CQM6132主軸前軸承零件加工工藝及磨削內錐孔夾具設計
CQM6132主軸前軸承零件加工工藝及磨削內錐孔夾具設計,cqm6132,主軸,軸承,零件,加工,工藝,磨削,內錐孔,夾具,設計
蘇州科技學院天平學院
畢業(yè)設計任務書
設計題目 CQM6132主軸前軸承零件加工工藝
及夾具設計
院 (系) 天平學院
專 業(yè) 機械設計制造及自動化專業(yè)
學生姓名 唐蘇聲 學 號 1130116221
起迄日期 2015年 03月02日～2015年06月19日
設計地點 天平學院
指導教師 姜云峰 職稱 講師
職稱
填寫日期: 2015 年 01 月 06 日
任務書填寫要求
1．畢業(yè)設計任務書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)教研室審查、教研室主任簽字后生效；
2．任務書內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3．任務書內填寫的內容，必須和學生畢業(yè)設計完成的情況相一致，若有變更，應當經(jīng)過所在專業(yè)及院（系）主管領導審批后方可重新填寫；
4．任務書內有關“院（系）”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱。學生的“學號”要寫全號，不能只寫最后2位或1位數(shù)字；
5．在任務書內“主要參考文獻”一欄中，指導教師可列出必讀的參考文獻，但不能給出太多的參考文獻。“主要參考文獻”的填寫，應按照國標GB7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》（見蘇科教通[2006]95號文件中的附件7）的要求書寫，不能有隨意性；
6．任務書封面上“起迄日期”是指從畢業(yè)設計開始到畢業(yè)設計答辯結束為止；
7．有關年、月、日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2006年9月25日”或“2006-09-25”。
1．畢業(yè)設計任務的內容和要求（包括技術要求、設計條件、工作要求等）：
1. 課題的意義
零件機械加工工藝規(guī)程制訂及夾具設計是產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)的重要步驟。此次畢業(yè)設計圖紙為CQM6132主軸前軸承零件。畢業(yè)設計要求作為機械設計制造及其自動化專業(yè)的學生，能夠熟練繪制符合機械制圖國家標準規(guī)范要求滿足產(chǎn)品使用要求的零件圖、裝配圖，正確編制常規(guī)零件的機械制造工藝規(guī)程，同時要求學生具有初步夾具設計能力。
本課題為CQM6132主軸前軸承零件加工工藝及夾具設計。
2．任務要求
（1） 寫出開題報告一份；
（2） 翻譯資料一份；要求翻譯不少于5000中文文字的外文資料，內容為機械工程、機械制造類。
（3） 讀懂所給CQM6132主軸前軸承零件圖。并用CAD軟件繪制零件圖紙，用三維繪圖軟件進行零件的立體造型設計；
（4）進行CQM6132主軸前軸承零件的工藝規(guī)程設計，編寫零件的機械制造工藝路線和機械制造工藝卡；
（5） 針對所選定的工藝規(guī)程，采用CAD軟件，有選擇的設計相應的夾具（完成成套的工裝圖紙，包括裝配圖和全部零件圖。要求所繪圖紙總量不少于1.5～2A0。
（6）按畢業(yè)設計論文撰寫規(guī)范要求，撰寫畢業(yè)設計說明書。
3．知識體系要求：
（1） 熟練掌握機械制圖國家標準規(guī)范；
（2） 能正確運用CAD軟件，繪圖要求圖層分明（線型、線寬、顏色的設置）；
（3） 掌握零件的機械制造工藝過程和機械加工工藝等知識；
（4） 初步掌握產(chǎn)品夾具設計的相關知識；
（5） 熟悉設計說明書的撰寫規(guī)范。
2．畢業(yè)設計應提交的成果（明細列出計算書、設計說明書、圖紙、計算成果、硬件實物、實驗報告及工作過程中應提交的材料等）：
1、開題報告一份；
2、翻譯資料一份；
3、CQM6132主軸前軸承零件工程圖紙一張；
4、CQM6132主軸前軸承零件機械制造工藝規(guī)程和機械制造工藝卡一套；（可作為附件附在畢業(yè)設計說明書后面）
5、所繪制的夾具圖紙；
6、畢業(yè)設計說明書一份。
7、以上資料中具有電子文檔的部分集中刻制的光盤一張。
3．主要參考文獻：
[1] 楊叔子.機械加工工藝師手冊.北京:機械工業(yè)出版社,2001.8
ISBN 7-111-09176-0
[2] 劉登平.機械制造工藝及機床夾具設計.北京-北京理工大學出版社 2008
ISBN 978-7-5640-1554-1
[3] 王啟平.機床夾具設計. 哈爾濱-哈爾濱工業(yè)大學出版社 1996
ISBN 7-5603-0045-6
[4] 何七榮.機械制造工藝與工裝.第2版.北京: 高等教育出版社,2007.4
ISBN 978-7-04-021418-5
[5] 劉烈元.工程材料及機械制造基礎(Ⅲ),—機械加工工藝基礎.
北京: 高等教育出版社,2006.2 ISBN 7-04-018141-X
[6]孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導.北京-冶金工業(yè)出版社 2002
ISBN號: 7-5024-3139-X
4．畢業(yè)設計工作進度安排：（包括序號、起迄日期、工作內容）：
1、2015-3-02～2015-3-20 查閱資料，撰寫開題報告和翻譯外文資料；
2、2015-3-21～2015-4-04 識讀產(chǎn)品零件圖，并采用CAD軟件繪制符合機械制圖國家標準規(guī)范要求的零件圖圖紙；
3、2015-4-05～2015-5-05 查閱相關資料，編制產(chǎn)品零件的機械制造工藝規(guī)程和機械加工工藝卡片；
4、2015-5-06～2015-06-01 查閱相關資料，根據(jù)所制訂的機械制造工藝規(guī)程，自主選擇設計相應的夾具；
5、2015-6-02～2015-6-13 整理完善設計文檔，撰寫設計說明書；
6、2015-6-14～2015-6-19 畢業(yè)設計答辯準備及參加畢業(yè)答辯。
指導教師簽字： 教研室/系 主任簽字：
年 月 日
CQM6132主軸前軸承零件加工工藝及夾具設計
1 課題研究的目的和意義
CQM6132主軸前軸承主要零件加工工藝及夾具設計是本人在基本完成大學的學習任務后完成的一次由理論轉化為實際生產(chǎn)的一個過程，將我在大學期間學習到的東西全部整合到一起運用到實踐當中去，使本人對自己所學的專業(yè)知識，專業(yè)技能，和專業(yè)所從事的方向有了更深層次的學習與了解，為我以后的工作打下基礎。機械加工工藝主要是實現(xiàn)產(chǎn)品的設計，保證產(chǎn)品質量，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，計劃調度，加工操作，生產(chǎn)安全，技術檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)。然而夾具在制造系統(tǒng)中也是一個非常重要的組成部分，好的夾具可以提高勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本，還可以擴大機床的使用范圍，而這個CQM6132主軸前軸承主要零件的精度，材料的好壞，加工的工藝將直接影響到發(fā)動機的使用效率和壽命，所以本次設計要實現(xiàn)產(chǎn)品的設計，保證產(chǎn)品質量還要在保證產(chǎn)品加工精度的同時提高生產(chǎn)率，節(jié)約成本。
