机械毕业设计（论文）-叉车滚轮的工装设计【叉车滚轮的加工工艺及加工中所需要的专用夹具

1、xx学院毕业设计说明书题目：叉车滚轮的工装设计二级学院（直属学部人专业：数控技术 学生姓名： 指导教师姓名： 评阅教师姓名：班级：数控车51101学号：职称：职称：2015年 9月叉车滚轮应用于农业机械，建筑机械，和水利机械，是其中很重要的构件之一，该 厂生产的产品大都远销美国、巴西等国家。年生产几十万件，属于大批量生产。根据公 司现有设备，该产品加工多用专用设备。本文主要是介绍了叉车滚轮的加工工艺及加工中所需要的专用夹具的设计。首先对 零件进行了工艺性分析了解各加工面所需要打到的加工精度，确定各个加工面的加工余 量。制定合理的能够满足加工需要的工艺方案。为了保证零件的加工精度需要进行基准 面

2、的选择和对零件的定位，并遵循一定基本原则，并进行定位误差的分析。加工中还涉 及到各种加床夹具的设计。本文主要介绍的是专用工艺方案的设计，主要有夹具的定位, 零件与零件的连接、夹具体与机床的连接和误差分析。关键词：加工工艺工艺方案夹具 caxat程图文档(10)a0 装配圏.dwga2 底板. dwga4 轴頑套. dwg轮dwga3 赵轴.dwga4 走 3钉.dwga4 走施 钉架.dwga4 联合支挥(p21.6.dwga4 联合支撑屮25.2.dwga4 联合支瑾cp29.3.dwg厶 microsoft word 97 - 2003 如说明书.doc全套设计，请加12401814绪论内

3、外研究现状及发展趋势目录第2章零件的工艺分析及生产类型的确定2. 1工艺分析2.2生产类型8第3章工艺过程设计73. 1加工方法的选择83.2加工基准的选择103.3初定工艺路线13第4章毛坯的选择15第5章确定机械加工余量及毛坯、设计毛坯图错误!未定义书签。5. 1确定机械加工余量错误!未定义书签。225. 2确定毛坯尺寸5.3设计毛坯图26第6章工序设计286. 1选择加工设备与工艺设备306.2确定工序尺寸31第7章 确定切削用量及基本时间32第8章夹具的设计348.1设计分析368.2定位基准的选择388.3结构设计408.4中心高度的定位418.5夹具材料的选择32第9章总结33致谢

4、34参考文献45绪论机床夹具是在切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧的工艺装 备。它的重要作用是：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，冲 锋发挥和扩大机床的工艺性能。因此夹具在机械制造中占有重要的地位。机床夹具的设 计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项技 术措施。我们在设计中也应该注意一些重要方法，我们必须深入生产实践调查研究，因 为，这样有利于我们掌握一些重要资料，例如：(1)工件的图纸一一详细阅读图纸， 了解工件被加工表面的技术要求，该件在机械中的位置和作用，以及装配中的特殊要求。(2)工艺文件一一了解工件的工艺过程，

5、木工序的加工要求，工件已加工面及及待加 工面的状况，基准面的选择状况，可用的机床设备的主要规格，与夹具连接部分的尺寸 及切削用量等。(3)生产纲领一一夹具的结构形式应与工件批量大小相适应，做到经济 合理。(4)制造与使用夹具的状况等。我深刻明口要想做好这次夹具设计，我也要了解 并注意设计夹具出现的问题，对夹具最基本的要求是：工件的定位准确，定位精度满足 加工要求，工件夹紧牢固可靠，操作安全方便，成木低廉。工件夹具中的定位精度，主 要是定为基准是否与工序基准重合，定位基准的形式和精度，定位元件的形式和精度， 定位元件的布置方式，定位基准与定位元件的配合状况等因素有关。这些因素所造成的 误差，可以

6、通过数学计算求得。在采取提高定位精度的措施时，要注意到夹具制造上的 可能性。在总的定位精度满足加工要求的条件下，不要过高的提高工件在夹具中的定位 精度。夹具在机床上的定位精度，和刀具在夹具上的导向精度也不应忽视。夹具在机床 上的定位精度，主要与定位元件表面与机床配合处的位置精度。夹具与机床连接处的配 合间隙等因素有关。因此，提高夹具制造精度，减小配合间隙就能提高夹具在机床上的 定位精度。如果定位精度要求很高，而通过提高夹具制造精度的措施已不可能或不合理 吋，应采用调整法或就地加工法解决，即在安装夹具吋找正定位表面的准确位置，或在 夹具安装后加工定位表面，使夹具在机床上获得高精度定位。刀具在夹具

7、上的导向精度 通常利用导向元件或对刀元件来保证。因此影响刀具在夹具上的导向精度的因素有：导 套中心到定位元件产生变形等。夹具中岀现过定位时，可通过撤销多余定位定位元件， 使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加过定位元件与定位基准的配合间隙等 办法来解决。制造技术的重要性是不言而喻的，它与当今的社会发展密切相关。现代制造技术是 当前卅界各国研究和发展的主题，特别是在市场经济的今天，它更占有十分重要的地位。 人类的发展过程是一个不断制造的过程，在人类发展的初期，为了生存，制造了石器以 便于狩猎，此后，出现了陶器，铜器，铁器，和一些简单的机械，如刀，佥i，弓，箭等 兵器，锅，壶，盆，罐等用具，

