轴承座的工艺及钻孔夹具装置设计(有cad图+文献翻译+课件)

PAGEPAGEV本科生毕业设计论文题目：轴承座的工艺及钻孔夹具装置设计专业：机械设计制造及其自动化2014年06月设计论文设计论文题目轴承座的工艺及钻孔夹具装置设计二．指导思想和目的要求综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能解决工程实际问题的能力，使学生进一步受到工程设计和科学研究方法的基本训练，培养学生正确运用工程运算和使用技术文献、规格资料的能力；培养学生掌握工艺过程设计和工艺装备设计等的设计方法；培养学生简明精确地表达设计思想的能力-制图、撰写论文与答辩等的能力。通过毕业设计，使学生初步掌握工程技术的设计能力、解决问题的能力三．主要技术指标1．对轴承座的零件图进行工艺分析并绘制零件图；2．选择毛坯类型；3．编写工艺文件；4．设计钻孔夹具，用AutoCAD绘图，对所设计的专用夹具进行精度分析5．撰写论文。四．进度和要求第一阶段查阅及消化有关资料1周第二阶段绘制零件图及选择毛坯类型1周第三阶段编写工艺文件3周第四阶段设计钻床夹具4周第五阶段撰写论文4周第六阶段评阅、答辩1周摘要本次毕业设计的题目是轴承座的工艺及钻孔夹具装置设计。该零件的主要加工表面是平面和孔。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度比保证孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。并将孔和面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。根据零件技术要求，编制合理适用的工艺规程，选择合适的机床，设计合理的专用工装夹具，解决加工难点，提高产品质量。通过本次设计对所学专业课程的理论加以综合并增加生产实践知识，经过实际训练，从而培养和提高个人独立工作的能力。巩固所学相关课程内容，熟练掌握其设计方法和步骤，为我以后的工作打下坚实的基础。关键词:毕业设计，设计说明书，机械加工，工艺规程ABSTRACTThesubjectofthisgraduationprojectisthebearingspartoftheprocessplanningandsomespecialfixturedesignprocess.Bearingpartofthemainprocessingsurfaceisflatandthehole.Knownbytheprincipleofprocessingtechnologytoensureplaneprecisionthantheholetoensureeasy.Therefore,thisdesignfollowstheprinciplesoftheholeafterthefirstplane.Andaclearholeandsurfaceprocessingdividedintoroughingandfinishingstagestoensureaccuracy.Thebearingspartoftheprocessplanningaccordingtopartsize,highprecision,thecharacteristicsofcomplexstructure,thepreparationofareasonableapplicationoftechnicalrules,selecttheappropriatemachinetools,specialtoolingdesignedtoaddresstheprocessingdifficulties,improveproductquality.Throughthisdesignoftheschoolcurriculumtobeintegratedtheoreticalandpracticalknowledgetoincreaseproduction,throughpracticaltraining,therebydevelopingandenhancingtheabilityofindividualstoworkindependently.Consolidatetherelevantcoursecontent,masterthedesignmethodandprocedure,andIwillworktolayasolidfoundation.KEYWORDS:graduationdesign,designspecifications,machining,processplanning字典前言毕业设计对我来说是在毕业之前最重要的一门课程，它不仅仅是对我大学四年来所学课程的检查，而且是对我大学四年所学知识的一次综合性的巩固、扩大和深化。“轴承座的工艺及钻孔夹具装置设计”是我的毕业设计题目。通过这次毕业设计我才真正的觉得机械加工行业的经验是多么的重要，当我拿到零件图纸后，我才觉得自己的理论知识还很浅薄。在吴导师的指导下，我才学会了对零件的分析、工艺路线的确定、工艺尺寸链的换算以及使用CAD对钻孔夹具装配图的设计等等。本设计主要完成对轴承座的零件图进行工艺分析并绘制零件图，选择毛坯类型，编写工艺文件，设计钻孔夹具，用AutoCAD绘图，对所设计的专用夹具进行精度分析，最后撰写论文。由于我个人水平有限，设计中会有不少错误及不当之处，恳请各位老师和师傅批评指正。PAGEPAGEPAGEVII目录TOC\o"1-3"\h\u12294摘要 I9391ABSTRACT II25460前言 III30742第1章零件图分析 145591.1零件的作用 177971.3零件的结构分析 223111.4零件的重要表面和技术要求 2322451.5材料分析 33758第2章毛坯工艺的确定 49644第3章零件工艺规程的制定 5322913.1加工方法的选择 5290753.2加工阶段的划分 5248833.3工序集中与分散 6131083.4定位基准选择 778103.5辅助工序的安排 811483第4章工艺尺寸换算 11298164.1径向工序尺寸 11233794.2轴向工序尺寸 1127802第5章夹具设计 12108635.1夹具的分类 1247045.2钻床夹具 13212315.3夹具定位元件的选择 14210045.4所选定位元件限制工件自由度分析 14216375.5夹紧力的分析 15182055.6夹具精度分析 1521761第6章特种检验 18161916.1特种检验 1813812结论 197669参考文献 2031814致谢 2128232毕业设计小结 2216782附录一：外文资料翻译 236981附录二：工艺规程 42PAGEPAGE1第1章零件图分析1.1零件的作用轴承座是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅仅让内圈转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致（比如电机运转方向），并且保持平衡。轴承座的概念就是轴承和箱体的集合体，便于应用，这样的好处是可以有更好的配合，更方便的使用，减少了使用厂家的成本。1.2零件的工作条件零件要和铸造的轮毂外支座焊接而形成的内轮毂，内支座装有低压转子前轴承，在轮毂内支座上压装有隔热环，隔热环与内支座形成的空腔里通入低压压气机出口空气，防止防冰热空气的高温传给前轴承。