轴承座加工工艺及工装设计-角铁式车夹具设计（含全套CAD图纸）
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毕业设计开题报告 课题名称 : （楷体， 四号） 二级学院（系） 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 （宋体，四号） 1 本课题的 背景、设计 意义 、可行性分析 （宋体，小四号，行距 ） 做这个凸轮轴的加工工艺的背景、设计意义。如： 根据现企业缺乏机械制造工艺人才的现状，机械工程系将机械制造工艺师作为对学生的培养目标，因而毕业设计的课题设置主要目的是：培养其制订机械加工工艺规程、 设计专用机床夹具的能力。 凸轮轴为常见较特殊的轴类零件，其加工工艺以及工装较为典型，是机加工企业常见工作任务。此课题为降低工人劳动强度、提高企业经济效益，根据调研企业的情况设计相应的加工工艺文件及专用夹具。 通过这一课题，训练学生基本的机械结构设计能力、中等难度的加工工艺编制能力和工艺装备的设计能力，以及制图、机械设计、加工工艺等专业知识的综合运用能力，同时培养学生合作及独立解决问题的能力。 可得性分析：是你对此 零件进行分析，是否有能力或可以制订出有效的加工工艺。 2课题 的主要内容，构思及初步见解 ，拟采用的设计方法与手段，所需材料及设备，经费预算，预期成果等 。 （宋体，小四号，行距 ） 任务的主要内容 ：即任务书上的要求， 构思及初步见解 ： 你对任务的初步分析， 零件的结构特点、技术要求难点。 如何进行设计，或者说从哪些方面去分析完成 ，大致的工作步骤。 拟采用的设计方法与手段： 需采用的手段，如调研、查资料、做实验、和企业合作等等。 3工作进度计划 详细写明周数 、 日期 ，以及每周的工作内容。 （宋体，小四号，行距 ） 4参考文献 参考文献 在说明书（论文）后一般应列出参考文献，将引用的最重要和最关键的那些文献资料标识清楚。正文中应按引用先后顺序在引用参考文献处的文字右上角用阿拉伯数字加 标明， 中数字序号应与 “ 参考文献 ” 中序号一致，公式类引用也可在每一章节题头的右上角，一次性标明本章节公式所引用的参考文献（例： 2， 5， 6， 8）。所引用的文献的主要来源有：专著或书；连续出版物或期刊杂志；会议文献或会议记录、资料汇编；报告；专利。参考文献要求数量充足。 参考文献内容按类别标注示例如下： （ 1）著作图书文献： 示例： 1 孙育才 列单片微机及其应用 M 东南大学出版社 , 2000: 45（ 2）学术刊物文献： 示例： 2 楼梦麟 . 变参数土层的动力特性和地震反应分析 J1997：25(2):155 160. （ 3）报刊 3 丁文祥 . 数字革命与竞争国际化 N20015) . （ 4）网络文献： 4 江 向 东 . 互 联 网 环 境 下 的 信 息 处 理 J/ 情报学报 , 1999,18(2):42000 ，中间用逗号分隔，多于三人的后面加 “ 等 ” 字。 （宋体，小四号，行距 ） 指导教师意见： 指导教师： 年 月 日 二级学院（系） 毕业设计工作委员会 意见： （盖章） 年 月 日 毕业 设计说明书 课题名称 ： 学生姓名 学 号 所在学院 专 业 班 级 指导教师 起讫时间： 年 月 日 年 月 日 浙江 机电职业技术学院毕业 设计说明书 I 课题名称 （ 黑体 ， 三 号 ） 摘 要 （粗黑体，三号） 针对 （宋体，小四号，行距 ） 说明书（论文）摘要简要概括全文的主要内容和观点，一般包含以下内容： 从事这一课题的目的和意义； 课题的主要内容，指明完成了那些工作； 获得的基本结论或成果； 结论或成果的意义。 关键词： 机械设计 ； （ 37 个，中间用分号隔开） 关键词是标示文献关键主题内容，但未经规范处理的主题词。是为了文献标引工作，从论文中选取出来，用以表示全文主要内容信息的单词或术语。一篇论文可选取 3 7 个词作为关键词。 浙江 机电职业技术学院毕业 设计说明书 i 目 录 摘要 . I 第 1 章 绪论 . 1 第 2 章 零件加工工艺制订 . 2 第 5 章 结论 . 7 参考文献 . 8 致谢 . 10 目录应独立成页，包括说明书（论文）中全部章、节的标题和所 在页码，中文摘要的页码以 大写 罗马数字编号。 浙江 机电职业技术学院毕业 设计说明书 1 第 1 章 绪论 （黑体，小二号） 引言 （黑体，四号） 随着 （宋体，小四号，行距 ） 绪论 属于整篇说明书（论文）的引论部分 ，独立编章 。一般应包括：设计的理由、目的、背景、前人的工作和存在的问题，理论依据和训练基础，预期的成果及其在相关领域里的地位、作用和意义。 浙江 机电职业技术学院毕业 设计说明书 2 第 2 章 零件加工工艺制订 （黑体，小二号） （ 说明书设计部分， 一般可先写确定的原则 工艺书 、夹具书上一般都有，再写分析内容，最后写结果。有些文字性的内容可以参考邹青的课程 设计指导书） 零件图分析 （黑体，四号） 宋体，小四号，行距 ） （宋体，小四号，行距 ） 。（ 零件的作用，零件 工艺性分析、结构及技术要求分析 ，也可以用表格形式把各表面的要求按尺寸公差等级、表面粗糙度要求、形位精度等等各类要求写出来） （可以的话，可将零件图粘贴至此部分） 图 2件 图（宋体，五号，居中） 毛坯的确定 。（ 毛坯种类确定，毛坯图绘制 ） 图 2坯图（宋体，五号，居中） 拟定工艺路线 浙江 机电职业技术学院毕业 设计说明书 3 加工方法及方案确定 。（ 说明加工方法选择的原则 见工艺书，并将各表面的加工方法及加工方案例表，对于可以用多种方案加工的表面，可说明各方案的优缺点 ） 定位基准的选择 。（ 说明定位基准的选择原则 见工艺书，并确定加工时的精基准、粗基准 ） 加工阶段、加工顺序安排 。（ 说明加工阶段、加工顺序安排的原则 见工艺书，并说明本工艺加工阶段的划分，以及主要表面加工顺序的安排、热处理、检验等工序的安排 ） 拟定工艺路线 。（根据以上各部分 ，将工艺路线写出来，只用简单的带箭头形式的路线就可以了） 设备及工装的确定 。（说明设备及工装的选择原则，因生产类型是中、大批量，可说明哪些工序是需要用专用夹具的。） 加工工艺文件制订 浙江 机电职业技术学院毕业 设计说明书 4 艺过程卡制订 。