右轴承座组件工艺及夹具设计（含全套CAD图纸）
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大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)I摘摘 要要本文首先对右轴承座组件零件进行分析，通过对右轴承座组件进行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老协商后，觉得用夹具比较合适。在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了右轴承座组件的机械加工工艺及夹具设计。整个设计的指导思想“简便、高效、经济” 。力求生产处符合要求的产品。关键词：右轴承座组件，加工工艺，夹紧，夹具右轴承座组件，加工工艺，夹紧，夹具大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)IIAbstract This design is a lather to become soon an appropriation for inside pulling out fork spare parts processing craft rules distance and some work prefaces tongs design.This pull out the construction of the fork spare parts than for complicacy, its the place that process is a peaceful in bore primarily.This design processes after processing first the bore.Process with flat surface the clear and definite dividing the line the bore the coarseness processes to process with the nicety the stage to guarantee their process the precise degree.The basis choice to pull out rough basis of conduct and actions of the biggest flat surface of the right in fork, process the in the center in general use bore, then be used as the precise basis with the bore that processed.Processing primarily work preface arrangement is first to process a flat surface with the center bore fixed position with the right side flat surface and below big bore of two flat surface, again with center bore the fixed position processes the big bore that carry down.While processing is to use the boring machine boring bore.Regard these two bores as the basis finally, process the right-hand slot respectively with the thread bottom bore of the a.Whole processes the process chose to use to the drill machine, miller with the boring machine .The tongs chooses to use the appropriation tongs, clipping tight way as to move to clip tight, clip tight and dependable, operation convenience.Therefore produce the efficiency higher, be applicable to the large quantity measures, the flowing water is on-line to process.Can satisfy the design request.Key words: Process the craft，Fixed position，turede tapd，Appropriation tongs大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)III目 录第一章 绪论 .61.1 课题背景 .71.2 夹具的发展史 .81.3 小结 .9第二章 右轴承座组件的加工工艺规程设计 .102.1 零件的分析 .112.1.1 零件的作用 .122.1.2 零件的工艺分析 .132.2 零件的主要技术要求 .13 2.2.1 外圆的精度及位置精度.13 2.2.2 平面的精度及位置精度.13 2.2.3 其他要求 .132.3 工艺规程设计 .142.3.1 选择定位基准 .142.3.2 制定工艺路线 .152.3.3 选择加工设备和工艺设备 .162.3.4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 .172.4 确定切削用量及基本工时 .182.4.1 工序 1：粗铣、精铣底部大端面，保证厚度尺寸 27 到位 .182.4.3 工序 3：沿 70X90 腰孔中心轴线处铣开工件，一分为二 .192.4.4 工序 4：粗铣、精铣右轴承盖上下端面，保证高度尺寸 98 到位 .212.4.5 工序 5：粗、精镗右轴承盖孔至尺寸.2105. 0732.4.6 工序 6：粗、精镗右轴承盖孔至尺寸.2205. 01442.4.7 工序 7：钻、攻右轴承盖上 3-M10 螺纹孔 .232.4.8 工序 8：钻、绞、忽.235252 ,162孔，沉孔深2.4.9 工序 9：钻攻右轴承盖表面 2-M8 螺纹孔，深 15 .242.4.10 工序 10：粗铣、精铣右轴承座主体顶面，保证高度尺寸 239 到位 .242.4.11 工序 11：粗、精镗右轴承座主体孔至尺寸.2505. 0732.4.12 工序 12：粗、精镗右轴承座主体孔至尺寸.2505. 