1、西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文題目：軸承座零件的工藝規(guī)程及銑 90H9 工裝夾具設(shè)計(jì)所屬系部：指導(dǎo)老師:職稱:學(xué)生姓名：班級(jí)、學(xué)號(hào): 專業(yè)：西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制20*年 1 月 15 日目 錄序言21 零件的分析31.1 零件的作用41.2 零件的工藝分析42 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)42.1 確定毛坯的制造形式42.2 基面的選擇42.3 制定工藝路線62.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定72.5 確立切削用量及基本工時(shí)83 夾具設(shè)計(jì)113.1 問題提出123.3 切削力和夾緊力的計(jì)算123.6 夾具設(shè)計(jì)簡要操作說明16總結(jié)18致謝18文獻(xiàn)19序言機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和

2、尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)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(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)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(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)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(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。軸承座的加工工藝規(guī)程及銑 90H9 的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)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(jì)出專用夾具，保證零件的

3、加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。1 零件的分析1.1 零件的作用軸承座的作用，裝軸承，保證軸承的旋轉(zhuǎn)精度。1.2 零件的工藝分析軸承座有 2 組加工面他們有位置度要求。這 2 組加工面的分別為（1） 以底面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括，橢圓孔和橢圓上端面和上端面（2） 以橢圓孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是車60 同心的各個(gè)內(nèi)圓。2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 確

4、定毛坯的制造形式零件的材料為 HT200，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用砂型機(jī)鑄造。2.2 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出。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(gè)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(duì)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(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻

5、的重要表面。因而在加工時(shí)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(xì)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(shí)需經(jīng)初加工。（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?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(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。粗基準(zhǔn)的選擇：軸承座這樣的零件來說，選

6、擇好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要。我們選擇不加工的底面為粗基準(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(jì)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(jì)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(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。（5） 所選

7、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。精基準(zhǔn)的選擇要考慮基準(zhǔn)重合的原則，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)要和工藝基準(zhǔn)重合。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)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(diǎn)，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。通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下兩種工藝方案：方案一1鑄造時(shí)效處理銑鑄造2時(shí)效處理34567891011銑下端面銑銑銑銑鉆車磨檢驗(yàn)銑頂端面銑高 40mm 臺(tái)階面銑軸承座孔 2 端面銑下端 2 個(gè)槽鉆 2- 14 孔粗精車 60 內(nèi)孔磨 60 內(nèi)

8、孔檢驗(yàn)方案二1鑄造時(shí)效處理銑銑鑄造2時(shí)效處理34銑下端面銑頂端面5 銑6 銑7 銑8 鉆9 車10 檢驗(yàn)銑高 40mm 臺(tái)階面銑軸承座孔 2 端面銑下端 2 個(gè)槽鉆 2- 14 孔粗精車 60 內(nèi)孔檢驗(yàn)工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案二沒有磨 60 內(nèi)孔，而方案一在最后有磨 60 內(nèi)孔這工序，因?yàn)?60 孔的粗糙度 0.8，要求比較高，只有經(jīng)過粗加工，精加工，磨孔才能達(dá)到加工精度，這樣才能夠保證加工精度，而方案二精度難易保證，綜合考慮我們選擇方案一具體的工藝路線如下1鑄造時(shí)效處理銑鑄造2時(shí)效處理345678銑下端面銑銑銑銑鉆9車10 磨11 檢驗(yàn)銑頂端面銑高 40mm 臺(tái)階面銑軸承座孔 2 端

9、面銑下端 2 個(gè)槽鉆 2- 14 孔粗精車 60 內(nèi)孔磨 60 內(nèi)孔檢驗(yàn)2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定軸承座零件材料為 HT200，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)鑄造毛坯。軸承座的上端面因?yàn)檩S承座的上下和左右端面沒有精度要求，粗糙度要求也不高，查(機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo))P38 頁表 2-11 鑄件的機(jī)械加工余量，小于等于 120mm 高度的機(jī)械加工余量為 2.5mm。我們的高度是 66mm，因此余量為2.5mm軸承座的孔毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛?IT7IT8 之間，參照參數(shù)文獻(xiàn)查(機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo))P38 頁表 2-11 鑄件的機(jī)

