裝配圖側(cè)軸承杯加工工藝編制及夾具設計（有cad圖+文獻翻譯+ppt）,裝配,軸承,加工,工藝,編制,夾具,設計,cad,文獻,翻譯,ppt 本科畢業(yè)設計論文 題 目 側(cè)軸承杯加工工藝編制及夾具設計 畢業(yè)時間： 2014.6 畢業(yè) 任務書 一、題目 側(cè)軸承杯加工工藝編制及夾具設計 二、指導思想和目的要求 畢業(yè)設計（論文）是培養(yǎng)學生自學能力、綜合應用能力、獨立工作能力的 重要教學實踐環(huán)節(jié)。 在畢業(yè)設計中，學生應獨立承擔一部分比較完整的工程技術(shù)設計任務。要 求學生發(fā)揮主觀能動性，積極性和創(chuàng)造性，在畢業(yè)設計中著重培養(yǎng)獨立工作能 力和分析解決問題的能力，嚴謹踏實的工作作風，理論聯(lián)系實際，以嚴謹認真 的科學態(tài)度，進行有創(chuàng)造性的工作，認真、按時完成任務。 三、主要技術(shù)指標 1、零件圖七張； 2、裝配圖一張； 3、工藝規(guī)程一本； 4、說明書一份； 四、進度和要求 1、分析并繪制零件圖 2 周 2、設計工藝路線及編制工藝規(guī)程 5 周 3、夾具設計及裝配圖繪制 3 周 4、編寫說明書（論文） 3 周 五、主要參考書及參考資料 1、馬蘭主編 《機械制圖》 機械工業(yè)出版社 2006 2、王長春主編 《互換性與測量技術(shù)基礎》 中國林業(yè)出版社 2006 3、閻光明，侯忠濱，張云鵬主編《現(xiàn)代制造工藝基礎》 西北工業(yè)大學出 版社 2007 4、 陸劍中，孫家寧主編 《金屬切削原理與刀具 》 機械工業(yè)出版社 2005 5、張建華主編.《精密與特種加工技術(shù)》 機械工業(yè)出版社 2005 設計 論文 目 錄 摘要 .................................................................................................................................................Ⅰ ABSTRACT .......................................................................................................................................Ⅱ 第一章 緒論 ...................................................................................................................................1 1.1 課題的主要內(nèi)容及意義 .............................................................................................1 1.2 零件的功用 ....................................................................................................................1 1.3 零件的加工及檢驗 ......................................................................................................2 1.3.1 加工方式 ............................................................................................................2 1.3.2 材料處理 ............................................................................................................2 1.3.3 輔助工序 ............................................................................................................2 第二章 側(cè)軸承杯的結(jié)構(gòu)及工藝分析 .....................................................................................4 2.1 零件的結(jié)構(gòu)分析 ...........................................................................................................4 2.2 零件的工藝分析 ...........................................................................................................5 2.3 零件的材料選擇 ...........................................................................................................8 2.3.1 軸承鋼概述 .......................................................................................................8 2.3.2 軸承鋼的物理特性 .........................................................................................8 第三章 