轴承座设计正文

1、第一章 滚动轴承座组件工艺2.1零件分析2.1.1功用及工作状况滚动轴承盖和滚动轴承座是与轴承相配，构成一个结合体，然后装于滚动筒上，与道夫配合工件，成为梳棉机上的一个重要组成部分，滚动结合件是滚动中的一个关键零件。滚动结合件安装在滚动筒上与滚动筒一同旋转，滚动轴承盖是安装在轴承座上的滚动轴承座是重达约1吨，转速为260rpm410rpm的滚动的支承件。由于滚动轴承件伴随滚动旋转工作，又是滚动筒的支承件，因此它对于滚动与滚动墙板的同轴度、轴向压力、机件的磨损 、及滚动周围机件安装的准确性和滚动的回转平稳度都有不可忽视的影响。2.1.2零件的结构特点滚动轴承座、滚动轴承盖及其结合件，外观尺寸不大

2、，但形状较复杂，由于安装的是轴承，因此其结构刚性要求较高，并且加工精度要求较高。如滚动轴承盖与滚动轴承座的零件图，A面为滚动轴承盖与滚动轴承座的结合面，要求较高，需通过研磨来保证其平面度。轴承盖上的两个13孔与轴承座上的M12螺纹孔是用来度装螺栓，以便将轴承盖和轴承座联接起来，进行进一步的加工，构成滚动轴承结合件。孔是与轴承相配，环形槽是起密封，挡油作用的（与密封圈相配）。孔是作为精镗孔的退刀槽，因而必须对这些同心孔特别是的孔径加以控制。螺纹孔4-M10均匀分布，是用来安装螺钉联接轴承盖的。端面T3、T4就是与轴承端面盖相配的。滚动轴承座的底面T2要求对孔孔心平行，因为它与该孔孔心的平行度，对

3、轴承工作性能有重要的影响作用。滚动轴承结合件的最大高度尺寸为344mm，最大宽度尺寸为90mm，最大长度尺寸为300mm，最大限度孔径为142mm，最小孔径为M8，最小壁厚为筋板厚度为10mm，总之，滚动轴承结合件是个结构比较复杂的零件。2.1.3零件的材料分析由于铸铁具有良好的铸造性、吸振性、切削加工性及一定的力学性能，并且价格低廉 生产设备简单，所以在机器零件材料中占有很大的比重，广泛地用来制作各种机架、底座、箱体、缸套等形状复杂的零件。又由于灰铸铁具有良好的铸造性、耐磨性、抗振性和切削加工性，所以该材料选为灰铸铁。见表2-1表2-1常用灰铸铁的牌号、力学性能及应用类别牌号铸铁壁厚/mm抗

4、拉强度/mpa硬度/hbs用途举例铁素体灰铸铁HT1002.5101020203030501301009080110166931408713182122低载荷和不重要的零件，如盖、外套、手轮、支架、底板、手柄等铁素体珠光体灰铸铁HT1502.510102020303050175145130120137205119179110166105157承受中等应力的铸件，如普通机床的支柱、底座、齿轮箱、刀架、床身、轴承座、工作台、带轮、法兰、管路及一般工作条件的零件。珠光体灰铸铁HT2002.510102020303050220195170160157237148222134200129192 轴承较大

5、应力和要求一定气密性或耐蚀性的较重要零件，如汽缸、齿轮、机座、机床床身、立拄、气缸体、气缸盖、活塞化工容器等。珠光体灰铸铁HT2504.010102020303050270240220200175262164247157236150225孕育铸铁HT300102020303050209250230182272168251161241承受高的应力、要求耐磨、高气密的重要铸件，如剪床、压力机、自动机床和重型机床床身、床座、机架 、齿轮、衬套、大型发动机曲轴、气缸体、等。孕育铸铁HT350102020303050340290260199298182272171257图纸规定选用普通牌号灰口铸铁HT1

6、50。该灰铸铁的最小抗拉强度，布氏硬度为119179HBS，具有优良的铸造性能，生产时工艺简便，生产率高；切削时切屑易脆断，硬度适中，便于切削加工，能减轻刀具的磨损，因而其切削加工性能好。HT150还具有良好的耐磨损性和减振性，再者灰铁铸造中，其收缩时，由于碳是以石墨的形式析出，体积的膨胀弥补了凝固收缩，因而它的收缩率小，对于铸件尺寸的保持性好。常用作机床床身，发动机机体，机座等。2.1.4零件主要表面要求（1）主要表面的尺寸精度孔76的精度为IT10，孔140的精度为IT6，孔13的精度为IT9，螺纹孔M12的精度为IT8，四个螺纹孔M10的精度为IT8。（2）主要表面的形状及位置精度端面T

