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湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
機(jī)電工程學(xué) 院 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 系（教研室）
系（教研室）主任: （簽名） 2015 年 1 月 20 日
學(xué)生姓名: 鐘望坤
學(xué)號: 1103010109
專業(yè): 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
1 設(shè)計（論文）題目及專題： 某軸承座的加工工藝分析及其夾具設(shè)計
2 學(xué)生設(shè)計（論文）時間：自2015 年 1月 20 日開始至 2015 年 5 月 21 日止
3 設(shè)計（論文）所用資源和參考資料：
① 某軸承座零件圖紙一張；
② 畢業(yè)實習(xí)、上一學(xué)期所搜集的資料；
③ 相關(guān)教材及設(shè)計、工藝手冊。
4 設(shè)計（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：
① 零件結(jié)構(gòu)特征、性能的分析；
② 零件毛坯圖的設(shè)計；
③ 機(jī)械加工工藝過程設(shè)計；
④ 機(jī)械加工工序卡片；
⑤ 夾具裝配圖的設(shè)計、零件工作圖的設(shè)計及相關(guān)的計算；
⑥ 工藝設(shè)計方案的比較；
⑦ 零件圖形交互式（CAD/CAM）程序或數(shù)控加工手工程序編制；
⑧ 編寫設(shè)計說明書。
5 提交設(shè)計（論文）形式（設(shè)計說明與圖紙或論文等）及要求：
① 零件毛坯圖一張（2號或3號圖１張）；
② 夾具設(shè)計，工藝規(guī)程設(shè)計完成后指定（1-2套，零件圖、裝配圖，盡量用Pro/E完成）；
③ 編寫的設(shè)計說明書：不少于34頁，圖紙量：折合1號圖3.5張。
6 發(fā)題時間： 2015 年 1 月 16 日
指導(dǎo)教師： （簽名）
學(xué) 生： （簽名）
湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計
計算機(jī)輔助夾具設(shè)計 - 回顧與未來趨勢
J.塞西爾
虛擬企業(yè)工程實驗室（VEEL），工業(yè)工程處，新墨西哥州立大學(xué)，拉斯克魯塞斯，美國夾具設(shè)計是一個重要的工藝設(shè)計活動，因為它的自動化對計算機(jī)輔助設(shè)計和計算機(jī)輔助制造（CAM）的一體化是至關(guān)重要的。在本文提供了夾具設(shè)計最先進(jìn)的國家的審查辦法。夾具設(shè)計現(xiàn)有目前的缺點方法和研究領(lǐng)域集中在不久的將來的發(fā)展也已確定。
關(guān)鍵詞：計算機(jī)輔助設(shè)計，計算機(jī)輔助制造;夾具設(shè)計
1．導(dǎo)言
夾具是是用來固定某個工件的位置的機(jī)構(gòu)，利用機(jī)械工具來準(zhǔn)確的固定工件和在加工過程中支撐著工件。通常情況下，夾具設(shè)計包括壓板，定位裝置和支撐裝置，以及相應(yīng)的夾具元件來實現(xiàn)各自的職能。在制造業(yè)中，夾具設(shè)計的自動化是一個重要的研究領(lǐng)域，必須讓設(shè)計和制造實現(xiàn)一體化。夾具的設(shè)計是一項復(fù)雜的任務(wù)，作為一個關(guān)鍵的是設(shè)計制造環(huán)節(jié)，特別是在現(xiàn)代計算機(jī)集成制造（CIM）環(huán)境[1,2]。在計算機(jī)基于夾具設(shè)計自動化普遍被稱為計算機(jī)自動化或計算機(jī)輔助夾具設(shè)計（計算機(jī)輔助夾具設(shè)計）。
2．文獻(xiàn)回顧
2.1初步夾具設(shè)計有關(guān)的倡議
目前已在許多領(lǐng)域上發(fā)表了有關(guān)夾具設(shè)計的論文，嘗試自動化夾具設(shè)計過程沒有新的。在馬庫斯的初步工作和米勒中定位裝置和壓板裝置尚未實現(xiàn)自動化。采用的方法是互動的關(guān)系來選定夾緊，定位，支持點，然后選擇適當(dāng)?shù)膴A具元件用在所需的位置上。這項工作沒有解決夾具設(shè)計自動化的任務(wù)。然而，它的企圖開發(fā)一個半自動化的方法，以便幫助夾具設(shè)計實現(xiàn)一代特定的零件設(shè)計。在主要定位表面及其相關(guān)定位的位置作為一個假設(shè)提出，并將問題歸結(jié)為
確定次要和最終的定位位置。Chou工作的重點是夾緊的夾具設(shè)計方面。夾具夾緊程序開發(fā)是基于工件穩(wěn)定的雙重標(biāo)準(zhǔn)和完全限制的要求?？傁拗埔笫谴_保了限制工件工作的自由度和保證切削力量的平衡。
2.2基于專家系統(tǒng)方法研究人員早就認(rèn)識到了發(fā)展計算機(jī)自動夾具設(shè)計（計算機(jī)輔助夾具設(shè)計）的方法的重要性。
