631 軸承座的工藝及鉆孔夾具裝置設(shè)計【CAD圖+工藝工序卡+文獻(xiàn)翻譯+說明書】

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Therefore,this design follows the principles of the hole after the first plane .And a clear hole and surface processing divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy.The bearings part of the process planning according to part size, high precision, the characteristics of complex structure, the preparation of a reasonable application of technical rules, select the appropriate machine tools, special tooling designed to address the processing difficulties, improve product quality. Through this design of the school curriculum to be integrated theoretical and practical knowledge to increase production, through practical training, thereby developing and enhancing the ability of individuals to work independently. Consolidate the relevant course content, master the design method and procedure, and I will work to lay a solid foundation. KEY WORDS: graduation design, design specifications, machining, process planning 字典 V 前 言 畢業(yè)設(shè)計對我來說是在畢業(yè)之前最重要的一門課程，它不僅僅是對我大學(xué) 四年來所學(xué)課程的檢查，而且是對我大學(xué)四年所學(xué)知識的一次綜合性的鞏固、 擴大和深化。 “軸承座的工藝及鉆孔夾具裝置設(shè)計”是我的畢業(yè)設(shè)計題目。通過這次畢業(yè) 設(shè)計我才真正的覺得機械加工行業(yè)的經(jīng)驗是多么的重要，當(dāng)我拿到零件圖紙后， 我才覺得自己的理論知識還很淺薄。在吳導(dǎo)師的指導(dǎo)下，我才學(xué)會了對零件的 分析、工藝路線的確定、工藝尺寸鏈的換算以及使用 CAD 對鉆孔夾具裝配圖的 設(shè)計等等。 本設(shè)計主要完成對軸承座的零件圖進(jìn)行工藝分析并繪制零件圖，選擇毛坯 類型，編寫工藝文件，設(shè)計鉆孔夾具，用 AutoCAD 繪圖，對所設(shè)計的專用夾具 進(jìn)行精度分析，最后撰寫論文。 由于我個人水平有限，設(shè)計中會有不少錯誤及不當(dāng)之處，懇請各位老師和 師傅批評指正。 VI VII 目 錄 摘要 I ABSTRACT.II 前 言 III 第 1 章 零件圖分析 1 1.1 零件的作用 .1 1.3 零件的結(jié)構(gòu)分析 .2 1.4 零件的重要表面和技術(shù)要求 .2 1.5 材料分析 .3 第 2 章 毛坯工藝的確定 4 第 3 章 零件工藝規(guī)程的制定 5 3.1 加工方法的選擇 .5 3.2 加工階段的劃分 .5 3.3 工序集中與分散 .6 3.4 定位基準(zhǔn)選擇 .7 3.5 輔助工序的安排 .8 第 4 章 工藝尺寸換算 .11 4.1 徑向工序尺寸 11 4.2 軸向工序尺寸 11 第 5 章 夾具設(shè)計 .12 5.1 夾具的分類 12 5.2 鉆床夾具 13 5.3 夾具定位元件的選擇 14 5.4 所選定位元件限制工件自由度分析 14 5.5 夾緊力的分析 15 5.6 夾具精度分析 15 第 6 章 特種檢驗 .18 6.1 特種檢驗 18 VIII 結(jié) 論 .19 參考文獻(xiàn) .20 致 謝 .21 畢業(yè)設(shè)計小結(jié) .22 附錄一：外文資料翻譯 .23 附錄二：工藝規(guī)程 .42 · 1 第 1 章 零件圖分析 1.1 零件的作用 軸承座是用來支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅讓內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，外圈保持 不動，始終與傳動的方向保持一致（比如電機運轉(zhuǎn)方向） ，并且保持平衡。軸承 座的概念就是軸承和箱體的集合體，便于應(yīng)用，這樣的好處是可以有更好的配 合，更方便的使用，減少了使用廠家的成本。 1.2 零件的工作條件 零件要和鑄造的輪轂外支座焊接而形成的內(nèi)輪轂，內(nèi)支座裝有低壓轉(zhuǎn)子前 軸承，在輪轂內(nèi)支座上壓裝有隔熱環(huán)，隔熱環(huán)與內(nèi)支座形成的空腔里通入低壓 壓氣機出口空氣，防止防冰熱空氣的高溫傳給前軸承。 所以說，零件是在高溫、高壓的環(huán)境下工作的。 