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遼寧工程技術(shù)大學(xué)
機械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
箱體
共1頁
第1頁
材料牌號
HT200
毛坯種類
鑄件
毛坯外形尺寸
每壞件數(shù)
1
每臺件數(shù)
1
備注
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
車間
工段
設(shè)備
工藝裝備
工序時間
準(zhǔn)終
單件
1
鑄造
金工
2
時效處理
3
粗銑、半精銑Φ54mm凸臺端面
立式銑床X51
銑刀
千分尺
4
銑軸承蓋中心Φ50mm凸臺端面
立式銑床X51
銑刀
千分尺
5
鉆、擴、鉸Φ26mm孔
立式鉆床Z535
麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀
千分尺
描圖
6
粗銑—半精銑軸承蓋下端面
立式銑床X51
銑刀
千分尺
7
粗銑、精銑軸承蓋軸承蓋左右兩側(cè)階梯側(cè)表面
立式銑床X51
銑刀
千分尺
8
粗銑、半精銑軸承蓋兩側(cè)階梯下表面
立式銑床X51
銑刀
千分尺
描校
9
粗鏜、半精鏜、精鏜軸承蓋孔內(nèi)表面
立式銑床X51
鏜刀
千分尺
10
銑軸承該前后端面
立式銑床X51
銑刀
千分尺
11
清洗
12
終檢
裝訂號
設(shè)計
日期
審核
（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化
（日期）
會簽
（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 25
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)
課 程 設(shè) 計
題 目：LX-31軸承蓋的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計
班 級： 機械10-3
姓 名： 吳玉碩
指導(dǎo)教師： 孫遠(yuǎn)敬
完成日期：2013/7/1
設(shè)計題目 LX-31軸承蓋的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:大量生產(chǎn)
三、上交材料
1．繪制零件圖 1張
2．毛坯圖 1張
3．編制機械加工工藝過程綜合卡片 1套
4．編制機械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機械加工工藝卡片） 1套
5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張
7．編寫課程設(shè)計說明書（約5000-8000字）。 1份
四、進度安排
本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)完成。
1．第l～2天查資料，熟悉題目階段。
2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計并編制出零件的機械加工工藝卡片。
3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設(shè)計的下一步）。
4．第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。
5．第14～15天，零件圖的繪制。
6．第16～18天，整理并完成設(shè)計說明書的編寫。
7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。
8．第20～21天，答辯
五、指導(dǎo)教師評語
成 績：
指導(dǎo)教師
日 期
摘要
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計，是以切削理論為基礎(chǔ)，制造工藝為主線，兼顧工藝裝備知識的機械制造技術(shù)基本涉機能力培養(yǎng)的實踐課程；是綜合運用機械制造技術(shù)的基本知識，基本理論和基本技能，分析和解決實際工程問題的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)；是對學(xué)生運用掌握的“機械制造”技術(shù)基礎(chǔ)
知識及相關(guān)知識的一次全面的應(yīng)用訓(xùn)練。
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計，是已機械制造工藝裝備為內(nèi)容進行的設(shè)計。即以給定的一個中等復(fù)雜的程度的中小型機械零件為對象，在確定其毛胚制造工藝的基礎(chǔ)上，編制其機械加工工藝規(guī)程，并對其一工序進行機床專用卡具設(shè)計。由于能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予批評指正。
Abstract
Mechanical manufacturing technology foundation course design, is the cutting theory as a foundation, manufacturing process as the main line, balancing process equipment knowledge of mechanical manufacturing technology basic wade machine of cultivating the ability of practical courses, Is the comprehensive use of mechanical manufacturing technology of the basic knowledge, basic theory and basic skill, analyze and solve practical engineering problems an important teaching link, For the students use master "mechanical manufacturing technology" basis knowledge and related knowledge of a comprehensive application training. Mechanical manufacturing technology foundation course design, is already machinery manufacturing technology and equipment for the design of content. Namely in the given a medium-sized complex degree of small and medium-sized machinery parts as the object, in determining the blank casts manufacturing technology, on the basis of compiling the machining process planning, and one process machine special fixture design.