8、犁，磨，碾，水车等农用工具，这些工具和用具的制造 过程都是简单的制造过程，主要围绕牛活必需和存亡征战，制造资源，规模和技术水平 都非常有限。随着社会的发展，制造技术的范围，规模的不断扩大，技术水平的不断提 高，向文化，艺术，工业发展，出现了纸张，笔墨，活版，石雕，珠宝，钱币金银饰 品等制造技术。到了资本主义和社会主义社会，出现了大工业生产，使得人类的物质生 活和文明有了很大的提高，对精神和物质有了更高的要求，科学技术有了更快更新的发 展，从而与制造工艺的关系更为密切。蒸汽机的制造技术的问世带来了工业革命和大工 业生产，内燃机制造技术的出现和发展形成了现代汽车，火车和舰船，喷气涡轮发动机 制造技

9、术促进了现代喷气客机和超音速飞机的发展，集成电路制造技术的进步左右了现 代计算机的水平，纳米技术的出现开创了微创机械的先河，因此，人类的活动与制造密 切相关，人类活动的水平受到了限制，宇宙飞船，航天飞机，人造飞机，人造卫星以及 空间工作站等技术的出现，使人类活动走出了地球，走向太空。本文是与叉车滚轮有关的工装设计，叉车应用与工业机械中，通常用与托运大或笨 重的货物，以减轻人力劳动强度从而节约企业成本。插车在托运器重货物是靠其两侧的支撑架来实现的，支撑架在唾弃重物时由上下两 根轴支撑通过链条带动把重物托起，在运转过程中由于存在着摩擦使链条在带动托运架 旋转时产牛很大的噪音很震动，为消除这种现象在

10、插车中用了很多的轴承！滚动轴承是一种通用性很强，标准化，系列化程度很高的基础元件。由于各种机械 有着不同的工作条件，对滚动轴承在载荷能力，结构和使用性能等方面都提出了各种不 同的要求。为此，滚动轴承就需要有各式各样的结构。但最基本的结构是由内圈，外圈, 滚动体和保持架组成。1. 内圈通常与轴配合，并与轴一起旋转。2. 外圈通常与轴承座孔或机械部件外壳配合，起支撑作用。但在某些场合也有外圈旋 转，内圈i古i定的，或内外圈都是旋转的。3. 滚动体借助保持架均匀的排列在内圈和外圈z间。滚动体有球，圆柱滚子，滚针， 圆锥滚子和球面滚子等，它们的形状大小和数量直接影响轴承的承载能力和使用性 能。4. 保

11、持架将轴承中的一直组滚动体等距离隔开，引导滚动体在正确的滚道上运动，改 善轴承内部载荷分配和润滑性能。为了适应某些使用要求，有的轴承会增加或减少一些零件，如无内圈，无外圈，即 无内圈有无外圈；或带防尘盖，密封圈及安装调整用的紧定套.轴承在工作时对其影响最大的除了他的制造精度外其游隙对其影响也很大如果游 隙选择不正确同样不能正常工作，轴承的游隙可分为径向游隙和轴向游隙，径向游隙指 一个圈固定不动另一个相对固定套圈径向移动量，轴向游隙是指一个套圈固定另一个移 动套圈相对移动套圈轴向偏移量；游隙又有工作游隙，安装游隙和原始游隙z分，原始 游隙指未安装前的游隙，安装游隙指安装后的游隙，由于安装过盈配合

12、的原因，内圈在 安装时会有相应的膨胀，使游隙减小，一般原始游隙大于安装游隙；工作游隙指轴承在 运转时的游隙，轴承在运转时由于材料和受摩擦产生的热不一样，使轴承内外圈的热膨 胀不同使游隙变大或减小，由于离心力的不同内膨胀小于外圈的膨胀，也造成游隙减小, 一般来说工作游隙有大与安装游隙。由于游隙的存在又潜在要求轴承的沟道精度要高， 给造成加工带来难度，所以在设计轴承吋一定要多方考虑轴承的游隙。木课题所涉及到的是叉车两侧的滚动轴承，它的结构外观图为图0. 1滚动轴承外观图这类轴承很i般的深沟球的工作原理基本一样，所不同的是该轴承是双滚道，内圈固定在车体上，外圈旋转并起一定的支撑作用，剖开图如下：tr

13、.d图0.2滚动轴承结构图如图所示，该产品由内圈，外圈，滚动体密封槽组成，他于一般深沟球轴承的区别 在与：他是双滚道，没有保持架，内圈由轴做成，轴的两段各有一个孔，他是用来安装 用的，用螺栓连接在车架上，内圈固定外圈旋转，为防止灰尘等一些杂物进入滚道影响 轴承的旋转精度，在轴承的两端装有密封圈来防止硬度大的颗粒进入滚道，同时还可以 提高轴承的使用寿命。内外研究现状及发展趋势随着经济的高速发展，国家基本建设的规模越来越大，需要吊运的物品的质量、体 积和起升高度都越來越大，起重机愈來愈显示其优越性，市场容量迅速上升，引起了国 际知名厂商的关注，国内起重机行业也兴起了起重机开发热潮。早在2002年，