01442.4.13 工序 13：钻、攻右轴承座主体 2-M16 螺纹孔 .272.4.14 工序 14：钻攻右轴承座主体表面 2-M8 螺纹孔，深 15 .29 2.5 本章小结 .29第三章 零件编程 .323.1 车削外圆 .34大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)IV3.1.1 车削右端外圆 .363.1.2 车削左端外圆 .383.2 铣削平面 .403.2.1 铣削左端平面 .45 第四章 结论.47参 考 文 献.48致谢.49 大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)1第一章第一章 绪论绪论1.1 课题背景课题背景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。1.2 夹具的发展史夹具的发展史夹具在其发展的 200 多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。1.3 小结小结一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的轴承座类，杆类工件，大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)2几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的 50%80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)3第二章第二章 右轴承座组件的加工工艺规程设计右轴承座组件的加工工艺规程设计2.1 零件的分析零件的分析2.1.1 零件的作用零件的作用题目所给的零件是右轴承座组件。 它一般用于与传动轴通过轴承连接的场合，主要起到支撑的作用。2.1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析零件的材料为 HT150，灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。以下是右轴承座组件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：(1) 中心圆孔的镗削加工。05. 073,05. 0144(2) 右轴承座组件的顶面和底面的铣削加工。(3) 2-16,2-25 孔的钻、绞、忽削加工。(4) 25X93 顶面台的铣削加工，其与由轴承盖底面有一定的平行度要求。(5)4-M8 螺纹孔的加工以及 3-M10 螺纹孔的加工等等。由上面分析可知，可以先加工右轴承座组件的顶面和底面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此右轴承座组件零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。具体的右轴承座组件右轴承盖的零件图以及右轴承座主体零件图如下： 大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)42.2 确定生产类型确定生产类型已知此右轴承座组件零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2.3 确定毛坯确定毛坯2.3.1 确定毛坯种类确定毛坯种类零件材料为 HT150。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为大批生产，故选择金属型铸造毛坯。大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)52.3.2 确定铸件加工余量及形状确定铸件加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册125 页表 1-4-7，选用各个加工面的铸件机械加工余量均为 2.5mm。2.3.3 绘制铸件零件图绘制铸件零件图图 2.1 零件毛坯图2.4 工艺规程设计工艺规程设计2.4.1 选择定位基准选择定位基准粗基准的选择以零件的下端面为主要的定位粗基准，以底座上表面为辅助粗基准。精基准的选择大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)6考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的通孔为主要的定位精基准，以下端孔为辅助的定位精基准。2.4.2 制定工艺路线制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：表 2.1 工艺路线方案一工序号工序内容工序一粗铣、精铣底部大端面，保证厚度尺寸 27 到位。工序二 沿 70X90 腰孔中心轴线处铣开工件，一分为二工序三粗铣、精铣右轴承盖上下端面，保证高度尺寸 98 到位工序四粗、精镗右轴承盖孔至尺寸05. 073工序五粗、精镗右轴承盖孔至尺寸05. 0144工序六钻、攻右轴承盖上 3-M10 螺纹孔工序七钻、绞、忽5252 ,162孔，沉孔深工序八钻攻右轴承盖表面 2-M8 螺纹孔，深 15工序九粗铣、精铣右轴承座主体顶面，保证高度尺寸 239 到位。工序十粗、精镗右轴承座主体孔至尺寸05. 073工序十一粗、精镗右轴承座主体孔至尺寸05. 0144工序十二钻、攻右轴承座主体 2-M16 螺纹孔工序十三钻攻右轴承座主体表面 2-M8 螺纹孔，深 15表 2.2 工艺路线方案二工序号工序内容工序一粗铣、精铣底部大端面，保证厚度尺寸 27 到位。工序二 沿 70X90 腰孔中心轴线处铣开工件，一分为二工序三粗铣、精铣右轴承盖上下端面，保证高度尺寸 98 到位工序四粗、精镗右轴承盖孔至尺寸05. 073大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)7工序五粗、精镗右轴承盖孔至尺寸05. 0144工序六钻、攻右轴承盖上 3-M10 螺纹孔工序七钻攻右轴承盖表面 2-M8 螺纹孔，深 15工序八钻、绞、忽5252 ,162孔，沉孔深工序九粗铣、精铣右轴承座主体顶面，保证高度尺寸 239 到位。工序十粗、精镗右轴承座主体孔至尺寸05. 073工序十一粗、精镗右轴承座主体孔至尺寸05. 0144工序十二钻、攻右轴承座主体 2-M16 螺纹孔工序十三钻攻右轴承座主体表面 2-M8 螺纹孔，深 15工艺立方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一是加工工序分散，适合流水线生产，缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案二把工件加工工序分得很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且还是大批生产，所以采用方案一比较合适。2.4.3 选择加工设备和工艺设备选择加工设备和工艺设备机床的选择 工序 1、2、3、9 采用 X5032 立式铣床 工序 4、5、10、11 采用 T6113 卧式镗床工序 6、7、8、12、13 采用 Z535 摇臂钻床 选择夹具该右轴承座组件的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。