K059-軸承座工藝及車φ30孔夾具設計【版本2】[含CAD圖紙和說明書等文檔]【KS系列】

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畢業(yè)設計說明書 課題名稱：軸承座加工工藝及工裝設計 學生姓名 學 號 所在學院 專 業(yè) 班 級 指導教師 起訖時間：　 年　 月　 日～　 年　 月　 日 II 浙江機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 軸承座加工工藝及工裝設計 摘 要 軸承座是用來支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅 讓內圈轉動，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,以便于應用,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.至于形狀,多種多樣,通常是一個箱體,軸承可以安裝在其中。隨著科學技術的不斷進步，它在國民經濟中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊，尤其是在汽車和電子電器等高速發(fā)展的領域。本次課程設計設計的課題就是軸承座的設計，是在學完汽車制造工藝學后進行的一項教學環(huán)節(jié)；在老師的指導下，要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓練。 關鍵詞：軸承座 工藝規(guī)格設計 夾具設計 工序 工藝性 目 錄 摘 要 I 第1章 序言 1 1.1 機械加工工藝概述 1 1.2機械加工工藝流程 1 1.3夾具概述 2 1.4機床夾具的功能 3 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 3 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 3 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 4 1.6設計任務 5 第2 章 工藝性分析 7 2.1零件作用 7 2.2零件工藝性分析 7 第3章 工藝規(guī)程設計 8 3.1零件材料 8 3.2毛坯選擇 8 3.2.1確定毛坯的類型及制造方法 8 3.2.2確定毛坯的形狀、尺寸及公差 8 3.2.3毛坯加工余量、工序尺寸及公差的確定 9 3.3.1粗基準的選擇 13 3.3.2精基準的選擇 13 3.4制訂工藝路線 13 3.5機械加工余量、工序尺寸及公差 15 第4章 專用夾具設計 18 4.1問題的提出 18 4.2夾具的設計 18 4.2.1定位基準的選擇 18 4.2.2定位元件的設計 19 4.2.3切削力及夾緊力的計算 19 4.2.4加緊元件的設計 21 4.2.5緊固元件的選擇 21 4.2.6夾具操作說明 21 總結 22 致謝 23 參考文獻 24 浙江機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第1章 序言 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術人員根據(jù)產品數(shù)量、設備條件和工人素質等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 1.2機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經審批后用來指導生產。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產綱領，確定生產類型。 2) 分析零件圖及產品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內容進行調整，以提高經濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 1.3夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產率和產品的制造成本等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產品設計和制造以及生產技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。 隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質量、高生產率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.4機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （1）對刀 調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術的巨大進步及社會生產力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為18%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。 精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉速為2450r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結構。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。 1.6設計任務 .設計課題：軸承座機械加工工藝規(guī)程設計 加工Φ30、Φ35孔專用夾具設計 設計要求： （1）零件毛坯圖 1張 （2）機械加工工藝過程卡片 1張 （3）機械加工主要工序的工序卡片 1張 （4）夾具裝配圖 1張 （5）夾具零件圖 1張 （6）設計說明書 1份 零件簡圖：如圖1-1所示．　 名稱：軸承座 生產批量：中批量 材料:HT200 要求設計此工件的車軸承孔工序專用夾具——角鐵式車夾具設計，含全套夾具技術圖紙 圖1-1 第2 章 工藝性分析 2.1零件作用 設計題目所給零件為軸承座，主要作用是安裝軸承以支撐軸。 2.2零件工藝性分析 軸承座共有4組主要加工表面。 1、 以Φ30mm/Φ35mm孔為中心的加工表面。 這組加工表面包括：Φ30mm孔和Φ35孔及倒角以及尺寸為38mm與Φ30mm孔軸線垂直的兩個端面。還有一個Φ4mm的油孔。 這組加工表面位置要求為：Φ30mm孔兩外端面的平行度誤差為0.03mm. 2、 以Φ6mm孔為中心的加工表面。 這組加工表面包括：Φ6mm油孔，兩個Φ13mm沉孔，兩個Φ9mm通孔，兩個Φ8mm配作孔，以及與Φ30mm軸線之間尺寸為mm的Φ6mm孔的外端面。 3、 Φ9mm孔的外端面。 這個加工表面的位置要求為： （1） 與Φ30mm孔的軸線的平行度誤差為0.03mm； （2） 表面平面度誤差為0.008mm（只允許中間向材料內凹下），位置度誤差為0.01mm. 4、 槽2×1mm。 24 第3章 工藝規(guī)程設計 3.1零件材料 零件材料為HT200，是中碳鋼，其強度較高，塑性和韌性尚高，焊接性差。用于承受較大載荷的小截面調質件和應力較小的大型正火件，以及對心部要求不高的表面淬火件：曲軸、傳動軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。水淬時有形成裂紋的傾向，形狀復雜的零件應在熱水或油水中淬火。 3.2毛坯選擇 3.2.1確定毛坯的類型及制造方法 由于零件的材料為HT200，零件的形狀規(guī)則，同時由于零件屬于中批生產，零件的輪廓尺寸不大，為了便于生產故選用模鍛毛坯。 模鍛加工工藝的幾點優(yōu)勢：①由于有模膛引導金屬的流動，鍛件的形狀可以比較復雜；②鍛件內部的鍛造流線比較完整，從而提高了零件的機械性能和使用壽命。③鍛件表面光潔，尺寸精度高，節(jié)約材料和切削加工工時；④生產率較高；⑤操作簡單，易于實現(xiàn)機械化；⑥生產批量越大成本越低。 從零件材料及力學性能要求，零件的結構形狀與大小，生產類型，現(xiàn)有生產條件，充分利用新工藝、新材料等多方面綜合考慮選擇模鍛加工工藝中的錘上模鍛。 3.2.2確定毛坯的形狀、尺寸及公差 毛坯的形狀及尺寸如圖3-1所示 圖3-1。 3.2.3毛坯加工余量、工序尺寸及公差的確定 （1）、確定軸承座底平面的加工余量及工序尺寸 a)、軸承座底平面的加工過程如圖3-2所示 圖3-2 b)、根據(jù)工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精 銑底面的工序偏差，按入體原則標注，考慮到高度方向上以下底面為尺寸基準，并要保證中心線到地面的高度為30mm。因此以軸承孔外圓面為粗基準先加工下底面，以加工后的平面為后面加工的精基準。底面的加工余量及工序尺寸見表1 表3-1 （2)、確定軸承座上平面的加工余量及工序尺寸 a)、軸承座上平面的加工過程如圖3-3 圖3-3 b)、根據(jù)工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精 銑上底面的工序偏差。方便銑削，并要間接保證尺寸15+0.05 0，以及平面 度，側以下底面為精基準加工兩底面。兩上底面的加工余量及工序尺寸見表3-2 表3-2 （3）、確定軸承座左右兩側面的加工余量及工序尺寸 a)、軸承座左右兩側平面的加工過程如圖3-4所示 圖3-4 b)、根據(jù)工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精 銑兩側面的工序偏差。