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螺母 上座 夹具 设计 机械 加工 工艺 规程 装备 CAD

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开合螺母上座体的铣断夹具设计及机械加工工艺规程装备含8张CAD图,螺母,上座,夹具,设计,机械,加工,工艺,规程,装备,CAD

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6. 附录：6.1 英文原文EXTENDING BEARING LIFEAbstract：Nature works hard to destroy bearings, but their chances of survival can be improved by following a few simple guidelines. Extreme neglect in a bearing leads to overheating and possibly seizure or, at worst, an explosion. But even a failed bearing leaves clues as to what went wrong. After a little detective work, action can be taken to avoid a repeat performance.Keywords: bearings failures lifeBearings fail for a number of reasons，but the most common are misapplication，contamination，improper lubricant，shipping or handling damage，and misalignment. The problem is often not difficult to diagnose because a failed bearing usually leaves telltale signs about what went wrongHowever，while a postmortem yields good information，it is better to avoid the process altogether by specifying the bearing correctly in The first placeTo do this，it is useful to review the manufacturers sizing guidelines and operating characteristics for the selected bearing.Equally critical is a study of requirements for noise, torque, and runout, as well as possible exposure to contaminants, hostile liquids, and temperature extremes. This can provide further clues as to whether a bearing is right for a job.1 Why bearings failAbout 40% of ball bearing failures are caused by contamination from dust, dirt, shavings, and corrosion. Contamination also causes torque and noise problems, and is often the result of improper handling or the application environmentFortunately, a bearing failure caused by environment or handling contamination is preventable，and a simple visual examination can easily identify the causeConducting a postmortem il1ustrates what to look for on a failed or failing bearingThen，understanding the mechanism behind the failure, such as brinelling or fatigue, helps eliminate the source of the problem.Brinelling is one type of bearing failure easily avoided by proper handing and assembly. It is characterized by indentations in the bearing raceway caused by shock loadingsuch as when a bearing is dropped-or incorrect assembly. Brinelling usually occurs when loads exceed the material yield point(350,000 psi in SAE 52100 chrome steel)It may also be caused by improper assembly, Which places a load across the racesRaceway dents also produce noise，vibration，and increased torque.A similar defect is a pattern of elliptical dents caused by balls vibrating between raceways while the bearing is not turningThis problem is called false brinelling. It occurs on equipment in transit or that vibrates when not in operation. In addition, debris created by false brinelling acts like an abrasive, further contaminating the bearing. Unlike brinelling, false binelling is often indicated by a reddish color from fretting corrosion in the lubricant.False brinelling is prevented by eliminating vibration sources and