选择刀具在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔，由257H于精度不高，可采用硬质合金铰刀。选择量具加工的孔均采用极限量规。其他大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)8对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。2.4.4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：表 2.3 各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度工序余量工序号工序内容加工余量经济精度工序尺寸表面粗糙度最小最大1粗铣、精铣底部大端面3IT113001.6-0.10.12沿 70X90 腰孔中心轴线处铣开工件，一分为二3IT11206.3-0.10.13粗铣、精铣右轴承盖上下端面IT12981.6-114粗、精镗右轴承盖孔05. 0732.5IT805. 0731.6-0.050.055粗、精镗右轴承盖孔05. 01442.5IT805. 01441.6-0.0060.0066钻、攻右轴承盖上3-M10 螺纹孔2.5IT11M1012.5-0.10.17钻、绞、忽5252 ,162孔，沉孔深2.5IT115252 ,162孔，沉孔深12.5-0.050.058钻攻右轴承盖表面2-M8 螺纹孔，深2.5IT11M812.5-0.20.2大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)9159粗铣、精铣右轴承座主体顶面2.5IT8200X1161.6-0.020.02续表 2.310粗、精镗右轴承座主体孔05. 0732.5IT905. 0731.6-0.10.111粗、精镗右轴承座主体孔05. 01442.5IT905. 01441.6-0.020.0212钻、攻右轴承座主体 2-M16 螺纹孔2.5IT13M1612.5-1113钻攻右轴承座主体表面 2-M8 螺纹孔2.5IT13M812.5-1-12.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时2.5.1 工序工序 1：粗铣、精铣底部大端面，保证厚度尺寸 27 到位 本工序为粗铣、精铣底部大端面的工序，在这里，我们选择铣床 X5032 作为铣削设备，加工刀具选择硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数mmdw40014Z（1）粗铣铣削深度：pammpa5 . 2每齿进给量：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 ，取faZmmaf/25. 0铣削速度：参照实用机械工艺简明手册中表，取VsmV/4机床主轴转速：，取nmin/19140014. 3604100010000rdVnmin/200rn 大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)10实际铣削速度：VsmndV/19. 460100020040014. 310000进给量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0工作台每分进给量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm即700.2/ min3.5/200 / minmmmm rr：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中2.4-81,amma240被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入长度：1lmmaDDl42) 31 ()(5 . 0221刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1机动时间：1jtmin55. 02 .700242341211mjflllt2.5.2 工序工序 2：沿 70X90 腰孔中心轴线处铣开工件，一分为二机床：X5032刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数mmdw40014Z铣开右轴承座组件，一分为二。铣削深度mmap 116每齿进给量：根据机械加工工艺手册表 2.4-73，取fa0.15/famm Z铣削速度：参照机械加工工艺手册表 2.4-81，取V6/Vm s机床主轴转速：，取n010001000 6 60287 /min3.14 400Vnrd 300 /minnr实际铣削速度：V03.14 400 3006.28/10001000 60d nVm s 进给量：fV0.15 14 300/6010.5/ffVa Znmm s工作台每分进给量：mf10.5/630/minmffVmm smm：根据机械加工工艺手册表 2.4-81,amma240被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l16lmm刀具切入长度：1lmmaDDl42) 31 (5 . 0221刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)11机动时间：1jt121164220.095min630jmllltf查参考文献1，表 2.5-45 工步辅助时间为：1.52min2.5.3 工序工序 3：粗铣、精铣右轴承盖上下端面，保证高度尺寸 98 到位本工序为粗粗铣、精铣右轴承盖上下端面，在这里，我们选择机床：数控铣床型号为：XK7132，功率 P=13kw； 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册3.139，刀具数据如下：d=16 20z 225wd 1)铣削进宽度的选择根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册3.127 可知12 这里取 1.5ea 2)铣削每齿进给量的选择查机械制造工艺设计手册表 328 329 可知 0.25 fa 0.5pa 3)铣削速度的选择查机械制造工艺设计手册表 330 可知0.6/36/minvm sm所以：10001000 36190 /min3.14 60vnrd4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 1.415 可知： 1212. .0.25 20 1929601590137251580zzmmfppLTffa z nLllllaDalL 所以，15901.65min960zmLTf5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ：0.830.650.8309.81zzefpFCF aada z大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)12式中：0301.50.2560zefCFaad200.5pza 所以，0.830.650.8309.81zzefpFCF aada z 0.830.650.839.81 30 1.50.25600.5 2093.9N6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 3.28 有 .93.9 363.381310001000F vPkwkw 所以，机床的功率足够；2.5.4 工序工序 4：粗、精镗右轴承盖孔至尺寸05. 