轴承夹具设计Word文件下载.docx
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Accordingtotheinformationshownisthesupportingshaftbearingholeparts,itcanguidetherotatingshaft,theshaftcanwithstandtheidlepart,themachineplayedthemainroleofthebaseandtubeaccess.
Keywords:
machining,processplanning,specialfixtures,bore
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目录
1孔轴承的工艺分析及生产类型的确定1
1.1孔轴承的作用1
1.2孔轴承的技术要求2
1.3孔轴承工艺分析2
2确定毛坯、绘制毛坯简图4
2.1选择毛坯4
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量4
2.3绘制孔轴承毛胚的铸造简图5
3.拟定孔轴承工艺路线6
3.1定位基准的选择6
3.1.1精基准的选择6
3.1.2粗基准的选择6
3.2各面、孔加工方法的确定6
3.3加工阶段的划分7
3.4工序的集中与分散7
3.5工序顺序的安排7
3.5.1机械加工工序7
3.5.2热处理工序9
3.5.3辅助工序9
3.6确定加工路线9
4机床设备及工艺装备的选用11
4.1机床设备的选用11
4.2工艺装备的选用11
5加工余量、工序尺寸和公差的确定12
6切削用量、时间定额的计算13
6.1切削用量的计算13
6.1.1粗铣平面工步13
6.1.2半精铣平面工步13
6.1.3精铣平面13
6.2时间定额的计算14
6.2.1基本时间
的计算14
6.2.2辅助时间
的计算15
6.2.3其他时间的计算15
6.2.4单件时间
的计算16
7夹具设计17
7.1问题的提出17
7.2夹具设计17
7.2.1定位方案17
7.2.2夹紧机构17
7.2.3夹具与机床联接元件17
7.2.4定位误差分析18
7.2.5切削力及夹紧力的计算18
8设计体会19
9参考文献20
1孔轴承的工艺分析及生产类型的确定
1.1孔轴承的作用
该零件主要用于支撑轴，同时可以引导轴的旋转，也可以承受轴上空转，在机床上主要起到底座与管接的作用。
图1-1
1.2孔轴承的技术要求
孔轴承的技术要求见表1-1
表1-1孔轴承技术要求
加工表面
偏差
mm
公差及精度等级
粗糙度Ra
µ
m
形位公差/mm
Φ42外圆面
+0.008
IT5
1.6
圆柱端面
IT8
6.3
Φ65端面
IT10
12.5
Φ52端面
IT7
垂直度
24mm端面
3.2
Φ25的孔
+0.023
Φ45的孔
IT11
Φ35的退刀槽
Φ29的孔
Φ32的孔
+0.027
同轴度
Φ17的孔
1.3孔轴承工艺分析
分析可知本零件材料为灰口铸铁，HT200。
该零件具有较高的强度，耐磨性，耐热性，减震性，适应于承受较大的应力，要求耐磨的零件。
孔轴承具有两组工作表面，他们之间有一定的位置要求。
由零件图可知，φ65与φ52所在的大平面是主要的设计基准和加工基准。
该零件的主要加工面可分为三组：
1.φ32mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：
φ32mm孔的两个端面及φ35mm三个退刀槽φ29mm的两个端面φ45mm的两个端面
2.以φ25mm孔为加工表面
这一组加工表面包括，φ25mm的端面和倒角及内孔φ11mm与φ17mm的沉头孔。
3.以大平面加工表面
这一组加工表面包括，φ65mm与φ52mm表面，φ42mm圆柱面及24mm厚处的端面
这三组的加工表面有着一定的位置要求，主要是：
1.φ32mm孔内与φ16mm中心线垂直度公差为0.10；
2.φ32mm孔端面与φ16mm中心线的距离为12mm。
由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。
由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。
另外考虑到零件的精度不高可以在普通机床上加工。
2确定毛坯、绘制毛坯简图
2.1选择毛坯
根据零件差资料知：
零件材料确定毛坯为灰铸铁，通过计算和查询资料可知，毛坯重量约为2.00kg。
生产类型为大批量，可采用金属型铸造毛坯。
由于φ29mm的孔需要铸造出来，故还需要安放型心。
