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角形
轴承
75
端面
夹具
设计
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角形轴承座铣75×75端面夹具设计,角形,轴承,75,端面,夹具,设计
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设计题目：轴承座的工艺与夹具设计前 言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，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。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，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。课程设计是每个大学生在课程前必须完成的一个教学环节，是对我们所学专业的一个综合测试，也是对我们课程生做的一次具体的、重要的考验。此设计密切结合高等学校的办学宗旨。已检测我们在学习和实习过程中对所学知识的掌握程度和运用水平。同时在课程设计中与同学互相帮助，一起去图书馆查阅课程设计中需要一些相关资料，共同探讨课程设计中出现的问题，体现了同学之间的凝聚力，增进了同学之间的友谊，加强了与老师的知识探讨。作为机械类专业的学生不能仅以学好课本上的理论知识而满足，如果不懂的运用它们，学再多的理论知识也毫无用处，因此我们非常重视本次课程设计的实践，通过本次课程设计使我们各个方面的能力有所加强，对于今后的生产实习以及走上工作岗位有很大帮助，使我们受益匪浅。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳求老师给予指教。目录摘 要4ABSTRACT5一、零件的分析 6（一）零件作用6（二）零件的工艺分析7(三) 零件表面加工方法的选择8二、工艺规程设计9（一）确定毛坯的制造形式9（二）基面的选择9三、制定工艺路线25（二）工艺路线方案一11（二）工艺路线方案二11（三）工艺方案的比较与分析12四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定13五、确定切削用量及基本工时 13六、专用夹具设计251专用夹具设计主旨252夹具设计303夹具设计及操作的简要说明30七、课程设计心得体会31八、参考文献33摘 要本次设计是对轴承座零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。轴承座零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。所以本设计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。基准选择以后轴承座两侧面作为粗基准，以轴承座底面及中心台阶孔精基准。主要加工工序安排是先以轴承座两侧面互为基准加工出底面，再以底面定位加工出中心台阶孔。在后续工序中除个别工序外均用底面和中心台阶孔定位加工其他孔与平面。整个加工过程均选用组合机床。关键词 轴承座，加工工艺，专用夹具ABSTRACTThis design is the bearing (right) part of the process planning and some special fixture design process. Bearing (right) part of the main processing surface is flat and the hole. Known by the principle of processing technology to ensure precision plane precision than the hole to ensure easy. Therefore, this design follows the principles of the hole after the first plane. And a clear hole and surface processing is divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. After bearing reference selection (in) both sides of the surface as rough benchmark, bearing (right), and the central bottom hole fine level basis. The main processing procedure is first bearing arrangement (middle), the sides of the underside of each other benchmarks processed, then processing the center of the bottom step positioning holes. In the follow-up process, in addition to the individual processes are outside the central level with the bottom hole location and the other hole and surface processing. Were used throughout the machine tool processing.Key words bearing (right),Process the craft,Appropriation tongs一、零件的分析（一）零件作用轴承座主视图 (1.1)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.