073机床：T6113 卧式镗床刀具：硬质合金钢刀具 YG3X (1)粗、精镗孔05. 073粗镗孔05. 073切削深度：pammap2进给量：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中2.4-66，刀杆伸出f长度取，切削深度为。因此确定进给量mm200mm2rmmf/6 . 0切削速度：由实用机械工艺简明手册中 ，可以知道 4-66，取Vmin/15/25. 0msmV机床主轴转速：，取nmin/5 .607914. 315100010000rdVnmin/60rn mm5 .55实际切削速度： VsmndV/25. 0601000607914. 310000即36/ min0.6/60 / minmmmm rr大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)13工作台每分钟进给量：mfmin/36606 . 0mmfnfm被切削层长度 ：lmml19刀具切入长度：1lmmtgtgkalrp4 . 52302)32(1刀具切出长度： 取2lmml532mml42行程次数 ：i1i机动时间：1jtmin79. 013644 . 519211mjflllt精镗孔05. 073切削深度：pammap1进给量：根据切削深度，再由实用机械工艺简明手册中 ，可以知道 4-fmmap166。因此确定进给量rmmf/4 . 0切削速度：由实用机械工艺简明手册中 ，可以知道 4-66，取Vmin/21/35. 0msmV机床主轴转速：，取nmin/6 .838014. 321100010000rdVnmin/84rn 实际切削速度：VsmndV/35. 0601000848014. 310000工作台每分钟进给量：mfmin/6 .33844 . 0mmfnfm被切削层长度 ：lmml19刀具切入长度：1lmmtgtgkalrp4 . 52302)32(1刀具切出长度： 取2lmml532mml42行程次数 ：i1i机动时间：1jtmin85. 016 .3344 . 519211mjflllt大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)142.5.5 工序工序 5：粗、精镗右轴承盖孔至尺寸05. 0144机床：T6113 卧式镗床刀具：硬质合金钢刀具 YG3X (1)粗、精镗孔05. 0144粗镗孔05. 0144切削深度：pammap2进给量：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中2.4-66，刀杆伸出f长度取，切削深度为。因此确定进给量mm200mm2rmmf/6 . 0切削速度：由实用机械工艺简明手册中 ，可以知道 4-66，取Vmin/15/25. 0msmV机床主轴转速：，取nmin/5 .607914. 315100010000rdVnmin/60rn mm5 .55实际切削速度： VsmndV/25. 0601000607914. 310000即36/ min0.6/60 / minmmmm rr工作台每分钟进给量：mfmin/36606 . 0mmfnfm被切削层长度 ：lmml19刀具切入长度：1lmmtgtgkalrp4 . 52302)32(1刀具切出长度： 取2lmml532mml42行程次数 ：i1i机动时间：1jtmin79. 013644 . 519211mjflllt精镗孔05. 0144切削深度：pammap1进给量：根据切削深度，再由实用机械工艺简明手册中 ，可以知道 4-fmmap166。因此确定进给量rmmf/4 . 0大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)15切削速度：由实用机械工艺简明手册中 ，可以知道 4-66，取Vmin/21/35. 0msmV机床主轴转速：，取nmin/6 .838014. 321100010000rdVnmin/84rn 实际切削速度：VsmndV/35. 0601000848014. 310000工作台每分钟进给量：mfmin/6 .33844 . 0mmfnfm被切削层长度 ：lmml19刀具切入长度：1lmmtgtgkalrp4 . 52302)32(1刀具切出长度： 取2lmml532mml42行程次数 ：i1i机动时间：1jtmin85. 016 .3344 . 519211mjflllt2.5.6 工序工序 6：钻、攻右轴承盖上 3-M10 螺纹孔 本工序为钻、攻右轴承盖上 3-M10 螺纹孔，根据实际工况，我们选择机床：Z3050组合钻床，刀具我们选择麻花钻、扩孔钻、铰刀；（1）钻定位孔查机械制造工艺设计手册表，我们知道，切削深度：；pammap5 . 5进给量：根据实用机械工艺简明手册中表 2.4-39，取；frmmf/25. 0切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表 2.4-41，取VsmV/45. 0机床主轴转速：，取nmin/7821114. 36045. 0100010000rdVnmin/500rn 实际切削速度： VsmndV/29. 06010005001114. 310000被切削层长度 ：lmml 87刀具切出长度：2l02l大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)16走刀次数为 1 根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：1jtmin20. 050025. 02 . 520211fnllltj（2）攻 M10 螺纹孔查机械制造工艺设计手册表，我们知道，切削深度：pammap425. 0进给量：根据实用机械工艺简明手册中表 2.4-52，扩通孔f取rmmf/8 . 04 . 0rmmf/6 . 0切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表 2.4-53，取VsmV/3 . 0机床主轴转速：nmin/48485.1114. 3603 . 0100010000rdVn实际切削速度： VsmndV/31. 060100050085.1114. 310000被切削层长度 ：lmml 87刀具切入长度：1lmmctgrctgkdDl65. 