CQM6132主轴前轴承零件加工工艺及磨削内锥孔夹具设计
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苏州科技学院天平学院毕业设计任务书设计题目 CQM6132主轴前轴承零件加工工艺 及夹具设计院 (系) 天平学院专 业 机械设计制造及自动化专业学生姓名 唐苏声 学 号 1130116221起迄日期 2015年 03月02日2015年06月19日设计地点 天平学院指导教师 姜云峰 职称 讲师职称填写日期: 2015 年 01 月 06 日任务书填写要求1毕业设计任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写,经教研室审查、教研室主任签字后生效;2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印,不得随便涂改或潦草书写,禁止打印在其它纸上后剪贴;3任务书内填写的内容,必须和学生毕业设计完成的情况相一致,若有变更,应当经过所在专业及院(系)主管领导审批后方可重新填写;4任务书内有关“院(系)”、“专业”等名称的填写,应写中文全称。学生的“学号”要写全号,不能只写最后2位或1位数字;5在任务书内“主要参考文献”一栏中,指导教师可列出必读的参考文献,但不能给出太多的参考文献。“主要参考文献”的填写,应按照国标GB771487文后参考文献著录规则(见苏科教通200695号文件中的附件7)的要求书写,不能有随意性;6任务书封面上“起迄日期”是指从毕业设计开始到毕业设计答辩结束为止; 7有关年、月、日等日期的填写,应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2006年9月25日”或“2006-09-25”。1毕业设计任务的内容和要求(包括技术要求、设计条件、工作要求等):1. 课题的意义零件机械加工工艺规程制订及夹具设计是产品研发与生产的重要步骤。此次毕业设计图纸为CQM6132主轴前轴承零件。毕业设计要求作为机械设计制造及其自动化专业的学生,能够熟练绘制符合机械制图国家标准规范要求满足产品使用要求的零件图、装配图,正确编制常规零件的机械制造工艺规程,同时要求学生具有初步夹具设计能力。本课题为CQM6132主轴前轴承零件加工工艺及夹具设计。2任务要求(1) 写出开题报告一份;(2) 翻译资料一份;要求翻译不少于5000中文文字的外文资料,内容为机械工程、机械制造类。(3) 读懂所给CQM6132主轴前轴承零件图。并用CAD软件绘制零件图纸,用三维绘图软件进行零件的立体造型设计;(4)进行CQM6132主轴前轴承零件的工艺规程设计,编写零件的机械制造工艺路线和机械制造工艺卡;(5) 针对所选定的工艺规程,采用CAD软件,有选择的设计相应的夹具(完成成套的工装图纸,包括装配图和全部零件图。要求所绘图纸总量不少于1.52A0。(6)按毕业设计论文撰写规范要求,撰写毕业设计说明书。3知识体系要求:(1) 熟练掌握机械制图国家标准规范;(2) 能正确运用CAD软件,绘图要求图层分明(线型、线宽、颜色的设置);(3) 掌握零件的机械制造工艺过程和机械加工工艺等知识;(4) 初步掌握产品夹具设计的相关知识;(5) 熟悉设计说明书的撰写规范。2毕业设计应提交的成果(明细列出计算书、设计说明书、图纸、计算成果、硬件实物、实验报告及工作过程中应提交的材料等):1、开题报告一份;2、翻译资料一份;3、CQM6132主轴前轴承零件工程图纸一张;4、CQM6132主轴前轴承零件机械制造工艺规程和机械制造工艺卡一套;(可作为附件附在毕业设计说明书后面)5、所绘制的夹具图纸;6、毕业设计说明书一份。7、以上资料中具有电子文档的部分集中刻制的光盘一张。3主要参考文献:1 杨叔子.机械加工工艺师手册.北京:机械工业出版社,2001.8 ISBN 7-111-09176-0 2 刘登平.机械制造工艺及机床夹具设计.北京-北京理工大学出版社 2008 ISBN 978-7-5640-1554-13 王启平.机床夹具设计. 哈尔滨-哈尔滨工业大学出版社 1996ISBN 7-5603-0045-64 何七荣.机械制造工艺与工装.第2版.北京: 高等教育出版社,2007.4ISBN 978-7-04-021418-5 5 刘烈元.工程材料及机械制造基础(),机械加工工艺基础.北京: 高等教育出版社,2006.2 ISBN 7-04-018141-X6孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导.北京-冶金工业出版社 2002ISBN号: 7-5024-3139-X 4毕业设计工作进度安排:(包括序号、起迄日期、工作内容):1、2015-3-022015-3-20 查阅资料,撰写开题报告和翻译外文资料; 2、2015-3-212015-4-04 识读产品零件图,并采用CAD软件绘制符合机械制图国家标准规范要求的零件图图纸; 3、2015-4-052015-5-05 查阅相关资料,编制产品零件的机械制造工艺规程和机械加工工艺卡片; 4、2015-5-062015-06-01 查阅相关资料,根据所制订的机械制造工艺规程,自主选择设计相应的夹具;5、2015-6-022015-6-13 整理完善设计文档,撰写设计说明书; 6、2015-6-142015-6-19 毕业设计答辩准备及参加毕业答辩。指导教师签字: 教研室/系 主任签字: 年 月 日 CQM6132主轴前轴承零件加工工艺及夹具设计1 课题研究的目的和意义CQM6132主轴前轴承主要零件加工工艺及夹具设计是本人在基本完成大学的学习任务后完成的一次由理论转化为实际生产的一个过程,将我在大学期间学习到的东西全部整合到一起运用到实践当中去,使本人对自己所学的专业知识,专业技能,和专业所从事的方向有了更深层次的学习与了解,为我以后的工作打下基础。机械加工工艺主要是实现产品的设计,保证产品质量,节约能源,降低成本的重要手段,是企业进行生产准备,计划调度,加工操作,生产安全,技术检测和健全劳动组织的重要依据。然而夹具在制造系统中也是一个非常重要的组成部分,好的夹具可以提高劳动生产率,保证和提高加工精度,降低生产成本,还可以扩大机床的使用范围,而这个CQM6132主轴前轴承主要零件的精度,材料的好坏,加工的工艺将直接影响到发动机的使用效率和寿命,所以本次设计要实现产品的设计,保证产品质量还要在保证产品加工精度的同时提高生产率,节约成本。2 国内外研究现状2.1国外研究现状工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物,从英国莫里斯的“工艺美术运动”,到德国的包豪斯设计革命以及美国的广泛传播与推广,工业设计经过了酝酿,探索,形成,发展百余年的历史沧桑。时至今日,工业设计已成为一门独立的专业学科,并且有一套完整的研究体系。 1980 年国际工业设计协会理事会(ICSID)给工业作了明确定义:“就批量生产的工业产品而言,凭借训练,技术知识,经验及视觉感受,而预示材料、结构、构 造、形态、色彩、表面加工,装饰以新的品质和规格,叫做工业设计。根据当时的具体情况,工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中几个方面进行工作,而且 需要工业设计师对包装、宣传、展示,市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时,这也属于工业设计的范畴”。材料、结构、 工艺是产品设计的物质技术基础,一方面,技术制约着设计;另 一方面,技术也推动着设计。