14、徐工集 团就已经成为了世界最大的起重机生产商之一，而大吨位起重机的关键技术一直掌握在 外国手中。为了能够更好的吸收外国的技术，提高设计水平，加快设计步伐，徐工集团 与吉林大学签订了合作开发大吨位轮式起重机整体与结构设计计算软件的项目。支腿作 为保证起重机正常工作的主要结构，其强度是否符合设计要求，对整体设计非常重要。 从以上分析可以发现，叉车滚轮零件是机器及部件的基础件，它将机器及部件中的轴、 轴承和齿轮等零件按一定的相互位置关系装配成一个整体，并按预定传动关系协调其运 动。叉车滚轮的装配基准面与加工中的定位基准面应有一定的平面度和表面粗糙度要 求；各支承孔与装配基准而之间应有一定距离尺寸精度

15、的要求。其中设计专用夹具和组 合镇头的应用进一步提高叉车滚轮的加工精度和效率。特别是在工装的设计上，要求根据被加工零件的加工要求，设计得高效、省力、经济合理，并能保证加工质量。机床夹具在保证产品优质、高产、低成本，充分发挥现有设备的潜力，便于工人掌 握复杂或精密零件加工技术，减轻工人的劳动强度，夹具在机械制造各行业的运用，大 幅度提高了机械零件的质量和产品的稳定性，提高了劳动生产率，降低了产品的成本。近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析方法得到了广 泛的应用。早在20世纪50年代末、60年代初国际上就有很多国家投入大量的人力和 物力开发具有强人功能的有限元分析程序。其中最

16、为著名的是由美国国家宇航局（nasa） 在1995年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的nastran有限元分析系统。 从那时到现在，世界各地的研究机构和大学也发展了一批规模小但使用灵活、价格较低 的专用或通用的有限元分析软件，主要由徳国的aska、英国的pafec、法国的systus、 美国的 abqus、adina、ansys、bersafe、bosor、elas、marc 和 stardyxe 等公司的产 品。当今国际上有限元分析方法和软件发展呈现出以下一些趋势：1）从单纯的结构力学计算发展到求解许多物理场问题。2）有求解线性工程问题进展到分析非线性问题。随着科学技术的发展，线性

17、理论 已经远远不能满足设计的要求。3）增强可视化的前置建模和后置数据处理功能。早期有限元分析软件研究重点在于推导新的高效率求解方法和高精度单元。随着数 值方法的逐步完善，尤其是计算机运算速度的飞速发展，整个计算系统用于求解运算的 时间越来越少，而数据准备和运算结果的表现问题却日益突岀。4）与cad软件的无缝集成当今有限元分析系统的另一个特点是与通用cad软件的集成使用，即在用cad完成 部件或零件的造型设计后，自动生成有限元网格并进行计算。5）在wintel平台上的发展早期的有限元分析软件基本上都是在大中型计算机（主要是mainframe）上开发和 运行的，后来又发展到以下工程工作站（ews,

18、 engineering workstation）为平台,他 们的共同特点是采用unix操作系统。pc机的出现使计算机的应用出现了根本的变化。1. 深入生产实践调查研究在深入生产实践调查研究中，应当掌握下面一些资料：工程图纸，工艺文件，牛产纲领，制造与使用夹具情况等。2. 制订工艺工艺规程的程序计算生产纲领，确定生产类型，分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查， 确定毛坯的种类，形状，尺寸及精度，拟定工艺路线（划分工艺规程的组成， 选择的定位基准，选择零件表面的加工方法，安排加工顺序，选择机床设备等）, 进行工序设计（确定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，选择工艺 装备，计算吋间定额等

19、），确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。3. 确定工件的夹紧方式和设计夹紧机构夹紧力的作用点和方向应符合夹紧原则。进行夹紧力的分析和计算，以确定加 紧元件和传动装置的主要尺寸。4. 确定夹具其他部分的结构形式如分度装置，对刀元件和夹具体等5. 绘制夹具总装配图在绘制总装配图时，尽量采用1： 1比例，主视图应选取面对操作者的工作位置。 绘图时，先用红线或双点划线画出工件的轮廓和主要表面，如定位表面，夹紧 表面和被加工表面等。其屮，被加工表面用网纹线或粗实线画出加工余量。工 件在夹具上可看成是一个假想的透明体，按定位元件，导向元件，夹紧机构， 传动装置等顺序，画出具体结构。6. 标注各部分

20、主要尺寸，公差配合，和技术要求7. 标注零件编号及编制零件明细表在标注零件编号时。标准件可直接标出国家标准代号。明细表要注明夹具名称, 编号，序号，零件名称及材料，数量等。&绘制家具零件图拆绘夹具零件图的顺序和绘制夹具总装配图的顺序和同。第2章零件的工艺分析及生产类型的确定2. 1工艺分析机械制造工业是国民经济中一个十分重要的产业，它为国民经济各部门科学研究、 国防建设和人民生活提供各种技术装备，在社会主义建设事业中起着中流砥柱的作用。 从农业机械到工业机械，从轻工业机械到重工业机械，从航空航天设备到机车车辆、汽 车、船舶等设备，从机械产品到电子电器、仪表产品等，都必须有机械及其制造。

