轴承座支架机械加工工艺及夹具设计

第18页共1页轴承座支架机械加工工艺及夹具设计摘要：轴承座支架夹具是一种用于固定和定位轴承座工件的专用工艺装备，广泛应用于机械加工、装配及检测过程中。设计支架夹具的主要目的是提高生产效率、确保产品质量、降低操作难度，以及确保工件在加工及装配过程中的准确性和稳定性，因此对支架夹具的研究能够提升机床加工的便捷性、提高产品品质，对于机械零件的加工有着重要的意义。本文以轴承座支架夹具作为分析对象，旨在设计一款高效的多工位装夹的夹紧装置。在方案设计过程中，首先对目标零件的功能和工艺要求以及生产批量类型确定合适的零件毛坯，然后基于零件加工精度要求确定夹具设计的工艺路线、工序尺寸和余量分配等，并根据所设计工序进行参数计算，得出工序所需要的切削用量和切削时间等参数，最后针对所设计的工序进行具体的夹具设计，采用CAD和SolidWorks软件完成了图纸的绘制和建模，保证设计的质量，并对夹具进行优化分析，提高夹具设计的可靠性，更好地满足实际生产需要。关键词：轴承座支架；加工工艺；铣夹具；定位；夹紧MachiningProcessandFixtureDesignofBearingSeatBracketAbstract:Thebearingseatbracketfixtureisaspecializedprocessequipmentusedforsecuringandpositioningbearingseatworkpieces,widelyappliedinmachining,assembly,andinspectionprocesses.Theprimarypurposeofdesigningbracketfixturesistoenhanceproductionefficiency,ensureproductquality,reduceoperationaldifficulty,andguaranteetheaccuracyandstabilityofworkpiecesduringmachiningandassembly.Therefore,researchonbracketfixturescanimprovemachinetoolprocessingefficiency,enhanceproductquality,andholdssignificantimportanceforthemachiningofmechanicalcomponents.Thispapertakesthebearingseatbracketfixtureastheresearchsubject,aimingtodesignafixturetoolthatenablesrapidandconvenientmulti-stationclamping.First,theworkpieceblankisdeterminedbasedonananalysisofthepart'sfunction,processrequirements,andspecificproductiontype.Then,theprocessflow,operationdimensions,machiningallowances,andotherparametersofthefixturedesignaredeterminedaccordingtothepart'sproductionprecisionrequirements.Furthercalculationsareconductedbasedonthedesignedoperationstodeterminetherequiredcuttingallowances,cuttingtime,andotherparameters.Finally,adetailedfixturedesignisdevelopedforthespecifiedoperations.CADandSolidWorkssoftwareareutilizedtodraftandmodelthepartdrawings,improvingdesignaccuracy.Additionally,optimizationanalysisisperformedonthefixturetoenhanceitsreliabilityandpracticality.Keywords:Bearingseatbracket;Machiningaccuracy;Millingfixture;Positioning;Clamping;目录TOC\o"1-9"\h\u第一章序言 