其中夾，支撐和定位裝置的設(shè)計屬性自動生成了不同的零件設(shè)計。使用人工智能（AI）的方法，以及專家系統(tǒng)在夾具設(shè)計應(yīng)用，另據(jù)報道[2,8-10]。 專家系統(tǒng)的方法被Nee et al.采納。 [11]執(zhí)行夾具設(shè)計任務(wù)時有個啟發(fā)式規(guī)則庫被用來生成夾具建議清單包括定位和夾具基本元素。一個給定的CAD產(chǎn)品設(shè)計模型，作為輸入端對夾具的設(shè)計任務(wù)。啟發(fā)式規(guī)則庫是用來生成夾具，包括建議的清單定位和夾具基本元素。在工作表面上工件擁有最大截面積被選擇作為主要定位的表面。次要位置表面被確定為垂直于主定位面在[12]，一項規(guī)則依據(jù)專家系統(tǒng)被定義下來，這確定了旋轉(zhuǎn)部件定位和夾緊的表面，位置等。 [13]討論了利用組合夾具元件來討論利用專家系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)來進(jìn)行夾具設(shè)計，其他專家系統(tǒng)的夾具設(shè)計方法包括AIFIX[14]其中夾具的問題是伴隨著解決子問題直到最后工件加工目標(biāo)的實現(xiàn)。賴特和海斯[15]介紹了加工發(fā)展的設(shè)計者，這是一種專家系統(tǒng)用作設(shè)置規(guī)劃平行矩形零件在平行面鉗在銑床上的三根軸上的加工。隨后自動的大鼓框夾夾具還用作夾緊裝置。在此基礎(chǔ)上研究，夾緊力和切削力的關(guān)系被提出馬庫斯[4]開發(fā)了一種專家系統(tǒng)，它是用來配置夾具用于設(shè)計關(guān)于零件的有幾何約束的規(guī)范和準(zhǔn)則。 Asada 和經(jīng)過為使用磁性表定位器和一個機(jī)器人的集會運算的〔16〕執(zhí)行相似的夾具。夾緊位置的產(chǎn)生是因為設(shè)在表面上一電手鉆鉆頭的容易接近，NIST已經(jīng)設(shè)計的和執(zhí)行一包含一可變-深度顎可編程序的鉗口持有不同的形狀和大小的一部分用來控制壓力[17];流化床床已有報道[18]持有不同尋常的形狀的零件。基于案例推理也被用來做自動化夾具設(shè)計活動的援助[11,19]。
2.3機(jī)理模型和模塊化夾具
其他計算機(jī)自動夾具的設(shè)計工作包括櫻井[20]，布爾馬和卡爾斯[21]和榮，朱[22]。在[20]，一個系統(tǒng)的發(fā)展是描述自動設(shè)置規(guī)劃和夾具設(shè)計。這兩個算法和啟發(fā)式開發(fā)方法生成和分析設(shè)置計劃和夾具配置。組件的實體模型（部分）是用作夾具設(shè)計任務(wù)的投入。那個要求成立規(guī)劃和設(shè)計，包括夾具，精確定位的工件，工件的完全克制與在加工過程中的各個方面和干涉刀具，工件和夾具元件。另一個相關(guān)方面的研究是在工件的變形加工。一個分析模型為基礎(chǔ)的彎曲變形用于獲得一個工件變形的估計。根據(jù)分析，提供更多的支持。 零件設(shè)計特點也發(fā)生使用其他研究人員開發(fā)夾具設(shè)計[9,23]。在[24]，一數(shù)學(xué)模型來確定夾具定位器和夾具;運動學(xué)分析的基礎(chǔ)上夾具設(shè)計描述在一些出版物，包括[6,12,25]。其他研究人員，包括?杜化等。 [26,27]，分析了切削力和建筑機(jī)械模型鉆探以及其他金屬切割過程，可用于確定夾緊要求。在[28]，裝配約束的模型定義模塊化夾具元件之間的空間關(guān)系組合夾具的設(shè)計元素中詳細(xì)描述[29]的標(biāo)準(zhǔn)裝置或組合夾具元件是為了不再需要單一用途裝置。這是自定義的替代裝置建成，這講更加昂貴?？缀筒考A(yù)定網(wǎng)如螺栓，夾具等，可用于建立一個夾具。一些研究人員聘用原則模塊化夾具生成夾具設(shè)計[1,13,22,30-38]。
2.4夾具設(shè)計方法
在[37]，半自動化系統(tǒng)介紹情況（當(dāng)夾具點，區(qū)域被選中）模塊化組件自動識別和組裝。然而，鑒定在夾鉗，定位器，并支持（CLS）的點不是系統(tǒng)內(nèi)的決定（它們提供的是投入系統(tǒng)）。在相關(guān)的文件[38]，重點是幾何分析，它使用的幾何關(guān)系的分析CLS的組件之間和工件，初始對夾具裝配條件，開發(fā)自動化。戴相龍等。 [39]描述了一個模塊化的元素數(shù)據(jù)庫的建立方法，該方法可用于有效的整合CAD系統(tǒng)和模擬夾具部件。在[40]，創(chuàng)新的方法，夾具設(shè)計基于遺傳算法（GA）和（神經(jīng)）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的描述。GA其中一個裝置，每個可行的人口遺傳算法搜索夾具采用染色體進(jìn)行評估或定義的目標(biāo)適應(yīng)度函數(shù)，這種方法的主要缺點是“設(shè)計”空間（或搜索空間）是非常大的，即使是相應(yīng)的夾具問題，簡單的零件設(shè)計。在[33]，夾具面和點自動夾具的基礎(chǔ)上確定的表面可訪問性，穩(wěn)定性和功能的準(zhǔn)確性。 [1]中，塞西爾IDEF的使用功能- 0（綜合定義）的夾具模型的設(shè)計活動為開發(fā)自動夾具設(shè)計方法的基礎(chǔ);一個原型軟件系統(tǒng)，稱為泰米爾語（趨向制造業(yè)的一體化鏈接）已制定出使用給予部分設(shè)計CAD模型生成模塊裝置。其他夾具相關(guān)工作，包括自動選擇初步定位和夾緊的位置 [41]，研究夾緊穩(wěn)定[42]，使用最小最大負(fù)荷準(zhǔn)則衡量夾具的[43]，在選擇和夾具在最大的機(jī)械杠桿[44]，定位器的錯誤分析[45]，及加工精度分析核查夾具設(shè)計[46]。其他研究人員已處理以寬容的定位器的分析，誤差來源分析和夾具裝卸技術(shù)[47,48]。
3．結(jié)論和未來發(fā)展趨勢