keeping the bearing well lubricated. Isolation pads on the equipment or a separate foundation may be required to reduce environmental vibration. Also a light preload on the bearing helps keep the balls and raceway in tight contact. Preloading also helps prevent false brinelling during transit.Seizures can be caused by a lack of internal clearance, improper lubrication, or excessive loading. Before seizing, excessive, friction and heat softens the bearing steel. Overheated bearings often change color，usually to blue-black or straw coloredFriction also causes stress in the retainer，which can break and hasten bearing failurePremature material fatigue is caused by a high load or excessive preloadWhen these conditions are unavoidable，bearing life should be carefully calculated so that a maintenance scheme can be worked outAnother solution for fighting premature fatigue is changing materialWhen standard bearing materials，such as 440C or SAE 52100，do not guarantee sufficient life，specialty materials can be recommended. In addition，when the problem is traced back to excessive loading，a higher capacity bearing or different configuration may be usedCreep is less common than premature fatigueIn bearingsit is caused by excessive clearance between bore and shaft that allows the bore to rotate on the shaftCreep can be expensive because it causes damage to other components in addition to the bearing0ther more likely creep indicators are scratches，scuff marks，or discoloration to shaft and boreTo prevent creep damage，the bearing housing and shaft fittings should be visually checkedMisalignment is related to creep in that it is mounting relatedIf races are misaligned or cockedThe balls track in a noncircumferencial pathThe problem is incorrect mounting or tolerancing，or insufficient squareness of the bearing mounting siteMisalignment of more than 1/4can cause an early failureContaminated lubricant is often more difficult to detect than misalignment or creepContamination shows as premature wearSolid contaminants become an abrasive in the lubricantIn addition。insufficient lubrication between ball and retainer wears and weakens the retainerIn this situation，lubrication is critical if the retainer is a fully machined typeRibbon or crown retainers，in contrast，allow lubricants to more easily reach all surfaces Rust is a form of moisture contamination and often indicates the wrong material for the applicationIf the material checks out for the job，the easiest way to prevent rust is to keep bearings in their packaging，until just before installation2 Avoiding failuresThe best way to handle bearing failures is to avoid themThis can be done in the selection process by recognizing critical performance characteristicsThese include noise，starting and running torque，stiffness，nonrepetitive runout，and radial and axial playIn some applications, these items are so critical that specifying an ABEC level alone is not sufficientTorque requirements are determined by the lubricant，retainer，raceway quality(roundness cross curvature and surface finish)，and whether seals or shields are usedLubricant