4107451.1轴承座支架加工的研究背景 434201.2轴承座支架加工技术研究现状 517891.2.1国外研究现状 5208471.2.2国内研究现状 59225第二章轴承座支架加工工艺设计 7201232.1分析零件图 7325662.1.1零件的功用 7220462.1.2零件的结构特点及技术要求 7271812.2确定毛坯 8109702.2.1确定生产纲领 8276632.2.2确定毛坯生产方法 99452.2.3确定毛胚余量 10210872.3选择定位基准 10196662.3.1定位基准的选择 1079902.4拟定加工工艺路线 10172192.4.1确定各表面加工方法、加工设备和刀具 1092522.4.2划分加工阶段 1127182.4.3安排加工顺序 11187832.4.4制定加工路线 1223012.4.5确定加工余量、工序尺寸与公差 1314774第三章确定切削参数及工时定额 15284803.1粗加工切削参数及工时定额 1550753.2精加工切削参数及工时定额 22256203.3填写工艺卡片 2314981第四章夹具设计 24311524.1夹具类型的选择 24258284.2夹具设计的原则和要求 2462974.3工件的定位 25248494.4工件的夹紧 26188364.5夹具结构设计 27第五章总结 3027636小结与致谢 3110090参考文献 32第一章 序言1.1轴承座支架加工的研究背景轴承座支架是机械设备中的关键基础部件，广泛应用于风电、汽车、机床、矿山机械、航空航天等领域。其核心作用是支撑轴承，确保轴系稳定运行，同时承受动态载荷、振动和冲击。随着工业设备向高精度、高效率、智能化方向发展，轴承座支架的加工面临着高精度需求，轴承安装面的尺寸公差（IT6-IT7）、表面粗糙度（Ra≤1.6μm）及形位公差要求严格，传统加工方法难以保证一致性。并且轴承座支架结构复杂且加工困难，支架通常具有异形结构、薄壁特征、深孔等，易在加工过程中产生变形或振动。其材料加工性能存在差异，铸铁易崩边，铝合金易变形，需优化切削参数以减少缺陷。轴承座支架的设计与加工工艺直接影响设备的可靠性、寿命和运行效率。因此，研究轴承座支架的作用、功能及加工工艺具有重要的工程意义。轴承座是轴承的安装基座，支撑与固定轴承是其主要功能，同时为轴承提供稳定的安装环境，保证轴承在高速旋转或重载条件下不发生偏移；承受来自轴的径向力、轴向力及振动冲击，并将其传递至机架或地基；通过精密加工确保轴承与轴、齿轮等传动部件的同轴度，减少偏载磨损；部分轴承座设计集成密封结构和润滑通道，防止污染物侵入并优化润滑效果；通过金属导热或强制冷却方式降低轴承工作温度，避免过热失效。轴承座的性能直接影响机械系统的运行稳定性，其失效可能导致轴承损坏、轴系振动甚至设备停机，因此其制造精度和材料选择至关重要。支架作为轴承座的支撑结构，连接轴承座与设备基体（如机架、地面等），采用高强度材料（如铸铁、铸钢或铝合金）和优化设计，防止载荷作用下的变形，增强整体结构刚性。部分支架采用可调式设计（如滑动支架、偏心套等），便于安装对中和补偿加工误差，利于调整安装位置。同时在高速或高振动工况下，支架可集成橡胶垫、液压阻尼器等减振元件，降低振动传递。支架的设计和制造质量直接影响轴承座的稳定性和使用寿命，因此其加工工艺需满足高精度、高强度的要求。轴承座支架在机械设备中发挥着支撑核心作用，其加工工艺直接影响设备的可靠性和寿命。当前研究主要集中在高精度加工、智能制造、新材料应用等方面，未来需结合数字化、智能化、绿色制造等先进技术，基于大数据和人工智能优化切削参数，推广干式切削、微量润滑等环保加工方法，结合增材制造（3D打印）与传统精密加工，实现自适应加工，提高复杂结构的制造效率，进一步提升轴承座支架的制造水平，以满足高端装备的严苛需求。