設(shè)計中間軸軸承支架零件的機械加工工藝規(guī)程的編制及機床夾具.doc

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1、摘 要本次設(shè)計是對CA10E解放牌汽車中間軸軸承支架零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。中間軸軸承支架零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工藝原則可知，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。所以本設(shè)計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度?；鶞蔬x擇以大外圓端面作為粗基準，以140內(nèi)圓作為精基準。主要加工工序安排是先以中間軸軸承支架155大外圓端面互為基準加工出端面，再以端面定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用端面和工藝孔定位加工其他孔與平面。整個加工過程均選用組合機床。關(guān)鍵詞 中間軸軸承支架，加工工藝，專用夾具1 緒 論機械的加

2、工工藝及夾具設(shè)計是在完成了大學(xué)的全部課程之后，進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下

3、提高效率、降低成本。當(dāng)今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出了更高的要求。所以對機械的加工工藝及夾具設(shè)計具有十分重要的意義。夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識到，夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。在夾具設(shè)計過程中，對于被加工零件的定位、夾

4、緊等主要問題,設(shè)計人員一般都會考慮30的比較周全，但是，夾具設(shè)計還經(jīng)常會遇到一些小問題，這些小問題如果處理不好，也會給夾具的使用造成許多不便，甚至?xí)绊懙焦ぜ募庸ぞ取Ｎ覀儼讯嗄陙碓趭A具設(shè)計中遇到的一些小問題歸納如下：清根問題在設(shè)計端面和內(nèi)孔定位的夾具時，會遇到夾具體定位端面和定位外圓交界處清根問題。端面和定位外圓分為兩體時無此問題,。夾具要不要清根，應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)而定。如果零件定位內(nèi)孔孔口倒角較小或無倒角,則必須清根,如果零件定位孔孔口倒角較大或孔口是空位，則不需要清根，而且交界處可以倒為圓角R。端面與外圓定位時，與上述相同。讓刀問題在設(shè)計圓盤類刀具(如銑刀、砂輪等)加工的夾具時，會存在

5、讓刀問題。設(shè)計這類夾具時，應(yīng)考慮銑刀或砂輪完成切削或磨削后，銑刀或砂輪的退刀位置，其位置大小應(yīng)根據(jù)所使用的銑刀或砂輪的直徑大小，留出超過刀具半徑的尺寸位置即可。更換問題在設(shè)計加工結(jié)構(gòu)相同或相似，尺寸不同的系列產(chǎn)品零件夾具時，為了降低生產(chǎn)成本,提高夾具的利用率，往往會把夾具設(shè)計為只更換某一個或幾個零件的通用型夾具。隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。特別像中間軸軸承類不規(guī)則零件的加工還處于落后階段。在今后的發(fā)展過程中，應(yīng)大力推廣使用組合夾具、半組合夾具、可調(diào)夾具，尤

6、其是成組夾具。在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟方向發(fā)展。2中間軸軸承支架加工工藝規(guī)程設(shè)計2中間軸軸承支架零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1零件的分析2.1.1零件的作用題目給出的零件是CA10B解放牌汽車中間軸軸承支架。中間軸軸承支架的主要作用是載重后，使鋼板能夠得到延伸，伸展，能有正常的緩沖作用。因此汽車中間軸軸承支架零件的加工質(zhì)量會影響汽車的工作精度、使用性能和壽命。汽車中間軸軸承支架主要作用是減震功能、阻尼緩沖部分功能、導(dǎo)向功能圖2.1 中間軸軸承支架零件圖1.1.2零件的工藝分析由中間軸軸承支架零件圖知可將其分為兩組加工表

7、面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）以兩外圓端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：。155兩外圓端面的銑削，加工155的孔，其中155兩外圓端面表面粗糙度要求為Ra50，140的孔表面粗糙度要求為Ra6.3（2）以155孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：2個155的孔，2個13的孔、2個6孔的內(nèi)外兩側(cè)面的銑削，寬度為4的開口槽的銑削，2個在155同一中心線上數(shù)值為的同軸度要求。其中2個155的孔表面粗糙度要求為，2個13的孔表面粗糙度要求為，2個155孔的內(nèi)側(cè)面表面粗糙度要求為，2個155孔的外側(cè)面表面粗糙度要求為，寬度為4的開口槽的表面粗糙度要求為。2.2

