升降杆轴承座的夹具工艺规程及夹具毕业设计论文

1、轴承座的夹具工艺规程及夹具设计目 录一、零件的分析1（一）零件的作用1（二）零件的工艺分析1二、工艺规程设计2（一)确定毛坯的制造形式2（二）基面的选择2（三）制定工艺路线2（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 4（五）确立切削用量及基本工时5三、夹具设计13（一）问题的提出 13（二）卡具设计13（三）夹具零件14四、设计体会17五、参考文献18 一、零件的分析 （一） 零件的作用题目所给的零件是支承部件轴承座。该零件适用范围广，主要用于支承轴类的零件。使轴类零件能获得所需的同轴度和很高的回转精度，能保证运动的可靠性。（二） 零件的工艺分析轴承座有三组加工表面，并有一定位置要求，其中

2、尺寸要求较高的有：具体分述如下：1.以的中心加工表面这一组加工表面包括：一个82mm110mm的矩形表面及长宽各为50mm深度为2mm的矩形槽。其中，主要加工表面为82mm110mm的矩形表面。2.以82mm110mm的矩形表面加工表面这一组加工表面包括：两个圆柱的左右表面及表面外的螺纹孔；两个圆柱的内表面；两圆柱上的两个孔。 这两组加工表面之间有着一定位置要求，主要是：两个孔相对底平面之间的平行度公差为0.12。由以上分析可知，对于这几组加工表面而言，加工时可以先加工下表面，然后以下表面为粗基准，借助于专用夹具加工其它组的表面。二、 工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，

3、零件为轴承座。主要是支撑轴在工作时承受轴的轴向力和径向力。由于轴在工作中比较平稳，所以轴承座所受的其它冲击力较小，由于轴承座在机械工作中应用比较广泛，属于大批量生产，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对本零件来说，如果以外圆表面作基准，则可能这一组的表面不平行。按照有关粗基准的选择原则，以为粗基准，利用一组圆锥销固定内

4、表面作为定位面，以消除、五个自由度，在用一个销钉顶住肋板，消除一个自由度，达到完全定位。（2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。（三） 制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能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑才用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 1.工艺路线方案一：工序一 粗、精铣轴承座尺寸82mm110mm端面及长宽各为50mm，深度为2mm的矩形槽。

5、工序二 钻底座的四个13的孔。工序三 粗、精铣轴承孔左右的两个表面，共四个。 工序四 粗、精镗一对尺寸为的孔，然后锪孔，深度为1mm。工序五 粗洗两个15mm的端面。工序六 钻，扩15mm的孔，然后车螺纹。工序七 钻，扩mm两外面上的孔并车螺纹，各六个。工序八 检查。2.工艺路线方案二工序一 粗、精铣轴承座尺寸82mm110mm端面及长宽各为50mm，深度为2mm的矩形槽。工序二 粗、精铣轴承孔左右的两个表面，共四个；并钻，扩mm两外面上的孔并车螺纹，各六个。工序三 粗、精镗一对尺寸为的孔，然后锪孔，深度为1mm。工序四 粗洗两个15mm的端面，并钻，扩15mm的孔，然后车螺纹。工序五 钻底座

6、的四个13的孔。工序六 检查。上面工序加工效率较高，但同时洗平面并车螺纹工序比较复杂，不易实现通用机床。3.工艺路线方案的比较与分析： 两种工艺路线方案都是一样的，只是加工工序不一样。在第二个方案中的工序二中 粗、精铣轴承孔左右的两个表面，共四个；并钻，扩mm两外面上的孔并车螺纹，各六个。工序比较复杂，工艺性不好。而工艺方案一正好规避了这一个问题。并且装夹次数并没有增多，能得到很好的工艺性和较高的加工效率。所以，我最终确定了的工艺路线方案。4. 最终确定的工艺路线方案工序一 以的内孔为粗基准，加工零件的底平面及底平面上的槽。工序二 以的外表面为粗基准，加工零件底平面上的四个通孔。工序三 以底平

7、面为精基准，加工孔左右的两个表面，共四个。工序四 以底平面为精基准，粗、精镗一对尺寸为的孔，然后锪孔，深度为1mm。工序五 以底平面为精基准，粗洗两个15mm的端面。工序六 以底平面为基准，钻，车的螺纹。工序七 以的内孔为基准，钻，扩六个孔并车的螺纹工序八 检查。(四) 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，硬度190-241HB，生产类型大批量，采用铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 轴承底座表面 考虑其长度为82mm，宽110mm，高15mm。查机械制造工艺设计简明手册表(2.2-22.2-5)，（具

