軸承托腳零件機械加工工藝及車95外圓夾具設(shè)計【說明書+CAD】

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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: clamp, the localization, the error目 錄序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工藝分析 2二. 工藝規(guī)程設(shè)計32.1確定毛坯的制造形式 42.2基面的選擇 52.3制定工藝路線 52.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 62.5確定切削用量及基本工時 8三 夾具設(shè)計 133.1問題的提出133.2定位基準(zhǔn)的選擇133.3切削力及夾緊力計算143.4定位誤差分析153.5夾具設(shè)計及簡要操作說明16總 結(jié)17致 謝18參考文獻 19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(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)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(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)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(chǔ)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(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。軸承托腳的加工工藝規(guī)程及其車外圓夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)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(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)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 零件的作用軸承托腳的作用，待查1.2 零件的工藝分析軸承托腳有2個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。1：以兩端面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是4-13的孔和68孔.2：以68孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是4-13的孔，8的孔，M6螺紋孔。二. 工藝規(guī)程設(shè)計2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為HT200，考慮到運行時經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用鍛造，采用鍛造，退火處理，能保證鍛件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。2.2 基面的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)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(zhǔn)。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(zhǔn)。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)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(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞?zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取下端面作為定位基準(zhǔn)，。精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：（1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。（3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。（5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以已經(jīng)加工好的62孔和一端面為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時候，應(yīng)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(fù)。2.3 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 制定以下兩種工藝方案：方案一1鑄造鑄造2時效處理時效處理3銑銑下端面4銑銑頂端面5車車90，95外圓6鏜 鏜68，62孔7銑銑厚度為17mm的平臺8鉆鉆4-13的小孔9鉆鉆8的小孔10鉆鉆3-M6螺紋底孔，攻絲11檢驗檢驗12入庫入庫方案二1鑄造鑄造2時效處理時效處理3銑銑下端面4銑銑頂端面5鏜 鏜68，62孔6銑銑厚度為17mm的平臺7鉆鉆4-13的小孔8鉆鉆8的小孔9鉆鉆3-M6螺紋底孔，攻絲10檢驗檢驗11入庫入庫工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案二沒有車90，95外圓，從零件圖上可以看出，90，95外圓粗糙度6.3，有精度要求的，需要加工，而方案一有這個工序，這樣我們保證整個零件的加工精度要求。綜合考慮我們選擇方案一。具體的加工路線如下1鑄造鑄造2時效處理時效處理3銑銑下端面4銑銑頂端面5車車90，95外圓6鏜 鏜68，62孔7銑銑厚度為17mm的平臺8鉆鉆4-13的小孔9鉆鉆8的小孔10鉆鉆3-M6螺紋底孔，攻絲11檢驗檢驗12入庫入庫2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定軸承托腳零件材料為HT200生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鍛造可直接獲得。2、 端面由于軸承托腳底面要與其他接觸面接觸，同時又是68孔的中心線的基準(zhǔn)。粗糙度要求為12.5，查相關(guān)資料知余量留3比較合適。3、68孔毛坯為空心，孔的粗糙度3.2，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為3mm.2.5 確定切削用量及基本工時工序1：鑄造工序2：時效處理工序3：銑上端面1. 選擇刀具刀具選取端銑刀，。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(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取450當(dāng)800r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為工序4：銑頂端面1. 選擇刀具刀具選取端銑刀，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(nèi)銑完，則5） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取200當(dāng)200r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取6） 計算工時切削工時：l=85 ，則機動工時為工序5：車90，95外圓1. 選擇刀具刀具選取外圓車刀，采用C525立式車床，。2. 決定銑削用量7） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則8） 決定每次進給量及切削速度根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取600當(dāng)600r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取9） 計算工時切削工時：l=62 ，則機動工時為工序6: 鏜68，62孔1.加工條件工件材料：HT200，時效處理，砂型鑄造加工要求：鏜孔62mm機 床：臥式鏜床T616刀 具：彎頭鏜刀2.計算切削用量 查簡明手冊表4.2-19和4.2-20,4.2-21得 =25mm/min =0.07mm/z =9.6mm根據(jù)T616鏜床說明書，取=150 r/min切削工時：L=16mm工序7：鉆4-13孔機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆131)進給量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns= 1194r/min與1194r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1450r/min。現(xiàn)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)=18mm; =4mm; =3mm; t= =0.13min)其他工序的鉆銑工序的切削用量和基本工時相似，在此不再累述。三、 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配的工序的車90，95外圓的車床夾具。3.1問題的提出 本夾具主要用于車90，95外圓，這外圓和62孔有同心關(guān)系，為此，只考慮保證精度要求和如何提高生產(chǎn)效率上，可以利用62孔作為定位基準(zhǔn)。3.2定位基準(zhǔn)的選擇本道工序車90，95外圓，因此我們采用62孔定位，用心軸定位，在立式車床上加工，開口墊圈的壓緊力即可以滿足要求。3.3切削力和夾緊力的計算確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點。在確定夾緊力的三要素時要分析工件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的三要素對夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點分布合理，大小適當(dāng)，方向正確才能獲得良好的效益。1. 夾緊力方向的確定（1）夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面（2）夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致2. 夾緊力作用點的選擇（1）應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。（2）應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形（3）夾緊力作用點應(yīng)盡量靠近加工部位3. 夾緊力大小的估算（1）首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。（2）常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計算。（3）對重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運動場合，必須計入慣性力。（4）分析對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡方程計算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計算夾緊力查表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，F(xiàn)p=459N，F(xiàn)f=695N夾緊力的計算：由機床夾具設(shè)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。3.4定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。式中 定位副間的最小配合間隙（mm）； 工件圓孔直徑公差（mm）； 定位銷外圓直徑公差（mm）。3.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明使用心軸定位，采用螺母快速夾緊，即可指定可靠的卡緊力。裝卸方便，保證導(dǎo)向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)。總 結(jié)這次設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)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(zhì)量、機床夾具設(shè)計、機械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計。 這次設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次設(shè)計雖然只有三個月時間，但在這三個月時間中使我對這次課程設(shè)計有了很深的體會。 這次畢業(yè)設(shè)計使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)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(shè)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鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異。回顧起此次設(shè)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(xué)期的日子里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實用，在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計的過程中遇到了許多問題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)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(shè)計，讓自己把以前所學(xué)過的知識重新復(fù)習(xí)了一遍。這次設(shè)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(dǎo)下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學(xué)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(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！致 謝這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)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(shè)計。這次設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)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(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，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(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹向指導(dǎo)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(shè)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(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月6.機械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年7. 蘇翼林.材料力學(xué)M.北京:人民教育出版社,19798. 趙 俊,楮乃雄.AG材料床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計J.制造技術(shù)與機,1996,26(03):27-299. 張 平.銑床夾具優(yōu)化設(shè)計的研究D.阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文，200610.王先逵，機械制造工藝學(xué)M.北京：機械工業(yè)出版社，2007第 20 頁 共 27 頁