雖然有大量夾具設(shè)計技術(shù)已經(jīng)提出并實施，在CAD，CAM等活動相結(jié)合夾具的設(shè)計仍繼續(xù)是一個重要的瓶頸。一個原因是，夾具的設(shè)計方法正在制訂
不完全集成與其他產(chǎn)品和工藝設(shè)計活動。雖然研究人員分析和研究方法自動化的方法，出現(xiàn)了一些工作支持開發(fā)方法，在設(shè)計的裝置并行工程（行政）的團(tuán)隊為導(dǎo)向的環(huán)境。未來的夾具設(shè)計方法必須側(cè)重于方法，不僅作為CAD和CAM之間的橋梁，而且更重要的是，尋求支持跨部門的參與和并行工程方法。這些做法將有助于行政長官小組其他成員了解有關(guān)問題與潛在的夾具時，上下文評估的解決方案整體設(shè)計/制造周期的涉及其他專家，如產(chǎn)品設(shè)計，管理人員，裝配專家和車間規(guī)劃師，等等。裝配專家和車間規(guī)劃，等等。在夾具設(shè)計虛擬原型的概念的使用將使發(fā)展這些辦法中，備份夾具設(shè)計通過跨職能團(tuán)隊?？梢员辉u價，研究，修改和更好的理解 還有一個需要發(fā)展夾具設(shè)計方法實現(xiàn)了無縫使用CAD和接口信息和CAM的規(guī)劃和制造資源[24]。在今天的虛擬企業(yè)（VE）的外向型制造業(yè)環(huán)境，規(guī)劃和工藝設(shè)計資源的可在物理上分布在世界各地，從而加劇存在的問題。該軟件工具和其他資源在一個虛擬環(huán)境，可在異構(gòu)計算平臺并實施了各種編程語言，這可能不是無縫相互交流。有一個需要為這個不斷變化的夾具設(shè)計方法國際制造加工，創(chuàng)新夾具設(shè)計方法必須開發(fā)出能快速地開發(fā)在信息技術(shù)（IT）導(dǎo)向型的制造業(yè)環(huán)境改變了過去5年，從根本上和任何新的計算機(jī)輔助夾具設(shè)計方法必須解決無縫的數(shù)據(jù)交換問題，分布式通信，綜合規(guī)劃和在一個虛擬企業(yè)的環(huán)境。
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湖南科技大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
題 目
某軸承座的加工工藝分析及夾具設(shè)計
作者姓名
鐘望坤
學(xué)號
1103010109
所學(xué)專業(yè)
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
1、 研究的意義，同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題（列出主要參考文獻(xiàn)）
機(jī)械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以幾首施工或者檢驗。隨著我國現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對機(jī)械傳動裝置的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提出了越來越高的要求，普通夾具已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)大批量高效生產(chǎn)的需要，而研制新型隨行夾具是機(jī)械行業(yè)中重要的課題之一。
研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用。
2、 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題（根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)一步具體化）
對機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
1） 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；
2） 能裝夾一組具有相似性特征的工件；
3） 能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
4） 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
5） 采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動強(qiáng)度和提高勞動生產(chǎn)率；
提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
3、 特色與創(chuàng)新之處
采用組合夾具設(shè)計，使零件裝夾更容易，能夠在加工過程中或的更高的精度。
4、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線
通過圖書館借取相關(guān)資料，自己認(rèn)真研讀學(xué)些，并且通過所學(xué)知識解決實際問題。
不懂的問老師，通過老師的耐心講解來提高設(shè)計方案。
積極查找網(wǎng)絡(luò)資源，在網(wǎng)上刷選有用且使用的資料來補(bǔ)充自己做的不夠好的地方。
5、 擬使用的主要儀器設(shè)備、試劑和藥品
銑床、車床、磨床。
6、 參考文獻(xiàn)
1.李必文 《機(jī)械精度設(shè)計與檢驗》 中南大學(xué)出版社
2.關(guān)慧貞、馮興安 《機(jī)械制造裝備設(shè)計》 機(jī)械工業(yè)出版社
3.胡忠舉、陸名彰 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 中南大學(xué)出版社
