滚动轴承座SN214零件工艺规程及铣对接面手动夹具设计.doc
滚动轴承座SN214零件工艺规程及铣对接面手动夹具设计（全套设计及CAD图纸）
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外文翻译 译文题目 一种自动化夹具设计方法 原稿题目 A 稿出处 2001)18:784 789 一种自动化夹具设计方法 塞西尔 美国，拉斯克鲁塞斯，新墨西哥州立大学，工业工程系，虚拟企业工程实验室（ 在这片论文里， 描述了一种新的计算机辅助夹具设计方法。对 于一个给定的工件，这种夹具设计方法包含了识别加紧表面和夹紧位置点。通过使用一种定位设计方法去夹紧和支撑工件，并且当机器正在运行的时候，可以根据刀具来正确定位工件。 该论文还给出了自动化夹具设计的详细步骤。 几何推理技术被用来确定可行的夹紧面和位置。要识别所完成工件和定位点就 还 需要一些输入量包括型的技术要求、特征。 关键词：夹紧；夹具设计 1. 动机和目标 夹具设计是连接设计与制造间的一项重要任务。自动化夹具设计和计算机辅助夹具设计开发（夹具 下一代制造系统成功实现目标的关键。在这片论文里， 讨论了一种夹 具设计的方法，这种方法有利于在目前环境下夹具设计的自动化。 夹具设计方法的研究已成为国内多家科研工作的重点。 作者：周在 1中对工件的稳定和总需求约束了双重标准，突出重点的工作。在夹具设计中广泛的运用了人工智能（ 及专家系统。部分 型几何信息也被用于夹具设计。4描述了一个基于规则的专家系统，以确定回转体零件的定位和夹紧。夹紧机制同时用于执行定位和夹紧功能。 其他研究者（如 ， 5,6）分析了切削力钻井机械和建筑模型及其他金属切削加工。 康有为等在 2中定义了装配约束 建模的模块化与夹具元件之间的空间关系。一些研究人员采用模块化夹具设计原则，用以生成 2,7 另一些夹具设计工作者已经报告了 1,3,9,12可以在 21,24中找到夹具设计相关的大量的审查工作。 在第二节中，对夹具设计任务中各种步骤进行了概述。在 第 3 节和第四节中描述了工件的加工过程，要夹紧工件表面，否则将面临工件的全面自动测定。 第5 节讨论了对工件的夹紧点的测定。 2. 夹具设计的整体方法 在本节中，描述了整体夹紧的设计方法。 通常对较理想的位置的那一部分进行夹紧，并减低切削力的影响。 夹紧的位置和 夹具设计中定位的位置是高度相关的。 通常，夹紧和定位可以通过同样的方法来完成。 但是，不明白这两个是夹具设计中不同的方面，可能导致夹具设计的失败。多数人的在规划过程中首先解决定位问题， 这样可以使开发的定位与设计的定位相契合。 不过，整体定位及设计方法不在本文讨论范文内。 除了零件的设计（ 为此夹具设计有待开发 ），公差规格，过程序列，定位点和设计等因素外，还应投入 型到夹具设计方法中。这样的夹具可以夹紧并支撑定位器。指导使用的主要内容应尽量不抵制切割或加工过程和中所涉及的操作。相反，应定位夹具，使切削力在正确的 方向，这将有助于保持在一个特定的部分加工操作安全。通过引导对定位器的切割力量，部分（或工件）被固定，固定定位点，因此不能移动的定位器。 在这里讨论的夹具的设计方法必须在整体夹具设计方法的范围内。在此之前进行定位器 /支撑和夹具设计的初步阶段，涉及到的分析和识别的功能、相关的公差和其他规范是必要的。 根据初步的评估和测定，定位 /支撑设计与夹具设计结果的在此基础上可以同时进行。 本文对所描述夹具设计的方法讨论基于定位器/支撑设计与先前已经确定的假设（包括适当的定位和支持测定一个工件的定位，以及识别和夹具，如 V 元素的支 持面块，基础板，定位销等）。 （ 1） 夹具设计的输入 输入包括对特定产品的设计翼边模型，公差信息，提取的特征，过程顺序和部分在给定的每一个设计的相关特性的加工方向，面向的位置和定位装置，以及加工过程中的各种工序，须出示每个相应的功能。 （ 2）夹具设计的方法 图一是自动化夹具设计主要步骤总结图。 对这些步骤概述如下： 第 1 步：设置配置清单以及相关的 进程 _功能 条目。 第 2 步： 确定方向和夹紧力。 输入必要的加工方向向量 面对 支持力，并确定法向量。 如果加工方向向下（对应的方向向量 0， 0， ，和面的支持向量平行于加工方向，那么， 夹紧力方向平行向下加工方向 0， 0， 如果必需要侧面夹紧并没有可夹紧的地方，那么在其中放置一个夹具夹紧下调，然后边钳方向计算如下。让 助常规的向量代替次要的和三级定位孔。然后，使用夹紧机构夹紧一个方向，例如， 平行于这两个法向量，即，正常向量应分别与每块表面的 量平行。侧面夹紧面应该是一对分别平行于面 平面孔。 第三步：从列表中选出最大有效加工力 。这样能够有效的平衡各加工力。 第四步：利用计算出的最高有效加工力，才能确定用来支撑工件加工的面积的夹具尺寸（例如，一个带夹子可以作为一个夹紧机构使用）。 第五步：确定给定工件的夹紧面。这一步在第 4 步中所述过。 第六步： 该夹具的夹紧面的实际位置自动在第 5 节中确定。考虑接下来的步骤并返回第一步。 3. 判断夹具尺寸 在这项工作中所用到的夹具都来自一个系列。夹具的原理与图二相同。在这一节里，描述了一个自动化夹具。 锁模力所需的有关螺杆的螺纹装置大小或保存到位钳。 夹紧力平衡加工工件使工件保持恰当的位置。 让锁模力为 W 和 螺杆直径为 D。 各种螺丝夹紧力大小，可以按以下方式确定：最初，极限拉伸强度（抗拉强度）和该夹具的材料（供应情况而定）可以从数据检索库检索。各种材料有不同的拉伸强度。该夹具材料的选择，也可直接采用启发式规则进行。例如，如果部分材料是低碳钢，那么钳材料可低碳钢或机器钢。为了确定设计应力，抗拉强度值应除以安全系数（如 4 或 5）。 根区的螺丝格 一个螺丝钳）可以被确定： 锁模力 /设计应力 。随后，螺栓截面全面积可以计算为等于 格 （ 65）， （因为螺丝的地方可能会发生根切面积约为 65螺栓的总面积） 。