7、4对140孔心的垂直度为0.05；底2对140孔心的平行度为0.025；四个螺纹孔M10对140孔心的位置为0.05mm。（3）主要表面的表面粗糙度孔76的表面粗糙度为Ra6.3，140孔的表面粗糙度值为Ra1.6，平面A为配合面，其表面粗糙度值为Ra1.6；螺纹孔M12的表面粗糙度值为Ra3.2；右端面T4的粗糙度值为Ra3.2；左端面3的表面粗糙度为Ra6.3；底面T2的表面粗糙度值为Ra3.2；四个螺纹孔M10的表面粗糙度值为Ra3.2。2.1.5工艺分析热处理要求:由于铸件存在铸造缺陷，因此必须对其进行削除内应力的退火处理时效处理。又因铸件的表层及一些薄壁处，由于冷却较快，使切削加工难

8、度增大。因此为了降低材料的硬度，改善切削加工性能必须进行改善切削加工性的退火处理。通过这些热处理，可提高零件材料的物理机械性能,改善工作的切削性,削除铸造内应力，提高产品质量，延长使用寿命。零件的表面处理:为了提高零件表面的抗蚀性，增加耐磨性，使表面美观，在零件机加工完毕后，应对零件的非加工表面进行表面处理，即涂漆。检验:由于滚动轴承结合件是A186D型梳棉机上联接滚动的重要零件，因此应检验铸件毛坯有无铸造缺陷，抽检其物理机械性能。零件在加工过程中，应对照零件图的要求，进行中检。机加工完毕后，应进行终检，检验其尺寸和外观，并检验是否能满足使用要求。零件的生产类型分析: 生产类型是由生产量的大小

9、决定的，给定的生产量的大小又是工艺过程的制定的根据，直接影响工艺水平规程制定中的工艺方法、设备和工具等一系列问题。根据规定，滚动轴承结合件为批量生产中的中批量生产，这类型生产批量，按产品分配进行生产，交替地重复的进行，所以要制定详细的工艺规程，并广泛采用通用设备加专用夹具和工具。2.2零件工艺路线制定2.2.1毛坯种类的选择滚动轴承结合件的形状不规则，结构比较复杂，生产批量属于中批生产，且要求零件有较好的刚度和减振性等。结合该零件的结构特点和使用要求，通常选择毛坯为铸件。铸造的适应性广，可以制出形状复杂的毛坯，节约材料，减小切削加工的工作量。在铸造时，适当选择分型面，注意浇铸位置的安排，就可大

10、大避免内部的缩孔、缩松、气孔、砂眼等腰三角形缺陷。毛坯选用砂型机器造型（级精度）。毛坯铸造可分为：整体铸造； 盖座分开铸造；因滚动轴承端盖的上部分主要与轴承配合工作，其工作面主要集中在上部分（盖座配合加工孔），为了提高工件的使用寿命，避免在这部分出现铸造缺陷，故采用整体铸造，其好处在于能减少铸造工序，节约材料，提高成品率，同时，采用“横做立浇”的方法进行铸造。若采用盖座分开铸造，会使铸造工序增加，浪费材料，增加成本等情况。以上进行比较，从经济效益和成品率上讲，采用整体铸造好。该铸件的分型面选在最大面处，铸件分两箱造型，采用“横做立浇”，底注式浇注系统，使铸件的性能良好，充型时不易冲坏型腔和引起

11、溅炸，并能保证铸件整体的对称性，确保重要面的质量。采用横做立浇方法，排渣效果好，气体易排出，铁水上升平稳，铸件不易产生砂眼、气孔、夹渣，组织致密，均匀，耐磨性好。尺寸公差等级为CT810，选CT9。确定铸铁件机械加工余量等级68，选择7级砂型机器造型。铸造件主要表面的机加工余量的确定见表2-2。另外，在控制凝固次序方面，采用“同时凝固原则”在周围设置冷铁，使金属液体达到同时凝固的目的。表2-2铸造件主要表面的机加工余量表面代号铸件基本尺寸(mm)加工余量等级(mm)机械加工余量(mm)说明D17676.0孔双侧加工D213076.5孔双侧加工D314076.5孔双侧加工T134475.0底面，

12、单侧加工T230077.0顶面单侧加工T312576.5侧面，单侧加工 T417576.5侧面，单侧加工由于铸铁在铸造过程中存在着同应力，因此，在毛坯制成后需要进行时效处理。 2.2.2定位基准的选择零件在加工过程中定位基准的选择不仅对保证加工精度和确定加工顺序有很大的影响，而且还决定了工艺装备设计制造的周期与费用，正确的选择各工序的定位基准是制订工艺规程的一个重要问题。（1）粗基准的选择选择粗基准的出发点是为后续的工序提供合理的定位精基准，保证各加工表面的余量足够并分配合理，由于粗基准是对毛坯进行第一次机械加工的定位基准，因此与毛坯的状况关系很大，如图2-1确定粗基准时应按：用零件非加工表面

13、为粗基准，可保证零件的加工表面与非加工表面的相互位置关系，且能在一次安装中尽可能加工较多的表面。用零件的重要表面为粗基准，优先保证了重要表面的余量和表面组织性能的一致。应选面积大、形状简单、加工量大的表面为粗基准，使切削总量最少。应选毛坯精度高，余量小的表面为粗基准，易保证各加工表面的余量足够，分配合理。应选定位精度高，夹紧可靠的表面为粗基准。粗基准原则上是在第一道工序中使用一次并尽量避免重复。遵循以上的原则，为了确保加工时工件的稳定性能良好，可选滚动轴承结合件的端面T4作为加工面T3的粗基准；再由T3端面加工出T4端面；之后再由粗加工后的T4端面加工出滚动轴承结合件的上下底面。在对铣断之前，