2 國內外研究現(xiàn)狀
2.1國外研究現(xiàn)狀
工業(yè)設計是人類社會發(fā)展和科學技術進步的產(chǎn)物，從英國莫里斯的“工藝美術運動”，到德國的包豪斯設計革命以及美國的廣泛傳播與推廣，工業(yè)設計經(jīng)過了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑。時至今日，工業(yè)設計已成為一門獨立的專業(yè)學科，并且有一套完整的研究體系。
1980 年國際工業(yè)設計協(xié)會理事會（ICSID）給工業(yè)作了明確定義：“就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言，憑借訓練，技術知識，經(jīng)驗及視覺感受，而預示材料、結構、構 造、形態(tài)、色彩、表面加工，裝飾以新的品質和規(guī)格，叫做工業(yè)設計。根據(jù)當時的具體情況，工業(yè)設計師應在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側面或其中幾個方面進行工作，而且 需要工業(yè)設計師對包裝、宣傳、展示，市場開發(fā)等問題的解決付出自己的技術知識和經(jīng)驗以及視覺評價能力時，這也屬于工業(yè)設計的范疇”。
材料、結構、 工藝是產(chǎn)品設計的物質技術基礎，一方面，技術制約著設計；另 一方面，技術也推動著設計。從設計美學的觀點看，技術不僅僅是物質基礎還具有其本身的“功能” 作用，只要善于應用材料的特性，予以相應的結構形式和適當?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實用，美觀，經(jīng)濟的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術潛在的“功能”。
任何設計都是時代的產(chǎn)物，它的不同的面貌，不同的特征反映著不同歷史時期的科學技術水平。技術是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來 新的結構，新的形態(tài)和新的造型風格。材料，加工工藝，結構，產(chǎn)品形象有機地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機體的變化。
2.2 國內研究現(xiàn)狀
改革開放以來，隨著中國與世界的接軌，中國不斷的引進了西方先進的加工技術，而且隨著世界科技的飛速發(fā)展，數(shù)控機床，加工中心，柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)等一系列高端設備得以廣泛的運用，使得我國的加工精度和加工方法也發(fā)生了革命性的改變。產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快，產(chǎn)品需求的多樣化，是制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)，特別像CQM6132主軸前軸承主要零件這種不規(guī)則零件就出現(xiàn)了重大問題，現(xiàn)階段CQM6132主軸前軸承主要零件加工還打不到自動化加工，它的工藝好需要人工畫線的方法來保證，而零件的裝夾也是通過人工來完成的，所以現(xiàn)階段我國對CQM6132主軸前軸承主要零件這種不規(guī)則零件的加工的效率還是比較低的階段。夾具方面人們也從過去傳統(tǒng)的夾具的裝夾，定位，刀具的引導定位為夾具的裝夾和定位，隨著數(shù)字化加工設備的擴大化，已經(jīng)將夾具的引導刀具功能完全替代，給今后的夾具的快速裝夾與定位提出了更高的要求。
近年來，機械制造工藝有著飛速的發(fā)展。比如，應用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程。因為特種加工的微觀物理過程非常復雜，往往涉及電磁場、熱力學、流體力學、電化學等諸多領域，其加工機理的理論研究極其困難,通常很難用簡單的解析式來表達。近年來，雖然各國學者采用各種理論對不同的特種加工技術進行了深入的研究，并取得了卓越的理論成就，但離定量的實際應用尚有一定的距離。然而采用每一種特種加工方法所獲得的加工精度和表面 質量與加工條件參數(shù)間都有其規(guī)律。因此，目前常采用研究傳統(tǒng)切削加工機理的實驗統(tǒng)計方 法來了解特種加工的工藝規(guī)律，以便實際應用，但還缺乏系統(tǒng)性。受其限制，目前特種加工 的工藝參數(shù)只能憑經(jīng)驗選取，還難以實現(xiàn)最優(yōu)化和自動化，例如，電火花成形電極的沉入式 加工工藝，它在占電火花成形機床總數(shù)95%以上的非數(shù)控電火花成形加工機床和較大尺寸的模具型腔加工中得到廣泛應用。雖然已有學者對其CAD、CAPP和CAM原理開展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工藝數(shù)據(jù)的缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系統(tǒng)問世。通常 只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成復雜電極的三維型面數(shù)據(jù)。隨著模糊 數(shù)學、神經(jīng)元網(wǎng)絡及專家系統(tǒng)等多種人工智能技術的成熟發(fā)展，人們開始嘗試利用這一技術 來建立加工效果和加工條件之間的定量化的精度、效率、經(jīng)濟性等實驗模型，并得到了初步 的成果。因此，通過實驗建模，將典型加工實例和加工經(jīng)驗作為知識存儲起來，建立描述特 種加工工藝規(guī)律的可擴展性開放系統(tǒng)的條件已經(jīng)成熟。并為進一步開展特種加工加工工藝過程的計算機模擬，應用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程和虛擬加工奠定基礎。
同時，在機械加工過程中，夾具占有非常重要的地位，它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動的強度，夾具的設計過程中，應深入生產(chǎn)實際，（對工件的圖紙，工藝文件，生產(chǎn)綱領等分析），精心調查研究，吸取國內外的先進技術，制訂出合理的設計方案。
我們都知道減少停工檢修期是提高生產(chǎn)力、使生產(chǎn)能力利用系數(shù)最大化的一項重要因素。然而零件加工過程中的精確定位和裝夾的重復精度也是改進效率和質量的關鍵。譬如柔性加工中心的產(chǎn)生就是為了減少產(chǎn)品循環(huán)周期。
目前中國制造業(yè)發(fā)展迅猛，以前的我國制造業(yè)普遍使用剛性專機加工各種各樣的零部件，導致改型和生產(chǎn)個零部件周期較長。隨著我國制造業(yè)發(fā)展和各種各種零件的需求與日俱增，加工設備和工藝也向著柔性化的方向轉變。加工裝備的柔性概念和需求主要體現(xiàn)在對設備快速性和適應性的需求上，因此制造商不得不尋求柔性和產(chǎn)量之間的最佳組合。當然，在滿足了柔性的條件下、也有著不同的解決方案，如：模塊化、可變換化、可重新配置化、在線兼容性等。不論采用哪種方案，使用高性能的液壓夾具都顯得尤為重要，現(xiàn)在，柔性專機、可重新配置的機床及專用加工中心的組合應用，使得發(fā)動機零件的加工變得越來越柔性化，具體情況取決于每個加工項目的產(chǎn)量配額