螺钉 的直径 D 可以被确定等同于（ 4）。另一项涉及可用于方程有关的宽度 B，高度 H 和跨度的钳 L 的螺丝直径为 D（ B， H 和 L 可以为不同的值计算 D）： 4/3 . 4. 判断夹紧表面 确定夹具经常出现的相关参数包括了产品的 型，提取的特征信息，特征尺寸，定位面和定位器的选择。考虑所有潜在的加紧面，如图 3。 最关键的是夹紧表面不应重叠或与该面相交，如图 4 所示。夹紧面积是与工件表面（或触的是一个二维轮廓线段组成的（见图 6）。 利用线段相交测试，可以测定在给定的光子晶体光纤的任何范围内是否可能有接触面夹紧面重叠。 夹紧面的确定可以如下所示： 第 1 步：鉴别平行于二级和三级定位面（ 分别到 远的距离的面。如下所示：（一）鉴别面 面 行 行（二）在 列出面对 面。 （三）通过检查所有 面对 面，确定的面对 面是到 别最远的面，并舍弃所有其他 第 2 步： 鉴别平行面的位置， 除了不相邻的附加面。 最好是选择一个不与其他定位面垂直相邻的面。这一步如下所示： (a) 考虑 表中的 ，获得与每个 垂直或相邻的面然后，在表中插入每个 。 (b) 检查每个 ，并执行以下测试：如果 相邻、垂直于 后从列表中舍弃它并插入 表中。 第 3 步 :确定加紧面都在有效的加紧面上，如下所述夹紧面： 例 1:如果没有条目在列表 ，就使用 的面并继续执行步骤 4。如果任何面发现，垂直于第二，第三位置的面孔 将要面临的是 下次选择可行的夹具。在这种情况下，唯一剩下的选择是重新审视在列表 面。 例 2：如果列表中 目数为 1 时，可行夹紧面为 法向量垂直相邻的相应轴是夹紧轴。 例 3： 如果在列表 数大于 1，确定最大的 紧面再进行步骤 4。 例 4： :夹紧力的方向可以是 1， 0， 0或 0， 1， 0，可以夹紧 的中心位置。 在其他几何位置可确定使用零件几何形状和拓扑信息，这在下一节中描述。 5. 判断夹紧表面上的夹紧点 确定夹紧面后，必须确定实际夹紧位置。输入夹具侧面积，沿着 x， Y， Z和 潜在的夹紧面 向。 容下使用 何获得夹具侧面积： 第一步是确定一个箱体的大小，这是用来测试它是否包含在它里面的任何部分。 相交测试也可以在前面介绍的方法使用。 如果相交测试返回一个负的结果，那么有部分箱体与夹具相交，如图 4 所示。 如果相交测试返回一个正的结果，可以执行下列步骤： 1 划分成更小的矩形大小条（ 1 W）夹框轮廓 (图 5 和图 6)。 2 执行指定与功能配置文件出现在 的零件设计的相交测试。 3 没有功能相交的条形区域，都是可行夹紧区域。如果有一个以上的长方形候选 面， 矩形配置文件，向中沿轴夹紧 点的是夹紧配置文件（夹点）。 如果没有发现配置文件，夹具宽度可减少一半，夹具数可以增加两个。使用这些修改过的夹具尺寸，执行前面描述的特征相交测试。如果此测试也失败了，那么可以用相邻的面作为夹紧面用于执行端夹紧。这面可以重复进行 功能相交测试。 : 输入需要的二维轮廓 用下列方法可以自动确定该配置文件的交集。每一个输入的资料组成一个封闭环。此配置文件测试的步骤如下： (考虑 段中的 L（ i， 1）和 段中的 L（ 2， j）。 (采用 L（ i， 1）线段和 L（ 2， j）线段的相交段。如果边缘相交测试返回一个正值，那么特征面和潜在面相交。如果它返回一个负值，继续执行步骤 3。 （ 复与步骤（ 同的部分或者缓慢走过其余 的 ()段直到的 (j 1) j n1段。 (其余部分边和 的 重复（ （ 骤。 如果特征面与夹紧面重复，线相交测试将决定该事件。相交的边可以进行自动检测两个面是否相互交叉。输入所需的边 接 (和 (和接 (和 (。 方程的可表示为： F(x,y) =0 (1) H(x,y) =0 (2) . 第一步：使用等式（ 1）计算 (用 取代 3;计算(用 取代 4。 第二步：如果 4都与 0不相等，但 4结果相同（ 2在相同的一边），则边 34不相交。如果这样不满足条件，那么进行第三步。 第三步：使用等式（ 2）计算 (接着，计算 (进行第四步。 第四步：如果 2都不等于 0，且 2的结果相同，那么把 2放在相同的一边并输入不相交。如果，这个也不满足条件，那么进行第五步。 第五步：给定相交线段。 这样就完成了测试。考虑如图 7 所示的 一部分样品。将要生产一个盲孔。起初，完成定位设计。 定位器的（或主要定位器）是一个基盘（放在 ）和二级和三级定位器面临 应到定位面 第 4 节中讨论）。 一个辅助定位器也被使用，这是一个 V 型块（对 辅助定位），如图 8 所示。 在前面讨论的夹具设计方法中所述的步骤的基础上，候选面孔（这是平行的，并在从 遥远的距离）是面对 。 没有面孔，这是平行到定位面，但他们不相邻。在这种情况下使用的优先权规则（如步骤 3 第 4 步讨论），剩余的候选面面对的是 。夹具方向向下的 V 型块径向定位器和其他与对工件夹紧底面提供所需位置。 根据第五步选择夹具的位置。如果没有功能发生在面 ，那么也没有必要进行相交测试确定夹具优美加紧。 夹具位置应远离 V 型定位器（这是辅助定位位置）的夹紧面毗邻辅助定位面（这确保了更好的快速夹紧）。最终位置和夹具的设计如图 8 所示。 本文讨论的方法，毫不逊色于其他夹具设计文献中讨论的方法。本文所讨论的方法的独特性是零件的夹紧面的几何形状，拓扑和功能发生了被加工为基础的系统鉴定。 其他方法都没有利用了定位器的位置，该方法使用定位器在对持有一级，二级和三级定位器加 工的工件。这种方法的另一个好处是在可行的候选面上确定在面上用夹具面交点测试（如前所述），并迅速和有效地确定潜在的下游过程中可能出现问题，夹紧和加工的功能检测。 6. 总结 在这篇论文中，对在一个夹具设计方法的总体框架内进行了夹具设计方面的讨论。 设计定位器，规范零件设计，和其他相关被用来确定夹紧面和夹紧方向。并讨论了各种自动化步骤。 