14、前面加工的各面是作为一个整体零件加工出来的，故保证了后续工序的加工精度和简化了加工的难度。（2）精基准的选择选择精基准的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的相互位置精度的实现，以及定位安装的准确方便。选择精基准应遵循以下的原则： 基准重合原则：确定精基准时，应尽量用设计基准作为定位基准，以消除基准不重合误差，提高零件的表面的位置精度和尺寸精度。 统一基准原则：拟定工艺路线时，各个工序应尽可能用同一个定位基准来精加工各个表面，以保证各表面间的相互位置精度，并且还减少了夹具的数量和工件的装夹次数，降低了成本，提高了生产率。 互为基准原则：可逐步提高两相关表面的位置精度。 自为基准原则：可使加工余

15、量均匀，保证加工面自身形状精度，而位置精度则由前面的工序保证。同时，精基准选择时，一定要保证工件的夹、压稳定可靠，夹具结构简单及操作简便。在遵循上述原则的前提下，如滚动轴承结合件的两端面的最终精加工，就是互为精基准，遵循“互为基准原则” 。如滚动轴承结合件中的孔的精加工就是以一面双孔定位，自为基准加工出来的。（这就是统一基准和自为基准相结合的精加工方法）。2.2.3加工方法的选择 主要根据工件的结构形状、技术要求、零件的年产量、机床的加工精度以及工厂实际情况来选择加工方法，零件机械加工方法的选择应遵循如下原则：1)选加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相适应。2

16、)加工方法要能确保加工表面所要求的精度和粗糙度。3)加工方法要与零件材料的可加工性相适应。4)加工方法要与生产类型相适应。5)加工方法要与工件的形状和尺寸相适应。6)加工方法要求与工件生产厂的现有生产条件相适应。根据上述原则，选定滚动轴承盖，滚动轴承座及滚动结合件的加工方法为：平面选用铣镗加工，其中结合件的两端面采用镗削加工，在轴承盖与轴承座中，这两端面采用卧铣和立铣在26mm以下的孔加工在钻床上进行，大孔则采用镗孔形式，螺纹用丝锥加工。总之，选择加工方法时，应首先确定主要表面的最终加工方法，再依次向前确定各准备准工序的加工方法。对整个零件的加工方法，应综合考虑，先选主要表面的加工方法，再确定

17、次要表面的加工方法，以达到良好的效益，提高生产率，降低劳动强度。2.2.4加工工序的确定方案（一）加工阶段的划分1)划分加工阶段的目的是逐步减少和消除在加工过程中产生加工误差的因素对加工精度和表面质量的影响，使零件逐渐达到提高加工质量的目的和要求，同时要妥善的解决质量，生产率，经济性三者的矛盾。2)加工性质和加工目的不同，整个工艺过程可分为以下几个阶段：粗加工阶段：高效率地切除毛坯上大部分的加工余量使其尽快地接近需加工零件的形状和尺寸。半精加工阶段：使主要表面的精度和表面粗糙度能为精加工工作出必要的准备完成将要表面的全部加工，使之符合图纸的要求。精加工阶段：使各主要表面达到图纸所规定的要求。考

18、虑到该零件铸造时余量较大，因此加工时还是划分为三个阶段：粗加工，半精加工，精加工，让零件的各个表面依次进行加工。粗加工时的进给量大，粗糙度也大，表面精度低，半精加工阶段，如加工孔（镗孔）（该工序中为）及环形槽这几个尺寸是在一个工序中加工出，这是半精加工阶段。精加工阶段加工余量小，粗糙度小，精度高，如加工尺寸由至，这就是精加工，精度达IT7，表面粗糙度值为Ra1.6。（二）工序的集中与分散工序的集中和分散主要是根据生产类型设备的高效自动化程度，零件的结构特点与技术要求等进行组合的。在确定了表面的加工方法和工艺方案、划分了加工阶段后，零件加工各工步的内容也就被确定了。从而可将同一阶段中的各加工表面

19、的加工组成若干工序，运用工序集中与分散的原则，进行合理的组合与分散，决定工序的数目，工序的内容繁简程度。1工序集中原则：使用较少的机床设备，将零件的加工的各部工步尽可能地集中在较少集的工序内完成，它可使工件的装夹次数少，保证了各个加工表面的相互位置精度，减少了工件的装卸的辅助时间以及夹具的数量，同时减少了机床数量和操作工人数量，缩短了产品的生产周期，提高了产品的质量和生产率，但是机床设备和工艺装备的成本高，调整、维修困难，生产准备时间长。如加工孔槽，孔这道工序就属于工序集中。在一个工序内完成，提高了工件的位置精度，提高了生产率，节约了装卸时间，降低了工人的劳动强度。2工序分散原则：使用较多的机