8、工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施由以上分析可知。該零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于該零件來說，加工過程中的主要問題是保證平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。該類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工零件的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。中間軸軸承支架的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。中間軸軸

9、承支架零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。由于中間軸軸承支架的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足中間軸軸承支架生產(chǎn)率要求也是過程中的主要考慮因素。2.3中間軸軸承支架加工定位基準的選擇2.3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為Q235。由于生量已達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這對提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量也是有利的。2.3.2粗基準的選擇粗基準選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1） 粗基準的選擇應(yīng)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(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

10、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(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，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導(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。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，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(jīng)初加工。（5） 粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的

11、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。為了滿足上述要求，基準選擇以中間軸軸承支架大外圓端面作為粗基準，先以中間軸軸承支架大外圓端面互為基準加工出端面，再以端面定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用端面和工藝孔定位加工其他孔與平面。2.3.3精基準的選擇精基準的選擇主要考慮基準重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)當(dāng)進行尺寸換算。2.4 工藝路線的制定由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，應(yīng)盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。2.4.1 工藝方案一表 2.1 工藝方案一表工序1：銑155兩外圓端面工序2：銑155孔，倒角245工序3：粗鏜140孔工序4：

12、精鏜140孔，倒角工序5：銑155孔的內(nèi)側(cè)面工序6：銑155孔的外側(cè)面工序7：銑寬度為13槽工序8：終檢2.4.2 工藝方案二表 2.2 工藝方案二表 工序1：銑155孔的內(nèi)側(cè)面工序2：銑155孔的外側(cè)面工序3：锪6孔工序4：銑孔，倒角工序5：銑寬度為13的開口槽工序6：銑140兩外圓端面工序7：精鏜140孔，倒角工序8：終檢2.4.3 工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工155兩外圓端面，然后再以此為基面加工155孔，再加工13孔，155孔，最后加工155孔的內(nèi)外側(cè)面以及寬度為13的開口槽銑，則與方案二相反，先加工孔的內(nèi)外側(cè)面，再以此為基面加工155孔，155孔，寬

13、度為13開口槽，最后加工155兩外圓端面，140孔，經(jīng)比較可見，先加工155兩外圓端面，以后位置度較易保證，并且定位及裝夾都較方便，但方案一中先加工13孔，13孔，再加工155孔的內(nèi)外側(cè)面，不符合先面后孔的加工原則，加工余量更大，所用加工時間更多，這樣加工路線就不合理，同理，寬度為13的開口槽應(yīng)放在最后一個工序加工。所以合理具體加工藝如下：表 2.3 工藝方案表工序1：銑155兩外圓端面工序2：銑13孔，倒角工序3：銑13孔的內(nèi)側(cè)面工序4：銑13孔的外側(cè)面工序5：銑155孔，倒角工序6：鉆，锪13孔工序7：銑寬度為6的開口槽工序8：終檢2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“中間軸軸承支

14、架”零件材料為Q235，硬度HBS為200，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：(1) 銑155兩外圓端面考慮其加工表面粗糙度要求為，可以先粗銑，再精銑，根據(jù)機械加工工藝手冊表2.3-5，取2Z=5已能滿足要求(2) 加工155孔其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴，鉸三步，根據(jù)機械加工工藝手冊表2.3-48，確定工序尺寸及余量為： (3) 銑155孔的內(nèi)側(cè)面考慮其表面粗糙度要求為，只要求粗加工，根據(jù)機械加工工藝手冊表2.3-5，取2Z=3已能滿足要求。(4) 銑155孔的外側(cè)面考慮其表面粗糙度要

15、求為，只要求粗加工，根據(jù)機械加工工藝手冊表2.3-5，取2Z=3已能滿足要求。(5) 加工155孔 其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴，鉸三步，根據(jù)機械加工工藝手冊表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：鉆孔： (6) 加工13孔其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴，兩步，根據(jù)機械加工工藝手冊表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：鉆孔：6 (7) 銑寬度為4的開口槽考慮其表面粗糙度要求為，只要求粗加工，根據(jù)機械加工工藝手冊表2.348，取2Z=2已能滿足要求。2.6確定切削用量及基本工時（機動時間）工序1：粗、精銑兩外圓端面機床：專用組合銑床 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗

16、齒數(shù)，細齒數(shù)（1）、粗銑銑削深度：每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝師手冊表30-13，取銑削速度：參照機械加工工藝師手冊表30-23，取，機床主軸轉(zhuǎn)速： 式（2-1）取=30, =63代入公式（2-1）得：根據(jù)機械加工工藝師手冊表11-4，取實際銑削速度：工作臺每分進給量： 式（2-2）取=，=代入公式（2-2）得：取根據(jù)機械加工工藝手冊 被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機動時間： 式（2-3）取，, 代入公式（2-3）得：以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為（2）、精銑銑削深度：每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝師手冊表30-13，取銑削速度：參照機械加工

17、工藝師手冊表30-23，取，取=30, =63代入公式（2-1）得：機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)機械加工工藝師手冊表11-4，取實際銑削速度：取=，=代入公式（2-2）得：工作臺每分進給量：根據(jù)機械加工工藝師手冊 被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1取，代入公式（2-3）得：機動時間：以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為（1）、鉆155孔切削深度：進給量：根據(jù)機械加工工藝師手冊表28-10，取由于本零件在加工孔時屬于底剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則根據(jù)機械加工工藝師手冊表28-13，取取切削速度取=24, =35代入公式（2-1）得機床主軸轉(zhuǎn)速：，根

18、據(jù)機械加工工藝師手冊表9-3，取實際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1機動時間： 式 (2-4)取，, ,代入公式（2-4）得：（2）倒角。采用锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角是的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同：，手動進給。工序3：粗銑155孔的內(nèi)側(cè)面機床：專用組合銑床刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)銑削深度：每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝師手冊表30-29，取銑削速度：參照機械加工工藝師手冊表30-29，取，取=24, =50代入公式（2-1）得機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)機械加工工藝師手冊表11-4，取實際銑削速度：取=，=代入公式（2-2）得：工作臺每分進給量：取根據(jù)機械加工工

19、藝手冊 被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1取，,代入公式（2-3）得：機動時間：以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 工序4：粗銑155孔的外側(cè)面機床：專用組合銑床刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)銑削深度：每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝師手冊表30-29，取銑削速度：參照機械加工工藝師手冊表30-29，取，取=24, =50代入公式（2-1）得機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)機械加工工藝師手冊表11-4，取實際銑削速度：取=，=代入公式（2-2）得：工作臺每分進給量：取根據(jù)機械加工工藝手冊 被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1取，

20、,代入公式（2-3）得：機動時間：以上為銑一個端面的機動時間，故本工序機動工時為 2）倒角。采用锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角是的主軸轉(zhuǎn)速與擴孔時相同：，手動進給。工序6：鉆，13孔機床：專用組合鉆床（1）、鉆孔切削深度：進給量：根據(jù)機械加工工藝師手冊表28-10，取由于本零件在加工孔時屬于底剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則根據(jù)機械加工工藝師手冊表28-13，取取切削速度取=24, =9代入公式（2-1）得機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)機械加工工藝師手冊表9-3，取實際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1取，, ,代入公式（2-4）得：機動時間：以上為鉆一個孔的機動

21、時間，故本工序機動工時為（2）、擴6孔切削深度：進給量：根據(jù)機械加工工藝師手冊表28-30，參照機械加工工藝師手冊表28-31，取切削速度：參照機械加工工藝師手冊表28-31，取取=25, =10.5代入公式（2-1）得機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)機械加工工藝師手冊表9-3取實際切削速度： 根據(jù)機械加工工藝師手冊表28-42被切削層長度：刀具切入長度 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1取，, ,代入公式（2-4）得：機動時間：以上為擴一個孔的機動時間，故本工序機動工時為 工序7：銑寬度為4的開口槽機床：專用組合銑床刀具：高速剛鋸片銑刀 粗齒數(shù) 銑削深度：每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝師手冊表30-13，取銑削