側(cè)軸承杯的工藝規(guī)程設計 .........................................................................................9 3.1 毛坯的確定 ....................................................................................................................9 3.2 工藝規(guī)程設計 ...............................................................................................................9 第四章 鉆模及鉆套的設計 .....................................................................................................24 4.1 夾具設計簡介 ..............................................................................................................24 4.1.1 機床夾具的定義 ............................................................................................24 4.1.2 機床夾具的功用 ............................................................................................25 4.1.3 機床夾具的分類 ............................................................................................25 4.1.4 機床夾具的設計特點 ....................................................................................25 4.1.5 機床夾具的設計要求 ....................................................................................26 4.2 鉆模的設計 ..................................................................................................................26 4.3 鉆套的設計 ..................................................................................................................30 結(jié)論 .................................................................................................................................................34 參考文獻 .......................................................................................................................................35 致 謝 .......................................................................................................................................36 畢業(yè)設計總結(jié) ..............................................................................................................................37 I 摘 要 軸承杯廣泛應用于輕負荷便于拆裝的地方。有許多軸承在裝配和拆卸中會 遇到困難，特別在箱體內(nèi)部軸承的裝配受到條件限制，應用軸承杯可以解決裝 配和拆卸的難題。 在本零件的加工中，由于某些工序加工的特殊性，需要在零件的表面加工 一個和鉛垂線成一定角度的斜孔。則需要設計一個鉆模來放置零件，使得該孔 得以良好，高效，準確的被加工出。在設計鉆模的同時，需要設計一組鉆套， 用來保護鉆模在大批量的零件生產(chǎn)中不被磨損，可以較長時間的完成生產(chǎn)任務。 本文運用機械制造技術(shù)及相關的課程知識，解決工件在加工過程中的定位、加 緊以及工藝路線的安排等方面的相關問題。制定出切實可行的加工方案。根據(jù) 被加工零件的加工要求，參考機床夾具設計手冊及相關方面的書籍，設計出高 效、經(jīng)濟、合理并且能保證加工質(zhì)量的鉆模，鉆套。 隨著社會的進步和科技的發(fā)展，機床夾具的通用性也直接影響其經(jīng)濟性。 機床夾具及輔助工具的高精、高效、通用、經(jīng)濟等性質(zhì)的良好發(fā)展將在我國的 現(xiàn)代化工業(yè)建設和發(fā)展過程中起著至關重要的作用。 