1.軸承蓋的工藝性分析 7
1.1軸承蓋用途 7
1.2軸承蓋的技術(shù)要求 8
1.3 確定軸承蓋生產(chǎn)類型 8
2.軸承蓋的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 9
2.1確定毛坯、繪制毛坯圖 9
2.1.1 選擇毛坯 9
2.1.2 確定毛坯尺寸和機械加工余量 9
2.1.3 繪制軸承蓋鑄件毛坯圖 10
2.2擬定軸承蓋工藝路線 11
2.2.1 選擇定位基準(zhǔn) 11
2.2.2 表面加工方法的確定 12
2.2.3 加工階段的劃分 12
2.2.4 工序的集中于分散 13
2.2.5 工序順序的安排 13
2.2.6 確定工藝路線 13
2.3機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 14
2.3.1圓柱表面工序尺寸： 14
2.3.2平面工序尺寸： 15
2.3.3孔加工工序尺寸: 15
2.3.4其他尺寸直接鑄造得到 15
2.4 確定切削用量 15
2.4.1 對鉆Φ26mm的內(nèi)孔的切削用量的確定： 15
2.4.2 對擴Φ26mm內(nèi)孔的切削用量的確定： 15
2.4.3 對粗鉸Φ26mm的內(nèi)孔的切削用量的確定： 16
2.4.4 對精鉸Φ26mm的內(nèi)孔的切削用量的確定： 16
2.5 確定時間定額 16
2.5.1 時間額定的計算： 16
2.5.2 輔助時間計算： 17
2.5.3 其他時間計算： 17
2.5.4 單件時間計算： 17
3.加工φ26㎜孔工序的專用機床夾具設(shè)計 18
3.1問題的提出 18
3.2夾具設(shè)計 18
3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 18
3.2.2、夾具設(shè)計及操作的簡要說明 18
3.2.3確定導(dǎo)向裝置 19
3.3夾緊裝置的設(shè)計 19
3.3.1夾緊裝置的組成和要求 19
3.3.2夾緊力的計算 19
3.4夾具體的設(shè)計 19
3.4.1夾具體的材料 19
3.4.2夾具體的外形尺寸 20
3.4.3夾具體的排屑措施 20
3.4.4夾具體定位誤差分析 22
4.方案的綜合評價與結(jié)論 22
5.體會與展望 23
6.參考文獻 25
1.軸承蓋的工藝性分析
1.1軸承蓋用途
軸承蓋的主要作用是軸承外圈的軸向定位；防塵和密封，除它本身可以防塵和密封外，它常和密封件配合以達到密封的作用。還能在一定程度上防止?jié)L動體保持架等易損件受外力作用而損壞。軸承蓋零件圖如圖1.1所示。
圖1.1 軸承蓋零件圖
1.2軸承蓋的技術(shù)要求
零件的材料為HT150，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削,零件的主要技術(shù)要求分析如下：
(1).由零件圖可知，零件的底座底面、內(nèi)孔、端面及軸承座的頂面有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是說其余的表面不需要加工，只需按照鑄造時的精度即可。底座底面的精度為Ra6.3、內(nèi)孔、端面及內(nèi)孔的精度要求均為Ra12.5。軸承座在工作時，靜力平衡。
(2).鑄件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保證零件的強度、硬度及疲勞度，在靜力的作用下，不至于發(fā)生意外事故。
表1 軸承蓋零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差／mm
公差／mm及精度等級
表面粗糙度Ra／ μm
形位公差／mm
軸承蓋前后端面
IT12
12.5
軸承蓋孔內(nèi)表面
IT10
3.2
Φ26mm固定孔
Ф26
IT12
12.5
Φ54mm凸臺端面
4
IT10
3.2
軸承蓋兩側(cè)階梯下表面
80
IT11
6.3
軸承蓋中心Φ50mm凸臺端面
120
IT12
12.5
軸承蓋左右兩側(cè)階梯側(cè)表面
IT10
3.2
//
0.06
A
軸承蓋下端面
120
IT11
6.3
1.3 確定軸承蓋生產(chǎn)類型
已知此軸承蓋零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批或大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。
2.軸承蓋的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1確定毛坯、繪制毛坯圖
2.1.1 選擇毛坯
零件材料為HT150?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。參閱《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表2-1，選用鑄件尺寸公差等級為CT-12。選用鑄件尺寸公差等級為CT-10。這對提高生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量有幫助。此外為消除殘余應(yīng)力還應(yīng)安排人工時效。
2.1.2 確定毛坯尺寸和機械加工余量
參閱《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表2-4，選用加工余量為RMA-H級，并查表2.2-4確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量。