（可直接将工艺过程卡粘贴上，） 表 2机械加工工艺过程卡 序卡制订 。（机床刀具夹具选择、切削参数确定等等，可选择 12 个主要工序来写，也可全部写出 ） 浙江 机电职业技术学院毕业 设计说明书 5 第 3 章 夹具设计 （黑体，小二号） 定夹具的类型。 （ 根据工序的加工要求，确定专用夹具的类型，是钻还是铣还是车夹具，此类夹具的特点也可作一些说明 见夹具书相关部分 ）。 位 方案 设计 及元件选择 （确定定位方式，选择定位元件 ，可将总图的定位元件部分截图 ）。 图 3定位方案局部图（宋体，五号，居中） 紧 方案及装置 设计 （确定工件的夹紧方式，选择合适的夹紧装置 ，可将总图的夹紧装置部分截图 ） 刀及导向装置设计 （确定刀具的对刀导向方案，选择合适的对刀元件或导向元件，可将总图的相关部分截图） 具与机床的连接设计 （ 确定夹 具与机床的连接方式 ， ，可将总图的相关部分截图。 指车夹具、铣夹具。钻夹具一般不需要。 ） 浙江 机电职业技术学院毕业 设计说明书 6 确定其它元件和装置的结构形式（如分度装置、靠模装置等，有则有，没有则不用写）。 具体设计 课程设计指导书上有详细说明 具的定位误差分析及夹紧力校核 技术要求及工序精度分析、夹紧力验算 浙江 机电职业技术学院毕业 设计说明书 7 第 5 章 结论 结论应反映 说明书（ 论文 ） 中通过实训、观察研究并经过理论分析后得到的见解。结论应是该说明书（论文）的最终的、总体的结论，一般应包括以下几个方面： 对前人 的成果 作了哪些修正、补充、发展、证实或否 定； 通过训练在哪些能力上得到了提升； 还存在的不足之处或遗留未予解决的问题，以及对解决这些问题的可能的关键点和方法。 浙江 机电职业技术学院毕业 设计说明书 8 参 考 文 献 1 楼梦麟 变参数土层的动力特性和地震反应分析 J同济大学学报， 1997， 25（ 2）：155（期刊文献格式） 2 李刚船用齿轮箱结构设计方法 M北京： 机械工业 出版社， 2007 （ 著作图书 文献格式） （宋体，五号字） 在说明书（论文）后一般应列出参考文献，将引用的最重要和最关键的那些文献资料标识清楚。正文中应按引用先后顺序在引用参考文献处的文字右上角 用阿拉伯数字加 标明， 中数字序号应与 “参考文献 ”中序号一致，公式类引用也可在每一章节题头的右上角，一次性标明本章节公式所引用的参考文献（例： 2， 5， 6， 8）。所引用的文献的主要来源有：专著或书；连续出版物或期刊杂志；会议文献或会议记录、资料汇编；报告；专利。参考文献要求数量充足。 参考文献内容按类别标注示例如下： （ 1）著作图书文献： 示例： 1 孙育才 列单片微机及其应用 M 东南大学出版社 , 2000: 45（ 2）学术刊物文献： 示例： 2 楼梦麟 . 变参数土层的动力特性和地震反应分析 J1997：25(2):155160. （ 3）报刊 3 丁文祥 . 数字革命与竞争国际化 N20015) . （ 4）网络文献： 浙江 机电职业技术学院毕业 设计说明书 9 4 江向东 J/情报学报 , 1999,18(2):42000 ， 中间用逗号分隔，多于三人的后面加 “等 ”字。 浙江 机电职业技术学院毕业 设计说明书 10 致 谢 （可选） 对毕业设计（论文）工作中给以指导和帮助的师生致谢。 附录 对不宜放在正文但对说明毕业设计的工作情况或设计结果有作用的材料（如毕业设计制作的实物图片、外文文献的复印件和中文译文、公式的推导过程、设计计算书、较大型的程序流程图、较长的源程序代码、小幅面图纸、数据表格等），可以编入毕业设计说明书的附录，附录可自编目录，或按附录一、附录二、 的编目方式编入毕业设计说明书的总目录。若附录材料的篇幅较大或与毕业设计说明书同册 装订有困难，亦可按 面独立装订成附录册。附录字数不计入说明书应达到的文字数量。对工程设计类的大幅面图纸，或 按 面折叠装订成图册后收入资料袋。 沈阳理工大学学士学位论文 50 附录 二 ：中文翻译 通过夹具布局设计和夹紧力的优化控制变形 摘 要 工件变形必须控制在数值控制机械加工过程 之中 。夹具布局和夹紧力是 影 响加工变形程度和分布的 两个主要方面 。在 本文提出了一种多目标模型的建立，以减低 变形的 程度 和增加 均匀变形 分布 。有限元方法 应用 于分析变形。遗传算法发展是为了解决优化模型。最后举了一个例子说明，一个令人满意的结果被求得 ， 这是远优于经验之一的。多目标模型可以减少加工变形有效地改善分布状况。 关键词 ：夹具布局；夹紧力； 遗传算法；有限元方法 1 引言 夹具设计在制造工程中是一项重要 的程序。这对于加工精度是至关重要。一个工件应约束在一个带有夹具元件，如定位元件，夹紧装置，以及支撑元件的夹具中加工。定位的位置和夹具的支力，应该从战略的设计，并且适当的夹紧力应适用。该夹具元件可以放在工件表面的任何可选位置。夹紧力必须大到足以进行工件加工。通常情况下，它在很大程度上取决于设计师的经验，选择 该夹具元件的方案 ，并确定夹紧力。因此，不能保证由此产生的解决方案是 某一特定的工件的 最优或接近最优 的方案。 因此，夹具布局和夹紧力优化成为 夹具设计方案的两个主要方面 。 定位和夹紧装置和 夹紧力 的值都应 适当的选择和 计算 ， 使由于夹紧 力 和切削力 产生的工件变形尽量减少和非正式化 。 夹具设计 的目的 是要找到 夹具元件关于工件和最优的夹紧力的 一个最优 布局或方案 。在这篇论文里 ， 多目标优化方法是代表了 夹具布局设计和夹紧力的优化 的方法 。 这个观点是具有两面性的。 一，是尽量减少 加工表面最大的弹性变形 ； 另一个是尽量均匀变形。 件包 是用来计算 工件 由于夹紧力和切削力 下产生的变形。遗传算法是 发达且 直接 的搜索工具箱，并且被应用于 解决优化问题。最后还给出了一个 案例 的 研究 ，以阐述对所提算法 的应用。 沈阳理工大学学士学位论文 51 2 文献回顾 随着优化方法在工业中的广泛运用，近几年 夹具设计优化已获得了更多的利益。夹具设计优化包括夹具布局优化和夹紧力优化。 出了一种 使用刚体模型的夹具 用了一个刚性体模型，为最优夹具布局和最低的夹紧力进行分析和综合。 他提出了基于支持布局优化的程序与计算质量的有限元计算法 。李和 了一个非线性编程方法和一个联络弹性模型解决布局优化问题。两年后， 他们提交了一份 确定关于多钳夹具受到准静态加工力的夹紧力优化的方法。