關鍵詞：軸承杯, 斜孔, 夾具, 鉆模 II ABSTRACT Widely used in light-load bearing cup for easy removal place. There are many in the assembly and disassembly of the bearing will encounter difficulties, especially in the box inside the bearing assembly subject to conditions, the application bearing cup assembly and disassembly can solve the problem. In this part of the process, because some of the special processing procedures required in parts of the surface finish of a plumb line and the oblique angle into the hole. You need to design a drilling and grinding to place the part, making the hole to be good, efficient and accurate to be processed. In the design of drilling and grinding the same time, need to design a drill sleeve to protect the drilling and grinding in the production of large quantities of parts are not worn, you can produce a longer time to complete the task. In this paper, machinery manufacturing technology and related courses knowledge to solve the workpiece in position during processing, to step up and line arrangements, process related issues. Develop a practical processing program. According to the processing requirements of parts to be machined, the reference fixture design manual and related books, to design efficient, economical, reasonable and can ensure the machining quality of the diamond grinding, drill sets. Along with social progress and technological development, universal fixture is also a direct impact on the economy. Jigs and aids high-precision, high efficiency, general and economic nature of the good development in China's modernization construction and development industry plays a vital role. Key words: bearing cup; slant-hole; fixture; drilling and grinding. 1 第一章 緒論 1.1 課題的主要內(nèi)容及意義 本文是有關側(cè)軸承杯加工工藝步驟的說明和鉆夾具設計方法的具體闡述。 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn) 的重要的技術(shù)性文件。它直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效 益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要 通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重 要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。 而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動 強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對 于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究 對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。 本文通過對側(cè)軸承杯零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程 度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的 設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)工藝規(guī)程中本工序 的加工內(nèi)容，機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額，同時加工零件數(shù)從 而設計專用夾具。 1.2 零件的功用 1.側(cè)軸承杯廣泛應用于輕負荷便于拆裝的地方。有許多軸承在裝配和拆卸中 會遇到困難，特別在箱體內(nèi)部軸承的裝配受到條件限制，應用軸承杯可以解決裝 配和拆卸的難題。 2.側(cè)軸承杯可以調(diào)整緊松，使許多箱體的加工精度得到放寬，使箱體加工的 工效大大提高。 3.安裝側(cè)軸承杯還克服了軸承的軸向竄動，所以側(cè)軸承杯得到廣泛應用，但 也存在一些不足，軸承杯的精度直接影響軸的徑向跳動。 2 1.3 零件的加工及檢驗 1.3.1 加工方式 在側(cè)軸承杯的加工中，主要運用的兩種加工方法是車削加工和磨削加工，還 有在各工序之間還有熱處理工序。