21、减速 器也是有些设备中所不可缺少的，我们应该了解减速器的机械制造工艺过程才能把产品 制造出来。滚轮图样的视图完整，尺寸、公差及技术要求齐全。成品图可以看出精度要求高， 由零件成品图可以看出r350圆弧，该圆弧用于受力部分，外圈加工精度要求高通过磨 床来满足加工要求，轴的加工于外圈略有不同、，在加工轴时，两沟道的和对位置精度 要求很高，而且形位公差要求也较高，在加工事要用到专用夹具，以提高生产效率。轴 承结构简单加工工艺过程相对简单，但精度要求很高，使加工困难，加工时为提高生产 率通常采用专用设备；根据零件结构可知：轴承加工通常由车加工和磨加工，车加工属 于粗加工阶段，精度要求相对底一些，在车加

22、工阶段对与设备可采用数控车普通车和液 压车；在磨加工阶段，为节约成本对于一些要求不高的端面外径通常采用普通磨床也可 以满足要求，但一些要求高的如滚道在加工时企业一般采用专用设备来实现。卒=x7-hu&2-i2ioiojsw丈9 二；oi. mt. 192ai022-12ima10ujifmi图1.1零件图2.2生产类型叉车滚轮应用与农业机械，建筑机械，和水利机械，是其中很重要的构件之一，该 厂生产的产品大都远销美国、巴西等国家！年生产几十万件，属于大批量生产！根据公 司现有设备，该产品加工多用专用设备。第3章工艺过程设计3. 1加工方法的选择选择各表面的加工方法与零件的技术要求材料，生

23、产规模，现场加工提条件，生产 率和经济性要求等有关，应综合考虑该构件是冋转类零件，结构相对比较简单，只是各要加工精度和表面粗糙度要求较 高。外圈加工大致包括：粗车精车一-粗磨一-热处理一-精磨轴加工大致为：粗车精车铳钻粗磨热处理精磨3. 2加工基准的选择基准选择是工艺规程设计的重要工作之一，基准选择的正确于合理可以使加工质量 得到保证，生产率得到提高，否则加工工艺过程中会问题百出，更有、其者还会造成零 件大批报废粗基准的选择：因该零件是冋转类零件，故以外径作为粗基准精基准的选择：根据精基准选择原则，完全可以选择一端面和外径作为精基准，在加工是外圈的精 度有专用机床来保证，他是通过外圈的外径和一

24、端面做为加工基准，轴则选择外径和中 心孔，以便实现基准重合和基准统一从而保证零件的加工质量并使夹具的设计，制造简 化。中心孔的要求根据金属切削手册查得：中心孔有a, b, c三种结构，根据零件具 体情况选择a型中心孔，最终不需要保留中心孔；工件直径d0>18时，中心孔直径d 为2.5mm, l为6mm,d为6mm中心孔图见下页。.图2. 1孔结构3. 3初定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要 求得到合理的保证，在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床 配以专用夹具，并适当配置专用机床进行加工；工序以分散为主，某些工序尽量集中

25、来 提高生产率，应划分加工阶段，将粗精加工分开；刀具，量具的选择可以专用通用的相 结合。选择除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本下降。根据以上分析，初 拟工艺路线方案：内，外圈加工过程：棒料-锻造一退火一车加工一热处理磨加工精研或抛光一零件检验一防锈 入库由于钢球和密封圈是采购成品不需要加工！(1) 外圈加工路线车端面内孔车另一端面外径软磨两端面软磨外径一精车内孔倒角车沟道 车密封槽铳装球缺口车外倒角渗碳淬火磨两端面磨外径一磨圆弧磨 滚道探伤磷化处理终磨滚道2)车端而内孔车另一端而外径软磨两端面软磨外径精车内孔倒角车沟 道一车密封槽铳装球缺口渗碳淬火车外倒角磨两端面磨外径磨圆弧 磨滚道

26、探伤-磷化处理一终磨滚分析比较：两加工方案基本相同，不同点在于方案一是先车倒角在热处理，方案二是先热处理 在倒角，表面看方案二有点不合理，因为在淬火后零件的硬度变大车刀很难在车的动， 费工费时不经济，但是我们应该想到在热处理后零件热胀冷缩会使好的倒角多少产生微 量变形，严重的会造成倒角过小或过大，不能满足顾客的要求，而热处理带来的微量变 形又不好控制。所以在顾客的度要求较高时采用方案二来实现。根据本图纸顾客的要求 选择方案一是完全可以满足顾客的需要。（2）内圈加工工艺1）车外径端面倒角一一软磨外径一一车沟道一一车密封槽一一铳装球缺口一一 铳台阶面一一钻孔一一沟道高频淬火一一磨外径一一磨滚道一一