2 1.3 零件的結(jié)構(gòu)分析 結(jié)構(gòu)示意圖 該軸承座和我們常見的軸承座不一樣，應(yīng)該屬于專用軸承座，但是該軸承 座的結(jié)構(gòu)相對來說比較簡單，該軸承座底面上有一個 Φ72 的底孔，里面是一個 Φ84 的臺階孔，左右兩端各有一個 Φ18 的孔，凸塊上有一 Φ5 的通孔，并有 一中槽。兩端面孔和底孔分別有倒角，該軸承座的基本結(jié)構(gòu)就是這樣。根據(jù)其 結(jié)構(gòu)特點和加工精度要求，采用了粗銑底面、粗銑左右端面、粗鏜軸承座孔、 鉆擴左右孔、銑凸塊兩側(cè)等等加工方法。為了保證加工精度，應(yīng)合理選用機床 和刀具，并采用適當(dāng)?shù)那邢鲄?shù)，以避免零件變形，提高加工效率。 1.4 零件的重要表面和技術(shù)要求 該零件圖樣的視圖，尺寸和技術(shù)要求齊全、正確；零件材料選用 3 ZG35GrMnSi, 毛坯類型屬于鑄件。 該零件主要加工表面及技術(shù)要求如下（另附零件圖）： （1）鑄造尺寸公差按 HBO-7-67ZZJ3。 （2）未注明鑄造圓角半徑 R3-R5。 （3）HRC30-36。 （4）Φ84 與軸承配合間隙 0.01-0.03。 （5）一般尺寸公差按 HB5800-82。 （6）鑄造后毛坯要進(jìn)行時效處理。 時效處理：指合金工件經(jīng)固溶處理，冷塑性變形、鑄造或鍛造后，在較高 的溫度或室溫放置，其性能、形狀、尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。若采用 將工件加熱到較高溫度，并較短時間進(jìn)行時效處理的時效處理工藝，稱為人工 時效處理。若將工件放置在室溫或自然條件下長時間存放而發(fā)生的時效現(xiàn)象， 稱為自然失效處理。在機械生產(chǎn)中，為了穩(wěn)定鑄件尺寸，常將鑄件在室溫下長 期放置，然后才進(jìn)行切削加工，這種措施也被稱為時效處理。但這種時效不屬 于金屬熱處理工藝。時效處理的目的是消除工件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織和尺寸， 改善機械性能等。 1.5 材料分析 由于該軸承座的材料是 ZG35GrMnSi，是耐熱不銹鋼。 主要性能： 因為軸承座的工作條件，需要零件有高的熱強性，良好的氧化性能和消震 性能，導(dǎo)熱性也要非常高，經(jīng)過分析得知 ZG35GrMnSi 具備的以上條件，而且在 500～600℃時冷熱疲勞性能均優(yōu)于高溫合金 CH34、CH36，故零件的選材合理。 根據(jù)零件圖要求必須使用鑄件。 4 第 2 章 毛坯工藝的確定 考 慮 零 件 在 機 床 運 行 過 程 中 所 受 沖 擊 不 大 ， 零 件 結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為中 小批生產(chǎn)，又因為其具有較好的的鑄造性和切削加工性，而且吸震性和耐磨性 較好，價格也較低廉，故選擇金屬型鑄造毛坯。 鑄件具有幾大特點： 第一是鑄件幾乎不受金屬材料、尺寸大小和重量的限制； 第二鑄造可以生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜的毛坯，特別適用于生產(chǎn)具有復(fù)雜內(nèi)腔的 零件毛坯； 第三鑄件的形狀和大小可以與零件很接近，既節(jié)約金屬材料，又省切削加 工工時； 第四鑄件成本低； 第五鑄造工藝靈活，生產(chǎn)率高，既可以手工生產(chǎn)，也可以機械化生產(chǎn)。 5 第 3 章 零件工藝規(guī)程的制定 3.1 加工方法的選擇 零件表面的加工方法，取決于加工表面的技術(shù)要求。在滿足表面加工技術(shù) 要求的前提下，根據(jù)各種加工方法的精度及經(jīng)濟性、表面粗糙度和工藝特點等 來選擇，為此選擇的加工方法對應(yīng)考慮下列因素： 1、表面精度。 2、工件材料和物理力學(xué)性能。 3、工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。 4、生產(chǎn)類型。 5、現(xiàn)場設(shè)備條件。 在選擇切削加工方法時，首先應(yīng)選定主要表面的最后加工方法，最后再選 定次要表面的加工方法。 本零件的主要表面有： 1、左右孔面。 加工方法：鉆擴——鉆鉸——磨。 2、底面和左右端面。 加工方法：粗銑——精銑。 3、底面孔。 加工方法：粗鏜——精鏜。 3.2 加工階段的劃分 粗加工階段：這個階段的主要任務(wù)是盡快去除大部分的加工余量。其特點 是夾緊力比較大，加工余量也較大，因此切削力、切削熱較大。這個階段的加 工精度不高（IT12 左右，Ra＝50～12.5mm） 。在這個階段中，主要問題是如何 6 提高生產(chǎn)率。 半精加工階段：這個階段的主要任務(wù)是達(dá)到一定的技術(shù)要求，即次要表面 達(dá)到最終要求，并為主要表面的加工做準(zhǔn)備，本階段的特點是加工余量小，加 工精度有所提高（IT9～I(xiàn)T11，Ra＝6.3μm） 。 精加工階段：這個階段的主要任務(wù)是達(dá)到零件的全部尺寸及技術(shù)要求（主 要是保證主要表面的加工質(zhì)量） 。其特點是加工余量小，加工精度高，這個階段 的主要問題是如何保證加工質(zhì)量。 對工藝路線劃分不同階段的主要原因是：零件依次按階段進(jìn)行加工有利于 消除或減小變形對精度的影響。一般來說，粗加工切削余量大、切削力、切削 熱以及內(nèi)應(yīng)力重新分布等因素，引起工件的變形較大，半精加工時余量較小， 工件變形相對減小，而精加工時應(yīng)盡可能消除零件變形、提高加工質(zhì)量。因此， 工藝路線劃分成階段進(jìn)行加工，可避免發(fā)生已加工表面的精度遭到破壞的現(xiàn)象。 