3212021126) 21 (201刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：2jtmin2975. 05006 . 025. 287212fnllljt查机械制造工艺设计手册表 342 有所以mrXXdvn/85.2382814. 321100010001 计算切削深度pammdap142/282大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)174)钻削扭矩的计算查机械制造工艺设计手册表 336 有0MCmd xmfym310mmyxmmMC dfk式中225.631.90.8mmmCXy所以1.90.83225.63 220.351034.59 .N m5)计算轴向力查机械制造工艺设计手册表 336 有轴向力.fFXYFFFC dFK式中588.610.8FFFCXY所以，;28.576835. 0286 .588NXXF因零件材料为 HB=150，查机械制造工艺设计手册表 336 有0.60.61500.94190190mFHBKK所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为：34.59 0.9432.52 .5591 0.945255.5MN mFN6)计算切削功率因为304 /min5.1 /nrr s查机械制造工艺设计手册表 336 有35.132102 3.14 35.6510nmPM大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)181.121.5kwkw所以，机床功率足够;2.5.7 工序工序 7：钻、绞、忽5252 ,162孔，沉孔深 本工序为钻、绞、忽，根据实际工况，我们选择机床：5252 ,162孔，沉孔深Z3050 组合钻床，刀具我们选择麻花钻、扩孔钻、铰刀；（1）钻定位孔查机械制造工艺设计手册表，我们知道，切削深度：；pammap5 . 5进给量：根据实用机械工艺简明手册中表 2.4-39，取；frmmf/25. 0切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表 2.4-41，取VsmV/45. 0机床主轴转速：，取nmin/7821114. 36045. 0100010000rdVnmin/500rn 实际切削速度： VsmndV/29. 06010005001114. 310000被切削层长度 ：lmml 87刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1 根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：1jtmin20. 050025. 02 . 520211fnllltj（2）绞孔16查机械制造工艺设计手册表，我们知道，切削深度：pammap425. 0进给量：根据实用机械工艺简明手册中表 2.4-52，扩通孔f取rmmf/8 . 04 . 0rmmf/6 . 0切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表 2.4-53，取VsmV/3 . 0机床主轴转速：nmin/48485.1114. 3603 . 0100010000rdVn大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)19实际切削速度： VsmndV/31. 060100050085.1114. 310000被切削层长度 ：lmml 87刀具切入长度：1lmmctgrctgkdDl65. 3212021126) 21 (201刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：2jtmin2975. 05006 . 025. 287212fnllljt查机械制造工艺设计手册表 342 有所以mrXXdvn/85.2382814. 321100010001 计算切削深度pammdap142/2824)钻削扭矩的计算查机械制造工艺设计手册表 336 有0MCmd xmfym310mmyxmmMC dfk式中225.631.90.8mmmCXy所以1.90.83225.63 220.351034.59 .N m大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)205)计算轴向力查机械制造工艺设计手册表 336 有轴向力.fFXYFFFC dFK式中588.610.8FFFCXY所以，;28.576835. 0286 .588NXXF因零件材料为 HB=150，查机械制造工艺设计手册表 336 有0.60.61500.94190190mFHBKK所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为：34.59 0.9432.52 .5591 0.945255.5MN mFN6)计算切削功率因为304 /min5.1 /nrr s查机械制造工艺设计手册表 336 有35.132102 3.14 35.6510nmPM1.121.5kwkw所以，机床功率足够;2.5.8 工序工序 8：钻攻右轴承盖表面 2-M8 螺纹孔，深 15 本工序为钻攻右轴承盖表面 2-M8 螺纹孔，根据实际工况，我们选择机床：Z3050 组合钻床，刀具我们选择麻花钻、扩孔钻、铰刀；（1）钻定位孔查机械制造工艺设计手册表，我们知道，切削深度：；pammap5 . 5进给量：根据实用机械工艺简明手册中表 2.4-39，取；frmmf/25. 0切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表 2.4-41，取VsmV/45. 0机床主轴转速：，取nmin/7821114. 36045. 0100010000rdVnmin/500rn 大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)21实际切削速度： VsmndV/29. 06010005001114. 310000被切削层长度 ：lmml 87刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1 根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：1jtmin20. 050025. 02 . 520211fnllltj（2）攻 M8 螺纹孔查机械制造工艺设计手册表，我们知道，切削深度：pammap425. 0进给量：根据实用机械工艺简明手册中表 2.4-52，扩通孔f取rmmf/8 . 04 . 0rmmf/6 . 0切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表 2.4-53，取VsmV/3 . 0机床主轴转速：nmin/48485.1114. 3603 . 0100010000rdVn实际切削速度： VsmndV/31. 060100050085.1114. 