2001) 18:784789 2001 an in of on a be in a to to AD is an is an of to of In a in of of 1 on of of as in 2,3. a to a to is to . 8003, et 5,6) et 2to to 2,711. 1,3,9,1223. An of be 21,24, in of to a , of or on a of on a is to to of in be to of in a is of of to be to is to is to to a be in in a By 85or is so be of a of is on of in is on of on as as of of of in to in of 1. An of . Ui in 20841 . of .,of 0, 0, 1), of is to of is to 0, 0, 1. If is no at to a a is sv tv be of by a as a be to of of in be to sv be a of to sv . i = 1,.,n). E be . of E, of to be to 1. be a as a . on a be as . of on is in an as U(i + 1) to of to of to as A is on as of 2). In of a is is to of in to be d. of be in of of on a of if is be . 2. or To TS be by a ). 1 of a be S. A be as 65%)(of 5% of of d be by A ). be , of to d (B, H, be of d): 4/3 of to AD of on a CF as 3. be is on as is in is a 2D of 6). By it be of on of be as 3. 4. . to at is as a) is to is to b) in c) By . is to to It is a to a be a) in CF to in b) f is to it CF it in . on as a). If no in in CF to . If to to be is to in b). If of in , is of is c). If of in is ,to . on of is + )1, 0, 0 (+ ) 0, 1, 0, of of be is 875. of of a on be x,y, z, F. as in g) F as is to a is it be If a no as 4. If a be . 1 w) ( )on F 6. of no If is of F is If no i be be by of to on If to CF be as be D 1 2. of be i of a of in as a (i,1) 1 (2, j)(i,1) (2, j), of be If a If it a to .(or ) (j+1) j = n1 2.(12, . .,in of be to 12 34 12 be (x,y) = 0 (1)34 (x,y) = 0 (2). q. (1) F(by y3 x y F(by x4 y4 x . If r3 is , r4 is , of r3 r4 (r1 on 12 34 do is 3) is . q. (2), H( G(to . If r1 is to r2 is to of r1 r2 , r2 . 7. to do if is to . do 7. be a or is f6 to An is is a f3 8. on in 8. at no to to in as in ), is is of is on . As no is no of be is as is in in of is of on of to be of to of of on of of in a in to Y. C. V. . “A of 111(4), 299306, Y. Y. . “fixtureassem 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 滚动轴承座 件名称 滚动轴承座 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 140 铣 对接平面 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣 床 52 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/m/mm/动 辅助 1 铣 轴承座 对接面 铣夹具，量具，铣刀 1000 300 100 27 1 10 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片 产品型号 滚动轴承座 件图号 滚动轴承座 产品名称 滚动轴承座 件名称 滚动轴承座 1 页 第 1 页 材料牌号 坯种 类 铸造 毛坯外型尺寸 每毛坯可制作件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 车 间 工 段 设 备 工艺装备 工 时 准终 单件 10 铸造 铸造毛坯 铸造车间 一 20 热处理 人工时效 铸造车间 一 30 油漆 喷漆处理 铸造车间 一 40 粗铣 夹轴承孔两侧 面 ，粗铣轴承 座 下盖 底面，注意尺寸 80表面粗糙度，留 1工余量 机加工 二 床 铣夹具，量具，铣刀 10 10 50 精铣 夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承 下盖 底面，注意尺寸 80表面粗糙度，留 削加工余量 机加工 二 床 铣夹具，量具，铣刀 15 15 60 铣削 以已加工底面定位基准，在轴承孔处压紧，铣轴承座 上下盖对接面，铣 下盖 底部长条形孔凸台面机加工 二 床 铣夹具，量具，铣刀 13 13 70 磨削 磨削底面，达到规定粗糙度要求 机加工 二 磨床 床夹具，砂轮 10 10 80 钻孔 钻 下盖 底面 长条形螺栓孔 底孔 机加工 二 床 钻夹具，钻头 13 13 90 钻孔 钻 上盖顶面螺栓固定孔 23 机加工 二 床 钻夹具，钻头 13 13 100 钻孔 攻丝 钻 下盖 2纹孔底孔，并进行攻丝 机加工 二 床 钻夹具，钻头 10 10 110 两件合并 上盖、下盖 两件合并 ，用螺丝拧紧 120 铣削 铣削轴承孔前 端面 机加工 二 床 铣夹具，量具，铣刀 13 13 130 铣削 铣削轴承孔后端面 机加工 二 床 铣夹具，量具，铣刀 10 10 140 粗镗 以已加工底面及 长条形螺栓孔 底孔为定位基准， 粗镗 轴承座中心孔机加工 二 床 镗夹具，镗刀 15 15 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 描图 描校 底图号 装订号 机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片 产品型号 滚动轴承座 件图号 滚动轴承座 产品名称 滚动轴承座 件名称 滚动轴承座 1 页 第 1 页 材料牌号 坯种类 铸造 毛坯外型尺寸 每毛坯可制作件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名 称 工序内容 车 间 工 段 设 备 工艺装备 工 时 准终 单件 150 半精镗 以已加工底面及 长条形螺栓孔 底孔为定位基准，半精镗轴承座中 心孔机加工 二 床 镗夹具，镗刀 15 15 160 精镗 以已加工底面及 长条形螺栓孔 底孔为定位基准，精镗轴承座中心孔机加工 二 床 镗夹具，镗刀 15 15 170 铣 铣位于下盖 长条形螺栓孔 机加工 二 床 铣夹具，量具，铣刀 10 10 180 去毛刺 钳工去毛刺 机加工 二 190 终检 入库 按图样要求检验 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 描图 描校 底图号 装订号 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 X 大学 课程设计论文 滚动轴承座 件工艺规程及铣对接面手动夹具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 要 本文是对 滚动轴承座 件 加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对填料箱盖零件的两道工序的加工设计了专用夹具 . 机 床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本 论文夹具 设计的主要内容是 设计 铣对接面手动夹具设计 。 关键词： 滚动轴承座 工工艺，加工方法，工艺文件，夹具 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 买后包含有 纸和论文 ,咨询 录 摘 要 1 第 1章 绪论 8 题研究的意义及现状 8 题主要研究内容 9 究方法和手段 9 究目标 9 案可行性分析 9 第 2章 零件的分析 10 件的作用 10 件的工艺分析 10 第 3章 滚动轴承座 工工艺规程设计 11 坯的选择及铸造方法 11 准的选择 11 基准的选择 11 基准的选择 12 承座加工主要工序安排 12 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 13 定切削用量及基本工时（机动时间） 14 间定额计算及生产安排 20 第 4 章 加工对接平面手动夹具设计 25 具的分类和作用 25 件在夹具中的定位 26 具的组成 28 具设 计 29 位基准的选择 29 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 切削力及夹紧力的计算 30 位误差的分析 32 具设计及操作的简要说明 33 总 结 34 参考文献 35 致 谢 36 4 5 6 7 8 第 1 章 绪论 题研究的意义及现状 轴承座是用来支撑轴承的部件，是轴承与箱体的集合体，轴承座主要是与轴承配套使用，轴承外圈与轴承座采用过盈配合，轴承座起一定的支撑作用。本课题研究了轴承座的加工工艺的全过程，但主要是设计加工轴座底座四孔的多轴头设计。 当前，我国中小零部件机械产业正处于稳步发展的成熟期，国外进口设备一统 天下的局面已经结束，国产零部件机械已经成为主力。主要表现如下： 一、国产机械的技术水平已接近或达到世界先进水平，大规模靠引进技术发展的时代已经结束，吸收、学习国外先进技术的渠道和方法大为增强，自身开发能力大大提升，大型机械开发周期一般不超过一年。 二、行业格局发生很大变化。一是国外著名的机械企业纷纷在中国建厂，改变了机械生产企业的结构。它们在机械方面具有雄厚的技术和经济实力，代表着世界领先水平，今后将对中国机械行业的生产格局产生深远影响。其在产品开发、制造及知识产权保护等许多方面给中国企业提供了学习机 会。二是国内著名大企业成功介入机械产品的生产，并向多品种方向发展，凭借大厂在经验、技术、经济、制造方面的实力，其机械产品在销售市场上已经占据了主导地位。这些变化，极大增强了我国机械行业的实力，对中小企业的发展也有很大影响。 三、一批民营中小企业迅速成长壮大，规模和技术实力大增。