10、械加工余量，小于等于 120mm 高度的機(jī)械加工余量為 2.5mm。我們的直徑是 60mm，因此余量為 2.5mm2.5 確立切削用量及基本工時(shí)工序 3：銑下端面選用機(jī)床：X51 立式銑床銑下端面：選擇銑刀半徑為 40mm，齒數(shù) Z=6（見工藝手冊(cè)表 3.127）f= 0.15mm / ZZd= 40 ， T = 180 min （切削表 3.7 和切削表 3.8）0V= 20m / min （切削表 3.9）c1000Vn=c = 159.2 x40按機(jī)床選取n機(jī)= 278r / min nd x278x40實(shí)際切削速度： V=c機(jī)機(jī)n1000=1000= 34.918工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：

11、V Znf機(jī)= 250.2銑床工作臺(tái)進(jìn)給量： Vf橫向= 250mm / min基本工時(shí)： t =工序 4: 銑頂端面5 + 180150= 1.233選用機(jī)床：X51 立式銑床選擇銑刀半徑為 15mm，齒數(shù) Z=6（見工藝手冊(cè)表 3.127）f= 0.15mm / ZZd= 15 ， T = 180 min （切削表 3.7 和切削表 3.8）0V= 20m / min （切削表 3.9）c1000Vn=c = 424.6 x15按機(jī)床選取n機(jī)= 425r / min nd x425x40實(shí)際切削速度： V=c機(jī)機(jī)n1000=1000= 53.38工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： V Znf機(jī)= 250

12、.2銑床工作臺(tái)進(jìn)給量： Vf橫向= 250mm / min基本工時(shí)： t =5 + 40150= 0.3工序 5：銑高 40mm臺(tái)階面選擇銑刀半徑為 15mm，齒數(shù) Z=6（見工藝手冊(cè)表 3.127）f= 0.15mm / ZZd= 15 ， T = 180 min （切削表 3.7 和切削表 3.8）0V= 20m / min （切削表 3.9）c1000Vn=c = 424.6 x15按機(jī)床選取n機(jī)= 425r / min nd x425x40實(shí)際切削速度： V=c機(jī)機(jī)n1000=1000= 53.38工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： V Znf機(jī)= 250.2銑床工作臺(tái)進(jìn)給量： Vf橫向= 250m

13、m / min基本工時(shí)： t =5 + 40150= 0.3工序 6：銑軸承座孔 2 端面選擇銑刀半徑為 25mm，齒數(shù) Z=6（見工藝手冊(cè)表 3.127）f= 0.15mm / ZZd= 40 ， T = 180 min （切削表 3.7 和切削表 3.8）0V= 20m / min （切削表 3.9）c1000Vn=c = 127.38 x50按機(jī)床選取n機(jī)= 145r / min nd x145x50實(shí)際切削速度： V=c機(jī)機(jī)n1000=1000= 22.765工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： V Znf機(jī)= 250.2銑床工作臺(tái)進(jìn)給量： Vf橫向= 250mm / min基本工時(shí)： t =工序 7

14、：銑下端 2 個(gè)槽5 + 35150= 0.26選用機(jī)床：X62 臥式銑床選擇銑刀半徑為 30mm，齒數(shù) Z=6（見工藝手冊(cè)表 3.127）f= 0.15mm / ZZd= 60 ， T = 180 min （切削表 3.7 和切削表 3.8）0V= 20m / min （切削表 3.9）cV1000n=c = 106.15 x60按機(jī)床選取n機(jī)= 145r / min nd x145x50實(shí)際切削速度： V=c機(jī)機(jī)n1000=1000= 22.765工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： V Znf機(jī)= 250.2銑床工作臺(tái)進(jìn)給量： Vf橫向5 + 5= 250mm / min基本工時(shí)： t = 2x(工序

15、8:鉆 2-14 孔150) = 0.133 min選擇 14mm 高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見工藝手冊(cè)表 3.16）f= 0.43mm / r （切削表 2.7 和工藝表 4.216）機(jī)V= 15m / min （切削表 2.15）硬度 200217c查V1000n =c= 1000x15 = 341r / min D x14按機(jī)床選取n機(jī)= 360r/min （工藝表 4.25）實(shí)際切削速度： V= Dn機(jī)= x14x360= 15.8m / minc10001000基本工時(shí)： t =l + l+ l12nf機(jī) 機(jī)= 61 + 8 + 3 = 0.465 （工藝表 6.25）360x0.433