310000被切削层长度 ：lmml 87刀具切入长度：1lmmctgrctgkdDl65. 3212021126) 21 (201刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：2jtmin2975. 05006 . 025. 287212fnllljt查机械制造工艺设计手册表 342 有所以大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)22mrXXdvn/85.2382814. 321100010001 计算切削深度pammdap142/2824)钻削扭矩的计算查机械制造工艺设计手册表 336 有0MCmd xmfym310mmyxmmMC dfk式中225.631.90.8mmmCXy所以1.90.83225.63 220.351034.59 .N m5)计算轴向力查机械制造工艺设计手册表 336 有轴向力.fFXYFFFC dFK式中588.610.8FFFCXY所以，;28.576835. 0286 .588NXXF因零件材料为 HB=150，查机械制造工艺设计手册表 336 有0.60.61500.94190190mFHBKK所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为：34.59 0.9432.52 .5591 0.945255.5MN mFN6)计算切削功率大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)23因为304 /min5.1 /nrr s查机械制造工艺设计手册表 336 有35.132102 3.14 35.6510nmPM1.121.5kwkw所以，机床功率足够;2.5.9 工序工序 9：粗铣、精铣右轴承座主体顶面，保证高度尺寸 239 到位 本工序为粗铣、精铣右轴承座主体顶面的工序，在这里，我们选择铣床 X5032 作为铣削设备，加工刀具选择硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数mmdw40014Z（1）粗铣铣削深度：pammpa5 . 2每齿进给量：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 ，取faZmmaf/25. 0铣削速度：参照实用机械工艺简明手册中表，取VsmV/4机床主轴转速：，取nmin/19140014. 3604100010000rdVnmin/200rn 实际铣削速度：VsmndV/19. 460100020040014. 310000进给量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0工作台每分进给量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm即700.2/ min3.5/200 / minmmmm rr：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中2.4-81,amma240被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入长度：1lmmaDDl42) 31 ()(5 . 0221刀具切出长度：取2lmml22走刀次数为 1大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)24机动时间：1jtmin55. 02 .700242341211mjflllt2.5.10 工序工序 10：粗、精镗右轴承座主体孔至尺寸05. 073机床：卧式镗床618T刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：5YT切削深度：pa0.5pamm进给量：根据参考文献3表 2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=fmm200Fa。因此确定进给量0.5mm0.15/fmm r切削速度：参照参考文献3表 2.4-9，取V3.18/190.8/minVm sm机床主轴转速：n，取010001000 190.81029.9 /min3.14 59Vnrd1000 /minnr实际切削速度 ，： v3.14 59 10003.09/10001000 60dnvm s工作台每分钟进给量：mf0.15 1000150/minmffnmm被切削层长度 ：l12lmm刀具切入长度：1l10.5(2 3)22.8730pralmmtgktg刀具切出长度： 取2lmml532mml42行程次数 ：i1i机动时间：1jt121122.8740.126min150jmllltf所以该工序总机动工时0.11 0.1260.236minjt 查参考文献1，表 2.5-37 工步辅助时间为：1.86min2.5.11 工序工序 11：粗、精镗右轴承座主体孔至尺寸05. 0144机床：卧式镗床618T刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：5YT切削深度：pa0.5pamm进给量：根据参考文献3表 2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=fmm200Fa。因此确定进给量0.5mm0.15/fmm r切削速度：参照参考文献3表 2.4-9，取V3.18/190.8/minVm sm机床主轴转速：n，取010001000 190.81029.9 /min3.14 59Vnrd1000 /minnr大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)25实际切削速度 ，： v3.14 59 10003.09/10001000 60dnvm s工作台每分钟进给量：mf0.15 1000150/minmffnmm被切削层长度 ：l12lmm刀具切入长度：1l10.5(2 3)22.8730pralmmtgktg刀具切出长度： 取2lmml532mml42行程次数 ：i1i机动时间：1jt121122.8740.126min150jmllltf所以该工序总机动工时0.11 0.1260.236minjt 查参考文献1，表 2.5-37 工步辅助时间为：1.86min2.5.12 工序工序 12：钻、攻右轴承座主体 2-M16 螺纹孔本工序为钻攻右轴承盖表面 2-M8 螺纹孔，根据实际工况，我们选择机床：Z3050 组合钻床，刀具我们选择麻花钻、扩孔钻、铰刀；（1）钻定位孔查机械制造工艺设计手册表，我们知道，切削深度：；pammap5 . 5进给量：根据实用机械工艺简明手册中表 2.4-39，取；frmmf/25. 0切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表 2.4-41，取VsmV/45. 0机床主轴转速：，取nmin/7821114. 36045. 