此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
零件基本尺寸在150左右，由表2-1可知，差得该铸件的尺寸公差等级CT为10级。
由表2-5可知，加工余量等级MA为G级，故CT=10级，MA为G级。
由表2-5和2-1确定机械加工总余量4.4mm
2.3绘制孔轴承毛胚的铸造简图
由表2-1所得结果，绘制毛坯简图如图2-2所示。
图2-2
3.拟定孔轴承工艺路线
3.1定位基准的选择
3.1.1精基准的选择
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。
精基准的选择主要考虑基准重合的问题。
选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。
采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。
为使基准统一，选择φ65与φ52所在的大平面作为精基准。
3.1.2粗基准的选择
对一般的零件来说，以平面作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：
当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，孔轴承以φ42mm圆柱端面作为粗基准。
3.2各面、孔加工方法的确定
根据孔轴承零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如表3-1：
表3-1孔轴承各表面加工方案
主要加工表面
尺寸精度等级
粗糙度
加工方案
备注
Φ42的外圆面
粗铣-精铣
表1-6
粗镗—半精镗
表1-7
Φ25的内孔
钻-扩-铰
粗镗-半精镗
Φ35的孔
IT12
粗镗
φ17的孔
锪钻
Φ6螺纹孔
（公差带5H-7H）
钻螺纹
表1-10
粗铣
表1-8
粗铣-半精铣
60mm端面
粗铣—半精铣
3.3加工阶段的划分
该孔轴承的加工质量要求较高，可将加工阶段划分成面加工和孔加工两个阶段。
加工过程中，首先加工面，然后加工各空，最后加工各细节部分（攻丝等）
3.4工序的集中与分散
该零件选用工序集中原则安排孔轴承的加工工序。
该孔轴承的生产类型是大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；
而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。
3.5工序顺序的安排
3.5.1机械加工工序
（1）方案
工序00铣φ65mm孔的端面，铣φ52mm孔的端面，
工序05铣φ42mm圆柱端面，铣φ42mm圆柱面
工序10铣φ10mm孔和φ16mm的基准面
工序15钻、扩、铰φ32mm，倒角45°
。
选用Z535立式钻床加工
工序20钻φ10mm和钻、半精铰、精铰φ16mm孔，倒角45°
用Z535立式钻床加工
工序25钻半、精铰、精铰φ16mm,倒角45度。
选用Z525立式钻床
工序30钻螺纹孔φ6mm的孔，攻丝M8-6H。
选用Z525立式钻床加工
工序35钻φ6mm的孔，锪120°
的倒角。
工序40拉沟槽R3
工序45钻半、精铰、精铰φ16mm,倒角45度。
工序50钻螺纹孔φ6mm的孔，攻丝M8-6H。
工序55钻φ6mm的孔，锪120°
选用Z525立式钻床加工，拉沟槽R3
又因为工序集中有利于采用搞生产率机床；
减少工件装夹次数，节省装夹工作时间；
有利于保证各加工面的相互位置精度；
减少工序数目，缩短了工艺路线，也简化了生产计划和组织工作；
所以最终制定机械加工工序如下：
工序00铣φ65mm孔的端面
工序05铣φ52mm孔的端面
工序10铣φ42mm圆柱端面
工序15铣φ42mm圆柱面
工序20铣φ10mm孔和φ16mm的基准面
工序25钻、扩、铰φ32mm，倒角45°
工序30钻φ10mm和钻、半精铰、精铰φ16mm孔，倒角45°
工序35钻半、精铰、精铰φ16mm,倒角45度。
工序40钻螺纹孔φ6mm的孔，攻丝M8-6H。
工序45钻φ6mm的孔，锪120°
工序50拉沟槽R3
工序
钻半、精铰、精铰φ16mm,倒角45度。
工序66钻螺纹孔φ6mm的孔，攻丝M8-6H。
工序65钻φ6mm的孔，锪120°
工序70拉沟槽R3
3.5.2热处理工序
加工之前进行时效处理。
3.5.3辅助工序
在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；
精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。
