轴承座零件的工艺规程及铣90H9工装夹具设计

1、西安航空职业技术学院毕业设计（论文）论文题目：轴承座零件的工艺规程及铣 90H9 工装夹具设计所属系部：指导老师:职称:学生姓名：班级、学号: 专业：西安航空职业技术学院制20*年 1 月 15 日目 录序言21 零件的分析31.1 零件的作用41.2 零件的工艺分析42 工艺规程设计42.1 确定毛坯的制造形式42.2 基面的选择42.3 制定工艺路线62.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.5 确立切削用量及基本工时83 夹具设计113.1 问题提出123.3 切削力和夹紧力的计算123.6 夹具设计简要操作说明16总结18致谢18文献19序言机械制造业是制造具有一定形状位置和

2、尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。轴承座的加工工艺规程及铣 90H9 的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的

3、加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。1 零件的分析1.1 零件的作用轴承座的作用，装轴承，保证轴承的旋转精度。1.2 零件的工艺分析轴承座有 2 组加工面他们有位置度要求。这 2 组加工面的分别为（1） 以底面为基准的加工面，这组加工面包括，椭圆孔和椭圆上端面和上端面（2） 以椭圆孔为基准的加工面，这组加工面主要是车60 同心的各个内圆。2 工艺规程设计2.1 确

4、定毛坯的制造形式零件的材料为 HT200，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。2.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，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。粗基准选择应当满足以下要求：（1） 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀

5、的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。粗基准的选择：轴承座这样的零件来说，选

6、择好粗基准是至关重要。我们选择不加工的底面为粗基准。精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：（1） “基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准， 避免基准不重合引起的误差。（2） “基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位， 以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3） “自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4） “互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5） 所选

7、的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。精基准的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一1铸造时效处理铣铸造2时效处理34567891011铣下端面铣铣铣铣钻车磨检验铣顶端面铣高 40mm 台阶面铣轴承座孔 2 端面铣下端 2 个槽钻 2- 14 孔粗精车 60 内孔磨 60 内

8、孔检验方案二1铸造时效处理铣铣铸造2时效处理34铣下端面铣顶端面5 铣6 铣7 铣8 钻9 车10 检验铣高 40mm 台阶面铣轴承座孔 2 端面铣下端 2 个槽钻 2- 14 孔粗精车 60 内孔检验工艺方案一和方案二的区别在于方案二没有磨 60 内孔，而方案一在最后有磨 60 内孔这工序，因为 60 孔的粗糙度 0.8，要求比较高，只有经过粗加工，精加工，磨孔才能达到加工精度，这样才能够保证加工精度，而方案二精度难易保证，综合考虑我们选择方案一具体的工艺路线如下1铸造时效处理铣铸造2时效处理345678铣下端面铣铣铣铣钻9车10 磨11 检验铣顶端面铣高 40mm 台阶面铣轴承座孔 2 端

9、面铣下端 2 个槽钻 2- 14 孔粗精车 60 内孔磨 60 内孔检验2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定轴承座零件材料为 HT200，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。轴承座的上端面因为轴承座的上下和左右端面没有精度要求，粗糙度要求也不高，查(机械制造工艺与机床夹具课程设计指导)P38 页表 2-11 铸件的机械加工余量，小于等于 120mm 高度的机械加工余量为 2.5mm。我们的高度是 66mm，因此余量为2.5mm轴承座的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于 IT7IT8 之间，参照参数文献查(机械制造工艺与机床夹具课程设计指导)P38 页表 2-11 铸件的机

10、械加工余量，小于等于 120mm 高度的机械加工余量为 2.5mm。我们的直径是 60mm，因此余量为 2.5mm2.5 确立切削用量及基本工时工序 3：铣下端面选用机床：X51 立式铣床铣下端面：选择铣刀半径为 40mm，齿数 Z=6（见工艺手册表 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按机床选取n机= 278r / min nd x278x40实际切削速度： V=c机机n1000=1000= 34.918工作台每分钟进给量：

11、V Znf机= 250.2铣床工作台进给量： Vf横向= 250mm / min基本工时： t =工序 4: 铣顶端面5 + 180150= 1.233选用机床：X51 立式铣床选择铣刀半径为 15mm，齿数 Z=6（见工艺手册表 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按机床选取n机= 425r / min nd x425x40实际切削速度： V=c机机n1000=1000= 53.38工作台每分钟进给量： V Znf机= 250

12、.2铣床工作台进给量： Vf横向= 250mm / min基本工时： t =5 + 40150= 0.3工序 5：铣高 40mm台阶面选择铣刀半径为 15mm，齿数 Z=6（见工艺手册表 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按机床选取n机= 425r / min nd x425x40实际切削速度： V=c机机n1000=1000= 53.38工作台每分钟进给量： V Znf机= 250.2铣床工作台进给量： Vf横向= 250m