4.王細(xì)洋 《現(xiàn)代制造技術(shù)》 國防工業(yè)出版社
5.高為國、鐘利萍 《機(jī)械工程材料》 中南大學(xué)出版社
6.王永章、杜君文、程國全 《數(shù)控技術(shù)》 高等教育出版社
2
湖 南 科 技 大 學(xué)
開題報告
學(xué) 生 姓 名： 鐘望坤
學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院
專業(yè)及班級： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化一班
學(xué) 號： 1103010109
指導(dǎo)教師： 楊國慶
2015 年 5 月 20 日
ABSTRCT
Bearing is used to support bearings, bearing outer ring, just let the inner ring rotation, keeping outer ring, always keep up with the direction of transmission (such as motor running direction), and keep balance;And the concept of the bearing is bearing and the housing assembly so that the application of such benefits is can have a better cooperate with the use of more convenient to reduce the cost of using the manufacturer as to shape a variety is usually a bearing box can be installed in it. With the constant progress of science and technology, it occupies more and more important position in national economy, the development prospect is very broad, especially in cars and with rapid development of electronic appliances and other fields. The subject of this course design of design is the design of the bearing, after learning the auto manufacturing technology is a teaching link; Under the guidance of the teacher, the requirement in the design preliminary learn to the integrated use of previously learned all courses, basic training and independently of a project.
Keywords : bearing ; technology specification design fixture ; design process manufacturability
摘要
軸承座是用來支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅讓內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，外圈保持不動，始終與傳動的方向保持一致（比如電機(jī)運轉(zhuǎn)方向），并且保持平衡；軸承座的概念就是軸承和箱體的集合體以便于應(yīng)用這樣的好處是可以有更好的配合更方便的使用減少了使用廠家的成本至于形狀多種多樣通常是一個箱體軸承可以安裝在其中。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，它在國民經(jīng)濟(jì)中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊，尤其是在機(jī)械領(lǐng)域。本次畢業(yè)設(shè)計設(shè)計的課題就是軸承座的設(shè)計；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運用以前所學(xué)過的全部課程。
關(guān)鍵詞：軸承座；工藝規(guī)格設(shè)計 ；夾具設(shè)計 ；工序 ；工藝性
湖 南 科 技 大 學(xué)
英文文獻(xiàn)翻譯
學(xué) 生 姓 名： 鐘望坤
學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院
專業(yè)及班級： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
學(xué) 號： 1103010109
指導(dǎo)教師： 楊國慶
2015 年 5 月 20 日
湖南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計
目錄
第一章 緒論 3
1.1課題背景 3
1.2夾具的發(fā)展史 3
1.3小結(jié) 3
第二章 某軸承座零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計 5