8、体出版社和作者详见最后一页参考书目，以下不做注明。）,取高度方向的余量为4mm,即铸造尺寸长度为84mm，宽度为112mm，高度为19mm.。2 钻13mm的四个通孔 查机械制造工艺设计简明手册表(2.2-22.2-5),取余量为0.5mm 。 3. 铣两个78左右两端面，共四个。参照机械制造工艺设计简明手册表2.321确定工序尺寸及余量如下:(从实际情况考虑取粗铣后双边余量为0.5mm)粗铣：5mm 留余量为：1mm (双边加工)精铣：0.5 mm 0mm即铸造尺寸为28mm。4.镗52的孔查机械制造工艺设计简明手册表(2.2-22.2-5),取余量为4mm,既铸造尺寸就为48mm。参照机械

9、制造工艺设计简明手册表2.315确定工序尺寸及余量如下:镗刀,量具游标卡尺，及其它。粗镗 2mm 留余量为： 2mm 半精镗1mm 留余量为： 1mm精镗 mm 留余量为： 0mm5.铣15mm圆台的上端面。 由于该表面没有要求，所以采用粗铣，即铸造尺寸为3mm。6车6mm的螺纹，先钻5mm的孔，然后进行车螺纹，尺寸为1mm。车78mm两外端面上的螺纹孔。外端面各有6个且均部,要分两次才能完成,因为是两个对称面,所以加工余量相同。先钻5mm的孔，然后进行车螺纹，尺寸为1mm。8. 检查。（五）确立切削用量及基本工时 工序一 以的内孔为粗基准，加工零件的底平面及底平面上的槽。得到尺寸为高15mm

10、的底平面和深2mm的槽，平面度误差为Ra6.3。1. 加工条件工件材料：HT200， HB=210，铣削加工。加工要求：粗铣，半精铣到尺寸15mm,表面粗糙度为a.。1. 工序尺寸：端面圆长78mm。2. 加工要求：以52为定位面用铣刀铣削余量3mm，在半精铣，铣削余量为1mm，达到粗糙度：a.3. 选用机床：TX618式卧式铣镗床 P输=5.5KW4. 选用刀具：YG8硬质端铣刀、D=250（根据加工而选表（21-35）Z=12）5. 铣刀形状：0 =5，6. 刀具寿命：查工艺师手册表30-12 T=240mm7、选择切削用量（1）、决定切削速度ap由切削余量可知采用一次切削ap=4mm（2

11、）、切削进给量：因为是粗铣采用较大进给量af=0.36mm/2（3）、切削速度：由于是粗铣采用较小速度 v=52mm/min计算主轴转速：按机床说明书见机械加工工艺师手册表113可知道机床分18级81000r/min选主轴转速为63r/min 所以实际速度为： 8、 检验机床功率 由以上切削量检验功率 由公式：因为Pm<P输所以说明上述所选切削深度ap 进给量af 切削速度v 都符合要求9、 计算工时： 工序二、 以的外表面为粗基准，加工零件底平面上的四个通孔。加工要求 由于这4个孔直径都小于40mm，所以没有直接铸造出来，必须用钻床钻出来。钻13mm的通孔。 1. 选择钻头 选择高速钢

12、麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角o16°，二重刃长度 ° ° ° 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.50.8mm，寿命（3）切削速度查切 修正系数 故。查切机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 故满足条件，校验成立。.计算工时工序三、以底平面为精基准，加工孔左右的两个表面，共四个。 机床：X53K立式铣床。刀具： 高速钢端铣刀,铣削宽度40,深度ap<=15,齿数z=5,故据机械制造工艺设计手册

13、表5-34取刀具直径do=40mm, 查切削用量简明手册kr=90°。2. 切削用量1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=3mm，进行粗铣，第二次走刀即可完成所需长度，选择ap=1 mm达到表面粗糙度要求。 2） 每齿进给量 机床功率为7.5kw。查机械制造工艺设计手册表3-28得出进给量，由于是对称铣，选较小进给量f=0.3mm/z。4）查后刀面最大磨损及寿命 查切削用量简明手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削用量简明手册表3.8，寿命T=180min5)计算切削速度 按机械制造工艺设计手册表3-28，查得 Vc21m/min，n=1000v/3.14d

14、=1000*21/(3.14*40)=167(r/min)查机械制造工艺设计手册表4-16-1据X53K铣床参数取实际主轴转速nc=190r/min,则实际切削速V c=3.14*40*190/1000=24m/min6）校验机床功率 查机械制造工艺设计手册表得公式F=9.81*a*d*a*z=9.81*30*40*0.3*40*2*5=113311.4 N查机械制造工艺设计手册表3-25得灰铸铁的F的修正系数计算公式为K F=（HB/190）=（157/190）=0.9实际F= KF* F=0.9*113311=101980N已知v=24 m/min,则查机械制造工艺设计手册得公式P=F*V