27、倒角一一磷化处理一 沟道抛光2）车外径端面倒角一一软磨外径一一车沟道一一车密封槽一一铳装球缺口一一 沟道高频淬火一一磨外径一一磨滚道一一倒角一一铳台阶面一一钻孔一一磷化处理一 沟道抛光分析比较：这两种种工艺方案从工序步骤和使用设备来看没有差别，他们所不同的是工序步骤 的先后顺序不一样，方案二采用的是工序分散加工方案一是采用了工序集中来实现加 工，方案一是通过一次装夹来完成多个工序和工步，采用基准同意符合加工工艺选择原 则，但不适合大批量生产，现在企业在满足顾客要求的同时是以赢利为目的，相同的设 备相同的步骤那个可以先完成哪个就是做好的！方案二就满足了企业的要求！综合上述分析该构件的外圈和轴的加

28、工工艺方案确定为：1）外圈加工路线此处删减nnnnnnnn字需全套设计请联系12401814表4.2毛坯（锻件）尺寸允许公差偏差（mm）锻件尺寸偏差根据454-1.5-0.7表 3. 1-420)38. 5+ 1.5 -0.7表 3. 1-42 30.5+ 1.5 -0.7表 3. 1-42033.4+ 1.5 -0.7表 3. 1-4227+1.4 -0.6表 3. 1-4225+ 1.4 -0.6表 3. 1-4216.5+1.4-0.4表 3. 1-44（2）确定圆角半径锻件的圆角半径按表3.1-49确定（参考机械加工工艺手册）。本锻件各部分的 h/b皆小于2,故可用下式计算：外圆角半径

29、r=0.05h+0.5内圆角半径r = 2.5r+0.5为简化起见，本锻件的内外圆角半径分别取相同数值。以最大的h进行计算。r=（0.05 x 8+0.5）mm = 0.9mmr圆整为1mmr=（2.5 x l+0.5）mm = 3mm以上所取的圆角半径数值能保证各表面的加工余量。（3）确定锻件倒角本锻件由于上、下模膛深度相等，起模角以模31mm的一侧计算。l/b = 34/34=1,h/b=6.5/34=0.191按表3.1-51 （机械加工工艺手册）,查得：外倒角=1x45° ,倒角=1x45° o（4）确定分模位置由于毛坯是hvd的圆盘类锻件，应采用轴向分模，这样可冲

30、内孔，使材料利用率 得到提高。为了便于起模及便于发现上，下模锻造过程中错移，分模线位置选在最大外 径的中部，分模线为直线。（5）确定毛坯的热处理滚动轴承毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组 织通过重新结晶而得到细化而均匀的组织，从而改善了加工性。零件锻件毛坯见图纸。第6章工序设计6.1选择加工设备与工艺设备(1) 选择机床 工序i、ii、iii、iv、v、vi, vii、viii、x、xi是粗车，半精车。各工序的工步 数不多，成批牛产不要求很高的牛产率，故选用卧式车床就能满足要求。木零件外廓尺 寸不大，精度要求高，选用最常用的c620-1型卧式车床即可。(参考机械加

31、工工艺手 册表8.1-1) 工序xiil xiv为粗磨和精磨，粗磨和精磨可选用m120w万能外圆磨床。(参 考机械制造工艺设计简明手册表4.2-11) 工序xvi铳宽1 ±0.2mm的对称两槽。选用x62卧式升降台铳床。+06 工序xv钻4。mm的小孔，可采用专用夹具在立式钻床上加工，可选z518 型立式钻床。(参考机械制造工艺设计简明手册表4.2-14) 工序xvii铳台阶，由于所加工的表面是弧形面，所以必须选用双立轴圆工作台 铳床才能完成加工。因此选用x7010型双立轴圆工作台铳床。 工序xviii抛光。(2) 选择夹具木产品于公司现有产品像似，如外圈通用于主滚轮的外圈，所以很多

32、加工是用专用 设备，不需要再另外设计，轴的加工相对于别的轴承略有不同，在车加工时采用三爪卡 盘夹紧，在磨加工时有专用的设备，一般单沟道内圈加工通常采用无心磨床和专用磨床 外圈采用外圈的专用磨床，夹具部分有床子木身的夹具，但是在轴加工时由于是双沟道 加工困难，又因精度要求高故在磨削加工时用到专用夹具。其夹具见夹具设计部分。(3) 选择刀具 在车床上加工的工序，一般选用硬质合金车刀。加工铁银基高温合金gh135材 料零件采用鹄钻类硬质合金，粗加工用ya6,半精加工采用yg8,精加工采用yg6xo 为提高牛产率及经济性，可选用可转位车刀(gb5343.1-85)或(gb5343285)。 磨削高温合

33、金比较困难，主要是砂轮易粘附堵塞，磨削力大，磨削温度高，工件 表面易烧伤，表面质量和磨削精度不易保证。所在外圆磨时，应选用白刚玉wa(gb) 砂轮为粗磨。精磨时宜采用单晶刚玉wa(gb)砂轮。因为磨削薄壁工件时应选用硬度低 的磨具，所以选用中软级k(zr)组织疏松的砂轮。粒度为46#-60#,结合剂多用陶瓷v(a)。 台阶面铳采用面铳刀按表9.2-7 (参考机械加工工艺手册)选中齿锯片铳刀 (gb6120-85)o 铳刀的直径为 40mm,齿数 z=32,材料为 w2mo9cr4vco8o 磨滚道是由于滚道精度要求较高砂轮的选用根据机械加工工艺手册选择砂轮型 号为 p500x200x305a1