1.2轴承座支架加工技术研究现状1.2.1国外研究现状夹具最早出现在18世纪的后期，随着自动化工业革命的发展，各类型零件的加工使用开始逐渐的普及，从早期单纯的手工辅助工具，逐步演变为与机床协同作业的关键装置，现代夹具已成为机械制造过程中不可替代的重要工艺装备。在技术演进过程中，夹具系统通过与机床的深度整合，衍生出多种功能部件，包括对刀机构、导向钻套、夹具体等核心组件。这些部件的标准化设计不仅提升了夹具的工作效能，还促进了其模块化发展。标准化零部件的应用既降低了制造成本，又推动了机床夹具技术的整体进步，使其在精度、效率和通用性方面达到了新的高度，让机床夹具的发展提高到更高的水平。欧美日等发达国家在轴承座支架加工技术方面处于领先地位，主要研究方向包括：复合加工技术：德国Fraunhofer研究所开发的激光辅助车铣复合加工技术，使高硬度材料加工效率提升60%，日本MAZAK公司推出的多功能加工中心，可实现车、铣、磨一体化加工。增材制造技术：GE航空采用3D打印技术制造钛合金轴承座支架，减重30%的同时强度提高20%，德国西门子开发了混合制造工艺，结合3D打印和精密加工，缩短交货周期50%。国外企业在智能制造方面取得显著成果，进行智能化与数字化制造：美国PTC公司开发的轴承座支架加工数字孪生系统，可实时预测加工质量。瑞士GF加工方案公司的智能机床能自动调整切削参数，实现自适应加工，保证加工稳定性。德国通快公司创建云制造平台，利用开发的TruTopsFab软件实现加工过程的云端管理和优化。国外研发了新材料与新工艺，例如波音公司开发的CFRP轴承座支架使用碳钎维复合材料，比传统金属件轻50%。日本三菱重工研发的铝基复合材料支架，兼具轻量化和高强度特性。美国LLNL国家实验室开发的超精密磨削技术，可实现纳米级表面粗糙度。1.2.2国内研究现状在零件加工工艺和夹具设计方面，21世纪开始陆续增加国标手册，可实现夹具设计常用元件如定位装置、导向装置的标准批量化，使夹具加工制造降低成本。目前我国在轴承座支架加工领域的研究主要集中在传统加工工艺的优化方面。近年来，国内学者通过改进铸造工艺、优化切削参数等方式提升加工质量。采用消失模铸造和精密砂型铸造技术改进铸造工艺，减少气孔、缩松等缺陷。例如，沈阳铸造研究所开发的HT300高强度铸铁轴承座铸造工艺，使铸件合格率提升至95%以上。同时优化数控加工技术，国内企业如大连机床、沈阳机床等开发了专用五轴联动加工中心，用于复杂结构轴承座支架的高效加工。研究表明，采用自适应切削参数控制技术可降低加工振动20%以上。清华大学等机构研究了振动时效和热时效工艺控制残余应力，有效降低大型轴承座支架的加工变形，使尺寸稳定性提高30%。随着"中国制造2025"战略的推进，国内在轴承座支架智能制造方面取得一定进展：在智能工艺规划方面，部分龙头企业已开始应用AI算法优化加工路径，缩短编程时间40%以上。国内轴承座支架加工技术在传统工艺优化方面取得显著进步，但在高端装备、智能制造和新材料应用等方面仍落后于国际先进水平，例如机床和刀具仍依赖进口，加工工艺数据库不完善等。未来需要加强基础研究，突破关键核心技术，推动产学研合作，提升我国在该领域的国际竞争力。第二章轴承座支架加工工艺设计2.1分析零件图2.1.1零件的功用支架类零件主要用于支撑、固定或连接机械设备中的其他部件，确保设备在运行过程中保持稳定和精确的姿态。它们常见于各类机械系统中，起到承载负荷、传递力或改变力的方向等作用，从而提高整体结构的刚性与稳定性。这些零件通常需要具备较高的强度和耐久性，以应对复杂的工作环境和长期的负荷要求.对于本次设计的支架零件，其核心功能为精确支撑与固定轴承，确保轴承在设备运转中保持固定的径向和轴向位置，传递并分散载荷，防止因负载和振动导致的偏移。其底部用于固定安装并且底部安装有腰型槽，可安装相对应的螺栓件，保持与机器的稳固连接。其结构设计兼顾强度、刚度、安装便捷性和维护需求，通过铸铁材料和加强筋优化结构，适应重载、冲击环境，降低系统磨损。2.1.2零件的结构特点及技术要求轴承座支架作为关键基础零部件，其结构特点和技术要求直接影响着设备的运行精度与可靠性。