表2 軸承蓋鑄造毛坯尺寸公差及機械加工余量
項目
機械加工余量/mm
尺寸公差/mm
毛坯尺寸/mm
備注
軸承蓋前后端面
3
166
軸承蓋孔內(nèi)表面
4
Ф112
Φ26mm固定孔
4
Ф26
Ф18
Φ54mm凸臺端面
4
4
8
軸承蓋兩側(cè)階梯下表面
3
80
83
軸承蓋中心Φ50mm凸臺端面
3
120
123
軸承蓋左右兩側(cè)階梯側(cè)表面
4
178
軸承蓋下端面
4
120
124
2.1.3 繪制軸承蓋鑄件毛坯圖
由表2所得結(jié)果，繪制毛坯圖如圖2.1所示。
圖2.1軸承蓋毛坯圖
2.2擬定軸承蓋工藝路線
2.2.1 選擇定位基準(zhǔn)
根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析，知Φ50㎜的圓柱，軸承蓋外端面、Φ26㎜的孔均需正確定位才能保證。故對基準(zhǔn)的選擇應(yīng)予以分析。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇
按照粗基準(zhǔn)的選擇原則為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。根據(jù)零件圖所示，故應(yīng)選軸承蓋下表面為粗基準(zhǔn).
(2 )精基準(zhǔn)的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，即以軸承蓋的下底面為精基準(zhǔn)。
2.2.2 表面加工方法的確定
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。參閱《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表1-7、表1-8，確定加工件個表面的加工方法，如表3所示。
表3 軸承蓋零件各表面加工方案
項目
尺寸精度等級
表面粗糙度Ra／ μm
加工方案
備注
軸承蓋前后端面
IT12
12.5
粗銑
表1-8
軸承蓋孔內(nèi)表面
IT10
3.2
粗鏜—半精鏜—精鏜
表1-7
Φ26mm固定孔
IT12
12.5
鉆、擴、鉸
表1-7
Φ54mm凸臺端面
IT10
3.2
粗銑—半精銑
表1-8
軸承蓋兩側(cè)階梯下表面
IT11
6.3
粗銑—半精銑
表1-8
軸承蓋中心Φ50mm凸臺端面
IT12
12.5
粗銑
表1-8
軸承蓋左右兩側(cè)階梯側(cè)表面
IT10
3.2
粗銑—精銑
表1-8
軸承蓋下端面
IT11
6.3
粗銑—半精銑
表1-8
2.2.3 加工階段的劃分
該壓緊蓋的加工精度要求較高，可將加工階段劃分成粗加工和半精加工兩個階段。
在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；在半精加工階段，完成端面的加工，完成孔的鉆加工。
2.2.4 工序的集中于分散
選用工序集中的原則安排軸承蓋的加工工序。該軸承蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工具、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多加工表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。
2.2.5 工序順序的安排
機械加工工序：
1.遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，再安排精加工工序。
2.遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)。
3.遵循“先主后次”原則，先加工主要表面—壓緊蓋的右端面和Φ26mm孔，后加工次要表面。
4.遵循“先面后孔”原則，先加工壓緊蓋端面，再加工Φ26mm孔。
2.2.6 確定工藝路線
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)，表4列出了軸承蓋的工藝路線方案。
表4 軸承蓋零件工藝路線及設(shè)備、工裝的選用
工序號
工序名稱
機床設(shè)備
刀具
量具
1
鑄造
2
時效處理
3
粗銑、半精銑Φ54mm凸臺端面
立式銑床X51
銑刀
千分尺
4
銑軸承蓋中心Φ50mm凸臺端面
立式銑床X51
銑刀
千分尺
5
鉆、擴、鉸Φ26mm孔
立式鉆床Z535
麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀
千分尺
6
粗銑—半精銑軸承蓋下端面
立式銑床X51
銑刀
千分尺
7
粗銑、精銑軸承蓋軸承蓋左右兩側(cè)階梯側(cè)表面
立式銑床X51
銑刀
千分尺
8
粗銑、半精銑軸承蓋兩側(cè)階梯下表面
立式銑床X51
銑刀
千分尺
9
粗鏜、半精鏜、精鏜軸承蓋孔內(nèi)表面
立式銑床X51
鏜刀
千分尺
10
銑軸承該前后端面
立式銑床X51
銑刀
千分尺
11
清洗
12
終檢
2.3機械加工余量、工序尺寸及公差的確定
2.3.1圓柱表面工序尺寸：
Φ54mm凸臺端面的加工余量為4㎜,粗刨3㎜,精刨1㎜;
軸承蓋中心Φ50mm凸臺端面的加工余量為3㎜,粗刨3㎜;
2.3.2平面工序尺寸：
軸承蓋下端面的加工余量為4㎜,粗刨3㎜,精刨1㎜;
軸承蓋前后端面的加工余量為3㎜, 粗刨3㎜.