0100010000rdVnmin/500rn 实际切削速度： VsmndV/29. 06010005001114. 310000被切削层长度 ：lmml 87刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1 根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：1jtmin20. 050025. 02 . 520211fnllltj大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)26（2）攻 M16 螺纹孔查机械制造工艺设计手册表，我们知道，切削深度：pammap425. 0进给量：根据实用机械工艺简明手册中表 2.4-52，扩通孔f取rmmf/8 . 04 . 0rmmf/6 . 0切削速度：参照实用机械工艺简明手册中表 2.4-53，取VsmV/3 . 0机床主轴转速：nmin/48485.1114. 3603 . 0100010000rdVn实际切削速度： VsmndV/31. 060100050085.1114. 310000被切削层长度 ：lmml 87刀具切入长度：1lmmctgrctgkdDl65. 3212021126) 21 (201刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1根据切削用量简明手册可知，有一下公式：机动时间：2jtmin2975. 05006 . 025. 287212fnllljt查机械制造工艺设计手册表 342 有所以mrXXdvn/85.2382814. 321100010001 计算切削深度pammdap142/2824)钻削扭矩的计算查机械制造工艺设计手册表 336 有0MCmd xmfym310mmyxmmMC dfk大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)27式中225.631.90.8mmmCXy所以1.90.83225.63 220.351034.59 .N m5)计算轴向力查机械制造工艺设计手册表 336 有轴向力.fFXYFFFC dFK式中588.610.8FFFCXY所以，;28.576835. 0286 .588NXXF因零件材料为 HB=150，查机械制造工艺设计手册表 336 有0.60.61500.94190190mFHBKK所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为：34.59 0.9432.52 .5591 0.945255.5MN mFN6)计算切削功率因为304 /min5.1 /nrr s查机械制造工艺设计手册表 336 有35.132102 3.14 35.6510nmPM1.121.5kwkw所以，机床功率足够;2.5.13 工序工序 13：钻攻右轴承座主体表面 2-M8 螺纹孔，深 15机床：Z535 立式钻床大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)28刀具：7 直柄短麻花钻确定钻削用量确定进给量 根据参考文献2，表 28-10 可查出，查 Z535f0.47 0.57/fmm r表立式钻床说明书，取。0.43/fmm r 根据参考文献2表 28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机1.75/fmm r构允许的轴向力（由机床说明书查出） ，根据参考文献2，表 28-9，允许max15690FN的进给量。1.8/fmm r 由于所选进给量远小于及，故所选可用。ffff确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据参考文献2，表 28-15，vmP由插入法得 ，17/minvm表4732FN表 ，51.69TN M表1.25mPkW表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据参考文献2，由表 28-3，故0.88Mvk0.75lvk 17/min 0.88 0.7511.22(/min)vmm表010001000 11.22/min174.3 /min20.5vmmnrdmm表查 Z535 机床说明书，取。实际切削速度为175 /minnr 020.5175 /min11.26/min10001000d nmmrvm由参考文献2，表 28-5，故1.06MFMTkk 47321.065016()FNN 51.691.0654.8TN mN m校验机床功率 切削功率为mP /)mMMmPPn n k表（ 1.25(195/246) 1.061.05kWkW机床有效功率4.50.813.65EEmPPkWkWP故选择的钻削用量可用。即，020.5dmm0.43/fmm r175 /minnr11.22/minvm相应地，5016FN54.8TN m1.05mPkW切削工时 被切削层长度 ：l32lmm刀具切入长度：1l大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)29 120.5(1 2)12016.922rDlctgkctgmm 刀具切出长度： 取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间：2jt2326.930.56min0.43 175jLtnf查参考文献1，表 2.5-41 工步辅助时间为：1.58min 2.6 本章小结本章小结本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)30第三章第三章 专用夹具设计专用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。在加工此轴承座零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计镗孔夹具、铣面夹具各一套。3.1 镗孔夹具设计镗孔夹具设计3.1.1 问题的提出问题的提出本夹具是用来镗此轴承座中间的孔,零件图中此孔与的孔中心距05. 014405. 073有公差要求。此工序为粗镗、半精镗加工,因此本工序加工时要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,重点是保证加工精度的问题.3.1.2 夹具的设计夹具的设计1）定位基准的选择 由零件图可知和分别在同一轴线上，由于在镗孔之前上平面已经05. 014405. 073进行了铣削加工，所以选择上下两个侧面作为定位基准面，并且以已经2-16 孔作为定位基准来对工件进行定位，限制工件的自由度，这样工件就别限制了自由度，从而达到了定位的目的。