从设计美学的观点看,技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能” 作用,只要善于应用材料的特性,予以相应的结构形式和适当的加工工艺,就能够创造出实用,美观,经济的产品,即在产品中发挥技术潜在的“功能”。 任何设计都是时代的产物,它的不同的面貌,不同的特征反映着不同历史时期的科学技术水平。技术是产品形态发展的先导,新材料,新工艺的出现,必然给产品带来 新的结构,新的形态和新的造型风格。材料,加工工艺,结构,产品形象有机地联系在一起的,某个环节的变革,便会引起整个机体的变化。2.2 国内研究现状改革开放以来,随着中国与世界的接轨,中国不断的引进了西方先进的加工技术,而且随着世界科技的飞速发展,数控机床,加工中心,柔性制造单元,柔性制造系统等一系列高端设备得以广泛的运用,使得我国的加工精度和加工方法也发生了革命性的改变。产品更新换代的加快,产品需求的多样化,是制造业面临巨大挑战,特别像CQM6132主轴前轴承主要零件这种不规则零件就出现了重大问题,现阶段CQM6132主轴前轴承主要零件加工还打不到自动化加工,它的工艺好需要人工画线的方法来保证,而零件的装夹也是通过人工来完成的,所以现阶段我国对CQM6132主轴前轴承主要零件这种不规则零件的加工的效率还是比较低的阶段。夹具方面人们也从过去传统的夹具的装夹,定位,刀具的引导定位为夹具的装夹和定位,随着数字化加工设备的扩大化,已经将夹具的引导刀具功能完全替代,给今后的夹具的快速装夹与定位提出了更高的要求。近年来,机械制造工艺有着飞速的发展。比如,应用人工智能选择零件的工艺规程。因为特种加工的微观物理过程非常复杂,往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域,其加工机理的理论研究极其困难,通常很难用简单的解析式来表达。近年来,虽然各国学者采用各种理论对不同的特种加工技术进行了深入的研究,并取得了卓越的理论成就,但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的加工精度和表面 质量与加工条件参数间都有其规律。因此,目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方 法来了解特种加工的工艺规律,以便实际应用,但还缺乏系统性。受其限制,目前特种加工 的工艺参数只能凭经验选取,还难以实现最优化和自动化,例如,电火花成形电极的沉入式 加工工艺,它在占电火花成形机床总数95%以上的非数控电火花成形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。虽然已有学者对其CAD、CAPP和CAM原理开展了一些研究,并取得了一些成果,但由于工艺数据的缺乏,仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系统问世。通常 只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊 数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟发展,人们开始尝试利用这一技术 来建立加工效果和加工条件之间的定量化的精度、效率、经济性等实验模型,并得到了初步 的成果。因此,通过实验建模,将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来,建立描述特 种加工工艺规律的可扩展性开放系统的条件已经成熟。并为进一步开展特种加工加工工艺过程的计算机模拟,应用人工智能选择零件的工艺规程和虚拟加工奠定基础。 同时,在机械加工过程中,夹具占有非常重要的地位,它可靠地保证了工件的加工精度,提高了加工效率,减轻了劳动的强度,夹具的设计过程中,应深入生产实际,(对工件的图纸,工艺文件,生产纲领等分析),精心调查研究,吸取国内外的先进技术,制订出合理的设计方案。我们都知道减少停工检修期是提高生产力、使生产能力利用系数最大化的一项重要因素。然而零件加工过程中的精确定位和装夹的重复精度也是改进效率和质量的关键。譬如柔性加工中心的产生就是为了减少产品循环周期。目前中国制造业发展迅猛,以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件,导致改型和生产个零部件周期较长。随着我国制造业发展和各种各种零件的需求与日俱增,加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。加工装备的柔性概念和需求主要体现在对设备快速性和适应性的需求上,因此制造商不得不寻求柔性和产量之间的最佳组合。当然,在满足了柔性的条件下、也有着不同的解决方案,如:模块化、可变换化、可重新配置化、在线兼容性等。不论采用哪种方案,使用高性能的液压夹具都显得尤为重要,现在,柔性专机、可重新配置的机床及专用加工中心的组合应用,使得发动机零件的加工变得越来越柔性化,具体情况取决于每个加工项目的产量配额使用液压夹具的主要优势是能节省夹紧和松卸工件时所花的大量的时间。有关统计资料表明液压夹紧相比机械夹紧节省90%95%的时间,缩小了生产循环周期,从而增加了产量也就意味着降低了成本。当加工一长型铝合金零件时,刀具通过时旋转油缸可快速让开,刀具通过后可快速复位。液压夹具系统的第二项重要特点是可实现非常高的定位精度。关键在于夹紧力在定位和夹紧过程中保持恒定不变。从而确保了同一道工序下的加工质量一致性。由于变形造成的废品率将会微乎其微。夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济的方向发展3 设计思路通过网络、期刊、教材、厂家资料及国内外相关文献查阅。根据要求完成对CQM6132主轴前轴承主要零件加工工艺和夹具设计系统设计。完成设计图纸的绘制并进行相关校核工作,完成设计说明书的编写。CQM6132主轴前轴承主要零件加工工艺1、 制订CQM6132主轴前轴承主要零件加工工艺规程,关键是工序的划分和定位基准的选择。在设计开始的过程中,我们必须要认真分析零件图,了解其CQM6132主轴前轴承主要零件的结构特点和相关的技术要求,对CQM6132主轴前轴承主要零件的每一个细节,都应仔细的分析,如CQM6132主轴前轴承主要零件加工表面的平行度、粗糙度、垂直度,特别是要注意CQM6132主轴前轴承主要零件各孔系自身精度(同CQM6132主轴前轴承主要零件度、圆度、粗糙度等)和它们的相互位置精度(CQM6132主轴前轴承主要零件线之间的平行度、垂直度以及CQM6132主轴前轴承主要零件线与平面之间的平行度、垂直度等要求),CQM6132主轴前轴承主要零件的尺寸是整个零件加工的关键,必须弄清CQM6132主轴前轴承主要零件的每一个尺寸。绘制零件图是一个重点,同时因为CQM6132主轴前轴承主要零件比较复杂,所以也是一个难点。我们采用autoCAD软件绘制零件图,一方面增加我们对零件的了解认识,另一方面增加我们对autoCAD软件的熟悉。工序的划分确定加工顺序和工序内容,安排工序的集中和分散程度,划分工序阶段,这项工作与生产纲领有密切关系,具体可以根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等。生产条件确定工艺过程的工序次数;如批量小时可采用在通用机床上工序集中原则,批量大时即可按工序分散原则,组织流水线生产,也可利用高生产率的通用设备,按工序集中原则组织生产。2、夹具设计可能遇到的问题:工件定位是否正确,定位精度是否满足要求,工件夹紧牢固是否可靠等等。工件在夹具中的定位精度,主要与定位基准是否与工序基准重合、定位基准与定位元件的配合状况等因素有关,可提高夹具的制造精度,减少配合间隙,就能提高夹具在机床上的定位精度,夹具中出现过定位时,可通过撤消多余定位元件,使多余定位元件失去限制重复自由度的能力,增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。