2.1零件的分析 5
2.1.1零件的作用 6
2.1.2零件的工藝分析 6
2.1.3分析零件的材質(zhì)、熱處理及機(jī)械加工工藝性 7
2.2確定生產(chǎn)類型 7
2.3確定毛坯 8
2.3.1確定毛坯種類及其制造方法 8
2.4工藝規(guī)程設(shè)計 8
2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 8
2.4.2制定工藝路線 9
2.4.3確定鑄件的加工余量及形狀 10
2.5確定切削用量及基本工時 13
2.5.1粗銑后面 13
2.5.2精銑后面 14
2.5.3粗銑兩端面 14
2.5.4精銑兩端面 15
2.5.5擴(kuò)孔 16
2.5.6粗鉸孔至 17
2.5.7精鉸孔至 17
2.5.8鉆孔 18
2.5.9锪的沉頭孔 保證孔深為4mm 19
2.5.10粗銑油孔端面 21
2.5.11精銑油孔端面 22
2.5.12鉆M8的孔 22
2.5.13攻M8的螺紋 24
第三章 夾具設(shè)計 25
3.1夾具簡述 25
3.1.1按夾具的應(yīng)用范圍分類機(jī)床夾具大致可分為以下幾類： 25
3.1.2專用機(jī)床夾具的組成 26
3.1.3機(jī)床夾具設(shè)計要求： 27
3.2定位方案的設(shè)計 27
3.3夾緊方案的確定 29
3.4對刀裝置及導(dǎo)向元件的選用 30
3.5夾具體的設(shè)計 30
第四章 總結(jié) 32
參考文獻(xiàn) 34
致謝 33
第一章 緒論
1.1課題背景
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動化達(dá)到了一個新的階段。
“工欲善其事，必先利其器?！?
工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
1.2夾具的發(fā)展史
夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個階段，這一階段，夾具的主要特點是高精度，高適應(yīng)性?？梢灶A(yù)見，夾具在不一個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。
1.3小結(jié)
一項優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計階段，對夾具的選擇和設(shè)計工作的重視程度，絲毫也不壓于對機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。
第二章 某軸承座零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1零件的分析
軸承座零件的結(jié)構(gòu)圖紙為圖2.1-1A和圖2.1-2B所示。
圖2.1 軸承座主視圖
圖2.2 軸承座左視圖
圖2.3 軸承座三維圖
2.1.1零件的作用
軸承做零件是用來支撐軸類零件，鏜孔的目的是為了滿足滾動軸承的外圍和軸承孔的配合要求，或者是滑動軸承外圈與軸承孔的哦誒和，臺階孔是用于固定軸承座的，大孔是用來與軸相連，支撐并固定軸承，軸承座可以做在機(jī)箱壁或者機(jī)體上。軸承座支撐軸承，固定軸承的外圈，僅僅讓軸承的內(nèi)圈帶著軸轉(zhuǎn)動，而且能夠保證軸跟軸承的同軸度，保持轉(zhuǎn)動的平穩(wěn)，減少機(jī)構(gòu)的震動和摩擦。能夠更好的保護(hù)機(jī)構(gòu)，延長各零件的使用壽命。
2.1.2零件的工藝分析
軸承座的主要幾何元素為支承孔、安裝底面，因為這是與其他零件直接接觸的表面，對加工及加工精度有很大的影響，軸承支承孔的內(nèi)表面必須要有足夠的粗糙度才能保證零件的加工要求同時必須相對于底面又要有很高的平行度，因為支承孔的軸線與底面的定位有很大的關(guān)系。同時底面要有足夠的粗糙度才能保證與支承孔軸線的平行度。支承孔兩端面的表面粗糙度沒有前面的要求高，能達(dá)到Ra 6.3就可以了。輔助元素為底平面的安裝螺孔、支承孔周圍的軸承蓋連接孔，支承座身的鑄造結(jié)構(gòu)，主要為固定連接作用，對精度要求不高。
以下是軸承座需要加工的表面及加工表面之間的位置要求：
1）軸承孔兩側(cè)面用銑床加工。
2）mm軸承孔可以用車床加工，也可以用銑床絞孔。
3）兩個Φ9mm定位銷孔，鉆孔達(dá)到要求。
4）側(cè)視圖右面對基準(zhǔn)A（mm軸線）的垂直度檢查，可將工件用Φ32mm心軸安裝在偏擺儀上，再用百分表測工件右側(cè)面，這時轉(zhuǎn)動心軸，百分表最大于最小差值為垂直度偏差值。
5）主視圖上平面對基準(zhǔn)A（mm軸線）的平行度檢查，可將軸承座mm孔穿入心軸，并用兩塊等高墊鐵將主視圖上平面墊起，這時用百分表分別測量心軸兩端最高點，其差值即為平行度誤差。
2.1.3分析零件的材質(zhì)、熱處理及機(jī)械加工工藝性
本零件的主要作用是支承作用，根據(jù)零件的復(fù)雜程度，我們選擇鑄造制作毛坯。材料選擇為HT200，灰鑄鐵是指碳分布主要以片狀石墨形式出現(xiàn)的鑄鐵，斷口呈灰色它在機(jī)械制造中占有重要地位，其產(chǎn)量占各類鑄鐵總產(chǎn)量的80%以上。這是因為灰鑄鐵具有優(yōu)良的鑄造性能，切削加工性能良好。具有好的耐磨性，即比碳鋼好得多的耐磨性（因為石墨磨掉后形成大量顯微凹坑，可以貯存潤滑油）。具有良好的減震性，即材料本身具有吸收震動的能力。具有缺口敏感性小等優(yōu)點。而座位軸承做零件，它的主要工作環(huán)境是支撐軸承并且讓軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，所以需要良好的減震性。