軸承蓋兩側(cè)階梯下表面3mm
軸承蓋左右兩側(cè)階梯側(cè)表面4mm
2.3.3孔加工工序尺寸:
軸承蓋孔內(nèi)表面的加工余量為4㎜,粗鏜2㎜,半精鏜1.3㎜,精鏜0.7㎜;
Φ26mm固定孔的加工余量為4㎜,鉆2㎜，擴1㎜，鉸1㎜。
2.3.4其他尺寸直接鑄造得到
由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采取調(diào)整加工。因此在計算最大，最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。
2.4 確定切削用量
2.4.1 對鉆Φ26mm的內(nèi)孔的切削用量的確定：
1）背吃刀量的確定 取=14mm。
2）進給量的確定 查指導(dǎo)書表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量=0.25mm/r。
3）切削速度的計算 查指導(dǎo)書表5-22。，按工件材料為HT200選取，切削速度=15m/min。由公式，可球的該工序鉆頭轉(zhuǎn)速，參照指導(dǎo)書表4-9系列Z535型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速，再將次轉(zhuǎn)速代入=17.584m/min
2.4.2 對擴Φ26mm內(nèi)孔的切削用量的確定：
1）背吃刀量的確定 取=1.85mm。
2）進給量的確定 查指導(dǎo)書表5-23，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量=0.7mm/r。
3）切削速度的計算 查指導(dǎo)書表5-24。，按工件材料為HT200選取，切削速度=95m/min。由公式，可球的該工序鉆頭轉(zhuǎn)速，參照指導(dǎo)書表4-9系列Z535型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速，再將次轉(zhuǎn)速代入=54.75m/min
2.4.3 對粗鉸Φ26mm的內(nèi)孔的切削用量的確定：
1）背吃刀量的確定 取=0.1mm。
2）進給量的確定 查指導(dǎo)書表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量=0.5mm/r。
3）切削速度的計算 查指導(dǎo)書表5-31。，按工件材料為HT200選取，切削速度=4m/min。由公式，可球的該工序鉆頭轉(zhuǎn)速，參照指導(dǎo)書表4-9系列Z535型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速，再將次轉(zhuǎn)速代入=5m/min
2.4.4 對精鉸Φ26mm的內(nèi)孔的切削用量的確定：
1）背吃刀量的確定 取=0.05mm。
2）進給量的確定 查指導(dǎo)書表5-22，選取該公布的每轉(zhuǎn)進給量 =0. 5mm/r。
3）切削速度的計算 查指導(dǎo)書表5-22。，按工件材料為HT200選取，切削速度=6m/min。由公式，可球的該工序鉆頭轉(zhuǎn)速，參照指導(dǎo)書表4-9系列Z535型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速，再將次轉(zhuǎn)速代入=6.6m/min
2.5 確定時間定額
2.5.1 時間額定的計算：
1）鉆孔工步
根據(jù)指導(dǎo)書表5-41，鉆孔的基本事件可由公式
求得，其中，
，；=0.25mm/r；，代入公式，求得
。
2）擴孔工步
根據(jù)指導(dǎo)書表5-41，鉆孔的基本事件可由公式
求得，其中，
，；=0.7mm/r；，代入公式，求得
。
3）粗鉸工步
根據(jù)指導(dǎo)書表5-41，鉆孔的基本事件可由公式
求得，其中，，由指導(dǎo)書表5-42；按，條件查得，，=0.5mm/r；，代入公式，求得
。
4）精鉸工步
根據(jù)指導(dǎo)書表5-41，鉆孔的基本事件可由公式
求得，其中，，由指導(dǎo)書表5-42；按，條件查得，，=0.5mm/r；，代入公式，求得
。
2.5.2 輔助時間計算：
1）鉆孔工步輔助時間
2）擴孔工步輔助時間
3）粗鉸工步輔助時間
4）精鉸工步輔助時間
2.5.3 其他時間計算：
1）鉆孔工步其他時間
2）擴孔工步其他時間
3）粗鉸工步其他時間
4）精鉸工步其他時間
2.5.4 單件時間計算：
1）鉆孔工步其他時間
2）擴孔工步其他時間
3）粗鉸工步其他時間
4）精鉸工步其他時間
單件時間
3.加工φ26㎜孔工序的專用機床夾具設(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。
本夾具設(shè)計用于φ26㎜孔的鉆、擴加工，適用于Z525型號立式鉆床（組合鉆床），加工所用道具有麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀。
3.1問題的提出
本夾具主要用來加工φ26㎜孔,在本工序加工時還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問題。
3.2夾具設(shè)計
3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇
本道工序為鉆φ26㎜孔，本夾具用階梯面4個支撐釘限制工件3個自由度，用側(cè)面2個支撐釘限制工件2個自由度，在夾具體上安裝一個定位銷于中心限制工件最后一個自由度，這樣工件空間6個自由度都已經(jīng)限制完畢，可以開始夾緊，加工工件。
3.2.2、夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該考慮提高勞動生產(chǎn)率。為此，設(shè)計采用了快換裝置。拆卸時，松開壓板，轉(zhuǎn)動鉆套板，即可取下工件，實現(xiàn)工件的快換。
3.2.3確定導(dǎo)向裝置
加工φ26㎜內(nèi)孔時需要導(dǎo)向元件為鉆套。因為該孔的精度較高，所以需要多到工序進行加工。在鉆孔后要擴孔，粗鉸，精鉸。所以需要經(jīng)常更換鉆套，所以采用快換鉆套。鉆套軸線在夾具上的位置與加工的孔軸線重合。具體標(biāo)注見夾具裝配圖，如圖3。
3.3夾緊裝置的設(shè)計
3.3.1夾緊裝置的組成和要求
夾緊裝置有三部分組成。
