1、设计（论文）题目：工装设计 系 别：机电工程系全套图纸，加 153893706目 录、 计算生产纲领，确定生产类型 1、 零件图样的工艺性 1、 工艺过程设计 2、 毛坯的选择 3五、确定机械加工余量及毛坯、设计毛坯图 4六、工序设计 7七、确定切削用量及基本时间 11八、夹具的设计22九、小结24十、参考文献25（一） 、序言毕业设计，它是一次深入的综合性的总复习，也是一种理论联系实际的训练踏实我们完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是我们综合运用所学过的基本理论基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练，它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。这
2、对学生即将从事的有关技术工作和未来事业的开拓有一定意义。毕业设计的主要目的：1 培养我们综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学过的知识。2 培养我们树立正确的设计思想，设计构思和创新思维。掌握工程设计的一般程序，规范和方法。2 培养我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书进行设计计算，数据处理。编写技术文件等方面的工作能力。34 培养我们进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。5 就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练。丛中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。为今
3、后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处。恳切各位老师给予指导。课题简介本课题是与叉车滚轮有关的工装设计，叉车应用与工业机械中，通常用与托运大或笨重的货物，以减轻人力劳动强度从而节约企业成本。插车在托运器重货物是靠其两侧的支撑架来实现的，支撑架在唾弃重物时由上下两根轴支撑通过链条带动把重物托起，在运转过程中由于存在着摩擦使链条在带动托运架旋转时产生很大的噪音很震动，为消除这种现象在插车中用了很多的轴承！滚动轴承是一种通用性很强，标准化，系列化程度很高的基础元件。由于各种机械有着不同的工作条件，对滚动轴承在载荷能力，结构和使用性能等方面都提出了各种不同的
4、要求。为此，滚动轴承就需要有各式各样的结构。但最基本的结构是由内圈，外圈，滚动体和保持架组成。1. 内圈通常与轴配合，并与轴一起旋转。2. 外圈通常与轴承座孔或机械部件外壳配合，起支撑作用。但在某些场合也有外圈旋转，内圈固定的，或内外圈都是旋转的。3. 滚动体借助保持架均匀的排列在内圈和外圈之间。滚动体有球，圆柱滚子，滚针，圆锥滚子和球面滚子等，它们的形状大小和数量直接影响轴承的承载能力和使用性能。4. 保持架将轴承中的一直组滚动体等距离隔开，引导滚动体在正确的滚道上运动，改善轴承内部载荷分配和润滑性能。为了适应某些使用要求，有的轴承会增加或减少一些零件，如无内圈，无外圈，即无内圈有无外圈；或
5、带防尘盖，密封圈及安装调整用的紧定套.轴承在工作时对其影响最大的除了他的制造精度外其游隙对其影响也很大如果游隙选择不正确同样不能正常工作，轴承的游隙可分为径向游隙和轴向游隙，径向游隙指一个圈固定不动另一个相对固定套圈径向移动量，轴向游隙是指一个套圈固定另一个移动套圈相对移动套圈轴向偏移量；游隙又有工作游隙，安装游隙和原始游隙之分，原始游隙指未安装前的游隙，安装游隙指安装后的游隙，由于安装过盈配合的原因，内圈在安装时会有相应的膨胀，使游隙减小，一般原始游隙大于安装游隙；工作游隙指轴承在运转时的游隙，轴承在运转时由于材料和受摩擦产生的热不一样，使轴承内外圈的热膨胀不同使游隙变大或减小，由于离心力的