為后面加工做基準，且加工后面工序裝夾方便。兩側 平面的加工余量及工序尺寸見表3-3 表3-3 （4）、確定軸承座前后兩端面的加工余量及工序尺寸 a)、軸承座前后端面的加工過程如圖3-5所示 圖3-5 b)、根據(jù)工序尺寸和公差等級，查附表14《平面加工方案》得出粗銑、精 銑前后兩端面的工序偏差。因前端面是寬度方向上的尺寸基準，并為加工孔Φ30的一個精基準，因此在次道工序中以基準加工。下底面為兩端面的加工 余量及工序尺寸見表3-4 表3-4 3.3基準的選擇 3.3.1粗基準的選擇 對于加工表面較多的零件，按照粗基準的一般選取原則：（1）各表面有足夠的加工余量；（2）對一些重要表面和內表面，應盡量使加工余量分布均勻；（3）各加工表面上的總切削量最小。（4）盡量以不加工表面為粗基準。結合本零件的加工情況，選取Φ9mm孔的外端面為粗基準。該表面位置要求較高，要求加工余量分布盡可能均勻。以此加工軸承底座底面以及其它表面，用平口鉗夾持Φ30mm兩側面可實現(xiàn)完全定位。 3.3.2精基準的選擇 根據(jù)零件圖上標注的平行度，垂直度等位置要求，主要考慮互為基準和基準統(tǒng)一與基準重合原則，以粗加工后的底面（Φ13孔外端面）為主要的定位精基準，即以軸承座的下底面為精基準?；鶞什恢睾蠒r應該在下文專門進行尺寸換算，此處不再重復。 3.4制訂工藝路線 3.4.1工藝路線方案一 工序1 鑄造毛坯; 工序2 檢驗; 工序3 銑Φ30端面,以軸承座底面（Φ13孔外端面）為定位基準； 工序4 掉頭銑Φ30端面； 工序5 銑軸承座底面（Φ13孔外端面），以軸承座的底座的上表面（Φ9外端面）為定位粗基準； 工序6 刨槽2×1mm； 工序7 銑孔Φ30側面、Φ8側面； 工序8 掉頭銑孔Φ30側面、Φ8側面； 工序9 車孔Φ30、Φ35； 工序10 銑Φ9外端面； 工序11鉆孔Φ9、Φ8、Φ6，锪孔Φ13； 工序12鉆孔Φ4； 工序13去毛刺； 工序14檢查； 3.4.2工藝路線方案二 工序1 鑄造毛坯; 工序2 檢驗; 工序3 銑軸承座底面（Φ13孔外端面），以軸承座的底座的上表面（Φ9外端面）為定位粗基準； 工序4 刨槽2×1mm； 工序5 銑孔Φ30側面、Φ8側面； 工序6 掉頭銑孔Φ30側面、Φ8側面； 工序7 車孔Φ30、Φ35及端面； 工序8 銑Φ30端面； 工序9 掉頭銑Φ30端面； 工序10 銑Φ9外端面； 工序11鉆孔Φ9、Φ8、Φ6，锪孔Φ13； 工序12鉆孔Φ4； 工序13去毛刺； 工序14檢查； 3.4.3兩個個工藝方案的比較與分析 以上方案大致看上去都是合理的，但仔細考慮零件的要求及可能采取的加工手段分析可知方案一:在工序3先以軸承座底面（Φ13孔外端面）為定位粗基準銑Φ30端面,不符合粗基準選擇的原則，即不了保證加工面與不加工面的位置要求時，應選擇不加工面為粗基準。同時也不能保證端面與孔Φ30軸線的位置要求。方案二：在工序7車孔Φ30、Φ35及端面，然后再銑其端面，這樣可以保證其端面與孔Φ30軸線的位置要求。 方案二相對來說，裝夾次數(shù)少，可減少機床數(shù)量、操作人員數(shù)量和生產面積還可減少生產計劃和生產組織工作并能生產率高。考慮工廠設備，能否借用工、夾、量具等具體條件，選擇方案二。最后根據(jù)工序方案二制定出詳細的工序劃分如下所示： 工序1 鑄造毛坯； 工序2 檢查；毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內應力及改善機械加工性能，在毛坯車間銑削去澆冒口，達到毛坯的技術要求，然后送到機械加工車間來加工。 工序3 銑軸承座底面（Φ13孔外端面），以軸承座的底座的上表面（Φ9外端面）為定位粗基準，選用X628銑床； 工序4 刨槽2×1mm，以軸承座底面（Φ13孔外端面）為基準，選用B665牛頭刨床； 工序5 銑孔Φ30側面、Φ8側面，選用X628銑床； 工序6 掉頭銑孔Φ30側面、Φ8側面，選用X628銑床； 工序7 車孔Φ30、Φ35及端面以軸承座底面（Φ13孔外端面）為基準，選用C6136普通車床及專用夾具； 工序8 銑Φ30端面，選用X628銑床； 工序9 掉頭銑Φ30端面，選用X628銑床； 工序10 銑Φ9外端面，選用X628銑床； 工序11鉆孔Φ9、Φ8、Φ6，锪孔Φ13，選用Z4116臺鉆及專用夾具； 工序12鉆孔Φ4，選用Z4116臺鉆及專用夾具； 工序13去毛刺； 工序14檢查； 3.5機械加工余量、工序尺寸及公差 軸承座零件材料為HT200鋼，硬度為HBS 230—250，生產類型為中批生產。 根據(jù)原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的工序尺寸、機械加工余量如下： 3.5.1半精車?47內圓面 A. 確定被吃刀量：ap=0.9 mm B. 確定進給量：根據(jù)《工藝手冊》表8-5確定，選用f=0.3 2mm/r C. 計算切削速度：根據(jù)《工藝手冊》表8-6，選用v=1.667m/s=100 m/min D. 