夹紧必须可靠,但夹紧力不可过大,以免工件或夹具产生过大变形。可采用多点夹紧或在工件钢性薄弱部位安放适当的辅助支撑。夹具的设计必须要保证夹具的定位准确和机构合理,考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具的认真分析,结合一些夹具的具体设计事例,查阅相关的夹具设计资料,联系在工厂看到的一些CQM6132主轴前轴承主要零件加工的夹具来解决这些问题.上述即为遇到困难的解决措施3、 本课题拟采用的研究手段(途径)和可行性分析根据不同的研究对象拟采用不同的研究手段(途径),本课题包括两方面内容:CQM6132主轴前轴承主要零件加工工艺的设计和夹具设计制定工艺规程的研究途径和可行性分析毛坯的选择:根据生产纲领和零件结构选择毛坯,毛坯的类型一般在零件图上已有规定。对于铸件和锻件应了解其分模面、浇口、冒口位置和拔模率,以便在选择定位基准和计算加工余量时有所考虑。如果毛坯是棒料或型材,则按其标准确定尺寸规格,并决定每批加工件数。毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系。同时对提高劳动生产率、节约材料、降低成本有很大的影响。拟订工艺路线:表示零件的加工顺序及加工方法,分出工序,安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发,理论联系实际和工人结合起来。常常需要提出几个方案,进行分析比较后再确定。计算切削用量、加工余量及工时定额:查阅切削用量手册等资料并进行计算确定。目前,对单件小批量生产不规定切削用量,而是由操作工人根据经验自行选定,但对于自动线和流水线,为保证生产的节拍,必须规定切削用量,并不能随意改变。计算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工质量以保证最终加工质量。工时定额一般按各工厂的实际经验积累起来的统计资料来估算。随着生产的发展,工艺的改进,新工艺,新技术的不断出现,工时定额应进行相应的修改。对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾,但只要把它们处理好,就会成为一个统一体。在三个要求中,质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标,质量不能保证,根本谈不上数量;质量和生产率之间是密切联系的,在保证质量的前提下,应该不断地最大限度地提高生产率,满足生产量的要求。如果两者矛盾,则生产率要服从于质量,应在保证质量的前提下解决生产率问题。在保证质量的前提下,应尽可能的节约耗费,减少投资,降低制造成本,这就是经济性。因此,CQM6132主轴前轴承主要零件的工艺规程研究途径应该体现质量、生产率和经济性的统一,达到经济合理及可行的最优方案。夹具设计的研究途径和可行性分析CQM6132主轴前轴承主要零件、铣、钻等工序使用的专用夹具,此类夹具的特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。夹具设计最关键是要求对工件定位正确,且满足定位精度要求。为了解决此问题,首先得了解影响定位精度的因素。然后采取措施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度,那么可以提高夹具的制造精度,减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。除此之外,选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应,夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度,从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间。课题研究的主要方法:(1) 搜集资料,了解并掌握CQM6132主轴前轴承主要零件加工工艺结构和工作原理。(2) 确定设计大体思路,撰写开题报告,要求完成具体的设计内容及计算。(3) 根据设计任务书的要求,熟悉相关软件AutoCAD,确定设计方法及设计要点。按要求完成完整的设计计划及预期达到的结果,进行相关设计及计算。(4) 对所设计夹具设计相关校核,准备相关资料。(5) 对设计说明书初稿进行相关格式修改,对设计图纸并进行修改。研究过程中的主要问题和解决的方法:4 工作进度与安排2.153.15 理解和消化课题内容,完成课题的调研、开题报告、翻译、文献综的撰写等;3.164.01 完成CQM6132主轴前轴承主要零件的工艺工装设计与优化方案;4.024.15 完成CQM6132主轴前轴承主要零件的工艺工装设计与优化参数计算;4.164.20 完成CQM6132主轴前轴承主要零件的工艺工装设计与优化各元件设计;4.215.15 CQM6132主轴前轴承主要零件的工艺工装装配图和主要零件图设计;5.165.31 完成论文的撰写和答辩准备工作。参考文献1 于勇. 我国机械制造技术的现状及发展方向J. 山西焦煤科技 ,2010,(S1) :75-762 应雷. 浅谈我国机械制造业的困境和发展战略对策J. 科技资讯, 2010,(27) :1123 侯志楠. 浅析机械制造技术的发展历程、现状及趋势J. 2010/204 濮良贵,纪名刚. 机械设计M .高等教育出版社,20065 黎震,朱江峰. 先进制造技术M . 北京理工大学出版,20096 郑修本. 机械制造工艺学M . 北京:机械工业出版社,20077 徐鸿本. 机床夹具设计手册M.辽宁:辽宁科学技术出版社,20048 闻邦椿. 机械设计手册(第5版)第1卷 机械工业出版社, 20109 张捷. 机械制造技术基础M . 西南交通大学出版社 ,200610卢秉桓. 机械制造基础M .北京:机械工业出版社,200811 王先逵. 机械制造工艺学M .北京:机械工业出版社,200412 Handbook of Machine Tools Manfred weckJ ,2005 13Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SMEJ,20066机械加工工艺过程卡产品型号零(部)图号共 1页产品名称法CQM6132主轴前轴承零(部)名称CQM6132主轴第 1 页材料牌号HT150毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备 注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件10铸造铸造毛坯铸造一砂型铸造20热处理退火铸造一砂型铸造30车粗车105mm外圆面以及端面,留粗加工余量机加二车床CA614009号90偏头车刀,三爪卡盘1.9mim1.9mim40车掉头,粗车95mm外圆面以及端面,留粗加工余量机加二车床CA614009号90偏头车刀,三爪卡盘1.2min1.2min50车精车105mm外圆面以及端面,倒角机加二车床CA614009号90偏头车刀,三爪卡盘1.9mim1.9mim50车精车95mm外圆面以及端面,倒角机加二车床CA614009号90偏头车刀,三爪卡盘1.9mim1.9mim60车车100宽度为14mm的槽机加二车床CA6140切槽车刀,三爪卡盘1.9mim1.9mim70车车4X2螺纹退刀槽机加二车床CA6140切槽车刀,三爪卡盘1.9mim1.9mim80车车M95X2螺纹机加二车床CA6140螺纹车刀,三爪卡盘1.9mim1.9mim90车粗车内部锥形大孔机加二车床CA6140内孔车刀,三爪卡盘5min5min100车精车内部锥形大孔机加二车床CA6140内孔车刀,三爪卡盘3min3min110车车偏心距为1.2mm的内轮廓机加二车床CA6140内孔车刀,三爪卡盘1.2min1.2min120车车油槽深1.2机加二车床CA6140内切槽车刀,三爪卡盘1.2min1.2min130钻钻3X4mm透孔机加二Z525高速钢直柄麻花钻9,专用夹具 