6、不同内膨胀小于外圈的膨胀，也造成游隙减小，一般来说工作游隙有大与安装游隙。由于游隙的存在又潜在要求轴承的沟道精度要高，给造成加工带来难度，所以在设计轴承时一定要多方考虑轴承的游隙。本课题所涉及到的是叉车两侧的滚动轴承，它的结构外观图为这类轴承很一般的深沟球的工作原理基本一样，所不同的是该轴承是双滚道，内圈固定在车体上，外圈旋转并起一定的支撑作用，剖开图如下：如图所示，该产品由内圈，外圈，滚动体密封槽组成，他于一般深沟球轴承的区别在与：他是双滚道，没有保持架，内圈由轴做成，轴的两段各有一个孔，他是用来安装用的，用螺栓连接在车架上，内圈固定外圈旋转，为防止灰尘等一些杂物进入滚道影响轴承的旋转精度，
7、在轴承的两端装有密封圈来防止硬度大的颗粒进入滚道，同时还可以提高轴承的使用寿命。一 计算生产纲领，确定生产类型叉车滚轮应用与农业机械，建筑机械，和水利机械，是其中很重要的构件之一，该厂生产的产品大都远销美国、巴西等国家！年生产几十万件，属于大批量生产！根据公司现有设备，该产品加工多用专用设备。二、审查零件图样的工艺性滚轮图样的视图完整，尺寸、公差及技术要求齐全。成品图可以看出精度要求高，由零件成品图可以看出 R350 圆弧，该圆弧用于受力部分，外圈加工精度要求高通过磨床来满足加工要求，轴的加工于外圈略有不同、 ，在加工轴时，两沟道的相对位置精度要求很高，而且形位公差要求也较高，在加工事要用到专
8、用夹具，以提高生产效率。轴承结构简单加工工艺过程相对简单，但精度要求很高，使加工困难，加工时为提高生产率通常采用专用设备；根据零件结构可知：轴承加工通常由车加工和磨加工，车加工属于粗加工阶段，精度要求相对底一些，在车加工阶段对与设备可采用数控车普通车和液压车；在磨加工阶段，为节约成本对于一些要求不高的端面外径通常采用普通磨床也可以满足要求，但一些要求高的如滚道在加工时企业一般采用专用设备来实现。、 工艺过程设计1.工艺路线的拟订1）加工方法的选择：选择各表面的加工方法与零件的技术要求材料，生产规模，现场加工提条件，生产率和经济性要求等有关，应综合考虑该构件是回转类零件，结构相对比较简单，只是各
9、要加工精度和表面粗糙度要求较高。外圈加工大致包括：粗车-精车-粗磨-热处理-精磨轴加工大致为：粗车-精车- 铣-钻-粗磨-热处理-精磨2）加工基准的选择基准选择是工艺规程设计的重要工作之一，基准选择的正确于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，更有、甚者还会造成零件大批报废粗基准的选择：因该零件是回转类零件，故以外径作为粗基准精基准的选择：根据精基准选择原则，完全可以选择一端面和外径作为精基准，在加工是外圈的精度有专用机床来保证，他是通过外圈的外径和一端面做为加工基准，轴则选择外径和中心孔，以便实现基准重合和基准统一从而保证零件的加工质量并使夹具的设计，制造
10、简化。中心孔的要求根据金属切削手册查得：中心孔有 A，B，C 三种结构，根据零件具体情况选择 A 型中心孔，最终不需要保留中心孔；工件直径 D018 时，中心孔直径 d 为 2.5mm，L 为 6mm,D 为 6mm 中心孔图见下页。.2.初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得到合理的保证，在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并适当配置专用机床进行加工；工序以分散为主，某些工序尽量集中来提高生产率，应划分加工阶段，将粗精加工分开；刀具，量具的选择可以专用通用的相结合。选择除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生
11、产成本下降。根据以上分析，初拟工艺路线方案：内，外圈加工过程：棒料-锻造退火车加工热处理-磨加工-精研或抛光零件检验防锈-入库由于钢球和密封圈是采购成品不需要加工！（1）.外圈加工路线：车端面内孔-车另一端面外径-软磨两端面-软磨外径-精车内孔倒角-车沟道车密封槽-铣装球缺口-车外倒角-渗碳淬火-磨两端面-磨外径-磨圆弧-磨滚道-探伤-磷化处理-终磨滚道2）. 车端面内孔-车另一端面外径-软磨两端面-软磨外径-精车内孔倒角-车沟道车密封槽-铣装球缺口-渗碳淬火 -车外倒角-磨两端面-磨外径-磨圆弧-磨滚道-探伤-磷化处理-终磨滚 分析比较：两加工方案基本相同，不同点在于方案一是先车倒角在热处理
