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1、摘 要工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践性，要求学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性， 本次毕业设计的课题是轴承盖加工工艺规程及夹具设计主要内容如下：首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制订工艺路线，通常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的
2、保证的一种工序。最后，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀夹具。对于粗加工，还要校核机床功率。然后把设计的过程整理为图纸。通过以上的概述，整个设计基本完成。关键词： 机械；加工工艺；夹具设计全套图纸，加153893706ABSTRACT A specialized main specialized course that mechanical manufacturing engineering is studied is machinery , rely mainly on studying machining technology and jig to
3、 design technological discipline , have very strong practicality , require that should contact production practices closely in the learning process, at the same time it has comprehensive the very strong one, The subject of this graduation project is that CA6140 lathe ring flange processing technolog
4、y rules and special-purpose jig of a certain process are designed, the main content is as follows: First of all, analyse , it is mainly analysis of the function of the part and craft analysis to the part , through part analyse can find out about basic situation of part, and craft analyse may know th
5、e processing surface of the part and is it require to process. The processing demand put forward according to the part picture, confirm the manufacture form of the blank and sureness of the size. The second step, carry on the choice the base , confirm thick datum and precise datum in the processing
6、course. According to the datum chosen , make the craft route , usually make the craft route of more than two kinds, with analysing through the comparison of the craft scheme, and then choosing be able to make such specification requirements as the precision of geometry form , size of the part and pr
7、ecision of position ,etc. get a kind of process of the rational assurance s. The third step, according to the already selected process route, confirm for every steps of cutting consumption and basic man-hour , choose suitable lathe and cutter. To rough machining , will check the power of the lathe .
8、 Finally , design the third process - the jig getting into the hole of the ring flange. Put forward the question of designing first , and then choose to orient the datum , then the calculation that begins to cut strength , clamp strength and analysis of the localization error. Then put the design co
9、urse in order as the drawing. Through the summary of the above, design and finish basically entirely. Keywords: machine; Process the craft; The tongs design目录摘要1序言 21轴承盖零件的作用31.1零件的作用41.2零件的工艺分析42工艺规程设计62.1确定毛坯的制造形式62.2基准的选择62.3工艺路线的制定72.4机械加工余量及毛坯尺寸的确定72.5确定切削用量及基本工时83夹具设计213.2铣两侧平面夹具233.2.1 问题的提出2