20、床设备，将大量工步分散为单个工序，使工序数目增多，工艺路线增长，每一个工序所含加工内容少，机床设备与工艺装备简单，维修调整容易，适应产品变换能力强，生产准备工作量小，对工人技术要求高，而且机床设备与工艺装备数量大，工人数量多，生产面积大，生产周数长。滚动轴承座、滚动轴承盖及其结合件的生产属于中批量生产，因此工序需要适当的集中和分散。（三）工序顺序排列1切削加工工序原则：（1）先粗后精原则：各表面的加工顺序按粗加工半精加工精加工的过程依次排列，逐步提高零件的精度和减少表面粗糙度。（2）先主后次原则：装配表面和工作表面的精度要求高，应当考虑予以加工自由表面，螺纹孔及光孔等表面，精度要求较低，可适当

21、安排后续的工序中加工，主要表面有相互位置要求的表面一般这要半精加工后，配合关系和相互位置关系要求很高的表面还需放在装配工艺中进行配合加工。（3）基面先行原则：只有一个精基准时，先把该基准加工出来。若定位面有若干个，则从最终加工工序所需的精基准开始，依次向前排列为保证这些基准面的转换次序把这些基准面的加工依排列，得到零件加工工序的顺序。（4）先面后孔原则：为了定位安装稳定和减少总的切削量，故应该先加工平面后加工孔，使后续工序有一个稳定可靠的平面作为定位基准面，且在光滑平整的表面上加工孔，可使加工容易，提高孔的精度。在编制工艺规程时，严格遵循上述原则，合理安排加工顺序，提高工件效率。2.热处理工序

22、的安排：热处理工序的安排在零件加工的工艺过程中有重要地位，通过热处理可以提高零件材料的物理机械性能和改善工件的切削加工性能，消除毛坯制造和切削加工过程中产生的内应力，所以，为稳定组织以及稳定零件的形状及尺寸，防止变形和开裂，零件在机加工前必须进行消除内应力的时效处理。3.表面处理工序的安排：为了提高零件的表面抗蚀能力，增加耐磨性，也为了使表面美观，在零件全部加工完后应对零件表面涂漆（未加工表面）。4.检验工序与辅助工序：检验工序是保证产品质量的有效措施之一,也是工艺过程中不可缺少的内容。检验的内容有：外观检验，看零件的表面是否有毛刺。检验表面粗糙度，进行尺寸检验，看是否符合图纸要求。在工艺规程

23、中，还安排有装配轴承盖与轴承座的工序，划线工序，打毛刺工序，涂漆工序等，这些都属于为保证零件的质量，零件的美观而必不可少的辅助工序。1）零件的清洗：是为了表面夹砂的清除，它安排在工序0铸造车间进行。2）工序12和21中检：是因为此时零件的加工已完毕（轴承盖和轴承座），它们将进入装配阶段，装配后再进行加工。3）工序11、20、和27：去毛刺，是为了消除已加工表面的毛刺，使零件达到图纸的要求。4）工序28：零件全部加工完毕后，应进行表面处理，即对零件进行涂漆。2.2.5工艺路线方案比较工艺路线方案一：0 毛坯1 粗铣结合件端面 X521 粗铣结合件端面 X522 粗铣结合件上下底面 X62W3 铣

24、断 X62W以上工艺路线是加工结合件的各端面，其目的是为后续工序做好基准的选择。4 粗铣轴承盖下底面和止口面 X62W5 粗镗轴承盖孔 T686 钻孔、扩孔、锪孔 Z30257 钻孔、攻丝 Z30258 精铣轴承盖顶面 X529 精铣底面 X5210 研磨11 去毛刺12 检验以上工艺路线是加工滚动轴承盖的工艺路线方案。13 粗铣轴承座顶面及对口面 X5214 粗镗轴承座孔及内端面 T6815 钻孔及攻丝 Z302516 精铣底面 X5217 加工工艺孔 Z302518 精铣轴承座对口面及顶面 X5219 研磨20 去毛刺21 检验以上工艺路线是加工滚动轴承座的工艺路线方案。22 装配23 镗

25、孔和内环槽 T6824 精镗内孔及端面 T6825 钻孔及攻丝 Z304026 铣座上二孔 X5227 去毛刺28 终检 平台29 涂漆以上工艺路线是加工滚动轴承结合件的工艺方案。方案二：在方案一的基础上去除工序1、1、2，把工序16和17顺序颠倒，把工序6和7合并为同一工序，把工序25提至工序22之前分为两个工序。方案比较：若去除工序1、1（粗铣结合面端面、）和工序2（粗铣结合件上下底面），这就失去了整体铸造的意义，并且将增大后续工序的基准误差，从而就要增加毛坯的加工余量。若把工序16（精铣底面）和工序17（加工工艺孔）的顺序颠倒，就不能保证孔轴线和底面有良好的垂直关系，故而会影响在精加工孔