他们还提出了一关于夹 具布置和夹紧力的最优的合成方法，认为工件在加工过程中处于动态。相结合的夹具布局和夹紧力优化程序被提出，其他研究人员用有限元法进行夹具设计与分析。蔡等对 括合成的夹具布局的金属板材大会的理论进行了拓展。 秦等人建立了一个与夹具和工件之间弹性接触的模型作为参考物来优化夹紧力与，以尽量减少工件的位置误差。 交了一份 基于模型的 框架 以 确定所需的最低限度夹紧力，保证了 被夹紧 工件在加工 的动态稳定 。 大部分的上述研究使用的是非线性规划方法，很少有全面的或近全面的最优解决 办法。 所有的夹具布局优化程序必须从一个可行布局开始。 此外，还得到了对这些模型都非常敏感的初步可行夹具布局的解决方案。 夹具优化设计的问题是非线性的，因为目标的功能和设计变量之间没有直接分析的关系。例如加工表面误差和夹具的参数之间（定位、夹具和夹紧力）。 以前的研究表明，遗传算法（ 在解决这类优化问题中是一种有用的技术。吴和陈用遗传算法确定最稳定的静态夹具布局。石川和青山应用遗传算法确定最佳夹紧条件弹性工件。 基于优化夹具布局的遗传算法中使用空间坐标编码。他们还提出了针对主要竞争夹具 优化方法相对有效性的广泛调查的方法和结果。这表明连续遗传算法取得最优质的解决方案。 展了一个夹具布局优化技术，用遗传算法找到夹具布局，尽量减少由于在整个刀具路径的夹紧和切削力造成的加工表面的变形。 定位器和夹具位置被节点号码所指定。 人还提出了一种迭代算法，尽量减少工件在整个切削过程之中由不同的夹具布局和夹紧力造成的弹性变形。 人建成了一个分析模型，认为定位和夹紧装置为同一夹具布局的要素灵活的一部分。 论了混合学习系统用来非 线性有限元分析与支持相结合的人工神经网络（ 和 人工神经网络被用来计算工件的最大弹性变形，遗传算法被用沈阳理工大学学士学位论文 52 来确定最佳锁模力。 议将 迭代算法和人工神经网络结合起来发展夹具设计系统。 迭代算法和有限元分析，在二维工件中找到最佳定位和夹紧位置，并且把碎片 的效果考虑进去。 周等人。提出了基于遗传算法的方法，认为优化夹具布局和夹紧力的同时，一些研究没有考虑为整个刀具路径优化布局。一些研究使用节点数目作为设计参数。 一些研究解决夹具布局或夹紧力优化方法，但不能两者都同时进行。 有几项研究摩擦和 碎 片 考虑进去了。 碎片 的移动和摩擦接触的影响对于实现更为现实和准确的工件夹具布局校核分析来说是不可忽视的。 因此将 碎片 的去除效果和摩擦考虑在内以实现更好的加工精度是必须的。 在这篇论文中，将摩擦和 碎片 移除考虑在内，以达到加工表面在夹紧和切削力下最低程度的变形。 一多目标优化模型被建立了。一个优化的过程中基于 有限元法提交找到最佳的布局和夹具夹紧力。 最后，结果多目标优化模型对低刚度工件而言是比较单一的目标优化方法、经验和方法。 3 多目标优化模型夹具设计 一个可行的夹具布局 必须 满足三限制。 首先，定位和夹紧装置 不能 将 拉伸势力 应用到 工件 ； 第二，库仑摩擦约束必须 施加 在所有夹具 夹具元件 位置必须在候选位置。 为一个问题涉及夹具元件 化问题可以在数学上仿照如下 ： 这里的 工区域在加工当中 其中 沈阳理工大学学士学位论文 53 是 j 的平均值； i 次的接触点； 是静态摩擦系数； 切向力在 i 次的接触 点 ； i)是 i 次的接触点； i 次接触点； 整体过程如图 1 所示， 一要设计一套可行的夹具布局和优化的夹紧力。最大切削力在切削模型和切削力发送到有限元分析模型中被计算出来。优化程序造成一些夹具布局和夹紧力，同时也是被发送到有限元模型中。在有限元分析座内，加工变形下，切削力和夹紧力的计算方法采用有限元方法 。 根据某夹具布局和变形 ， 然后发送给优化程序，以搜索为一优化夹具 方案。 图 1 夹具布局和夹紧力 优化过程 4 夹具布局设计和夹紧力的优化 遗传 算法 遗传算法（ 是基于生物再生产过程的强劲，随机和启发式的优化方法。 基本思路背后的遗传算法是模拟 “生存的优胜劣汰 “的现象。 每一个人口中的候选个体指派一个健身的价值，通过一个功能的调整，以适应特定的问题。 遗传算法，然后进行复制，交叉和变异过程消除不适宜的个人和人口的演进给下一代。 人口足够数目的演变基于这些经营者引起全球健身人口的增加 和优胜个体代表全最好的方法。 遗传算法程序在优化夹具设计时需夹具布局和夹紧力作为设计变量，以生成字符串代表不同的 布置。 字符串相比染色体的自然演变，以及字符串，它和遗传算法寻找最优，是映射到最优的夹具设计计划。在这项研究里，遗传算法和 直接搜索工具箱是被运用的。 沈阳理工大学学士学位论文 54 收敛性遗传算法是被 人口大小 、交叉的概率和概率突变所控制的 。只有当在一个人口中功能最薄弱功能的最优值没有变化时， 到一个预先定义的价值 或有多少几代氮，到达演化的指定数量上限 没有遗传算法停止。 有五个主要因素，遗传算法，编码，健身功能，遗传算子，控制参数和制约因素。 在这篇论文中，这些因素都被选出如 表 1 所列。 表 1 遗传算法参数的选择 由于遗传算法可能产生夹具设计字符串，当受到加工负荷时不完全限制夹具。 这些解决方案被认为是不可行的，且被罚的方法是 用来驱动遗传算法，以实现一个可行的解决办法。 1 夹具设计的计划被认为是不可行的或无约束，如果反应在定位是否定的。在换句话说，它不符合方程（ 2）和（ 3）的限制。 罚的方法基本上包含指定计划的高目标函数值时不可行的 。因此，驱动它在连续迭代算法中的可行区域。 对于约束（ 4） ，当遗传算子产生新个体或此个体已经产生，检查它 们是否符合条件是必要的。 真正的候选区域是那些不包括无效 的区域。在为了简化检查，多边形是用来代表候选区域和无效区域的。 多边形的顶点是用于检查。 “在 功能可被用来帮助检查。 有限元分析 件包是用于 在这方面的研究 有限元分析计算 。 有限元模型是一个考虑摩擦效应的半弹性接触模型，如果材料是假定线弹性。 如图 2 所示，每个位置或支持，是代表三个正交弹簧提供的制约。 图 2 考虑到摩擦的半弹性接触模型 沈阳理工大学学士学位论文 55 在 x ， y 和 z 方向和每个夹具类似，但定位夹紧力在正常的方向。 弹力在自然的方向即所谓自然弹力，其余两个弹力即为 所谓的切向弹力。 