KCSJ-04軸承座的工藝規(guī)程及車Ф47內孔夾具設計
KCSJ-04軸承座的工藝規(guī)程及車Ф47內孔夾具設計,KCSJ,04,軸承,工藝,規(guī)程,47,夾具,設計
設計說明書
題目：軸承座的工藝規(guī)程及夾具設計
學 生：
學 號：
專 業(yè)：
班 級：
指導老師：
摘 要
本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。
軸承座加工工藝規(guī)程及其夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。
關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error
目 錄
ABSTRCT 3
序 言 1
一 零件的分析 2
1.1 零件的作用 2
1.2 零件的工藝分析 2
二 毛坯的確定 3
2.1確定毛坯的制造形式 3
2.2毛坯形狀及尺寸 3
三 擬定加工工藝路線 4
3.1 基準的選擇 4
3.1.1粗基準選擇 4
3.1.2 精基準的選擇 5
3.2 制定工藝路線 6
四 切削用量及工時計算 8
4.1工序1設計 8
4.2工序2設計 8
4.3工序3設計 8
4.4工序7設計 9
4.5工序6設計 10
4.6工序5設計 11
五 車夾具設計 13
5.1問題提出 13
5.2 定位基準的選擇 13
5.3定位的基本原理 14
5.4夾緊方案的設計 15
5.5夾緊裝置的設計 15
5.6切削力和夾緊力的計算 16
5.7定位誤差分析 17
5.8夾具設計及簡要操作說明 17
總 結 18
致 謝 20
參 考 文 獻 21
序 言
機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。
軸承座的加工工藝規(guī)程及其夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。
本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
一 零件的分析
1.1 零件的作用
軸承座的作用：定位和支撐的作用。
1.2 零件的工藝分析
軸承座的工藝有2組加工面的分別為
1：以左端面和外圓為基準的加工面，這組加工面包括銑底端面和鉆4-Φ12的孔，锪孔Φ22。
2：以底端面和4-Φ12孔為基準 的加工面，這組加工面主要是其他的孔和端面。
二 毛坯的確定
2.1確定毛坯的制造形式
軸承座零件的材料HT250，HT250的可鑄性好，因此可用鑄造的方法 因為是成批生產，采用砂型鑄造的方法生產鑄件毛坯，既可以提高生產率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點。
2.2毛坯形狀及尺寸
毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結構、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。但是，由于現有毛坯制造技術及成本的限制，以及產品零件的加工精度和表面質量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機械加工達到零件的技術要求。毛坯尺寸與零件圖樣上的尺寸之差稱為毛坯余量。鑄件公稱尺寸所允許的最大尺寸和最小尺寸之差稱為鑄件尺寸公差。毛坯余量與毛坯的尺寸、部位及形狀有關。
三 擬定加工工藝路線
3.1 基準的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。
3.1.1粗基準選擇
粗基準選擇應當滿足以下要求：
（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。
（3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
（4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。
（5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。先選取外圓和端面為定位基準，利用V型塊為定位元件。
3.1.2 精基準的選擇
精基準的選擇應滿足以下原則：
1)為了保證零件各個加工面都能分配到足夠的加工余量，應選加工余量最小的面為精基準。
2)為了保證零件上加工面與不加工面的相對位置要求，應選不加工面為粗基準。當零件上有幾個加工面，應選與加工面的相對位置要求高的不加工面為精基準。
3)為了保證零件上重要表面加工余量均勻，應選重要表面為粗基準。零件上有些重要工作表面，精度很高，為了達到加工精度要求，在粗加工時就應使其加工余量盡量均勻。
4)為了使定位穩(wěn)定、可靠，應選毛坯尺寸和位置比較可靠、平整光潔面作粗基準。作為粗基準的面應無鑄造飛邊和鑄造澆冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夾具裝夾時，還應使夾具結構簡單，操作方便。
5) 精基準應盡量避免重復使用，特別是在同一尺寸方向上只允許裝夾使用一次。因粗基準是毛面，表面粗糙、形狀誤差大，如果二次裝夾使用同一精基準，兩次裝夾中加工出的表面就會產生較大的相互位置誤差。
以4-φ12孔（一面2銷）為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。
3.2 制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下兩種工藝方案：
方案一
1
粗銑Φ77的左端面
2
粗銑Φ77的右端面
3
粗精車Φ38.5的內孔
4
粗精車Φ42的內孔
5
精車Φ47的內孔
6
粗銑底端面160×70
7
鉆4-Φ12的孔