viscosity must be selected carefully because inappropriate lubricant，especially in miniature bearings，causes excessive torqueAlso，different lubricants have varying noise characteristics that should be matched to the application. For example，greases produce more noise than oilNonrepetitive runout(NRR)occurs during rotation as a random eccentricity between the inner and outer races，much like a cam actionNRR can be caused by retainer tolerance or eccentricities of the raceways and ballsUnlike repetitive runout, no compensation can be made for NRR.NRR is reflected in the cost of the bearingIt is common in the industry to provide different bearing types and grades for specific applicationsFor example，a bearing with an NRR of less than 0.3um is used when minimal runout is needed，such as in diskdrive spindle motorsSimilarly，machinetool spindles tolerate only minimal deflections to maintain precision cutsConsequently, bearings are manufactured with low NRR just for machine-tool applicationsContamination is unavoidable in many industrial products，and shields and seals are commonly used to protect bearings from dust and dirtHowever，a perfect bearing seal is not possible because of the movement between inner and outer racesConsequently，lubrication migration and contamination are always problemsOnce a bearing is contaminated, its lubricant deteriorates and operation becomes noisierIf it overheats，the bearing can seizeAt the very least，contamination causes wear as it works between balls and the raceway，becoming imbedded in the races and acting as an abrasive between metal surfacesFending off dirt with seals and shields illustrates some methods for controlling contaminationNoise is as an indicator of bearing qualityVarious noise grades have been developed to classify bearing performance capabilitiesNoise analysis is done with an Anderonmeter, which is used for quality control in bearing production and also when failed bearings are returned for analysis. A transducer is attached to the outer ring and the inner race is turned at 1,800rpm on an air spindle. Noise is measured in andirons, which represent ball displacement in m/rad.With experience, inspectors can identify the smallest flaw from their sound. Dust, for example, makes an irregular crackling. Ball scratches make a consistent popping and are the most difficult to identify. Inner-race damage is normally a constant high-pitched noise, while a damaged outer race makes an intermittent sound as it rotates.Bearing defects are further identified by their frequencies. Generally, defects are separated into low, medium, and high wavelengths. Defects are also referenced to the number of irregularities per revolution.Low-band noise is the effect of long-wavelength irregularities that occur about 1.6 to 10 times per revolution. These are caused by a variety of inconsistencies, such as pockets in the race. Detectable pockets are manufacturing flaws and result when the race is mounted too tightly in multiplejaw chucks.Medium-hand noise is characterized by irregularities that occur 10 to 60 times per revolution. It is caused