接触弹簧刚度可以 根据向赫兹接触理论 计算 如下 ： 随着夹紧力和夹具布局的变化，接触刚度也不同，一个合理的线性逼近的接触刚度可以从适合上述方程的最小二乘法得到。 连续插值，这是用来申请 工件的有限元分析模型的 边界条件 。在图 3中说明了夹具元件的位置，显示为黑色界线。 每个元素的位置被其它四或六最接近的邻近节点 所包围。 图 3 连续插值 这系列节点，如黑色正方形所示，是（ 37， 38， 31和 30 ），（ 9， 10 ， 11 ， 18，17号和 16号）和（ 26， 27 ， 34 ， 41， 40和 33 ）。 这一系列弹簧单元，与这些每一个节点相关联。对任何一套节点，弹簧常数 是： 这里， 弹簧刚度在的 j i 次夹具元件， i 次夹具元件和的 J 弹簧刚度在一次夹具元件位置 , i 是周围的 i 次夹具元素周围的节点数量 为每个加工负荷的一步，适当的边界条件将适用于工件的有限元模型。 在这个 工作里 ，正常的弹簧 约束在这三个方向（ X ， Y ， Z ）的和 在切方向 切向弹簧约束， （ X ， Y ） 。 夹紧力是适用于正常方向（ Z）的夹紧点。整个刀具路径是模拟为每 个夹具设计计划所产生的遗传算法应用的高峰期的 X ， Y ， z 切削力顺序到元曲面，其中刀具通沈阳理工大学学士学位论文 56 行 证。 在这工作中，从刀具路径中欧盟和去除 碎片 已经被考虑进去。在机床改变几何数值过程中，材料被去除，工件的结构刚度也改变。 因此，这是需要考虑 碎片 移除的影响。有限元分析模型，分析与重点的工具运动和碎片 移除使用的元素死亡技术。 在为了计算健身价值，对于给定夹具设计方案，位移存储为每个负载的一步。 那么，最大位移是选定为夹具设计计划的健身价值。 遗传算法的程序和 间的互动实施如下。 定位和夹具的位置以及夹紧力 这些参 数写入到一个文本文件。那个输入批处理文件 件可以读取这些参数和计算加工表面的变形。 因此， 健身价值观，在遗传算法程序，也可以写到当前夹具设计计划的一个文本文件。 当有大量的节点在一个有限元模型时，计算健身价值是很昂贵的。 因此，有必要加快计算遗传算法程序。作为这一代的推移，染色体在人口中取得类似情况。在这项工作中，计算健身价值和 染色体存放在一个 据库。 遗传算法的程序，如果目前的染色体的健身价值已计算之前，先检查；如果不，夹具设计计划发送到 则健身价值观是直接从数据库 中取出。 啮合的工件有限元模型 ，在每一个计算时间保持不变。每计算模型间的差异是边界条件，因此，网状工件的有限元模型可以用来反复 “恢复 ”令 。 5 案例研究 一个关于低刚度工件的铣削夹具设计优化问题 是被显示在前面的论文中，并在以下各节加以表述。 工件的几何形状和性能 工件的几何形状和特点显示在图 4 中，空心工件的材料 是铝 390 与泊松比 71杨氏模量。 外廓尺寸 27件 顶端内壁的三分之一 是经铣削及其刀具轨迹，如 图 4 所示 。 夹具元件中应用到的 材料 泊松比 杨氏模量的220 的合金钢。 沈阳理工大学学士学位论文 57 图 4 空心工件 模拟和加工的运作 举例将工件进行周边铣削，加工参数在表 2 中给出。 基于这些参数，切削力的最高值被作为工件内壁受到的表面载荷而被计算和应用 ，当工件处于 n（切）、 （下径向）和 （下轴） 的切削位置时。 整个刀具路径被 26 个工步所分开，切削力的方向被刀具位置所确定 表 2 加工参数和条件 。 夹具设计方案 夹具在加工过程中夹紧工件的规划如图 5 所示。 图 5 定位和夹紧装置 的可选区域 沈阳理工大学学士学位论文 58 一般来说， 3位原则是夹具设计中常用的。夹具底板限制三个自由度，在侧边控制两个自由度。这里， 在 Y=0面上 使用了 4 个定点（ 14 ），以定位工件并限制 2 自由度；并且在 Y=127相反面上，两个压板（ 2）夹紧工件。 在正交面上，需要一个定位元件限制其余的一个自由度，这在优化模型中是被忽略的。在表 3 中给出了定位加紧点的坐标范围。 表 3 设计变量的约束 由于没有一个简单的一体化程序确定夹紧力，夹紧力很大部分 （ 初始阶段被假设为每一个夹板上作用的力。且从符合例 5的最小二乘法，分别由 07 N/m 和 07 N/m 得到了正常切向刚度。 遗传控制参数和 惩 罚函数 在这个例子中， 用到了 下列参数值： 0, 00和 的惩罚函数是 这里 以被 代表。当 到 6 时， 优化结果 连续优化的收敛过程如图 6所示。且收敛过程的相应功能 （ 1） 和 （ 2） 如图 7、图8 所示。 优化设计方案在表 4 中给出。 沈阳理工大学学士学位论文 59 图 6 夹具布局和夹紧力优化程序 的 收敛性遗传算法 图 7 第一 个 函数值 的收敛 图 8 第二个函数值 的收敛性 表 4 多目标优化模型的结果 表 5 各种夹具设计方案结果进行比较， 结果 的 比较 从单一目标优化和经验设计中得到的夹具设计的设计变量和目标函数值，如表 5所示。 单一目标优化的结果，在论文中引做比较。 在例子中，与经验设计相比较，单一目标优化方法有其优势。 最高 变形减少了 ，均匀变形增强了 。最高夹紧力的值也减少了 。从多目标优化方法和单目标优化方法的比较中可以得出什么呢？最大变形减少了 ，均匀变形量增加了 ，最高夹紧力的值 减少了沈阳理工大学学士学位论文 60 。加工表面沿刀具轨迹 的变形分布如图 9所示。很明显，在三种方法中，多目标优化方法产生的变形分布最均匀。 与结果比较，我们确信 运用最佳定位点分布和最优夹紧力来减少工件的变形。图 10示出了一实例夹具的装配。 图 9 沿刀具轨迹 的变形分布 图 10 夹具配置 实例 6 结论 本文介绍了 基于 有限元 的 夹具布局设计和夹紧力的优化程序 设计。 优化程序是多目标 的： 最大限度地减少加工表面 的 最高变形和最大限度地 均匀 变形 。 健身价值的有限元计算。 对于 夹具设计优化的问题 ， 有限元分析 的结合被证明是一种很有用的方法 。 沈阳理工大学学士学位论文 61 在这项研究中，摩擦的影响和 碎片 移动都被考虑到了。为了减少计算的时间，建立了一个染色体的健身数值的数据库， 且网状工件的有限元模型是优化过程中多次使用的。 传统的夹具设计方法是单一目标优化方法或经验 。此研究结果表 明， 多目标优化方法 比起其他两种方法 更有效地减少变形和均匀变形 。这对于在数控加工中控制加工变形是很有意义的 。 