在工藝路線劃分階段后，同時會帶來以下好處： 1、全部表面進(jìn)行粗加工，便于及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷。 2、在安裝及搬運過程中，可減少已加工表面損傷的機會。 3、可合理的選擇設(shè)備，并合理充分的利用車間的設(shè)備資源。 4、可使工件的鑄造殘余應(yīng)力及機加應(yīng)力得到充分釋放，減小工件變形，有 效的保證加工質(zhì)量。 工藝路線是否要劃分階段，主要由工件的變形對精度的影響程度來確定。 3.3 工序集中與分散 工序集中原則，是使每個工序包括盡可能多的內(nèi)容，因而使總的工序數(shù)目 減少，工序分散原則與此相反。因此，工序的集中與分散，主要影響工序內(nèi)容 的繁簡程度。 工序集中的特點：工序數(shù)目少，工序內(nèi)容復(fù)雜。 1、簡化了生產(chǎn)組織工作。 2、減少設(shè)備數(shù)目，從而節(jié)省了生產(chǎn)占地面積。 7 3、減少安裝次數(shù)，縮短了工件運輸路線，有利于提高生產(chǎn)率和縮短生產(chǎn)周 期。 4、有利于采用生產(chǎn)率高的設(shè)備，特別是數(shù)控機床和加工中心等，可提高產(chǎn) 品的質(zhì)量和生產(chǎn)率。 5、設(shè)備成本高，調(diào)整、維修費時，生產(chǎn)時間長。 工序分散的特點：工序數(shù)目多，工序內(nèi)容簡單。 1、設(shè)備和工藝裝備簡單，調(diào)整，維修比較簡單。 2、生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量小，產(chǎn)品變換容易。 3、設(shè)備數(shù)目多，生產(chǎn)面積大，生產(chǎn)組織工作復(fù)雜，生產(chǎn)周期長。 兩種原則的選用可以按集中、分散程度，主要考慮下列因素： 1、生產(chǎn)量的大小。 2、工件的尺寸和重量。 3、工藝設(shè)備的條件。 由于軸承座零件的剛性差，精度要求高，中小批量生產(chǎn)，所以采用工序集中原 則。這不僅減小了安裝次數(shù)，有利于保證各表面的尺寸精度，同時減少了輔助 時間，提高了生產(chǎn)率，縮短了生產(chǎn)周期。這就要求工人有較高的技術(shù)水平，其 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，而中小批生產(chǎn)盡可能采用高效機床，使工序適當(dāng)集中。同 時，為了提高生產(chǎn)效率，減小工人工作強度，主要工序采用數(shù)控加工，因為數(shù) 控加工的加工質(zhì)量、加工效率較高，也可達(dá)到工序集中等特點。 3.4 定位基準(zhǔn)選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分。在加工的起始工序中，只能用毛坯上未 經(jīng)加工的表面作定位基準(zhǔn)，或粗加工工序的定位基準(zhǔn)，都稱為粗基準(zhǔn)；利用加 工過的表面作為定位基準(zhǔn)，或精加工工序的定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。 1、粗基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)毛坯余量最小表面作為粗基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)只能使用一次的原則，本零件 選擇毛坯的大端和外徑作為粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)選擇的好壞，對加工余量的分配以 及保證加工表面精度均有很大影響，必須重視粗基準(zhǔn)的選擇。 8 例如：工序 5 中用三爪卡盤裝夾，工件右端表面和外型面為粗基準(zhǔn)，即符 合粗基準(zhǔn)只能選用一次的原則。 2、精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu) 簡單，該階段的基準(zhǔn)選擇一般采用“同一基準(zhǔn)”原則，即基準(zhǔn)重合原則，盡可 能保證工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合。 3.5 輔助工序的安排 輔助工序是指機械加工以外的工序，例如：在工藝規(guī)程當(dāng)中的標(biāo)記、去毛 刺、清洗、磁力探傷、檢驗等工序。這些輔助工序合理安排將會給零件的質(zhì)量 及裝配帶來很大的影響。 標(biāo)記是給零件編號，便于生產(chǎn)管理；去毛刺是為了避免機加毛刺影響測量 和裝夾的精度，在易產(chǎn)生較多的工序后，安排專門的工序打毛刺；清洗一般安 排在精加工階段之后、探傷之前；檢驗一般指最終檢驗，用來確保零件質(zhì)量， 還有中間檢驗是一般安排在粗加工之后，重要工序之前，本零件中有磁力探傷 檢驗可及時發(fā)現(xiàn)零件的內(nèi)部缺陷，并檢驗表面缺陷。 3.6 加工方案的制定 由于上述的各種內(nèi)容及對零件圖的分析及生產(chǎn)量的判定，及現(xiàn)有的設(shè)備情 況確定加工方案如下： 工序流程表： 9 工序 15～25 及 40、50、55、85 是粗加工階段。 