34、00l6v35m/s+0.16 钻11。4mm小孔按表818 (参考机械加工工艺人员手册)选用硬质合金 钻头。钻头的直径为5.5mm的整体硬质合金麻花钻。(4) 选择量具根据企业现有设备量具的选择可根据需要选用，车加工阶段用游标卡尺和千分尺， 车沟道吋采用刮色球来测量，该零件加工精度要求相对一般零件要求教高，在对每一步 的加工测量都要进行严格正确的方法进行测量，磨加工测量所需量具和测量方法具体过 程见下页的过程控制卡！量具结构改制方案：实质是根据以有量具进行改进，以有的量具结构不够清晰，工作过成表达不清舱， 现对其进行改进，要求：把某一轴的旋转改为另一部件的左右摆动，让其走圆弧，在满 足要求吋

35、采用了两种结构方案；方案一在测投处装一手柄，手柄的上下摇动可以使测头 左右摆动，方案二是采用凸轮机构，在测头版上加工出凸轮轮廓线，把凸轮的上下移动 转换为测头的左右摆动，分析比较：方案一结构简单但不能体现机械设计原理不能体现科学，一个量具出现两次手工操 作，由于人操作误差的存在使测量不精确，方案二采用凸轮结构，结构相对复杂，使用 科学方便简化人工操作，使测量精确。方案二是在一个平面上做凸轮的轮廓曲线，使加 工困难很难保证其位置精度，另外在进行装配时由于孔小凸轮很难固定在轴上，结构如 下：h 鱗 2: 1图5.1凸轮结构零件20在 要和零件19连接但由于孔太小螺钉不能实现装夹，对次需改进方案；

36、根据方案二的结构，在平板上做凸轮轮廓线比较困难，装配困难，把凸轮轮廓线做在 19上，下方用一倒杆，把盘型凸轮做成圆柱凸轮，简化结构，装配方便，结构简图如 下：图5. 2圆柱凸轮结构本结构采用槽的高度差在旋转吋使倒杆上下移动，支板绕支点上下摆动，摆动角度 等于圆弧所对应的角度，槽的高度差即是支板在摆动吋上下移动的距离。具体结构见 原理图。（5）选择冷却液除了精磨用防锈冷却液以外，都可选用乳化液进行切削冷却。6. 2确定工序尺寸确定工序尺寸一般的方法是：由表面加工的最后工序往前推算，最后工序的工序尺 寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（工 步）的加工余量有关

37、。当基准不重合时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。确定圆柱面表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面根据有关资料已查出本零件各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将总加工 余量分为各工序的加工余量，然后由后向前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工 方法的经济加工精度确定。本零件的余量见零件锻件图和零件车加工图和零件成品图。第7章确定切削用量及基本时间工序i （车端面、外圆及台阶面）切削用量及基本时间的确定（1）切削用量本工序为粗车。已知加工材料为轴承钢高温合金gh135, ob=1079mpa,锻件，有 外皮，机床为c620-1型卧式车床，工件装卡在三爪卡盘上。所选刀具为ya6硬质合金可转位车

38、刀。根据机械加工工艺手册表844选择刀 杆尺寸b xh= 16mmx20mm,刀片厚度4.5mm,根据表19.1-51 （参考机械加工工艺 手册），每转进给量v0.3mm/r,前角yo=5° ,后角ao=15°,主偏角kr=75°,副偏角kr = 10°,刃倾角入s=0。,刀尖圆弧半径r=0.8mmo确定粗车外圆36 mm、端面及台阶面的切削用量 确定切削深度ap由于单边余量仅为1.25mm,若要考虑模锻斜度及公差。其最人单边余量为1.5mm, 可在一次走刀内完成，故ap= (38. 5-36) /2mm=1. 25mm 确定进给量f根据表8.4-4 （

39、参考机械加工工艺手册）粗车难加工材料的进给量，在铁鎳基 高温合金，刀杆尺寸为b xh = 16mmx20mm, apw2mm,工件直径50mm时f=0. 2 0. 3mm/r按c620-1机床进给量，选择f=0. 22mm/r确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。c620-1机床进给机构允许的进给力fmax = 3530no根据表1.21 （参考切削用量 简明手册第三版），当铁4臬基的ob=1079mpa, apw2mm, f=0.22mm/i; k=75°, kr' = 10°,v=65m/min时的进给力：ff = 1280nff的修正系数为

40、k y off=1.0,k x sff= 1.0, kkff= 117,故实际进给力为ff=1280xl. 17n= 1497. 6n由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的f=0.22mm/r可以 使用。 选择车刀磨钝标准及耐用度根据切削用量简明手册表1.9车刀后刀面最大磨损量为lmmo可转车刀耐用度t=30min。 确定切削速度v切削速度v可根据公式计算，也可宜接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。 根据机械加工工艺手册表19.1-54中，工件材料gh135,粗加工，f=0.22mm/r, ap= 1.25mm,故可查得：v = 42m/minn =1000v/ n d=