10、13.2.2. 定位基准的选择213.2.3. 切削力及夹紧力的计算213.2.4. 定位误差分析213.2.5. 定位元件的设计213.2.6. 夹具体槽形与对刀装置设计213.2.7. 夹紧元件的设计213.2.8夹具设计及操作的简要说明21设计体会21参 考 资 料22前 言轴承盖是机器内重要零件, 此零件加工精度高低, 直接影响机器的性能, 且生产此产品的厂家大多是县级的专业中型企业, 其资金受到一定的制约, 因此对提高零件加工精度, 工艺方案显得尤为重要。本文将对此零件的加工工艺进行讨论。加工工艺规程及钻M30孔夹具设计和铣两侧平面的夹具设计，是根据机械制造工艺及专用夹具设计指导上的
11、设计过程和步骤编写的，本设计的主要内容包括： 零件的分析，工艺规程设计，夹具设计，设计体会，参考资料等。编写本设计时，力求符合设计要求，详细说明了轴承盖的加工工艺规程，以及每个参数的具体计算。如：零件的分析，工艺路线的制定，切削用量及基本工时的计算以及专用夹具的设计。一 零件的分析(一).零件的作用:轴承盖，主要用作机器的部件，它的内部设有润滑油孔，在轴承盖与机体结合面处的4x26孔的，用以联接，可起到定位作用，结构简单，并能有效地防止漏油现象发生。 (二).零件的工艺分析:从图可知, 其结构不是太复杂。主要加工内容是平面、内孔和安装用的螺栓、螺钉孔。精度最高的是120 内孔, 其粗糙度为Ra
12、1.6, 其它加工部位精度都IT7级以下。主要的设计基准是26内孔轴线的端面D, 孔本身有圆度和对设计基准的同轴度、垂直度要求M30 有位置度公差要求, 其公差值为0.4mm, 要求不是很高。总体来说, 该零件的加工难度不是很大, 关键是如何保证同轴度、垂直度和位置度公差要求。二.工艺规程设计(一).确定毛坯的制造形式根据零件的工作情况，零件的材料为HT150，由于零件为盘类零件， 主要起到支承与密封作用、冲击载荷等，所以毛坯形式采用铸件，其晶粒细小，较均匀、致密，可以保证零件的工作可靠。 (二).基准的选择粗基准的选择。由于该零件为普通的盘套类零件，故选内孔为粗基准。精基准的选择，选外圆与端
13、面作为精基准。(三).工艺路线的制订制定工艺路线的出发点，应使零件的几何形状精度、 尺寸精度、位置精度等技术要求得到保证。 在生产纲领成批生产的条件下， 可以考虑采用通用机床和专用夹具尽量使工序集中而提高生产率，除此还应考虑，经济效果使成本最低。确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：（1）工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。（2）工序集中
14、原则工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，中批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒
15、等的残留量不大于。工序的集中与分散 制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。（1） 工序集中的特点工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。（2） 工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作
16、量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件中批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。 加工阶段的划分零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是将个表面的粗、精加工分开进行。为此，一般将整个工艺过程分为几个加工阶段，这就是在安排加工顺序时应遵循的工艺过程划分原则。按加工性质哈作用的不同，工艺过程可划分为以下几个阶段：（1）
17、粗加工阶段主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产效率的问题。（2）半精加工阶段作用是为零件主要表面的精加工做好准备（达到一定的精度和表面粗糙度，保证一定的加工余量），并完成一些次要表面的加工（如钻孔、攻丝、铣键槽等），一般在热处理前进行。（3） 精加工阶段对于零件上精度和表面粗糙度要求高的表面，好要安排精加工阶段。目的主要是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度。（4）光整加工阶段此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，
18、精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小孔之类的粗加工。通过以上分析，设计两套加工艺方案工艺路线1工序号工序名称工序内容1铸造下料2热处理铸造3涂漆热处理(去除铸造应力)4铣钻4265镗钻孔M30底孔6钻镗120孔7钻铣两侧平面8钻铣结合平面9钳工钳工10检验检验11入库入库工艺路线2工序号工序名称工序内容1铸造下料2热处
19、理铸造3涂漆热处理(去除铸造应力)4铣铣两侧平面5铣铣结合平面6铣铣孔端平面7镗粗镗120孔8钻钻4269钻钻孔M30底孔10镗精镗120孔11钳工钳工12检验检验13入库入库工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将工序钻孔与工序铣平面工序对调， 钻孔工序放到后面。加工端面各螺纹孔M30与钻426，在底平面及其它端面铣加工后再进行加工，其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。 采用互为基准的原则，先加工平面，然后以平面为精基准再加工平面上的各孔，这样便保证了，平面的平行度要求同时为加平面上各孔保证了垂直度要求。
20、符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加工不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先加各平面，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔便能保证各孔的形位公差要求从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。(四).机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定该零件的材料为HT150，硬度为HB220-250， 生产类型为中批生产，根据上述原始资料及加工工艺，用查表法分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸
21、及毛坯尺寸。毛坯的结构工艺要求（1）轴承盖为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：、铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。、铸造圆角要适当，不得有尖角。、铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。毛坯形状、尺寸确定的要求（2）设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：、各加工面的几何形状应尽量简单。、工艺基准以设计基准相一致。、便于装夹、加工和检查。、结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯
22、的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，据此绘出毛坯图。. （五）.确定切削用量及基本工时1. 铣两侧平面（1）.加工条件工作材料：HT150加工要求：铣两侧平面机床：X62W铣床刀具：刀片材料YT15 ， 刀杆尺寸1625mm Kr90, r010,。12, s0,r1.0mm.（2）.计算切削用量a.粗铣端面， 切削深度：加工总余量5.0mm，留余量1mm，单边余量1mm，一次走刀，ap1mm进给量：根据表6选f0.6-0.9mm/r。按机床说明书选f=0.52mm/r表26计算切削速度根据表11，铣刀耐t6
23、0minV（1-mTmapxvfyv）Kv式中Cv=242，xv0.15，yv0.35，m0.20KvKMv KtvKkrvKsvKTvKKv其中Ktv1.0（表21-6），Kkrv0.81（表21-7），KSV0.8（表21-5），KTv1.0（表11），KKv1.24（表21-9），KMv0.637/b0.637/0.7350.87（表21-1）v=（242/601-0.236000.20.750.150.520.35）0.871.00.810.81.01.241.623m/s确定机床主轴转速：ns1000v/dw 10001.623/(3.14107)4.83r/s（290r/min）按
24、X62W机床说明书（表26），与269r/min相近的机床转速为305r/min，现选nw305r/min，所以实际切削速度VnWdw/1000 3051073.14/100070.56r/min（1.176r/s）切削工时工艺手册表7-1：T左Ll1l2/nf 式中L107/253.5，l14，l20T左53.5+4+0/0.523050.36min（21.75s）T右Ll1l2/nf， 式中L107-81/213，l14，l20T右13+4+0/0.523050.107min（6.4s）b.精铣两侧平面：切削深度： 加工总余量1mm，单边余量1mm，一次走刀，ap1.5mm主轴转速和进给量
25、：为了提高生产率，在不影响加工质量的情况下，取与铣端面时的主轴转速和进给量。即n305r/min，f0.52mm/r。所以实际切削速度:Vdwns/10003.1439305/100025.71m/min（0.43m/s）切削工时工艺手册表7-1：TLl1l2/nf，式中L39/219.5，l14，l20T19.540/0.523050.15min（8.9s）T42+4+0/6100.250.316min（18.1s）工序：铣结合平面，其切削用量计算如下： （1）粗铣结合平面时的切削用量背吃刀量 = 2.5mm。每齿进给量 查阅文献5表3.5，每齿进给量=0.140.24mm/z，取每齿进给量
26、=0.18mm/z。确定刀具寿命 刀具为D=100mm，z=4的不重磨硬质合金刀片套式面铣刀，查阅文献6表3.8，铣刀寿命为180min。选择切削速度和每分钟进给量 查阅文献6表3.16，=86m/min，n=275r/min，=432mm/min，查修正系数=1.13，=0.45，所以修正以后的切削速度和每分钟进给量为：，。则转速。参阅文献6表4.2-36，按X62W铣床的技术参数，取n=300r/min，=190mm/min，则实际的切削速度和进给量为：，。校验机床功率 查阅文献4表3.24，当=2.5mm，=45mm，=0.16mm/z和=190mm/min时，铣刀耗用的功率约为1kw，
27、所以X62W铣床的功率是足够的。（2）半精铣结合面时的切削用量背吃刀量 =1.5mm。每齿进给量 查阅文献5表3.5，=0.40.6mm/r，即=0.10.15mm/z每齿进给量=0.13mm/z。确定刀具寿命 查阅文献5表3.8，铣刀寿命为180min。选择切削速度和每分钟进给量 查阅文献5表3.16，=110m/min，n=352r/min，=394mm/min，查修正系数=1.13，=0.45，所以修正以后的切削速度和每分钟进给量为：，。则转速。参阅文献3表4.2-36，按X62W铣床的技术参数，取n=375r/min，=190mm/min，则实际的切削速度和进给量为：，。（3）精铣结合
28、面时的切削用量背吃刀量 =1mm。选择切削速度和每分钟进给量 查阅文献5表3.16，=124m/min，n=395r/min，=316mm/min，查修正系数=1.13，=0.45，所以修正以后的切削速度和每分钟进给量为：，。则转速。参阅文献6表4.2-36，按X62W铣床的技术参数，取n=475r/min，=150mm/min，则实际的切削速度和进给量为：，。用同样的方法可以计算出铣削其它面时的切削用量镗120孔时的切削用量计算镗孔的横向进给量是一致的。下面以工序镗孔120mm为例计算孔镗削时的切削速度和镗杆的转速。（1）粗镗孔时的切削用量计算背吃刀量 =1.5mm（单边余量）。横向进给量
29、查阅文献4表1.5，粗镗时进给量=0.61.0mm/r,取=0.8 mm/r。确定刀具寿命 查阅文献4表1.9，镗刀寿命为60min。选择切削速度 查阅文献4表1.27，=158， =0.15， =0.4，m=0.20， ，则切削速度为，转速。参考文献6表6-22，按C620-1车床的技术参数，取n=280r/min，则实际切削速度为：（2）半精镗120孔时的切削用量计算背吃刀量 =1mm（单边余量）。横向进给量 查阅文献5表1.6，半精镗时进给量=0.150.40mm/r,取=0.4 mm/r。确定刀具寿命 查阅文献5表1.9，镗刀寿命为60min。选择切削速度 查阅文献5表1.27， =1