12、，方案二是先热处理在倒角，表面看方案二有点不合理，因为在淬火后零件的硬度变大车刀很难在车的动，费工费时不经济，但是我们应该想到在热处理后零件热胀冷缩会使好的倒角多少产生微量变形，严重的会造成倒角过小或过大，不能满足顾客的要求，而热处理带来的微量变形又不好控制。所以在顾客的度要求较高时采用方案二来实现。根据本图纸顾客的要求选择方案一是完全可以满足顾客的需要。 （2）内圈加工工艺：1）.车外径端面倒角软磨外径车沟道车密封槽铣装球缺口铣台阶面钻孔沟道高频淬火磨外径磨滚道倒角磷化处理沟道抛光2）. 车外径端面倒角软磨外径车沟道车密封槽铣装球缺口沟道高频淬火磨外径磨滚道倒角铣台阶面钻孔磷化处理沟道抛光分
13、析比较： 这两种种工艺方案从工序步骤和使用设备来看没有差别，他们所不同的是工序步骤的先后顺序不一样，方案二采用的是工序分散加工方案一是采用了工序集中来实现加工，方案一是通过一次装夹来完成多个工序和工步，采用基准同意符合加工工艺选择原则，但不适合大批量生产，现在企业在满足顾客要求的同时是以赢利为目的，相同的设备相同的步骤那个可以先完成哪个就是做好的！方案二就满足了企业的要求！综合上述分析该构件的外圈和轴的加工工艺方案确定为：1）.外圈加工路线：车端面内孔-车另一端面外径-软磨两端面-软磨外径-精车内孔倒角-车沟道车密封槽-铣装球缺口-车外倒角-渗碳淬火-磨两端面-磨外径-磨圆弧-磨滚道-探伤-磷
14、化处理-终磨滚道2）.内圈加工工艺： 车外径端面倒角软磨外径车沟道车密封槽铣装球缺口沟道高频淬火磨外径磨滚道倒角铣台阶面钻孔磷化处理沟道抛光工序和设备使用：工序：车端面内孔，端面尺寸至 ，内孔尺寸至 设备为10532.068A6140，量具游标卡尺；工序：车另一端面外径，外径尺寸至 设备为 CA6140，量具游.4标卡尺；工序：软磨两端面，尺寸至 ，设备为端面磨床，量具为端面仪；02.3工序：软磨外径，尺寸至 ，设备为外圆磨床，量具 D913；.4工序：精车内孔倒角，设备 CA6140；工序：车沟道，尺寸至 ，设备 CA6140 或液压车床，量具刮色球；01.83工序：车密封槽，设备普通车床，
15、量具样板；工序：铣装球缺口，缺口大小为 R3，设备为卧式铣床，量具游标卡尺；工序：车倒角，设备 CA6140，量具游标卡尺；工序：热处理工序：磨双端面，设备为端面磨床，量具 G903，尺寸至 01,3工序：磨外径，设备外圆磨床，尺寸 ，量具 D91302.54工序 X：磨圆弧，设备 3ME2116，量具 D913；工序：磨沟道，设备为内圆磨床，量具为刮色球或 H903A；工序：探伤，磷化；工序：终磨沟道，设备为精密内圆磨床，量具 D012；2）.内圈加工工艺： 工序：车外径端面倒角，使用设备 CA6140，测量工具千分尺，轴长度尺寸为 05.8工序：软磨外径，尺寸至 ，使用设备为外圆磨床，测量
16、工具01.62为千分尺；工序：车沟道，尺寸至 同时要求的还有形位公差，测量工具为04.8RD923，使用设备为 CJK0640B；工序：车密封槽，使用设备为 CL6140，测量工具为游标卡尺；工序：铣装球缺口 R3，使用设备为 X6132，测量工具为游标卡尺；工序：沟道高频淬火， ，设备高频淬火机；工序：磨外径，尺寸至 ，设备为 MT1083，使用量具为01.42D923；工序：磨沟道，尺寸至 使用设备为 M1432B，测量工具为沟位置04.86R样板或 D022；工序：铣台阶面，使用设备为铣床，量具为游标卡尺；工序：钻孔，使用设备钻床，量具为游标卡尺；工序：沟道抛光，使用设备为滚道超精机，使
17、用量具为沟位置样板；此外还有车倒角，和磷华等工艺和外圈的像似、 毛坯的选择滚动轴承在工作时承受着高而集中的交变应力同时在滚动体和套圈之间还产生强烈的摩擦，因此，滚动轴承钢要求具有高的硬度和耐摩性，高的弹性极限和接触疲劳强度，足够的任性和一定的耐腐蚀性。一般轴承材料用 GCr15，但对于一些应用场合要求有优良的耐摩性，耐疲劳性，又可以承受冲击载荷，要求具有良好的综合力学性能，用轴承钢可以满足要求，但为了节约成本可以采用 20CrMo，该产品外圈在受力时要求很高的硬度又要求一定的塑性和任性，根据上述分析故外圈材料可为 20CrMo，内圈为：GCr15，为提高生产率外圈采用锻件，内圈采用棒料。、 确