至于形状,多种多样,通常是一个箱体,轴承可以安装在其中。（二）零件的工艺分析由轴承座零件图知该零件主要加工的部分是铣面与钻孔即一个180mm大孔车削。对于要进行铣削面上的孔的加工则先铣出面再钻孔。根据图纸分析要加工的面与孔的尺寸精度、位置精度、表面粗糙度要求：1.以轴承座底面为主要加工定位表面粗糙度要求Ra=3.2um及表面上的2个孔（25mm孔、13孔）其中孔的粗糙度要求为Ra=3.2。2. 车削轴承孔180mm,该轴承孔加工出来以后可用于其他孔加工的定位。3.底面宽度为25mm的槽 (三)、零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有端面、内孔等，材料为HT200。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下： （1）轴承座地面表面粗糙度为Ra=12.5，其中的孔均未铸出。故选择粗铣再半精铣即可满足粗糙度要求。（2）轴承座底面13孔内表面粗糙度要求Ra=3.2um，孔径较小，采用钻-较加工，即可达到精度。（3）轴承座底面25.孔内表面粗糙度要求Ra=3.2um，孔径较小，采用钻-较加工，即可达到精度。由以上分析可知。该零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于该零件来说，加工过程中的主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系，加工顺序为先面后孔的加工原则。该零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工零件的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系、攻螺纹。轴承座加工应遵循这个原则。因为平面的面积大，方便定位，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，定位准确，因而容易保证孔的加工精度。二、工艺规程设计1.确定毛坯的制造形式零件材料为铸造铝合金。考虑到零件形状不太复杂且壁厚大体均匀没有尖边尖角因此选用铸件，由于工件体积不大且需要大批量生产，且表面粗糙度在3.212.5，其余表面不需要切削加工。再工件作用为安放轴承因次需要一定的力学性能故可采用铸造成型。这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。2定位基面的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择得正确、合理，可以保证零件的加工质量，提升生产率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。1、粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1） 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。为了满足上述要求，基准选择以轴承座底面面作为粗基准，先以轴承座底面互粗基准加工出轴承孔，再以轴承孔加工出轴承座底面。后续工序中的孔就可以利用轴承座底面和轴承孔定位加工。这样定位基本满足了以轴承座底面（重要表面）为粗基准的原则，加工余量小，并且铸造出来的毛皮精度也高，同时不会重复使用。2、精基准的选择精基准的选择主要应该考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。选择精基准时，还应考虑保证加工精度和工件装夹可靠，一般应考虑以下原则： 基准重合原则：应尽量选用零件上的设计基准作为定位基准 基准统一原则：尽可能采用同一个基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。 自为基准原则：某些表面精加工要求加工余量小而均匀时，常选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。 互为基准原则：当对工件上的两个相互位置精度要求很高时的表面进行加工是需要两个表面互相作为基准反复进行加工，以保证位置精度要求。 所选精基准应保证工件定位准确，夹紧可靠，操作方便：定位基准应有足够大的支撑表面，表面粗糙度值小，精度较高。综上所述，再分析轴承座加工面，以轴承座底面为精基准加工出轴承孔，满足了基准重合原则。再以轴承孔为基准加工轴承座底面和面上的孔。 三 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领确定为大批生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工夹具，并尽量以工序集中来提高生产率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。