by vibration in the grinding operation that produces balls and raceways. High-hand irregularities occur at 60 to 300 times per revolution and indicate closely spaced chatter marks or widely spaced, rough irregularities.Classifying bearings by their noise characteristics allows users to specify a noise grade in addition to the ABEC standards used by most manufacturers. ABEC defines physical tolerances such as bore, outer diameter, and runout. As the ABEC class number increase (from 3 to 9), tolerances are tightened. ABEC class, however, does not specify other bearing characteristics such as raceway quality, finish, or noise. Hence, a noise classification helps improve on the industry standard.6.2 汉语翻译:如何延长轴承寿命摘要： 自然界苛刻的工作条件会导致轴承的失效，但是如果遵循一些简单的规则，轴承正常运转的机会是能够被提高的。在轴承的使用过程当中，过分的忽视会导致轴承的过热现象，也可能使轴承不能够再被使用，甚至完全的破坏。但是一个被损坏的轴承，会留下它为什么被损坏的线索。通过一些细致的侦察工作，我们可以采取行动来避免轴承的再次失效。关键词： 轴承 失效 寿命导致轴承失效的原因很多，但常见的是不正确的使用、污染、润滑剂使用不当、装卸或搬运时的损伤及安装误差等。诊断失效的原因并不困难，因为根据轴承上留下的痕迹可以确定轴承失效的原因。然而，当事后的调查分析提供出宝贵的信息时，最好首先通过正确地选定轴承来完全避免失效的发生。为了做到这一点，再考察一下制造厂商的尺寸定位指南和所选轴承的使用特点是非常重要的。1 轴承失效的原因在球轴承的失效中约有40%是由灰尘、脏物、碎屑的污染以及腐蚀造成的。污染通常是由不正确的使用和不良的使用环境造成的，它还会引起扭矩和噪声的问题。由环境和污染所产生的轴承失效是可以预防的，而且通过简单的肉眼观察是可以确定产生这类失效的原因。通过失效后的分析可以得知对已经失效的或将要失效的轴承应该在哪些方面进行查看。弄清诸如剥蚀和疲劳破坏一类失效的机理，有助于消除问题的根源。只要使用和安装合理，轴承的剥蚀是容易避免的。剥蚀的特征是在轴承圈滚道上留有由冲击载荷或不正确的安装产生的压痕。剥蚀通常是在载荷超过材料屈服极限时发生的。如果安装不正确从而使某一载荷横穿轴承圈也会产生剥蚀。轴承圈上的压坑还会产生噪声、振动和附加扭矩。类似的一种缺陷是当轴承不旋转时由于滚珠在轴承圈间振动而产生的椭圆形压痕。这种破坏称为低荷振蚀。这种破坏在运输中的设备和不工作时仍振动的设备中都会产生。此外，低荷振蚀产生的碎屑的作用就象磨粒一样，会进一步损害轴承。与剥蚀不同，低荷振蚀的特征通常是由于微振磨损腐蚀在润滑剂中会产生淡红色。消除振动源并保持良好的轴承润滑可以防止低荷振蚀。给设备加隔离垫或对底座进行隔离可以减轻环境的振动。另外在轴承上加一个较小的预载荷不仅有助于滚珠和轴承圈保持紧密的接触，并且对防止在设备运输中产生的低荷振蚀也有帮助。造成轴承卡住的原因是缺少内隙、润滑不当和载荷过大。在卡住之前，过大的摩擦和热量使轴承钢软化。过热的轴承通常会改变颜色，一般会变成蓝黑色或淡黄色。摩擦还会使保持架受力，这会破坏支承架，并加速轴承的失效。材料过早出现疲劳破坏是由重载后过大的预载引起的。如果这些条件不可避免，就应仔细计算轴承寿命，以制定一个维护计划。另一个解决办法是更换材料。若标准的轴承材料不能保证足够的轴承寿命，就应当采用特殊的材料。另外，如果这个问题是由于载荷过大造成的，就应该采用抗载能力更强或其他结构的轴承。蠕动不象过早疲劳那样普遍。轴承的蠕动是由于轴和内圈之间的间隙过大造成的。蠕动的害处很大，它不仅损害轴承，也破坏其他零件。蠕动的明显特征是划痕、擦痕或轴与内圈的颜色变化。为了防止蠕动，应该先用肉眼检查一下轴承箱件和轴的配件。蠕动与安装不正有关。如果轴承圈不正或翘起，滚珠将沿着一个非圆周轨道运动。这个问题是由于安装不正确或公差不正确或轴承安装现场的垂直度不够造成的。如果偏斜超过0.25，轴承就会过早地失效。检查润滑剂的污染比检查装配不正或蠕动要困难得多。污染的特征是使轴承过早的出现磨损。润滑剂中的固体杂质就象磨粒一样。如果滚珠和保持架之间润滑不良也会磨损并削弱保持架。在这种情况下，润滑对于完全加工形式的保持架来说是至关重要的。相比之下，带状或冠状保持架能较容易地使润滑剂到达全部表面。锈是湿气污染的一种形式，它的出现常常表明材料选择不当。如果某一材料经检验适合工作要求，那么防止生锈的最简单的方法是给轴承包装起来，直到安装使用时才打开包装。2 避免失效的方法解决轴承失效问题的最好办法就是避免失效发生。这可以在选用过程中通过考虑关键性能特征来实现。这些特征包括噪声、起动和运转扭矩、刚性、非重复性振摆以及径向和轴向间隙。扭矩要求是由润滑剂、保持架、轴承圈质量（弯曲部分的圆度和表面加工质量）以及是否使用密封或遮护装置来决定。润滑剂的粘度必须认真加以选择，因为不适宜的润滑剂会产生过大的扭矩，这在小型轴承中尤其如此。另外，不同的润滑剂的噪声特性也不一样。举例来说，润滑脂产生的噪声比润滑油大一些。因此，要根据不同的用途来选用润滑剂。在轴承转动过程中，如果内圈和外圈之间存在一个随机的偏心距，就会产生与凸轮运动非常相似的非重复性振摆（NRR）。保持架的尺寸误差和轴承圈与滚珠的偏心都会引起NRR。和重复性振摆不同的是，NRR是没有办法进行补偿的。在工业中一般是根据具体的应用来选择不同类型和精度等级的轴承。例如，当要求振摆最小时，轴承的非重复性振摆不能超过0.3微米。同样，机床主轴只能容许最小的振摆，以保证切削精度。因此在机床的应用中应该使用非重复性振摆较小的轴承。在许多工业产品中，污染是不可避免的，因此常用密封或遮护装置来保护轴承，使其免受灰尘或脏物的侵蚀。但是，由于轴承内外圈的运动，使轴承的密封不可能达到完美的程度，因此润滑油的泄漏和污染始终是一个未能解决的问题。一旦轴承受到污染，润滑剂就要变质，运行噪声也随之变大。如果轴承过热，它将会卡住。当污染物处于滚珠和轴承圈之间时，其作用和金属表面之间的磨粒一样，会使轴承磨损。采用密封和遮护装置来挡开脏物是控制污染的一种方法。噪声是反映轴承质量的一个指标。轴承的性能可以用不同的噪声等级来表示。噪声的分析是用安德逊计进行的，该仪器在轴承生产中可用来控制质量，也可对失效的轴承进行分析。将一传感器连接在轴承外圈上，而内圈在心轴以1800r/min的转速旋转。测量噪声的单位为anderon。即用um/rad表示的轴承位移。