所以说，零件是在高温、高压的环境下工作的。1.3零件的结构分析结构示意图该轴承座和我们常见的轴承座不一样，应该属于专用轴承座，但是该轴承座的结构相对来说比较简单，该轴承座底面上有一个Φ72的底孔，里面是一个Φ84的台阶孔，左右两端各有一个Φ18的孔，凸块上有一Φ5的通孔，并有一中槽。两端面孔和底孔分别有倒角，该轴承座的基本结构就是这样。根据其结构特点和加工精度要求，采用了粗铣底面、粗铣左右端面、粗镗轴承座孔、钻扩左右孔、铣凸块两侧等等加工方法。为了保证加工精度，应合理选用机床和刀具，并采用适当的切削参数，以避免零件变形，提高加工效率。1.4零件的重要表面和技术要求该零件图样的视图，尺寸和技术要求齐全、正确；零件材料选用ZG35GrMnSi,毛坯类型属于铸件。该零件主要加工表面及技术要求如下（另附零件图）：（1）铸造尺寸公差按HBO-7-67ZZJ3。（2）未注明铸造圆角半径R3-R5。（3）HRC30-36。（4）Φ84EQ\S(0,-0.13)与轴承配合间隙0.01-0.03。（5）一般尺寸公差按HB5800-82。（6）铸造后毛坯要进行时效处理。时效处理：指合金工件经固溶处理，冷塑性变形、铸造或锻造后，在较高的温度或室温放置，其性能、形状、尺寸随时间而变化的热处理工艺。若采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的时效处理工艺，称为人工时效处理。若将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象，称为自然失效处理。在机械生产中，为了稳定铸件尺寸，常将铸件在室温下长期放置，然后才进行切削加工，这种措施也被称为时效处理。但这种时效不属于金属热处理工艺。时效处理的目的是消除工件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能等。1.5材料分析由于该轴承座的材料是ZG35GrMnSi，是耐热不锈钢。主要性能：因为轴承座的工作条件，需要零件有高的热强性，良好的氧化性能和消震性能，导热性也要非常高，经过分析得知ZG35GrMnSi具备的以上条件，而且在500～600℃时冷热疲劳性能均优于高温合金CH34、CH36，故零件的选材合理。根据零件图要求必须使用铸件。第2章毛坯工艺的确定构不是太复杂，生产类型为中小批生产，又因为其具有较好的的铸造性和切削加工性，而且吸震性和耐磨性较好，价格也较低廉，故选择金属型铸造毛坯。铸件具有几大特点：第一是铸件几乎不受金属材料、尺寸大小和重量的限制；第二铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯；第三铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时；第四铸件成本低；第五铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。第3章零件工艺规程的制定3.1加工方法的选择零件表面的加工方法，取决于加工表面的技术要求。在满足表面加工技术要求的前提下，根据各种加工方法的精度及经济性、表面粗糙度和工艺特点等来选择，为此选择的加工方法对应考虑下列因素：表面精度。工件材料和物理力学性能。工件的结构形状和尺寸。生产类型。现场设备条件。在选择切削加工方法时，首先应选定主要表面的最后加工方法，最后再选定次要表面的加工方法。本零件的主要表面有：左右孔面。加工方法：钻扩——钻铰——磨。底面和左右端面。加工方法：粗铣——精铣。3、底面孔。加工方法：粗镗——精镗。3.2加工阶段的划分粗加工阶段：这个阶段的主要任务是尽快去除大部分的加工余量。其特点是夹紧力比较大，加工余量也较大，因此切削力、切削热较大。这个阶段的加工精度不高（IT12左右，Ra＝50～12.5mm）。在这个阶段中，主要问题是如何提高生产率。半精加工阶段：这个阶段的主要任务是达到一定的技术要求，即次要表面达到最终要求，并为主要表面的加工做准备，本阶段的特点是加工余量小，加工精度有所提高（IT9～IT11，Ra＝6.3μm）。精加工阶段：这个阶段的主要任务是达到零件的全部尺寸及技术要求（主要是保证主要表面的加工质量）。其特点是加工余量小，加工精度高，这个阶段的主要问题是如何保证加工质量。对工艺路线划分不同阶段的主要原因是：零件依次按阶段进行加工有利于消除或减小变形对精度的影响。一般来说，粗加工切削余量大、切削力、切削热以及内应力重新分布等因素，引起工件的变形较大，半精加工时余量较小，工件变形相对减小，而精加工时应尽可能消除零件变形、提高加工质量。因此，工艺路线划分成阶段进行加工，可避免发生已加工表面的精度遭到破坏的现象。在工艺路线划分阶段后，同时会带来以下好处：全部表面进行粗加工，便于及时发现内部缺陷。在安装及搬运过程中，可减少已加工表面损伤的机会。可合理的选择设备，并合理充分的利用车间的设备资源。可使工件的铸造残余应力及机加应力得到充分释放，减小工件变形，有效的保证加工质量。工艺路线是否要划分阶段，主要由工件的变形对精度的影响程度来确定。3.3工序集中与分散工序集中原则，是使每个工序包括尽可能多的内容，因而使总的工序数目减少，工序分散原则与此相反。因此，工序的集中与分散，主要影响工序内容的繁简程度。工序集中的特点：工序数目少，工序内容复杂。简化了生产组织工作。减少设备数目，从而节省了生产占地面积。减少安装次数，缩短了工件运输路线，有利于提高生产率和缩短生产周期。有利于采用生产率高的设备，特别是数控机床和加工中心等，可提高产品的质量和生产率。设备成本高，调整、维修费时，生产时间长。工序分散的特点：工序数目多，工序内容简单。设备和工艺装备简单，调整，维修比较简单。生产准备工作量小，产品变换容易。设备数目多，生产面积大，生产组织工作复杂，生产周期长。两种原则的选用可以按集中、分散程度，主要考虑下列因素：生产量的大小。工件的尺寸和重量。工艺设备的条件。由于轴承座零件的刚性差，精度要求高，中小批量生产，所以采用工序集中原则。这不仅减小了安装次数，有利于保证各表面的尺寸精度，同时减少了辅助时间，提高了生产率，缩短了生产周期。这就要求工人有较高的技术水平，其生产准备工作量大，而中小批生产尽可能采用高效机床，使工序适当集中。同时，为了提高生产效率，减小工人工作强度，主要工序采用数控加工，因为数控加工的加工质量、加工效率较高，也可达到工序集中等特点。3.4定位基准选择定位基准有粗基准和精基准之分。在加工的起始工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作定位基准，或粗加工工序的定位基准，都称为粗基准；利用加工过的表面作为定位基准，或精加工工序的定位基准，称为精基准。1、粗基准的选择根据毛坯余量最小表面作为粗基准和粗基准只能使用一次的原则，本零件选择毛坯的大端和外径作为粗基准。粗基准选择的好坏，对加工余量的分配以及保证加工表面精度均有很大影响，必须重视粗基准的选择。例如：工序5中用三爪卡盘装夹，工件右端表面和外型面为粗基准，即符合粗基准只能选用一次的原则。2、精基准的选择精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便，夹具结构简单，该阶段的基准选择一般采用“同一基准”原则，即基准重合原则，尽可能保证工艺基准与设计基准重合。