使用液壓夾具的主要優(yōu)勢是能節(jié)省夾緊和松卸工件時所花的大量的時間。有關統(tǒng)計資料表明液壓夾緊相比機械夾緊節(jié)省90%~95%的時間，縮小了生產(chǎn)循環(huán)周期，從而增加了產(chǎn)量也就意味著降低了成本。
當加工一長型鋁合金零件時，刀具通過時旋轉油缸可快速讓開，刀具通過后可快速復位。液壓夾具系統(tǒng)的第二項重要特點是可實現(xiàn)非常高的定位精度。關鍵在于夾緊力在定位和夾緊過程中保持恒定不變。從而確保了同一道工序下的加工質量一致性。由于變形造成的廢品率將會微乎其微。
夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟的方向發(fā)展
3 設計思路
通過網(wǎng)絡、期刊、教材、廠家資料及國內外相關文獻查閱。根據(jù)要求完成對CQM6132主軸前軸承主要零件加工工藝和夾具設計系統(tǒng)設計。完成設計圖紙的繪制并進行相關校核工作，完成設計說明書的編寫。
CQM6132主軸前軸承主要零件加工工藝
1、 制訂CQM6132主軸前軸承主要零件加工工藝規(guī)程，關鍵是工序的劃分和定位基準的選擇。在設計開始的過程中，我們必須要認真分析零件圖，了解其CQM6132主軸前軸承主要零件的結構特點和相關的技術要求，對CQM6132主軸前軸承主要零件的每一個細節(jié)，都應仔細的分析，如CQM6132主軸前軸承主要零件加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意CQM6132主軸前軸承主要零件各孔系自身精度（同CQM6132主軸前軸承主要零件度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（CQM6132主軸前軸承主要零件線之間的平行度、垂直度以及CQM6132主軸前軸承主要零件線與平面之間的平行度、垂直度等要求），CQM6132主軸前軸承主要零件的尺寸是整個零件加工的關鍵，必須弄清CQM6132主軸前軸承主要零件的每一個尺寸。繪制零件圖是一個重點，同時因為CQM6132主軸前軸承主要零件比較復雜,所以也是一個難點。我們采用autoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加我們對零件的了解認識，另一方面增加我們對autoCAD軟件的熟悉。
工序的劃分
確定加工順序和工序內容，安排工序的集中和分散程度，劃分工序階段，這項工作與生產(chǎn)綱領有密切關系，具體可以根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等。生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序次數(shù)；如批量小時可采用在通用機床上工序集中原則，批量大時即可按工序分散原則，組織流水線生產(chǎn)，也可利用高生產(chǎn)率的通用設備，按工序集中原則組織生產(chǎn)。
2、夾具設計可能遇到的問題：
工件定位是否正確，定位精度是否滿足要求，工件夾緊牢固是否可靠等等。
工件在夾具中的定位精度，主要與定位基準是否與工序基準重合、定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關，可提高夾具的制造精度，減少配合間隙，就能提高夾具在機床上的定位精度，夾具中出現(xiàn)過定位時，可通過撤消多余定位元件，使多余定位元件失去限制重復自由度的能力，增加過定位元件與定位基準的配合間隙等辦法來解決。
夾緊必須可靠，但夾緊力不可過大，以免工件或夾具產(chǎn)生過大變形?？刹捎枚帱c夾緊或在工件鋼性薄弱部位安放適當?shù)妮o助支撐。夾具的設計必須要保證夾具的定位準確和機構合理,考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我們將通過對工件與夾具的認真分析,結合一些夾具的具體設計事例,查閱相關的夾具設計資料,聯(lián)系在工廠看到的一些CQM6132主軸前軸承主要零件加工的夾具來解決這些問題.
上述即為遇到困難的解決措施
3、 本課題擬采用的研究手段（途徑）和可行性分析
根據(jù)不同的研究對象擬采用不同的研究手段（途徑），本課題包括兩方面內容：
CQM6132主軸前軸承主要零件加工工藝的設計和夾具設計
制定工藝規(guī)程的研究途徑和可行性分析
毛坯的選擇：
根據(jù)生產(chǎn)綱領和零件結構選擇毛坯，毛坯的類型一般在零件圖上已有規(guī)定。對于鑄件和鍛件應了解其分模面、澆口、冒口位置和拔模率，以便在選擇定位基準和計算加工余量時有所考慮。如果毛坯是棒料或型材，則按其標準確定尺寸規(guī)格，并決定每批加工件數(shù)。
毛坯的種類和其質量對機械加工的質量有密切的關系。同時對提高勞動生產(chǎn)率、節(jié)約材料、降低成本有很大的影響。擬訂工藝路線：
表示零件的加工順序及加工方法，分出工序，安裝或工位及工步等。并選擇各工序所使用的機床型號、刀具、夾具及量具等。擬訂工藝路線從實際出發(fā)，理論聯(lián)系實際和工人結合起來。常常需要提出幾個方案，進行分析比較后再確定。
計算切削用量、加工余量及工時定額：
查閱《切削用量手冊》等資料并進行計算確定。目前，對單件小批量生產(chǎn)不規(guī)定切削用量，而是由操作工人根據(jù)經(jīng)驗自行選定，但對于自動線和流水線，為保證生產(chǎn)的節(jié)拍，必須規(guī)定切削用量，并不能隨意改變。計算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工質量以保證最終加工質量。工時定額一般按各工廠的實際經(jīng)驗積累起來的統(tǒng)計資料來估算。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，工藝的改進，新工藝，新技術的不斷出現(xiàn)，工時定額應進行相應的修改。
對機械加工工藝規(guī)程基本要求可歸結為質量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。雖然有時互相矛盾，但只要把它們處理好，就會成為一個統(tǒng)一體。在三個要求中，質量是首要的。質量表現(xiàn)在機械產(chǎn)品的各項技術性能指標，質量不能保證，根本談不上數(shù)量；質量和生產(chǎn)率之間是密切聯(lián)系的，在保證質量的前提下，應該不斷地最大限度地提高生產(chǎn)率，滿足生產(chǎn)量的要求。如果兩者矛盾，則生產(chǎn)率要服從于質量，應在保證質量的前提下解決生產(chǎn)率問題。在保證質量的前提下，應盡可能的節(jié)約耗費，減少投資，降低制造成本，這就是經(jīng)濟性。
因此，CQM6132主軸前軸承主要零件的工藝規(guī)程研究途徑應該體現(xiàn)質量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的統(tǒng)一，達到經(jīng)濟合理及可行的最優(yōu)方案。