22、速度：參照機械加工工藝師手冊表30-23，取，取=30, =63代入公式（2-1）得：機床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)機械加工工藝師手冊表11-5，取實際銑削速度：取=，=代入公式（2-2）得：工作臺每分進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊 被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1取，, 代入公式（2-3）得：機動時間：2.7時間定額計算及生產(chǎn)安排參照機械加工工藝手冊表2.5-2，機械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間定額的計算公式為： （大量生產(chǎn)時）因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為： 式 (2-5)其中： 單件時間定額 基本時間（機動時間） 輔助時間。用于某工序加工每個工件

23、時都要進行的各種輔助動作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值工序1：精銑兩外圓端面機動時間：輔助時間：參照機械加工工藝手冊表2.5-45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.5-48，取，k=0.13代入公式（2-5）得單間時間定額： 工序2：鉆，擴，鉸孔，倒角機動時間：輔助時間：參照機械加工工藝手冊表2.5-41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.5-43，取，k=0.1214代入公式（2-5）得

24、單間時間定額： 工序3：銑155孔的內(nèi)側(cè)面機動時間：輔助時間：參照機械加工工藝手冊表2.5-45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.5-48，取，k=0.13代入公式（2-5）得單間時間定額： 工序4：銑155孔的外側(cè)面機動時間：輔助時間：參照機械加工工藝手冊表2.5-41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.5-43，取，k=0.1214代入公式（2-5）得單間時間定額： 工序5：鉆，155孔，倒角機動時間：輔助時間：參照機械加工工藝手冊表2.5-41，取工步

25、輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.5-48，取，k=0.1214代入公式（2-5）得單間時間定額： 工序6：鉆，6孔機動時間：輔助時間：參照機械加工工藝手冊表2.5-41，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.5-43，k=12.14取，k=0.1214代入公式（2-5）得單間時間定額： 工序7：銑寬度為4的開口槽機動時間：輔助時間：參照機械加工工藝手冊表2.5-45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.

26、5-48， 取，k=0.13代入公式（2-5）得單間時間定額： 2.8 本章小結(jié)本章主要是對中間軸軸承的加工工藝進行設(shè)計。先要明確零件的作用 ，本次設(shè)計的中間軸軸承的主要作用就是載重后，使鋼板能夠得到延伸，伸展，能有正常的緩沖作用。確定了零件的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸后，就可以對零件的工藝路線進行分析，制定出幾套工藝方案，然后對這幾套方案進行分析比較，選擇最優(yōu)方案，最后進行時間定額計算及生產(chǎn)安排。優(yōu)良的加工工藝是能否生產(chǎn)出合格，優(yōu)質(zhì)零件的必要前提，所以對加工工藝的設(shè)計十分重要，設(shè)計時要反復(fù)比較，選擇最優(yōu)方案。3粗銑中間軸軸承支架外側(cè)端面夾具設(shè)計3.1定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在

27、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）。3.2銑削力與夾緊力計算根據(jù)機械加工工藝手冊可查得：銑削力計算公式為圓周分力 式（3-1）查表可得： 代入公式（3-1）得 =查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： 銑削加工產(chǎn)生的水平分力應(yīng)由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。 即： （） 計算出的理論夾緊力F再乘以安全系數(shù)k既為

28、實際所需夾緊力 即： 取k=2 3.3定向鍵與對刀裝置設(shè)計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。：根據(jù)T形槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。由于本道工序是完成中間軸軸承內(nèi)側(cè)端面的粗銑加工，所以選用直角對刀塊。為了提高生產(chǎn)效率，縮短加工中的輔助時間。因此夾緊裝置采用氣缸夾緊裝置。工件在夾具上安裝好后，氣缸活塞帶動壓塊從上往下移動夾緊工件。根據(jù)所需要的夾緊力，來計算氣缸缸筒內(nèi)徑。氣缸活塞桿推力 式（3