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 工序卡 片 數(shù) 備注 00 鑄造毛坯 1 05 人工時效 10 劃線找正，找底面 15 粗銑底面 臥式銑床 1 20 粗銑左右端面 臥式銑床 1 25 粗鏜軸承座孔 臥式鏜床 1 30 鉆擴右孔并倒角 立式鉆床 1 35 鉆擴左孔并倒角 立式鉆床 1 40 銑凸塊兩側(cè)至尺寸要求 臥式銑床 1 45 鉆鉸凸塊上通孔 立式鉆床 1 50 銑凸塊中間槽 臥式銑床 1 55 銑凸塊外圓至尺寸要求 臥式銑床 1 60 鏜臺階孔 立式鏜床 1 65 精銑底面 臥式銑床 1 70 精鏜底面孔 臥式鏜床 1 75 精銑臺階孔底面 立式銑床 1 80 精銑左右端面 臥式銑床 1 85 銑左右端面上槽 臥式銑床 1 90 鉆鉸右孔 立式鉆床 1 95 鉆鉸左孔 立式鉆床 1 100 磨左右孔 內(nèi)圓磨床 1 105 淬火 110 去毛刺，銳邊倒鈍，清洗 115 檢驗 120 入庫 10 15 工序加工后為下工序建立粗基準(zhǔn)，這符合粗基準(zhǔn)在同一方向上只能利用 一次的原則，主要任務(wù)是切除余量。20 工序是粗車左右端面，主要任務(wù)是為下 一步工序切除大部分的加工余量，其特點是加工余量大，因此切削力、切削熱、 夾緊力比較大，所以加工精度不高，因此所選的主軸轉(zhuǎn)速不能太高，刀具的前 角應(yīng)小一些。 工序 30～100 除了 40、50、55、85 是精加工階段。 25 工序是在臥式鏜床上粗鏜軸承座孔即底孔。本工序是粗鏜，主要去除大 部分余量，為 70 工序的精鏜做準(zhǔn)備。其精度要求較高，故選用精度較高臥式鏜 床來實現(xiàn)。 30 和 35 工序是在立式鉆床上鉆擴左右孔并倒角，分別為 90 和 95 工序的 鉆鉸左右孔做準(zhǔn)備，90 和 95 為了保證左右孔的加工精度要球。 40 工序是在臥式銑床上銑凸塊兩側(cè)至尺寸要求。 45 工序在立式鉆床上鉆鉸凸塊上的通孔。 50 工序是銑凸塊中心槽。 65 工序是精銑底面。因為該底面是定位基準(zhǔn)面，所以要求較高的精度。 75 和 80 工序分別是精銑臺階孔底面和精銑左右端面。 85 工序是銑左右端面上槽。 100 工序是磨左右孔，以達(dá)到相當(dāng)高的精度要求。 11 第 4 章 工藝尺寸換算 軸承座的加工在確定加工余量以后，就可以確定出各工序的尺寸。對于最 終工序來說，一般均按零件圖的要求來標(biāo)注，對于中間工序，則按經(jīng)濟加工精 度來確定。 根據(jù)經(jīng)濟加工精度要求確定工序公差時，還需要根據(jù)具體情況考慮其它影 響因素，如定位基準(zhǔn)表面，有時在粗加工、半精加工階段就要求精度很高，以 保證準(zhǔn)確可靠。其工序公差要影響加工工序的余量變化，因此在確定一個工序 的本身尺寸公差時，要進(jìn)行具體分析。 4.1 徑向工序尺寸 徑向尺寸設(shè)計基準(zhǔn)都是軸線，加工時工序基準(zhǔn)也是軸線，在整個加工過程 中加工基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合。查相關(guān)材料可以確定出工件表面的總加工余量， 在確定出各加工階段的余量后，由后往前推算出工序尺寸，并根據(jù)各加工階段 所能達(dá)到的精度確定其公差，不再進(jìn)行尺寸計算，因為余量是查表得到的。 4.2 軸向工序尺寸 軸向各端面加工基準(zhǔn)相互轉(zhuǎn)換，使之尺寸和偏差關(guān)系很復(fù)雜。 按規(guī)定符號建立軸向工序尺寸聯(lián)系圖，由最終工序推算基本尺寸和毛坯尺 寸，查表確定工序尺寸的經(jīng)濟加工精度，在由各種加工方法的經(jīng)濟精度確定工 序尺寸余量及偏差。對直接保證設(shè)計尺寸的工序尺寸，可按設(shè)計尺寸的偏差要 求確定尺寸偏差，其它獨立的中間工序尺寸按“入體原則”確定偏差。對設(shè)計 尺寸分別作為封閉環(huán)，在工序尺寸鏈圖上從設(shè)計尺寸的兩端向下在工序中查找 其組成環(huán)建立的工藝尺寸鏈。本零件的設(shè)計尺寸均由工序尺寸直接保證，經(jīng)查 有關(guān)資料都符合要求。 在工序中，余量的驗證一般是在包含工序余量的工藝尺寸鏈中，工序尺寸 是直接保證的，間接形成的是余量，即我們稱的封閉環(huán)。在驗證余量時可分別 以工序余量為封閉環(huán)，通過工序尺寸鏈圖表計算出工序的工步尺寸的安排。 12 第 5 章 夾具設(shè)計 5.1 夾具的分類 在數(shù)控機床上加工工件時，為了保證加工精度，加工前首先要使工件在機 床上有一個正確的位置，即定位。然后將其夾緊。工件定位與夾緊的過程又稱 為工件的裝夾，在機床上用于裝夾工件的工藝裝備就稱為機床夾具。 機床夾具是機械加工過程中必不可少的部分。在機床加工過程中，其最主 要的作用是用于裝夾工件，使工件在機床上有一個正確的定位。 機床夾具的種類很多，按使用機床的類型不同可分為車床夾具、銑床夾具、 鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他機床夾具等；按驅(qū)動夾具工作的動 力和自夾緊夾具等。按其專門化程度不同，機床夾具一般可以分為以下五種類 型： （1） 通用夾具 （2） 專用夾具 （3） 可調(diào)夾具 （4） 組合夾具 （5） 隨行夾具 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計該零件第 30 工序的專用夾具——鉆具。為 保證工件的加工精度，提高勞動生產(chǎn)率。鉆具在裝配中一定要保證鉆模板與底 座底的平行度、及鉆模板中鉆孔引導(dǎo)孔與底座底面的垂直度，同時保證鉆孔與 軸心的尺寸要求、定位銷的定位角度一定要準(zhǔn)確，否則孔的精度沒法保證。 