檢驗及防銹處理等輔助工序。 車削加工和磨削加工都屬于切削加工，在安排加工順序是，有一些原則是需 要遵循的： 1.先粗后精，先安排粗加工，中間安排半精加工和光整加工。 2.先主后此，先安排主要表面（裝配表面、工作表面）的加工，后安排次要 表面（緊固用的光孔和螺孔等）的加工。 3.先基面后其他。 遵循此原則，零件的加工先進行車削加工后進行磨削加工或其他加工。因為 磨削加工的精度普遍高于車削加工。相對于磨削加工，車削加工是一種大加工余 量的加工方法。磨削加工根據(jù)加工精度的不同，可以分為：普通磨削、精密磨削 和超精密磨削。普通磨削的表面粗糙度為 Ra0.8-0.2μm，尺寸精度為 IT6。精密磨 削能達到的表面粗糙度為 Ra0.20-0.05μm，尺寸精度為 IT5。超精密磨削能達到的 表面粗糙度為 Ra0.05-0.01μm，尺寸精度為 IT4。磨削加工完全可以達到側(cè)軸承杯 的加工工藝要求。 1.3.2 材料處理 在本零件的加工部分中還需要很多熱處理工序，熱處理主要用來改善材料的 性能及消除內(nèi)應力。一般可分為: 1.預備熱處理，安排在機械加工之前，以改善切削性能，消除毛坯制造時的 內(nèi)應力。 2.去除內(nèi)應力處理，最好安排在粗加工之后、精加工之前。如人工時效、退 火。但是為了避免過多的運輸工作量，對于精度不太高的零件，一般去除內(nèi)應力 的人工時效和退火放在毛坯進入機械加工車間之前進行。 3.最終熱處理。安排在半精加工以后和磨削加工之前（但氮化處理應安排在 精磨之后。 ） ，主要用于提高材料的強度及硬度。 3 1.3.3 輔助工序 在零件的加工中，還應該包含輔助工序。檢驗工序是主要的輔助工序，它是 保證產(chǎn)品質(zhì)量的主要措施。除了在每道工序的進行中，操作者都必須自行檢驗外， 還應在下列情況下安排單獨的檢驗工序。 1.粗加工階段結(jié)束之后。 2.重要工序之后。 3.零件從一個車間轉(zhuǎn)到另一個車間時。 4.特種性能（磁力探傷、密封性等）檢驗之前。 5.零件全部加工結(jié)束之后。 檢驗工序是很重要的輔助工序，除此之外，還要考慮安排去毛刺、到棱邊、 去磁、清洗、涂防銹油等輔助工序。缺少了輔助工序或是對輔助工序要求不嚴， 將會給裝配工作帶來困難，甚至是零件不能使用。 4 第二章 側(cè)軸承杯的結(jié)構(gòu)及工藝分析 2.1 零件的結(jié)構(gòu)分析 側(cè)軸承杯的零件如圖 2.1, 2.2, 2.3 所示。根據(jù)零件圖可以分析得出：從主 視圖中可以看出零件的主要工作表面為 Φ12.58 深 2.7mm 的滾道，用于軸承的固 定。在主視圖零件右側(cè)有一 M18X0.5-2 螺紋，用于側(cè)軸承杯在箱體上的安裝與固 定。 2.1（側(cè)軸承杯主視圖） 5 圖 2.2（側(cè)軸承杯左視圖） 圖 2.3（側(cè)軸承杯局部視圖） 2.2 零件的工藝分析 側(cè)軸承杯加工所要達到的技術(shù)要求是：1 熱處理 HRC62-66。2 時效處理。3 不允許有裂紋。4 倒棱 R0.2。5 磨螺紋 M18X0.5-2。6Φ18.50-0.01 。表面和安裝 錐面對滾道表面的跳動量不大于 0.002。7 螺紋 M18X0.5-2 對滾道表面的跳動量 不大于 0.02。.8 滾道橢圓度不大于 0.01。9 滾道波紋度不大于 0.001。10 端面對 軌道的跳動量不大于 0.008。自由尺寸公差按 HB761-66-8。 此零件的總體尺寸小，尺寸精度高，所需要加工的各個表面，孔和端面都有 較高的加工精度要求，大多數(shù)尺寸的上下偏差都要求在 0.05mm，表面粗糙度要求 最高為 Ra0.1μm，所以大部分的加工要素都選用 車削→磨削 的加工方案。 滾道部分和外圓 Φ18.5 的上下偏差都在 0.01mm。根據(jù)表 2-1 可以確定選用 6 的加工方案為粗車→半精車→粗磨→精磨→鏡面磨。 表 2-1 外圓表面加工方案及其經(jīng)濟精度 序 號 加工方法 經(jīng)濟精度(公差 等級) 經(jīng)濟粗糙度 Ra 值/μm 使用范圍 1 粗車 IT13~IT11 50~12.5 適用于淬火鋼以外的各種金 屬 2 粗車-半精車 IT10~IT8 6.3~3.2 3 粗車-半精車-精車 IT8~IT7 1.6~0.8 4 粗車-半精車-精車-滾壓 IT8~IT7 0.2~0.0255 5 粗車-半精車-磨削 IT8~IT7 0.8~0.4 主要用于淬火鋼,也可用于 未淬火鋼,但不適用于有色 金屬 6 粗車-半精車-粗磨-精磨 IT7~IT6 0.4~0.1 7 粗車-半精車-粗磨-精磨- 超精加工(或輪式超精磨) IT5 0.1~0.012 (或 Rz0.1) 8 粗車-半精車-精車-精細車 (金剛車) IT7~IT6 0.4~0.025 主要用于要求較高的有色金 屬 9 粗車-半精車-粗磨-精磨- 超精磨(或鏡面磨) IT5 以上 0.025~0.006(或 Rz0.1) 極高精度的外圓加工 7 10 粗車-半精車-粗磨-精磨- 研磨 IT5 以上 0.1~0.012 (或 Rz0.1) 頂尖孔在加工中常用作定位基準，加工精度要求也很高，一般情況下，軸類 零件上的外圓表面的設計基準是軸心線，為了保證加工精度，遵循基準重合原則 和基準統(tǒng)一的原則，選擇工件上的定位基準為軸類零件的軸心線，一般以頂尖孔 作為磨削各外圓的定位表面，通過頂尖裝夾工件，頂尖孔和頂尖的接觸質(zhì)量對工 件的加工精度有直接的影響，因此，磨削過程中經(jīng)常需要對頂尖孔進行修研。常 用的頂尖孔修研方法有以下幾種： 1.用油石或橡膠砂輪等進行修研。先將圓柱形油石或橡膠砂輪裝夾在車床卡 盤上，用裝在刀架上的金剛石筆將其前端修成 60。頂角，然后將工件頂在油石和 車床尾座頂尖之問，開動車床進行研磨，如圖 l 一 ll 所示。修研時，在油石上 加入少量潤滑油(輕機油)，用手把持工件，移動車床尾座頂尖，并給予一定壓力， 這種方法修研的中心質(zhì)量較高，一般生產(chǎn)中常用此法。 2.用鑄鐵頂尖修研。此法與上一種方法基本相同，用鑄鐵頂尖代替油石或橡 膠砂輪頂尖。