29、-2）其中：P壓縮空氣單位壓力 （取P=6公斤力/） 效率 （取） 代入公式（3-2）得 厘米 取厘米=250夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖1所示。3.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明本夾具用于中間軸軸承內(nèi)側(cè)端面的粗銑。件以155孔及端面和叉桿面為定位基準，在帶臺肩長銷和浮動支撐板上實現(xiàn)完全定位。夾緊時，首先由螺母和開口墊圈夾緊155孔兩端面，再用汽缸通過鉸鏈杠桿機構(gòu)帶動浮動壓塊在工件叉桿處夾緊。其夾緊采用的是氣動夾緊，夾緊簡單、快速、可靠。有利于提高生產(chǎn)率。工件在夾具體上安裝好后，浮動壓塊在氣缸

30、活塞的推動下向下移動夾緊工件。當(dāng)工件加工完成后，壓塊隨即在氣缸活塞的作用下松開工件，即可取下工件。3.5本章小結(jié)在本章中，夾具主要用來粗銑中間軸軸承內(nèi)側(cè)端面。首先應(yīng)明確本夾具中的夾緊定位機構(gòu)，在進行中間軸軸承內(nèi)側(cè)端面粗銑加工工序時，155外圓端面已經(jīng)精銑，155工藝孔已經(jīng)加工出。工件以155孔及端面和叉桿面為定位基準，在帶臺肩長銷和浮動支撐板上實現(xiàn)完全定位。夾緊時，首先由螺母和開口墊圈夾緊155孔兩端面，再用汽缸通過鉸鏈杠桿機構(gòu)帶動浮動壓塊在工件叉桿處夾緊。然后按照有關(guān)公式進行銑削力和夾緊的計算，然后對銑床夾具必不可少的定向鍵和對刀裝置進行設(shè)計，為了提高生產(chǎn)效率，縮短加工中的輔助時間。因此夾緊

31、裝置采用氣缸夾緊裝置，所以還要對汽缸進行設(shè)計。夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，夾具對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有直接的影響。是能否高效、便捷生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)零件的保證。所以對夾具設(shè)計也是非常重要的。4 加工155工藝孔夾具設(shè)計4.1加工155工藝孔夾具設(shè)計本夾具主要用來鉆、擴、鉸兩個工藝孔。這兩個工藝孔均有尺寸精度要求為6，表面粗糙度要求，表面粗糙度為Ra6.3，與端面垂直。并用于以后6加工中的定位。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本道工序為中間軸軸承加工的第五道工序，本道工序加工時主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。4.2定位方案的

32、分析和定位基準的選擇由零件圖可知，兩工藝孔位于零件孔內(nèi)外側(cè)面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與側(cè)面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與側(cè)面垂直并保證兩工藝孔能在后續(xù)的孔加工工序中使13孔的加工余量均勻。根據(jù)基準重合、基準統(tǒng)一原則。在選擇兩工藝孔的加工定位基準時，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑頂面工序的定位基準，以及設(shè)計基準作為其定位基準。因此加工工藝孔的定位基準應(yīng)選擇155外圓端面和與155之配合的心軸為主要定位基準限制工件的五個自由度，用一個定位銷限制工件的另一個自由度。采用螺母夾緊。圖4.1 定位分析圖4.3定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在間隙心軸上定位，心軸為垂直放置，由于定位副間存

33、在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。不過這時的徑向定位誤差不再只是單向的了，而是在水平面內(nèi)任意方向上都有可能發(fā)生，其最大值也比心軸水平放置時大一倍。式中 定位副間的最小配合間隙（mm）； 工件圓孔直徑公差（mm）； 心軸外圓直徑公差（mm）。圖3.2 心軸垂直放置時定位分析圖4.4切削力的計算與夾緊力分析由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴、鉸加工，而鉆削力遠遠大于擴和鉸的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準。由切削手冊得：鉆削力 式（4-1）鉆削力矩 式（4-2）式中： 代入公式（4-1）和（4-2）得 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位

34、夾緊部件的銷釘強度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。4.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計工藝孔的加工需鉆、擴、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：工藝孔155分鉆、鏜锪三個工步完成加工。即先用麻花鉆鉆孔，根據(jù)GB114184的規(guī)定鉆頭上偏差為零，鉆套孔徑為。再用標準锪孔鉆擴孔，根據(jù)GB114184的規(guī)定155擴孔鉆的尺寸為155，鉆套尺寸為155。最后用155的標準鉸刀鉸孔，根據(jù)GB114184的規(guī)定標準鉸刀尺寸為155故鉆套孔徑尺寸為155。襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：表 4.2 固定襯套數(shù)據(jù)表dHDC 公稱尺