18、定机械加工余量及毛坯、设计毛坯图 确定机械加工余量 钢质模弧形面的机械加工余量按 JB3835-85 确定。确定时，根据估算锻件重量，加工精度及锻件形状复杂系数；由表 3.1-56 可查得除孔以外各内外表面的加工余量。孔的加工余量由表 3.1-57 查得。表中余为量值单面余量。 （参考机械加工工艺手册 ） 锻件重量 根据零件成品外圈重量估算为小于 0.4kg.轴为 0.6kg加工精度 零件的各表面为精度 F2 磨削加工。锻件形状复杂系数 S.因为锻件为薄形圆盘，其厚度与直径之比0.2，所以锻件形状复杂系数为复杂级 S4机械加工余量 根据锻件重量、F 2、S 4查表 3.1-56。由于表中形状复
19、杂系数只列 S1和 S3，则 S2参考 S1,S4参考 S3定。由此查得直径方向为1.52.0mm，水平方向为 1.52.0mm.即锻件各外径的单面余量为1.52.5mm。各轴向尺寸的单面余量为 1.52.0mm，锻件中心两孔的单面余量按表 3.1-57 查得为 2.0mm.确定毛坯尺寸锻件的基本要求1.锻件正火处理，硬度不大于 229HB；2.正火后的脱碳层（包括脱碳与贫碳）不得超过 0.6mm；3.锻件不允许有裂纹、白点、夹渣、气泡、缩孔及残余内裂等缺陷；4.锻件表面氧化皮垫坑、毛刺垫坑、折叠、凹心等缺陷最大深度不大于0.5mm；5.毛刺不大于 0.60.6。上面查得的加工余量适用于机械加
20、工表面粗糙度 Ra1.6.Ra1.6 的表面，余量要适量增大。分析本零件，本零件采用锻件，外径尺寸根据机械设计手册查得外径毛坯尺寸为 45mm，滚道挡边尺寸为 25mm，轴承宽度为 35mm，轴的毛坯为棒料，根据机械设计手册查的轴的毛坯尺寸为 25mm，长度为 85，除 40mm 的外圆面为 Ra0.8 以外，其余各表面皆 Ra1.6,因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所得的余量值即可（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查得值中的小值。当表面需经粗加工和半精加工时，可取较大值） 。40mm 的外圆面采用粗磨和精磨，故需增加这些加工工序的加工余量。参考外圆柱表面加工余量（表 3.2-3）
21、确定粗磨单面余量为 0.2mm。精磨余量 0.05mm.，故需增加这个加工工序的加工余量。参考内孔加工余量确定精磨的加工余量为 0.3mm。则毛坯尺寸如下表所示。零件毛坯（锻件）尺寸 （mm）零件尺寸 单面加工余量 锻件尺寸41034. 2 45341.02.25 38.534.53.60 2 30.53817. 2.3 33.43101. 2 27设计毛坯图确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据锻件重量，形状复杂系数，分模线形状种类及锻件精度等级从有关的表中查得。 本零件锻件重量小于 0.4KG, 形状复杂系数为 S4，零件的材料为轴承钢其最高含量大于 3%，因此锻件材质系数为 M2,采取平直分模
22、线，锻件为普通精度等级，则毛坯公差可由表 3.1-42，表 3.1-44 查得。本零件毛坯尺寸允许偏差如表下表所列。毛坯（锻件）尺寸允许公差偏差 （mm）锻件尺寸 偏差 根据45 5.170表 3.1-4238.5 . 表 3.1-4230.5 5.170表 3.1-4233.4 . 表 3.1-4227 4.160表 3.1-4225 . 表 3.1-4216.5 4.10表 3.1-44确定圆角半径锻件的圆角半径按表 3.1-49 确定（参考机械加工工艺手册 ） 。本锻件各部分的 H/B 皆小于 2，故可用下式计算：外圆角半径 r0.05H+0.5内圆角半径 R2.5r+0.5为简化起见，
23、本锻件的内外圆角半径分别取相同数值。以最大的 H 进行计算。r(0.058+0.5)mm0.9mm r 圆整为 1mmR(2.51+0.5)mm3mm以上所取的圆角半径数值能保证各表面的加工余量。确定锻件倒角本锻件由于上、下模膛深度相等，起模角以模 31mm 的一侧计算。L/B34/341 , H/B6.5/340.191按表 3.1-51（机械加工工艺手册 ） ，查得：外倒角1X45，倒角=1X45。确定分模位置由于毛坯是 HD 的圆盘类锻件，应采用轴向分模，这样可冲内孔，使材料利用率得到提高。为了便于起模及便于发现上，下模锻造过程中错移，分模线位置选在最大外径的中部，分模线为直线。确定毛坯