將鑄鐵頂尖裝在磨床的頭架主軸孔內(nèi)，與尾座頂尖均磨成 60。頂角， 然后加入研磨劑進行修，則修磨后中心孔的接觸面與磨床頂尖的接觸會更好，此 法在生產(chǎn)中應用較少。 3.用成形圓錐砂輪修磨中心孔。這種方法主要適用于長度尺寸較短和淬火變 形較大的中心孔。修磨時，將工件裝夾在內(nèi)圓磨床卡盤上，校正工件外圓后，用 圓錐砂輪修磨中心，此法在生產(chǎn)中應用也較少。 4.用硬質(zhì)合金頂尖刮研中心孔。刮研用的硬質(zhì)合金頂尖上有 4 條 60。的圓錐 棱帶，如圖 1-12(a)所示，相當于一把四刃刮刀，刮研在如圖 l-12(b)所示的立 式中心孔研磨機上進行。刮研前，在中心孔內(nèi)加入少量全損耗系統(tǒng)用油調(diào)和好的 氧化鉻研磨劑。 5.用中心孔磨床修研。修研使用專門的中心孔磨床。 一組斜孔 Φ1 和一組端面孔 Φ1.6 定位尺寸要求較高，但其加工形狀精度要 求相對不高，故采用鉆削加工，后清理毛刺的方案。 8 2.3 零件的材料選擇 由于本零件在工作時主要起支撐軸承的作用，考慮到機器工作的連續(xù)性要求 及零件的粗糙度、尺寸精度要求較高。所用的加工材料是軸承鋼。 2.3.1 軸承鋼概述 軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作時承受著極大的 壓力和摩擦力，所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。 對軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要 求都十分嚴格，是所有鋼鐵生產(chǎn)中要求最嚴格的鋼種之一。軸承鋼分為：全淬透 型軸承鋼、表面硬化型軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等四類共 17 個鋼號。 高碳鉻軸承鋼 ZGCr15 是世界上生產(chǎn)量最大的軸承鋼，含碳 Wc 為 1%左右，含鉻 量 Wcr 為 1.5%左右，從 1901 年誕生至今 100 多年來，主要成分基本沒有改變， 隨著科學技術(shù)的進步，研究工作任在繼續(xù)，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，占世界軸承鋼生 產(chǎn)總量的 80%以上。本零件的材料也是采用 ZGCr15 軸承鋼。 2.3.2 軸承鋼的物理特性 軸承鋼的物理性能主要以檢查顯微組織、脫碳層、非金屬夾雜物、低倍組織 為主。一般情況下均以熱軋退火、冷拉退火交貨。交貨狀態(tài)應在合同中注明。鋼 材的低倍組織必須無縮孔、皮下氣泡、白點及顯微孔隙。中心疏松、一般疏松不 得超過 1.5 級，偏析不得超過 2 級。鋼材的退火組織應為均勻分布的細粒狀珠光 體。脫碳層深度、非金屬夾雜物和碳化物不均勻度應符合相應有關國家標準規(guī)定。 9 第三章 側(cè)軸承杯的工藝規(guī)程設計 通過對側(cè)軸承杯的尺寸和結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合功能與實際使用環(huán)境，已經(jīng)對工藝 的初步了解，現(xiàn)在可以對側(cè)軸承杯的加工工藝規(guī)程作出具體設計。 3.1 毛坯的確定 選擇側(cè)軸承杯毛坯時要考慮的是生產(chǎn)批量大小、零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸、工件 材料利用率及車削量、毛坯的供貨能力、具體的車加工能力(加工分法、加工精 度 等)、和滿足軸承用戶的特殊要求(如壽命、耐蝕性)等。 零件毛坯種類有退火棒料、管料、板料、熱鍛件、溫擠壓件、冷擠壓件、精 密輾擴件、高速墩鍛件、熱軋件等，毛坯的類型對工藝過程的影響很大。 由于本零件的加工精度等級較高，故毛坯選用較小的加工余量。最終毛坯選 擇為退火棒料：適用于外徑小于 50mm 小型軸承杯的車削，因棒料為圓型斷面的 實心棒料，適用于多軸自動車床上加工大批量套圈。如圖 2.1 所示，零件外圓的 最大直徑為 Φ19.00。選取毛坯尺寸為 Φ22X3000 。 3.2 工藝規(guī)程設計 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能 達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用普通機床配以專用工 具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生 產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案下： 工序 1 車削 車外形達到如圖 3.1 所示的尺寸要求（其中粗實線加工 表面，以后的工序圖都用粗實線表示加工表面） 。所用夾具為彈性夾頭及送料夾 頭。由于刀具使用成形車刀，可直接進行車削。用千分尺檢驗尺 Φ19.2 ，Φ18.8 。并用成形劃鉆加工其余部分，用千分尺檢驗尺寸 Φ18.2 。用卡尺 10 檢驗尺寸 Φ5.2 。用缺口樣板檢驗尺寸 Φ17.4 。用量具檢驗尺寸 Φ16.1 。用樣板檢驗尺寸 6.2 。用樣板檢驗尺寸 3.1 。 圖 3.1（工序 1） 工序 2 車削 如圖 3.2 所示。共分為九個工步。 1 車端面保證尺 寸 7.2 。并以長度樣板檢驗。 2 鉆孔 Φ1.1 深度達 2.7.。 （至鉆頭之處） 。3 用 劃鉆劃孔 Φ10.5 深 2.7 ，并以深淺樣板檢驗。 4 用劃鉆劃凹形凹槽 700R0.3,Φ3 ，深度 3.6 ，以刀具保證。5 用劃鉆劃滾道 Φ12.25 ,R1.8 ，深度 2.47，用深度規(guī)檢驗尺 2.47 ， 用樣柱檢驗尺寸 Φ12.25 ，用 鋼球卡板檢驗尺寸 R1.8. 。6 用中心鉆定中心孔 60o。保證尺寸 Φ1.5 。并 以卡尺檢驗。7 鉆孔 Φ 0.9 ，深度達到 6.05 以深淺量具檢驗。8 倒角 30o 至圓柱面 0.1-0.2，角度由操作對刀保證。9 去毛刺本工序要求外徑對頂 中心線的擺差不得大于 0.08，并以百分表檢驗，后檢驗。 