1、工艺路线方案一：工序10铸造工序20时效工序30粗铣底面工序40精铣底面工序50粗铣底面槽工序60精铣底面槽工序70粗铣25孔上端台阶面工序80精铣25孔上端台阶面工序90粗车轴承孔工序100精车轴承孔工序110钻铰25孔工序120钻-铰13孔工序130钳工去毛刺工序140终检入库2、工艺路线方案二：工序25铸造工序20时效工序30粗车轴承孔工序40半精铣轴承孔工序50粗铣底面工序130精铣底面工序90钻25孔工序250钻-铰13孔工序130钳工去毛刺工序140终检入库3工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工底面，然后再以此为基面加工轴承孔，再加工13 H7孔，钻攻螺纹同时进行，一次完成。方案二相反，先加工轴承孔，再以此为基面加工底面。经比较可见，先加工底面，以后位置度较易保证，并且定位及装夹都较方便，但方案一中钻攻螺纹同时进行换刀频繁所用加工时间多。方案二不符合先面后孔的加工原则，加工余量更大，更多，这样加工路线就不合理，所以合理具体加工艺如下：工序10铸造工序20时效工序30粗铣底面工序40精铣底面工序50粗铣底面槽工序60精铣底面槽工序70粗铣25孔上端台阶面工序80精铣25孔上端台阶面工序90粗车轴承孔工序100半精铣轴承孔工序110钻铰25孔工序120钻-铰13孔工序130钳工去毛刺工序140终检入库最终的工艺路线的优点：工序集中，适合大批量生产。粗精加工分开，保证尺寸精度要求。四 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“轴承座”零件材料为HT200，硬度HBS为210，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。 应采用最小的加工余量，以求缩短加工时间，并降低零件的制作费用； 加工余量应能保证图纸上所规定的表面粗糙度及精度； 决定加工余量时应考虑零件热处理时引起的变形，否则可能产生报废； 决定加工余量时应考虑所采用的加工方法和设备，以及加工过程中零件可能发生的变形； 考虑零件的大小，零件越大，则加工余量也越大；根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：工序25（铸造）与工序20（时效）在此不做简析 ；工序30 粗铣底面考虑其加工表面粗糙度要求为Ra3.2，可以先粗铣，再半精铣，根据机械加工工艺手册表2.3-5，取2Z=3已能满足要求。粗铣底面 一次走到 切削深度2mm ;工序40 粗车轴承孔其表面要求Ra3.2，可分为粗车再半精车两步进行。粗车40孔 取Z=4 一次走刀；工序50 精铣底面考虑其加工表面粗糙度要求为Ra3.2，可以先粗铣，再精铣，根据机械加工工艺手册表2.3-5，取Z=1已能满足要求。粗铣底面 一次走到 切削深度1mm ;工序130 半精车轴承孔其表面要求Ra3.2，可分为粗车再半精车两步进行。半精车180孔 取2Z=4 两次走刀；工序70 钻-铰2-8孔由于无粗糙度要求，其加工方式可分为钻，铰两步，钻孔：7.8 z=7.8mm铰孔：8 z=0.2mm工序80 钻-绞13孔由于无粗糙度要求，其加工方式可分为钻，较两步，钻孔：12.8 z=12.8mm铰孔：13 z=0.2mm工序90 钻25孔钻孔：24.6 z=24.6mm铰孔：25 z=0.4mm（五）确定切削用量及基本工时工序30：粗铣底面：机床：X51 （1）、铣底面刀具：高速刚圆柱形铣刀d=50mm =2 mm，一次走刀进给量f：根据机械加工工艺师手册，取f=0.2铣削速度：参照机械加工工艺师手册表30-23，取v=200，机床主轴转速： 取=200, =50代入公式得：= =1274 根据机械加工工艺师手册表11-4，取n=1225实际铣削速度：v= =192.325根据机械加工工艺手册 被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=125mm刀具切入长度：=25mm 刀具切出长度：=2mm 走刀次数为2机动时间： = =0.50min工序40：粗车轴承孔至尺寸40mm;机床CA6140（1）、粗车40孔单边余量Z=2mm，一次走刀查机械加工工艺师手册取f=0.5，v=134，则=根据机械加工工艺师手册表11-4，取=1120所以实际切削速度V=140被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=40mm刀具切入长度：=25mm 刀具切出长度：=3mm= 0.09min工序50 精铣底面；机床：X51 （1）、铣底面刀具：高速刚圆柱形铣刀d=50mm =1 mm，二次走刀进给量f：根据机械加工工艺师手册，取f=0.2铣削速度：参照机械加工工艺师手册表30-23，取v=200，机床主轴转速： 取=200, =50代入公式得：= =1274 根据机械加工工艺师手册表11-4，取n=1225实际铣削速度：v= =192.325根据机械加工工艺手册 被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=125mm刀具切入长度：=25mm 刀具切出长度：=2mm 走刀次数为2机动时间： = =0.50min工序130 