1、動力裝置，本夾具采用氣缸施加夾緊力。。
2、夾緊元件，本夾具采用壓板夾緊。
3、中間傳動機構(gòu)，本夾具采用楔式鉸鏈機構(gòu)傳動。
本夾具通過壓板擠壓工價連接板右端面來實現(xiàn)工件的夾緊。具體見夾具裝配圖，如圖3。
3.3.2夾緊力的計算
本夾具夾緊力方向與切削力方向一致，查指導(dǎo)書10-1，知，本夾具僅需要較小的夾緊力來防止工件在加工過程中產(chǎn)生的震動和轉(zhuǎn)動即可。
3.4夾具體的設(shè)計
3.4.1夾具體的材料
因為鑄造的工藝性良好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制；并且，鑄造夾具體的吸振性良好，可減小或避免其受力而產(chǎn)生的震動；另外，鑄造夾具體承受抗壓能力大，可承受切削力、夾緊力等力的作用。所以，本工件采用鑄造工藝，材料選為，HT150，并進行時效處理，來消除內(nèi)應(yīng)力。
3.4.2夾具體的外形尺寸
夾具體制造屬于單件生產(chǎn)，可以按照類似結(jié)構(gòu)和經(jīng)驗類比的方法確定結(jié)構(gòu)尺寸，查指導(dǎo)書表11-1，得：
夾具體壁厚h取： 20mm；
加強肋厚度：10mm；
夾具體壁與壁連接的鑄造圓角取： 1/5×(15mm+15mm)=6mm
夾具體座耳的結(jié)構(gòu)見夾具體裝配圖 ，其螺栓直徑?。?0mm
3.4.3夾具體的排屑措施
因為夾具體上與連接板配合的面是在夾具上的凸臺面，所以在夾具體與工價之間存在一定間隙，通過該間隙就可以使切屑方便的排出，也就不用在另行設(shè)計和考慮排屑的問題了。
具體形狀見夾具體零件圖如圖3.1所示，裝配圖如圖3.2所示。
圖3.1 軸承蓋夾具體零件圖
圖3.2 軸承蓋夾具裝配圖
3.4.4夾具體定位誤差分析
本夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，故無基準(zhǔn)不重合誤差。
工價余夾具配合面較光整，故無定位副造成的不準(zhǔn)確誤差。
4.方案的綜合評價與結(jié)論
由于軸承蓋的加工精度要求較高，要通過較高精加工才能達到進度要求。在夾具的設(shè)計的過程中符和夾具的工作過程，在定位時對工件的自由度有這合適的限制，即沒有欠定位，也沒有過定位。工件的夾緊機構(gòu)采用楔式鉸鏈機構(gòu)，其主要特點為結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可靠。通過導(dǎo)向裝置夾具與工件的對中性較好，且設(shè)計夾具的零件大多為標(biāo)準(zhǔn)件，使其提高了零件的互換性。也有利于夾具體的調(diào)整與修配。從而能保證零件的加工精度。綜上所述，該夾具能滿足對零件的孔加工要求。但在設(shè)計中難免有些缺點和不足，希望老師能提出批評和指正。
5.體會與展望
三個星期的課程設(shè)計的過程中學(xué)到了一些除技能以外的其他東西,領(lǐng)略到了別人在處理專業(yè)技能問題時顯示出的優(yōu)秀品質(zhì),更深切的體會到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機制,最重要的還是自己對一些問題的看法產(chǎn)生了良性的變化.在沒有做課程設(shè)計以前覺得課程設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。通過這次課程設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。
在這次課程設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。
不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。
通過機械制造課程設(shè)計的過程，了解并認(rèn)識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，初步具有設(shè)計中等難度的零件加工工藝以及設(shè)計夾具的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)大好基礎(chǔ)。
在此要感謝我們的指導(dǎo)老師孫老師對我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。
6.參考文獻
[1]機床夾具設(shè)計（第二版） 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2000.5
[2]機床夾具的現(xiàn)代設(shè)計方法 秦國華、張衛(wèi)紅主編 航空工業(yè)出版社 2006.11
[3]機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 黃健求主編 機械工業(yè)出版社 2005.11
[4]機床夾具設(shè)計 秦寶榮主編 中國建材工業(yè)出版社 1998.2
[5]機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 崇凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2007.2
[6]機械制造與模具制造工藝學(xué) 陳國香主編 情話大學(xué)出版社 2006.5
[7]機械精度設(shè)計與檢測技術(shù) 李彩霞主編 上海交通大學(xué)出版社 2006.1
[8]機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 方子良主編 上海交通大學(xué)出版社 2005.1
[9]敏捷夾具設(shè)計理論及應(yīng)用 武良臣、郭培紅等主編 煤炭工業(yè)出版社 2003.9
[10]機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo) 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.12
[11]機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 鄒青主編 機械工業(yè)出版社 2004.8
第3章 鏜Φ120孔夾具設(shè)計