26、28定位基准（一面两孔），从而难以保证工件底面与孔F140的平行度。若把工序6（钻孔、扩孔、锪孔）和工序7（钻孔、攻丝）合并为同一工序，这样会增加工艺成本，因在工序6中，两孔F13间的孔心距为1600.04需夹具来保证，而在工序7中加工的三个螺纹孔的孔心距要求不高，从零件图上看，是要求的自由公差，所以把工序6和工序7合为同一工序，将会增加夹具制造难度和费用，从经济效益上讲是划不来的。若把工序25（钻孔及攻丝）提到装配工序22前，很难保证4个螺纹孔对基准孔轴线的位置度 即使能保证，也会增加制作成本。从以上分析中可以看到，方案一明显比方案二方便可靠。故最终采用方案一进行工艺规程的设计。2.2.6工

27、序的安排及作用0 毛坯采用砂型铸造，铸造圆角为Rl拔模斜度为1，铸造需经清砂，去毛刺，去毛刺后进行时效处理，方能进行机械加工。1-3 这三个工序为粗加工。粗加工采用这三个工序，端面交替加工，并以其中已加工过的大端面去加工上下底面，目的是使加工后的表面位置正确，从而保证后续工序的加工余量均匀。工序1、1的主要目的是为工序2和工序3作准备，并且在工序1和工序2将结合件轮廓大部分余量加工掉，为后续工序的加工提供基准。4、5 这两个工序为轴承盖的粗加工。工序4以顶面为基准，加工出轴承盖的下底面和止口面，为工序5作基准准备。工序5以底面紧靠，一次装夹两件，在镗床上加工孔和及端面尺寸。6、7 这两个工序为

28、轴承盖的半精加工。工序6以底面、小端面和F136的轴心线为基准，在专用夹具上加工孔F13和锪孔F26。工序7以底面、止口面及大端面限6个自由度，在钻床上钻孔，并攻螺纹，M8x1，2-M8。8、9 这两个工序为轴承盖的精加工，工序9精加工底面为研磨和装配工序作基础。工序8是顶面加工的最终工序。10 研磨底面，保证平行度。11 去毛刺，为中检作准备。12 检验表面粗糙度，看有无毛刺，按零件要求进行工序图上的尺寸检验。13、14 这两个工序是轴承座粗加工。工序13以底面为基准，加工顶面和对口面。工序14粗镗孔及端面，保证需要尺寸F136、F74及尺寸27。15、16这两个工序是轴承座的半精加工。工序

29、15以底面和大端面及F136孔作为定位基准，作全定位，加工孔并攻丝，达到尺寸M12深30。工序16精铣底面，为后续工序作精基础。17加工工艺孔，为后续工艺作定位基准（工序16、17是在后续工序中，作一面两孔定位用）。18 精铣顶面及对口面，达到尺寸254及尺寸175。19 研磨上顶面，以便与轴承盖配合。20 去毛刺，为检验作准备。21 检验，有无毛刺，表面粗糙度及尺寸是否合格。22 装配，选配M12的螺栓，螺母，垫片将合格的轴承盖与轴承座配对联接起来。23 镗一系列同轴孔，孔内端面及环形槽以一面两孔定位和F136作自身定位，该工序集中,保证了孔的同轴度。24 精镗内孔和端面，达到尺寸F140和

30、尺寸91。25 钻四个孔并攻丝，由于以精镗孔作定位基准，保证了四个孔均匀分布，且对该孔的位置度满足F0.5mm。 26 铣座上二孔，以原两孔作自身定位。27 钳工去结合件的毛刺，以便终检。28终检，检验各尺寸和粗糙度及位置关系精度。29 加工完后，对非加工表面进行涂漆处理。以上属于工艺水平路线的具体分析。2.2.7重点工序分析工序6钻孔及扩孔：该工序加工的两个孔与轴承座的两个螺纹孔配合，选用螺栓将轴承盖和轴承座联成轴承结合件。这两个通孔F13的精度要求不高，但它们的中心距及对F140孔心的位置度要求却很重要。因为这两个孔的位置恰到与否，关系到轴承盖与轴承座是否能联接起，并且F13孔心到对称中心

31、线间距离为800.04这个尺寸关系到滚动与道夫之间的“间距”，若这一尺寸不能达到要求，那么“间距”过大、过小都要影响到滚动与道夫的配合，影响整个梳棉机的正常工作。F13孔属于通孔，孔径轻长，加工时可能出现线偏斜，为了保证两孔的孔径及位置要求采用专用夹具，关于夹具设计的具体情况见“夹具设计“部分。该工序采用钻床Z3025，该床子是摇臂钻，最大钻孔直径为F25mm，摇臂钻床的最大距离为525mm，回转角为360，主轴端面至底座工作面的最小距离为250 mm, 最大距离为1000mm，主轴箱水平移动距离为630mm。若采用车床来加工这两个孔，装夹不方便，且进给运动是由于摇动车床尾来实现的，不全中批量

32、生产要求，因此选用钻床。加工该两个孔，选用钻头和扩孔刀。钻头选取F12.7锥柄麻花钻，该钻头的整个长度L=182mm，工作部分长度为101mm，扩孔钻选用D13锥柄扩孔，整个长度为150mm,工作长l=68mm。加工的孔径大小由钻头扩孔保证，两孔的位置尺寸1600.04，800.04，460.025由夹具保证。2.2.8确定加工余量在加工过程中，从金属表面切去的金属层厚度长称为加工余量。在一道工序中所切除的金属厚度称为该工序的工序余量。加工余量包括上道工序的表面粗糙度，表面缺陷层深度，空间误差及工序的安装误差。结合该零件的结构特点及技术要求，参阅有关资料确定出。有关工序的工序余量如下：2-1轴