41、 1000 x42/ (ji x38. 5 )r/min= 347. 4 r/min按c620-1机床的转速机械制造工艺设计简明手册表4.28),选择n = 370r/min=6. 17r/s则实际切削速度v=44.7m/min 校验机床功率由切削用量简明手册表1.24 ,当ob =1079mpa, apw2mm, f=0.22mm/r,v = 46m/min 时代=3. 7kw机床的有效功率：pe =pe x n= 7x0. 75kw=5. 25kw故pc<pe ,所选的切削用量可在c620-1机床进行加工。最后决定用量为：6=1. 25mm, f=0. 22mm/r, v=44. 7

42、m/min ,n = 370r/min.确定端面和台阶面的切削用量采用粗车外圆34mm的车刀加工这些表面。加工余量皆可一次走刀完成，车端面 及台阶面的ap= 1.0mm, f =0.2mm,主轴转速与车外圆34mm和同。(2)基本时间确定粗车外圆36 mm的基本时间，根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-1, 车外圆基本时间为tj = il/fn= (1+11+12+13) i/fn式中1 = 5mm, ll=qp/tgkv+(23), kr=75°, 11= 2mm, 12 = 0, 13=0, f=0. 22mm/r,n = 6. 17r/s, i = l。t=(5+2)/(0.

43、 22x5.8)s = 5s 确定粗车端面的基本时间tj=il/f nl=(d-dj/2+11+12+13式中d = 38 5mm, dl=27mm, ll = 2mm, 12 = 4mm, 13 = 0, f=0 2mm/r, n = 6. 17r/s, i = l。0=(5. 75+2+4)/(0. 2x5. 8)s= 10s 确定粗车外径的基本时间t=il/fnl=(d-d1)/2+ll+12+3式中d=45mm, di = 36mm, 11=0, 12=4mm, 13=0, f=0. 2mm/r,n = 5. 8r/s, i = l。则tj=(4 5+4)/(0.2x5. 8)s=7s

44、 确定工序的基本时间t= (5+10+7) s= 22s1) 车削进宽度的选择根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册3.1-27可知 ae=l2 这里取1.52) 选择进给量经过查表可知：cij =0.23 ap = 0.53) 选择车削的速度经查表可知v = 0.6m/5 = 36m/ min所以:1000v1000x36 “， n = 190r/min7id 3.14x604）计算切削时间可知:查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.4t =ftn:fm = af .z.n = 0.25 x 20x 192 = 960l = / 4- /j 4- /2 = 1590l =习=7z

45、. =25£ = 1580所以，r = _l = 1590 = 1 65min 加 9605）计算车削力根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 e = 9.8cfzaifdapz式中：cf, = 30乞=1.5 af = 0.25d（）= 60z = 20ap 0.5所以，fz =9.81cf/z/83«/-65v83z= 9.81x30xl.5()-83 x 0.25° ® x 6(t x0.5x20= 93.9n6）校核机床功率查切削用量简明手册表3.28有f.v _ 93.9x361000 1000二 3.38z:w< 3kw所以，机

46、床的功率足够；1）车削进宽度的选择根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册3.1-27可知 ae=l2 这里取1.52）选择进给量经过查表可知：df =0.23 ap =0.53）选择车削的速度经杳表可知v = 0.6m / s = 36m / minlooov1000x36所以：n =二7td4）计算切削时间=190 厂/min3.14x60查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.4-15可知:t =fm = ci 厂 z.n = 0.25x20x192 = 960£ = / + /1+/2=1590h =-3) = 7z2 =25£ = 1580所以，r = _

47、l = 1590 = 1 65min 血 9605）计算车削力根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有e = 9.8 icf/830-65-0-83式中：cfz =30= 1.5af = 0.25dq = 60z = 20ap 所以，fz =9cfzaidapz= 9.81x30x1.5°83 x 0.25°® x 6o-083 x 0.5 x 20= 93.9 n6)校核机床功率查切削用量简明手册表3.28有p 二空二 93.9x36 二 3.38也v13曲1000 1000所以，机床的功率足够；假设该零件年产量为10万件。设每天的产量为420件。根据相

48、关标准，当零件的加工批量为中小批量的时候，时间定额的计算公式为：td =匕 + tf )(1 + k%) + t:jn(大量生产时 tjn")故，相对于大批量生产，其计算公式如下：td = (tj + tf )(1 + k%)其中：乙一单件时间定额一一基本时间(机动时间)辅助时间。k一些除了加工工件以外时间的总和。工序：粗、精铳结合面机动时间°： tj = 1.73min辅助时间/厂 参照机械加工工艺手册表2.5.43,取工步辅助时间为().15mino由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为olmin。则tf. =0.15+ 0.1 = 0.25mink：根据

49、机械加工工艺手册表2.5.48, k = 3单i'可时i'可定额°:td = (tj + tf )(1 + k%) = (1.73 + 0.25)(l + 13%)- 2.24 min a 1.14 min因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时， t 2 24=丄= = 12minyl4min"2 2即能满足生产要求。(1) 、铳削宽度的选择查机械制造工艺设计简明手册表3.1-27有半精铳ae= 2 这里取叭=1.5(2) 、铳削每齿给量的选择查机械制造工艺设计手册表328有a f 0.3(3) 、铳削深度的选择查机械制造工艺设计手册表32