11 圖3.2（工序 2） 工序 3 車 車倒角如圖 3.3 所示，要求達到尺寸 Φ16.8 ，并以卡 尺檢驗。 圖 3.3（工序 3） 12 工序 4 車 壓研兩頂尖孔如圖 3.4 所示，并檢驗。 圖 3.4（工序 4） 工序 5 本工序是本文所重點論述的工序，如圖 3.5 所示。需要使用 臺鉆，在外圓上加工一個斜孔，則需要設計專門的鉆模和鉆套，此部分會在本文 第三章做詳細介紹。本工序分為五個工步。 1 劃兩孔平底后鉆兩孔 Φ1.1，深 1- 2。鉆兩孔 Φ1 72o 并與中心孔相交。2 劃窩到 Φ1.5 深 1.2+-0.2.并以深 淺樣柱檢驗。 鉆孔 Φ1.6 深度達到 1.6 ，并以深淺樣柱檢驗。 后去 各孔毛刺。最后檢驗 13 圖 3.5（工序 5） 工序 6 按熱處理工藝規(guī)程進行熱處理。 （簡介熱處理工藝規(guī)程） 工序 7 按熱處理后防銹處理工藝規(guī)程進行防銹處理。 工序 8 在工作臺上用小桶汽油清理零件各氣孔中的臟污。 工序 9 磨 如圖 3.6 所示,分為兩個工步 1 用油石研磨兩頂孔 60o 2 清洗零件。本工序要求在中心孔錐面上不得有菱形、壓傷和劃痕。并用 10 倍 放大鏡檢查。最后進行防銹處理。 圖 3.6（工序 9） 14 工序 10 磨 如圖 3.7 所示，在磨床上磨兩個外圓，Φ18 和 Φ18.6 并用千分尺檢驗尺寸是否達到標準。最后檢驗，并進行防銹處理。 圖 3.7（工序 10） 工序 11 磨 如圖 3.8 所示，在磨床上使用頂尖卡箍夾住零件，磨端面。 后用深度規(guī)和對板進行檢驗尺寸 2.4 。然后進行檢驗。本工序要求加工端面 對中心線的偏擺不得大于 0.02。并用檢查儀檢查。最后進行防銹處 理。 圖 3.8（工序 11） 工序 12 磨 如圖 3.9 所示，在磨床上磨端面，并用千分尺檢驗是否達 到尺寸 7.02 。然后進行檢驗并進行防銹處理 15 圖 3.9（工序 12） 工序 13 磨 如圖 3.10 所示，在磨床上粗磨滾道，后用樣柱檢驗尺寸 Φ12.5 ，深度規(guī)檢驗尺寸 2.47 ,對板，R 樣板檢驗尺寸 R1.8 。本工序 要求抽取 5%進行燒傷檢查。最后檢驗并進行防銹處理。 圖 3.10（工序 13） 工序 14 磨 如圖 3.11 所示，在臺磨上磨端面，后用樣板檢驗尺寸 2.7 。本工序要求加工端面對頂孔中心線的擺差不大于 0.008，最后進行檢驗， 并進行防銹處理。 16 圖 3.11（工序 14） 工序 15 穩(wěn)定處理 按熱處理工藝規(guī)程進行。 工序 16 研頂孔 如圖 3.12 所示，本工序有兩個工步。1 在研頂孔機 床上研兩端頂孔 60o，光潔度達到 8。2 清洗零件。 最后進行防銹處理。 圖 3.12（工序 16） 工序 17 磨螺紋 如圖 3.13 所示，在螺紋磨床上進行磨螺紋。并用 螺紋樣圈檢驗 M18X0.5-2。后檢驗，并進行防銹處理。 圖 3.13（工序 17） 工序 18 磨 如圖 3.14 所示，在磨床上用頂尖卡箍卡箍夾住零件，后 17 磨外圓并用極限千分尺檢驗尺寸 Φ18.5 。要求：1 使用頂尖平臺檢驗外圓對 頂孔中心線的擺差不得大于 0.002。 2 使用極限千分尺檢驗外圓的橢圓度不得大 于 0.001。最后檢驗并進行防銹處理。 圖 3.14（工序 18） 工序 19 磨 如圖 3.15 所示，在磨床上精磨斜角，并用樣板進行檢 驗尺寸 6.14 。后用扭簧比較儀檢驗，要求斜面對頂尖中心線擺差不得大于 0.002。最后檢驗，并進行防銹處理。 18 圖 3.15（工序 19） 工序 20 磨 如圖 3.16 所示，在磨床上磨倒角。并用千分尺檢驗尺寸 Φ19 。最后進行檢驗和防銹處理。 圖 3.16（工序 20） 工序 21 研磨 如圖 3.17 所示，在高速拋光機上，用彈簧卡瓦夾住 零件，銳邊倒 R0.2 及 R0.3. 19 圖 3.17（工序 21） 工序 22 磨 如圖 3.18 所示，在磨床上磨掉加長部位。用卡尺檢驗 尺寸 7.3 。最后進行防銹處理。 圖 3.18（工序 22） 工序 23 磨 如圖 3.19 所示，本工序分為兩個工步。1 磨端面，并用 千分尺檢驗尺寸 7 。2 退磁。最后檢驗并進行防銹處理。 20 圖 3.19（工序 23） 工序 24 磨 如圖 3.20 所示，在臺磨上磨光端面，并用千分尺檢驗 尺寸 7 。 后用檢查儀檢驗，要求兩端面的平行度不得大于 0.002。 圖 3.20（工序 24） 工序 25 磨 如圖 3.21 所示，在 52 臺磨上細磨滾道，并用檢查儀檢驗 尺寸 Φ12.54 。用深度規(guī)檢驗尺寸 2.5 。用 R 樣板檢驗尺寸 R1.8 。再 用對板和對圈檢驗。最后進行防銹處理。 21 圖 3.21（工序 25） 工序 26 磨 如圖 3.22 所示，在 52 臺磨上進行精磨滾道，并用檢查儀 檢驗尺寸 Φ12.572 。用深度規(guī)檢驗尺寸 2.5 。用 R 樣板檢驗尺寸 R1.8 。再用對板和對圈檢驗。本工序要求:1 滾道對壁厚差不得大于 0.002，用檢 驗儀和扭簧比較儀進行檢驗。2 用檢驗儀檢驗滾道橢圓度不得大于 0.002。3 燒傷 檢查，每批零件抽驗 5%，如有燒傷再抽驗 10%，如有燒傷則 100%檢驗。注 意，檢驗時需涂保護層。4 要求光潔度達到 10。最后進行檢驗和防銹處理。 圖 3.22（工序 26） 22 工序 27 穩(wěn)定處理 按熱處理工藝規(guī)程進行穩(wěn)定處理。 工序 28 超精研 如圖 3.23 所示，在超精研機上進行超精研加工，并 用檢查儀檢驗尺寸 Φ12.58 。再用對圈檢查。本工序要求：1 用檢查儀檢驗橢 圓度大于 0.02。2 用光潔度樣檢查光潔度達到 12。最后進行防銹處理。 圖 3.23（工序 28） 工序 29 拋光 如圖 3.24 所示，在拋光機上修光外圓 ，并用極限千分 尺檢驗尺寸 Φ18.5 。最后進行檢驗和防銹處理。如果外圓沒有明顯劃痕，可 不進行本工序。 圖 3.24（工序 29） 23 工序 30 刻標記退磁，本工序分為兩個工步 1 在螺紋端面上刻標記"0"。 2 退磁。最后進行防銹處理。 工序 31 油封 按防銹處理工藝規(guī)程進行。 