根据经验，观察者可以根据声音辨别出微小的缺陷。例如，灰尘产生的是不规则的劈啪声；滚珠划痕产生一种连续的爆破声，确定这种划痕最困难；内圈损伤通常产生连续的高频噪声，而外圈损伤则产生一种间歇的声音。轴承缺陷可以通过其频率特性进一步加以鉴定。通常轴承缺陷被分为低、中、高三个波段。缺陷还可以根据轴承每转动一周出现的不规则变化的次数加以鉴定。低频噪声是长波段不规则变化的结果。轴承每转一周这种不规则变化可出现1.610次，它们是由各种干涉（例如 轴承圈滚道上的凹坑）引起的。可察觉的凹坑是一种制造缺陷，它是在制造过程中由于多爪卡盘夹的太紧而形成的。中频噪声的特征是轴承每旋转一周不规则变化出现1060次。这种缺陷是由在轴承圈和滚珠的磨削加工中出现的振动引起的。轴承每旋转一周高频不规则变化出现60300次，它表明轴承上存在着密集的振痕或大面积的粗糙不平。利用轴承的噪声特性对轴承进行分类，用户除了可以确定大多数厂商所使用的ABEC标准外，还可确定轴承的噪声等级。ABEC标准只定义了诸如孔、外径、振摆等尺寸公差。随着ABEC级别的增加（从3增到9），公差逐渐变小。但ABEC等级并不能反映其他轴承特性，如轴承圈质量、粗糙度、噪声等。因此，噪声等级的划分有助于工业标准的改进。 开合螺母上座体机械加工工艺规程及夹具设计Switching nut the machining process planning and fixture design摘要 本次毕业设计是以CA6140车床上开和螺母的工艺工装为基础的，主要内容包括以下几个方面：设计零件，加工工艺及公式计算，设计两套夹具，拆画一套夹具等。 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 夹具方案的确定在国内是一项十分重要的设计程序，其方案的优劣决定了夹具设计的成功与失败。确定设计方案时应遵循以下原则：确保加工质量，结构尽量简单，操作省力高效，制造成本低廉。 这次毕业设计是我们即将毕业之前的最后一次在校设计，设计内容比较全面，所涉及的只是比较广，是对我们所学只是及应用、设计能力的一次综合检验。 通过这次毕业设计，既充分锻炼了我们的设计能力，又补充了在校学习期间知识和能力的不足。 关键词：CA6140开合螺母上座体；夹具设计；工艺工装设计。Abstract My graduated design is based on the craft design of the the opened nut to CA6140,which includes parts design,machining and time calculations,a design of two set of jigs,adismantalment-drawing of a set of jig. To improve productivity ,and ensure processing quality and reduce labor intensity,it needs to design special jig. The esdeblishment of jig programmes is so important that it decide the quality of the jig.Making the design of programmes should follow the following principles:ensuring processing quality structure as simple as possible,allowing efficient operation,low cost manufacturing. The graduated design,which includes lots of content and involves much knowledge,is the last one for me before we will graduate. It is a comprehensive test to our knowledge and applications. By doing the graduated design, it not only can improve our full design capacity,but also add in the inadequate knowledge and capacity that we have learned in school. Key world:opened nut to CA6140;tongs design;process design.目 录引 言- 5 -1.1 毛坯生产类型- 5 -1.2 毛坯铸造形式- 5 -1.3 毛坯精度尺寸- 5 -1.4 确定毛坯铸件的重量- 5 -1.5 确定机械加工余量- 5 -1.6 确定铸铁件的尺寸偏差- 5 -1.7 零件的作用- 5 -2. 工艺规程设计- 7 -2.1 确定毛坯的制造形式- 7 -2.2 基面的选择- 7 -2.3 制定工艺路线- 7 -2.4 工艺方案的比较与分析- 8 -2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定- 9 -2.6 确定切削用量及基本工时- 9 -2.6.1 粗铣燕尾- 9 -2.6.2 精铣燕尾- 10 -2.6.3 铣退刀槽- 10 -2.6.4 粗铣端面- 11 -2.6.5 精铣端面- 11 -2.6.6 工序磨燕尾及空刀槽，保证粗糙度为1.6，精度为7级- 12 -2.6.7 工序 钻52H7孔并倒角1.545- 13 -2.6.8 工序 钻2 12孔- 14 -2.6.9 工序 车端面- 15 -2.6.10 .切断- 17 -3. 机床夹具设计- 18 -3.1 机床夹具概论- 18 -3.1.1 夹具简介- 18 -3.1.2 机床夹具的概念- 18 -3.2 机床夹具的功能- 18 -3.2.1 机床夹具的主要功能- 18 -3.2.2 机床夹具的特殊功能- 18 -3.3 机床夹具在机械加工中的作用- 19 -3.4 机床夹具的组成- 19 -3.5 夹具设计的基本要求- 19 -3.6 机床夹具的分类- 19 -3.7 机床夹具的设计特点和设计要求- 20 -3.7.1 机床夹具的设计特点- 20 -3.7.2 机床夹具的设计要求- 20 -3.8 夹具设计方法和步骤- 20 -3.8.1 研究原始资料，明确设计任务- 20 -3.8.2 夹具结构和方案的设计- 21 -3.9 钻削力及夹紧力计算- 21 -4. 夹具总图的绘制- 25 -参 考 文 献- 29 -致 谢- 30 - 31 - 引 言1. 零件的分析1.1 毛坯生产类型确定毛坯类型为3000件/年，由表（2-5.6）划分生产类型的参考数据确定为中批，工作制度8小时/班制。1.2 毛坯铸造形式将融化了的金属浇注到旋转着的模型中，由于离心力的作用，金属液粘贴于模型的内壁上，凝结后所得铸件外形与模型内壁的形状相同，使用这种方法可以毋需浇注口，故能显著地减少金属的消耗。由于免除了砂型和制模的设备，以及减少了铸工车间的面积，生产成本就有了降低；而所得逐渐则具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。