13、m / min基本工时： t =5 + 40150= 0.3工序 6：铣轴承座孔 2 端面选择铣刀半径为 25mm，齿数 Z=6（见工艺手册表 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按机床选取n机= 145r / min nd x145x50实际切削速度： V=c机机n1000=1000= 22.765工作台每分钟进给量： V Znf机= 250.2铣床工作台进给量： Vf横向= 250mm / min基本工时： t =工序 7

14、：铣下端 2 个槽5 + 35150= 0.26选用机床：X62 卧式铣床选择铣刀半径为 30mm，齿数 Z=6（见工艺手册表 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按机床选取n机= 145r / min nd x145x50实际切削速度： V=c机机n1000=1000= 22.765工作台每分钟进给量： V Znf机= 250.2铣床工作台进给量： Vf横向5 + 5= 250mm / min基本工时： t = 2x(工序

15、8:钻 2-14 孔150) = 0.133 min选择 14mm 高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册表 3.16）f= 0.43mm / r （切削表 2.7 和工艺表 4.216）机V= 15m / min （切削表 2.15）硬度 200217c查V1000n =c= 1000x15 = 341r / min D x14按机床选取n机= 360r/min （工艺表 4.25）实际切削速度： V= Dn机= x14x360= 15.8m / minc10001000基本工时： t =l + l+ l12nf机 机= 61 + 8 + 3 = 0.465 （工艺表 6.25）360x0.433

16、 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，计专用的夹具。有老师分配的任务，我被要求设计铣 90H9 槽本夹具将用于 X51 立式铣床上加工。3.1 问题提出本夹具主要用来铣宽 90H9mm 的槽，因为 90H9mm 槽是和轴承盖连接的部分，因此需要加工，2 边的粗糙度要求为 6.3 相对于基准 A 的平行度为，也没有位置度要求，因此我们主要提高生产效率上。孔没有特别要求，一次钻就可以达到加工要求。3.2 定位基准的选择我们采用已经加工好的 2- 17 半圆孔作为定位基准，采用开口压板压紧， 2- 17 半圆孔处，我们分别用采用圆柱销和削边轴定位，即我们采用经典的一面 2 销定位

17、，采用构型压板压紧。3.3 切削力和夹紧力的计算夹紧力的计算刀具：采用高速钢圆柱铣刀机床：x51 立式铣床由3所列公式 得dF =CaXFFpf yz azeuF zVq nwF0查表9.4 8 得其中：修正系数 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因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数K= K1 K 2 K3 K 4其中： K1 为基本安全系数 1.5K 2 为加工性质系数 1.1K 3 为刀具钝化系数 1.1K 4为断续切削系数 1.1所以F ¢ = KF

18、= 1775.7 N夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机 由 N (f+ f)= KF ¢12其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取 f= f= 0.2512F= P +GG 为工件自重z N =F ¢= 3551.4Nf+ f12夹紧螺钉： 公称直径 d=8mm，材料 45 钢性能级数为 6.8 级ss= 6 ´100MPasBs= 8 ´B10= 480MPa螺钉疲劳极限：s= 0.32s= 0.32 ´ 600 = 192MPa-1B极限应力幅：s= ekm km s= 51.76MPaa limk-1s许用应力幅： s= s a lim = 17

19、.3MPaaS a螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为t = s s ss=3.54取s=4得t = 120MPa4 ´ FH= 2.8 £t 满足要求2pd 2c1.3 ´ 4 ´ N= 15MPa £ s pd 2c经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力3.4 定位误差分析一面两销定位误差(1) 移动时基准位移误差Dj× yDj× y= Dd1+ DD1+ X1min（式 5-5）式中： Dd1DD1D1min 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差

20、圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙代入（式 5-5）得： D(2) 转角误差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 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙Dd 削边销孔的最大偏差2DD 削边销孔的最小偏差2X 2min 削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中： XX2 min= 2(d+ dLxLg- 1 min ) 2则代入（式 5-6）得：tgDq =0.009

21、 + 0 + 0.016 + 0.009 + 0 + 0.0042 ´ 305.29= 0.0000622则： q = 0.00006219°3.5 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据T 形槽的宽度 a=12mm 定向键的结构尺寸如下：我们选择宽度 B=12mm 的标准定为键。对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成 90H9 的铣加工，所以选用直角对刀块。直角对刀块的结构和尺寸

22、如图所示：图 3.4对刀块图塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示：×四周倒圆标记图 3.5平塞尺图塞尺尺寸为：公称尺寸H允差 dC3-0.0060.25表 3.2平塞尺尺寸表3.6 夹具设计简要操作说明本夹具采用一面 2 销心轴定位，构型压板压紧，顺利完成工件的装卸，此夹具设计在满足要求的情况下相对比较简单，适合于批量生产，我对此夹具的设计感觉还是很满意的。装配图附图：夹具体附图:总结这次设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 AUTOCAD 等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。这次设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到