30-工序圖如下： 13 工序-30 5.2 鉆床夾具 專用夾具是為了適應(yīng)零件某個工序的加工要求專門設(shè)計的，其作用有以下 幾點： 保證穩(wěn)定可靠定位，并達(dá)到各項加工精度要求；縮短加工工時，提高勞動 14 生產(chǎn)率；降低生產(chǎn)成本；減輕工人勞動強度；可由低技術(shù)等級的工人進(jìn)行加工； 能擴大機床工藝范圍。 鉆孔用的夾具主要包括鉆頭夾具和工件夾具兩種： 1.鉆頭夾具：常用的是鉆夾頭和鉆套。 （1）鉆夾頭：適用于裝夾直柄鉆頭。鉆夾頭柄部是圓錐面，可與鉆床主軸內(nèi) 孔配合安裝；頭部三個爪可通過緊固扳手轉(zhuǎn)動使其同時張開或合攏。 （2）鉆套：又稱過渡套筒，用于裝夾錐柄鉆頭。鉆套一端孔安裝鉆頭，另一 端外錐面接鉆床主軸內(nèi)錐孔。 2.工件夾具：常用的夾具有手虎鉗、平口鉗、V 形鐵和壓板等。裝夾工件 要牢固可靠，但又不準(zhǔn)將工件夾得過緊而損傷過緊，或使工件變形影響鉆孔質(zhì) 量（特別是薄壁工件和小工件） 。 夾具裝配圖如上圖所示 5.3 夾具定位元件的選擇 定位元件起定位作用，用于確定工件在夾具中的正確位置。此工序中，工 件以端面、孔作為定位基準(zhǔn)，在定位板、定位孔和菱形銷上進(jìn)行定位。 5.4 所選定位元件限制工件自由度分析 該零件為工序-30 設(shè)計主用夾具-鉆具，因工件是回轉(zhuǎn)體，所以只需限制五 個自由度即可，其夾具的自由度分析如下： （1）壓板元件限制 4 個自由度，即沿 X 軸的移動·沿 X 軸的轉(zhuǎn)動·沿 Z 軸的移 動和沿 Z 軸的轉(zhuǎn)動； 15 （2）鉆模板和壓板共同限制零件一個自由度，即沿 Y 軸的移動。 5.5 夾緊力的分析 定位和夾緊是安裝工件時密切相關(guān)的兩個問題，必須一起考慮。它關(guān)系到 工件的加工質(zhì)量。為了確保工件在整個加工過程中始終保持在定位元件所確定 的準(zhǔn)確位置上，必須將工件夾緊，且盡量使夾緊迅速、使用方便和易于制造。 夾緊力主要考慮它的三要素：方向、大小和作用點。在確定夾緊力時，應(yīng) 注意以下問題： 1.夾緊力的方向應(yīng)指向各定位面，同時應(yīng)在工件剛度最大的方向上將其夾 緊。 2.夾緊力的作用點應(yīng)在定位支撐面之內(nèi)，還應(yīng)盡量靠近加工處，以減少切 削力對工件造成的轉(zhuǎn)動力矩 3.夾緊力的大小要足夠防止工件在加工時松動，但要使工件的受壓變形最 小。采用手動夾緊時，可憑人力來控制夾緊力的大小，確切數(shù)值，通常需要時 按經(jīng)驗公式估計其大小。 鉆具的夾緊裝置采用螺旋壓板的聯(lián)動加緊機構(gòu)，鉆孔夾具操作時只需擰動 上邊的螺母，即可使下面的壓板和上面的鉆模板同時壓緊工件。夾具鉆模板上 設(shè)置有對應(yīng)的孔，調(diào)整整個裝置的位置，即可鉆孔。 5.6 夾具精度分析 在夾具結(jié)構(gòu)方案確定及總圖設(shè)計完成之后，還應(yīng)該對夾具精度進(jìn)行分析和 計算，以確保設(shè)計的夾具能滿足工件的加工要求。 影響精度的因素（造成誤差的原因）： 在加工工序所規(guī)定的精度要求中，與夾具密切相關(guān)的是被加工表面的位置 精度——位置尺寸和相互位置關(guān)系的要求。影響該位置精度的因素可分為 ， ， 三部分，設(shè)計夾具應(yīng)充分考慮估算各部分的誤差，使其綜合影響 不致超過工序所允許的限度。 16 是指由于定位基準(zhǔn)與原始基準(zhǔn)（亦稱工序基準(zhǔn)）不重合而引起的原始 尺寸（工序尺寸）的誤差，它的大小已由工藝規(guī)程所確定，夾具設(shè)計者對它無 法直接控制，如果要減少或消除 ，則可建議修改工藝規(guī)程，另選定基準(zhǔn)， 最好采用基準(zhǔn)重合的原則。 是指與工件在夾具上以及夾具在機床上安裝的有關(guān)誤差，它包括以下 因素： （1）工件在夾具上定位所產(chǎn)生的定位誤差 ，夾具設(shè)計者可以通過合理 選擇定位方法和定位件，將其限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。 （2）工件因夾緊而產(chǎn)生的誤差 ，是指在夾緊力作用下，因夾具和工件 的變形而引起的原始基準(zhǔn)或加工表面在原始尺寸方向上的位移。在成批生產(chǎn)中， 如果這一變形量比較穩(wěn)定，則可通過調(diào)整刀具與工件之間的位置等措施，將它 基本消除。 （3）夾具在機床上的安裝誤差 ，是指由于夾具在機床上的位置不正確 而引起的原始基準(zhǔn)的原始尺寸方向上的最大位移。 造成 的主要因素有二： 一是夾具安裝面與定位件之間的位置誤差，這可在夾具總圖上作出規(guī)定； 二是夾具安裝面與機床配合間隙所引起的誤差或安裝找正時的誤差。 的數(shù)值一般都很小。在安裝夾具中還可以采用仔細(xì)校正或精修定位面等辦 法來減小 。 是指在加工中由于工藝系統(tǒng)變形、磨損以及調(diào)整不準(zhǔn)確等而造成的原 17 始尺寸的誤差，它包括下列因素： （1）與機床有關(guān)的誤差 。如機床主軸的跳動、主軸軸線對溜板導(dǎo)軌的 平行度或垂直度誤差等。 （2）與刀具有關(guān)的誤差 。如刀具的形狀誤差、刀柄與切削部分的不 同軸線以及刀具的磨損等。 （3）與調(diào)整有關(guān)的誤差 。如定距裝刀的誤差、鉆套軸線對定位件的位 置誤差等（這項可在夾具總圖中予以限定） 。 （4）與變形有關(guān)的誤差 。這取決于工件、刀具和機床受力變形和熱變 形。 以上諸因素都是造成被加工表面位置誤差的原因，它們在原始尺寸方向上 的總和應(yīng)小于該尺寸的公差 ，即應(yīng)滿足不等式 + + + + 此式稱為計算不等式，各符號分別代表各誤差在原始尺寸方向上的最大值。 當(dāng)原始尺寸不只一個時，應(yīng)分別計算。