16、 夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，計(jì)專用的夾具。有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計(jì)銑 90H9 槽本夾具將用于 X51 立式銑床上加工。3.1 問題提出本夾具主要用來銑寬 90H9mm 的槽，因?yàn)?90H9mm 槽是和軸承蓋連接的部分，因此需要加工，2 邊的粗糙度要求為 6.3 相對(duì)于基準(zhǔn) A 的平行度為，也沒有位置度要求，因此我們主要提高生產(chǎn)效率上?？讻]有特別要求，一次鉆就可以達(dá)到加工要求。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇我們采用已經(jīng)加工好的 2- 17 半圓孔作為定位基準(zhǔn)，采用開口壓板壓緊， 2- 17 半圓孔處，我們分別用采用圓柱銷和削邊軸定位，即我們采用經(jīng)典的一面 2 銷定位

17、，采用構(gòu)型壓板壓緊。3.3 切削力和夾緊力的計(jì)算夾緊力的計(jì)算刀具：采用高速鋼圓柱銑刀機(jī)床：x51 立式銑床由3所列公式 得dF =CaXFFpf yz azeuF zVq nwF0查表9.4 8 得其中：修正系數(shù) kv= 1.0CF= 30qF= 0.83X= 1.0 yFF= 0.65uF= 0.83aP= 8z=24w= 0F代入上式，可得 F=889.4N因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K= K1 K 2 K3 K 4其中： K1 為基本安全系數(shù) 1.5K 2 為加工性質(zhì)系數(shù) 1.1K 3 為刀具鈍化系數(shù) 1.1K 4為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1所以F ¢ = KF

18、= 1775.7 N夾緊力的計(jì)算選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 N (f+ f)= KF ¢12其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 f= f= 0.2512F= P +GG 為工件自重z N =F ¢= 3551.4Nf+ f12夾緊螺釘： 公稱直徑 d=8mm，材料 45 鋼性能級(jí)數(shù)為 6.8 級(jí)ss= 6 ´100MPasBs= 8 ´B10= 480MPa螺釘疲勞極限：s= 0.32s= 0.32 ´ 600 = 192MPa-1B極限應(yīng)力幅：s= ekm km s= 51.76MPaa limk-1s許用應(yīng)力幅： s= s a lim = 17

19、.3MPaaS a螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為t = s s ss=3.54取s=4得t = 120MPa4 ´ FH= 2.8 £t 滿足要求2pd 2c1.3 ´ 4 ´ N= 15MPa £ s pd 2c經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3.4 定位誤差分析一面兩銷定位誤差(1) 移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差Dj× yDj× y= Dd1+ DD1+ X1min（式 5-5）式中： Dd1DD1D1min 圓柱銷孔的最大偏差 圓柱銷孔的最小偏差

20、圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙代入（式 5-5）得： D(2) 轉(zhuǎn)角誤差j× y= Dd1+ DD1+ X1min= 0.009 + 0 + 0.016= 0.025mmqDd + DD + X+ Dd+ DD+ XtgD=11 1min22L2 2 min（式 5-6）式中： Dd1DD1D1min 圓柱銷孔的最大偏差 圓柱銷孔的最小偏差 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙Dd 削邊銷孔的最大偏差2DD 削邊銷孔的最小偏差2X 2min 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙其中： XX2 min= 2(d+ dLxLg- 1 min ) 2則代入（式 5-6）得：tgDq =0.009

21、 + 0 + 0.016 + 0.009 + 0 + 0.0042 ´ 305.29= 0.0000622則： q = 0.00006219°3.5 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái) T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。根據(jù)T 形槽的寬度 a=12mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：我們選擇寬度 B=12mm 的標(biāo)準(zhǔn)定為鍵。對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對(duì)位置。由于本道工序是完成 90H9 的銑加工，所以選用直角對(duì)刀塊。直角對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸

22、如圖所示：圖 3.4對(duì)刀塊圖塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：×四周倒圓標(biāo)記圖 3.5平塞尺圖塞尺尺寸為：公稱尺寸H允差 dC3-0.0060.25表 3.2平塞尺尺寸表3.6 夾具設(shè)計(jì)簡要操作說明本夾具采用一面 2 銷心軸定位，構(gòu)型壓板壓緊，順利完成工件的裝卸，此夾具設(shè)計(jì)在滿足要求的情況下相對(duì)比較簡單，適合于批量生產(chǎn)，我對(duì)此夾具的設(shè)計(jì)感覺還是很滿意的。裝配圖附圖：夾具體附圖:總結(jié)這次設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計(jì)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(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，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(shè)計(jì)手冊(cè)和 AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。這次設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到