33、承盖加工阶段的加工余量ABCEFGIHM81326粗加工4.26.82.05.55.5254.0一次性钻攻钻孔12.76.5锪孔半精加工在结合体中继续加工扩孔13精加工1.20.81.0表2.2轴承座加工阶段的加工余量ABCEFGIHM12粗加工4.26.06.05.55.52.55.04.0钻孔10.2半精加工在结合体中继续加工攻丝到M12精加工1.50.71.03) 表2.3滚动轴承结合件加工阶段的加工余量EFJKGMNLHM10粗加工1.54.83.54.04.06.0钻孔8.5半精加工1.0攻丝到M10精加工0.52.2.9确定切削用量刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料：YG6 齿数(

34、1) 粗铣端面（工序2）铣削深度：每齿进给量：取铣削速度：取机床主轴转速： 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 取被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度： 取刀具切出长度：取走刀次数为4(2) 精铣端面（工序2）：铣削深度：每齿进给量：取铣削速度：取机床主轴转速实际铣削速度：进给量工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为4（2）粗钻12.7孔切削深度：，毛坯孔径进给量：刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。切削速度：取机床主轴转速：取实际切削速度，由式有： 工作台每分钟进给量： 被切削层长度：刀具切入长度，由式有：刀具切出

35、长度： 取行程次数：（3） 粗镗孔切削深度：，毛坯孔径。进给量：刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：取机床主轴转速：取实际切削速度： 工作台每分钟进给量，由式有：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：（4） 半精镗孔切削深度：，粗镗后孔径进给量：刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：取：机床主轴转速有取实际切削速度，有： 工作台每分钟进给量，由式有： 被切削层长度：刀具切入长度，有：刀具切出长度： 取行程次数：以上的均为部分工序的切削用量的计算过程，全部的计算结果均写于工艺卡上，见工艺过程综合卡片。第三章 对应的夹具设计3.1夹具的选用钻夹具（俗

36、称钻模）是用来在钻床上钻孔、扩孔、铰孔的机床夹具，通过钻套引导刀具进行加工是钻模的主要特点。钻夹具的结构形式主要决定于工件被加工孔的分布位置情况，如有的孔系是分布在同一平面上、或分布在几个不同表面上、或分布在同意圆周上，还有的是单孔等等。因此钻模的结构形式很多，常用的有以下几种。311钻床夹具的主要类型钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种。（1）固定式钻模在使用中，这类钻模在机床上的位置固定不动，而且加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。（2）回转式钻模这类钻模上有分度装置，因此可以在工

37、件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔系。（3）翻转式钻模主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于f8f10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10kg为宜。（4）盖板式钻模这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过10kg。（5）滑柱式钻模滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点，生产中应用较

38、广。312钻模1钻 套钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的位置，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。（1）固定钻套（2）可换钻套（3）快换钻套（4）特殊钻套2钻模板钻模板用于安装钻套，确保钻套在钻模上的正确位置，钻模板多装在夹具体或支架上，常见的钻模板有：（1）固定式钻模板（2）铰链式钻模板（3）可卸（分离）式钻模板（4）悬挂式钻模板313镗床夹具镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。镗床夹具的种类按导向支架的布置形式分为双支承镗模、单支承

39、镗模和无支承镗模。1镗床夹具的典型结构形式（1）前后双支承镗模（2）无支承镗床夹具2镗床夹具（1）导引方式及导向支架镗杆的引导方式分为单、双支承引导。单支承时，镗杆与机床主轴采用刚性连接，主轴回转精度影响镗孔精度，故适于小孔和短孔的加工。双支承时，镗杆和机床主轴采用浮动联接。所镗孔的位置精度取决于镗模两导向孔的位置精度，而与机床主轴精度无关。镗模导向支架主要用来安装镗套和承受切削力。因要求其有足够的刚性及稳定性，故在结构上一般应有较大的安装基面和必要的加强筋；而且支架上不允许安装夹紧机构来承受夹紧反力，以免支架变形而破坏精度。3镗 套镗套的结构形式和精度直接影响被加工孔的精度。常用的镗套有：（

40、1）固定式镗套固定式镗套外形尺寸小，结构简单，导向精度高，但镗杆在镗套内一边回转，一边作轴向移动，镗套易磨损，故只适用于低速镗孔。（2）回转式镗套随镗杆一起转动，与镗杆之间只有相对移动而无相对转动的镗套。这种镗套大大减少了磨损，也不会因摩擦发热而“卡死”。因此，它适合于高速镗孔。4镗杆和浮动接头镗杆是镗模中一个重要部分。镗杆直径d及长度主要是根据所镗孔的直径D及刀具截面尺寸BB来确定（参考表11.1之值选取）。镗杆直径d应尽可能大，其双导引部分的L/d10为宜；而悬伸部分的L/d45，以使其有足够的刚度来保证加工精度。用于固定镗套的镗杆引进结构有整体式和镶条式两种。当双支承镗模镗孔时，镗杆与机