24、的热处理滚动轴承毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化而均匀的组织，从而改善了加工性。零件锻件毛坯见图纸。六、工序设计选择加工设备与工艺设备选择机床工序、，、是粗车，半精车。各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求高，选用最常用的 C620-1 型卧式车床即可。 （参考机械加工工艺手册表 8.1-1）工序 XIII、XIV 为粗磨和精磨，粗磨和精磨可选用 M120W 万能外圆磨床。（参考机械制造工艺设计简明手册表 4.2-11）工序 XVI 铣宽 10.2mm 的对称两槽。选用 X
25、62 卧式升降台铣床 。工序 XV 钻 4 mm 的小孔，可采用专用夹具在立式钻床上加工，可选16.0Z518 型立式钻床。 （参考机械制造工艺设计简明手册表 4.2-14）工序 XVII 铣台阶，由于所加工的表面是弧形面，所以必须选用双立轴圆工作台铣床才能完成加工。因此选用 X7010 型双立轴圆工作台铣床。工序 XVIII 抛光。选择夹具本产品于公司现有产品像似，如外圈通用于主滚轮的外圈，所以很多加工是用专用设备，不需要再另外设计，轴的加工相对于别的轴承略有不同，在车加工时采用三爪卡盘夹紧，在磨加工时有专用的设备，一般单沟道内圈加工通常采用无心磨床和专用磨床外圈采用外圈的专用磨床，夹具部分
26、有床子本身的夹具，但是在轴加工时由于是双沟道加工困难，又因精度要求高故在磨削加工时用到专用夹具。其夹具见夹具设计部分。选择刀具在车床上加工的工序，一般选用硬质合金车刀。加工铁-镍基高温合金GH135 材料零件采用钨钴类硬质合金，粗加工用 YA6，半精加工采用 YG8,精加工采用 YG6X。为提高生产率及经济性，可选用可转位车刀（GB5343.1-85）或(GB5343.2-85)。磨削高温合金比较困难，主要是砂轮易粘附堵塞，磨削力大，磨削温度高，工件表面易烧伤，表面质量和磨削精度不易保证。所在外圆磨时，应选用白刚玉 WA(GB)砂轮为粗磨。精磨时宜采用单晶刚玉 WA(GB)砂轮。因为磨削薄壁工
27、件时应选用硬度低的磨具，所以选用中软级 K(ZR)组织疏松的砂轮。粒度为46#-60#，结合剂多用陶瓷 V(A)。台阶面铣采用面铣刀按表 9.2-7（参考机械加工工艺手册 ）选中齿锯片铣刀（GB6120-85)。铣刀的直径为 40mm， ，齿数 z=32,材料为W2Mo9Cr4VCo8。 磨滚道是由于滚道精度要求较高砂轮的选用根据机械加工工艺手册选择砂轮型号为 P500X200X305A100L6V35m/s钻 11 4mm 小孔按表 8-18（参考机械加工工艺人员手册 ）选用硬16.0质合金钻头。钻头的直径为 5.5mm 的整体硬质合金麻花钻。选择量具根据企业现有设备量具的选择可根据需要选用
28、，车加工阶段用游标卡尺和千分尺，车沟道时采用刮色球来测量，该零件加工精度要求相对一般零件要求教高，在对每一步的加工测量都要进行严格正确的方法进行测量，磨加工测量所需量具和测量方法具体过程见下页的过程控制卡！量具结构改制方案：实质是根据以有量具进行改进，以有的量具结构不够清晰，工作过成表达不清楚，现对其进行改进，要求：把某一轴的旋转改为另一部件的左右摆动，让其走圆弧，在满足要求时采用了两种结构方案；方案一在测投处装一手柄，手柄的上下摇动可以使测头左右摆动，方案二是采用凸轮机构，在测头版上加工出凸轮轮廓线，把凸轮的上下移动转换为测头的左右摆动，分析比较：方案一结构简单但不能体现机械设计原理不能体现
29、科学，一个量具出现两次手工操作，由于人操作误差的存在使测量不精确，方案二采用凸轮结构，结构相对复杂，使用科学方便简化人工操作，使测量精确。方案二是在一个平面上做凸轮的轮廓曲线，使加工困难很难保证其位置精度，另外在进行装配时由于孔小凸轮很难固定在轴上，结构如下：零件 20 在 要和零件 19 连接但由于孔太小螺钉不能实现装夹，对次需改进方案；根据方案二的结构，在平板上做凸轮轮廓线比较困难，装配困难，把凸轮轮廓线做在 19 上，下方用一倒杆，把盘型凸轮做成圆柱凸轮，简化结构，装配方便，结构简图如下：本结构采用槽的高度差在旋转时使倒杆上下移动，支板绕支点上下摆动，摆动角度等于圆弧所对应的角度， ，槽
