轴承座零件的工艺规程及铣90H9工装夹具设计

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1、西安航空职业技术学院U!毕 业 设 计（论 文）论文题目：轴承座零件的工艺规程及铣90H9工装夹具设计 所属系部：指导老师： 职 称学生姓名：班级、学号 专 业：西安航空职业技术学院制20*年 1 月 15 日目录序 言 21 零件的分析 31.1 零件的作用 41.2 零件的工艺分析 42 工艺规程设计 42.1 确定毛坯的制造形式 42.2 基面的选择 42.3 制定工艺路线 62.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 72.5确立切削用量及基本工时 83 夹具设计 113.1 问题提出 123.3 切削力和夹紧力的计算 123.6夹具设计简要操作说明 16总 结 18致 谢 18文

2、 献 19序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备 成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它 行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们 的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或 地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡 量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。轴承座的加工工艺规程及铣 90H9 的夹具设计是在学完了机械制图、机械 制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环 节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及

3、工艺路线安排，工艺尺寸 确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自 己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以 在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各 种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。1零件的分析1.1 零件的作用uo1.2 零件的工艺分析轴承座有 2 组加工面他们有位置度要求。这 2 组加工面的分别为(1) 以底面为基准的加工面，这组加工面包括，椭圆孔和椭圆上端面和 上端面(2) 以椭圆孔为基准的加工面，这组加工面主要是车60同心的各个内

4、 圆。2 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为HT200，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。2.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可 以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加 工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应 选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均 匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例

5、如：机床床身导 轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加 工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较 少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够 的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证 定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要 时需经初加工。（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。 多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重

6、要的。粗基准的选择：轴承座这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。我 们选择不加工的底面为粗基准。精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避 免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以 保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均 匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先 行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度 都要求较高时，可

7、采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便 精基准的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。主要考 虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换 算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两 种工艺方案：方案一1铸造铸造2时效 处理时效处理3铣铣下端面4铣铣顶端面5铣铣高40mm台阶面6铣铣轴承座孔2端面7铣铣下端2个槽8钻钻2-0 14孑L9车粗精

8、车60内孔10磨磨0 60内孔11检验检验方案二1铸造铸造2时效 处理时效处理3铣铣下端面4铣铣顶端面5铣铣高40mm台阶面6铣铣轴承座孔2端面7铣铣下端2个槽8钻钻2-e 14孑L9车粗精车e 60内孔10检验检验工艺方案一和方案二的区别在于方案二没有磨e 60内孔，而方案一在最后 有磨60内孔这工序，因为e 60孔的粗糙度0.8,要求比较高，只有经过粗加 工，精加工，磨孔才能达到加工精度，这样才能够保证加工精度，而方案二精 度难易保证，综合考虑我们选择方案一具体的工艺路线如下1铸造铸造2时效 处理时效处理3铣铣下端面4铣铣顶端面5铣铣高40mm台阶面6铣铣轴承座孔2端面7铣铣下端2个槽8钻

9、钻2-e 14孑L9车粗精车e 60内孔10磨磨e 60内孔11检验检验2.4 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,生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。 轴承座的上端面因为轴承座的上下和左右端面没有精度要求，粗糙度要求也不高，查（机 械制造工艺与机床夹具课程设计指导）P38页表2-11铸件的机械加工余量，小于等于120mm高度的机械加工余量为2.5mm。我们的高度是66mm,因此余量为 2.5mm轴承座的孔毛坯为空心,铸造出孔。孔的精度要求介于 IT7IT8 之间,参照参数文 献查（机械制造工艺与机床夹具课程设计指导）P38页表2-11铸件的机械加工 余量，

10、小于等于120mm高度的机械加工余量为2.5mm。我们的直径是60mm,因 此余量为 2.5mm2.5 确立切削用量及基本工时工序 3：铣下端面选用机床：X51立式铣床 铣下端面：选择铣刀半径为40mm，齿数Z=6 （见工艺手册表3.1 27）f 二 0.15mm / ZZd二40 , T二180min （切削表3.7和切削表3.8）0V二20m/min （切削表3.9）c1000Vcn x40二 159.2按机床选取n二278r/min机实际切削速度：n n dV = 机nc 机1000n x278x40100=34.918工作台每分钟进给量：V Zn二250.2f 机铣床工作台进给量：V

11、二250mm/ minf横向基本工时：t 二 5 +180 二 1.233150工序 4: 铣顶端面选用机床： X51 立式铣床选择铣刀半径为15mm，齿数Z=6 （见工艺手册表3.1 27）f 二 0.15mm / ZZd二15 , T二180min （切削表3.7和切削表3.8）0V二20m/min （切削表3.9）c1000Vcn x15二 424.6按机床选取n = 425r / min机实际切削速度：n n dV = 机nc 机1o0on x425x401500=53.38工作台每分钟进给量：V Zn二250.2f 机铣床工作台进给量：V 二250mm/ minf横向基本工时：t二土

12、巴二0.3150工序 5：铣高 40mm 台阶面选择铣刀半径为15mm，齿数Z=6 （见工艺手册表3.1 27）f 二 0.15mm / ZZd二15 , T二180min （切削表3.7和切削表3.8） 0V二20m/min （切削表3.9）c1000Vcn x15二 424.6按机床选取n = 425r / min机实际切削速度：n n dV = 机nc 机1000n x425x401500=53.38工作台每分钟进给量：V Zn二250.2f 机铣床工作台进给量：V 二250mm/ minf横向基本工时：t二540 = 0.3150工序6：铣轴承座孔 2端面选择铣刀半径为25mm，齿数Z