夾具設計的研究途徑和可行性分析
CQM6132主軸前軸承主要零件、銑、鉆等工序使用的專用夾具，此類夾具的特點是針對性強、結構緊湊、操作簡便、生產(chǎn)率高。
夾具設計最關鍵是要求對工件定位正確，且滿足定位精度要求。為了解決此問題，首先得了解影響定位精度的因素。然后采取措施解決具體的問題。如定位基準與定位元件的配合狀況和影響定位精度，那么可以提高夾具的制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。
除此之外，選擇夾具的類型與結構型式必須與零件生產(chǎn)批量大小相適應，夾具結構與零部件應具有足夠的剛度和強度，從而保證夾具操作方便、夾緊可靠、使用安全、并有合理的裝卸空間。
課題研究的主要方法：
（1） 搜集資料，了解并掌握CQM6132主軸前軸承主要零件加工工藝結構和工作原理。
（2） 確定設計大體思路，撰寫開題報告，要求完成具體的設計內容及計算。
（3） 根據(jù)設計任務書的要求，熟悉相關軟件AutoCAD，確定設計方法及設計要點。按要求完成完整的設計計劃及預期達到的結果，進行相關設計及計算。
（4） 對所設計夾具設計相關校核，準備相關資料。
（5） 對設計說明書初稿進行相關格式修改，對設計圖紙并進行修改。
研究過程中的主要問題和解決的方法：
4 工作進度與安排
2.15—3.15 理解和消化課題內容，完成課題的調研、開題報告、翻譯、文獻綜的撰寫等；
3.16—4.01 完成CQM6132主軸前軸承主要零件的工藝工裝設計與優(yōu)化方案；
4.02—4.15 完成CQM6132主軸前軸承主要零件的工藝工裝設計與優(yōu)化參數(shù)計算；
4.16—4.20 完成CQM6132主軸前軸承主要零件的工藝工裝設計與優(yōu)化各元件設計；
4.21—5.15 CQM6132主軸前軸承主要零件的工藝工裝裝配圖和主要零件圖設計；
5.16—5.31 完成論文的撰寫和答辯準備工作。
參考文獻
[1] 于勇. 我國機械制造技術的現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 山西焦煤科技 ,2010,(S1) :75-76
[2] 應雷. 淺談我國機械制造業(yè)的困境和發(fā)展戰(zhàn)略對策[J]. 科技資訊, 2010,(27) :112
[3] 侯志楠. 淺析機械制造技術的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及趨勢[J]. 2010/20
[4] 濮良貴，紀名剛. 機械設計[M] .高等教育出版社，2006
[5] 黎震，朱江峰. 先進制造技術[M] . 北京理工大學出版，2009
[6] 鄭修本. 機械制造工藝學[M] . 北京：機械工業(yè)出版社，2007
[7] 徐鴻本. 機床夾具設計手冊[M].遼寧：遼寧科學技術出版社，2004
[8] 聞邦椿. 機械設計手冊（第5版）第1卷 機械工業(yè)出版社， 2010
[9] 張捷. 機械制造技術基礎[M] . 西南交通大學出版社 ，2006
[10]盧秉桓. 機械制造基礎[M] .北京：機械工業(yè)出版社，2008
[11] 王先逵. 機械制造工藝學[M] .北京：機械工業(yè)出版社，2004
[12] Handbook of Machine Tools Manfred weck[J] ,2005
[13]Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SME[J],2006
6
機械加工工藝過程卡
產(chǎn)品型號
零（部）圖號
共 1頁
產(chǎn)品名稱
法CQM6132主軸前軸承
零（部）名稱
CQM6132主軸
第 1 頁
材料牌號
HT150
毛坯種類
鑄件
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每臺件數(shù)
1
備 注
工序號
工序名稱
工 序 內 容
車
間
工
段
設 備
工 藝 裝 備
工 時
準終
單件
10
鑄造
鑄造毛坯
鑄造
一
砂型鑄造
20
熱處理
退火
鑄造
一
砂型鑄造
30
車
粗車φ105mm外圓面以及端面，留粗加工余量
機加
二
車床CA6140
09號90°偏頭車刀，三爪卡盤
1.9mim
1.9mim
40
車
掉頭，粗車φ95mm外圓面以及端面，留粗加工余量
機加
二
車床CA6140
09號90°偏頭車刀，三爪卡盤
1.2min
1.2min
50
車
精車φ105mm外圓面以及端面，倒角
機加
二
車床CA6140
09號90°偏頭車刀，三爪卡盤
1.9mim
1.9mim
50
車
精車φ95mm外圓面以及端面，倒角
機加
二
車床CA6140
09號90°偏頭車刀，三爪卡盤
1.9mim
1.9mim
60
車
車φ100寬度為14mm的槽
機加
二
車床CA6140
切槽車刀，三爪卡盤
1.9mim
1.9mim
70
車
車4X2螺紋退刀槽
機加
二
車床CA6140
切槽車刀，三爪卡盤
1.9mim
1.9mim
80
車
車M95X2螺紋
機加
二
車床CA6140
螺紋車刀，三爪卡盤
1.9mim
1.9mim
90
車
粗車內部錐形大孔
機加
二
車床CA6140
內孔車刀，三爪卡盤
5min
5min
100
車
精車內部錐形大孔
機加
二
車床CA6140
內孔車刀，三爪卡盤
3min
3min
110
車
車偏心距為1.2mm的內輪廓
機加
二
車床CA6140
內孔車刀，三爪卡盤
1.2min
1.2min
120
車
車油槽深1.2
機加
二
車床CA6140
內切槽車刀，三爪卡盤
1.2min
1.2min
130
鉆
鉆3Xφ4mm透孔
機加
二
Z525
高速鋼直柄麻花鉆Φ9，專用夾具
6.21min
6.21min
140
鉆
鉆φ4mm孔深6
機加
二
Z525
高速鋼直柄麻花鉆Φ9，專用夾具
6.95min
6.95min
150
銑
銑長12寬為6的腰形孔
機加
二
X52K
鍵槽銑刀
2min
2min
160
磨
磨內部錐形大孔
機加
二
內圓磨床
砂輪
6.95min
6.95min
170
去毛刺
去毛刺
180
檢驗
檢驗入庫
設計（日期）
審核（日期）
標準化（日期）
會簽（日期）
標記
處記
更改文件號
簽字
日期
蘇州科技學院天平學院
畢業(yè)設計
設計題目 CQM6132主軸前軸承零件加工工藝
及夾具設計
院 (系) 天平學院
專 業(yè) 機械設計制造及自動化專業(yè)
學生姓名 唐蘇聲 學 號 1130116221
起迄日期 2015年 03月02日～2015年06月19日
設計地點 天平學院
指導教師 姜云峰 職稱 講師
職稱
填寫日期: 2015 年 04 月 01 日
摘 要
CQM6132主軸前軸承零件加工工藝及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。
關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差
29
Abstract
The flange parts processing technology and fixture design is the design of process design, including the parts processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.
Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning,
目 錄
摘 要 II
Abstract III
目 錄 IV
第1章 序 言 1
第2章 零件的分析 2
2.1零件的形狀 2
2.2零件的工藝分析 2
第3章 工藝規(guī)程設計 4
3.1 確定毛坯的制造形式 4
3.2定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇 4
3.3 制定工藝路線 4
3.4 選擇加工設備和工藝裝備 7
3.4.1 機床選用 7
3.4.2 選擇刀具 7
3.4.3 選擇量具 7
3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7
第4章 確定切削用量及基本時間 10
4.1 工序Ⅰ切削用量的及基本時間的確定 10
4.2 工序Ⅱ切削用量的及基本時間的確定 12
4.3 工序Ⅲ切削用量及基本時間的確定 12
4.4 工序Ⅳ切削用量及基本時間的確定 14
4.6 工序Ⅵ切削用量及基本時間的確定 14
第5章 夾具設計 20
5.1 機床夾具的分類、基本組成和功用 20
5.2夾具的設計思路 20
5.3磨削內錐孔夾具設計 22
5.3.1定位基準的選擇 22
5.3.2鉆削力及夾緊力的計算 22
5.3.3定位誤差分析 24
5.3.4 夾具結構設計 25
5.3.5夾具的使用方法 25
5.3.6夾具的調整 26
總 結 27
致 謝 28
參 考 文 獻 29
第1章 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)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。
CQM6132主軸前軸承零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。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，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設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)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。
本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
第2章 零件的分析
2.1零件的形狀
題目給的零件是CQM6132主軸前軸承零件，主要作用是起連接作用。它主要用于軸與軸之間的連接，以傳遞動力和轉矩。
零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。
2.2零件的工藝分析
由零件圖可知，其材料為HT150，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。
CQM6132主軸前軸承零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.車裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車側面，及表面粗糙度值3.2。5.兩側面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。
CQM6132主軸前軸承共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：
(1)．左端的加工表面：
? ? 這一組加工表面包括：左端面，φ95mm左端面以及外圓面倒角鉆孔。這一部份只有端面有1.6的粗糙度要求，其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。
(2).右端面的加工表面：
這一組加工表面包括：右端面；φ105mm右端面以及外圓面的外圓并帶有倒角其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，內孔或內圓直接在上做鏜工就行了。
第3章 工藝規(guī)程設計
本CQM6132主軸前軸承假設年產(chǎn)量為10萬臺，每臺需要該零件1個，備品率為111%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。
該零件材料為HT150，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鍛造。依據(jù)設計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β分別取111%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領
N=2XQn(1+α)（1+β)=23134115件/年
3.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT150，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鍛造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應該的。
3.2定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇
待加工的兩零件是盤狀零件，孔是設計基準（也是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。具體而言，即選?105mm其一端面作為精基準。
由于待加工的兩零件全部表面都需加工，而孔作為精基準應先進行加工，對主動端而言，應選面積較大的外圓及其端面為粗基準；對從動端而言，應選面積較大?190mm的外圓及其端面為粗基準。
待加工的兩零件的加工面有外圓、內孔、端面，材料為HT150鋼。以公差等級和表面粗糙度要求，參考相關資料，其加工方法選擇如下。
（1）?105mm的外圓面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 11340—711規(guī)定其公差等級按IT14,表面粗糙度為Ra25um，粗車即可（表5-14）。
（2）端面 本零件的端面為回轉體端面，尺寸精度的都要求不高，表面粗糙度為Ra25um,粗車即可。
3.3 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
方案一：
10 鑄造 鑄造毛坯
20 熱處理 退火
30 車 粗車φ105mm外圓面以及端面，留粗加工余量
40 車 掉頭，粗車φ95mm外圓面以及端面，留粗加工余量
50 車 精車φ105mm外圓面以及端面，倒角
50 車 精車φ95mm外圓面以及端面，倒角
60 車 車φ100寬度為14mm的槽
70 車 車4X2螺紋退刀槽
80 車 車M95X2螺紋
90 車 粗車內部錐形大孔
100 車 精車內部錐形大孔
110 車 車偏心距為1.2mm的內輪廓
120 車 車油槽深1.2
130 鉆 鉆3Xφ4mm透孔
140 鉆 鉆φ4mm孔深6
150 銑 銑長12寬為6的腰形孔
160 磨 磨內部錐形大孔
170 去毛刺 去毛刺
180 檢驗 檢驗入庫
方案二：
10 鑄造 鑄造毛坯
20 熱處理 退火
30 車 粗車φ105mm外圓面以及端面，留粗加工余量
40 車 掉頭，粗車φ95mm外圓面以及端面，留粗加工余量
50 車 精車φ105mm外圓面以及端面，倒角
50 車 精車φ95mm外圓面以及端面，倒角
60 車 車φ100寬度為14mm的槽
70 車 車4X2螺紋退刀槽
80 車 車M95X2螺紋
90 車 粗車內部錐形大孔
100 車 精車內部錐形大孔
110 車 車偏心距為1.2mm的內輪廓
120 車 車油槽深1.2
130 磨 磨內部錐形大孔
140 鉆 鉆3Xφ4mm透孔
150 鉆 鉆φ4mm孔深6
160 銑 銑長12寬為6的腰形孔
170 去毛刺 去毛刺
180 檢驗 檢驗入庫
因為方案二磨削在鉆孔之前進行，這樣后續(xù)鉆孔會影響內孔的加工質量。也影響工件的使用性能。
最終選擇方案一：
10 鑄造 鑄造毛坯
20 熱處理 退火
30 車 粗車φ105mm外圓面以及端面，留粗加工余量
40 車 掉頭，粗車φ95mm外圓面以及端面，留粗加工余量
50 車 精車φ105mm外圓面以及端面，倒角
50 車 精車φ95mm外圓面以及端面，倒角
60 車 車φ100寬度為14mm的槽
70 車 車4X2螺紋退刀槽
80 車 車M95X2螺紋
90 車 粗車內部錐形大孔
100 車 精車內部錐形大孔
110 車 車偏心距為1.2mm的內輪廓
120 車 車油槽深1.2
130 鉆 鉆3Xφ4mm透孔
140 鉆 鉆φ4mm孔深6
150 銑 銑長12寬為6的腰形孔
160 磨 磨內部錐形大孔
170 去毛刺 去毛刺
180 檢驗 檢驗入庫
3.4 選擇加工設備和工藝裝備
3.4.1 機床選用
①.工序Ⅳ和工序Ⅵ是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表4.2-7。
②.工序Ⅸ是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。
工序Ⅳ都為CA6140臥式車床。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉體，故宜在車床上鏜孔。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小，需選用較精密的機床才能滿足要求，因此選用CA6140臥式車床（表5-134）。
3.4.2 選擇刀具
①.在車床上加工的工序,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉位車刀(GB5343.1-134,GB5343.2-134)。
②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。
3.4.3 選擇量具
本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。
3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“CQM6132主軸前軸承” 零件材料為HT150，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，硬度HB為143～2611，表2.2-23 球墨鑄鐵的物理性能，密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。
表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質
生產(chǎn)類別
同類零件的年產(chǎn)量[件]
重型
（零件重>2000kg）
中型
（零件重100~2000kg）
輕型
（零件重<100kg）
單件生產(chǎn)
5以下
10以下
100以下
小批生產(chǎn)
5~100
10~200
100~500
中批生產(chǎn)
100~300
200~500
500~5000
大批生產(chǎn)
300~1000
500~5000
5000~50000
大量生產(chǎn)
1000以上
5000以上
50000以上
根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。
根據(jù)生產(chǎn)綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊》表3.1-111 特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。
表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級
鑄造方法
公差等級CT
球墨鑄鐵
砂型手工造型
11~11
砂型機器造型及殼型
8~10
金屬型
7~11
低壓鑄造
7~11
熔模鑄造
5~7