3.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來加工鏜Φ120孔夾具設(shè)計，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
3.2 設(shè)計要求
在對工件進行機械加工時，為了保證加工的要求，首先要使工件相對道具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。
機床夾具的組成
1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。
3、對刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。
4、連接原件 其作用是確定夾具在機床上的正確位置。
5、夾具體 夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。
6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。
以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)組成部分。
機床的分類
機床夾具種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。
按夾具的使用特點可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，
拼裝夾具。
按使用機床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機床夾具，數(shù)控機床夾具，自動機床夾具，自動線隨行夾具以及其他機床夾具。
3.3 夾具的組成
(1) 定位元件
夾具上的圓柱銷5、菱形銷9和支承板4都是定位元件，通過它們使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
(2) 夾緊裝置
夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力(切削力等)作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。圖3-3中的螺桿8(與圓柱銷合成一個零件)、螺母7和開口墊圈6就起到了上述作用。
(3) 對刀或?qū)蜓b置
對刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對于定位元件的正確位置。如圖3-3中鉆套l和鉆模板2組成導(dǎo)向裝置，確定了鉆頭軸線相對定位元件的正確位置。銑床夾具上的對刀塊和塞
尺為對刀裝置。
(4) 連接元件
連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。如圖3-3中夾具體3的底面為安裝基面，保證了鉆套1的軸線垂直于鉆床工作臺以及圓柱銷5的軸線平行于鉆床工作臺。因此，夾具體可兼作連接元件。車床夾具上的過渡盤、銑床夾具上的定位鍵都是連接元件。
(5) 夾具體
夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)件，如圖3-3中的件3，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。
(6) 其它裝置或元件
它們是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件。
3.4 夾具的分類和作用
（1）按專業(yè)程度劃分
1）通用夾具
通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。
2）專用夾具
專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計制造周期較長、制造費用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。
3）通用可調(diào)夾具和成組夾具
其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。
4）組合夾具
組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。
5）隨行夾具
隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。
（2）按使用的機床分類
由于各類機床自身工作特點和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。
（3）按夾緊動力源分類
根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。
夾具的作用：1．縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率
夾具的使用一般包括兩個過程：其一是夾具本身在機床上的安裝和調(diào)整，這個過程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對刀塊來快速實現(xiàn)，或者通過找正、試切等方法來實現(xiàn)，但速度稍慢；其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個過程由于采用了專用的定位裝置(如V形塊等)，因此能迅速實現(xiàn)。
2．確保并穩(wěn)定加I精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量
加工過程中，工件與刀具的相對位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。
3．降低對操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動強
由于多數(shù)專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實現(xiàn)對工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調(diào)整工件的時間與難度，或者根本不需要找正和調(diào)整，所以，這些專用夾具的使用降低了對工人的技術(shù)要求并減輕了工人的勞動強度。