6.21min6.21min140钻钻4mm孔深6机加二Z525高速钢直柄麻花钻9,专用夹具 6.95min6.95min150铣铣长12宽为6的腰形孔机加二X52K键槽铣刀2min2min160磨磨内部锥形大孔机加二内圆磨床砂轮6.95min6.95min170去毛刺去毛刺180检验检验入库设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处记更改文件号签字日期苏州科技学院天平学院毕业设计设计题目 CQM6132主轴前轴承零件加工工艺 及夹具设计院 (系) 天平学院专 业 机械设计制造及自动化专业学生姓名 唐苏声 学 号 1130116221起迄日期 2015年 03月02日2015年06月19日设计地点 天平学院指导教师 姜云峰 职称 讲师职称填写日期: 2015 年 04 月 01 日摘 要CQM6132主轴前轴承零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。关键词:工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差29AbstractThe flange parts processing technology and fixture design is the design of process design, including the parts processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning,目 录摘 要IIAbstractIII目 录IV第1章 序 言1第2章 零件的分析22.1零件的形状22.2零件的工艺分析2第3章 工艺规程设计43.1 确定毛坯的制造形式43.2定位基准的选择零件表面加工方法的选择43.3 制定工艺路线43.4 选择加工设备和工艺装备73.4.1 机床选用73.4.2 选择刀具73.4.3 选择量具73.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定7第4章 确定切削用量及基本时间104.1 工序切削用量的及基本时间的确定104.2 工序切削用量的及基本时间的确定124.3 工序切削用量及基本时间的确定124.4 工序切削用量及基本时间的确定144.6 工序切削用量及基本时间的确定14第5章夹具设计205.1 机床夹具的分类、基本组成和功用205.2夹具的设计思路205.3磨削内锥孔夹具设计225.3.1定位基准的选择225.3.2钻削力及夹紧力的计算225.3.3定位误差分析245.3.4 夹具结构设计255.3.5夹具的使用方法255.3.6夹具的调整26总 结27致 谢28参 考 文 献29 第1章 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。CQM6132主轴前轴承零件加工工艺及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、机械工程材料等的基础下,进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证尺寸证零件的加工质量。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。第2章 零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是CQM6132主轴前轴承零件,主要作用是起连接作用。它主要用于轴与轴之间的连接,以传递动力和转矩。零件的实际形状如上图所示,从零件图上看,该零件是典型的零件,结构比较简单。具体尺寸,公差如下图所示。2.2零件的工艺分析由零件图可知,其材料为HT150,具有较高强度,耐磨性,耐热性及减振性,适用于承受较大应力和要求耐磨零件。CQM6132主轴前轴承零件主要加工表面为:1.车外圆及端面,表面粗糙度值为3.2。2.车外圆及端面,表面粗糙度值3.2。3.车装配孔,表面粗糙度值3.2。4.半精车侧面,及表面粗糙度值3.2。5.两侧面粗糙度值6.3、12.5,法兰面粗糙度值6.3。CQM6132主轴前轴承共有两组加工表面,他们之间有一定的位置要求。现分述如下:(1)左端的加工表面: 这一组加工表面包括:左端面,95mm左端面以及外圆面倒角钻孔。这一部份只有端面有1.6的粗糙度要求,其要求并不高,粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求,因此一道工序就可以达到要求,并不需要扩孔、铰孔等工序。(2).右端面的加工表面: 这一组加工表面包括:右端面;105mm右端面以及外圆面的外圆并带有倒角其要求也不高,粗车后半精车就可以达到精度要求。其中,内孔或内圆直接在上做镗工就行了。第3章 工艺规程设计本CQM6132主轴前轴承假设年产量为10万台,每台需要该零件1个,备品率为111%,废品率为0.25%,每日工作班次为2班。该零件材料为HT150,考虑到零件在工作时要有高的耐磨性,所以选择锻造。依据设计要求Q=100000件/年,n=1件/台;结合生产实际,备品率和 废品率分别取111%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+)(1+)=23134115件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT150,考虑到零件在使用过程中起连接作用,分析其在工作过程中所受载荷,最后选用锻造,以便使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平,而且零件轮廓尺寸不大,可以采用锻造,这从提高生产效率,保证加工精度,减少生产成本上考虑,也是应该的。3.2定位基准的选择零件表面加工方法的选择待加工的两零件是盘状零件,孔是设计基准(也是装配基准和测量基准),为避免由于基准不重合而产生的误差,应选孔为定位基准,即遵循“基准重合”的原则。具体而言,即选105mm其一端面作为精基准。由于待加工的两零件全部表面都需加工,而孔作为精基准应先进行加工,对主动端而言,应选面积较大的外圆及其端面为粗基准;对从动端而言,应选面积较大190mm的外圆及其端面为粗基准。待加工的两零件的加工面有外圆、内孔、端面,材料为HT150钢。以公差等级和表面粗糙度要求,参考相关资料,其加工方法选择如下。(1)105mm的外圆面 为未注公差尺寸,根据GB 11340711规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra25um,粗车即可(表5-14)。(2)端面 本零件的端面为回转体端面,尺寸精度的都要求不高,表面粗糙度为Ra25um,粗车即可。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,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。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。