1.3 毛坯精度尺寸由表（2-5-1）得灰铸铁刀具切入金属层的厚度应大于表面层厚度，即大于1mm，小于4mm。由JK67-62，确定灰铸铁铸件精度等级为2级（指尺寸精度和表面光洁度要求较高，或者大批、中批生产的铸件。1.4 确定毛坯铸件的重量通过计算，最后确定毛坯的重量为4.079Kg，由表（2-5-2）确定重量偏差为7。1.5 确定机械加工余量由表（2-5-5）确定2级铸铁件的机械加工余量：顶面加工余量为4.0mm，底面及侧面加工余量为3.0mm。1.6 确定铸铁件的尺寸偏差由(标-5-6)查得2级铸铁件尺寸偏差为0.8mm。1.7 零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床上的开合螺母上座体 。开合螺母上座体是用于接通和断开从丝杠传来的运动。车削螺纹时，将开合螺母上座体合上，丝杠通过开合螺母上座体传动溜板箱和刀架；否则就将开合螺母上座体脱开。车削螺母时，顺时针方向转动手柄，通过轴带动曲线槽盘转动，曲线槽盘上的曲线槽盘形状，通过圆柱销带动上半螺母在溜板箱体后面的燕尾形导轨内上下移动，使其相互靠拢，将开合螺母上座体和丝杠啮合。若逆时针方向转动手柄，则两半螺母相互分离，开合螺母上座体和丝杠脱开。槽盘的曲线槽是一段圆弧，此圆弧在接近槽盘中心部分的倾斜角比较小，目的是使开合螺母上座体闭合能自锁，不会因为螺母上的径向力而自动脱开。 2. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT15-33灰铸铁,考虑到灰铸铁 的抗缺口敏感性，减震性和耐优良等特点,因此应该选用铸件,以便使开合螺母上座体在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠.由于零件年产量为3000件,已达到成批生产的水平，而且离心铸造，免除了砂模和制模的设备，以及减少了铸工车间的面积，生产成本就有了降低，这样得来的铸件具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。因此采用离心铸造,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。2.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证、生产率得到提高。否则不但加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择：对象开合螺母上座体这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要的。按照有关粗基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。我现在选取燕尾为粗基准，利用左、右两个定位块和一个削边销对其进行限制，以消除六个不定度，达到过定位。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，是应该使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到妥善的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，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。 工艺路线方案一：工序. 铸造。. 清砂。. 热处理。. 清砂。.涂漆。.划线。.铣燕尾及空刀槽。.磨燕尾及空刀槽。.粗镗、精镗、粗铰、精铰52H7孔并倒角1.5 x 45。 .钻、扩钻、粗铰、精铰2 x 12孔。.粗车、半精车、精车一端面。.粗车、半精车、精车另一端面。.切断。.去毛刺。.清洗。.检验。.入库。路线方案二：工序. 铸造。. 清砂。. 热处理。. 清砂。.涂漆。.划线。. 粗车、半精车、精车一端面。 . 粗镗、精镗、粗铰、精铰52H7孔并倒角1.5 x 45。. 粗车、半精车、精车另一端面。. 铣燕尾及空刀槽。. 磨燕尾及空刀槽。. 钻、扩钻、粗铰、精铰2 x 12孔。.切断。.去毛刺。.清洗。.检验。.入库。2.4 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工燕尾及空刀槽，然后以此为基准加工孔52H7；而方案二是先加工两端面，再加工52H7孔。两者相比较，可以看出，先加工燕尾及空刀槽，然后以此为基准加工孔52H7，这时的位置精度较易保证，并且定位及装夹等比较方便。2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“开合螺母上座体”零件材料为HT15-33灰铸铁。毛坯重量为4公斤，生产类型为中批生产，采用离心铸造毛坯，2级精度。根据上述原始材料及加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定如下：1. 52H7孔精铰至52H7，表面粗糙度为Ra1.6um，工序余量为2z=0.08；粗铰至51.92mm 2z=0.42；精镗至51.5mm 2z=1.5；粗镗第二次至50mm 2z=3；粗镗至47m 2z=7；1. 2 12孔铰至12mm 2z=0.15；扩钻至11.85mm 2z=0.85；钻至11 2z=11；2. 一端面精车至97 2z=0.8；半精车至97.8 2z=1.2；粗车至99 2z=6；3. 另一端面精车至95 2z=0.5；半精车至96.5 2z=0.5；粗车至96 2z=1； 2.6 确定切削用量及基本工时工序：铣燕尾及空刀槽2.6.1 粗铣燕尾v=6m/min（0.1m/s） （表1-10-151）ns=1000v/dw =1000 40 =0.8r/s（47.8r/min）按机床选取nw=0.79 r/s （47.5r/min）实际切削速度切削工时：l1=8.7（表1-11-12）t0=158.3s（2.64min）2.6.2 精铣燕尾v=6m/min（0.1m/s） （表1-10-151）ns= =0.8r/s（47.8r/min）按机床选取nw=0.79 r/s （47.5r/min）实际切削速度v=dw nw/1000=3.14400.79/1000=0.43m/s切削工时：l1=6.3t0=153s（2.6min）2.6.3 铣退刀槽s=0.020.03（表1-10-142）选s=0.02mmv=47m/min（0.78m/s） ns= =4.14r/s（248r/min）按机床选取nw=4 r/s （240r/min）实际切削速度v= =0.75m/s（45m/min）切削工时：l1=5.9，l2=4sm=sz z n=0.02 436=2.88t0=3.785s（0.06min）2.6.4 粗铣端面选择高速钢套式面铣刀每齿进给量：sz=0.1-0.2（10-113）选sz=0.1mmv=56m/min（0.92m/s） ns= =3.7r/s（222r/min）按机床选取nw=4.2r/s （252r/min）实际切削速度v= =1.01m/s（61m/min）切削工时：l1=37.5，l2=2sm=sz