確定主軸主軸轉速：n=931r/min 根據(jù)《工藝手冊》表10-7與931r/min相近的機床轉速為700r/min與1000 r/min，現(xiàn)選1000r/min，實際切削速度v=107 m/min。 .E. 計算基本時間：按《工藝手冊》表8-32，l=12 mm，=2 mm，=0 mm t==0.043 min 3.5.2精車?47+0..023 +0內圓 A. 確定被吃刀量：ap=0.1 mm B. 確定進給量：根據(jù)《工藝手冊》表8-5確定，選用f=0.20~0.30mm/r，所以選用f=0.25mm/r C. 計算切削速度：根據(jù)《工藝手冊》表8-6，選用v=1.667m/s~2.170m/s,所以選用 v=2m/s=120m/min D. 確定主軸主軸轉速：n=1117r/min 根據(jù)《工藝手冊》表10-7與1117r/min相近的機床轉速為1000r/min與2000 r/min，現(xiàn)選1000r/min，實際切削速度v=107 m/min。 .E. 計算基本時間：按《工藝手冊》表8-32，l=12 mm，=2 mm，=0 mm t==0.05 min 3.5.3粗車?42內圓面 A. 確定被吃刀量：ap=0.9 mm B. 確定進給量：根據(jù)《工藝手冊》表8-5確定，選用f=0.3 2mm/r C. 計算切削速度：根據(jù)《工藝手冊》表8-6，選用v=1.667m/s=100 m/min D. 確定主軸主軸轉速：n=931r/min 根據(jù)《工藝手冊》表10-7與931r/min相近的機床轉速為700r/min與1000 r/min，現(xiàn)選1000r/min，實際切削速度v=107 m/min。 .E. 計算基本時間：按《工藝手冊》表8-32，l=12 mm，=2 mm，=0 mm t==0.043 min 3.5.4精車?35內圓面 A. 確定被吃刀量：ap=0.1 mm B. 確定進給量：根據(jù)《工藝手冊》表8-5確定，選用f=0.20~0.30mm/r，所以選用f=0.25mm/r C. 計算切削速度：根據(jù)《工藝手冊》表8-6，選用v=1.667m/s~2.170m/s,所以選用 v=2m/s=120m/min D. 確定主軸主軸轉速：n=1117r/min 根據(jù)《工藝手冊》表10-7與1117r/min相近的機床轉速為1000r/min與2000 r/min，現(xiàn)選1000r/min，實際切削速度v=107 m/min。 .E. 計算基本時間：按《工藝手冊》表8-32，l=12 mm，=2 mm，=0 mm t==0.05 min 第4章 專用夾具設計 4.1問題的提出 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程地切削加工、 熱處理、裝配等工藝過程中。 機床夾具按在不同生產類型中的通用性，可以分為通用夾具. 專用夾具. 可調夾具. 組合夾具等。本課題設計的是軸承座加工中車軸承孔工序專用夾具——角鐵式車夾具設計。 4.2夾具的設計 4.2.1定位基準的選擇 據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。 圖4-1 方案一如圖4-1所示 1面也就是整個軸承座的截面定位限制兩個自由度。 2面是軸承座的地面定位限制三個自由度 3面是側面定位限制一個自由度。 方案二 1面是軸承座的底面限制三個自由度。 2面是側面限制一個自由度。 3面是軸承孔外端面定位限制兩個自由度。 方案比較：方案一：是按照基準統(tǒng)一及基準重合原則確定的，有利于夾具的設計制造，加緊力方向指向定位元件剛性較大的方向，定位相對簡單。 方案二：是是按照基準統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設計制造，但不容易保證空的軸線與外圓對稱面的重合，鉆頭進給的的軸向力完全由定位元件承受，很容易引起變形。 本工序車?30、?35內圓弧面，加工的切削力主要是刀頭進給時的軸向力和鉆削扭矩，樣工件軸向幾乎沒有切削力，所需要的加緊力不是很大。綜合考慮兩個方案的優(yōu)缺點，及加工的具體情況，采用方案一。 