尚存问题有待解决 。在看到我国零部件机械行业获得长足发展的同时，一些潜在的问题也不容忽视。首先，我国多数机械企业规模偏小，抵抗风险能力有限，回款率低，流动资金不足。其次，也如同其他产品一样，我国零部件机械存在着科技投入不足、创新能力 偏低等问题。对基本研发的投入很少，采用挖人才、“偷”技术的方式很普遍。所以各家的产品都是大同小异，很少有标志性的技术，原始创新很少。第三，零部件机械厂家正面临着水、电、钢材等原材料持续上涨的压力，利润损失较大，不利于进一步扩大生产。第四，对出口欧洲、美国等发达国家和地区的产品，由于不熟悉其市场准入和标准，经常遭遇“专利门槛”问题，对产品出口产生不利影响。 认清趋势促进发展。针对上述问题，相关企业要重视创新，主动加大科技投入；树立尊重知识、保护知识产权的法律意识；企业对技术骨干要有留人和防挖办法；可在市场接受 的范围内，适当进行涨价，以促进生产发展。 9 题主要研究内容 轴承座零件的分析包括：零件用途、安装使用、零件图的加工工艺、材料毛坯以及技术要求等的分析。确定加工方法，填写加工工艺过程。 1、依据国家有关标准， 2562开式四螺柱正滑动轴承座 型式与尺寸，2564动轴承座 技术条件等，根据需要标注轴承座装配图的尺寸公差、形位公差等； 2、根据轴承座的装配图，画出轴承座上盖和底座的零件图。根据需要标注零件表面的尺寸公差、形位公差和粗糙度等； 3、综合运用所学 知识，参考有关资料，按 大 批生产，安排产品的加工工艺；设计加工 轴承孔 夹 具 。 究方法和手段 （ 1）调研、消化原始资料； 收集整理有关机械零件设计、装配工艺、机械加工工艺、制造技术等有关资料，供设计时使用；消化零件制件图，了解零件的用途，分析零件的工艺性、尺寸精度等技术要求；分析工艺资料，了解所用材料性能、零件特性以及工艺参数。 （ 2）完成轴承座的零件图及装配图； （ 3）确定工艺方案，制定加工工艺文件； （ 4）设计加工轴承孔 夹 具 ； （ 5）完成零件图及多轴头装配图的制作。 究目标 通过课题的设计锻 炼和培养自己的工艺文件的编制能力，熟悉常用材料的使用性能，正确选用材料；掌握夹具设计的基本方法和机械零部件设计的基本程序和方法；掌握机械加工工艺的制定过程，对一般的制造过程和方法有初步的了解，了解常用的零部件设计软件，并能熟练运用二维及三维软件进行设计。定的机械加工工艺所加工的产品能达到图纸的各项技术要求。使自己在大学四年所学的知识得到全面总结和巩固，对以前所学的知识得以温故而知新，更好的掌握学过的知识，为将来的工作奠定一个良好基础。 案可行性分析 1）查阅相关文献，搜集有关资料。 2）了解轴承座的 结构以及工作原理的了解，并了解 夹具 的结构； 3) 通过老师指导 ,同学讨论确定方案。 4）根据国家有关标准，设计产品 10 第 2 章 零件的分析 件的作用 题目给出的零件是 轴承座 。 轴承座 的主要作用 是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证部件 正确安装。因此 滚动轴承座 件 的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精 度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。 件的工艺分析 由 滚动轴承座 件 图可知。 轴承座是一个滚动轴承座 件 ，它的外表面上有 4个平面需要进行加工。 支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （ 1）以 底 面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括： 底 面的 底 削加工；其中顶面有表面粗糙度要求为 （ 2）以的支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括： 2 个前后端面。 （ 3） 以 顶面 为主要加工平面的加工面。 11 第 3 章 滚动轴承座 件的 加工工艺规程设计 坯的选择及铸造方法 选择毛坯时候应该考虑一下几点因素： (1)零件的力学性能要求：相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力学性能有所不同。离心浇注的铸件、压力浇注的铸件、金属型浇注的铸件、砂型浇筑的铸件，其力学性能一次递减。 (2)零件的结构形状和外廓尺寸：直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料，相差较大时宜采用锻件；形状复杂、力学性能要求不高可采用铸钢件，形状复杂和薄壁的毛坯不宜采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯不宜采用模锻、压铸和精铸，多采用砂型铸造和自由锻造；外形复杂的小零件宜采用精密锻造方法，以避免机械加工。 (3)生产纲领和批量：生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯 制造方法，生产纲领小时宜采用设备投资小的毛坯制造方法。 (4)现场生产条件要求：现场生产条件和发展应经过技术经济分析和论证。 经过分析考虑，零件材料选取 于零件结构一般，生产类型为中、小批生产，在机床运行过程中所受冲击不大，力学性能要求不高，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，零件属于中批生产，零件的轮廓尺寸不大，根据参考文献 8中表 3择金属型浇注铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第 41页表 用铸件尺寸公差等级为 9 级 证产品质量有 帮助。此外为消除残余应力还应安排人工时效。 