35、寸允差公稱尺寸允差40+0.02304246+0.035+0.01832夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖2所示。4.6夾具精度分析利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進行精度分析和誤差計算。本道工序加工中主要保證兩工藝孔尺寸155及同軸度公差及表面粗糙度。本道工序最后采用精鉸加工，選用GB114184鉸刀，直徑為155，并采用鉆套，鉸刀導(dǎo)套孔徑為d=

36、155，外徑為同軸度公差為。固定襯套采用孔徑為，同軸度公差為。該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實體要求。即要求：（1）、各孔的實際輪廓受最大實體實效邊界的控制即受直徑為的理想圓柱面的控制。（2）、各孔的體外作用尺寸不能小于最大實體實效尺寸。（3）、當(dāng)各孔的實際輪廓偏離其最大實體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實體尺寸時可將偏離量補償給位置度公差。（4）、如各孔的實際輪廓處于最小實體狀態(tài)即其實際直徑為155時，相對于最大實體尺寸155的偏離量為，此時軸線的位置度誤差可達到其最大值。工藝孔的尺寸155，由選用的鉸刀尺寸155滿足。工藝孔的表面粗糙度，由本工序所選用的加工工步鉆、擴、鉸滿足。4.7夾具設(shè)計及操作的

37、簡要說明由零件圖可知，兩工藝孔位于零件孔內(nèi)外側(cè)面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與側(cè)面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與側(cè)面垂直并保證兩工藝孔能在后續(xù)的孔加工工序中使13孔的加工余量均勻。根據(jù)基準重合、基準統(tǒng)一原則。在選擇兩工藝孔的加工定位基準時，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑頂面工序的定位基準，以及設(shè)計基準作為其定位基準。因此加工工藝孔的定位基準應(yīng)選擇155外圓端面為主要定位基面以限制工件的三個自由度，以155孔限制工件的兩個自由度，用一個擋塊定位限制工件的另一個自由度。4.8本章小結(jié)在本章中，夾具主要用來加工中間軸軸承155工藝孔。首先應(yīng)明確本夾具中的夾緊定位機構(gòu)，在進行中間軸軸承內(nèi)側(cè)端

38、面粗銑加工工序時，155外圓端面已經(jīng)精銑，155工藝孔已經(jīng)加工出。本工藝孔的定位基準應(yīng)選擇155外圓端面和與155之配合的心軸為主要定位基準限制工件的五個自由度，用一個定位銷限制工件的另一個自由度。采用螺母夾緊。然后按照有關(guān)公式進行切削力和夾緊力的計算，然后對鉆床夾具必不可少的鉆套和襯套進行設(shè)計，還應(yīng)對夾具精度進行分析。夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，夾具對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有直接的影響。是能否高效、便捷生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)零件的保證。所以對夾具設(shè)計也是非常重要的。5 加工工藝孔夾具設(shè)計5.1加工工藝孔夾具設(shè)計本夾具主要用來鉆、工藝孔13。這兩個工藝孔均有表面粗糙度要求，表面粗糙度為，與圓

39、垂直。本到工序為中間軸軸承加工的第六道工序，本道工序加工時主要應(yīng)考慮如何保證其表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。5.2定位方案的分析和定位基準的選擇由零件圖可知，兩工藝孔位于零件孔上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與端面垂直。為了保證所鉆、擴的孔與側(cè)面垂直，根據(jù)基準重合、基準統(tǒng)一原則。在選擇兩工藝孔的加工定位基準時，應(yīng)盡量選擇上一道工序即鉆擴鉸工序的定位基準，以及設(shè)計基準作為其定位基準。因此加工工藝孔的定位基準應(yīng)選擇孔端面為主要定位基面以限制工件的三個自由度，以孔配和的圓柱銷限制工件的兩個自由度，以孔配和的削邊銷限制工件的一個自由度，既采用一面兩銷定位。再用一個螺旋夾