30、的高度差即是支板在摆动时上下移动的距离。具体结构见原理图。选择冷却液除了精磨用防锈冷却液以外，都可选用乳化液进行切削冷却。 确定工序尺寸确定工序尺寸一般的方法是：由表面加工的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。确定圆柱面表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关 前面根据有关资料已查出本零件各圆柱面的总加工余量（毛坯余量） ，应将总加工余量分为各工序的加工余量，然后由后向前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济加工精度确定。本零件的余量见零件锻件图和
31、零件车加工图和零件成品图！七、确定切削用量及基本时间工序（车端面、外圆及台阶面）切削用量及基本时间的确定切削用量本工序为粗车。已知加工材料为轴承钢高温合金 GH135， b1079Mpa,锻件，有外皮，机床为 C620-1 型卧式车床，工件装卡在三爪卡盘上。所选刀具为 YA6 硬质合金可转位车刀。根据机械加工工艺手册表 8.4-4 选择刀杆尺寸 BH16mm20mm,刀片厚度 4.5mm，根据表 19.1-51（参考机械加工工艺手册 ）,每转进给量0.3mm/r,前角 o5，后角 ao15,主偏角 kr75, 副偏角 kr10, 刃倾角 s0,刀尖圆弧半径 r0.8mm。确定粗车外圆 36 m
32、m 、端面及台阶面的切削用量 确定切削深度 ap 由于单边余量仅为 1.25mm，若要考虑模锻斜度及公差。其最大单边余量为1.5mm，可在一次走刀内完成，故ap(38.5-36) /2mm1.25mm确定进给量 f 根据表 8.4-4（参考机械加工工艺手册 ）粗车难加工材料的进给量，在铁-镍基高温合金，刀杆尺寸为 BH16mm20mm，a p2mm，工件直径 50mm时 f0.20.3mm/r按 C620-1 机床进给量，选择f0.22mm/r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。C620-1 机床进给机构允许的进给力 Fmax3530N。根据表 1.21（参考切削用量简明
33、手册第三版） ，当铁-镍基的 b1079Mpa，a p2mm, f0.22mm/r, k r75, k r10,v65m/min 时的进给力：Ff1280NFf的修正系数为 Ko Ff1.0,K s Ff1.0, K krFf1.17,故实际进给力为Ff12801.17N1497.6N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的f0.22mm/r 可以使用。选择车刀磨钝标准及耐用度根据切削用量简明手册表 1.9 车刀后刀面最大磨损量为 1mm。可转车刀耐用度 T30min。确定切削速度 v切削速度 v 可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据机械加工工艺手
34、册表 19.1-54 中，工件材料 GH135，粗加工，f0.22mm/r, a p1.25mm,故可查得：v42m/minn1000v/d1000 42/ ( 38.5 )r/min347.4 r/min按 C620-1 机床的转速机械制造工艺设计简明手册表 4.2-8),选择n370r/min6.17r/s则实际切削速度 v44.7m/min校验机床功率由切削用量简明手册表 1.24 ，当 b1079Mpa，a p2mm, f0.22mm/r,v46m/min 时Pc3.7KW机床的有效功率：PEP E 70.75KW5.25KW故 PcP E，所选的切削用量可在 C620-1 机床进行加
35、工。 最后决定用量为：ap1.25mm, f0.22mm/r,v44.7m/min ,n370r/min.确定端面和台阶面的切削用量采用粗车外圆 34mm 的车刀加工这些表面。加工余量皆可一次走刀完成，车端面及台阶面的 ap1.0mm，f0.2mm,主轴转速与车外圆 34mm 相同。基本时间确定粗车外圆 36 mm 的基本时间，根据机械制造工艺设计简明手册表 6.2-1，车外圆基本时间为 TjiL/fn(l+l1+l2+l3)i/fn式中 l5mm,l1a p/tgKv+(23), k r75,l12mm,l20,l3=0,f0.22mm/r,n6.17r/s,i1。则 ： T(5+2)/(0