3.5辅助工序的安排辅助工序是指机械加工以外的工序，例如：在工艺规程当中的标记、去毛刺、清洗、磁力探伤、检验等工序。这些辅助工序合理安排将会给零件的质量及装配带来很大的影响。标记是给零件编号，便于生产管理；去毛刺是为了避免机加毛刺影响测量和装夹的精度，在易产生较多的工序后，安排专门的工序打毛刺；清洗一般安排在精加工阶段之后、探伤之前；检验一般指最终检验，用来确保零件质量，还有中间检验是一般安排在粗加工之后，重要工序之前，本零件中有磁力探伤检验可及时发现零件的内部缺陷，并检验表面缺陷。3.6加工方案的制定由于上述的各种内容及对零件图的分析及生产量的判定，及现有的设备情况确定加工方案如下：工序流程表：工序号工序名称设备工序卡片数备注00铸造毛坯105人工时效10划线找正，找底面15粗铣底面卧式铣床120粗铣左右端面卧式铣床125粗镗轴承座孔卧式镗床130钻扩右孔并倒角立式钻床135钻扩左孔并倒角立式钻床140铣凸块两侧至尺寸要求卧式铣床145钻铰凸块上通孔立式钻床150铣凸块中间槽卧式铣床155铣凸块外圆至尺寸要求卧式铣床160镗台阶孔立式镗床165精铣底面卧式铣床170精镗底面孔卧式镗床175精铣台阶孔底面立式铣床180精铣左右端面卧式铣床185铣左右端面上槽卧式铣床190钻铰右孔立式钻床195钻铰左孔立式钻床1100磨左右孔内圆磨床1105淬火110去毛刺，锐边倒钝，清洗115检验120入库工序15～25及40、50、55、85是粗加工阶段。15工序加工后为下工序建立粗基准，这符合粗基准在同一方向上只能利用一次的原则，主要任务是切除余量。20工序是粗车左右端面，主要任务是为下一步工序切除大部分的加工余量，其特点是加工余量大，因此切削力、切削热、夹紧力比较大，所以加工精度不高，因此所选的主轴转速不能太高，刀具的前角应小一些。工序30～100除了40、50、55、85是精加工阶段。25工序是在卧式镗床上粗镗轴承座孔即底孔。本工序是粗镗，主要去除大部分余量，为70工序的精镗做准备。其精度要求较高，故选用精度较高卧式镗床来实现。30和35工序是在立式钻床上钻扩左右孔并倒角，分别为90和95工序的钻铰左右孔做准备，90和95为了保证左右孔的加工精度要球。40工序是在卧式铣床上铣凸块两侧至尺寸要求。45工序在立式钻床上钻铰凸块上的通孔。50工序是铣凸块中心槽。65工序是精铣底面。因为该底面是定位基准面，所以要求较高的精度。75和80工序分别是精铣台阶孔底面和精铣左右端面。85工序是铣左右端面上槽。100工序是磨左右孔，以达到相当高的精度要求。第4章工艺尺寸换算轴承座的加工在确定加工余量以后，就可以确定出各工序的尺寸。对于最终工序来说，一般均按零件图的要求来标注，对于中间工序，则按经济加工精度来确定。根据经济加工精度要求确定工序公差时，还需要根据具体情况考虑其它影响因素，如定位基准表面，有时在粗加工、半精加工阶段就要求精度很高，以保证准确可靠。其工序公差要影响加工工序的余量变化，因此在确定一个工序的本身尺寸公差时，要进行具体分析。4.1径向工序尺寸径向尺寸设计基准都是轴线，加工时工序基准也是轴线，在整个加工过程中加工基准与设计基准重合。查相关材料可以确定出工件表面的总加工余量，在确定出各加工阶段的余量后，由后往前推算出工序尺寸，并根据各加工阶段所能达到的精度确定其公差，不再进行尺寸计算，因为余量是查表得到的。4.2轴向工序尺寸轴向各端面加工基准相互转换，使之尺寸和偏差关系很复杂。按规定符号建立轴向工序尺寸联系图，由最终工序推算基本尺寸和毛坯尺寸，查表确定工序尺寸的经济加工精度，在由各种加工方法的经济精度确定工序尺寸余量及偏差。对直接保证设计尺寸的工序尺寸，可按设计尺寸的偏差要求确定尺寸偏差，其它独立的中间工序尺寸按“入体原则”确定偏差。对设计尺寸分别作为封闭环，在工序尺寸链图上从设计尺寸的两端向下在工序中查找其组成环建立的工艺尺寸链。本零件的设计尺寸均由工序尺寸直接保证，经查有关资料都符合要求。在工序中，余量的验证一般是在包含工序余量的工艺尺寸链中，工序尺寸是直接保证的，间接形成的是余量，即我们称的封闭环。在验证余量时可分别以工序余量为封闭环，通过工序尺寸链图表计算出工序的工步尺寸的安排。第5章夹具设计5.1夹具的分类在数控机床上加工工件时，为了保证加工精度，加工前首先要使工件在机床上有一个正确的位置，即定位。然后将其夹紧。工件定位与夹紧的过程又称为工件的装夹，在机床上用于装夹工件的工艺装备就称为机床夹具。机床夹具是机械加工过程中必不可少的部分。在机床加工过程中，其最主要的作用是用于装夹工件，使工件在机床上有一个正确的定位。机床夹具的种类很多，按使用机床的类型不同可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具和其他机床夹具等；按驱动夹具工作的动力和自夹紧夹具等。按其专门化程度不同，机床夹具一般可以分为以下五种类型：通用夹具专用夹具可调夹具组合夹具随行夹具经过与指导老师协商，决定设计该零件第30工序的专用夹具——钻具。为保证工件的加工精度，提高劳动生产率。钻具在装配中一定要保证钻模板与底座底的平行度、及钻模板中钻孔引导孔与底座底面的垂直度，同时保证钻孔与轴心的尺寸要求、定位销的定位角度一定要准确，否则孔的精度没法保证。30-工序图如下：工序-305.2钻床夹具专用夹具是为了适应零件某个工序的加工要求专门设计的，其作用有以下几点：保证稳定可靠定位，并达到各项加工精度要求；缩短加工工时，提高劳动生产率；降低生产成本；减轻工人劳动强度；可由低技术等级的工人进行加工；能扩大机床工艺范围。钻孔用的夹具主要包括钻头夹具和工件夹具两种：钻头夹具：常用的是钻夹头和钻套。（1）钻夹头：适用于装夹直柄钻头。钻夹头柄部是圆锥面，可与钻床主轴内孔配合安装；头部三个爪可通过紧固扳手转动使其同时张开或合拢。（2）钻套：又称过渡套筒，用于装夹锥柄钻头。钻套一端孔安装钻头，另一端外锥面接钻床主轴内锥孔。2.工件夹具：常用的夹具有手虎钳、平口钳、V形铁和压板等。装夹工件要牢固可靠，但又不准将工件夹得过紧而损伤过紧，或使工件变形影响钻孔质量（特别是薄壁工件和小工件）。夹具装配图如上图所示5.3夹具定位元件的选择定位元件起定位作用，用于确定工件在夹具中的正确位置。此工序中，工件以端面、孔作为定位基准，在定位板、定位孔和菱形销上进行定位。5.4所选定位元件限制工件自由度分析该零件为工序-30设计主用夹具-钻具，因工件是回转体，所以只需限制五个自由度即可，其夹具的自由度分析如下：压板元件限制4个自由度，即沿X轴的移动·沿X轴的转动·沿Z轴的移动和沿Z轴的转动；（2）钻模板和压板共同限制零件一个自由度，即沿Y轴的移动。5.5夹紧力的分析定位和夹紧是安装工件时密切相关的两个问题，必须一起考虑。它关系到工件的加工质量。为了确保工件在整个加工过程中始终保持在定位元件所确定的准确位置上，必须将工件夹紧，且尽量使夹紧迅速、使用方便和易于制造。夹紧力主要考虑它的三要素：方向、大小和作用点。在确定夹紧力时，应注意以下问题：1.夹紧力的方向应指向各定位面，同时应在工件刚度最大的方向上将其夹紧。2.夹紧力的作用点应在定位支撑面之内，还应尽量靠近加工处，以减少切削力对工件造成的转动力矩3.夹紧力的大小要足够防止工件在加工时松动，但要使工件的受压变形最小。采用手动夹紧时，可凭人力来控制夹紧力的大小，确切数值，通常需要时按经验公式估计其大小。