1、设计说明书题目： 制定轴座的加工工艺，设计铣 30端面的铣床夹具。学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 机电 09-2 指导老师 ： 全套图纸，加 153893706目 录摘 要1序 言3一. 零件分析 41.1 零件作用 41.2 零件的工艺分析 4二. 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 52.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.5 确立切削用量及基本工时7三 夹具设计153.1 问题的提出153.2 定位基准的选择153.3 切削力及夹紧力计算173.4 定位误差分析193.5 夹具设计简要操作说明20总 结21致 谢2
2、2参考文献 23摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。轴座零件的工艺规程及铣端面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
3、注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological pro
4、cess and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft r
5、edesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft e
6、quipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates
7、the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error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
8、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。轴座零件的工艺规程及铣端面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
9、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。一 零件的分析1.1 零件的作用轴座的作用是装轴，保证轴的旋转精度。1.2 零件的工艺分析轴座有 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，这组加工面包括铣 2-6 的上端面和钻 2-6 孔2，以 2-6 孔为基准的加工面，这组加工面，主要是 30 孔端面和 30 孔。二. 工艺规
10、程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为 HT150，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。例如：机床床身导轨面是
11、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。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
12、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
13、准的选择：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。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 铣高 12mm 台阶面5 钻 2-6 孔，锪 2-13 孔6 铣 铣 30 孔两端面7 车 车 30 孔8 铣 铣下端宽 35 槽9 钻 铣顶面10 镗 钻 M8x0.75 螺纹孔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 铣高 12mm 台阶面5 铣 30
14、孔两端面6 铣 车 30 孔7 车 钻 2-6 孔，锪 2-13 孔8 铣 铣下端宽 35 槽9 钻 铣顶面10 镗 钻 M8x0.75 螺纹孔11 检验 检验工艺方案一和方案二的区别在于方案一是钻 2-6 孔，锪 2-13 孔加工完后，车 30 孔，保证了加工精度，而方案二是直接车孔，精度难易保证，证了工件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 铣高 12mm 台阶面5 钻 2-6 孔，锪 2-13 孔6 铣 铣 30 孔两端面7 车 车 30 孔8 铣 铣下端宽 35 槽9 钻 铣顶面10 镗 钻 M8x0.75 螺纹孔11 检验
15、 检验2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定轴座零件材料为 HT150，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、轴座的端面因为轴座的上下和中心孔端面没有精度要求，粗糙度要求也不高，其加工余量为 2.5mm。2、轴座的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于 IT7IT8 之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为单边余量为 2.52.5 确立切削用量及基本工时工序 3：铣下端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1d90min/125v4z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap22）决定每次进给量及
16、切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/4.0mfzin291510rdvns按机床标准选取 480wn/min/65.130481vw当 480r/min 时wnrmzfm /76840.按机床标准选取 fm3）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为l50l91l32in687.48321xfntwm工序 4：铣高 12mm 台阶面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1d250min/125v4z2. 决定铣削用量4）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap5.15）决定每
17、次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0mfzin17.96510rdvns按机床标准选取 750wn/min/1.710vw当 750r/min 时wnrmzfm /607542.0按机床标准选取 fm6）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为l15l91l32in8.0732xfntwm工序 6：铣 30 孔两端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1d30min/150v4z2. 决定铣削用量7）决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则ap18）
18、决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0mfzin1364510rdvns按机床标准选取 1450wn/min/3.159031vw当 1450r/min 时wnrmzfm /160452.0按机床标准选取 fm9）计算工时切削工时：l=75 ， ，则机动工时为l91l32in.045721xfnltwm工序 VI：钻 2-6 孔，锪 2-13 孔工步一：钻 2-6 孔机床：Z525 立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10-61 选取高速钢麻花钻 61)进给量 取 f=0.13mm/r2)切削速度 V=2434m
19、/min. 取 V=30m/min3)确定机床主轴转速 ns= = 1592r/minWd10cv630与 1592r/min 相近的机床转速为 1600r/min。现选取=1600r/min。wn所以实际切削速度 = =cv10sdnmin/30165) 切削工时，按工艺手册表 6.2-1。t = i ;其中 l=60mm; =4mm; mfnlw211l=3mm;2ltt = = =0.355min)mfnlw210.13456工步二：锪 2-13 孔根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为钻ff)8.12(钻v3式中的 、
20、加工实心孔进的切削用量.钻f钻v现已知=0.36mm/r (切削手册)表 2.7钻f=42.25m/min (切削手册)表 2.13钻v1) 给量 取 f=1.50.36=0.51mm/r 按机床选取0.5mm/r2) 削速度 v=0.442.25=16.9m/min. 3) 定机床主轴转速 ns= = 271.8r/minWd10cv139.6与 271.8r/min 相近的机床转速为 275r/min。现选取=275r/min。wn所以实际切削速度= =cv10sdnmin/4.172535) 削工时，按工艺手册表 6.2-1。t = i ;其中 l=4mm; =6mm; =0mm;mfn
21、lw211l2lt = = =0.072(min)mflw210.57三、 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 30 孔两端面，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 30 孔两端面，因为铣 30 孔两端面和轴座下端面有垂直度的位置关系，其他没有位置度要求。我们采用下端面和 2-6 孔定位。3.2 定位基准的选择我们采用已经加工好的 2-6 孔作为定位基准，采用移动压板压紧，2- 6 孔孔处，我们分别用采用心轴和削边轴定位，再加上下端面，即我们采用经典的一面 2 销定位，采用移动压板压紧。3.3
22、 切削力和夹紧力的计算（1）刀具： 采用高速钢端铣刀,机床： x51 立式铣床由3 所列公式 得FVzwqueyXpFndafC0查表 9.48 得其中： 修正系数 0.1vk3F83.FqFXz=24 65.0y.0uPa0Fw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= 4321K其中： 为基本安全系数 1.5为加工性质系数 1.12为刀具钝化系数 1.13K为断续切削系数 1.14所以 NF7.15（2）夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机 由 FKf21其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取25.01fF= +G G 为工件自重zPNfFN4.3512
23、1夹紧螺钉： 公称直径 d=8mm，材料 45 钢 性能级数为 6.8级MPaB106MPaBs4801螺钉疲劳极限： B9263.2.1极限应力幅： MPakma76.51li 许用应力幅： Sa3.li螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 ss=3.54 取s=4得 MPa120满足要求8.24cHdFPaNc153.2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 yjj min11XDd（式 5-5）式中： 圆柱销孔的最大偏差1d 圆柱销孔的最小偏差D圆柱销定位孔
24、与定位销最小配合1min间隙代入（式 5-5）得： =yj min11XDd0.9.16=0.25(2) 转角误差LXDdXDdtg2min2min11 （式 5-6）式中： 圆柱销孔的最大偏差1 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合1min间隙 削边销孔的最大偏差2d 削边销孔的最小偏差D 削边销定位孔与定位销最小配合2minX间隙其中： )2(min1in2XLgx则代入（式 5-6）得：0.9.60.9.04.6235tg则： .213.5 夹具设计简要操作说明本夹具采用一面 2 销定位，移动压板压紧， ，我们顺着心轴和削边轴装上工件后，插入移动压板，然后旋紧螺母夹紧工件，即
25、可开始加工工件，加工完毕后，我们松动螺母，移动压板，因此我们在不用卸下螺母的情况下，可以顺着心轴把工件取出。从而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。装配图附图如下夹具体附图如下总 结设计即将结束了，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，为我们踏入设计打下了好的基
26、础。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，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
27、，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. 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第 1 页 共 27 页