根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。
3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值
鑄件基本尺寸
公差等級CT
大于
至
8
63
100
190
100
190
250
1.6
1.8
2.0
根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至190，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。
表3-4 鑄鐵件機械加工余量（JB4054-134）如下
鑄件基本尺寸
加工余量等級 6
澆注時位置
>120~250
6.0
4.0
頂、側面
底 面
鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。
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。
第4章 確定切削用量及基本時間
切削用量包括背吃刀量a、進給量f和切削速度v。確定順序是先確定a、f、再確定v。
4.1 工序Ⅰ切削用量的及基本時間的確定
4.1.1 切削用量 粗車φ105mm外圓面以及端面，留粗加工余量
所選刀具為YG6硬質合金可轉位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CA6140機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。
①.確定切削深度
由于單邊余量為3mm，可在一次走刀內完成，故
②.確定進給量
根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4
刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時，
進給量=0.5～1.0
按CA6140機床進給量（表4.2—11）在《機械制造工藝設計手冊》可知：
=0.7
確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構允許進給力=3530。
根據(jù)表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=1150。
切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.211—2），故實際進給力為：
=1150=1111.5 （3-2）
由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。
根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質合金刀加工硬度200～2111的鑄件，，，切削速度=。
切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.112，0.8，=1.0，=1.0（見表1.40），故：
==63 （3-3）
===120 （3-4）
根據(jù)CA6140車床說明書選擇
=125
這時實際切削速度為：
== （3-5）
⑤.校驗機床功率
切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。
由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時，
=
切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.11，故實際切削時間的功率為：
=1.7=1.2 （3-6）
根據(jù)表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為：
=3.75，=，==，=
⑥.倒角
為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與鉆孔相同
換車刀手動進給。
⑦. 計算基本工時
（3-7）
式中=++，=
由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=+=
== （3-8）
4.2 工序Ⅱ切削用量的及基本時間的確定
采用與工序Ⅰ確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下：
掉頭，粗車φ95mm外圓面以及端面，留粗加工余量，已知條件與工序Ⅰ相同。車端面、外圓可采用與工序Ⅰ相同的可轉位車刀。
見表5-1
表5-1 主動端工序Ⅱ的切削用量及基本時間
工步
/mm
f/mm·r
v/m·s
n/r·s
/s
粗車端面
2
0.52
0.38
1.5
111
粗車外圓?134mm
2.3
0.52
0.38
1.5
68
倒角
手動
0.38
1.5
4.3 工序Ⅲ切削用量及基本時間的確定
4.3.1 切削用量
精車φ105mm外圓面以及端面，倒角。已知條件與粗加工工序相同。
切削用量。所選刀具為YT15硬質合金可轉位車刀。車刀形狀所選刀具為YT15硬質合金可轉位車刀。車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同，查參考文獻[6]表1-3，車刀幾何形狀為，′=
ⅰ. 確定背吃刀量
==0.75mm
ⅱ. 確定進給量
根據(jù)參考文獻[7]表1.6及參考文獻[2]表4.2-11中C1100-1機床進給量，選擇。由于是半精加工，切削力較小，故不須校核機床進給機構強度。
ⅲ. 選擇車刀磨鈍標準及耐用度
查參考文獻[7]表1.11，選擇車刀后刀面最大磨損量為0.4mm，耐用度T=30min。
查參考文獻[6]表1.10，當用YT15硬質合金車刀加工σb>1000MPs的合金鋼，，，切削速度=117m/min。
切削速度的修正系數(shù)查參考文獻[7]表1.40得：，其余的修正系數(shù)均為1，故：
V=117×0.81×1.15=110.4m/min
=178r/min
查參考文獻[6]表4.2-8選擇C1100-1機床的轉速為：
n=1134r/min=3.08r/s
則實際切削速度v=1.56m/s
半精加工，機床功率也可不校驗。
最后確定的切削用量為：
=0.75mm, f=0.3mm/r, n=1134r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=113.6m/min。
確定半精車主動端端面的切削用量。采用車外圓?190mm相同的刀具加工，切削用量為：
,f=0.3mm/r,n=1134r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=113.6m/min。
確定半精鏜孔的切削用量。所選刀具為YT15硬質合金、主偏角°、直徑為12mm的圓形鏜刀。其耐用度T=110min。
ⅰ.。
ⅱ.參考文獻[1]表5-1111和表5-57，f=0.2mm/r。
ⅲ.參考文獻[1]表2-8的計算公式確定。
V=
式中，C=2111，m=0.2,x=0.15,y=0.2,T=110min,k=0.11,則
V==150m/min
=12011.4r/min
選擇CA6140車床的轉速n=1200r/min=20r/s。
4.3.2 切削用量
確定半精車基本時間： =52s
確定半精車主動端端面的基本時間： =114s
4.4 工序Ⅳ切削用量及基本時間的確定
4.4.1 切削用量
車內部錐形大孔
選刀具為YT30硬質合金、主偏角°、直徑為12mm的圓形鏜刀。其耐用度T=110min。
==0.25mm
f=0.15mm/r
v=×1.4=230.77mm/min
=1837.3r/min
參考文獻[1]表5-56，根據(jù)C6140車床的轉速表，選擇n=1400r/min=23.3r/s,則實際切削速度v=4.118m/s。
4.4.2 基本時間
5.4.2.1 確定精鏜孔的基本時間：
=16s
4.6 工序Ⅵ切削用量及基本時間的確定
（1）鉆3Xφ4mm透孔
鉆孔Φ4，本工序采用計算法。
表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途
標準號
類型
直徑范圍（mm）
用途
GB1436-134
直柄麻花鉆
2.0～20.0
在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔
GB1437-134
直柄長麻花鉆
1.0～31.5
在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔
GB1438-134
錐柄麻花鉆
3.0～100.0
在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔
GB14311-134
錐柄長麻花鉆
5.0～50.0
在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔
選用Z525搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為HT15000，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=1117mm,l=116mm。
表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6117-134） mm
直徑范圍
直柄麻花鉆
l
l1
>11.134～11.20
151
101
表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6117-134） （o）
d (mm)
β
2ф
αf
ψ
8.6～18.00
30
118
12
40～110
表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度
（1）后刀面最大磨損限度mm
刀具材料
加工材料
鉆頭
直徑d0（mm）
≤20
高速鋼
鑄鐵
0.5～0.8
（2）單刃加工刀具耐用度T min
刀具類型
加工材料
刀具材料
刀具直徑d0（mm）
11～20
鉆頭（鉆孔及擴孔）
鑄鐵、銅合金及合金
高速鋼
110
鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 110 min
①.確定進給量
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.11中可知，進給量取f=0.110。
②.確定切削速度
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵（1110HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.134。
V=12=10.32 （3-17）
則 = =111 （3-18）
查表4.2-12可知， 取 n = 150
則實際切削速度 = = =11.8
③.確定切削時間
查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-111）
其中 l= l=5 l=2～3
則： t= =11.11
確定鉆孔的切削用量
鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-134直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。
根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。
則取
確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-11
切削速度計算公式為 （3-20）
查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
所以 ==72
選取
所以實際切削速度為=2.64
確定切削時間（一個孔） =
工序 120 鉆φ4mm孔深6
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ9.