钻具的夹紧装置采用螺旋压板的联动加紧机构，钻孔夹具操作时只需拧动上边的螺母，即可使下面的压板和上面的钻模板同时压紧工件。夹具钻模板上设置有对应的孔，调整整个装置的位置，即可钻孔。5.6夹具精度分析在夹具结构方案确定及总图设计完成之后，还应该对夹具精度进行分析和计算，以确保设计的夹具能满足工件的加工要求。影响精度的因素（造成误差的原因）：在加工工序所规定的精度要求中，与夹具密切相关的是被加工表面的位置精度——位置尺寸和相互位置关系的要求。影响该位置精度的因素可分为QUOTE，QUOTE，QUOTE三部分，设计夹具应充分考虑估算各部分的误差，使其综合影响不致超过工序所允许的限度。是指由于定位基准与原始基准（亦称工序基准）不重合而引起的原始尺寸（工序尺寸）的误差，它的大小已由工艺规程所确定，夹具设计者对它无法直接控制，如果要减少或消除QUOTE，则可建议修改工艺规程，另选定基准，最好采用基准重合的原则。QUOTE是指与工件在夹具上以及夹具在机床上安装的有关误差，它包括以下因素：（1）工件在夹具上定位所产生的定位误差QUOTE，夹具设计者可以通过合理选择定位方法和定位件，将其限制在规定的范围内。（2）工件因夹紧而产生的误差QUOTE，是指在夹紧力作用下，因夹具和工件的变形而引起的原始基准或加工表面在原始尺寸方向上的位移。在成批生产中，如果这一变形量比较稳定，则可通过调整刀具与工件之间的位置等措施，将它基本消除。（3）夹具在机床上的安装误差QUOTE，是指由于夹具在机床上的位置不正确而引起的原始基准的原始尺寸方向上的最大位移。造成QUOTE的主要因素有二：一是夹具安装面与定位件之间的位置误差，这可在夹具总图上作出规定；二是夹具安装面与机床配合间隙所引起的误差或安装找正时的误差。QUOTE的数值一般都很小。在安装夹具中还可以采用仔细校正或精修定位面等办法来减小QUOTE。QUOTE是指在加工中由于工艺系统变形、磨损以及调整不准确等而造成的原始尺寸的误差，它包括下列因素：（1）与机床有关的误差QUOTE。如机床主轴的跳动、主轴轴线对溜板导轨的平行度或垂直度误差等。（2）与刀具有关的误差QUOTE。如刀具的形状误差、刀柄与切削部分的不同轴线以及刀具的磨损等。（3）与调整有关的误差QUOTE。如定距装刀的误差、钻套轴线对定位件的位置误差等（这项可在夹具总图中予以限定）。（4）与变形有关的误差QUOTE。这取决于工件、刀具和机床受力变形和热变形。以上诸因素都是造成被加工表面位置误差的原因，它们在原始尺寸方向上的总和应小于该尺寸的公差QUOTE，即应满足不等式QUOTE+QUOTE+QUOTE+QUOTE+QUOTE此式称为计算不等式，各符号分别代表各误差在原始尺寸方向上的最大值。当原始尺寸不只一个时，应分别计算。当然，这些误差也不会都按最大值出现，在校核计算中，应该按上述因素分析后，对总误差的合成宜按概率法计算，使其小于工件的允差QUOTE。第6章特种检验6.1特种检验磁力探伤的原理：若将一磁性材料制成的工件放在磁场中，在外磁场的作用下即被磁化，在材料中产生磁力线的分布。如在材料中存在与磁力线传布方向正好垂直的缺陷（如裂纹），则磁力线会被弯曲，若缺陷位于材料的表面或近表面，那么有一部分磁力线被弯曲后逸出工作表面，这种“漏磁”现象使工件表面缺陷附近形成一个小的局部磁场。在工件表面撒一层很细的磁性粉末，通常用Fe304或Fe203，这些磁性粉末会被弱小磁场所吸引的情况来分析工件表面缺陷。如果被检工件不存在缺陷，则磁粉在工件表面上均匀分布。当被检工件有缺陷时，位于工件表面或近表面的缺陷处产生漏磁场，形成一个小N--S磁场，磁粉就会被小磁极吸引，缺陷处由于堆积较多磁粉而被显出来（该法也叫磁粉探伤法）。磁力探伤不能发现较深的内部缺陷，因其虽有磁力线弯曲，但无漏磁场产生。另外只有当磁力线方向与缺陷显露出来，若两者平行就不能显露。因此在检查工件纵向裂纹时，应采用横向或周向磁场进行磁化；在检查工件横向裂纹时，应采用纵向磁场进行磁化。磁力探伤后的工件应进行退磁处理。磁力探伤的应用：磁力探伤法用来发现磁性材料的工件表面上及距表面很近（不超过1—2mm）的缺陷。检验前的准备：送检的零件应没有铁渣、锈物、金属屑及润滑剂等。结论经过同吴导师论证讨论，此次设计的轴承座钻孔夹具可以加工出来。夹具所涉及的尺寸、精度、形位公差满足设计要求。此次轴承座夹具设计满足任务书要求。参考文献[1].《航空航天机械制造工艺学》柯明杨北京航空航天大学出版社[2].《现代制造工艺基础》阎光明侯忠滨张云鹏西北工业大学出版社[3].《简明机械加工工艺手册》徐圣群上海科学技术出版社[4].《互换性与测量技术基础》钱云峰殷锐电子工业出版社[5].《金属工艺学》邓文英宋力宏高等教育出版社[6].《现代机床夹具设计》吴拓化学工业出版社[7].《机床夹具设计实例教程》李名望化学工业出版社致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个三本本科生的毕业设计，由于知识的匮乏和经验的不足，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有吴老师的督促指导，以及同学的帮助，想要完成这个毕业设计是难以想象的。

首先，要感谢我的导师吴老师。吴老师平日里工作繁忙，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是吴老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩吴老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究精神将是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。

其次，感谢大学四年来所有我的任课老师，为我打下机械专业知识的基础，我相信如果没有老师们在课堂上传授的基础知识，我的毕业设计将没有源泉，根本无法展开，更无法顺利完成。同时还要感谢康生杰和王述祥同学，是你们在我在外实习期间，给我传达了导师的要求和一些相关的毕业设计资料，在此，一并感谢。然后，感谢指导老师、评阅老师与答辩组老师对本论文的指导。感谢我的母校———西北工业大学明德学院对我的培养！最后，毕业在即，再次向我的导师吴老师表示我最衷心的感谢，同时，祝您工作顺利，合家欢乐，身体健康，一切安好！毕业设计小结毕业设计是我们作为学生在大学阶段的最后一个环节，是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用，同时，也是一次对我们学习能力和独立思考能力及工作能力的培养过程。在完成毕业设计的这段时间里，我收获颇多：在毕业设计过程中，不仅巩固了所学基础理论知识，而且使我各个方面的能力都有了很大的提高。从一开始的无从下手，到资料的整理，再到在老师的帮助下，理清整个思路等等，这些无疑都是对我查阅资料的能力、运用CAD设计软件能力的一次考验。通过这次毕业设计，我对工艺和设计有了更深的认识，而且学会了如何查找相关资料，相关标准及如何分析数据，同时提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。这次毕业设计使我懂得做任何事情都要保持清醒的头脑，不断接受新事物，遇到不明白的要及时请教，让自己的思想也不断得到修正和提高。