41、床主轴通过浮动接头而浮动连接。所以夹具引用钻夹具，用快换钻套，铰链式钻模板。钻削时，被加工孔的尺寸和精度主要由刀具本身的尺寸和精度来保证，而孔的位置精度则由钻套在夹具上相对于定位元件的位置精度来确定。由于工序6加工的两个孔与轴承座的两个螺纹孔配合，选用螺栓将轴承盖和轴承座联成轴承结合件。这两个通孔F13的精度要求不高，但它们的中心距及对F140孔心的位置度要求却很重要。因为这两个孔的位置恰到与否，关系到轴承盖与轴承座是否能联接起，并且F13孔心到对称中心线间距离为800.04这个尺寸关系到滚动与道夫之间的“间距”，若这一尺寸不能达到要求，那么“间距”过大、过小都要影响到滚动与道夫的配合，影响整

42、个梳棉机的正常工作。所以用钻夹具来定位。3.2夹具设计要求 所设计的专用夹具是为加工零件滚动轴承结合件而设计的，滚动轴承结合件是A186D型梳棉机上的滚动支承件，其中工序6“钻孔及扩孔”，需设计一个加工孔F13的夹具，工艺规程的设备为该工序图及工序尺寸见工艺规程。F13孔是连接轴承盖与轴承座的，它们位置对称性关系到轴承盖与轴承座是否错位，梳棉机的正常工作是否。若采用划线加工，精度只能达到0.25，无法保证本工序1600.04，800.04,460.025的要求，也不合中批量生产的要求，若采用组合夹具，又还需设计制造专用件，在加工中，难以保证尺寸的稳定，且每批都要重新组合，因此设计专用夹具才是最

43、理想的方案，既能保证尺寸精度，又能提高劳动生产率，降低工人的劳动强度。 该工序加工的两个孔的尺寸为F13，精度等级为IT9，表面粗糙度Ra3.2，两个孔心距为1600.04，其中F13孔到中心轴线的距离为800.04，孔到端面E的距离为460.025。工序要保证的尺寸如上，加工孔F13采用的方案是：钻、扩,由尺寸F13由钻头和扩孔刀保证，尺寸1600.04,800.04,460.025，由合格的夹具保证。刀具钻头用F12.7锥柄麻花钻，扩孔钻采用D13锥柄扩。从技术方面分析，根据以上原始资料和工艺分析结合零件的结构特点和有关尺寸要求，技术要求，决定了的加工必须设计专用夹具，否则费工费时，增大成

44、本。从经济角度方面分析，由于批量为中批量生产，夹具设计和制造成本较低，故设计专用夹具是合理的。3.3确定设计方案确定夹具方案的原则是：确保加工质量，结构简单合理，操作省力高效，制造成本低廉，根据以上原则进行方案比较，确定合理的最佳方案。工件的两个加工孔为通孔，在Z方向的位移自由度可以不限制，但实际的平面定位却必须限制该方向的自由度，以达到简化夹具的目的，因此应按完全定位设计夹具。331定位方案的确定工序基准面为A面及F800.04，按照基准重合原则，选A面及F800.04为定位基准。由于工件的两个加工孔为通孔，在Z方向的位移自由度可以不限制，故只限制X、Y上的自由度，如下计算：在Y方向上 在X

45、方向上 由菱形销与孔F136的配合关系为得孔： 轴： 所以 ，所以 。在组合机床上加工时,必须使用权被加工零件对刀具及其导向体质正确的相对位置,这是靠夹具的定位支承系统来实现的,定位支承系统除用以确定被加工零件的位置外,还要承受被加工零件的生量和夹压力,有时还要取受切削力。定位支承系统主要由定位支承、辅助支了和一些限位元件组成。定位支承是指在加工过程中维持被子加工零件有一定位置的元件。辅助支承是公用作增加被加工零件在加工过程中的刚度及稳定性的一种活动式支承元件。由于定位支承元件直接与被加工零件接触，因此其尺寸、结构、精度和布置都直接影响被子加工零件的精度。为了避免产生废品以及经常修理定位支承元

46、件的麻烦，设计时必须注意以下的问题：（a）合理布置支承元件，力求使其组成较大的定位支承平面。最好使夹压力的位置对准定位支承元件。当受工件结构限制不能实现时，也应使定位支承元件尽量接近夹压力的作用线，并使夹压力的合力中心处于定位支承平面内。（b）提高刚性，减少定位支承系统的变形。应力求使定位元件（如定位销）不要受力。（c）提高定位支承系统的精度及其元件的耐磨性，以便长期保持夹具的定位精度。（d）可靠地热电厂除定位支承部位的切屑。使用权切屑不堵塞和粘创刊在定位支承系统上，对保证定位的准确性和工作可靠性有很大的影响。因此设计时应尽可能不使用权切屑落到定位支承系统上。当切屑有可能落在其上时，必须采取有

