比较与分析上诉两个工艺方案的特点在于方案一是先加工花键，然后以花键孔为定位基准加工各孔。而方案二是加工两个外圆端面，然后以此为精基准加工各孔最后加工花键。经比较可知，先加工花键孔后再以花键孔为定位基准面加工，此时零件的位置精度较易保证，并且定位及装夹等都较为方便。方案一中的工序80,90,100,110与方案二中的工序80，90，100，110比较，方案二中工序内容一致但减少了装夹次数，所以决定将方案二中的工序80，90，100，110取代方案一中的工序80，90，100，110。具体工艺过程如表44所示表44最终工艺路线方案续表4440半精车85，80外圆50精车85，80外圆60割退刀槽槽，并倒80外圆的倒角70铣845键槽80粗车135外圆端面90精车135外圆端面100粗车110外圆端面110精车110外圆端面120粗铣精铣20H8端面130钻扩铰20H8面上的10孔140钻M12孔至10孔并攻螺纹150钻扩铰410H7孔160钻4M6深至15并攻螺纹170镗62内圆180拉花键孔190检验工序号工序内容10铸造20热处理30粗车85，80外圆40半精车85，80外圆50精车85，80外圆60割退刀槽，并倒80外圆的倒角70铣845键槽80粗车135外圆端面90精车135外圆端面工序号工序内容下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163962245机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“支撑套”零件材料为HT200的灰铸铁，抗压强度588785MPA抗剪强度243MPA弹性模量78108GPA疲劳极限88108MPA，硬度是187220HBS,毛胚重量为23KG，生产类型为大批量生产，可采用铸造毛坯。各加工表面毛坯尺寸确定如下1外圆表面（80）的加工余量由机械加工工艺设计资料表1210查得毛坯加工余量为5，毛坯尺寸偏差由表122查得为14MM。2外圆表面（85）的加工余量由机械加工工艺设计资料表1210查得毛坯加工余量为5，毛坯尺寸偏差由表122查得为14MM。3花键孔（627145）的加工余量要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。镗孔612Z1MM拉花键孔（80，85）花键孔要求外径定心，拉削时加工余量参照机械制造工艺设计简明手册表2319取2Z1MM。100粗车110外圆端面110精车110外圆端面120粗铣精铣20H8端面130镗62内圆140拉花键孔150钻扩铰20H8面上的10孔160钻M12孔至10孔并攻螺纹170钻扩铰410H7孔180钻4M6深至15并攻螺纹190检验图42支撑套铸件毛胚下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计234110与外圆端面的加工余量按照机械制造工艺设计简明手册表2225知两外圆端面的加工余量为2030MM。5135外圆端面的加工余量按照机械制造工艺设计简明手册表2225知两外圆端面的加工余量为2030MM由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大最小之分。由于本设计规定的零件为大批量生产，应采用调整法加工，因此在计算最大最小加工余量是应采用调整法予以加工。支撑套铸件毛胚图见图42。46确定切削用量及基本工时工时定额是在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间，用T1表示。工时定额是安排生产计划、成本核算的主要依据，在设计新厂时，是计算设备数量、布置车间、计算工人数量的依据。时间定额由下述部分组成1）基本时间直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间，用TM表示。2）准备与终结时间工人为了生产一批产品和零部件，进行准备和结束工作所消耗的时间，用TE表示。3）布置工作地时间为使加工正常进行，工人照管工作地所消耗的时间，一般按作业时间的百分数表示。4）休息与生理需要时间工人在工作班内为恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间，一般按作业时间的百分数表示。则大量生产时的时间定额为T（TT）1（）/100IME1粗车85外圆工序30计算切削速度，按切削手册表127，切削速度的公式为（寿命选T60MIN），采用高速钢外圆车刀，规定2，走刀次数I1，则PA（M/MIN）41VCVXYMPVKTF式中118，070，030，M011。VVVY下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q19721639624111175063MK075KK所以，CV0107382164M/MIN确定主轴转速SN42WCSDVN10116R/MIN32849按机床说明书取N96R/MIN，所以实际切削速度M/MIN。27V由切削手册表130中CA6140机床说明书知，CA6140主电动机功率为75KW，故机床功率足够，可以正常工作。计算切削工时切削工时43NFLLT21式中60,L1所以2561（S）6095T2车135端面（工序80，90）确定端面加工余量已知毛坯长度方向的加工余量为4MM确定进给量F根据切削手册表14，当刀杆尺寸为16MM25MM,以及工3PA件直径为100MM时F0609。按CA6140车床的说明书（见切削手册表130）取F07。计算切削速度按切削手册表127，切削速度的公式为（寿命选T60MIN）（M/MIN）VCVXYMPVKTF式中242，015，035，M02。VVV修正系数见切削手册表128，即144，08，104，081，KMVKSVKKVKRV097。BVK下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计25所以CV0215035448109772516M/MIN确定主轴转速SN890R/MINWCSDVN1025163490与890R/MIN相近的机床转速为900R/MIN。