综上所述，该孔轴承工序的安排顺序为：
热处理（时效处理）——主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——主要表面精加工。
3.6确定加工路线
在综合考虑上述工序安排的原则基础上，由表3-2列出孔轴承的工艺路线
工序号
工序名称
机床设备
刀具和量具
00
铸造
05
时效处理
10
粗铣Φ65mm与Φ52mm所在平面、24mm表面、圆柱端面
卧式铣床X62
端铣刀、游标卡尺
15
半精铣24mm表面、圆柱端面、精铣Φ52mm平面
20
粗铣Φ42mm圆柱面
25
半精铣Φ42mm圆柱面
30
°
粗镗Φ29mm、Φ32mm、Φ35mm的孔
35
半精镗Φ29mm、Φ32mm的孔
40
粗镗Φ45的孔
45
钻Φ16的孔钻扩铰Φ25的孔
麻花钻—扩孔钻—铰刀
50
钻Φ11的孔锪钻Φ17的孔
麻花钻—锪钻
55
去毛刺、倒角
60
检验
65
终检
4机床设备及工艺装备的选用
4.1机床设备的选用
在大批生产条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备。
所选用的通用设备应提出机床型号，所选用的组合机床应提出机床特征，如“四面组合机床”。
主要以由表3.2给出。
4.2工艺装备的选用
工艺装配主要包括刀具、夹具和量具。
在工艺卡片中应简要写出它们的名称，如“铣刀”、“百分表”、“车床夹具”等。
刀具、量具以在3.2给出。
该零件的生产类型为大批生产，所选用的夹具均为专用夹具。
5加工余量、工序尺寸和公差的确定
此处只对对第十和第十五道工序进行相关计算。
6切削用量、时间定额的计算
6.1切削用量的计算
计算工序工序十为粗铣Φ65mm和Φ52mm的平面及24mm的圆柱端面和工序十五为半精铣24mm表面、圆柱端面、精铣Φ52mm平面
工序十为粗铣Φ65mm和Φ52mm的平面及24mm的圆柱端面。
该工序分为两个工步：
工步1是以B面定位，粗铣A面；
工步2是以A面定位粗铣B面。
由于该工步是在一台机床上加工完成因此它们的选用切削速度和进给量是一样的，只有背吃刀量不同。
6.1.1工序一
1.背吃刀量的确定：
工步1的背吃刀量取为Z1为1.7mm，而工步2的背吃刀量取为Z2为3mm
1.进给量的确定由表5—7，按机床功率为5—10KW，工件—夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿f取为0.08m/s.
3.n=160v=nπd/1000=160*3.14*125/1000=62.8m/min
6.1.2工序二
1）背吃刀量的确定
取被吃刀量Z3=0.3。
2）进给量的确定
取该工步的每转的进给量
=0.10mm/r。
3）切削速度的计算
由表5-12，按工件材料为灰铸铁的条件选取，切削速度可以取为183m/min。
由公式（5-1）
可求得该工序铣刀转速
=728r/min,参照表4-6所列X61型卧式铣床的主轴转速，取转速
=725r/min。
再将此转速带入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度：
=195r/min
31.75mm/1000=182.18m/min。
6.2时间定额的计算
的计算
工序1：
由表5-43l=65，
=1
=0.5（
（
-
））+1=10
fmz=0.2*14*125=350
=（65+10+1）/350=12s
=（42+1+5）/350=9s
=（52+7+1）/350=10s
工序2：
fmz=320
ae=0.3
l=42
=
+1=6mm
=2mm
=（42+6+2）/320=10s
l=82mm
=6mm
=2
=（82+6+2）/320=17s
=10+17+12=39s
=（52+6+2）/320=12s
工序1
=0.15*31s=4.65s
工序2
=5.85s
6.2.3其他时间的计算
除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。
由于该孔轴承的生产类型大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可以忽略不计；
布置工作地时间
是作业时间的2%
7%，休息与生理需要时间
4%,本工件均取3%，则各工序的其他时间（
+
）可按关系式（3%+3%）
）计算，他们分别为：
工序1为2.14秒
工序2为2.70秒
=31+4.65+2.14=37.79s
=39+5.85+2.70=47.55s
将上述零件的工艺规程设计的结果，填入工艺文件。
7夹具设计
夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。
在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。
正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。
同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。
根据老师给定的题目，设计工序10—粗铣Φ65mm与Φ52mm所在平面、24mm表面、圆柱端面。
本专用夹具将用于X62卧式铣床的加工。
刀具为端铣刀等，制造夹具体毛坯的材料为HT200。
通过铸造得到。
7.1问题的提出
本夹具主要用于工序10—粗铣Φ65mm与Φ52mm所在平面、24mm表面、圆柱端面。
由于工序较多，工艺要求相对较高，加工相对复杂。
本夹具的设计工程中应主要考虑以下四点：
（1）怎样限制零件的自由度；
一个大平面限制3个自由度，菱形销限制1个自由度，圆柱销限制了2个自由度。
（2）怎样夹紧；
设计夹具由螺旋夹紧工件。
（3）设计的夹具怎样排削；
此次加工利用积屑槽
（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。
7.2夹具设计
7.2.1定位方案
工件以Φ50外圆及端面为定位基准，采用圆柱销和菱形销组合的定位方案。
其中平面限制工件三个自由度，圆柱销限制两个自由度，菱形销限制一个自由度。
综上，该定位方案可行。
7.2.2夹紧机构
采用螺旋推动V型块夹紧机构，通过拧紧右端C型固定手柄压紧螺钉，推动活动V型块压紧工件实现夹紧。
同时辅助以U型压板，进行辅助夹紧。
7.2.3夹具与机床联接元件
采用两个标准定为键，固定在夹具体底面同一条直线位置的键槽中，用于确定机床夹具相对于机床进给方向的正确位置。
要保证定位键的宽度与机床工作台T型槽相匹配的要求。
定位键可以承受一定的铣削扭矩，减轻夹紧螺栓、夹具体与机床的负荷，加强夹具加工过程的稳定性。
7.2.4定位误差分析
定位元件尺寸及公差的确定。
夹具的主要定位元件为一个大平面，一个圆柱销和一个菱形销，定位基准与工序基准相重合，所以基准不重合误差△b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。
由表2-3铸件尺寸公差，基准位移误差为2.8／√2.所以定位误差为1.98mm。
7.2.5夹紧力的计算
夹紧力：
式中φ───螺纹摩擦角
───平头螺杆端的直径
───工件与夹紧元件之间的摩擦系数,0.16
───螺杆直径
───螺纹升角
Q───手柄作用力
L───手柄长度
则所需夹紧力
=766（N）
根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。
设计的夹具体零件图及装配图见图7—1和图7—2
图7—1
图7—2
8设计体会
三周的课程设计结束了。
在老师的的耐心指导下，我们学到许多东西。
本次设计通过理论与实践的结合，加深了我们对理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。
这次课程设计主要经历了两个阶段，第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。
第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方面的知识；
夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。
回顾起此次孔轴承的课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从理论到实践，在整整三个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固等。
我觉得这次设计最重要的是让我懂得了团队精神的重要性。
在本次设计过程中，如果我们没有一个很好的团队互助。
很多自己想了很久没有结果的问题，在大家的帮助下很快就可以解决掉。
我深刻的感觉到团队合作的重要性。
在此特别感谢老师对我们的帮助。
祝愿冷老师：
工作顺利，合家欢乐！
9参考文献
[1]陈宏钧主编.实用机械加工工艺手册［M］.北京
机械工业出版社，1991
[2]冷岳峰，赵丽娟主编，机械几何量精度设计与检测［M］，阜新，辽宁工程技术大学，2010
[3]王光斗，王春福主编，机
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