z n=0.1 18 3.7=0.37t0=（=185s（3min）2.6.5 精铣端面铣刀每转进给量0.100.12选s0=0.12mmv=56m/min=0.9m/s ns=3.7r/s（222r/min）按机床选取nw=4.2r/s （252r/min）实际切削速度v= =1.01m/s（61m/min）切削工时：l1=37.5，l2=2sm=sz z n=0.1 18 3.7=0.37t0=185s（3min）2.6.6 工序磨燕尾及空刀槽，保证粗糙度为1.6，精度为7级 选择卧轴矩台平面磨床M7130-1 磨轮的选择磨料：黑色炭化硅粒度：36-46硬度：ZR1-Z1结合剂：陶瓷结构：5-6 用磨轮端面磨平面的切削用量工件运动速度v=8-15m/min选v=10m/min工作台磨削深度进给量st=0.065毫米每行程st与工件材料相关的次数为k=1.05 用磨轮端面磨平面的切削动力切削动力N=10.3千瓦切削动力的修正系数与工件材料有关K2=0.9 用磨轮圆周粗磨平面的切削用量工作台单行程的进给量Sb=16.224毫米每行程工作台单行程的磨削深度进给量St=0.025毫米每行程St的修正系数K1=0.86 切削工时L ：磨削计算长度矩台用磨轮圆周磨L=l1+20 矩台用磨轮端面磨L=l1+DM+10l1 ：工件磨削面长度DM ：磨轮直径h ：加工余量k：平面磨系数v：工作台往复运动的速度St：磨削深度进给量Z：同时加工的工件数量T01= =0.36minT02= =0.35minT03= =0.15minT= T01 + T02 + T03=0.36+0.35+0.15=0.86min2.6.7 工序 钻52H7孔并倒角1.545(1) 粗镗第一次至47mm选择硬质合金可调节浮动镗刀 B=25，H=12进给量S=1.6-2.0，选S=1.6mm/rv=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min） 切削工时 l1=1.7，l2=3.0， l=105t=（D-d1）/2=（47-40）/2=3.5mmt0=10.34s（0.17min） 粗镗第二次至50mmS=1.6-2.0，选S=2.0mm/r（10-97）v=56.6m/min，n=360r/min（6r/min） 切削工时 l1=0.87， l=105t=（D-d1）/2=（50-47）/2=1.5mmt0=9.07s（0.15min） 精镗至52mS=1.6-2.0，选S=1.6mm/r（10-97）v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min） 切削工时 l1=0.58， l=105t=（D-d1）/2=（51.5-50）/2=0.75mmt0= =10.24s（0.17min）2.6.8 工序 钻2 12孔选择直柄麻花钻（GB1436-78） 钻到11.0mmS=0.22-0.28，S=0.25mm/r（10-67）v=28m/min（0.47m/s），n=894r/min（7.95r/s） ns=1000v/切削工时 l1=0.05，l2=39， l=105t=（D-d1）/2=（52-51.92）/2=0.04mmns= =13.6r/s（816r/min）按机床选取nw=800r/s （13.3r/min）实际切削速度v = = 0.46m/s切削工时：l1=3.4，l2=1.5，L=20t0=7.49s（0.13min）扩孔钻至11.85S=0.7-0.9，S=0.7mm/r（10-75）v=22.2m/min，n=472r/min 按机床选取nw=460r/min=7.67r/s实际切削速度=0.29m/s切削工时 l1=0.58，l2=1.5， l=20=4.11s（0.07min）铰至12选用锥柄机用铰刀 D=12S=1.7 mm/r（10-81）v=10m/min，n=318r/min（5.3r/s）（表10-84） 切削工时 l1=0.05，l2=18， l=20=5.14s（0.09min）2.6.9 工序 车端面 粗车至99mmS=（0.30.5） mm/r （10-19）选s=0.4 mm/rV=118m/min（1.97m/s）=9.65r/s（597r/min）按机床选取nw=8.6r/s（516 r/s）实际切削速度为=1.76m/s（105m/min）l=（105-99）/2=3mm，l1=3，l2=2 ，l3=5（11-4）L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+3+2+5=42.5mmt0=（L/sn ）i =（42.5/0.48.6）2=24.72s（0.4min） 半精镗至97.8mmS=（0.30.5） mm/r 选s=0.3 mm/rV=35m/min（0.58m/s）=2.84r/s（171r/min）按机床选取nw=2.5r/s（150 r/s）实际切削速度为=0.51m/s（30.615m/min）l=0.6，l1=1，l2=1 ，l3=5（11-4）L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mmt0=（L/sn ）i =（39.5/0.32.5）1=52.7s（0.88min） 精车至97mm S=（0.30.5） mm/r 选s=0.3 mm/rV=35m/min（0.58m/s） =2.84r/s（171r/min）按机床选取nw=2.5r/s（150 r/s）实际切削速度为=0.51m/s（30.615m/min）l=0.4，l1=1，l2=1 ，l3=5L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mmt0=（L/sn ）i =（39.5/0.32.5）1=52.7s（0.88min） 倒角1.545S=（0.150.25） mm/r 选s=0.2 mm/rv=（1225）m/min（0.58m/s），选v=20 m/min=0.33m/m =2.02r/s（121r/min）按机床选取nw=120r/min（2 r/s）l=0.75，l1=0.4tm=（l+ l1）/nw s=（0.75+0.4）/（20.2）=2.87min（172.5s）2.6.10 .切断选用锯片铣刀，D=175mm，齿数（838）S=（0.030.04） mm/r 选s=0.03 mm/rv=34m/min（0.57m/s）， =2.412r/s（144r/min）实际切削速度为=0.59m/s（35m/min）l1=6 ，l2=4mm（11-12）Sm= SzZn=0.03402.5=3mm=49s（0.82min）3. 机床夹具设计3.1 机床夹具概论3.1.1 夹具简介 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，故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。3.1.2 机床夹具的概念在机械制造厂的生产过程中用夹安装工件使之固定在正确的位置上，完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作，所使用的工艺装备称为夹具。