现选取，所以实际切削速度90WNM/MIN143V检验机床功率主切削力按切削手册表129所示公式计算CF44CCCCXYNFPFVK式中12795,10,75,0CCCFFCFFN3866PNBMK089RK所以CCCCXFYNFCPFVK07501529143869768N切削时消耗功率为CP4106CCVFP181KW783由切削手册表130中CA6140机床说明书知，CA6140主电动机功率为75KW，故机床功率足够，可以正常工作。计算切削工时NFLLT21式中下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163962615,4912L12L0所以2582（S）507T3车110端面，车削，本工序采用计算法确定切削用量。（工序100，110）加工条件工件材料锻造件材料为HT200，。530BAMP车端面取总长110MM（余2MM）。机床CA6140车床刀具刀具材料为YT15，刀杆尺寸16MM25MM，。009,15,2,5OORRKARM计算切削用量切削深度P4PA进给量F根据切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册）表14，当刀杆尺寸为16MM25MM,以及工件直径为100MM时F0609。按CA6140车床3PA的说明书（见切削手册表130）取F07。计算切削速度按切削手册表127，切削速度的公式为（寿命选T60MIN）（M/MIN）VYXPMVCKFTV式中242，015，035，M02。VVV修正系数见切削手册表128即144，08，104，081，KMVKSVKKVKRV097。BVK所以C9708140170462351501238M/MIN确定主轴转速SNWCSDVN10下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计27438R/MIN1023849与438R/MIN相近的机床转速为500R/MIN。现选取，所以实际切削速度50WNM/MIN13V检验机床功率主切削力按切削手册表129所示公式计算CFCCCCXYNFCPFVK式中12795,10,75,0CCCFFCFFN3866PNBMK089RK所以CCCCFNYXFPKVF075015279343869784N切削时消耗功率为CP4106CCVFP185KW4783由切削手册表130中CA6140机床说明书知，CA6140主电动机功率为75KW，故机床功率足够，可以正常工作。校验机床进给系统强度已知主切削力791N，径向力按切削手册表129CFPF所示公式计算45PPPPXFYNFPCCFVK式中1940,06,3PPPPFFFF135765PNBMK下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163962805RK所以PPPFNCYXFPPKVFC09603145147651169N轴向切削力46FFFFFXFYNFFPCCVK式中280,1,05,4FFFFFFFF138265NBMK17R所以FFFFFXFYNFFPCCVK050428138217267N取机床导轨与床鞍的摩擦系数01，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为FCPFF26701（7841169）35709357N而机床进给机构可承受的最大纵向力为3530N（见切削手册表130），故机床进给系统可以正常工作。切削工时NFLLT21式中,7LM135L20L所以2522（S）250T4钻20H8面上的10MM孔（工序130）选择高速钢麻花钻头，因选择高速钢麻花钻头，因通孔加工精度要求较低，且还要进行攻螺纹，由实用机械加工工艺手册表1157，选取钻头直径为D7MM，钻头几何形状为（切削用量手册P6365）标准，30，2118，012，55。选择切削用量下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计29确定进给量F按加工要求决定进给量当D10MM时，由切削用量手册表5F036044MM/R。按钻头强度决定进给量由切削用量手册表7，当D7MM84MM时，钻头强度允许的进给量F086MM/R。按机床进给机构强度决定进给量由切削用量手册表8，当D7MM102MM，机床进给机构允许的轴向力为9800N，（Z35型摇臂钻床允许的轴向力为19620N，切削用量手册表34）时，进给量F20MM/R。从以上三个进给量比较可以看出，最受限制的进给量是工艺要求，其值为F036044MM/R，根据Z35型摇臂钻床说明书，选择F040MM/R。决定钻头磨钝标准及耐用度由切削用量手册表9，当D7MM，钻头后刀面最大磨损量取为08MM，耐用度T为35MIN。决定切削速度由切削用量手册表11，HT200的灰铸铁可加工性为第5类。由切削用量手册P78表12，当加工性为第5类，F040MM/R,D7MM，标准钻头时，VI033M/S。切削速度的修正系数为加工材料强度与硬度改变时的修正系数KMV094，钻头材料改变时，KIV083，故VVKK033083094026M/SIMTVN1183R/SDV10743026根据Z35型摇臂钻床说明书，可考虑选择N125R/S，但因所选转速较计算转速高，这样会使刀具耐用度下降，故可以将进给量降低1级，即F032MM/R。也可以选择较低一级转速N10R/S，仍用F04MM/R，比较这两种方案第一方案N125R/S，F032MM/R时1250324MM/S。NFVF第二方案N10R/S，F04MM/R时10044MM/S。FF两方案乘积相同，所用基本工时相同，但第一种方案所选用的进给量较小，零件可获得较好的加工表面，故选择第一方案N125R/S，F032MM/R。检验机床功率及扭矩由切削用量手册表18，当F032MM/R033MM/R，D7MM111MM时，扭矩M1049N/M，扭矩的修正系数为10，故M1049N/M。