24 第四章 鉆模及鉆套的設計 在工序 5 中，需要在外圓上鉆一組斜孔 Φ1，還要在端面上鉆一組孔 Φ1.6， 這在臺鉆上是不能直接完成的，需要設計一組夾具來輔助完成此加工。 4.1 夾具設計簡介 4.1.1 機床夾具的定義 機床夾具是機械加工中，在機床上用以確定工件位置并將其夾緊的工藝裝備。 在機械加工工藝系統(tǒng)中，機床夾具是一個重要的組成部分。為保證工件某工序的 加工要求，必須使工件在機床上相對刀具的切削或成形運動處于準確的相對位置。 當用夾具裝夾加工一批工件時，是通過夾具來實現(xiàn)這一要求的。而要實現(xiàn)這一要 求，又必須滿足三個條件： 1.工件在夾具中占有正確的加工位置； 2.夾具裝夾在機床上的準確位置； 3.刀具相對夾具的準確位置。 這里涉及了三層關系：零件相對夾具，夾具相對于機床，零件相對于機床。工件 的最終精度是由零件相對于機床獲得的。 4.1.2 機床夾具的功用 一般情況下機床夾具的功用可以有以下幾點: 1.保證被加工表面的位置精度。采用夾具裝夾工件,可以準確的確定工件與刀 具、機床之間的相對位置。 2.提高勞動生產(chǎn)率?？梢允∪ぜ闹饌€找正與對刀,使用輔助的時間顯著 減少,可以實現(xiàn)多件多工位加工。 3.擴大機床的使用范圍。 4.降低對人工的技術(shù)要求和減輕工人的勞動強度。 25 4.1.3 機床夾具的分類 1.按夾具的使用范圍和使用特點.夾具可分為以下幾類： a 通用夾具 通用性強，工件的定位精度不高,廣泛應用于多品種單件小批 量生產(chǎn) b 組合夾具 制造好的標準元件和合件組成,精度高、耐磨、可完全互換,適 用于單件小批量生產(chǎn)。 c 可調(diào)夾具 不對應特定的加工對象，適用范圍寬，通過適當?shù)恼{(diào)整或更 換夾具上的個別元件，即可用于加工形狀、尺寸和加工工藝相似的多種工件。 d 自動線夾具 加工對象明確,針對性強。適用于大批量生產(chǎn)的自動生產(chǎn)線中。 2.按所適用的機床可分為以下幾類： 鉆床夾具、車床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鏜床夾具、拉床夾具、插床夾 具、和齒輪加工機床夾具。 3.按夾緊的動力源可分為以下幾類： 手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣動增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。 4.1.4 機床夾具的設計特點 機床夾具設計與其他裝配設計比較，有較大的差別。主要表現(xiàn)在下列 5 個方 面 1.要有較短的設計和制造周期。一般沒有條件對夾具進行原理性試驗和復雜 的計算工作。 2.夾具的精度一般比工件的精度高 2～3 等級。 3.夾具和操作工人的關系特別密切，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作習慣密切結(jié) 合。 4.夾具在一般情況下是單件制造的，沒有重復制造的機會。通常要求夾具 在投產(chǎn)時一次成功。 26 5.夾具的社會協(xié)作制造條件較差，部分零件是非標準件，需要自己設計制作 4.1.5 機床夾具的設計要求 1.應有足夠的強度和剛度，以防受力變形 2.安裝需穩(wěn)定，重心應盡量低，高寬比應小于 1.25 3.結(jié)構(gòu)應緊湊，形狀應簡單，裝卸應方便 4.應便于排屑 5.應有良好的結(jié)構(gòu)工藝性 4.2 鉆模的設計 鉆模，引導刀具在工件上鉆孔（見鉆削）或鉸孔(見鉸削)用的機床夾具。鉆 模的結(jié)構(gòu)特點是除有工件的定位、夾緊裝置外，還有根據(jù)被加工孔的位置分布而 設置的鉆套和鉆模板，用以確定刀具的位置，并防止刀具在加工過程中傾斜，從 而保證被加工孔的位置精度。常用的鉆模有固定式、回轉(zhuǎn)式、翻轉(zhuǎn)式和蓋板式四 種固定式鉆模:鉆模與工件在機床上的位置保持不變，用來加工單個孔或在搖臂鉆 床上鉆削若干平行孔?；剞D(zhuǎn)式鉆模:帶有回轉(zhuǎn)分度裝置，在不松開工件的情況下可 加工分布在同一圓周上的多個軸向平行孔、垂直和斜交于工件軸線的多個徑向孔 或幾個表面上的孔。翻轉(zhuǎn)式鉆模：夾具體在幾個方向上有支承面，加工時用手將 其翻轉(zhuǎn)到各所需的方向進行鉆孔，適用于小工件。蓋板式鉆模：只有鉆模板而無 夾具體。使用時把鉆模板直接安裝在工件的定位基準面上，適用于在較大的工件 上鉆小孔。此外，還有移動式、滑柱式等鉆模。 鉆模是在零件加工的第 5 個工序時需要的,如圖 4.1 所示，鉆模主體應該由鉆 模箱體，蓋板構(gòu)成，然后由連接件和緊固件構(gòu)連接到一起。 27 圖 4.1 零件加工工序 5 1.本體結(jié)構(gòu)設計： 根據(jù)零件的形狀和尺寸，零件應該被放置在鉆模箱體的型腔內(nèi)，且以外圓 ，和右端面為定位基準。為了零件可以方便的放入和取出，箱體應該做出一個通 孔，且可以放置零件的伸長部分。箱體的正上方和正下方按照尺寸要求打通兩個 斜孔至型腔處。箱體的前端面，左右兩處打兩個通孔，用來定位和夾緊緊使用。 最終設計箱體結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 4.2 所示 2.本體尺寸分析： 如圖 4.2 所示鉆模的總體尺寸設置為 60X34X18。由于加工零件尺寸較小， 鉆模應該適當?shù)拇笠恍阌谀萌『脱b夾。其中主要的尺寸是 72o2’，零件的尺寸 要求是 72o10’。由于鉆模的尺寸精度要求是達到零件的 1/3-1/5,故這里選擇 1/5.為 72o2’。零件端面上的兩個孔，是用來定位的，故尺寸要求嚴格。主視圖中長度為 15 的結(jié)構(gòu)，一方面為了在鉆模上加工兩孔的加工方便，另一方面使蓋板便于拆卸。 28 圖 4.2 鉆模本體 3.蓋板結(jié)構(gòu)設計 蓋板的尺寸應該和箱體相吻合，長寬尺寸應該分別為 60mm 和 34mm。在板 的端面中心為一螺紋孔，此結(jié)構(gòu)的目的是通過螺釘將零件壓緊在鉆模型腔內(nèi)。螺 紋孔的兩端為兩個和零件端面兩孔相對應的孔，內(nèi)裝鉆套。