40、緊機構(gòu)從孔的另一端面進行夾緊。5.3定位元件的設(shè)計本工序選用的定位基準為一面兩孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進行設(shè)計。由加工工藝孔工序簡圖可知兩工藝孔中心距。由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差為所以兩工藝孔的中心距為 ，而兩工藝孔尺寸為，。根據(jù)機床夾具設(shè)計手冊削邊銷與圓柱銷的設(shè)計計算過程如下：圖5.2 兩銷分析圖（1）、確定兩定位銷中心距尺寸及其偏差 = （2）、確定圓柱銷直徑及其公差 （基準孔最小直徑） 取f6 所以圓柱銷尺寸為 （3）、削邊銷的寬度b和B （由機床夾具設(shè)計手冊） （4）、削邊銷與基準孔的最小配合間隙 式

41、（5-1）其中： 基準孔最小直徑 圓柱銷與基準孔的配合間隙代入數(shù)據(jù)由公式（5-1）得（5）、削邊銷直徑及其公差 按定位銷一般經(jīng)濟制造精度，其直徑公差帶為，則削邊銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為 。（6）、補償值 5.4定位誤差分析本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為：（1）、移動時基準位移誤差 = = (2)、轉(zhuǎn)角誤差 其中：5.5切削力的計算與夾緊力分析由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴、鉸加工，而鉆削力遠遠大于擴和鉸的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準。由切削手冊得：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時，夾緊力

42、方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。5.6鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計工藝孔的加工需鉆、擴、兩次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：工藝孔分鉆、擴、兩個工步完成加工。即先用的麻花鉆鉆孔，根據(jù)GB114184的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為。再用標準擴孔鉆擴孔，根據(jù)的規(guī)定擴孔鉆的尺寸為，鉆套尺寸為。圖 5.3 快換鉆套圖擴工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：表 5.1 擴工藝孔鉆套數(shù)據(jù)表DHD公稱尺寸允差10.51616-0.006-0.01826221241011.520

43、.5 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 5.4 固定襯套圖其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：表 5.2 固定襯套數(shù)據(jù)表dHDC 公稱尺寸允差公稱尺寸允差16+0.01901622+0.039+0.02510.6夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖2所示。擴鉸工序的定位基準，以及設(shè)計基準作為其定位基準。因此加工工藝孔的定位基準應(yīng)選擇孔端面為主要定位基面以限制工件的三個自由度，以孔配和的圓柱銷限制工件的兩個自由度，以孔配和的削邊銷限制工件的一個自由度，既采用一面兩銷定位。然后由一個螺旋夾緊機構(gòu)夾緊就可以開始加工了

44、5.9本章小結(jié)本夾具主要用來加工中間軸軸承工藝孔。首先應(yīng)明確本夾具中的夾緊定位機構(gòu)，本工藝孔的定位基準應(yīng)選擇孔端面為主要定位基面以限制工件的三個自由度，以孔配和的圓柱銷限制工件的兩個自由度，以孔配和的削邊銷限制工件的一個自由度，既采用一面兩銷定位。再用一個螺旋夾緊機構(gòu)從孔的另一端面進行夾緊。然后按照有關(guān)公式進行切削力和夾緊力的計算，然后對鉆床夾具必不可少的鉆套和襯套進行設(shè)計，對夾具精度進行分析。夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，夾具對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有直接的影響。是能否高效、便捷生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)零件的保證。所以對夾具設(shè)計也是非常重要的。結(jié) 論中間軸軸承的加工工藝及夾具設(shè)計，主要是對中間

45、軸軸承的加工工藝和夾具進行設(shè)計。中間軸軸承的加工工藝設(shè)計主要是確定加工工藝路線，機械加工余量和切削用量、基本工時的確定，夾具的設(shè)計主要是要設(shè)計出正確的定位夾緊機構(gòu)。在本設(shè)計中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機構(gòu)也能達到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設(shè)計中遇到了很多問題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達到的精度。在進行夾具設(shè)計時，因定位基準選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機構(gòu)時由于機構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過在指導(dǎo)老師的悉心認真的指導(dǎo)下，經(jīng)過三個多月自身的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個過程中，對機械加工工藝和夾具設(shè)計有關(guān)的知識有了更深的理解，增強了對本專業(yè)綜合知識運用的能力，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)