方案一:10铸造铸造毛坯20热处理退火30车粗车105mm外圆面以及端面,留粗加工余量40车掉头,粗车95mm外圆面以及端面,留粗加工余量50车精车105mm外圆面以及端面,倒角50车精车95mm外圆面以及端面,倒角60车车100宽度为14mm的槽70车车4X2螺纹退刀槽80车车M95X2螺纹90车粗车内部锥形大孔100车精车内部锥形大孔110车车偏心距为1.2mm的内轮廓120车车油槽深1.2130钻钻3X4mm透孔140钻钻4mm孔深6150铣铣长12宽为6的腰形孔160磨磨内部锥形大孔170去毛刺去毛刺180检验检验入库方案二:10铸造铸造毛坯20热处理退火30车粗车105mm外圆面以及端面,留粗加工余量40车掉头,粗车95mm外圆面以及端面,留粗加工余量50车精车105mm外圆面以及端面,倒角50车精车95mm外圆面以及端面,倒角60车车100宽度为14mm的槽70车车4X2螺纹退刀槽80车车M95X2螺纹90车粗车内部锥形大孔100车精车内部锥形大孔110车车偏心距为1.2mm的内轮廓120车车油槽深1.2130磨磨内部锥形大孔140钻钻3X4mm透孔150钻钻4mm孔深6160铣 铣长12宽为6的腰形孔170去毛刺去毛刺180检验检验入库因为方案二磨削在钻孔之前进行,这样后续钻孔会影响内孔的加工质量。也影响工件的使用性能。最终选择方案一:10铸造铸造毛坯20热处理退火30车粗车105mm外圆面以及端面,留粗加工余量40车掉头,粗车95mm外圆面以及端面,留粗加工余量50车精车105mm外圆面以及端面,倒角50车精车95mm外圆面以及端面,倒角60车车100宽度为14mm的槽70车车4X2螺纹退刀槽80车车M95X2螺纹90车粗车内部锥形大孔100车精车内部锥形大孔110车车偏心距为1.2mm的内轮廓120车车油槽深1.2130钻钻3X4mm透孔140钻钻4mm孔深6150铣铣长12宽为6的腰形孔160磨磨内部锥形大孔170去毛刺去毛刺180检验检验入库3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序和工序是粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多,成批量生产,故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大,精度要求属于中等要求,选用最常用的CA6140卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4.2-7。.工序是钻孔,选用Z525摇臂钻床。 工序都为CA6140卧式车床。由于加工的零件外廓尺寸不大,又是回转体,故宜在车床上镗孔。由于要求的精度较高,表面粗糙度较小,需选用较精密的机床才能满足要求,因此选用CA6140卧式车床(表5-134)。3.4.2 选择刀具.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀,它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-134,GB5343.2-134)。.钻孔时选用高速钢麻花钻,参考机械加工工艺手册(主编 孟少农),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。3.4.3 选择量具本零件属于成批量生产,一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种:一是按计量器具的不确定度选择;二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CQM6132主轴前轴承” 零件材料为HT150,查机械加工工艺手册(以后简称工艺手册),表2.2-17 各种铸铁的性能比较,硬度HB为1432611,表2.2-23 球墨铸铁的物理性能,密度=7.27.3(),计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)轻型(零件重100kg)单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据,该零件的月工序数不低于3050,毛坯重量21202506.04.0顶、侧面底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。第4章 确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量a、进给量f和切削速度v。确定顺序是先确定a、f、再确定v。4.1 工序切削用量的及基本时间的确定4.1.1 切削用量 粗车105mm外圆面以及端面,留粗加工余量所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1,由于CA6140机床的中心高为200(表1.30),故选刀杆尺寸=,刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃倾角=,刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为3mm,可在一次走刀内完成,故.确定进给量根据切削加工简明实用手册可知:表1.4刀杆尺寸为,工件直径400之间时, 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量(表4.211)在机械制造工艺设计手册可知: =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验根据表130,CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21,当强度在174207时,=时,径向进给力:=1150。切削时的修正系数为=1.0,=1.0,=1.17(表1.2112),故实际进给力为: =1150=1111.5 (3-2)由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.11,车刀后刀面最大磨损量取为,车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算,也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11,当硬质合金刀加工硬度2002111的铸件,切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0,=0.112,0.8,=1.0,=1.0(见表1.40),故: =63 (3-3) =120 (3-4)根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为: = (3-5).校验机床功率切削时的功率可由表查出,也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25,=,切削速度时, =切削功率的修正系数=0.73,=0.11,故实际切削时间的功率为: =1.7=1.2 (3-6)根据表1.30,当=时,机床主轴允许功率为=,故所选切削用量可在CA6140机床上进行,最后决定的切削用量为:=3.75,=,=,=.倒角 为了缩短辅助时间,取倒角时的主轴转速与钻孔相同 换车刀手动进给。. 计算基本工时 (3-7)式中=+,=由切削用量简明使用手册表1.26,车削时的入切量及超切量+=,则=+= = (3-8)4.2 工序切削用量的及基本时间的确定采用与工序确定切削用量的方法,得本工序的切削用量及基本时间如下:掉头,粗车95mm外圆面以及端面,留粗加工余量,已知条件与工序相同。