根据Z35型摇臂钻床说明书，E当N125R/S时，扭矩M53N/M。由切削用量手册表20，当D7MM，V027M/S，F032MM/R时，P10KW，根E下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q19721639630据Z35型摇臂钻床说明书，P450753375KW。由于M50000液压缸工作压力（MPA）081152253344557633确定液压缸的几何参数由上面初拟系统压力中所确定的系统压力为P015MPA。为了实现夹紧液压系统快进和快退速度要求，且为了整个液压夹紧系统的运动速度平稳，夹紧液压缸采用单出杆活塞液压缸。快进时采用差动连接，并通过充液补油法来实现。1）液压缸内径计算下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q19721639640616041740387535RDMP式中D液压缸内径，MMR液压缸负载，NP0系统压力，MPA查液压系统设计手册，可以按液压缸内径系列将以上计算值进行圆整，使其为标准直径，同时还要考虑到液压缸的结构与制造的方便性，以及插销的结构尺寸等因素，现取D40MM。具体的液压缸内径系列表可参见下表62所示。表62液压缸内径系列（JB218377）MM16202532405055637080901001101251401601802002202503204005006302）活塞杆直径计算根据缸的工作压力及已定的缸体内径参见表63，可以对活塞杆直径进行确定。由056056402DDM圆整后，现取活塞杆直径D25MM（参见表64）。现按D25MM进行校核，按公式622/FD有24FD其中，F1765NMPA10则05764328918满足实际设计要求。表63按工作压力确定活塞杆直径（MM）缸的工作压力（MPA）5577活塞直径D05056D06207D07D注当采用差动连接、要求往返速度一致时，D07D表64活塞杆直径系列（JB218377）MM4101214161820222528323540455055637080901001101251401601802002202502803203604004505003）缸筒壁厚的设计下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计41缸筒直接承受压缩流体压力，必须有一定厚度。一般液压缸缸筒壁厚与内径之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式计算632/PDP式中缸筒壁厚，MM液压缸内径，MM实验压力，取PP15P0；P材料为45钢,9MPA代入己知数据，则壁厚为2/PDP6640150915MM取5MM，则缸筒外径为D1405250MM。4）活塞行程的确定由夹具设计中对零件进行装夹的移动距离可知，为了便于工件的装夹，移动V形块所需要的行程为20MM，为了确保液压缸安全工作，取液压缸的工作行程为25MM。5）液压传动原理图拟定由于只有一个工作液压缸，夹紧液压缸的工作行程较小，故可取液压缸的快速前进和快速后退速度相同，因而不需要采用差动连接，并且采用的运动速度不多，因而液压传动原理图相对简单，其传动原理图如图62所示。图62液压传动原理图下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163964264确定液压泵规格和电动机功率及型号641确定液压泵规格1确定理论流量夹紧液压缸最大流量2234313140510/18/MIN4DLQAVSLT式中Q液压缸流量，L/MINA1液压缸作用面积，MM2V流速，M/SD液压缸内径，MML缸的工作行程，MMT时间，S2确定液压泵流量考虑到系统泄露流量与溢流阀的溢流流量，可以取液压泵流量为系统最大理论流量的1113倍。现取12倍值计算，则有Q泵1284260/MINL由于液压系统的工作压力不是很高，液压缸所受负载压力也是很大，功率消耗也不很大。所以选低压齿轮泵。由于系统所需要的是小流量低压力，因此设计中采用低压齿轮泵，根据泵的生产手册，则可选取CBB25为系统的供油泵。CBB25型泵的额定参数如下额定流量为25L/MIN，额定压力为25MPA，额定转速为145RAD/S（1450RPM）。3确定电动机功率及型号首先应分别计算出快进与工进两种不同工况时的功率，取两者较大值作为选择电动机规格的依据。由于在慢进时泵输出的流量减小，泵的效率急剧降低，一般当流量在2050L/MIN范围内时，可取0709，同时还应注意到，为了使所选择的电动机在经过泵的流量特性曲线最大功率点时不致停转，还需要对泵进行校核。本文按泵的功率来选取电动机的功率。电动机功率KWPQN28106512式中N电机功率，KWP额定压力，MPAQ额定流量，L/MIN下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396基于支承套零件工艺及工装设计43按CBB型齿轮泵技术规格，查得的驱动电机功率为13KW，或取功率略大一点的交流电机。现选取电动机型号为JO2224，额定功率为15KW，转速为1410RPM。65确定各类控制阀系统工作压力为15MPA，油泵额定最高压力为25MPA，所以可以选用额定压力大于或等于25MPA的各种元件，其流量按实际情况分别选取。目前中低压系统的液压元件，多按63MPA系列的元件选取。所以可以选取溢流阀的型号为Y25B定位夹紧系统的最大流量为28L/MIN，所以可以选取单向阀型号为I10B换向阀型号为24D10B单向顺序阀型号为XIB10B蓄能器供油量仅作定位夹紧系统在工作台快进、工进与快退时补充泄漏的流量和保持压力用，其补油量极其有限，所以可以按容积最小的规格选取。现选取NXQ06/10I型胶囊式蓄能器，当P15时，其有效补油体积为V007L。滤油器可选用型号为WU25180J的网式滤油器，过滤精度为180UU。压力表可选用Y60型量程63MPA的普通精度等级的量表。选用量程较高的压力表可以避免在系统有压力冲击时经常损坏压力表，但量程选的过大会使观察与调整精度降低。