30、89.8， =0.15， =0.20，m=0.20， ，则切削速度为，转速。参考文献6表6-22，按C620-1机床的技术参数，取n=400r/min，则实际切削速度为：（3）精镗120mm时的切削用量计算背吃刀量 =0.5mm（单边余量）。横向进给量 查阅文献5表1.5，精镗时进给量=0.150.40mm/r,取=0.24 mm/r。确定刀具寿命 查阅文献5表1.9，镗刀寿命为60min。选择切削速度 查阅文献5表1.27，=158， =0.15， =0.4，m=0.20， ，则切削速度为，考文献6表6-22，按C620-1车床的技术参数，取n=450r/min，则实际切削速度工序：钻4-2
31、6切削用量。（1）钻孔至26mm时的切削用量钻孔：26mm 工件材料为HT150,选用Z535钻床。刀具选择：选择高速钢麻花钻，d =26mm，钻头采用标准刃按加工要求决定进给量：查参考文献6表3-5 f=0.390.48 mm/r。选择f=0.40mm/r。决定钻头磨钝标准及耐用度由查参考文献6表3-9钻头后刀面最大磨损量取0.6mm，耐用度T=3600s。 决定切削速度由查参考文献6表3-12，得=0.49m/s。切削速度的修正系数为：Ktv=1.0，Kcv=1.0，Klv=0.85，Ktv=1.0故 =Kv=0.401.01.01.00.85=0.34m/s=20.4m/minn=5.4
32、1r/s=324.8r/min查参考文献6表4.2-15 取n=354r/min。钻M30底孔钻28mm底孔，攻螺纹M30mm，选用机床：Z535钻床钻28底孔： 选用28高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16） 由切削表2.7和工艺表4.216查得 （切削表2.15） 按机床选取 基本工时：攻螺纹M30mm： 选择M30mm高速钢机用丝锥 f等于工件螺纹的螺距p，即 按机床选取 基本工时：三.夹具设计3.2铣两侧平面夹具3.2.1 问题的提出利用本夹具主要用来铣两侧平面夹具，由于是粗铣面，其要求比较低，但为了保证零件的厚度，故主要用与背面相对的前面作为定位基准，由于是粗加工，在保证加工要求的前提下
33、尽量提高劳动生产率，降低劳动强度。3.2. 2定位基准的选择 由零件图可知，铣两侧平面夹具其面有一定厚度要求，其设计基准为与背面相对的前面，在其侧面用压紧螺栓对其进行压紧。3.2.3 切削力及夹紧力的计算 刀具：硬质合金镶耻三面刃铣刀，d=80mm,Z=10实际所需夹紧力Wk=Wk-实际所需夹紧力K-安全系数，安全系数计算公式如下：=故取-考虑工件材料及加工雨余量均匀性的基本安全系数-加工性质-刀具钝化程度-切削特点-夹紧力的稳定性-手动夹紧时的手柄位置-仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触情况3.2.4 定位误差分析定位元件尺寸及公差确定。夹具主要定位元件是支承板，该支承板用于支撑未加工表面
34、，即粗基准，加工要求不高。3.2.5 定位元件的设计 本工序选用的定位基准是与背面相对的前面，因此定位元件主要是支承板。 3.2.6 夹具体槽形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。其距离尽可能地布置的远些。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。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。 对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成轴承盖铣两侧平面粗铣加工，所以选用圆形对刀块。根据圆形对刀块的结构和尺寸3.2.7夹紧元件的设计 夹紧装置采用活动手
35、柄压紧螺钉，主要结构尺寸参数如表所示。3.2.8 夹具体的设计 夹具体的设计主要考虑零件的形状及上述各主要元件连成一个整体，这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。3.2.9夹具设计及操作的简要说明本夹具用于铣床上加工铣两侧平面夹具，工件以与此相平行的前面作为定位基准，用支承板定位，采用活动手柄压紧螺钉对工件进行夹紧。当加工完成时，可拧松压紧螺栓，取下工件。.设计体会毕业设计是对大学三年学习的一次总结，是对毕业生的一次考核，通过毕业设计，可以看出一个毕业生在起专业方面是否合格，同时也是对大学三年所学专业知识进行的广而深的复习。毕业设计是与实际紧密联系在一起的，是一次理论联系实际的有机结
36、合。在整个设计过程中，不在是纸上谈兵，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，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，为我们的以后的工作打下了基础设计使我们认识到了只学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢XX老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。所学知识和经验有限，在该设计中的某些方面还存在一些问题，希望在今后的工作中加以改善和解决，并敬请参阅本书的各位专家、读者给予批
37、评指正。此次设计，自始至终离不开xxx老师的精心指导，在此表示衷心的感谢！参 考 资 料1 许晓旸，专用机床设备设计M，重庆：重庆大学出版社，2003。2 孙已德，机床夹具图册M，北京：机械工业出版社，1984：20-23。3 贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册M，贵阳：贵州人民出版社，1983：42-50。 4 东北重型机械学院等，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1979。 5 孟少龙，机械加工工艺手册第1卷M，北京：机械工业出版社，1991。 6 李洪，机械加工工艺手册M，北京：机械工业出版社，1990。 7 周永强，高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2002。 8 刘文剑，曹天河，赵维，夹具工程师手册M，哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987。9 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M，重庆：重庆大学出版社，1995。10 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1980。11 王光斗，王春福，机床夹具设计手册M，上海科学技术出版社，2000。12 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，2005：4-17。