参考文献 1、 S， 1993 年） 自动化装配线上棱柱工件最佳装夹定位生成的理论方法 。 C (1995) 优化机床夹具表现的 荷模型 。 2、 C (1998) 快速支持布局优化 。 , N (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度 。 3、 , N (2001) 夹具夹紧力的优化和其对 工件的定位精度 的影响。 4、 , N (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度 。 5、 , N (2001) 夹具夹紧力的优化 和其对工件定位精度的影响。 6、 , N (2001) 最优夹具设计计算工件动态的影响。 7、 D, S (1987) 灵活装夹系统的有限元分析。 8、 J, R (1991) 运用优化方法在夹具设计中选择支位。 9、 , J, X (1996) 变形金属板材的装夹的原则、算法和模拟。 10、 H, H, L (2005) 夹具装夹方案 的建模和优化设计。 11、 Y, N (2006) 动态稳定装夹中夹紧力最小值的确定。 12、 H, C (1996) 基于遗传算法 的夹具优化配置方法。 13、 , (1996) 借助遗传算法对装夹条件的优化。 14、 , C, , et 2002) 一项关于 空间坐标对 基于遗传算法的夹具优化问题的作用的调查。 15、 , C, , et 2002) 夹具布局优化方法 成效的调查。 16、 , N (2000) 利用遗传算法 优化加工夹具的布局。 17、 , , N (2002) 利用遗传算法 优化夹紧布局和夹紧力。 18、 M, J, Q (2004) 基于遗传算法的柔性装配夹具布局 的 建模与优化 。 沈阳理工大学学士学位论文 62 19、 (2005) 通过一种人工神经网络和遗传算法 混合的系统设计智能夹具。 20、 S, , C (2001) 采用遗传算法 固定装置的概念设计。 21、 (2006) 利用遗传算法 优化加工夹具的定位和夹紧点。 22、 L, H, H (2005) 遗传算法用于优化夹具布局和夹紧力。 23、 , (2003) 碎片 位移和摩擦接触的运用对工件夹具布局的校核。 i & 2 007 /4 007# 007be in of In a to of to of to A to a is to is an in It is to be in a as of be be be on be it on s to to is no or a in of be to is of is to an or of In is is is to of is to of is to of A is to is to of of in a . . *)o. 29, 10016, a of 1. a of 2. a 3. Li a a 4. a a 5. of . A , 8 EM 9 8of et 10 an to to of 11 a of of or of an to is of A) a in 213 A to an 14 to in A of of an of 15. 16 a A to of et 17 an by et 18 up as 19 a EA a of A. NN to 20 to A NN a 21 EM to D et 22 a GA of of as of or of be 23, so it is to to to of of to A is A EM to of is a to be at of be in a n be as 12:; :; s ; j 1; 2; :; n 12 3i 1; 2; :; p 4to at in of j is at is of at i) is i) is of is 1 to to is in is to to EA is a to to on A is to in is a a to A of on to in of A to as to of A to In A is by of Pc)of no of in a a or N, A A, In as A is to is to A to a A is if at it in ). 1 As a to it to A. 4), by or is it is to up In to to of be to is in is As 2, or is by in , Y is to in in be 8 as 65of s at of A be a to is to to EA 2 10 11 12 13 1415 16 17 18 19 20 2122 23 24 25 26 27 2829 30 31 32 33 34 3536 37 38 39 40 41 4243 44 45 46 47 48 493 4 A of nd 5.4 of 00mm/of of 5.4 00 3. as is or by 37, 38,31 0, 9, 10, 11, 18, 17 6 26, 27, 34, 41,40 3. A of to of at it,at of to be to In in X, Y, Z)in X, Y). in Z) at by by , Y, Z 23is of so of it is to EA is to In to a is A as of to a of A be to a is to up A As in In in a GA if s of EA is EA be of a in 16, 18, 22 is in 5 of / / / 0 0 of 4. of is a .3 s 52.4 27 6.2 of an is 4. of is a .3 s 20 is on of . on of as on at ( ( ( is 6 1 毕业设计任务书 课题名称 轴承座 加工工艺及工装设计 课题来源 生产、社会实际 二级学院（系） 机械工程学院 专 业 机械制造与自动化专业 班 级 姓 名 指导教师 起讫时间： 2014 年 3 月 24 日 2014 年 5 月 16 日 2 1 课题内容、明确的技术要求 “ 轴承座 加工工艺及工装设计”这一课题，要求学生通过对 轴承座 零件图及生产纲领的分析，完成零件加工工艺的编制，并完成其中一主要专用夹具的设计。 