车端面、外圆可采用与工序相同的可转位车刀。见表5-1表5-1 主动端工序的切削用量及基本时间工步/mmf/mmr v/msn/rs/s粗车端面 2 0.52 0.38 1.5 111粗车外圆134mm2.3 0.52 0.38 1.5 68 倒角 手动 0.38 1.54.3 工序切削用量及基本时间的确定4.3.1 切削用量精车105mm外圆面以及端面,倒角。已知条件与粗加工工序相同。切削用量。所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。车刀形状所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同,查参考文献6表1-3,车刀几何形状为,=. 确定背吃刀量=0.75mm. 确定进给量根据参考文献7表1.6及参考文献2表4.2-11中C1100-1机床进给量,选择。由于是半精加工,切削力较小,故不须校核机床进给机构强度。. 选择车刀磨钝标准及耐用度 查参考文献7表1.11,选择车刀后刀面最大磨损量为0.4mm,耐用度T=30min。查参考文献6表1.10,当用YT15硬质合金车刀加工b1000MPs的合金钢,切削速度=117m/min。切削速度的修正系数查参考文献7表1.40得:,其余的修正系数均为1,故:V=1170.811.15=110.4m/min=178r/min查参考文献6表4.2-8选择C1100-1机床的转速为: n=1134r/min=3.08r/s则实际切削速度v=1.56m/s半精加工,机床功率也可不校验。最后确定的切削用量为:=0.75mm, f=0.3mm/r, n=1134r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=113.6m/min。确定半精车主动端端面的切削用量。采用车外圆190mm相同的刀具加工,切削用量为:,f=0.3mm/r,n=1134r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=113.6m/min。确定半精镗孔的切削用量。所选刀具为YT15硬质合金、主偏角、直径为12mm的圆形镗刀。其耐用度T=110min。.。.参考文献1表5-1111和表5-57,f=0.2mm/r。.参考文献1表2-8的计算公式确定。V=式中,C=2111,m=0.2,x=0.15,y=0.2,T=110min,k=0.11,则V=150m/min=12011.4r/min选择CA6140车床的转速n=1200r/min=20r/s。4.3.2 切削用量确定半精车基本时间: =52s确定半精车主动端端面的基本时间: =114s4.4 工序切削用量及基本时间的确定4.4.1 切削用量车内部锥形大孔选刀具为YT30硬质合金、主偏角、直径为12mm的圆形镗刀。其耐用度T=110min。=0.25mmf=0.15mm/rv=1.4=230.77mm/min=1837.3r/min参考文献1表5-56,根据C6140车床的转速表,选择n=1400r/min=23.3r/s,则实际切削速度v=4.118m/s。4.4.2 基本时间5.4.2.1 确定精镗孔的基本时间:=16s4.6 工序切削用量及基本时间的确定(1)钻3X4mm透孔钻孔4,本工序采用计算法。表3-5高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围(mm)用途GB1436-134直柄麻花钻2.020.0在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔GB1437-134直柄长麻花钻1.031.5在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔GB1438-134锥柄麻花钻3.0100.0在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔GB14311-134锥柄长麻花钻5.050.0在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔选用Z525摇臂钻床,查机械加工工艺手册 孟少农 主编,查机表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得,耐用度为HT15000,表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长,麻花钻,则螺旋角=30,锋交2=118,后角a=10,横刃斜角=50,L=1117mm,l=116mm。表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度(摘自GB6117-134) mm直径范围直柄麻花钻ll111.13411.20151101表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值(根据GB6117-134) ()d (mm)2f8.618.00301181240110表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度(1)后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0(mm)20高速钢铸铁0.50.8(2)单刃加工刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0(mm)1120钻头(钻孔及扩孔)铸铁、铜合金及合金高速钢110钻头后刀面最大磨损限度为0.50.8mm刀具耐用度T = 110 min.确定进给量查机械加工工艺手册 孟少农 主编,第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.250.65,根据表4.11中可知,进给量取f=0.110。.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编,表10.4-17高速钢钻头在球墨铸铁(1110HBS)上钻孔的切削速度轴向力,扭矩及功率得,V=12,参考机械加工工艺手册 孟少农 主编,表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0,R=0.134。 V=12=10.32 (3-17)则 = =111 (3-18) 查表4.2-12可知, 取 n = 150则实际切削速度 = = =11.8.确定切削时间查机械加工工艺手册 孟少农 主编,表10.4-43,钻孔时加工机动时间计算公式: T= (3-111)其中 l= l=5 l=23则: t= =11.11确定钻孔的切削用量钻孔选用机床为Z525摇臂机床,刀具选用GB1436-134直柄短麻花钻,机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10的钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度,根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-11切削速度计算公式为 (3-20)查得参数为,刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间(一个孔) =工序 120 钻4mm孔深6刀具:根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻9.1) 进给量 查机械加工工艺师手册表28-11,取f=0.11mm/r2) 切削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得V=2434m/min. 