8
锪鉆孔Φ22
9
鉆4-M6的螺紋孔，攻絲
10
清洗
11
終檢
方案二
1
粗精車Φ38.5的內孔
2
粗精車Φ42的內孔
3
精車Φ47的內孔
4
粗銑Φ77的左端面
5
粗銑Φ77的右端面
6
粗銑底端面160×70
7
鉆4-Φ12的孔
8
锪鉆孔Φ22
9
鉆4-M6的螺紋孔，攻絲
10
清洗
11
終檢
工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案二先車孔，再銑端面，違背了先面后孔的原則，后方案一先面后孔，先大孔后小孔，遵循了安排工藝的基本原則，更好地保證了工件的加工精度，綜合考慮我們選擇方案一。
具體的工藝路線如下
1
粗銑Φ77的左端面
2
粗銑Φ77的右端面
3
粗精車Φ38.5的內孔
4
粗精車Φ42的內孔
5
精車Φ47的內孔
6
粗銑底端面160×70
7
鉆4-Φ12的孔
8
锪鉆孔Φ22
9
鉆4-M6的螺紋孔，攻絲
10
清洗
11
終檢
四 切削用量及工時計算
4.1 工序1設計
鑄造
4.2工序2設計
時效處理
4.3工序3設計
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
因為加工余量不大，一次加工完成
2） 決定每次進給量及切削速度
根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。
根據表查出 ，則
按機床標準選?。?50
當＝750r/min時
按機床標準選取
3） 計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
4.4工序7設計
機床：Z525立式鉆床
刀具：根據《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ12
1)進給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機床主軸轉速
ns== 1364r/min
與1364r/min相近的機床轉速為1450r/min?，F選取=1450r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm;
t=2x（） =2x（）=0.0234(min)
4.5 工序6設計
1.選擇刀具
刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
4） 決定銑削深度
因為加工余量不大，故可在一次走刀內銑完，則
5） 決定每次進給量及切削速度
根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。
根據表查出 ，則
按機床標準選?。?450
當＝1450r/min時
按機床標準選取
6） 計算工時
切削工時： ，，則機動工時為
4.6 工序5設計
1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm
2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數見《切削手冊》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以
1.440.81.040.810.97=89m/min
4) 確定機床主軸轉速
ns== 753r/min
與753r/min相近的機床轉速為750r/min?，F選取=750r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，
t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =0mm;
t=i=x2=0.966(min)
五 車夾具設計
為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用的夾具。
有老師分配的任務，我被要求設計車Ф47內孔，選用機床：CA6140
5.1問題提出
機械制造里，用以夾住工件的裝置，叫做夾具。它能固定加工對象，讓它處于正確位置，接受檢測的裝置。
機械制造過程中，由于保證零件加工精度，第一步要讓工件在機床上處于正確位置，這就叫做工件的定位。夾緊是將工件加工過程中始保持定位位置不變的操作。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾
本夾具主要用來車Ф47內孔，因為車Ф47內孔自身精度要求比較高，因此我們要考慮保證加工質量上，采用精基準定位，同時由于批量生產我們還要考慮如何提高生產效率上因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高生產率、降低勞動強度、保證加工質量。
5.2 定位基準的選擇
在加工零件時往往要選擇零件的基準，基準分為工藝基準和設計基準。然而在加工不同零件，它們用途也會不同，因此工藝基準又包括了定位、裝配、測量還有工序基準。
定位基準的選擇制定工藝的第一步。
定位基準的要合理，否則將直接影響所最后零件的加工質量，加工工藝?；鶞蔬x擇不當會增加工序，使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難，甚至達不到零件的加工精度要求。
以Φ77的一端面和外圓作為定位基準。Φ77的端面限制3個自由度，外圓分別限制2個，定位擋銷限制1個自由度，這樣空間的6個自由度就限制完全了，同時采用絲桿夾緊工件即可滿足要求。
5.3定位的基本原理
1. 六點定位原理
定位也就是把工件空間的6個自由度限制好。根據我們機械制造工藝學學習的，一個支承點限制工件的一個自由度，六個自由度需要合理的六個支承點來限制，才能使工件在夾具中固定好，這就是工件定位的“六點定位
2. 工件定位中可能出現的一下幾種情況
（1）完全定位