轴承座 零件 图见附件 2提交成果及具体要求（字数、图量、作品要求、软硬件数量等） 在课程设计期间，通过相关生产企业调研，相关资料及技术手册查询 完成： 1. 轴承座 加工工艺文件，包括加工 工艺过程卡和主要加工工序卡； 2. 轴承座 加工中 车轴承孔工序专用夹具 角铁式车 夹具 设计 ，含全套夹具技术图纸 ； 3. 工艺设计及夹具设计的设计计算说明书 工作量及格式 要求： 1. 独立设计各有特色；分析问题深入全面，考虑问题认真仔细；设计标准规范，图面表达完整清晰；主要图纸可用计算机绘图、但手工绘图量不少于相当于 1 张 纸的图量。 2. 开题报告、设计计算说明书、小结按规范要求撰写。 注：相关规范要求见“毕业设计说明书模板”“毕业综合实践教学资料规范要求”“机械工程学院毕业综合实践要求”。 3 3毕业设计进度计划 起讫日期 工作内容 备 注 第 一 周 第 二 周 第 三 周 第 四 周 第 五周 第 六 周 第 七 周 第 八 周 了解设计任务、熟悉课题、查阅资料、写开题报告； 零件结构和技术要求分析；零件加工工艺分析，拟定加工工艺路线； 编制加工工艺过程卡 、 主要工序工序卡； 拟定夹具 设计方案， 完成 夹具总体设计的夹具各元件选择及结构设计部分； 完成夹具总体设计的相关计算，确定技术要求；论证设计方案，完成草图； 绘制夹具工作图 ； 绘制夹具工作图 ； 撰写说明书 、 毕业设计小结 ； 完善、规范所有资料；完成答辩 ； 4推荐参考文献 1 李益民主编机械制造工艺设计简明手册北京：机械工业出版社， 1994 2 张耀宸主编机械加工工艺设计实用手册 北京：航空工业出版社， 1993 3 杨黎明主编机械零件设计手册 北京：国防工业出版社， 1993 4 徐灏主编机械设计手册 北京：机械工业出版社， 1991 5 李云主编机械制造工艺及设备设计指导手册 北京：机械工业出版社， 1996 4 6 胡家秀主编简明机械零件设计实用手册 北京：机械工业出版社， 1999 7 邹青 机械制造技术基础课程设计指导教程 吉林： 机械工业出版社 ， 2004 8 王光斗 ， 王春福 机床夹具设计手册 上海： 上海科学技术出版社 ， 9 薛源顺 机床夹具设计 北京： 机械工业出版社， 附 零件 图： 批量中批 5 1 毕业 设计说明书 课题名称： 轴承座 加工工艺及工装设计 学生姓名 学 号 所在学院 专 业 班 级 指导教师 起讫时间： 年 月 日 年 月 日 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 I 轴承座加工工艺及工装设计 摘 要 轴承座是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅仅 让内圈转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致（比如电机运转方向），并且保持平衡； ,轴承座的概念就是轴承和箱体的集合体 ,以便于应用 ,这样的好处是可以有更好的配合 ,更方便的使用 ,减少了使用厂家的成本 多种多样 ,通常是一个箱体 ,轴承可以安装在其中。 随着科学技术的不断进步，它在国民经济中占有越来越重要的地位，发展前景十分广阔，尤其是在汽车和电子电器等高速发展的领域。本次课程设计设计的课题就是轴承座的设计，是在学完汽车 制造工艺学后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合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 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 录 摘 要 . I 第 1 章 序言 . 1 械加工工艺概述 . 1 . 1 . 2 . 3 . 3 . 3 . 4 . 5 第 2 章 工艺性分析 . 7 件作用 . 7 件工艺性分析 . 7 第 3 章 工艺规程设计 . 8 件材料 . 8 坯选择 . 8 . 8 寸及公差 . 8 序尺寸及公差的确定 . 9 . 13 . 13 订工艺路线 . 13 械加工余量、工序尺寸及公差 . 15 第 4 章 专用夹具设计 . 18 题的提出 . 18 具的设计 . 18 位基准的选择 . 18 位元件的设计 . 19 削力及夹紧力的计算 . 19 紧元件的设计 . 21 固元件的选择 . 21 具操作说明 . 21 总结 . 22 致谢 . 23 参考文献 . 24 浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 1 第 1 章 序言 械加工工艺概述 机械加工工艺 是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 装配 包装，就是个加工的笼统的流程。 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。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称 工艺规程 。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 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。 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。 浙江机 电职业技术学院毕业设计说明书 2 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。 具概述 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的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和 产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进 步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品浙江机 电职业技术学院毕业设计说明书 3 成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具 中定位和夹紧。 （ 1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。 （ 2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （ 1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速 地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （ 2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般 企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约 4年就要更新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 18%左右。特别是近年来，数控机床（ 加工中心（ 成浙江机 电职业技术学院毕业设计说明书 4 组技术（ 柔性制造系统（ 新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）适用于精密加工的高精度机床夹具。 4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进 一步提高劳动生产率。 6）提高机床夹具的标准化程度。 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5 m；精密心轴的同轴度公差可控制在 1 m 内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，m。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基 本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为2450r/而使切削速度大幅度提高。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要 有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。 标准化 浙江机 电职业技术学院毕业设计说明书 5 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准： 214891 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 计任务 承座机械加工工艺规程设计 加工 30、 35 孔 专用夹具设计 设计要求： （ 1）零件毛坯图 1 张 （ 2）机械加工工艺过程卡片 1 张 （ 3）机械加工主要工序的工序卡片 1 张 （ 4）夹具装配图 1 张 （ 5）夹具零件图 1 张 （ 6）设计说明书 1 份 零件简图：如图 1 名称： 轴承座 生产批量：中批量 材料 :要求设计此工件 的 车轴承孔工序专用夹具 角铁式车夹具设计 ，含全套夹具技术图纸 浙江机 电职业技术学院毕业设计说明书 6 图 1江机 电职业技术学院毕业设计说明书 7 第 2 章 工艺性分析 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。 件工艺性分析 轴承座共有 4组主要加工表面。 1、 以 30 35为中心的加工表面。 这组加工表面包括： 305孔及倒角以及尺寸为 38 30有一个 4 这组加工表面位置要求为： 302、 以 6 这组加工表面包括： 6孔，两个 13孔，两个 9孔，两个 8及与 30 3、 9 这个加工表面的位置要求为： （ 1） 与 30的轴线的平行度误差为 （ 2） 表面平面度误差为 允许中间向材料内凹下），位置度误差为 4、 槽 2 1 浙江机 电职业技术学院毕业设计说明书 8 第 3 章 工艺规程设计 件材料 零件材料为 中碳钢，其强度较高，塑性和韧性尚高，焊接性差。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。 坯选择 由于零件的材料为 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锻毛坯。 模锻加工工艺的几点优势： 由于有模膛引导金属的流动，锻件的形状可以比较复杂； 锻件内部的锻造流线比较完整，从而提高了零件的机械性能和使用寿命。 锻件表面光洁，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锻加工工艺中的锤上模锻。 寸及公差 毛坯的形状 及尺寸如图 3示 浙江机 电职业技术学院毕业设计说明书 9 图 3 序尺寸及公差的确定 （ 1）、 确定轴承座底平面的加工余量及工序尺寸 a)、 轴承座底平面的加工过程如图 3图 3-2 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，并要保证中心线到地面的高度为 30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见表 1 表 3江机 电职业技术学院毕业设计说明书 10 （ 2)、确定轴承座上平面的加工余量及工序尺寸 a)、轴承座上平面的加工过程如图 3 3-3 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 铣上底面的工序偏差。方便铣削，并要间接保证尺寸 15+0，以 及平面 度，侧以下底面为精基准加工两底面。