按夾緊的動力源可分為：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。
工件的裝夾方法
工件裝夾的方法有兩種：
將工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上
將工件裝夾在家具上
采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時，都采用夾具裝夾工件。
采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點：
a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量
b、縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率
c、擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)“一機多能”
d、改善工人的勞動條件，降低生產(chǎn)成本
本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。
3.5 定位、夾緊方案的選擇
由零件圖可知：在對加工軸承孔夾具設(shè)計行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，底面孔進行了鉆、擴加工。因此，定位、夾緊方案有：
選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。
為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即底平面。
3.6 切削力及夾緊力的計算
鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）
刀具的幾何參數(shù)：
由參考文獻[5]查表可得：
圓周切削分力公式：
式中
查[5]表得： 查[5]表 取
由表可得參數(shù)：
即：
同理：徑向切削分力公式 ：
式中參數(shù)：
即：
軸向切削分力公式 ：
式中參數(shù)：
即：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：
所以有：
該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構(gòu)。
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
夾緊力的確定
夾緊力方向的確定
夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。
夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。
(1) 夾緊力作用點的選擇
a. 夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b. 夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。
c. 夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面。
(3)夾緊力大小的估算
理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復(fù)雜的問題，只能進行粗略的估算。
估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。
估算的步驟：
a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。
b.實際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。
c.校核夾緊機構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。
夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2]
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。
夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件。
考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。
螺旋夾緊機構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構(gòu)組成復(fù)合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。
螺旋夾緊機構(gòu)中所用的螺旋，實際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。
典型的螺旋夾緊機構(gòu)的特點：
（1）結(jié)構(gòu)簡單；
（2）擴力比大；
（3）自瑣性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夾緊動作慢。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。
工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。
查參考文獻[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：
式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)， 由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
3.7 誤差分析與計算
該夾具以一面兩銷定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻[5]可得：
⑴ 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.8 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。
10