半精车轴承孔；半精车轴承孔至尺寸180mm机床CA13140单边余量Z=1mm，二次走刀查机械加工工艺师手册取f=0.4，v=134，则=根据机械加工工艺师手册表11-4，取=1120所以实际切削速度V=1180被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=40mm刀具切入长度：=25mm 刀具切出长度：=3mm= 0.12min则 两次走刀的机动时间为： 2=2x0.12=0.24min工序80 钻13孔由于无粗糙度要求，其加工方式可分为钻，铰两步，钻孔：13 z=13mm机床Z35 刀具：麻花钻13背吃刀量=13mm 一次走刀查机械加工工艺师手册进给量f=（0.25-0.15）取f=0.14 ，切削速度v=28.9 则= 779按机床选=850 实际切削速度v= 被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=5mm刀具切入长度：=25mm 刀具切出长度：=4mm则切削工时：t= 0.20min则钻孔机动时间：t=0.20min工序90 钻25孔钻孔：24.6 z=24.6mm铰孔：25 z=0.4mm钻螺纹孔：4.2mm 1)钻孔至24.6机床Z35 刀具：麻花钻24.6背吃刀量=12.3mm 一次走刀查机械加工工艺师手册进给量f=（0.09-0.12）取f=0.12 ，切削速度v=28.9 则= 939 按机床选=2551 实际切削速度v= 被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=12mm刀具切入长度：=25mm 刀具切出长度：=0mm则切削工时：t= 0.17min则钻孔机动时间：t=0.17min（2）铰25机床Z35， 刀具：25铰刀背吃刀量=0.2mm一次走刀查机械加工工艺师手册取f=1.2切削速度 v=12.2=388按机床取=420实际切削速度 v=13.45被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=12mm刀具切入长度：=25mm 刀具切出长度：=0mm则切削工时：t= min则较孔机动时间：t=0.05min六、专用夹具设计1.专用夹具设计主旨保证工件在该工序的精度要求和质量在缩短辅助时间的基础上提高生产率，减低加工成本扩大机床工艺范围、减轻工人劳动强度，改善工人劳动条件。保证操作安全和便于工人掌握复杂或精密工件的操作。本次设计的夹具为专用夹具是针对某一工序专门设计的，结构紧凑，操作简便，生产效率高，设计制作周期长。当产品更新或改进时，只要该零件尺寸形状变形，夹具即报废。本夹具是用轴承座上的定位来加工工艺孔的。由于要加工的孔所在轴承座上的位置便于加工，及定位方便，所以设计的钻夹具简单易操作，同时也能保证图纸上的尺寸精度要求.为了提高加工效率，缩短辅助时间，所以准备采用手动夹紧装置。1、定位基准的选择根据零件图分析本次加工的两平面，采用的是两面一定位键加V型块 的夹紧定位方式来设计夹具。定位基准选择轴承孔中心，轴承座侧面辅助定位。以轴承座侧面两钉限制于挡板配合限制其旋转自由度，用夹具底座上凸台与轴承孔的配合限制其移动自由度。2、定位误差分析定位元件尺寸及公差的确定，定位插销定位是竖直方向的采用配合H8/g7 ；则 ：查机械加工工艺手册得：式中 定位副间的最小配合间隙 =0 mm； 工件圆孔直径公差 =0.022 mm； 心轴外圆直径公差 =0.015 mm;将数值带入公式得： ；轴向进给力、转矩、及功率（查文献【8】表2-32、2-33）： 轴向力=； 转矩：=； 功率：=。 其中：=600，=1.0，=0.7，=0.305，=2.0，=0.8，= =8mm，=0.18mm/r，=12.7m/min。 =2066.7N =7.08N/m； =0.449kw 在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数k=； 式中：=1.5，基本安全系数；=1.1，加工性质系数；=1.1，刀具钝 化系数；=1.1，断续切削系数。 所以，F=k=1.51.11.11.12066.7=4126.2NM=k=1.51.11.11.17.08=15.5N/mP=k=1.51.11.11.10.4995=0.99kw.定位误差分析定位块选择选择V形块（参考文献【9】表4-9），材料：20钢（GB/T699）。热处理渗碳深度0.81.2mm，5864HRC。 2、夹具形式 使用1个V形块支撑两个水平轴颈，利用铰链压板和挡板定位零3、夹具设计及操作的简要说明如上所述，在设计夹具时，在设计夹具时，由于切削力的作用朝下，为提高工作效率，故采用手动夹紧方式。 放上工件，盖上模板，压下手柄即可压紧模板和工件。当要拆卸时，提起手柄，卸下模板即可取出工件。设计总结轴承座的加工工艺设计主要是确定加工工艺路线，机械加工余量和切削用量、基本工时的确定，夹具的设计主要是要设计出正确的定位夹紧机构，由于这个零件形状很不规则，较为复杂。在设计中遇到了很多问题，如出现工艺路线的不合理，因此设计了三个工艺路线，分析比较选择其优良，得到最终的工艺方案。在进行夹具设计时，因夹紧机构选择不合理，曾出现过夹紧不可拆卸的错误或者很不便于操作。在选择夹紧机构时由于机构的大小，尺寸等不合理，而达不到夹紧的目的，也可能因夹紧力作用点
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