3.2 机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。然而，由于各类机床加工方式的不同，有些机床夹具还具有一些特殊的功能。3.2.1 机床夹具的主要功能定位：确定工件在夹具中占有正确的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工面的尺寸和位置精度要求。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。3.2.2 机床夹具的特殊功能（1） 对刀 调整刀锯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和钻套，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。镗床夹具也具有导向功能。3.3 机床夹具在机械加工中的作用在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有以下六个方面。然而，在不同的生产条件下，应该与不同的侧重点。夹具设计时应综合考虑加工的技术要求，以达到预期的效果。（1） 保证加工精度 用夹具装夹工件时，能稳定地保证加工精度，并减少对其它生产条件的依赖性，故在精密加工中广泛地使用加紧厂，并且它还是全面质量管理的一个重要环节。夹具能保证加工精度的原因是由于工件在夹具中的位置和夹具对刀具、机床的切削成形运动的位置被确定，所以工件在加工中的正确位置得到保证，从而夹具能满足工件的加工精度要求。（2） 提高劳动生产率 使用夹具后，能使工件迅速地定位和夹紧，并能够显著地缩短辅助时间和基本时间，提高劳动生产率。（3） 改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、安全。当采用气压、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度，保证安全生产。（4） 降低生产成本 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本。（5） 保证工艺纪律 在生产过程中使用夹具，可确保生产周期、生产调度等工艺秩序。例如，夹具设计往往也是工程技术人员解决高难度零件加工的主要工艺手段之一。（6） 扩大机床工艺范围 这是在生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施。如在车床上拉削、深孔加工等，也可用夹具装夹以加工较复杂的成形面。3.4 机床夹具的组成机床夹具因被加工工件的加工表面不同或使用机床种类的不同而有各种不同的结构形式，但就机床夹具体结构而言，大致可分为以下几个部分：定位元件、夹紧装置、导向对刀元件、连接元件、 装置和元件、夹具体。3.5 夹具设计的基本要求（1） 稳定地保证工件的加工技术要求：（2） 提高机械加工的劳动条件；（3） 结构简单，便于制造和维修：（4） 作安全、方便。3.6 机床夹具的分类（1） 按夹具的通用特征分类这是一种基本的分类方法，主要反映夹具在不同生产类型中的通用特性，故也是选择夹具的主要依据。目前，我国常用的分类有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动化生产用夹具等五大类。（2） 按夹具使用的机床分类这是专用夹具设计所用的分类方法。如车床、铣床、刨床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、拉床等夹具。设计专用夹具时，机床的类别、组别、型别和主要参数均已确定。它们不同点是机床的切削成形运动不同，故夹具与机床的连接方式不同。它们的加工精度要求也不相同。3.7 机床夹具的设计特点和设计要求3.7.1 机床夹具的设计特点 机床夹具设计与其它装备设计比较，有较大的差别，主要表现在下列五个方面：（1） 要有较短的设计和制造周期。一般没有条件对夹具进行原理性试验和复 杂的计算工作。（2） 夹具的精度一般比工件的精度高23倍。（3） 夹具和操作工人的关系特别密切，要求夹具与生产条件和操作习惯密切结合。（4） 夹具在一般情况下是单件制造的，没有重复制造的机会。通常要求夹具在投产时一次成功。（5） 夹具的社会协作制造条件较差，特别是商品化的元件较少。设计者要熟悉夹具的制造方法，以满足设计的工艺性要求。显然，注意这些问题是很重要的。这将有利于保证夹具的设计、制造质量。3.7.2 机床夹具的设计要求设计夹具时，应满足下列四项基本要求：（1） 保证工件的加工精度要求，即在机械加工工艺系统中，夹具要满足以下 三项要求：工件在夹具中的正确定位；夹具在机床上的正确位置；刀具的正确位置。（2） 保证工人的操作方便、安全。（3） 达到加工的生产率要求。（4） 满足夹具一定的使用寿命和经济性要求。3.8 夹具设计方法和步骤 3.8.1 研究原始资料，明确设计任务本次是 CA6140车床开合螺母上座体铣断，根据任务说明书，采用铣床，所以，夹具是安装在工件台上的。3.8.2 夹具结构和方案的设计这两孔粗糙度为1.6，精度微级。在本道工序加工时，考虑如何提高劳动的生产率降低生产强度，同时也要考虑精度问题。3.9 钻削力及夹紧力计算实际切削扭矩及轴向力F为： M=6.83x0.9=6.147（Nm）， F=1618.650.9=1456.785（N）切削功率为：PM=2Mn10 -3=23.146.14713.610 -3=0.525（KW）偏心夹紧时，夹紧力公式为： W0= W0：偏心夹紧时的夹紧力（N）； Q：作用在手柄上的作用力（N）； L：力臂长（mm）；u：摩擦因数（tg=tg=u）； R：偏心轮半径（mm）；E：偏心量（mm）；r：转轴半径 ；s1=0.3mm（1-2-33），s2=0.1mm （1-2-33），s3=0.1mm，s4=0.2mm，s=0.3+0.1+0.1+0.2=0.7mm；转轴直径：d0.25，D=0.2525=6.25mm， W0=10070x0.43=3010N经过与指导老师的协商，决定设计铣断，本夹具将用于XA6132卧式铣床，刀具为高速钢细齿圆锯片铣刀，对工件进行加工。4.1问题的提出本夹具主要用于铣断，并且铣开的表面与52的孔有一定的公差要求，又在加工本道工序时，的孔已经进行了加工，因此，在本道工序中主要考虑加工面与52孔之间的要求，其次是考虑如何提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。4.2 夹具体设计4.2.2 切削力及夹紧力的计算 刀具：高速钢细齿圆锯片铣刀 直径 齿数 Z=50 又由切削手册表3.28中的公式： 其中： Z=50 所以 F=63.5N 水平分力： 垂直分力；又在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数其中 K1为基本安全系数1.5 K2为加工性质系数1.2 K3刀具钝化系数 1.2 K4为切削特点系数（断续切削）1.2所以 F =KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N 为了克服水平方向的力，实际