當(dāng)然，這些誤差也不會都按最大值出現(xiàn)， 在校核計算中，應(yīng)該按上述因素分析后，對總誤差的合成宜按概率法計算，使 其小于工件的允差 。 18 第 6 章 特種檢驗 6.1 特種檢驗 磁力探傷的原理： 若將一磁性材料制成的工件放在磁場中，在外磁場的作用下即被磁化，在 材料中產(chǎn)生磁力線的分布。如在材料中存在與磁力線傳布方向正好垂直的缺陷 （如裂紋） ，則磁力線會被彎曲，若缺陷位于材料的表面或近表面，那么有一部 分磁力線被彎曲后逸出工作表面，這種“漏磁”現(xiàn)象使工件表面缺陷附近形成 一個小的局部磁場。 在工件表面撒一層很細(xì)的磁性粉末，通常用 Fe304 或 Fe203，這些磁性粉 末會被弱小磁場所吸引的情況來分析工件表面缺陷。 如果被檢工件不存在缺陷，則磁粉在工件表面上均勻分布。當(dāng)被檢工件有 缺陷時，位于工件表面或近表面的缺陷處產(chǎn)生漏磁場，形成一個小 N--S 磁場， 磁粉就會被小磁極吸引，缺陷處由于堆積較多磁粉而被顯出來（該法也叫磁粉 探傷法） 。 磁力探傷不能發(fā)現(xiàn)較深的內(nèi)部缺陷，因其雖有磁力線彎曲，但無漏磁場產(chǎn) 生。另外只有當(dāng)磁力線方向與缺陷顯露出來，若兩者平行就不能顯露。因此在 檢查工件縱向裂紋時，應(yīng)采用橫向或周向磁場進(jìn)行磁化；在檢查工件橫向裂紋 時，應(yīng)采用縱向磁場進(jìn)行磁化。 磁力探傷后的工件應(yīng)進(jìn)行退磁處理。 磁力探傷的應(yīng)用： 磁力探傷法用來發(fā)現(xiàn)磁性材料的工件表面上及距表面很近（不超過 1— 2mm）的缺陷。 檢驗前的準(zhǔn)備： 送檢的零件應(yīng)沒有鐵渣、銹物、金屬屑及潤滑劑等。 19 結(jié) 論 經(jīng)過同吳導(dǎo)師論證討論，此次設(shè)計的軸承座鉆孔夾具可以加工出來。夾具 所涉及的尺寸、精度、形位公差滿足設(shè)計要求。此次軸承座夾具設(shè)計滿足任務(wù) 書要求。 20 參考文獻(xiàn) [1].《航空航天機械制造工藝學(xué)》 柯明楊 北京航空航天大學(xué)出版社 [2].《現(xiàn)代制造工藝基礎(chǔ)》 閻光明 侯忠濱 張云鵬 西北工業(yè)大學(xué)出版 社 [3].《簡明機械加工工藝手冊》 徐圣群 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 [4].《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》 錢云峰 殷銳 電子工業(yè)出版社 [5].《金屬工藝學(xué)》 鄧文英 宋力宏 高等教育出版社 [6].《現(xiàn)代機床夾具設(shè)計》 吳拓 化學(xué)工業(yè)出版社 [7].《機床夾具設(shè)計實例教程》 李名望 化學(xué)工業(yè)出版社 21 致 謝 經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個三本本科 生的畢業(yè)設(shè)計，由于知識的匱乏和經(jīng)驗的不足，難免有許多考慮不周全的地方， 如果沒有吳老師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)的幫助，想要完成這個畢業(yè)設(shè)計是難以 想象的。 首先，要感謝我的導(dǎo)師吳老師。吳老師平日里工作繁忙，但在我做畢業(yè)設(shè)計 的每個階段，從外出實習(xí)到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后 期詳細(xì)設(shè)計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù) 雜煩瑣，但是吳老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩吳老師的專業(yè)水 平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究精神將是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我 今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次，感謝大學(xué)四年來所有我的任課老師，為我打下機械專業(yè)知識的基礎(chǔ)， 我相信如果沒有老師們在課堂上傳授的基礎(chǔ)知識，我的畢業(yè)設(shè)計將沒有源泉， 根本無法展開，更無法順利完成。同時還要感謝康生杰和王述祥同學(xué)，是你們 在我在外實習(xí)期間，給我傳達(dá)了導(dǎo)師的要求和一些相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計資料，在此， 一并感謝。 然后，感謝指導(dǎo)老師、評閱老師與答辯組老師對本論文的指導(dǎo)。感謝我的 母?！鞅惫I(yè)大學(xué)明德學(xué)院對我的培養(yǎng)！ 最后，畢業(yè)在即，再次向我的導(dǎo)師吳老師表示我最衷心的感謝，同時，祝 您工作順利，合家歡樂，身體健康，一切安好！ 22 畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是我們作為學(xué)生在大學(xué)階段的最后一個環(huán)節(jié)，是對所學(xué)基礎(chǔ)知識 和專業(yè)知識的一種綜合應(yīng)用，同時，也是一次對我們學(xué)習(xí)能力和獨立思考能力 及工作能力的培養(yǎng)過程。 