其实我们可以把毕业设计看作是一个工作内容，其中所用到的知识，以及所需要的专注力和责任心，同样在工作中是必不可少的。任何事情都是一分为二的，在毕业设计过程中也暴露出自己专业基础知识的很多不足之处。例如对知识综合运用的技巧的缺乏，对图纸了解的不够透彻，等等。感觉自己所学到的知识只是冰山一角，面对稍微复杂的东西还是不能得心应手，再一次体会到学无止境的意义了。本毕业设计是在吴老师的悉心指导下完成的。从课题的立项、选题到课题的实施，再到本论文的撰写到定稿的每一步工作都倾注着吴老师的心血和汗水，同时也得到了同学们的帮助，在此，对于老师和同学们的帮助再次表示忠心的感谢。附录一：外文资料翻译外文资料翻译原文（一）EXTENDINGBEARINGLIFEAbstract：Natureworkshardtodestroybearings,buttheirchancesofsurvivalcanbeimprovedbyfollowingafewsimpleguidelines.Extremeneglectinabearingleadstooverheatingandpossiblyseizureor,atworst,anexplosion.Butevenafailedbearingleavescluesastowhatwentwrong.Afteralittledetectivework,actioncanbetakentoavoidarepeatperformance.Keywords:bearingsfailureslifeBearingsfailforanumberofreasons，butthemostcommonaremisapplication，contamination，improperlubricant，shippingorhandlingdamage，andmisalignment.Theproblemisoftennotdifficulttodiagnosebecauseafailedbearingusuallyleavestelltalesignsaboutwhatwentwrong．However，whileapostmortemyieldsgoodinformation，itisbettertoavoidtheprocessaltogetherbyspecifyingthebearingcorrectlyinThefirstplace．Todothis，itisusefultoreviewthemanufacturerssizingguidelinesandoperatingcharacteristicsfortheselectedbearing.Equallycriticalisastudyofrequirementsfornoise,torque,andrunout,aswellaspossibleexposuretocontaminants,hostileliquids,andtemperatureextremes.Thiscanprovidefurthercluesastowhetherabearingisrightforajob.1WhybearingsfailAbout40%ofballbearingfailuresarecausedbycontaminationfromdust,dirt,shavings,andcorrosion.Contaminationalsocausestorqueandnoiseproblems,andisoftentheresultofimproperhandlingortheapplicationenvironment．Fortunately,abearingfailurecausedbyenvironmentorhandlingcontaminationispreventable，andasimplevisualexaminationcaneasilyidentifythecause．Conductingapostmortemil1ustrateswhattolookforonafailedorfailingbearing．Then，understandingthemechanismbehindthefailure,suchasbrinellingorfatigue,helpseliminatethesourceoftheproblem.Brinellingisonetypeofbearingfailureeasilyavoidedbyproperhandingandassembly.Itischaracterizedbyindentationsinthebearingracewaycausedbyshockloading－suchaswhenabearingisdropped-orincorrectassembly.Brinellingusuallyoccurswhenloadsexceedthematerialyieldpoint(350,000psiinSAE52100chromesteel)．Itmayalsobecausedbyimproperassembly,Whichplacesaloadacrosstheraces．Racewaydentsalsoproducenoise，vibration，andincreasedtorque.Asimilardefectisapatternofellipticaldentscausedbyballsvibratingbetweenracewayswhilethebearingisnotturning．Thisproblemiscalledfalsebrinelling.Itoccursonequipmentintransitorthatvibrateswhennotinoperation.Inaddition,debriscreatedbyfalsebrinellingactslikeanabrasive,furthercontaminatingthebearing.Unlikebrinelling,falsebinellingisoftenindicatedbyareddishcolorfromfrettingcorrosioninthelubricant.Falsebrinellingispreventedbyeliminatingvibrationsourcesandkeepingthebearingwelllubricated.Isolationpadsontheequipmentoraseparatefoundationmayberequiredtoreduceenvironmentalvibration.Alsoalightpreloadonthebearinghelpskeeptheballsandracewayintightcontact.Preloadingalsohelpspreventfalsebrinellingduringtransit.Seizurescanbecausedbyalackofinternalclearance,improperlubrication,orexcessiveloading.Beforeseizing,excessive,frictionandheatsoftensthebearingsteel.Overheatedbearingsoftenchangecolor，usuallytoblue-blackorstrawcolored．