2.2確定生產(chǎn)類型
零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制定具有決定性的影響。零件的生產(chǎn)類型一般可以分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種，不同的生產(chǎn)類型有著完全不同的工藝特征。零件的生產(chǎn)類型是按零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)來確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。根據(jù)公式得到軸承類零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N為
N=Qm(1+a%)(1+b%)
公式中 N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）；
Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺、輛/年）；
m——每臺（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺、輛）；
a %——備品率，一般取2%~4%；
b %——廢品率，一般取0.3%~0.7%。
現(xiàn)取Q為1200件/年、m為1輛/年、a %為3%、b%為0.5%；
得出N=1200*1*（1+3%）（1+0.5%）
N=1242
且軸承類零件為輕型零件，查表可知該軸承類零件的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類及其制造方法
零件的材料為HT200，考慮零件在機(jī)床運行過程中所承受的沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，毛坯可選用鑄造成型，零件形狀不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以于零件形狀盡量接近。
2.4工藝規(guī)程設(shè)計
2.4.1選擇定位基準(zhǔn)
定位基準(zhǔn)就是工件上直接與機(jī)床或夾具的定位原件接觸的點線面?；鶞?zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝路線問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。
對于題目所給軸承座零件的定位基準(zhǔn)選擇如下：
1.粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇原則：
（1）以不加工的表面作為粗基準(zhǔn)；
（2）選擇要求加工余量均勻的表面作為粗基準(zhǔn)；
（3）選擇余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)；
（4）選擇平整、光潔、尺寸足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)；
（5）粗基準(zhǔn)應(yīng)盡量避免重復(fù)使用。
所以根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則，以及零件的結(jié)構(gòu)特點和加工特點。選取零件的軸承孔端面為粗基準(zhǔn)。
2.精基準(zhǔn)的選擇
以加工的表面為基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。
精基準(zhǔn)選取基本原則：
（1）基準(zhǔn)重合原則；
（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；
（3）自為基準(zhǔn)原則；
（4）互為基準(zhǔn)原則；
（5）保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便的原則。
根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征，粗基準(zhǔn)選擇后加工的平面，以及精基準(zhǔn)的選擇原則。選取零件的后端面為精基準(zhǔn)。以零件后端面為精基準(zhǔn)可以保證加工的精度和合理性。且后端面的面積比較大，可以減少零件的定位誤差。
2.4.2制定工藝路線
根據(jù)題目所給軸承座零件的圖紙，及其工藝分析?，F(xiàn)制定此軸承座零件的工藝路線如下：
1.鑄造零件毛坯
2.對零件毛坯進(jìn)行人工時效處理，消除毛坯內(nèi)應(yīng)力
3.對非加工表面涂防銹漆
4.粗銑零件的后端面
5.精銑零件的后斷面
6.粗銑零件孔的兩個端面
7精銑零件孔的兩個端面
8.擴(kuò)孔、粗鉸、精鉸的孔
9.鉆的定位銷孔
10.锪的沉孔
11.粗銑零件的油孔凸臺
12.精銑零件的油孔凸臺
13.鉆M8的油孔
2.4.3確定鑄件的加工余量及形狀
根據(jù)零件的機(jī)構(gòu)特征，以及查表、計算可以得到零件的額平面表面工序尺寸和圓柱表面工序尺寸如表2.1和表2.2所示。
表2.1平面表面工序尺寸表
工序號
工序內(nèi)容
加工余量
基本尺寸
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸偏差
粗銑后面
2
61
IT12
精銑后面
1
60
IT8
粗車軸承
孔右側(cè)面
2
104
IT12
粗車軸承
孔左側(cè)面