两上底面的加工余量及工序尺寸见表 3 3江机 电职业技术学院毕业设计说明书 11 （ 3）、确定轴承座左右两侧面的加工余量及工序尺寸 a)、轴承座左右两侧平面的加工过程如图 3图 3-4 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 平面的加工余量及工序尺寸见表 3 3江机 电职业技术学院毕业设计说明书 12 （ 4）、确定轴承座前后两端面的加工余量及工序尺寸 a)、轴承座前后端面的加工过程如图 3示 图 3-5 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30的一个精基准，因此在次道工序中以基准加工。下底面为两端面的加工 余量及工序尺寸见表 3 3准的选择 浙江机 电职业技术学院毕业设计说明书 13 对于加工表面较多的零件，按照粗基准的一般选取原则：（ 1）各表面有足够的加工余量；（ 2）对一些重要表面和内表面，应尽量使加工余量分布均匀；（ 3）各加工表面上的总切削量最小。（ 4）尽量以不加工表面为粗基准。结合本零 件的加工情况，选取 9表面位置要求较高，要求加工余量分布尽可能均匀。以此加工轴承底座底面以及其它表面，用平口钳夹持 30 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（ 13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。 订工艺路线 艺路线方案一 工序 1 铸造毛坯 ; 工序 2 检验 ; 工序 3 铣 30 端面 ,以轴承座底面（ 13孔外端面）为定位基准； 工序 4 掉头铣 30端面； 工序 5 铣轴承座底面（ 13孔外端面），以轴承座的底座的上表面（ 9外端面）为定位粗基准； 工序 6 刨槽 2 1 工序 7 铣孔 30侧面、 8侧面； 工序 8 掉头铣孔 30侧面、 8侧面； 工序 9 车孔 30、 35； 工序 10 铣 9 外端面； 工序 11钻孔 9、 8、 6，锪孔 13； 工序 12钻孔 4； 工序 13去毛刺； 浙江机 电职业技术学院毕业设计说明书 14 工序 14检查； 艺路线方案二 工序 1 铸造毛坯 ; 工序 2 检验 ; 工序 3 铣轴 承座底面（ 13孔外端面），以轴承座的底座的上表面（ 9外端面）为定位粗基准； 工 序 4 刨槽 2 1 工序 5 铣孔 30侧面、 8侧面； 工序 6 掉头铣孔 30侧面、 8侧面； 工 序 7 车孔 30、 35及端面； 工序 8 铣 30 端面； 工序 9 掉头铣 30端面； 工序 10 铣 9 外端面； 工序 11钻孔 9、 8、 6，锪孔 13； 工序 12钻孔 4； 工序 13去毛刺； 工序 14检查； 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 :在工序 3先以轴承座底面（ 13孔外端面）为定位粗基准铣30端面 ,不符合粗基准选择的原则，即不了保证加工面与不加工面的位置要求时，应选择不加工面为粗基准。同时也不能保证端面与孔 30 轴线的位置要求。 方案二 ：在工序 7 车孔 30、 35 及端面，然后再铣其端面，这样可以保证其端面与孔 30轴线的位置要求。 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： 工序 1 铸造毛坯； 工序 2 检查；毛坯为精铸件，清理后，退火处理，以消除铸件的内应力及浙江机 电职业技术学院毕业设计说明书 15 改善机械加工性能，在毛坯车间铣削去浇冒口，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工。 工序 3 铣轴承座底面（ 13孔外端面），以轴承座的底座的上表面（ 9外端面）为定位粗基准，选用 工序 4 刨槽 2 1轴承座底面（ 13 孔外端面）为基准，选用 工序 5 铣孔 30侧面、 8侧面，选用 工序 6 掉头铣孔 30侧面、 8侧面，选用 工序 7 车 孔 30、 35及端面以轴承座底面（ 13孔外端面）为基准，选用 工序 8 铣 30 端面，选用 工序 9 掉头铣 30端面，选用 工序 10 铣 9 外端面，选用 工序 11钻孔 9、 8、 6，锪孔 13，选用 工序 12钻孔 4，选用 工序 13去毛刺； 工序 14检查； 械加工余量、工序尺寸及公差 轴承座零件材料为 ，硬度为 30 250，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： 精车 47 内 圆 面 A. 确定被吃刀量： .9 . 确定进给量：根据工艺手册表 8定，选用 f=mm/r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 8用 s=100 m/. 确定主轴主轴转速： v1000931r/据工艺手册表 10 931r/近的机床转速为 700r/ 1000 r/江机 电职业技术学院毕业设计说明书 16 现选 1000r/际 切削速度 07 m/ 计算基本时间：按工艺手册表 8l=12 1l =2 2l =0 mm tb= 精车 47+0.0 内圆 A. 确定被吃刀量： .1 . 确定进给量：根据工艺手册表 8定，选用 f=r，所以选用 f=r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 8用 ss,所以选用 m/s=120m/. 确定主轴主轴转速： v10001117r/据工艺手册表 10 1117r/近的机床转速为 1000r/ 2000 r/选 1000r/际 切削速度 07 m/ 计算基本时间：按工艺手册表 8l=12 1l =2 2l =0 mm tb= 粗 车 42 内 圆 面 A. 确定被吃刀量： .9 . 确定进给量：根据工艺手册表 8定，选用 f=mm/r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 8用 s=100 m/. 确定主轴主轴转速： v1000931r/据工艺手册表 10 931r/近的机床转速为 700r/ 1000 r/选 1000r/际 切削速度 07 m/ 计算基本时间：按工艺手册表 8l=12 1l =2 2l =0 江机 电职业技术学院毕业设计说明书 17 tb= 精车 35 内圆面 A.
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