15、*10=101980*24*10=2648 W=2.6KW则而查机械制造工艺设计手册续表4-17得X53K的机床主轴电机所能提供功率为Pcm=7.5kw>Pcc=2.6kw。故校验合格。）计算基本工时已知L=162，L=13，fm=600（由查表取得） L=0.5*d-+13=0.5*40+13=20查机械制造设计简明手册表6.2-7有公式tm（L+L+L）/ fm=(162+20+3)/600=0.308 min.工序四、以底平面为精基准，粗、精镗一对尺寸为的孔，然后锪孔，深度为1mm。1、 加工要求：粗镗52mm轴孔，以底面为定位基准，根据机械制造技术基础表5.8内孔表面加工方案及其

16、经济精度可得到：粗镗时其加工经济精度可达到IT11IT13,表面粗糙度Ra为12.56.3。具体余量如下： 52-48=4mm 2Z=4mm 单边余量Z=2mm由以上精度查公差配合实用手册表23可以知道其孔加工的上下偏差为：48mm+4mm=mm（留1mm余量）2、选用机床：查机械工艺师手册表102卧式镗床型号及技术参数选用TX618卧式铣镗床 p输=5.5kw3、选用刀具：因为主轴上有阶梯孔，查机械工艺师手册选用900单刃镗刀即可，这种镗刀适合镗阶梯孔还能镗削圆柱端面。4、选择切削用量 决定切削深度由切削余量可知道 ap=3.5mm （单边）查机械工艺师手册表2914可知道粗镗时ap=58m

17、m，所以采用一次切削。决定切削进给量查机械工艺师手册表3026 工件是铸铁时，刀头是刀头时 af=1mm 因为粗镗所以采用较大进给量、决定切削速度查机械工艺师手册表30-26工件是铸铁时，刀头是刀头时 v=40m/min因为粗镗所以采用较小速度计算主轴转速159r/min按机床说明书见机械加工工艺师手册表113可知道机床分18级81000r/min选主轴转速为173r/min 所以实际速度为： 计算各孔加工工时=0.17min1、加工要求：精镗52mm孔1mm，以底面为定位基准，根据机械制造技术基础表5.8内孔表面加工方案及其经济精度可得到：镗精时其加工经济精度可达到IT7IT8,表面粗糙度R

18、a为3.21.6。 52-51=1mm 2Z=1mm 单边余量Z=0.5mm由以上精度查公差配合实用手册表23可以知道：其孔加工的上下偏差为：51mm+1mm=mm2、选用机床：查机械工艺师手册表102卧式镗床型号及技术参数选用TX618卧式铣镗床 p输=5.5kw3、选用刀具：查机械工艺师手册选用900单刃镗刀即可，能镗削圆柱端面，使圆 柱端面达到相应精度。4、选择切削用量 决定切削深度由切削余量可知道 ap=1mm查机械工艺师手册表2914可知道精镗采用一次切削。决定切削进给量查机械工艺师手册表3026 工件是铸铁时，刀头是刀头时 af=0.3mm 因为精镗所以采用较小进给量、决定切削速度

19、查机械工艺师手册表30-26工件是铸铁时，刀头是刀头时 v=60m/min因为精镗所以采用较大速度计算主轴转速212r/min按机床说明书见机械加工工艺师手册表113可知道机床分18级81000r/min选主轴转速为228r/min 所以实际速度为： 5、计算各孔加工工时 =0.42min锪圆柱式沉头孔52mm根据有关资料介绍锪沉头孔进给量及切削约为钻孔时1/31/2，故： f=1/3×f钻=1/3×0.5=0.167mm/r v=1/3×v钻=1/3×4=15m/min主轴转速： n=1000v/d=1000×15/30=159r/min按机

20、床说明书见机械加工工艺师手册表95可知道机床分16级252000r/min选主轴转速为142r/min 所以实际速度为： 切削工时： min工序五、以底平面为精基准，粗铣两个15mm的端面。 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：XA5032卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae>60,深度ap<=4,齿数z=1,故据切削手册取刀具直径do=125mm。2. 切削用量1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2） 每齿进给量 机床功率为7.5kw。查切削手册选f=0.

21、5 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，将f降一级为f=0.5 mm/z。查得 Vc110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=235r/min,Vfc=600mm/s,则实际切削速度V c=600.4,实际进给量为fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。5)校验机床功率 查切削手册,而机床所能提供功率为Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校验合格。6）计算基本工时tmL/ Vf=(95+125)/3

22、75=0.59min.结果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.工序六、以的内孔为基准，钻，扩六个孔并车的螺纹 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角o16°，二重刃长度 ° ° ° 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.50.8mm，寿命（3）切削速度查切 修正系数 故。查切机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 故满足条件，