从结构特点来看，轴承座支架通常采用箱体式或法兰式主体结构，内部设计有高精度轴承安装孔，孔径尺寸公差需严格控制在IT6-IT7级以保证轴承配合精度；支撑壁采用两侧加强筋设计（厚度9mm）显著提升了支架的抗弯刚度，避免因皮带传动拉力导致变形。顶部M10注油孔为轴承提供定期润滑通道，符合免维护设计需求。上部Φ72H7孔用于安装轴承，保证轴系回转精度。底面加工有安装内六角螺栓孔阵用于设备装配定位。在技术要求方面，材料多选用HT150铸铁或45号钢锻件，经时效处理消除内应力后，关键配合面需达到Ra1.6以上的表面粗糙度。这些特点和要求体现了机械设计基础理论在工程实践中的具体应用，也反映了现代制造技术对零部件精度、刚度及功能集成化的综合需求。轴承座支架零件图见附录1。图2.1轴承座支架零件图2.2确定毛坯2.2.1确定生产纲领生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备料和报废在内的某产品的一年总制造量。其计算方式如下式。式中：N——零件的生产纲领（件/年）Q——机器的年制造量（台/年）n——每台产品中该零件的数量（件/台）a——备料百分率——废品百分率假设件/年，件/台；结合生产实际，备品率和废品率分别取为和。带入公式得该零件的生产纲领：2.2.2确定毛坯生产方法根据生产纲领的大小，可分为三种不同的生产类型：1.单件生产：少量且几乎不重复生产。如新产品试制，专用设备和修配件的调试等。2.成批生产：产品需求量大，一年中大部分产线用来生产此类产品，采用周期性生产模式。而小批生产接近于单件生产，大批生产接近于大量生产。3.大量生产：零件或产品数量很大，整个企业大多数工作地点重复单一地进行相同的工序。划分生产类型应以零件生产数量（生产纲领）和其本身特点为依据，具体情况见表2-1。生产类型重型（零件质量大于2000kg）中型（零件质量为100-2000kg）轻型（零件质量小于100kg）单件生产小于等于5小于等于20小于等于100小批生产5-10020-200100-500中批生产100-300200-500500-5000大批生产300-1000500-50005000-50000大量生产大于1000大于5000大于50000表2.1：生产类型与生产纲领的关系零件是轻型零件，可知生产类型为中批量生产，选用HT150铸铁材料，则轴承座支架可采用砂型铸造，设计水平分型方案，分型面通过轴承孔轴线。为确保毛坯表面质量，铸造件需清理飞边、毛刺，关键部位预留2-3毫米加工余量。铸件需进行X光或超声波探伤以优化内部质量，以优化力学性能。后续工艺处理时铸铁件需时效处理消除内应力，必要时进行表面淬火。2.2.3确定毛胚余量加工余量影响着零件的生产成本、耐用性以及生产效率。余量过大时，加工需要更大动力，因而刀具的损耗将增加，金属材料备料和劳动量的需求也会增大，且切削力增大会引起工件的变形较大。相反，余量太小难以保证工件的加工精度和质量。最大程度地减少加工余量，同时又要保证加工质量是选择毛胚加工余量的最优选择。这种毛坯铸件尺寸公差等级达到IT6-10级。按零件各项加工精度的要求，经查阅《机械加工工艺手册》中铸件机械加工余量，得出铸造后毛坯尺寸是每个加工面预留加工余量2mm。零件毛胚图见附录5。2.3选择定位基准2.3.1定位基准的选择选择定位基准是工艺设计制造的关键步骤。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则出现问题可能会造成大批零件报废，使生产无法正常进行。加工时通常选择非加工面或毛胚面作为粗基准，且需满足以下条件:具有稳定性，如面积较大、平整的毛胚面；与后续精加工有直接位置关系，确保余量分配均匀。精基准通常选择已加工表面，需满足高精度和基准统一，减少误差累积。该工件的Φ72mm轴承孔精度要求最高，因此定位方案可以该轴承孔作为精基准，可保证高精度要求和稳定性。