准的选择 定位选择是工艺规程设计中重要的工作之一，定位选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法进行。 基准的选择 选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。 (1)加工轴承座上盖时应选择上盖螺栓孔的上表面为粗基准，加工上盖分合面。我选择粗基准的根据如下：选择上盖螺栓孔的上表面为基准， 能保证轴承座上盖其他表面加工余量小二均匀，符合选择重要表面为粗基准的原则；轴承座上盖只有螺栓孔上表面不需要进行加工，符合选择不加工表面为粗基准的原则；制造毛坯的时候上表面的加工余 12 量留的最少，符合选择加工余量量最小的表面为粗基准的原则；上表面能满足方便定位、加紧的需求，符合选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准的原则；螺栓孔上表面只用一次，加工出精基准面就不需要使用，符合粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次的原则。 (2)按照粗基准的选择原则，同理我们可以选择出轴承座底座的底孔的上表面为粗基准，加工底座的 底面。 基准的选择 精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。 (1)选择上盖的分合面为精基准，加工上盖端面和油杯螺纹孔的上表面。我选择精基准的根据如下：精基准的以“基准重合”、“基准统一”、“自为基准”、“互为基准”为选择原则，并且需要保证工件定位精准、加紧可靠、操作方便。选择上盖的分合面为精基准可以简化操作，能够准确定位，加紧可靠，满足加工表面对设计基准的相对位置精度要求，方便加工其他表面。 (2)按照精基准的选择原则，选择轴承座底座的底面为精基准，加工底座的端 面及内孔分合面。 (3)按照精基准的选择原则，选择轴承座的底面与为精基准，加工轴承座的内孔。 承座 加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。 轴承座 加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到 轴承座 加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺 纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于 轴承座 ，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 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 13 根据以上分析过程，现将 轴承座 加工工艺路线确定如下： 工艺路线 ： 10 铸造 铸造毛坯 20 热处理 人工时效 30 油漆 喷漆处理 40 粗铣 夹轴承孔两侧面，粗铣轴承座下盖底面，注意尺寸 80表面粗糙度，留 1加工余量 50 精铣 夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承下盖底面，注意尺寸 80表面粗糙度，留 削加工余量 60 铣削 以已加工底面定位基准，在轴承孔处压紧，铣轴承座上下盖对接面，铣下盖底部长条形孔凸台面 70 磨削 磨削底面，达到规定粗糙度要求 80 钻孔 钻下盖底面长条形螺栓孔底孔 90 钻孔 钻上盖顶面螺栓固定孔 23 100 钻孔攻丝 钻下盖 2纹孔底孔，并进行攻丝 110 两件合并 上盖、下盖两件合并，用螺丝拧紧 120 铣削 铣削轴承孔前端面 130 铣削 铣削轴承孔后端面 140 粗镗 以已加工底面及长条形螺栓孔底孔为定位基准 ，粗镗轴承座中心孔 150 半精镗 以已加工底面及长条形螺栓孔底孔为定位 基准，半精镗轴承座中心孔 160 精镗 以已加工底面及长条形螺栓孔底孔为定位基准，精镗轴承座中心孔 170 铣 铣位于下盖长条形螺栓孔 180 去毛刺 钳工去毛刺 190 终检 入库 按图样要求检验 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 轴承座 ”零件材料采用灰铸铁制造。材料为 度 170 241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。 （ 1） 顶面的加工余量。 根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 14 粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 余量值规定 为 现取 表 铣平面时厚度偏差取 。 精铣：参照机械加工工艺手册表 余量值规定为 （ 3） 底 面孔 0 ， 毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表 确定其工序尺寸及加工余量为： 毛坯为实心 （ 4） 前后端面加工余量。 根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣 、半精铣、精铣加工。