4.2.2定位元件的設計 通過方案一來選擇設計定位元件 4.2.3切削力及夾緊力的計算 刀具： ① 粗車切削力：查《現(xiàn)代機床夾具設計》P104表，得車削切削力計算公式： 圓周分力Fc = 902ap f0.75Kp 徑向分力Fp = 2383ap0.9f0.6vc-0.3Kp 軸向分力Ff =3326Kp 其中ap——背吃刀量 2.3mm(?30) 4mm(?35) f——每轉進給量 0.16mm(?30) 0.3mm (?35) Vc—切削速度m/min 60(?30) 40(?35) Kp—修正系數(shù)1.08 1.63 0.70 所以切削?30時的各切削力 Fc1= 566.8N Fp2=801.5N Ff3= 416.4N 切削?35時的各切削力 Fc1= 1579.5N Fp2=2494.7N Ff3=1167.4N 精車切削力：ap——背吃刀量0.5mm(?30) 0.7mm(?35) f——每轉進給量 0.13mm(?30) 0.2mm (?35) Vc—切削速度m/min 38(?30) 20(?35) Kp—修正系數(shù) 1.08 1.63 0.70 所以切削?30時的各切削力 Fc1= 105.45N Fp2= 57.23N Ff3= 97.96N 切削?35時的各切削力 Fc1= 194.3N Fp2=421.4N Ff3=303.4N ② 車削夾緊力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，查得工件以V形塊和定位塊定位時所需夾緊力計算公式： Wk = KFsinα22μ2 式中Wk——實際所需夾緊力 K—安全系數(shù) α——彈簧夾頭的半錐角 u2——工件與夾具支承面的摩擦系數(shù) 則所需夾緊力 Wk=399（N） 根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。 3、定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊與定位塊，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合△B=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。 △Y=0.5δd=0.5×0.12mm=0.06mm 4.2.4加緊元件的設計 加緊元件由一個V型塊給軸承座頂端一個向下的力來使工件加緊，而后的螺桿是為了在裝卸工件方便所做的設計 4.2.5緊固元件的選擇 由于夾具零件都是固定在夾具體上面的，所以應該選擇螺釘，由于夾具的設計尺寸面的寬度多為15或者20cm，尺寸較小，為了滿足強度要求以及在這么小的空間裝配拆裝，故選擇內六角圓柱頭螺釘。 4.2.6夾具操作說明 先將定位元件及加緊元件固定在夾具體上面，然后只需擰松螺桿將V型塊退回即可將元件按照定位基準放置好，最后擰緊螺桿將元件加緊。當加工完成之后擰松螺桿將元件取下，在放入下一個零件。 總結 經過差不多一個學期的緊張的畢業(yè)設計，在指導老師及其他老師的幫助下，通過查閱大量的資料，參觀工廠的設備，認真地進行了這次設計。通過這次設計，使我對工藝路線的制定和工藝規(guī)程的安排以及工裝的選擇和設計有了更深刻的了解和掌握。也使我對于一個工藝員所從事的工作有了深層次體會，培養(yǎng)了實際工作能力，特別是分析問題和解決問題的能力，可以說這次畢業(yè)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(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師XX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。 致謝 這次畢業(yè)設計成績的取得，與XX老師的指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師XX老師，特別是XX老師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?shù)闹螌W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，XX老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，XX老師不僅在學業(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XX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XX老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意. 參考文獻 1、李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994 2、機床夾具設計手冊.北京：中國科學技術出版社 3、趙家齊主編.機械制造工藝學課程設計指導書.北京.機械工業(yè)出版社，2000 4、吳拓、方瓊珊主編. 機械制造工藝與機床夾具課程設計指導書.北京：機械工業(yè)出版社，2005 5、曾志偉、呂明主編，機械制造技術基礎，武漢理工大學出版社，2001年 6、肖詩綱主編，切削用量手冊，機械工業(yè)出版社，1993年 7、曾東建主編，汽車制造工藝學，機械工業(yè)出版社 8、機械設計手冊（上冊），《機械設計手冊》聯(lián)合編寫組編，化學工業(yè)出版社