Frictionalsocausesstressintheretainer，whichcanbreakandhastenbearingfailure．Prematurematerialfatigueiscausedbyahighloadorexcessivepreload．Whentheseconditionsareunavoidable，bearinglifeshouldbecarefullycalculatedsothatamaintenanceschemecanbeworkedout．Anothersolutionforfightingprematurefatigueischangingmaterial．Whenstandardbearingmaterials，suchas440CorSAE52100，donotguaranteesufficientlife，specialtymaterialscanberecommended.Inaddition，whentheproblemistracedbacktoexcessiveloading，ahighercapacitybearingordifferentconfigurationmaybeused．Creepislesscommonthanprematurefatigue．Inbearings．itiscausedbyexcessiveclearancebetweenboreandshaftthatallowstheboretorotateontheshaft．Creepcanbeexpensivebecauseitcausesdamagetoothercomponentsinadditiontothebearing．0thermorelikelycreepindicatorsarescratches，scuffmarks，ordiscolorationtoshaftandbore．Topreventcreepdamage，thebearinghousingandshaftfittingsshouldbevisuallychecked．Misalignmentisrelatedtocreepinthatitismountingrelated．Ifracesaremisalignedorcocked．Theballstrackinanoncircumferencialpath．Theproblemisincorrectmountingortolerancing，orinsufficientsquarenessofthebearingmountingsite．Misalignmentofmorethan1/4·cancauseanearlyfailure．Contaminatedlubricantisoftenmoredifficulttodetectthanmisalignmentorcreep．Contaminationshowsasprematurewear．Solidcontaminantsbecomeanabrasiveinthelubricant．Inaddition。insufficientlubricationbetweenballandretainerwearsandweakenstheretainer．Inthissituation，lubricationiscriticaliftheretainerisafullymachinedtype．Ribbonorcrownretainers，incontrast，allowlubricantstomoreeasilyreachallsurfaces．Rustisaformofmoisturecontaminationandoftenindicatesthewrongmaterialfortheapplication．Ifthematerialchecksoutforthejob，theeasiestwaytopreventrustistokeepbearingsintheirpackaging，untiljustbeforeinstallation．2AvoidingfailuresThebestwaytohandlebearingfailuresistoavoidthem．Thiscanbedoneintheselectionprocessbyrecognizingcriticalperformancecharacteristics．Theseincludenoise，startingandrunningtorque，stiffness，nonrepetitiverunout，andradialandaxialplay．Insomeapplications,theseitemsaresocriticalthatspecifyinganABEClevelaloneisnotsufficient．Torquerequirementsaredeterminedbythelubricant，retainer，racewayquality(roundnesscrosscurvatureandsurfacefinish)，andwhethersealsorshieldsareused．Lubricantviscositymustbeselectedcarefullybecauseinappropriatelubricant，especiallyinminiaturebearings，causesexcessivetorque．Also，differentlubricantshavevaryingnoisecharacteristicsthatshouldbematchedtotheapplication.Forexample，greasesproducemorenoisethanoil．Nonrepetitiverunout(NRR)occursduringrotationasarandomeccentricitybetweentheinnerandouterraces，muchlikeacamaction．NRRcanbecausedbyretainertoleranceoreccentricitiesoftheracewaysandballs．Unlikerepetitiverunout,nocompensationcanbemadeforNRR.NRRisreflectedinthecostofthebearing．Itiscommonintheindustrytoprovidedifferentbearingtypesandgradesforspecificapplications．Forexample，abearingwithanNRRoflessthan0.3umisusedwhenminimalrunoutisneeded，suchasindisk—drivespindlemotors．Similarly，machine—toolspindlestolerateonlyminimaldeflectionstomaintainprecisioncuts．Consequently,bearingsaremanufacturedwithlowNRRjustformachine-toolapplications．