2）定位误差的分析工件的工序基准为四边四个侧面定位，本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的移动压板保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与压板中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为:Td=Dmax-Dmin ； 本工序采用两个移动压板，一个 V 型块定位，工件始终靠近定位轴的一面，而定位轴的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位轴正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)31取（中等级）即 ：尺寸偏差为m3 . 080由16机床夹具设计手册可得：1、定位误差（两个垂直平面定位）：当时；侧面定位支承钉离底平面距离90为，侧面高度为；且满足；则：hH2Hh mmtghHgWD0068. 0)(22、夹紧误差 ，由式（2.11）有： cos)(minmaxyyjj其中接触变形位移值： 式（2.16）mmSNcHBKRkmnZHBaZRaZy014. 081. 9)(1mmyjj0128. 0cos、磨损造成的加工误差：通常不超过Mjmm005. 0、夹具相对刀具位置误差：取ADmm01. 0误差总和：mmmmwj35. 00586. 0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。3）切削力及夹紧力的计算 由于两种大小的孔切削力各不相同，因此选择最大孔的切削力为标准。镗刀材料：（硬质合金镗刀）XYG3刀具的几何参数： 60K100s12由参考实用机械工艺简明手册中查表可得：33圆周切削分力公式： 式（3.1）PpCKfaF75. 0795式中 mmap2rmmf/7 . 0 式（3.2）rpspoppkmppKKKKKK查表得： 取 33nmpHBK)150(175HB4 . 0n由表可得参数： 3394. 0pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：)(54.1216NFC大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)32同理：径向切削分力公式 ： 式（3.3）PpPKfaF75. 09 . 0422式中参数： 77. 0pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：)(55.493NFP轴向切削分力公式 ： 式（3.4）PpfKfaF4 . 0373式中参数： 11. 1pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：)(62.763NFf根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： 式（3.5）FKFj安全系数 K 可按下式计算： 式（3.6）6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，见简明机床夹具设计手册表，60 KK13可得：2373. 10 . 10 . 10 . 12 . 10 . 12 . 12 . 1CK 07. 20 . 10 . 10 . 12 . 12 . 12 . 12 . 1PK 16. 20 . 10 . 10 . 12 . 125. 12 . 12 . 1fK所以，由式（3.5）有：)(61.2104NFKFCCj )(65.1021NFKFPPj )(42.1649NFKFffj大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)334）镗套与衬套的设计根据工艺要求此镗孔夹具为镗孔的和 60 孔，所以本次采用的镗套为05. 014416090，镗套用衬套选用 9080。选用镗套如图所示:图 4-2 镗套其结构参数如下表：表 4-1 镗套基本结构参数DdH公称尺寸允差1D2Dh1Cm1mr604575-0.012-0.0279085182540403衬套选用镗套用衬套其结构如图所示：大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)34图 4-3 衬套其机构参数如下表：表 4-2 镗套用衬套结构参数dD公称尺寸允差H公称尺寸允差C 1C75+0.02204585+0.039+0.020315）夹紧元件及动力装置的确定根据设计要求保证夹具一定的先进性且夹紧力并不是很大，所以采取螺旋夹紧装置。大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)35工件在夹具体上安装后，通过推动移动压板将工件夹紧。整个压紧装置大致图如下： 图 4-4 右轴承座镗孔夹具夹紧装置大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)366）夹具设计及操作的简要说明镗孔的夹具，装卸工件时，通过定位轴将工件的工艺孔放入两个定位销中，保证工件的定位，然后将移动压板转移到工件上方，通过压板，将工件夹紧，然后镗杆引导可以对工件进行加工，加工完成后仍然通过将工件取走。 图 4-5 镗孔夹具装配图3.3 铣面夹具设计铣面夹具设计3.3.1 问题的提出问题的提出本夹具主要用来铣右轴承盖 200X116 顶面的夹具。因为位置精度有一定的要求，需要注意表面粗糙度要求，故再本道工序加工时主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。大连工业大学艺术与信息工程学院 2015 届本科生毕业设计(论文)373.2.2 夹具的设计夹具的设计1）定位基准的选择 由零件图可知，在铣削右轴承盖的底面的时候，顶面已经进行了精铣加工，所以选择上下两个侧面作为定位基准面，并以右轴承盖的两个下部侧面作为定位基准来对工件进行定位，限制工件的自由度，这样工件就别限制了自由度，从而达到了定位的目的。2）定位误差的分析工件的工序基准为四边四个侧面定位，本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的移动压板保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与压板中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为:Td=Dmax-Dmin ； 本工序采用两个移动压板，两个圆柱销定位，工件始终靠近定位轴的一面，而定位轴的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位轴正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。取（中等级）即 ：尺寸偏差为m3 . 080由16机床夹具设计手册可得：3、定位误差（两个垂直平面定位）：当时；侧面定位支承钉离底平面距离90为，侧面高度为；且满足；则：hH2Hh mmtghHgWD0068. 0)(24、夹紧误差 ，由式（2.11）有：
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