1) 進給量 查《機械加工工藝師手冊》表28-11，取f=0.11mm/r
2) 切削速度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-70,及10-66,查得
V=24~34m/min. 取V=30m/min
3) 確定機床主軸轉速
ns== 1592r/min
按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-5),與1592r/min相近的機床轉速為1592r/min?，F(xiàn)選取=1426r/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)=7mm;
=4mm; =3mm; t= ==0.07(min)
工序車螺紋M90X1.5
選刀具為YT30硬質合金、主偏角°、螺紋車刀。其耐用度T=110min。
==0.25mm
f=0.15mm/r
v=×1.4=230.77mm/min
=1837.3r/min
參考文獻[1]表5-56，根據(jù)C6140車床的轉速表，選擇n=1400r/min=23.3r/s,則實際切削速度v=4.118m/s。
工序150銑長12寬為6的腰形孔
根據(jù)《機械加工工藝設計手冊》第一卷表選用硬質合金直柄鍵槽銑刀
銑削深度，一次走刀切除。
確定每齒進給量，給據(jù)《機械加工工藝設計手冊》表選取
確定銑刀的磨鈍標準及耐用度
按《機械加工工藝手冊》表，銑刀后刀面最大磨損限度
按《機械加工工藝手冊》表，刀具的耐用度
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表的
故采用X52K銑床由根據(jù)《機械加工工藝手冊》表取
則實際車削速度
此時工作臺每分鐘的進給量應為：
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表銑削工時：
式中
所以
工序170 磨內部錐形大孔
機床：內圓磨床《機械加工工藝設計實用手冊》表
工件的轉速范圍：
砂輪軸的轉速：
砂輪：選取白剛玉錐磨頭《機械加工工藝設計實用手冊》表且
由《機械加工工藝設計手冊》表得
工件速度,工件轉速
選取砂輪主軸轉速為
故最大的切削速度：
選擇工件轉速
工件的縱向進給量時，橫向進給量
《機械制造工藝金屬切削機床設計指導》表
工件的切削余量，每次切削深度，切削次數(shù)為次。
動機時間：《機械制造工藝金屬切削機床設計指導》表
且
由《機械制造工藝金屬切削機床設計指導》表
則
第5章 夾具設計
一個機床的機械制造工藝系統(tǒng)由機床、工件、刀具和夾具組成。機床夾具的用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有一個正確的位置，并在加工過程中這個位置不變，可以看出夾具在機械加工中占有很重要的地位，尤其是在成批生產(chǎn)時更是大量采用機床夾具，它們是機床和工件之間的連接裝置，使工件相對機床或刀具獲得正確的位置。機床夾具的好壞直接影響工件加工表面的位置精度。所以，機床夾具設計是裝備設計中的一項重要工作。
5.1 機床夾具的分類、基本組成和功用
機床夾具按其使用范圍可分為以下五種基本類型：通用夾具，專用夾具，通用可調整夾具和成組夾具，組合夾具，隨行夾具。機床夾具的基本組成，根據(jù)功用一般可分為：1）定位原件或裝置，用以確定工件在夾具中的正確位置；2）刀具導向原件或裝置，用以引導刀具或用以調整刀具相對于工件的位置；3）夾緊元件或裝置，用以夾緊元件；4）連接原件，用以確定工件在機床上的正確位置并與機床相連接；5）夾具體，用以連接各夾具元件及裝置，使之成為一個整體，并通過它將夾具安裝在機床上；6）其他元件及裝置，如分度裝置、防錯裝置等。
機床夾具的功用一般為：1）保證加工質量；2）提高生產(chǎn)率，降低成本；3）擴大機床工藝范圍，做到一機多能；4）平衡各工序時間，以便組織流水生產(chǎn)；5）減輕工人勞動強度，保證生產(chǎn)安全。
5.2夾具的設計思路
CQM6132主軸前軸承除了具有軸的一般加工規(guī)律外，也有它的工藝特點，主要包括形狀復雜，剛性差及技術要求高，針對這些特點應采取相應的措施，分析如下：
5.2.1形狀復雜
CQM6132主軸前軸承主軸頸與連桿軸頸不在同一軸上線，偏心距有一定的尺寸要求，并且兩軸有較高的位置度要求，同時主軸頸與連桿軸頸間有較大的平衡塊，因此在工藝設計中應解決以下幾點問題：a.設計加工連桿軸頸的偏心夾具，即連桿軸頸與機床主軸重合，并使夾具能回轉180度，加工另一連桿軸頸。b.為消除加工時的不平衡力的產(chǎn)生，設計夾具時應精確設計平衡重。
5.2.2剛性差
因本CQM6132主軸前軸承長徑比較大，同時具有曲拐，因此剛性較差。CQM6132主軸前軸承在切削力及自重的作用下會產(chǎn)生嚴重的扭曲及彎曲變形，特別在單邊傳動的機床上加工更為嚴重，在工藝設計中應解決以下問題：
（1）：粗加工時由于切削余量大，切削力也較大，可用中間托架來增強剛性，減小變形和振動，同時機床刀具及夾具都應有較高的剛度。
（2）：在加工時盡量使切削力的作用相互抵消，可用前后刀架同時橫向進給。
（3）：合理安排工位次序以減少加工變形，按先粗后精的原則安排加工工序，逐步提高精度。
（4）：在有可能產(chǎn)生變形的工序后面增設校直工序。
5.2.3技術要求高
CQM6132主軸前軸承技術要求較高，加工面多，需要保證的尺寸、形狀、位置精度較多。因而總的工藝路線較長，精加工占有相當比例。
加工時應要解決以下問題：
A：正確分配粗加工、半精加工及精加工余量。
B：粗基準選擇用CQM6132主軸前軸承兩端的中心孔。中心孔的加工以主軸頸外圓作為基準，這樣能保證CQM6132主軸前軸承加工徑向及軸向加工余量的均勻性。
C：精加工時仍用中心孔作為基準，但要重新修磨中心孔，避免精加工時因中心孔磨損引起加工誤差。也可一端用主軸頸定位，另一端用中心孔定位以提高剛度。
D：CQM6132主軸前軸承軸向定位以主軸頸軸肩定位，工藝設計時定位基準應盡量與設計基準一致。
綜上分析，鑒于磨削連桿軸頸夾具的典型性和特殊性，決定設計六個連桿軸頸的粗磨夾具，本夾具將用于MQ1350B外圓磨床。
本夾具可同時粗磨位于同一軸心線上的連桿軸頸、兩側面及過度圓角。其中，各連桿軸心線的相位差要求控制在之內對夾具的分度裝置精度要求較高，同時連桿軸頸有較高的尺寸和位置精度，對夾具的定位夾緊機構精度要求較高。連桿軸頸側面有較高的端面跳動要求，并同時滿足和磨削表面的粗糙度要求，這就要求夾具有較好的定位和夾緊裝置，盡量減少定位和夾緊誤差。由于只能同時磨削在同一軸心線上的連桿軸頸，所以在每一組磨削完兩道軸頸之后都要將工件進行角度調整使待磨削的連桿軸頸和機床中心線能夠在同一條軸心線上，這就可以考慮在夾具上設計出專用的分度盤進行分度來提高生產(chǎn)效率，不過 分度裝置的精度等級要高出連桿軸頸精度等級1級以上。
綜合分析以上問題，本夾具的設計存在特殊之處，對各部分的要求都相對較高，在設計時必須認真思考和全面地衡量，盡可能地減少夾具導致的加工誤差和降低精度的因素。在保證加工質量的前提下，還要考慮提高生產(chǎn)率和降低成本，減輕工人的勞動強度。
5.3磨削內錐孔夾具設計
5.3.1定位基準的選擇
工件在機床上的定位，實際上包括工件在夾具上的定位和夾具在機床上的定位兩個方面，這里只討論工件在夾具上的定位。在本夾具設計中，由零件圖可知，CQM6132主軸前軸承六個連桿軸頸中心線對主軸中心線有平衡度要求，其設計基準為主軸頸中心線。為了使定位誤差為零，應該選擇以主軸頸為定位面的夾具，其軸向定位面為第一主軸頸上的止推面，因此這里設計以第一、七主軸頸和止推面為定位基準面的夾具。
采用翻轉壓蓋式機械夾緊，具有結構簡單、通用性好、夾緊可靠、增力比大等特點。
5.3.2鉆削力及夾緊力的計算
計算切削力
（3-1）
式中 ------切除單位體積的切屑所需壓力（）；
------切削深度（mm）；
------工件速度（m/min）；
------砂輪速度（m/s）；
------軸向進給量（mm）；
------砂輪寬度（mm）；
參照《機械加工工藝手冊》表13.1-4，可查得=22，=0.6，=0.76，=0.76，=0.8，=0.62；由《機械加工工藝手冊》表13.4-5取=35m/s；已知=0.1，工件磨削表面直徑=62mm，由《機械加工工藝手冊》表13.4-6可查得=24m/min；砂輪寬度=8mm，，本工序取，由此算得：