Contaminationisunavoidableinmanyindustrialproducts，andshieldsandsealsarecommonlyusedtoprotectbearingsfromdustanddirt．However，aperfectbearingsealisnotpossiblebecauseofthemovementbetweeninnerandouterraces．Consequently，lubricationmigrationandcontaminationarealwaysproblems．Onceabearingiscontaminated,itslubricantdeterioratesandoperationbecomesnoisier．Ifitoverheats，thebearingcanseize．Attheveryleast，contaminationcauseswearasitworksbetweenballsandtheraceway，becomingimbeddedintheracesandactingasanabrasivebetweenmetalsurfaces．Fendingoffdirtwithsealsandshieldsillustratessomemethodsforcontrollingcontamination．Noiseisasanindicatorofbearingquality．Variousnoisegradeshavebeendevelopedtoclassifybearingperformancecapabilities．NoiseanalysisisdonewithanAnderonmeter,whichisusedforqualitycontrolinbearingproductionandalsowhenfailedbearingsarereturnedforanalysis.Atransducerisattachedtotheouterringandtheinnerraceisturnedat1,800rpmonanairspindle.Noiseismeasuredinandirons,whichrepresentballdisplacementinμm/rad.Withexperience,inspectorscanidentifythesmallestflawfromtheirsound.Dust,forexample,makesanirregularcrackling.Ballscratchesmakeaconsistentpoppingandarethemostdifficulttoidentify.Inner-racedamageisnormallyaconstanthigh-pitchednoise,whileadamagedouterracemakesanintermittentsoundasitrotates.Bearingdefectsarefurtheridentifiedbytheirfrequencies.Generally,defectsareseparatedintolow,medium,andhighwavelengths.Defectsarealsoreferencedtothenumberofirregularitiesperrevolution.Low-bandnoiseistheeffectoflong-wavelengthirregularitiesthatoccurabout1.6to10timesperrevolution.Thesearecausedbyavarietyofinconsistencies,suchaspocketsintherace.Detectablepocketsaremanufacturingflawsandresultwhentheraceismountedtootightlyinmultiplejawchucks.Medium-handnoiseischaracterizedbyirregularitiesthatoccur10to60timesperrevolution.Itiscausedbyvibrationinthegrindingoperationthatproducesballsandraceways.High-handirregularitiesoccurat60to300timesperrevolutionandindicatecloselyspacedchattermarksorwidelyspaced,roughirregularities.ClassifyingbearingsbytheirnoisecharacteristicsallowsuserstospecifyanoisegradeinadditiontotheABECstandardsusedbymostmanufacturers.ABECdefinesphysicaltolerancessuchasbore,outerdiameter,andrunout.AstheABECclassnumberincrease(from3to9),tolerancesaretightened.ABECclass,however,doesnotspecifyotherbearingcharacteristicssuchasracewayquality,finish,ornoise.Hence,anoiseclassificationhelpsimproveontheindustrystandard.

外文资料翻译译文（一）如何延长轴承寿命摘要：自然界苛刻的工作条件会导致轴承的失效，但是如果遵循一些简单的规则，轴承正常运转的机会是能够被提高的。在轴承的使用过程当中，过分的忽视会导致轴承的过热现象，也可能使轴承不能够再被使用，甚至完全的破坏。但是一个被损坏的轴承，会留下它为什么被损坏的线索。通过一些细致的侦察工作，我们可以采取行动来避免轴承的再次失效。关键词：轴承失效寿命导致轴承失效的原因很多，但常见的是不正确的使用、污染、润滑剂使用不当、装卸或搬运时的损伤及安装误差等。诊断失效的原因并不困难，因为根据轴承上留下的痕迹可以确定轴承失效的原因。然而，当事后的调查分析提供出宝贵的信息时，最好首先通过正确地选定轴承来完全避免失效的发生。为了做到这一点，再考察一下制造厂商的尺寸定位指南和所选轴承的使用特点是非常重要的。1轴承失效的原因在球轴承的失效中约有40%是由灰尘、脏物、碎屑的污染以及腐蚀造成的。污染通常是由不正确的使用和不良的使用环境造成的，它还会引起扭矩和噪声的问题。由环境和污染所产生的轴承失效是可以预防的，而且通过简单的肉眼观察是可以确定产生这类失效的原因。通过失效后的分析可以得知对已经失效的或将要失效的轴承应该在哪些方面进行查看。弄清诸如剥蚀和疲劳破坏一类失效的机理，有助于消除问题的根源。只要使用和安装合理，轴承的剥蚀是容易避免的。剥蚀的特征是在轴承圈滚道上留有由冲击载荷或不正确的安装产生的压痕。剥蚀通常是在载荷超过材料屈服极限时发生的。如果安装不正确从而使某一载荷横穿轴承圈也会产生剥蚀。轴承圈上的压坑还会产生噪声、振动和附加扭矩。类似的一种缺陷是当轴承不旋转时由于滚珠在轴承圈间振动而产生的椭圆形压痕。