2.4拟定加工工艺路线2.4.1确定各表面加工方法、加工设备和刀具①机床的选择工序铣削采用X6132铣床工序钻削采用大连机床Z5140B工序车削采用CK6150S车床工序磨削采用M114W磨床工序镗削采用T68卧式镗床②选择夹具采用专用夹具③选择刀具在铣床上加工时，可采用直柄立铣刀在镗床上加工时，使用硬质合金车刀在钻床上加工时，采用麻花钻在磨床上加工的各工序，采用砂轮2.4.2划分加工阶段粗加工阶段：去除大部分余量，矫正毛坯变形粗铣上端面，去除2mm余量，加工至52mm，粗糙度Ra12.5粗铣底面，去除2余量，加工至20mm，宽10mm，12mm，粗糙度Ra12.5粗铣U型槽，加工至24mm，R8，粗糙度Ra12.5粗镗Ф67孔至Ф71.5mm，留0.5mm精加工余量精加工阶段：达到最终技术要求半精镗Ф67孔至Ф71.94mm，留精加工余量0.06mm精镗Ф67孔至Ф72mm，粗糙度Ra1.6辅助加工阶段钻3-Ф7孔至Ф6.5,留0.5mm加工余量铰孔至Ф7，深度贯通，粗糙度Ra12.5钻顶面M10孔至Ф9.8,留0.2mm加工余量攻螺纹孔至M10钳工去毛刺2.4.3安排加工顺序为了使得加工的效率与质量可以达到最佳的工序设计，我们需要将整个加工过程进行合理的排序，遵循“基准先行、先面后孔、粗精分开”原则。1.备料工序1：毛坯检验（检查铸造缺陷）工序2：划线（确定加工余量分布）基准加工工序1：粗铣上顶面工序2：粗铣底平面3.主要特征加工工序1：粗铣Φ72孔左侧面工序2：粗镗Φ72孔工序3：精镗Φ72孔4.辅助特征加工工序1：钻3-Φ7通孔工序2：钻、攻M10螺纹孔工序3：粗铣R8腰型槽5.终加工工序1：去毛刺，清洗工序2：检验工序3：入库2.4.4制定加工路线表2.2：工艺路线方案一工序号工序名称工序内容10铸造铸造20热处理时效处理30铣削粗铣上顶面40铣削粗铣底平面50铣削粗铣Φ72孔左侧面60钻钻3-Φ7通孔70镗削粗镗Φ72孔80钻钻、攻M10螺纹孔90镗削精镗Φ72孔100铣削粗铣R8腰型槽110钳工去毛刺，清洗120检验检验130入库为了确保零件的尺寸公差，形位公差和表面粗糙度，成批生产可考虑使用专用机床以提高生产率。但是在兼顾经济效果和降低生产成本的前提下，制定了二个加工工艺路线方案。见表2.2、表2.3表2.3：工艺路线方案二工序号工序名称工序内容10铸造铸造20热处理时效处理30铣削粗铣底平面40铣削粗铣上顶面50铣削粗铣Φ72孔左侧面60铣削粗铣R8腰型槽70镗削粗镗Φ72孔80钻钻3-Φ7通孔90钻钻、攻M10螺纹孔100镗削精镗Φ72孔110钳工去毛刺，清洗120检验检验130入库通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，工艺路线一相对于于工艺路线二的区别在于钻3-Φ7通孔的加工顺序，工艺路线二先加工腰型槽后精镗孔，切削热可能导致孔变形。工艺路线一将精镗孔置于腰型槽加工前，更有利于保证Φ72孔精度。且工艺路线一将粗/精镗孔集中安排，可以减少换刀次数。因此最后确定工艺路线方案一为该零件的加工路线。并完成机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。2.4.5确定加工余量、工序尺寸与公差按零件加工方法及特定要求可满足的经济度、粗糙度等，查阅《机械加工工艺手册》各加工表面尺寸精度如表2.4。表2.4各加工表面加工余量、工序尺寸与公差加工表面尺寸加工余量精度等级粗糙度上端面522IT10Ra12.5底面202IT10Ra12.5U型槽R82IT10Ra12.5Ф72孔Φ725IT6Ra1.6Ф7孔Φ71.5IT10Ra12.5M10螺纹孔M105IT10Ra12.5第三章确定切削参数及工时定额3.1粗加工切削参数及工时定额一、粗铣底平面1.加工条件1）刀具选择：直柄立铣刀，铣刀的基本参数，，；2）机床选择：X6132铣床2.切削用量1）切削深度：2mm；2）铣刀磨损标准及耐用度：铣刀刀齿磨损量为0.5~0.8mm，耐用度T=120min；3）确定切削速度：根据铣刀参数、齿数、铣削宽度，以及铣削深度和耐用度查设计手册，切削速度取，则转速计算；按机床标准选取4）每齿进给量，进给量，进给速度，根据设计手册，现取，则根据计算可知：5）检验机床功率：根据机床参数表可知功率能够满足使用需求；6）计算工时：被切削层长度：=140mm刀具切入长度：刀具切出长度：刀具进给次数：=2二、粗铣上顶面1.