23、校验成立。.计算工时 三、 夹具设计经过与老师协商，决定设计第三道工序铣两个左右端面的铣床夹具。本夹具将用于X53K卧式铣床，刀具D=40mm的锥柄端面铣刀，使用高速刚刀具。为了提高生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计作用夹具。（一） 问题的提出在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低，而且表面粗糙度要求也不高，只要求达到Ra3.2即可。而且该平面铣削余量有3mm。所以该平面可以依次铣削完成，即可达到尺寸及表面粗糙度的要求。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上，以提高生产率、降低劳动强度方面着重考虑。（二） 夹具设计1 定位基准的选择由零件图可知，

24、该工序加工简单，一次铣削即可完成加工，而且也没其它的要求。出于定位简单和快速的考虑，选择工件底平面基准，即以工件高度尺寸15上各加一块压板压主（自由度限制数：3），再配合底平面根据三点定位原则用三条支撑条定位（自由度限制数：3）。由于其它的横向移动和纵向移动均不会影响到上平面的铣削，所以可以不用考虑该方向上的定位。而且此平面的铣削的加工余量不大，所需的夹紧力也不太大，使用螺旋压紧压板进行卡紧。这样一来夹具的结构也简单，所夹持部位也不会变形，工人安装也比较方便快捷。2. 定位误差分析本工序采用支撑条定位和压板压紧会产生一定的定位误差，但是由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。3. 夹具设计及

25、操作的简要说明夹具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用快速螺旋卡紧机构。（三）夹具零件1. 六角头压紧螺钉(GB2161-80)查机械设计课程设计手册P37页（1）. 材料: 45按GB699-65优质碳素给构纲号和一般技术条件。（）.热处理：HRC3540。（）.其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。标记： G=M16,L=128mm的A型六角头压紧螺钉： 螺钉GB2161-80 AM16*100零件图形如附图（体图）所示夹具。六 角 头 压 紧 螺 钉 2. 六角螺母 （GB6170-86）查机械设计课程设计手册P45页（1）. 材料: 45按GB699

26、-65优质碳素给构纲号和一般技术条件。（）.热处理：HRC3540。（）.其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。螺纹规格D=M16 性能等级为10级，不经表面处理，A级的1型六角螺母的标记为：螺母 GB6170-86 M16。 零件图形如附图（夹具体图）所示。六 角 螺 母3. U形压板（GB2185-80）查机械夹具设计手册P376页（1）. 材料: 45按GB699-65优质碳素给构纲号和一般技术条件。（）.热处理：HRC3540。（）.其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。标记：公称直径=16mm ，L= 200mm的A型U型压板。压板A16*

27、200 GB2185-80零件图形如附图（夹具体图）所示。U 形 压 板 5. 垫圈（GB97.1-85）查机械设计课程设计手册P46机械夹具设计手册P357 页（1）. 材料: 45按GB699-65优质碳素给构纲号和一般技术条件。（）.热处理：HRC3540。（）.其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。公称尺寸d=16mm 性能等级为140HV级，不经表面处理，标记为：垫圈 GB848-85 16-140HV。零件图形如附图（夹具体图）所示。 垫 圈6. 夹具体 查机械夹具设计手册P 222 225页 在选择夹具体结构时,应以合理性、工艺性、经济性、标准化的可能性以及

28、工厂的具体条件为综合依据考虑。标记为：长*宽*高=300*120*40材料为HT150。零件图形如附图（夹具体图）所示。 夹 具 体 7. 方形对刀快 GB2240-80 查机械夹具设计手册P311 页（1）. 材料: 20按GB699-65优质碳素给构纲号和一般技术条件。（）.热处理：渗碳深度0.81.2mm,HRC5864。（）.其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。标记为： 对刀块 GB2241-80 长*宽*高=60*16*78零件图形如附图（夹具体图）所示。 方 形 对 刀 快8、开平槽端紧定螺钉（G73-85）查机械设计课程设计手册P43页螺纹标记为M=8、公

29、称长度l=20、性能等级为14H级、表面氧化的开平槽端紧定螺钉标记为：螺栓 GBG73-85 M8*40零件图形如附图（夹具体图）所示。开 平 槽 端 紧 定 螺 钉 四、设计体会 毕业设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.此次毕业设计是在学完机械制造技术基础和机械装备等课程后的一次对专业知识的综合性的实际运用；更是在学完大学四年来所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。此次毕业设计涉及到的知识面很广，涉及到了材料力学、机械工程材料、机械制造技术基础、机械制造装备设计、公差配合与技术测量、机械设计、工程材料与热处理等课程的相关知识，同时还联系到了生产实习中的一些经验，应用到的知识广、全面。随着社会的快速发展，制造业的不断更新，制造能力和质量的飞速发展与更加高精、高速、高能。而对与一个走机械制造专业方向的人来说，社会对他们的要求已愈来愈高，搞工艺不但要会搞工艺，更要能搞设计、搞开发、搞创新，懂得材料、设备、控制所以，搞自己的专业，要在自己专业的道路上搞出成就，就应