36、.225.8)s5s确定粗车端面的基本时间TjiL/fnL(d-d 1)/2+l1+l2+l3式中 d38.5mm,d127mm,l12mm,l24mm,l30,f0.2mm/r,n6.17r/s,i1。Tj(5.75+2+4)/(0.25.8)s10s确定粗车外径的基本时间TiL/fnL(d-d 1)/2+l1+l2+l3式中 d45mm, d 136mm,l10,l24mm,l30,f0.2mm/r,n5.8r/s，i1。则 Tj(4.5+4)/(0.25.8)s7s确定工序的基本时间T（5+10+7）s22s(3)磨加工相应计 算磨端面，保证尺寸 01.3选择砂轮。见工艺设计手册第三章中
37、磨料选择各表，结果为：WA46KV6P35040127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为 46，硬度为中软一级，陶瓷结合剂，6号组织，平行砂轮，其尺寸为：35040127（DBd）切削用量的选择：砂轮转速：=1500r/min（见机床说明书） ， =27.5m/s,砂n砂v轴向进给量:=0.5B=20(双行程)af工件速度:=10m/minwv径向进给量:=0.015/双行程rf磨切削工时,当加工一个表面时= (见工艺设计手册表 6.2-8)1trabfvkLz02式中 L-加工长度 40mm;b-加工宽度 30mm;-单面加工余量 0.2mmbzK-系数,1.10;v-工作台移动速度(m/m
38、m)-工作抬往返一次砂轮轴向进给量af-工作台往返一次砂轮径向进给量r=1t015.29034=2.14(min)当加工两端面的时间:=2.142=4.28(min)1t八、夹具的设计在机械制造批量生产中根据加工工件的工艺要求，合理使用夹具是充分发挥通用机床的作用，保证产品质量，缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低生产成本以及减轻劳动强度的重要生产手段，因此机床夹具在机械制造业中占了十分重要的地位。根据公司现有设备在加工轴时，磨加工阶段由于没有专有设备加工中不能满足顾客的要求，为解决这一问题提高生产效需采用专用设备，为此所设计的夹具.磨夹具的工作特点是工作时夹具和工件随机床主轴或花盘一起高速旋转
39、，具有离心力和不平衡惯重。因此夹具设计时除了保证工件达到工序的精度要求外，还应考虑：1）结构力求紧凑简单，重量尽可能轻，2）夹具于主轴，机床连接要安全可靠；3）家居工作时应保持平衡，以免主轴轴承过早磨损而失去精度；4）夹紧结构应迅速可靠，尽可能选择离中心最远处压紧工件；5）切削能顺利的从夹具中排出和清除；6）为适应小批量轮番生产应优先考虑采用自定心卡盘，一便配换专用卡爪来加工多种零件。（一） 设计分析根据企业情况在生产中所涉及的夹具为节约设计时间往往采用经验来确定夹具的材料等，根据零件情况，零件为轴类零件，属于回转体，在加工时往往以轴向中心线方向做为定位基准，在设计时要考虑进去，工件在被加工时
40、既不能完全限制其回转又要使工件不左右窜动；另外机床床身为斜面夹具地板的设计要能保证工件中心和机床中心保持等高。（二） 定位基准的选择：综合上述分析，再根据磨加工情况可知工件在磨床上被加工时，除了轴向的转动自由度没有被限制掉其余方向的自由度全部被限制住了，查机械设计手册根据夹具设计原理可知：对于回转类零件可选择用 V 形槽来定位；V 形槽定位限制了零件空间的四个自由度，Y 轴的转动和移动 Z 轴的转动和移动。而 X轴 的自由度却没有被限制掉，所以仅仅采用 V 形快来定为还是不够的。根据六点定位原理可知一个点可以限制三个自由度，既三个轴的移动自由度被限制了而转动自由度没有限制。故可以采用 V 形快
41、和一个点相结合的的方法来实现工件的定位（三） 结构设计由分析结果确定夹具的结构，V 形块限制转动自由度（除 X 方向）点移动自由度，根据夹具设计手册确定夹具的结构为：一顶尖和 V 形块支撑来实现工件的定位满足要求。机床床身和工作平面有四十度的斜角，在夹具底版处加一斜垫块保持工件轴线平面于机床轴线平面平行。V 形块的高度来确定工件轴线和机床轴线在同一高度。其值可由计算得到。工件由压轮带动转动，压轮由压轮轴同过主轴带动压轮转动在由压轮带动压轮轴带动另一端的压轮转动，从而实现了工件的转动。同过弹簧拉紧力实现加紧。根据分析提出以下方案：分析：如图方案一所示，他是由左右两顶尖靠中心孔来定位和夹紧的，上部