2
102
IT12
精車軸承
孔右側(cè)面
1
101
IT8
精車軸承
孔左側(cè)面
1
100
IT8
粗銑油孔
凸臺面
2
30
IT12
精銑油孔
凸臺面
1
29
IT8
表2.2圓柱表面工序尺寸表
加工表面
加工內(nèi)容
加工含量
精度等級
工序尺寸
表面粗糙度
IT7
鉆
2
IT11
6.3
擴(kuò)
0.25
IT10
6.3
粗鉸
0.07
IT8
1.6
精鉸
0
IT7
0.8
IT7
鉆
0
IT7
6.3
鉆
0
IT10
6.3
鉆
0
IT10
6.3
由表2.1和表2.2可得出零件的毛坯圖為下所示
圖2.4 零件毛坯圖主視圖
圖2.5 零件毛坯圖左視圖
2.5確定切削用量及基本工時
2.5.1粗銑后面
1） 后面由粗銑和精銑兩次加工完成，采用三面刃圓盤銑刀(高速鋼)，銑刀的規(guī)格為，機(jī)床的型號X52K。
2） 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。由于銑刀在工作時是連續(xù)切削，刀齒受很大的機(jī)械沖擊，在選擇幾何角度時應(yīng)保證刀齒具有足夠的強(qiáng)度。
3） 加工要求：粗銑軸承座的下底面。確定加工余量由毛坯圖可知：總加工余量為3mm，《工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8和表2.3-21可知精加工余量為1mm.
4） 確定每齒進(jìn)給量，由《切削加工簡明實用手冊》表3.5，YG6硬質(zhì)合金端銑刀所允許的進(jìn)給量為f=0.14-0.24mm/z。但是采用的不對稱銑，f=0.14mm/z，ap=2mm。
5） 計算切削用量由《切削加工簡明實用手冊》表3.16，當(dāng)d=125mm時，z=12，ap<3.5mm，f<0.24mm/z時，Vt=97m/min，nt=248r/min，Vft=333mm/min。
各修正系數(shù)為：Kmv=Kmn=Kmv=0.89
Ksv=Ksn=Ksv=1
故：Vc=Vt×0.89×1
=86.33m/min
n=nt×0.89×1
=220.7r/min
Vf=Vf×0.89×1
=296.4mm/min
由機(jī)床可得：n=235r/min Vf=375mm/min
則實際切削速度和進(jìn)給量為：
校核該機(jī)床功率（只需校核粗加工即可）。
由《切削簡明手冊》表3.24得當(dāng)174
20mm時鉆頭后刀面最大磨損量取為0.3mm，壽命T=140min。
4）確定切削速度
由表2.14，HBS=200，加工屬性四類
由表2.13得，f=0.36mm/r，d<30mm時
Vc=10m/min
切削速度的修正系數(shù)為Ktv=1.0，Kcv=1.0，Klv=0.85
見表2.31
V=Vt×Kv=10×1.0×1.0×0.85×1.0=8.5m/min
根據(jù)機(jī)床去Nc=125r/min
5） 計算基本工時
2.5.6粗鉸孔至
1）刀具選擇：硬質(zhì)合金鉸刀。
2）確定進(jìn)給量f=0.4-0.7mm/r,Vc=10-15m/r 取f=0.5mm/r。
3）決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命，查表德，當(dāng)時，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6-0.9mm，壽命T=140min。
4）決定切削速度
查表可得切削速度修正系數(shù)為Ktv=1.0，Kcv=1.0，Klv=0.85，Ktv=1.0。故
根據(jù)Z3025鉆床說明書，可考慮選擇
6） 計算基本工時
2.5.7精鉸孔至
1）刀具選擇：
硬質(zhì)合金鉸刀，由《切削簡明手冊》表2.25得：f=0.4-0.7mm/r Vc=10-15m/r 取f=0.5mm/r
2)決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命，查表得，當(dāng)時，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6-0.9mm，壽命T=140min
3)決定切削速度
查表可得切削速度修正系數(shù)為
故：
根據(jù)Z3025鉆床說明書，可考慮選擇
4）計算基本工時
2.5.8鉆孔
1）確定加工余量
刀具采用直柄麻花鉆（硬質(zhì)合金），麻花鉆規(guī)格為d=9mm。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下簡稱《簡明手冊》）表2.3-8可得，精加工（鉸）的加工余量為0.2mm。
2）確定進(jìn)給量
2.1）按加工要求確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.7，知當(dāng)加工要求為IT12精度等級，材料為HT200、時f=0.47-0.57mm/r
由于l/d=38/9=4.約為5.故修正系數(shù)為0.9。
則f=(0.47-0.57) ×0.9=0.423-0.513mm/r
2.2)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量
根據(jù)表2.8，當(dāng)材料為HT200,時，得鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.0mm/r。
2.3）按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量