加工条件1）刀具选择：直柄立铣刀，铣刀的基本参数，，；2）机床选择：X6132铣床2.切削用量1）刀具选择：直柄立铣刀，铣刀的基本参数，，；1）切削深度：2mm；2）铣刀磨损标准及耐用度：铣刀刀齿磨损量为0.5~0.8mm，耐用度T=120min；3）确定切削速度：根据铣刀参数、齿数、铣削宽度，以及铣削深度和耐用度查设计手册，切削速度取，则转速计算；按机床标准选取；4）每齿进给量，进给量，进给速度，根据设计手册，现取，则根据计算可知：5）检验机床功率：根据机床参数表可知功率能够满足使用需求；6）计算工时：被切削层长度：=39mm刀具切入长度：刀具切出长度：刀具进给次数：=1三、粗铣Φ72孔左侧面1.加工条件1）刀具选择：直柄立铣刀，铣刀的基本参数，，；2）机床选择：X6132铣床2.切削用量1）刀具选择：直柄立铣刀，铣刀的基本参数，，；1）切削深度：2mm；2）铣刀磨损标准及耐用度：铣刀刀齿磨损量为0.5~0.8mm，耐用度T=120min；3）确定切削速度：根据铣刀参数、齿数、铣削宽度，以及铣削深度和耐用度查设计手册，切削速度取，则转速计算；按机床标准选取；4）每齿进给量，进给量，进给速度，根据设计手册，现取，则根据计算可知：5）检验机床功率：根据机床参数表可知功率能够满足使用需求；6）计算工时：被切削层长度：=108mm刀具切入长度：刀具切出长度：刀具进给次数：=3四、粗铣R8腰型槽1.加工条件1）刀具选择：直柄立铣刀，铣刀的基本参数，，；2）机床选择：X6132铣床2.切削用量1）切削深度：3mm；2）铣刀磨损标准及耐用度：铣刀刀齿磨损量为0.5~0.8mm，耐用度T=120min；3）确定切削速度：根据铣刀参数、齿数、铣削宽度，以及铣削深度和耐用度查设计手册，切削速度取，则转速计算；按机床标准选取；则实际切削速度：4）每齿进给量，进给量，进给速度，根据设计手册，现取则根据计算可知：5）检验机床功率：根据机床参数表可知功率能够满足使用需求；6）计算工时：被切削层长度：=24mm刀具切入长度：刀具切出长度：刀具进给次数：=5五、粗镗Φ72孔工步三：粗镗Φ70孔刀具：硬质合金圆形镗刀1）确定切削深度：2mm；2）确定进给量：查设计手册文献当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、结合切削深度以及镗孔的切削加工长度，可查得机床进给量，可选择；3）确定切削速度：式中=，，，，，则：所以实际转速:按T68卧式机床上的转速，选择所以实际切削速度：5）基本时间：选镗刀的主偏角，则，，，，，，所以切削时间：六、钻3-Φ7通孔工步一：钻Φ7孔刀具：直柄麻花钻，直径，使用切削液，选用大连机床Z5140B。1）切削深度：3.5mm；2）钻头磨钝标准及耐用度，钻头后刀面最大磨损量为0.8~1.2mm，耐用度T=75min；3）确定切削速度：根据钻床标准转速表可选择：，机床主轴转速n：根据钻床标准转速表可选择：实际切削速度：4）确定进给量，进给速度根据参考文献，根据工序加工的孔径和深度比可取则5）基本时间：被切削层长度：=44mm刀具切入长度： 刀具切出长度：加工切削次数：=3七、钻、攻M10螺纹孔工步一：钻M10底孔刀具：直柄麻花钻，直径d=8.5mm，使用乳化液切削液，选用大连机床Z5140B。1）切削深度：4.25mm；2）选择钻头磨钝标准及耐用度，根据参考文献，钻头后刀面最大磨损量为0.8~1.2mm，耐用度T=75min；3）切削速度：根据钻床标准转速表可选择：；4）机床主轴转速：根据钻床标准转速表可选择：则实际切削速度：5）确定进给量，进给速度根据参考文献，根据工序加工的孔径和深度比可取则6）基本时间被切削层长度：=16mm刀具切入长度： 刀具切出长度：加工切削次数：=1工步二：攻M10螺纹机床：组合攻丝机刀具：高速钢机动丝锥进给量：由于其螺距，因此进给量切削速度：根据钻床标准转速表可选择：机床主轴转速，由式有：根据钻床标准转速表可选择：则实际切削速度：基本时间：被切削层长度：=16mm刀具切入长度： 