13、=6 （见工艺手册表3.1 27）f 二 0.15mm / ZZd二40 , T二180min （切削表3.7和切削表3.8） 0V二20m/min （切削表3.9）c1000Vcn x50二 127.38按机床选取n = 145r/min机实际切削速度：n n dV = 机nc 机1000n x145x50100=22.765工作台每分钟进给量：V Zn二250.2f 机铣床工作台进给量：V二250mm/ minf横向基本工时：t二土5二0.26150工序 7：铣下端 2个槽选用机床： X62 卧式铣床选择铣刀半径为30mm，齿数Z=6 （见工艺手册表3.1 27）f 二 0.15mm /

14、ZZd二60, T二180min （切削表3.7和切削表3.8） 0V二20m/min （切削表3.9）cn 二 1000Vc 二 106.15 n x60按机床选取n二145r/min机实际切削速度：V =盯口机J =n x145x50 = 22.765c机10001000工作台每分钟进给量：V Zn二250.2f 机铣床工作台进给量：V 二250mm/ minf横向基本工时：二2x（需）二133min工序8:钻2-14孔选择14mm高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册表3.1 6）/机=043mm/r （切削表2.7和工艺表4.2 V 二 15m/min （切削表 2.15）硬度 200 21

15、7 C查1000V1000x15n = c = 341r/minn D n x14按机床选取n二360r/min （工艺表4.2 5）机实际切削速度： VC= Dn =n x14x360 = 15.8m/min1000 1000基本工时：l +1t =1n f机机乞=船=465 （工艺表6-2 5）3 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，计专用的夹具。有老师分配的任务，我被要求设计铣 90H9 槽本夹具将用于 X51 立式铣床上加工。3.1 问题提出本夹具主要用来铣宽90H9mm的槽，因为90H9mm槽是和轴承盖连接的部 分，因此需要加工，2边的粗糙度要求为6.3相对于基准

16、A的平行度为，也没 有位置度要求，因此我们主要提高生产效率上。孔没有特别要求，一次钻就可 以达到加工要求。3.2 定位基准的选择我们采用已经加工好的2-0 17半圆孔作为定位基准，采用开口压板压紧, 2-0 17半圆孔处，我们分别用采用圆柱销和削边轴定位，即我们采用经典的 一面2销定位，采用构型压板压紧。3.3 切削力和夹紧力的计算夹紧力的计算刀具： 采用高速钢圆柱铣刀机床： x51 立式铣床由3 所列公式 得C a XF f yza uF zF = F_pz ed qV n wF 0查表 9.4 8得其中： 修正系数k二1.0 C = 30 q = 0.83vFFX = 1.0 y = 0.

17、65 u = 0.83 a = 8z=24 w = 0FFFPF代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=KK KK1234其中： K 为基本安全系数1.51K 为加工性质系数 1.12K 3 为刀具钝化系数 1.1K 为断续切削系数 1.14所以 F = KF 二 1775.7N夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机 由Nf + f )= KFf其中f为夹紧面上的摩擦系数，取f = f = 0.25F=P +GG 为工件自重zF， N =3551.4Nf + f12夹紧螺钉：公称直径d=8mm，材料45钢 性能级数为6.8级ob = 6x 100MPao

18、 二 8xt 二 480MPaBs 10螺钉疲劳极限：o = 0.32o = 0.32 x 600 = 192MPa-1B极限应力幅：sk ko o 51.76MPa a limk-1o许用应力幅：to lalinj 17.3MPaa螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为匸=彳s=3.54 取s=4得= 120 MPa= 2.8 III满足要求2nd 21.3 x 4 x N1=15MPa 治Kd 2c经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力3.4 定位误差分析一面两销定位误差(1)移动时基准位移误差Aj - yA 二 Ad

19、+AD + X(式 5-5)j - y11lmin式中： Ad 圆柱销孔的最大偏差1AD 圆柱销孔的最小偏差1A 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 1min代入（式 5-5）得： A二 Ad +AD + X 二 0.009 + 0 + 0.016j - y11lmin= 0.025 mm（2） 转角误差Ad + AD + X+ Ad + AD + XtgA0 二11lmin 222min（式2L式中：Ad 圆柱销孔的最大偏差1AD 圆柱销孔的最小偏差1A 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 1minAd 削边销孔的最大偏差2AD 削边销孔的最小偏差2X 削边销定位孔与定位销最小配合间隙2min其

20、中：X 二 2(5+5- Ximin)2 minLx Lg2则代入（式 5-6）得：tg A0二 0.00006220.009 + 0 + 0.016 + 0.009 + 0 + 0.0042 x 305.29贝U：0 二 0.00006219。3.5 定向键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。根据 T 形槽的宽度 a=12mm 定向键的结构尺寸如下：我们选择宽度 B=12mm 的标准定为键。对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相

21、对位 置。由于本道工序是完成 90H9 的铣加工，所以选用直角对刀块。直角对刀块 的结构和尺寸如图所示：40图 3.4 对刀块图塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示：图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为：表3.2平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC3-0.0060.253.6 夹具设计简要操作说明本夹具采用一面 2销心轴定位，构型压板压紧，顺利完成工件的装卸，此 夹具设计在满足要求的情况下相对比较简单，适合于批量生产，我对此夹具的 设计感觉还是很满意的。装配图附图：夹具体附图:这次设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过 这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理

22、 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的资料，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，为我们踏入设计打下了好的基 础。这次设计使我们认识到了只努力的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。致谢这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重 叠，

23、由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很 有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺 利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心 感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术 上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风， 深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细 心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导， 同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平 外，她的治学严谨和科学研究的

24、精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我 今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。文献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994 年2. 机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3. 机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983 年4. 机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海 科学技术出版社出版，1990年5. 金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981 年 10 月6. 机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年