取V=30m/min3) 确定机床主轴转速ns= 1592r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-5),与1592r/min相近的机床转速为1592r/min。现选取=1426r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时,按工艺手册表6.2-1 t=i ;其中l=7mm; =4mm; =3mm; t= =0.07(min)工序车螺纹M90X1.5选刀具为YT30硬质合金、主偏角、螺纹车刀。其耐用度T=110min。=0.25mmf=0.15mm/rv=1.4=230.77mm/min=1837.3r/min参考文献1表5-56,根据C6140车床的转速表,选择n=1400r/min=23.3r/s,则实际切削速度v=4.118m/s。工序150铣长12宽为6的腰形孔根据机械加工工艺设计手册第一卷表选用硬质合金直柄键槽铣刀铣削深度,一次走刀切除。确定每齿进给量,给据机械加工工艺设计手册表选取确定铣刀的磨钝标准及耐用度按机械加工工艺手册表,铣刀后刀面最大磨损限度按机械加工工艺手册表,刀具的耐用度根据机械加工工艺手册表的故采用X52K铣床由根据机械加工工艺手册表取则实际车削速度此时工作台每分钟的进给量应为:根据机械加工工艺手册表铣削工时:式中所以工序170 磨内部锥形大孔机床:内圆磨床机械加工工艺设计实用手册表工件的转速范围:砂轮轴的转速:砂轮:选取白刚玉锥磨头机械加工工艺设计实用手册表且由机械加工工艺设计手册表得工件速度,工件转速选取砂轮主轴转速为故最大的切削速度:选择工件转速工件的纵向进给量时,横向进给量机械制造工艺金属切削机床设计指导表工件的切削余量,每次切削深度,切削次数为次。动机时间:机械制造工艺金属切削机床设计指导表且由机械制造工艺金属切削机床设计指导表则第5章夹具设计一个机床的机械制造工艺系统由机床、工件、刀具和夹具组成。机床夹具的用以装夹工件的一种装置,其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置,并在加工过程中这个位置不变,可以看出夹具在机械加工中占有很重要的地位,尤其是在成批生产时更是大量采用机床夹具,它们是机床和工件之间的连接装置,使工件相对机床或刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏直接影响工件加工表面的位置精度。所以,机床夹具设计是装备设计中的一项重要工作。5.1 机床夹具的分类、基本组成和功用机床夹具按其使用范围可分为以下五种基本类型:通用夹具,专用夹具,通用可调整夹具和成组夹具,组合夹具,随行夹具。机床夹具的基本组成,根据功用一般可分为:1)定位原件或装置,用以确定工件在夹具中的正确位置;2)刀具导向原件或装置,用以引导刀具或用以调整刀具相对于工件的位置;3)夹紧元件或装置,用以夹紧元件;4)连接原件,用以确定工件在机床上的正确位置并与机床相连接;5)夹具体,用以连接各夹具元件及装置,使之成为一个整体,并通过它将夹具安装在机床上;6)其他元件及装置,如分度装置、防错装置等。机床夹具的功用一般为:1)保证加工质量;2)提高生产率,降低成本;3)扩大机床工艺范围,做到一机多能;4)平衡各工序时间,以便组织流水生产;5)减轻工人劳动强度,保证生产安全。5.2夹具的设计思路CQM6132主轴前轴承除了具有轴的一般加工规律外,也有它的工艺特点,主要包括形状复杂,刚性差及技术要求高,针对这些特点应采取相应的措施,分析如下:5.2.1形状复杂CQM6132主轴前轴承主轴颈与连杆轴颈不在同一轴上线,偏心距有一定的尺寸要求,并且两轴有较高的位置度要求,同时主轴颈与连杆轴颈间有较大的平衡块,因此在工艺设计中应解决以下几点问题:a.设计加工连杆轴颈的偏心夹具,即连杆轴颈与机床主轴重合,并使夹具能回转180度,加工另一连杆轴颈。b.为消除加工时的不平衡力的产生,设计夹具时应精确设计平衡重。5.2.2刚性差因本CQM6132主轴前轴承长径比较大,同时具有曲拐,因此刚性较差。CQM6132主轴前轴承在切削力及自重的作用下会产生严重的扭曲及弯曲变形,特别在单边传动的机床上加工更为严重,在工艺设计中应解决以下问题:(1):粗加工时由于切削余量大,切削力也较大,可用中间托架来增强刚性,减小变形和振动,同时机床刀具及夹具都应有较高的刚度。(2):在加工时尽量使切削力的作用相互抵消,可用前后刀架同时横向进给。(3):合理安排工位次序以减少加工变形,按先粗后精的原则安排加工工序,逐步提高精度。(4):在有可能产生变形的工序后面增设校直工序。5.2.3技术要求高CQM6132主轴前轴承技术要求较高,加工面多,需要保证的尺寸、形状、位置精度较多。因而总的工艺路线较长,精加工占有相当比例。加工时应要解决以下问题:A:正确分配粗加工、半精加工及精加工余量。B:粗基准选择用CQM6132主轴前轴承两端的中心孔。中心孔的加工以主轴颈外圆作为基准,这样能保证CQM6132主轴前轴承加工径向及轴向加工余量的均匀性。C:精加工时仍用中心孔作为基准,但要重新修磨中心孔,避免精加工时因中心孔磨损引起加工误差。也可一端用主轴颈定位,另一端用中心孔定位以提高刚度。D:CQM6132主轴前轴承轴向定位以主轴颈轴肩定位,工艺设计时定位基准应尽量与设计基准一致。综上分析,鉴于磨削连杆轴颈夹具的典型性和特殊性,决定设计六个连杆轴颈的粗磨夹具,本夹具将用于MQ1350B外圆磨床。本夹具可同时粗磨位于同一轴心线上的连杆轴颈、两侧面及过度圆角。其中,各连杆轴心线的相位差要求控制在之内对夹具的分度装置精度要求较高,同时连杆轴颈有较高的尺寸和位置精度,对夹具的定位夹紧机构精度要求较高。连杆轴颈侧面有较高的端面跳动要求,并同时满足和磨削表面的粗糙度要求,这就要求夹具有较好的定位和夹紧装置,尽量减少定位和夹紧误差。由于只能同时磨削在同一轴心线上的连杆轴颈,所以在每一组磨削完两道轴颈之后都要将工件进行角度调整使待磨削的连杆轴颈和机床中心线能够在同一条轴心线上,这就可以考虑在夹具上设计出专用的分度盘进行分度来提高生产效率,不过 分度装置的精度等级要高出连杆轴颈精度等级1级以上。综合分析以上问题,本夹具的设计存在特殊之处,对各部分的要求都相对较高,在设计时必须认真思考和全面地衡量,尽可能地减少夹具导致的加工误差和降低精度的因素。在保证加工质量的前提下,还要考虑提高生产率和降低成本,减轻工人的劳动强度。5.3磨削内锥孔夹具设计5.3.1定位基准的选择工件在机床上的定位,实际上包括工件在夹具上的定位和夹具在机床上的定位两个方面,这里只讨论工件在夹具上的定位。在本夹具设计中,由零件图可知,CQM6132主轴前轴承六个连杆轴颈中心线对主轴中心线有平衡度要求,其设计基准为主轴颈中心线。为了使定位误差为零,应该选择以主轴颈为定位面的夹具,其轴向定位面为第一主轴颈上的止推面,因此这里设计以第一、七主轴颈和止推面为定位基准面的夹具。采用翻转压盖式机械夹紧,具有结构简单、通用性好、夹紧可靠、增力比大等特点。5.3.2钻削力及夹紧力的计算计算切削力 (3-1)式中 -切除单位体积的切屑所需压力(); -切削深度(mm); -工件速度(m/min); -砂轮速度(m/s); -轴向进给量(mm); -砂轮宽度(mm);参照机械加工工艺手册表13.1-4,可查得=22,=0.6,=0.76,=0.76,=0.8,=0.62;由机械加工工艺手册表13.4-5取=35m/s;已知=0.1,工件磨削表面直径=62mm,由机械加工工艺手册表13.4-6可查得=24m/min;砂轮宽度=8mm,本工序取,由此算得:在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 (3-2)式中 -基本安全系数,1.5; -加工性质系数,1.2; -磨具钝化系数,1.2; -断续切削系数,1.1;则: 由于法向切削力有左右两夹具体承受,因此在计算所需夹紧力时只需考虑切向磨削力。