六個自由度通過合理的六個支撐點完全限制，這叫完全定位。
（2）不完全定位
工件空間的6個自由度沒有被限制完，這稱不完全定位
（3）欠定位
六個自由度定位，應該限制的自由度沒有被限制，稱為欠定位。在機床夾具中不能存在欠定位，這樣容易造成加工的時候工件的移動，轉動和振動，從而影響工件的加工質量，造成廢品率變高。
（4）過定位
在同一個方向上有多個面限制重復限制工件的同一個或幾個自由度的現象，稱為過定位。過定位通常會造成夾具定位的時候干涉現象。。
消除或減小過定位有兩種方法：
1：提高定位基準與定位元件工作表面之間的位置精度。
2：改變定位元件的結構，使定位元件在重復限制自由度的部分不起定位作用。
5.4夾緊方案的設計
在機械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯系非常密切的兩個工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產生振動，以保證加工精度和安全生產。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。
5.5夾緊裝置的設計
1. 夾緊裝置的組成
（1）力源裝置
（2）中間傳動機構 作用如下：
1）改變夾緊作用力的方向
2）改變夾緊作用力的大小
3）具有一定的自鎖性能
（3）夾緊元件
2. 對夾緊裝置的基本要求
（1）夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置
（2）夾緊力的大小要適當
（3）夾緊裝置要操作方便
（4）結構要進湊簡單，有良好的結構工藝性，盡量使用標準件
5.6切削力和夾緊力的計算
查表1-2-3 圓周力：
徑向力：
軸向力：
其中：
查《機床夾具手冊》表1-2-4，
表1-2-5
表1-2-6
由上得：Fc=725N，Fp=459N，Ff=695N
夾緊力的計算：由《機床夾具設計手冊》（表1-2-25）得：
用扳手的六角螺母的夾緊力：M=12mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夾緊力：W0=5380N
由于夾緊力大于切削力，即本夾具可安全使用。
5.7定位誤差分析
一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。
形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。
根據零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。
已知孔的形狀公差為0.28，根據經驗公式，易知此結果符合。
5.8夾具設計及簡要操作說明
本工件采用支撐板，V型塊和定位擋銷定位，用絲桿壓緊，這樣操作更加簡單，迅速，特別適合批量生產，總體來說這套夾具是非常不錯的。能滿足批量生產要求。
總 結
這次設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統的組織起來，進行理論聯系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產實踐的需要，將各種理論與生產實踐相結合，來完成本次設計。
這次設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現,提出,分析和解決實際問題,鑄煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。這次畢業(yè)設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統化和深入合理化的掌握。比如參數的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鑄煉與提高；再次體會到理論與實踐相結合時，理論與實踐也存在差異。
回顧起此次設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次畢業(yè)設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正的實用，在生產過程中得到應用。在設計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設計，讓自己把以前所學過的知識重新復習了一遍。
這次設計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位教研室指導老師再次表示忠心的感謝！
致 謝
這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。
這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻
1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年
2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年
3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術出版社出版，1983年
4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上海科學技術出版社出版，1990年
5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981年10月
6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年
第 21 頁 共 25 頁
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