47、效的热电厂屑和清理措施。本次设计采用的定位元件为：平面A为定位板，左端面为一个支承钉，孔F136为菱形销，以上述定位元件就能实现工件的定位，即是该夹具的定位支承系统。对于左端面的支承钉，在专用夹具上采用支承钉定位时，工件通常用四个或多个支承钉定位，这样可增加定位系统的刚度，心防止当夹紧力和切削力不是对定位板板引起工件的变形。为了减小定位板板的不共面度的误差，可装配后合磨。通常不共面度误差为0.010.03mm。对于采用毛坯面定位夹具，从理论上讲是应当采用三点支承的，并采用带圆头的支承销定位，但当采用三个以上的压板而不能确保同时动作时（实际上是达不到同时动作），常常会把工件夹歪，因此需要采用四点

48、支承的方法。在布置支承点时，应按工件定位而后情况，使支承点之间的距离尽量远一些，以增加定位的稳定性。支承板应该放在切屑不易落到的地方。当工件在夹具上以侧面及其上面的定位孔定位时，定位块就放在加工部位的上方或是切屑易落到的地方，且在布置上应保证支承块之间有较大的距离，不应连续排列。对于菱形销，在夹具夹工件时时，多采用“一面两销”的定位方法，以消除工件在空间的六个自由度，实现工件在夹具中的准确定位。为了能以最简单的运动形式装卸工件（如单机夹具上的推进和拉出，流水线和自动线上工件在夹具上的送进和推出），多采用伸缩式定位销。除此以外，还可采用固定式定位销。当要求被加工孔与定位销孔之间的位置精度高与+0

49、.05或是-0.05mm。或是受结构的限制不能采用伸缩式定位销，以及加工装卸比较容易的轻小零件时，为了简化夹具的结构均采用固定式定位销。采用固定式定位销时，为了使工件的定位基面能很好地与支承元件相接触，除采用圆柱销和削边销相结合的定位方法以补偿孔间距的误差外，定位销还必须有适当的高度，以补偿定位孔与定位基面的垂直度误差。对于削边销，要采用可靠的防转措施，对于定位销，还应考虑拆装方便。定位销与安装孔的配合，定位销的尺寸及公差等，详见机床夹具设计。332夹紧方案的确定夹紧力应指向主要定位基准，是靠近加工表面。由于在Z方向、Y方向设置了定位板和支承钉，因此施加一个向下的夹紧力和夹紧面并指向支承钉的夹

50、紧力就可将工序工件充分夹紧。为了便于工作和提高机械效率，采用了联运夹紧机构，只须拧紧一个螺母能从几个方面均匀夹紧该工件。其中，夹紧件有：铰链压板、三个动压块、一个与活用螺栓焊死的压板。具体夹紧机构及零件见夹具总图。首先夹紧力的计算，加工过程中，工件受到切削力、离心力、惯性力及重力的作用。理论上，夹紧力的作用应与上述力的作用想平衡；而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个复杂的问题，只能进行粗略的估算：由参考文献10中查表可得：圆周切削分力公式： 式中 查表得： 取 查表可得参数： 即：同理：径向切削分力公

51、式 ： 式中参数： 即：轴向切削分力公式 ： 式中参数： 即：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有： 式中：为各种因素的安全系数，通常情况下，取K=1.52.5。当夹紧力与切削力方向相反时，取K=2.53。可得: 所以，有： 有： 有：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献10中可查得： 其中： 螺旋夹紧力：由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作

52、方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。总体结构设计、钻套、钻模板：为了进行钻、扩加工，采用快换钻套、钻套与钻模板间装衬套。钻套的高度H=36mm，钻套与工件间一般应留排屑间隙。在本钻套设计中，取h=8mm，钻套内孔与刀具采用间隙配合，即快换钻套选取F12.7F8，快换铰套为F13G7，衬套与钻模间配合尺寸为F22H7/g6，衬套与钻模板间的配合为F34H7/g6。由于两加工孔的中心距相距较远（1600.04）且鉴于零件结构特点，因而采用两个钻模板。又由于扩孔后还需锪F26孔，该孔不需钻模板。所以钻模板选取可卸式。再则钻模板是悬空状态，为了提高夹具体的刚性，在夹具体上设置了加强筋。为了保证两孔中心距1

53、600.04,在设计夹具时，让两钻套的中心距为，钻套中心距对称中心为800.04，钻套的中心距支承钉定位表面为460.025，这样，就能确保加工中心的尺寸要求。在设计和装配夹具时，这应注意：定位板与夹具体底面应平行，钻套中心与底面应垂直。由于是中批量生产，宜用简单的手动夹紧装置。采用带开口垫圈的螺旋夹紧机构，使工件装卸迅速、方便。333夹具的装配总图总图的设计：夹具总图及其五类尺寸见工装设计总图。334夹具的验证该夹具以两个平面定位，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差以及孔轴线与底平面的平行度公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。工件精度分析：孔轴线与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由参考文献5中表可知：取（中等级）即 ：尺寸偏差为1) 定位误差（两个垂直平面定位）：当时