50、9有ap - 0.5(4) 、铳削速度的选择查机械制造工艺设计手册表3-30有v = s - 36m! min所以:looov 1000x36 z n = 192r/minnd 3.14x60(5) 计算切削时间查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.4-15可知:fm = af.z.n = 0.3x16x192 = 921.6l = / + 厶+厶=15951 =如丄0-勺）+（1一3） = 12lr = 25乙厶= 1580所以'r=zr=92t6=k73rnin(6) 计算铳削力查机械制造工艺设计手册表325有fz = 9.8cf2aa5dapz式中：ce=30cie =1.5

51、af - 0.3d° = 60z = 16ap - 0.5所以，f:= 9.81c%严幻曲仏®%/= 9.8 lx 30x1.5°83 x 0.3° s x 6o-083 x0.5xl6= 52n（3）磨加工相应计算磨端面，保证尺寸30±0.01选择砂轮。见工艺设计手册第三章中磨料选择各表，结果为：wa46kv6p350x 40x 127其含义为：砂轮磨料为口刚玉，粒度为46,硬度为屮软一级，陶瓷结合剂，6号组 织，平行砂轮，其尺寸为：350x40x 127 （dxbxd）切削用量的选择：砂轮转速：/i=1500r/min （见机床说明书），v

52、=27. 5m/s,轴向进给量：a=0. 5b=20 （双行程）工件速度：vvv=10m/min径向进给量：a =0.015/双行程磨切削工时，当加工一个表面时2 j p）7 kh （见工艺设计手册表6. 2-8）1000呎力式中l加工长度40mm;b加工宽度30mm;zh单面加工余量0. 2mmk-系数,1. 10;v工作台移动速度(m/mm)fa-工作抬往返一次砂轮轴向进给量fr工作台往返一次砂轮径向进给量2x40x30x1.11000x10x29x0.015=2. 14 (min)当加工两端面的时间：“二2. 14x2=4. 28 (min)第8章夹具的设计在机械制造批量生产中根据加工工

53、件的工艺要求，合理使用夹具是充分发挥通用 机床的作用，保证产品质量，缩短辅助吋间，提高劳动生产率，降低生产成本以及减轻 劳动强度的重要生产手段，因此机床夹具在机械制造业中占了十分重要的地位。根据公司现有设备在加工轴时，磨加工阶段由于没有专有设备加工中不能满足顾客 的要求，为解决这一问题提高生产效需采用专用设备，为此所设计的夹具磨夹具的工 作特点是工作吋夹具和工件随机床主轴或花盘一起高速旋转，具有离心力和不平衡惯 重。因此夹具设计吋除了保证工件达到工序的精度要求外，还应考虑：1）结构力求紧凑简单，重量尽可能轻，2）夹具于主轴，机床连接要安全可靠；3）家居工作时应保持平衡，以免主轴轴承过早磨损而失

54、去精度；4）夹紧结构应迅速可靠，尽可能选择离中心最远处压紧工件；5）切削能顺利的从夹具中排岀和清除；6）为适应小批量轮番生产应优先考虑采用自定心卡盘，一便配换专用卡爪来加工多种 零件。& 1设计分析根据企业情况在生产中所涉及的夹具为节约设计时间往往采用经验来确定夹具的 材料等，根据零件情况，零件为轴类零件，属于回转体，在加工时往往以轴向中心线方 向做为定位基准，在设计时要考虑进去，工件在被加工时既不能完全限制其回转又要使 工件不左右窜动；另外机床床身为斜面夹具地板的设计要能保证工件中心和机床中心保 持等高。8. 2定位基准的选择综合上述分析，再根据磨加工情况可知工件在磨床上被加工时，除

55、了轴向的转动自 由度没有被限制掉其余方向的自由度全部被限制住了，查机械设计手册根据夹具设计原 理可知：对于回转类零件可选择用v形槽来定位；v形槽定位限制了零件空间的四个 自由度，y轴的转动和移动z轴的转动和移动。而x轴的自由度却没有被限制掉，所 以仅仅采用v形快来定为还是不够的。根据六点定位原理可知一个点可以限制三个自 由度，既三个轴的移动自由度被限制了而转动自由度没有限制。故可以采用v形快和 一个点相结合的的方法来实现工件的定位。、分析定位误差：在a = 90°的前提下；夹具体距离定位孔距离为力，高度为h；有:dw =2(h - h)堆九=0.0068mm、分析夹紧误差,由以上公式，我们知道：阳=(max -儿】in)cosq 丁是就是接触误差的位移值为：n "a.v =【(心 + k hb) + 517 = °°14呦= a v cos a = 0.0128加加(3)、根据以上数据，可知：通常不超过0.005加加、相对误差的分析：人有0.01?？分析误差的总数累加之和：/+”, =0.0586加加0.35加加从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。8. 3夹具的夹紧力和切削力的计算由于孔的切削力各不相同，我们根据标准来选择切削力，根据零