最終設計蓋板如圖 5.3 所示。 4.蓋板尺寸分析 如圖 4.3 所示，蓋板的總體尺寸設計為 60X34X6.圖中 30o ’為主要尺寸。 由于鉆模的尺寸精度應為零件尺寸精度的 1/3-1/5。零件相應結(jié)構(gòu)的尺寸要求為 30o 。故鉆模該結(jié)構(gòu)的尺寸要求選為 30o .且零件端面上兩孔間距的要求較 高，故蓋板上相應的定位尺寸要求也較高。為 40 。此尺寸也是重點尺寸。 29 圖 4.3 鉆模蓋板 5.鉆模零件的選定 由于臺鉆的主軸是鉛直的，但加工要求是在零件外圓上打一個斜孔，在臺鉆 鉆床上并不能完成，此時需要一個 v 形塊底座。作用是將鉆模整體套件固定于 V 型塊上，使之與鉆頭形成一個角度，此角度既零件斜孔的角度，這樣便可直接鉆 孔。設計如圖 4.4 所示。鉆磨體的定位和夾緊，通過箱體和蓋板，中心兩側(cè)的孔 來實現(xiàn)。選用兩個 m6 蝶形螺母和兩個連接螺栓來實現(xiàn)定位和夾緊 箱體和蓋板端面中心設計了一個螺紋孔。此孔用來將螺紋夾緊在鉆磨型腔內(nèi)。選 用一個 m6 螺栓來壓緊。此外，在螺栓和螺紋連接處，還需要墊圈和彈簧墊圈兩 個零件。最后，為了保證鉆磨的使用壽命，需要在鉆孔是加上鉆套。鉆套的選用 將在下節(jié)具體論述。 30 圖 4.4 鉆模 v 形塊底座 4.3 鉆套的設計 鉆套是鉆模上特有的元件，其作用是確定刀具與夾具的相互位置，用來引導 刀具以保證被加工孔的位置精度和提高工藝系統(tǒng)的剛度。能迅速、準確地確定刀 具與夾具的相對位置，從而保證被加工孔的位置精度，鉆夾具上都應設置引導刀 具的元件。 其結(jié)構(gòu)有以下 4 種類型： 1.固定鉆套 主要用于小批量正常中。這種鉆套鉆孔位置精度較高，結(jié)構(gòu)簡單，但磨損后不易 更換。 2.可換鉆套 在大批量生產(chǎn)中使用。當鉆套磨損后，為更換鉆套方便，常采用可換鉆套。為避 免更換鉆套時鉆模板磨損，鉆套與鉆模板之間加一襯套，并用螺釘固定鉆套。 3.快換鉆套 當被加工孔需要依次進行鉆、擴、鉸孔或加工臺階孔、攻螺紋等多工步加工時， 應采用快換鉆套，以便迅速更換不同內(nèi)徑的鉆套。 31 以上三種鉆套結(jié)構(gòu)已標準化，設計時可參閱《機床夾具設計手冊》 。 4.特殊鉆套 根據(jù)工件形狀或被加工孔位置的特殊性，有時需要設計特殊結(jié)構(gòu)的鉆套。 由于本設計設定為大批量生產(chǎn)作業(yè)，所以可選用可換鉆套。 本零件采用可換鉆套。本零件有兩組孔需要加工，其一是外圓上的兩個斜 孔 Φ1。由于孔徑過小，不在加鉆套。故為了保證鉆模的使用壽命，將鉆模箱體 進行調(diào)制處理，達到 HRC36-38。另一組孔是位于零件端面的兩孔 Φ1.6。則需要 加上鉆套。且由于中心壓緊螺栓的干涉，應采用不帶凸緣結(jié)構(gòu)的鉆套。 1.鉆套的內(nèi)徑 鉆套內(nèi)徑的選取，應按鉆頭或其他孔加工刀具的引導部分來確定，及鉆套內(nèi) 徑的基本尺寸，應等于所用刀具的最大極限尺寸。故此鉆套的內(nèi)徑為 Φ1.6。 2.鉆套的高度 鉆套的高度對刀具的引導作用和鉆套的磨損影響很大。高度較大時刀具與鉆 套間可能產(chǎn)生的偏移量很小，即導向性好。但會加快刀具和鉆套之間的磨損。高 度過小時，鉆套的導向性不好，刀具易傾斜。鉆套高度是由被加工孔精度，工件 材料，加工孔的深度，刀具剛度，工件表面形狀等因素決定的。一般，鉆套高度 取 1-3 倍鉆套內(nèi)徑。若在斜面上鉆孔，則取 4-8 倍的內(nèi)徑。若在高強度的材料上 鉆孔時，應選用長鉆套。 綜上所述，由于內(nèi)徑為 Φ1.6.則鉆套高度選為 6。 3.鉆套和工件的距離 鉆套和工件間應留適當間隙,間隙如果過小，則切屑排除困難，會損壞加工表 面，有時還可能把鉆頭折斷。但間隙過大，會使鉆頭的引偏值增大，不能發(fā)揮鉆 套引導刀具的作用。故間隙的大小應根據(jù)鉆頭直徑，工件材料及孔深來確定。其 選取原則是引偏量小且易于排屑。加工鑄鐵等脆性材料時，間隙約等與 0.3-0.7 倍 32 的內(nèi)徑。加工鋼等帶狀切屑材料時，間隙約等于 0.7-1.5 倍的內(nèi)徑。工件材料的硬 度越高，其系數(shù)應取小值。鉆孔直徑越小，鉆頭剛性越差。系數(shù)應取大值。以免 切屑堵塞而使鉆頭折斷。但有集中例外情況： 1.當孔的位置精度要求較高或加工有色金屬時，允許間隙為零。 2.在斜面上鉆孔或鉆斜孔時。為保證其鉆良好，間隙應盡量取小些，約等于 0-0.2 倍的內(nèi)徑。 3.當加工深孔時，要求排屑順利，間隙取 1.5 倍的內(nèi)徑。 綜上所述，由于所加工材料為軸承鋼，間隙取為 0.7-1.5 倍的內(nèi)徑。 4.鉆套的材料 鉆套在引導刀具的過程中容易磨損，所以應選用硬度高，耐磨性好的材料， 如：T10A ，T12A，CrMn 鋼或 20 鋼滲碳淬火，其中，CrMn 鋼常用于，內(nèi)徑小 于 10 的鉆套。大直徑的鉆套，常用 20 鋼經(jīng)滲碳淬火制造。 綜上所述，可選用 CrMn 鋼為鉆套的材料 鉆套的外徑應選擇不要使鉆套壁太薄，在保證鉆模板有足夠剛度的前提下。 盡量減輕其重量。在生產(chǎn)中，鉆模板的厚度通常按鉆套高度來確定，厚度一般取 12-30mm?；蚺c鉆套高度相等。 最后設計出的鉆套如圖 4.5 所示。 圖 4.5 鉆套 33 當鉆模和鉆套頭設計好了以后，就可以進行裝配。至此，夾具的設計完成。 裝配圖如圖 4.6 所示。 圖 4.6 鉆模裝配圖 34 結(jié)論 本次完成了對側(cè)軸承杯工藝的設計以及夾具的分析設計，側(cè)軸承杯作為一精 密零件，不同于普通零件，各個尺寸的公差要求以及零件表面粗糙度要求都很高， 為了達到加工要求，設計過程中采取了精車，磨削，超精研等工藝手段。其中加 工的一個難點在于，零件需要加工兩斜孔，而在普通鉆床上又無法加工，經(jīng)考慮， 設計出一套完整的復合式夾具，由鉆模鉆套主體與 V 型塊配合使用，以滿足在普 通鉆床上加工斜孔的需求。大大提高的加工精度和難易程度。 35 參考文獻 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