在完成畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，我收獲頗多： 在畢業(yè)設(shè)計過程中，不僅鞏固了所學(xué)基礎(chǔ)理論知識，而且使我各個方面的 能力都有了很大的提高。從一開始的無從下手，到資料的整理，再到在老師的 幫助下，理清整個思路等等，這些無疑都是對我查閱資料的能力、運用 CAD 設(shè) 計軟件能力的一次考驗。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我對工藝和設(shè)計有了更深的認(rèn)識，而且學(xué)會了如何查 找相關(guān)資料，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及如何分析數(shù)據(jù)，同時提高了自己的繪圖能力，懂得了 許多經(jīng)驗公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。這次畢業(yè)設(shè)計使我懂得做任何事 情都要保持清醒的頭腦，不斷接受新事物，遇到不明白的要及時請教，讓自己 的思想也不斷得到修正和提高。 其實我們可以把畢業(yè)設(shè)計看作是一個工作內(nèi)容，其中所用到的知識，以及 所需要的專注力和責(zé)任心，同樣在工作中是必不可少的。 任何事情都是一分為二的，在畢業(yè)設(shè)計過程中也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)知識 的很多不足之處。例如對知識綜合運用的技巧的缺乏，對圖紙了解的不夠透徹， 等等。感覺自己所學(xué)到的知識只是冰山一角，面對稍微復(fù)雜的東西還是不能得 心應(yīng)手，再一次體會到學(xué)無止境的意義了。 本畢業(yè)設(shè)計是在吳老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的立項、選題到課題 的實施，再到本論文的撰寫到定稿的每一步工作都傾注著吳老師的心血和汗水， 同時也得到了同學(xué)們的幫助，在此，對于老師和同學(xué)們的幫助再次表示忠心的 感謝。 23 附錄一：外文資料翻譯 外文資料翻譯原文（一） EXTENDING BEARING LIFE Abstract：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 life Bearings 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 wrong． However，while a postmortem yields good information，it is better to avoid the process altogether by specifying the bearing correctly in The first place．To 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 fail About 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 environment．Fortunately, a 24 bearing failure caused by environment or handling contamination is preventable，and a simple visual examination can easily identify the cause． Conducting a postmortem il1ustrates what to look for on a failed or failing bearing．Then，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 loading－such 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 races．Raceway 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 turning．This 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 colored．Friction also causes stress in the retainer，which can break and hasten bearing failure． Premature material fatigue is caused by a high load or excessive preload．When these conditions are unavoidable，bearing life should be carefully calculated so that a 25 maintenance scheme can be worked out． Another solution for fighting premature fatigue is changing material．When 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 used． Creep is less common than premature fatigue．In bearings．it is caused by excessive clearance between bore and shaft that allows the bore to rotate on the shaft．