各工序余量如下： 粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 加工余量规定为 现取 半精铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷，其加工余量值取为 精铣：参照机械加工工艺手册，其加工余量取为 铸件毛坯的基本尺寸为 ，根据机械加工工艺手册件 尺寸公差等级选用 查表 得铸件尺寸公差为 毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表 确定螺孔加工余量为： 定切削用量及基本工时（机动时间） 工序 40、 50：粗、精铣 轴承座底面 机床：铣床 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 10 （ 1） 粗铣 轴承座底面 粗铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸 70面粗糙度，留 1 加工余量 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 4 机床主轴转速 n ： m 0410001000 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m a：根据机械加工工艺手册表 40 15 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj （ 2） 精铣 轴承座底面 精铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸 70表面粗 糙度，留 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 6 机床主轴转速 n ： m 8 84 0 061 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量 m 30/被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ：精铣时 001 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间2mj 本工序机动时间 m 工序 2： 以已加工底面定位基准，在轴承孔处压紧，铣轴承座螺丝固定表面 。 机床：铣床 具：硬质 合金可转位端铣刀（面铣刀），材料： 15 100D ，齿数 5Z ，此为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=3以铣削深度m=316 精铣该平面的单边余量： Z=削深度齿进给量据参考文献 3表 73，取 0 /fa m m Z：根据参考文献3表 81，取铣削速度 V m s 每齿进给量据参考文献 3表 73，取 据参考文 献 3表 81，取铣削速度 V m s 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 4 7 6 0 4 7 1 . 9 7 / m i 1 4 1 0 0 按照参考文献 3表 74，取 4 7 5 / m 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 4 7 5 2 . 4 9 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 1 8 5 4 7 5 / 6 0 7 . 1 2 /a Z n m m s 工作台每分进给量7 . 1 2 / 4 2 7 . 5 / m i m m s m m a：根据参考文献 3表 81,取 0切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 141l ， 68l 刀具切入长度 1l ： 221 0 . 5 ( ) (1 3 )l D D a 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 6 0 ) ( 1 3 ) 1 2 刀具切出长度2l：取 2 走刀次数为 1 机动时间121 1 4 1 1 2 2 0 . 3 6 m i 7 . 5l lt f 机动时间 1 121 6 8 1 2 2 0 . 1 9 m i 7 . 5l lt f 所以该工序总机动时间 11 0 . 5 5 m i nj j jt t t 工序 80：粗、精铣 轴承座左侧表面 机床： 铣床 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 10 （ 1）粗铣 17 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 4 机床主轴转速 n ： m 0410001000 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m a：根据机械加工工艺手册表 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj （ 2）精铣 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 6 机床主轴转速 n ： m 8 84 0 061 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量 m 30/被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ：精铣时 001 刀具 切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 18 机动时间2mj 本工序机动时间 m 工序 90：钻 钻底面 定位销孔 机床：组合钻床 刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀 切削深度进给量 f ：根据机械加工工艺手册表 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 机床主轴转速 n ： m n ，取 00 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 