这种破坏称为低荷振蚀。这种破坏在运输中的设备和不工作时仍振动的设备中都会产生。此外，低荷振蚀产生的碎屑的作用就象磨粒一样，会进一步损害轴承。与剥蚀不同，低荷振蚀的特征通常是由于微振磨损腐蚀在润滑剂中会产生淡红色。消除振动源并保持良好的轴承润滑可以防止低荷振蚀。给设备加隔离垫或对底座进行隔离可以减轻环境的振动。另外在轴承上加一个较小的预载荷不仅有助于滚珠和轴承圈保持紧密的接触，并且对防止在设备运输中产生的低荷振蚀也有帮助。造成轴承卡住的原因是缺少内隙、润滑不当和载荷过大。在卡住之前，过大的摩擦和热量使轴承钢软化。过热的轴承通常会改变颜色，一般会变成蓝黑色或淡黄色。摩擦还会使保持架受力，这会破坏支承架，并加速轴承的失效。材料过早出现疲劳破坏是由重载后过大的预载引起的。如果这些条件不可避免，就应仔细计算轴承寿命，以制定一个维护计划。另一个解决办法是更换材料。若标准的轴承材料不能保证足够的轴承寿命，就应当采用特殊的材料。另外，如果这个问题是由于载荷过大造成的，就应该采用抗载能力更强或其他结构的轴承。蠕动不象过早疲劳那样普遍。轴承的蠕动是由于轴和内圈之间的间隙过大造成的。蠕动的害处很大，它不仅损害轴承，也破坏其他零件。蠕动的明显特征是划痕、擦痕或轴与内圈的颜色变化。为了防止蠕动，应该先用肉眼检查一下轴承箱件和轴的配件。蠕动与安装不正有关。如果轴承圈不正或翘起，滚珠将沿着一个非圆周轨道运动。这个问题是由于安装不正确或公差不正确或轴承安装现场的垂直度不够造成的。如果偏斜超过0.25°，轴承就会过早地失效。检查润滑剂的污染比检查装配不正或蠕动要困难得多。污染的特征是使轴承过早的出现磨损。润滑剂中的固体杂质就象磨粒一样。如果滚珠和保持架之间润滑不良也会磨损并削弱保持架。在这种情况下，润滑对于完全加工形式的保持架来说是至关重要的。相比之下，带状或冠状保持架能较容易地使润滑剂到达全部表面。锈是湿气污染的一种形式，它的出现常常表明材料选择不当。如果某一材料经检验适合工作要求，那么防止生锈的最简单的方法是给轴承包装起来，直到安装使用时才打开包装。2避免失效的方法解决轴承失效问题的最好办法就是避免失效发生。这可以在选用过程中通过考虑关键性能特征来实现。这些特征包括噪声、起动和运转扭矩、刚性、非重复性振摆以及径向和轴向间隙。扭矩要求是由润滑剂、保持架、轴承圈质量（弯曲部分的圆度和表面加工质量）以及是否使用密封或遮护装置来决定。润滑剂的粘度必须认真加以选择，因为不适宜的润滑剂会产生过大的扭矩，这在小型轴承中尤其如此。另外，不同的润滑剂的噪声特性也不一样。举例来说，润滑脂产生的噪声比润滑油大一些。因此，要根据不同的用途来选用润滑剂。在轴承转动过程中，如果内圈和外圈之间存在一个随机的偏心距，就会产生与凸轮运动非常相似的非重复性振摆（NRR）。保持架的尺寸误差和轴承圈与滚珠的偏心都会引起NRR。和重复性振摆不同的是，NRR是没有办法进行补偿的。在工业中一般是根据具体的应用来选择不同类型和精度等级的轴承。例如，当要求振摆最小时，轴承的非重复性振摆不能超过0.3微米。同样，机床主轴只能容许最小的振摆，以保证切削精度。因此在机床的应用中应该使用非重复性振摆较小的轴承。在许多工业产品中，污染是不可避免的，因此常用密封或遮护装置来保护轴承，使其免受灰尘或脏物的侵蚀。但是，由于轴承内外圈的运动，使轴承的密封不可能达到完美的程度，因此润滑油的泄漏和污染始终是一个未能解决的问题。一旦轴承受到污染，润滑剂就要变质，运行噪声也随之变大。如果轴承过热，它将会卡住。当污染物处于滚珠和轴承圈之间时，其作用和金属表面之间的磨粒一样，会使轴承磨损。采用密封和遮护装置来挡开脏物是控制污染的一种方法。噪声是反映轴承质量的一个指标。轴承的性能可以用不同的噪声等级来表示。噪声的分析是用安德逊计进行的，该仪器在轴承生产中可用来控制质量，也可对失效的轴承进行分析。将一传感器连接在轴承外圈上，而内圈在心轴以1800r/min的转速旋转。测量噪声的单位为anderon。即用um/rad表示的轴承位移。根据经验，观察者可以根据声音辨别出微小的缺陷。例如，灰尘产生的是不规则的劈啪声；滚珠划痕产生一种连续的爆破声，确定这种划痕最困难；内圈损伤通常产生连续的高频噪声，而外圈损伤则产生一种间歇的声音。轴承缺陷可以通过其频率特性进一步加以鉴定。通常轴承缺陷被分为低、中、高三个波段。缺陷还可以根据轴承每转动一周出现的不规则变化的次数加以鉴定。低频噪声是长波段不规则变化的结果。轴承每转一周这种不规则变化可出现1.6~10次，它们是由各种干涉（例如轴承圈滚道上的凹坑）引起的。可察觉的凹坑是一种制造缺陷，它是在制造过程中由于多爪卡盘夹的太紧而形成的。中频噪声的特征是轴承每旋转一周不规则变化出现10~60次。这种缺陷是由在轴承圈和滚珠的磨削加工中出现的振动引起的。轴承每旋转一周高频不规则变化出现60~300次，它表明轴承上存在着密集的振痕或大面积的粗糙不平。利用轴承的噪声特性对轴承进行分类，用户除了可以确定大多数厂商所使用的ABEC标准外，还可确定轴承的噪声等级。ABEC标准只定义了诸如孔、外径、振摆等尺寸公差。随着ABEC级别的增加（从3增到9），公差逐渐变小。但ABEC等级并不能反映其他轴承特性，如轴承圈质量、粗糙度、噪声等。因此，噪声等级的划分有助于工业标准的改进。

外文资料翻译原文（二）MachinedesigntheoryThemachinedesignisthroughdesignsthenewproductorimprovestheoldproducttomeetthehumanneedtheapplicationtechnicalscience.Itinvolvestheprojecttechnologyeachdomain,mainlystudiestheproductthesize,theshapeandthedetailedstructurebasicidea,butalsomuststudytheproductthepersonnelwhichinaspecttheandsoonmanufacture,saleandusequestion.Carriesoneachkindofmachinedesignworktobeusuallycalleddesignsthepersonnelormachinedesignengineer.Themachinedesignisacreativework.Projectengineernotonlymusthavethecreativityinthework,butalsomustinaspectandsoonmechanicaldrawing,kinematics,engineerigmaterial,materialsmechanicsandmachinemanufacturetechnologyhasthedeepelementaryknowledge.Iffrontsues,themachinedesigngoalistheproductioncanmeetthehumanneedtheproduct.Theinvention,thediscoveryandtechnicalknowledgeitselfcertainlynotnecessarilycanbringtheadvantagetothehumanity,onlyhaswhentheyareappliedcanproduceonth