在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù) （3-2）
式中 ------基本安全系數(shù)，1.5；
------加工性質系數(shù)，1.2；
------磨具鈍化系數(shù)，1.2；
------斷續(xù)切削系數(shù)，1.1；
則：
由于法向切削力有左右兩夾具體承受，因此在計算所需夾緊力時只需考慮切向磨削力。
計算夾緊力
：夾緊工件所需的夾緊力
如前所述，本工序只需計算防止工件轉動所需的夾緊力W，根據(jù)工件力矩平衡條件可得：
（3-3）
式中 N------V型塊工作面對工件的反作用力， （3-4）
G------工件自重；
D------工件定位基準直徑；
M------切削力矩；
，------夾緊面和夾具定位面上的摩擦系數(shù)。
將N值帶入上世的實際夾緊力為：
（3-5）
其中已知D=75.1mm，G=748.7N，==0.25，，
，算得：
：壓蓋夾緊機構產(chǎn)生的夾緊力
查《機床夾具設計手冊》表1-2-13螺母夾緊力可得用扳手的M20六角螺母許用夾緊力=7950N，顯然，故本夾具可以安全的工作。
5.3.3定位誤差分析
因為工件的定位基準和定位元件均有制造誤差，所以工件在夾具中定位后的實際位置將在一定范圍內變動，即存在一定的定位誤差，設計定位裝置時，就要控制這一誤差在加工中所允許的范圍內。
產(chǎn)生定位誤差的原因有以下兩個方面：1）定位基準和工序基準不重合；2）定位基準位移。定位誤差就是由基準不重合誤差和基準位移公差綜合引起的同批工件工序尺寸的那部分公差，也就是等于兩者的代數(shù)和。
（3-6）
本夾具的主要定位元件為V型塊，軸向定位時定位基準——右夾具體的左端面與止推面的接合面即為CQM6132主軸前軸承連桿軸頸工序基準，即不存在基準位移公差也不存在基準不重合誤差，所以。
求工序尺寸的定位誤差，定位基準為主軸頸與V型塊接觸母線A和B，工序基準為主軸中心線，當主軸頸直徑存在誤差時，定位基準A或B沿V型塊工作面的位移為
（3-7）
所以基準不重合誤差為
（3-8）
基準位移誤差為
（3-9）
則總的定位誤差為
（3-10）
已知本工序中，，故
（3-11）
5.3.4 夾具結構設計
本夾具使用V型塊定位，如圖所示
圖3-2圓磨床CQM6132主軸前軸承夾具裝備圖
該夾具主要由左夾具體1、右夾具體7、左夾具V型塊10、右夾具V型塊11、分度盤6、壓蓋2、定位塊14和翻轉塊19等零件組成。左右夾具的一端分別和磨床的頭架和尾架主軸相連接，用V型塊定位。左右夾具體的中心線即為主軸的回轉中心線。翻轉塊整體淬火處理，分度盤的3個齒面和M16螺孔淬火處理，以保證耐磨性。分度盤的分度精度等級要高出連桿軸頸等級1級以上。
5.3.5夾具的使用方法
將左右夾具體固定在頭架和尾架中的主軸上，然后把定位銷（4個）打入夾具體，再把左右兩V型塊固定到各自的夾具體上。V型塊的定位靠定位銷8來實現(xiàn)。V型塊的下面和側面分別墊一塊兒底面墊板9和側面墊板18，用來調整工件的中心線，最后裝上壓蓋2、定位塊14和活結螺栓15等零件。
加工時，將精磨后的第七主軸頸和第一主軸頸只與夾具的左右V型塊上，用百分表調整第1或第6連桿軸頸軸心線，使其處于磨床主軸回轉中心位置，然后夾緊CQM6132主軸前軸承，再將分度盤套在CQM6132主軸前軸承皮帶輪軸頸上，使3個齒面中的一個緊靠在翻轉塊上，然后用內六角螺釘將其固在皮帶輪軸頸上，這樣就可以磨削第1、6連桿軸頸了。當磨削第2、5和3、4連桿軸頸時，只需要將翻轉塊掀起，CQM6132主軸前軸承順時針旋轉一定角度()再返向旋轉CQM6132主軸前軸承，是分度盤的另一個齒面緊靠在翻轉快上，然后夾緊CQM6132主軸前軸承就又可以磨削了。由于分度盤的3個齒面為精確分度，因此保證了個連桿軸頸的角度偏差并滿足了工藝要求。
由于用V型塊定位，零件支撐軸頸的偏差會引起CQM6132主軸前軸承軸頸的變化和產(chǎn)生錐度，因此要嚴格控制支撐軸頸的偏差。
5.3.6夾具的調整
（1）調整CQM6132主軸前軸承連桿軸頸軸心線的平行度誤差采用修磨側面墊板來實現(xiàn)
（2）調整CQM6132主軸前軸承的回轉中心半徑采用修磨地面板來完成
（3）加工回轉半徑不同的CQM6132主軸前軸承時，可以通過更換不同厚度的地面板來實現(xiàn)
總體來說，該夾具能夠大大提高生產(chǎn)效率，因為可以調整，所以其加工范圍增大，能夠解決設備不足的情況；能夠有效的保證加工精度，無需高技能操作者；結構簡單。制造方便、快捷，能夠為新產(chǎn)品的順利生產(chǎn)奠定技術基礎。
總 結
畢業(yè)設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。
畢業(yè)設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。
致 謝
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(jīng)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。
這次畢業(yè)設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，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。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(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，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他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。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻
[1] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，111134。
[2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，111115。
[3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，111111。
[4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］。北京出版社，111134。
[5] 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社，2544。
[6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］?；瘜W工業(yè)出版社，2544。
[7] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，111115。
[8] [周永強，高等學校畢業(yè)設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2540。
[11]?劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，111134。
[10] 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊［Ｍ］。上海科學技術出版社，2540。
[11] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊［Ｍ］.上?？茖W技術出版社，11184。
[12] 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，111111。
[11] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量[M]，中國計量出版社，2540：11-111。
[14] [王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上?？茖W技術出版社，2540。
[15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，25HT150：4-17
收藏