0 刀具切入长度 1l ： t gc t g 1(21 刀具切出长度 2l ： 02 l 走刀次数为 1 机动时间m fn ：粗铣 左 两侧面 机床：组合铣床 刀具：硬质合金端铣刀 质合金 立铣刀 1） 粗铣两侧面 铣刀直径 20，齿数 12Z 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 3 机床主轴转速 n ： m 0310001000 0 n ，取 50 实际铣削速度 V ： 19 进给量工作台每分进给量m 50/5.7 a：根据机械加工工艺手册表 92被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 40 刀具切入长度 1l ： 4)31(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj 工序 100： 钻顶面 2 螺栓固定孔 12 钻孔选用机床为 臂机床，刀具选用 柄短麻花钻，机械加工工艺手册第 2 卷。 根据机械加工工艺手册第 2 卷表 得钻头直径小于 10钻孔进给量为 则取 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2 卷表 削速度计算公式为 m 3 查得参数为 , 刀具耐用度 T=35则 v = =1.6 所以 n = =72 选取 所以实际切削速度为 1000 v =确定切削时间（一个孔） t = 28 20 工序 220： 钻孔轴承座下半部分 2纹孔 机床：组合攻丝机 刀具：钒钢机动丝锥 2纹孔 螺孔攻丝 进给量 f ：由于其螺距 ,因此进给量 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 m 48.0 机床主轴转速 n ： m 001 0 00 0 n ，取 50 丝锥回转转速0n：取 50 实际切削速度 V ： 被切削层长度 l ： 1 刀具切入长度 1l ： 3)31(1 刀具切出长度 2l ： 02 l （盲孔 ） 机动时间1m fn 间定额计算及生产安排 根据设计任务要求，该的年产量为 10 万件。一年以 240 个工作日计算，每天的产量应不低于 417 件。设每天的产量为 420 件。再以每天 8 小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于 参照机械加工工艺手册表 械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： %)1)( （大量生产时 0/ 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： %)1)( 其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 k 布置工 作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 工序 1：粗、精铣顶面 机动时间1 辅助时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则m k ：根据机械加工工艺手册表 13k 单间时间定额 m 131)()1)( 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， dd 即能满足生产要求 工序 2：钻顶面孔、铰定位孔 机动时间照 机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则m k ：根据机械加工工艺手册表 k 单间时间定额 m i i )1)( 因此布置一台机床即能满足生产 要求。 工序 4：钻两侧面孔 机动时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则m k ：根据机械加工工艺手册表 k 单间时间定额 m i i )1)( 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序 5：粗铣前后端面 机动时间2 辅助时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取 装卸工件时间为 则m k ：根据机械加工工艺手册表 13k 单间时间定额 m 131)()1)( 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序 6：半精铣前后端面 机动时间时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则m k ：根据机械加工工艺手册表 13k 单间时间定额 m 131)()1)( 因此布置一台机床即能满足生产要求。 工序 9：粗镗前后端面支承孔 机动时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则m k ：根据机械加工工艺手册表 k 单间时间定额 m i i )1)( 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， dd 即能满足生产要求 工序 11：精镗支承孔 机动时间3 辅助时间照机械加工工艺手册表 工步辅助时间为 由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为 则m k ：根据机械加工工艺手册表 k 单间时间定额 m i i )1)( 因此应布置两台 机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床
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