根據(jù)表2.9，當(dāng)HBS=200，d<10.2mm，F(xiàn)=7848<8330得機(jī)床進(jìn)給量f=1.6mm/r。
故綜合上述可得出：進(jìn)給量f=0.41mm/r
3)校核軸向力
可由表2.19可查出鉆孔是當(dāng)f=0.41mm/r,d<12mm時Fr=2500N,軸向力的修正系數(shù)均為0.85.故Ff=2125N。
根據(jù)Z3025鉆床機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力Fmax=7848N。故f=0.41mm/r可用。
4）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
由表2.12可得，當(dāng)d<20mm是鉆頭后刀面最大磨損量取為0.8mm，壽命T=35min。
5）確定切削速度
由表2.14，HBS=200，加工屬性四類
由表2.13得，f=0.36mm/r標(biāo)準(zhǔn)d<9.6mm時
Vc=19m/min
切削速度的修正系數(shù)為，見表2.31
根據(jù)機(jī)床區(qū)Nc=630r/min
6) 計算基本工時
2.5.9锪的沉頭孔 保證孔深為4mm
刀具的選擇：硬質(zhì)合金帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆 d=2.5mm
1）確定加工余量
刀具采用直柄麻花鉆（硬質(zhì)合金），麻花鉆規(guī)格為d=9mm。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下簡稱《簡明手冊》）表2.3-8可得，精加工（鉸）的加工余量為0.2mm。
2）確定進(jìn)給量
2.1）按加工要求確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.7，知當(dāng)加工要求為IT12精度等級，材料為HT200、時f=0.47-0.57mm/r
由于l/d=38/9=4.約為5.故修正系數(shù)為0.9。
則f=(0.47-0.57) ×0.9=0.423-0.513mm/r
2.2)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量
根據(jù)表2.8，當(dāng)材料為HT200,時，得鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.0mm/r。
2.3）按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量
根據(jù)表2.9，當(dāng)HBS=200，d<10.2mm，F(xiàn)=7848<8330得機(jī)床進(jìn)給量f=1.6mm/r。
故綜合上述可得出：進(jìn)給量f=0.41mm/r
3)校核軸向力
可由表2.19可查出鉆孔是當(dāng)f=0.41mm/r,d<12mm時Fr=2500N,軸向力的修正系數(shù)均為0.85.故Ff=2125N。
根據(jù)Z3025鉆床機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力Fmax=7848N。故f=0.41mm/r可用。
4）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
由表2.12可得，當(dāng)d<20mm是鉆頭后刀面最大磨損量取為0.8mm，壽命T=35min。
5）確定切削速度
由表2.14，HBS=200，加工屬性四類
由表2.13得，f=0.36mm/r標(biāo)準(zhǔn)d<9.6mm時
Vc=19m/min
切削速度的修正系數(shù)為，見表2.31
根據(jù)機(jī)床區(qū)Nc=630r/min
6）計算工步時間
2.5.10粗銑油孔端面
1） 油孔端面由粗銑和精銑兩次加工完成，采用三面刃圓盤銑刀(高速鋼)，銑刀的規(guī)格為，機(jī)床的型號X52K。
2） 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。由于銑刀在工作時是連續(xù)切削，刀齒受很大的機(jī)械沖擊，在選擇幾何角度時應(yīng)保證刀齒具有足夠的強(qiáng)度。因此刀具角度可取
3） 加工要求：粗銑軸承座的下底面。確定加工余量由毛坯圖可知：總加工余量為3mm，《工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8和表2.3-21可知精加工余量為1mm.
4） 確定每齒進(jìn)給量，由《切削加工簡明實用手冊》表3.5，YG6硬質(zhì)合金端銑刀所允許的進(jìn)給量為f=0.14-0.24mm/z。但是采用的不對稱銑，f=0.14mm/z，ap=2mm。
5） 計算切削用量由《切削加工簡明實用手冊》表3.16，當(dāng)d=125mm時，z=12，ap<3.5mm，f<0.24mm/z時，Vt=97m/min，nt=248r/min，Vft=333mm/min。
各修正系數(shù)為：Kmv=Kmn=Kmv=0.89
Ksv=Ksn=Ksv=1
故：Vc=Vt×0.89×1=86.33m/min
n=nt×0.89×1=220.7r/min
Vf=Vf×0.89×1=296.4mm/min
由機(jī)床可得：n=235r/min Vf=375mm/min
則實際切削速度和進(jìn)給量為：
校核該機(jī)床功率（只需校核粗加工即可）。
由《切削簡明手冊》表3.24得當(dāng)174
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