计算夹紧力:夹紧工件所需的夹紧力如前所述,本工序只需计算防止工件转动所需的夹紧力W,根据工件力矩平衡条件可得: (3-3)式中 N-V型块工作面对工件的反作用力, (3-4)G-工件自重; D-工件定位基准直径; M-切削力矩; ,-夹紧面和夹具定位面上的摩擦系数。将N值带入上世的实际夹紧力为: (3-5)其中已知D=75.1mm,G=748.7N,=0.25,算得:压盖夹紧机构产生的夹紧力查机床夹具设计手册表1-2-13螺母夹紧力可得用扳手的M20六角螺母许用夹紧力=7950N,显然,故本夹具可以安全的工作。5.3.3定位误差分析因为工件的定位基准和定位元件均有制造误差,所以工件在夹具中定位后的实际位置将在一定范围内变动,即存在一定的定位误差,设计定位装置时,就要控制这一误差在加工中所允许的范围内。产生定位误差的原因有以下两个方面:1)定位基准和工序基准不重合;2)定位基准位移。定位误差就是由基准不重合误差和基准位移公差综合引起的同批工件工序尺寸的那部分公差,也就是等于两者的代数和。 (3-6)本夹具的主要定位元件为V型块,轴向定位时定位基准右夹具体的左端面与止推面的接合面即为CQM6132主轴前轴承连杆轴颈工序基准,即不存在基准位移公差也不存在基准不重合误差,所以。求工序尺寸的定位误差,定位基准为主轴颈与V型块接触母线A和B,工序基准为主轴中心线,当主轴颈直径存在误差时,定位基准A或B沿V型块工作面的位移为 (3-7)所以基准不重合误差为 (3-8)基准位移误差为 (3-9)则总的定位误差为 (3-10)已知本工序中,故 (3-11)5.3.4 夹具结构设计本夹具使用V型块定位,如图所示图3-2圆磨床CQM6132主轴前轴承夹具装备图该夹具主要由左夹具体1、右夹具体7、左夹具V型块10、右夹具V型块11、分度盘6、压盖2、定位块14和翻转块19等零件组成。左右夹具的一端分别和磨床的头架和尾架主轴相连接,用V型块定位。左右夹具体的中心线即为主轴的回转中心线。翻转块整体淬火处理,分度盘的3个齿面和M16螺孔淬火处理,以保证耐磨性。分度盘的分度精度等级要高出连杆轴颈等级1级以上。5.3.5夹具的使用方法将左右夹具体固定在头架和尾架中的主轴上,然后把定位销(4个)打入夹具体,再把左右两V型块固定到各自的夹具体上。V型块的定位靠定位销8来实现。V型块的下面和侧面分别垫一块儿底面垫板9和侧面垫板18,用来调整工件的中心线,最后装上压盖2、定位块14和活结螺栓15等零件。加工时,将精磨后的第七主轴颈和第一主轴颈只与夹具的左右V型块上,用百分表调整第1或第6连杆轴颈轴心线,使其处于磨床主轴回转中心位置,然后夹紧CQM6132主轴前轴承,再将分度盘套在CQM6132主轴前轴承皮带轮轴颈上,使3个齿面中的一个紧靠在翻转块上,然后用内六角螺钉将其固在皮带轮轴颈上,这样就可以磨削第1、6连杆轴颈了。当磨削第2、5和3、4连杆轴颈时,只需要将翻转块掀起,CQM6132主轴前轴承顺时针旋转一定角度()再返向旋转CQM6132主轴前轴承,是分度盘的另一个齿面紧靠在翻转快上,然后夹紧CQM6132主轴前轴承就又可以磨削了。由于分度盘的3个齿面为精确分度,因此保证了个连杆轴颈的角度偏差并满足了工艺要求。由于用V型块定位,零件支撑轴颈的偏差会引起CQM6132主轴前轴承轴颈的变化和产生锥度,因此要严格控制支撑轴颈的偏差。5.3.6夹具的调整(1)调整CQM6132主轴前轴承连杆轴颈轴心线的平行度误差采用修磨侧面垫板来实现(2)调整CQM6132主轴前轴承的回转中心半径采用修磨地面板来完成(3)加工回转半径不同的CQM6132主轴前轴承时,可以通过更换不同厚度的地面板来实现总体来说,该夹具能够大大提高生产效率,因为可以调整,所以其加工范围增大,能够解决设备不足的情况;能够有效的保证加工精度,无需高技能操作者;结构简单。制造方便、快捷,能够为新产品的顺利生产奠定技术基础。总 结毕业设计即将结束了,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,为我们踏入社会打下了好的基础。毕业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。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了很多,也非常珍惜大学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 谢这次毕业设计使我收益不小,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,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。这次毕业设计成绩的取得,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,特别是每次都放下他的休息时间,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。从题目的选择到项目的最终完成,他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜,他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,他的治学严谨和科学研究的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。参 考 文 献1 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,111134。2 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导。机械工业出版社,111115。3 李庆寿。机床夹具设计。机械工业出版社,111111。4 李洪。机械加工工艺手册。北京出版社,111134。5 上海市金属切削技术协会。金属切削手册。上海科学技术出版社,2544。6 黄如林,刘新佳,汪群。切削加工简明实用手册。化学工业出版社,2544。7 余光国,马俊,张兴发,机床夹具设计M,重庆:重庆大学出版社,111115。8 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,2540。11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,111134。10 王光斗,王春福。机床夹具设计手册。上海科学技术出版社,2540。11 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.上海科学技术出版社,11184。 12 李庆寿,机械制造工艺装备设计适用手册M,银州:宁夏人民出版社,111111。11 廖念钊,莫雨松,李硕根,互换性与技术测量M,中国计量出版社,2540:11-111。14 王光斗,王春福,机床夹具设计手册M,上海科学技术出版社,2540。15 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社,25HT150:4-17
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