刀具切出长度：加工切削次数：=13.2精加工切削参数及工时定额一、精镗Φ72孔工步一：粗镗Φ72孔刀具：硬质合金圆形镗刀1）确定切削深度：0.5mm；2）确定进给量：查设计手册文献当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、结合切削深度以及镗孔的切削加工长度，可查得机床进给量，可选择；3）确定切削速度：式中=，，，，，则：所以实际转速:按T68卧式镗床上的转速，选择所以实际切削速度：5）基本时间：选镗刀的主偏角，则，，，，，，所以切削时间：3.3填写工艺卡片根据加工工艺路线及粗精加工的工时定额计算，填写机械加工工艺卡、机械加工工序卡、工艺过程卡，见附录1.2.3。第四章夹具设计4.1夹具类型的选择利用本夹具主要用于铣底面时，在夹具设计过程中需要考虑工件的定位和夹紧方案，本次设计的专用铣夹具采用“一个面一个长圆柱心轴一个挡销”完成定位和夹紧，从而确保在铣削过程中工件保持稳定和加工精度。在设计过程中，应依据工件的具体尺寸和形态，选用适当的定位组件，如定位销、支撑块等，以确保工件底面与夹具体的工作面紧密贴合，防止工件在加工中产生振动或位移。4.2夹具设计的原则和要求1、定位方案分析夹具设计必须完全限制工件6个自由度，轴承座支架夹具设计采用“一面两销”定位原则，以铸造后的72mm孔作为工序的定位基准。定位误差分析定位误差分析是确保工件加工精度的核心环节，工件在夹具中装夹定位时，由于定位装置与工件基准面之间存在加工误差、装配间隙等影响因素，会使工件实际上的安装位置与原设计位置存在偏差，这种位置偏差即为定位误差。夹紧力分析夹紧力的核心作用是确保工件在加工过程中不因切削力、惯性力或振动产生位移或松动，同时应注意避免夹紧力过大而导致工件产生变形。确定夹紧力的主要因素包括夹紧力的方向、作用的具体位置以及力量的大小。其方向应指向工件表面，作用点应位于定位元件和零件的接触面，适当控制夹紧力大小，提高加工稳定性，减少加工成本。4、对刀元件的选择铣刀块是一种可以引导工件上铣刀的原件对刀工具。以确定刀位的具体位置，以免在加工过程中不会出错，使其准确到达，确保了加工的精确精度。在铣面设计中，需要考虑工件的外形结构、定位结构和夹紧原件的布置，同时所设计的铣面夹具需要满足易于使用和制造，对于本次设计可选择标准90°对刀块作为设计的对刀元件。4.3工件的定位1、定位方案的确定定位方案可采用铸造后的72mm孔以及零件的外形侧端面进行定位。通过利用铸造后的72mm孔作为定位基准，可以提供一个稳定且精确的定位面，以确保工件在夹具中的固定位置与铣削刀具对齐。同时，利用零件的外形侧端面作为辅助定位，可以进一步增强工件的稳定性，防止在铣削过程中发生位移。这样的方法能够有效提高加工精度，并确保铣削底面时工件的准确定位和重复性，适用于高要求的加工任务。2、定位元件的选取定位元件根据定位方案可选择支撑销以及靠边销定位,具体见附录7夹具零件图。定位误差的分析这种夹具用一平面一心轴及与一挡销来定位，并要求尺寸公差位于孔轴线之间。为达到工艺的加工要求就要求工艺中误差之和≤本工艺要求的尺寸公差。查阅机械工艺设计手册可得：夹紧误差：其中接触变形位移值：磨损造成的加工误差：通常不超过夹具相对刀具位置误差：取误差总和：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。4.4工件的夹紧夹紧机构采用移动压板和螺杆定位，通过移动压板的调整功能，可以灵活地夹紧不同尺寸的工件，确保工件在铣削过程中稳定固定。螺杆定位为夹紧力提供可靠依据，转动螺杆可准确调整夹紧压力将工件与夹具紧密配合，避免加工时产生位移和变形。移动压板和螺杆的结合设计既提高了夹具的适应性，也保证了夹紧的稳定性和重复性，能够有效提升加工精度和工作效率。定位夹紧方案见图4.1。夹紧力的计算：圆周力：径向力：轴向力：其中：ap：切削深度kp：材料修正系数（）查《机床夹具手册》可得：，查夹具设计手册：查夹具设计手册：由上得：，，；确定夹紧力：查《夹具设计手册》得：用扳手的六角螺母的夹紧力：，，,作用力：，夹紧力:。由于夹紧力大于切削力(即5380>725+495+695)，本夹具在安全规范内，可使用。图4.1：铣底面工序定位夹紧方案4.5夹具结构设计机床夹具的设计整体内容包