42、的力是用来带动工件旋转的从而完成加工，中心孔定位他限制了空间五个自由度符合定位要求；但是，工件在被加工时由于磨削力的存在，在用中心孔来定位和夹紧时就要很大的力，夹紧力太大容易使工件产生变形，影响加工精度，如果夹紧力太小又不能完成夹紧工作，工件无法在力的作用下旋转，而且工件在磨削时由于摩擦力的存在，容易把工件挤落，不能完成加工次方案不合理；方案二为了解决方案一的不足，在结构上进行了改进，如图可知，他在一的基础上在工件的下方加了两支撑，根据前面的分析，两支持结构为 V 形块支持，他 的改进解决了方案一的不足，在定位和夹紧都比较可靠，但是仔细分析不难看出，方案二在定位是采用了过定位，V 形块支撑限制
43、工件空间的四个自由度，两顶尖限制了工件空间的五个自由度，定位使用重复，而且，方案二在结构上比方案一复杂了好多，给夹具的制造加工带来了难度，另外，工件在定位时由于中心孔支撑存在加工和制造误差，在定位时很难保证两者在同一高度，由于两者同时在定位在加工时很难确定工件的加工基准是中心孔在作用还是两支撑在作用，容易造成定位和加工基准的混淆，增加检验时间，致使生产效率降低，也不能保证加工的精度；方案二也不能满足要求设计不合理。需重新进行结构设计。第三种方案的改进不仅要解决方案一不能可靠支撑的问题还要解决第二种结构基准不确定的问题，要使夹具结构尽可能简单又满足加工要求，根据前两种的设计，现在结合第一二方案并
44、对其进行改进，其结构图如下：改进后的方案用 V 形块定位，限制了空间的四个自由度，顶尖限制了 X 轴的移动满足定位要求，但是工件在被加工时由于力的存在工件在被加工时也会左右窜动，为解决这一问题在夹紧时采用下面结构，结构简图如下：夹具工作原理：如夹具结构图所示，该夹具是由斜垫块来保持夹具体平衡，再由拉块通过螺钉固定在磨床床身上的，压杆由连杆座连接在夹具体上的，压杆孔中放有压杆轴，压杆轴通过压论和工件接触，通过弹簧力使工件夹紧。工件中心和磨床主轴中心高度同高。 压轮和工件做成空间十五度夹角，通过弹簧力使主轴带动压轮转动，压轮再带动工件转动，在轴带动其旋转时由于摩擦分力的存在始终向一个方向压紧工件，
45、另一端由顶尖顶住使工件不会左右移动从而实现加工。受力结构间图如下：（四）中心高度的定位：该夹具为 M1432A 磨床夹具，该磨床的最大磨削直径和长度为：外圆3201500mm，内孔 125125，中心高 H=180，定尖距 L1500 最大移动量220mm，最大回转角度30，纵向最大行程 1540。根据机床的情况计算 V 形块的中心高度；查夹具设计手册的: BDhH507h=116+0.70725.3-0.530=113）（ HhB702=2(113+0.70725.3-0.521.4=30）（ dDy70D定位圆直径的最大值；d定位圆直径的最小值；为是定位误差对称分布，在计算 V 形块尺寸
46、H 和 B 时公式中的 D 值可取定位圆的中间尺寸即： ）（ dD21此时定位误差： yV 形块的工作角度越大定位误差越小，但工作角度越大定位稳定性越差，所以一般常用的工作角度为 90。（五）夹具材料的选择夹具材料的符合加工要求，要有一定的强度，满足加紧力的要求，在选材是即要使制造出来的夹具在尺寸一定时不太笨重，又要求在加紧工件时不会发生变形。夹具变形影响工件的加工精度，夹具太笨重装卸困难，增加辅助时间同样使加工效率降低。材料的选择方法可以通过计算法的出也可以根据以往经验选材；本夹具在选才时为不影响加工效率，在选取材料时采用了经验法，夹具各零部件的材料见夹具零件图纸，在次不做详细介绍。专用磨床
47、夹具的设计由工序可知 31 mm 的外径和端面为已加工面，所以以外径和端面为定1.0位基准实现定位。为了能够加工合格的的零件，专门设计了弹性夹头心轴用于磨削外圆面。为了使弹性夹头涨紧均匀、减少工件夹紧变形，可采用小锥度的单槽弹性夹头。即选用 10的锥角。夹紧力的计算刀具为外径为 100mm，宽度为 10mm 的平形砂轮。砂轮电动机功率 PhKwPgZ/1000 m0.193Kw磨削功率：PmP h m0.135Kw切向磨削力：Ft1000P m/vsN(10000.135)/25N5.4N法向磨削力：Fn4F tN21.6N最大切削合力为：FF t+Fn27N6 夹紧机构中产生的实际夹紧力应满足：PKF1.51.21.211.21.527N70N弹性夹头的夹紧力为QP/tg(+ 1)