Creep can be expensive because it causes damage to other components in addition to the bearing． 0ther more likely creep indicators are scratches，scuff marks，or discoloration to shaft and bore．To prevent creep damage，the bearing housing and shaft fittings should be visually checked． Misalignment is related to creep in that it is mounting related．If races are misaligned or cocked．The balls track in a noncircumferencial path．The problem is incorrect mounting or tolerancing，or insufficient squareness of the bearing mounting site．Misalignment of more than 1/4·can cause an early failure． Contaminated lubricant is often more difficult to detect than misalignment or creep． Contamination shows as premature wear． Solid contaminants become an abrasive in the lubricant． In addition。insufficient lubrication between ball and retainer wears and weakens the retainer．In this situation，lubrication is critical if the retainer is a fully machined type．Ribbon 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 application．If the material checks out for the job，the easiest way to prevent rust is to keep bearings in their packaging，until just before installation． 2 Avoiding failures The best way to handle bearing failures is to avoid them．This can be done in the selection process by recognizing critical performance characteristics．These 26 include noise，starting and running torque，stiffness，nonrepetitive runout，and radial and axial play．In some applications, these items are so critical that specifying an ABEC level alone is not sufficient． Torque requirements are determined by the lubricant，retainer，raceway quality(roundness cross curvature and surface finish)，and whether seals or shields are used．Lubricant viscosity must be selected carefully because inappropriate lubricant，especially in miniature bearings，causes excessive torque． Also，different lubricants have varying noise characteristics that should be matched to the application. For example，greases produce more noise than oil． Nonrepetitive runout(NRR)occurs during rotation as a random eccentricity between the inner and outer races，much like a cam action．NRR can be caused by retainer tolerance or eccentricities of the raceways and balls．Unlike repetitive runout, no compensation can be made for NRR. NRR is reflected in the cost of the bearing．It is common in the industry to provide different bearing types and grades for specific applications．For example，a bearing with an NRR of less than 0.3um is used when minimal runout is needed，such as in disk—drive spindl