軸承座工藝分析及銑型面數控程序編制.doc

1、軸承座工藝分析及銑型面數控程序編制1 前言1。1課題的提出21世紀隨著計算機技術的飛速發(fā)展，傳統的制造業(yè)已不能適應生產的需求，因此各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資對現代制造技術進行開發(fā)研究并且提出了全新的制造模式。數控機床加工在機械制造業(yè)中得到日益廣泛的應用，而數控模擬加工是提高加工工件質量和效率的一個重要環(huán)節(jié)。數控仿真同時也是數控加工在虛擬環(huán)境中的映射,它為產品的可制造性分析提供關鍵數據，在對實際零件數控加工的基礎上，介紹了以 UG 和 CAD 軟件相結合作為仿真平臺,實現加工軌跡仿真和機床仿真同步實現.由于數控技術是關系到國家戰(zhàn)略地位和體現國家綜合國力水平的重要基礎產業(yè)，是衡量一個國家制造業(yè)現代化程

2、度的主要標志，因此實現加工機床及生產過程數控化，成為當今制造業(yè)的發(fā)展方向。機械制造的競爭，實質就是數控技術的競爭。本設計課題主要是通過對軸承座進行結構分析，完成實體造型并根據實際情況,重點進行機械加工工藝編制，編寫工藝卡片、工藝流程卡,最后進行數控編程加工。 軸承座是用來支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅讓內圈轉動，外圈保持不動，始終與傳動的方向保持一致（比如電機運轉方向），并且保持平衡;,軸承的概念就是軸承和箱體的集合體,以便于應用,這樣的好處是可以有更好的配合,更方便的使用,減少了使用廠家的成本.至于形狀，多種多樣,通常是一個箱體,軸承可以安裝在其中.外球面用軸承座:P200、F200、FL

3、200 、T200系列 。 零件的機械加工工藝規(guī)程是每個機械制造廠或加工車間必不可少的技術文件.合理的機械加工工藝能實現產品的設計,保證產品質量、節(jié)約能源、降低成本，是企業(yè)進行生產準備,計劃調度、加工操作、生產安全、技術檢測等的重要依據。在機械制造業(yè)中，為了保證產品質量、改善勞動條件、提高勞動生產率及降低成本，除了使用機床等設備外，還大量使用著其他的工藝裝備。包括模具、夾具、刀具、輔助工具及測量工具等。因此，可以說夾具是一種保證產品質量并加速工藝進行的一種裝備。不同的夾具，其結構形式、工作情況、設計原則都不同。此次畢業(yè)設計,工學結合，在學校指導老師和企業(yè)工程師共同輔導下，在收集資料、查閱手冊、

4、零件實體設計、機械加工工藝編制、數控加工程序編制等專業(yè)知識與技能方面得到較全面的訓練與提高；并從生產第一線獲得生產實際知識和技能,獲得工程技術應用性崗位工作的基本訓練，培養(yǎng)我們利用所學專業(yè)知識與技能解決生產實際問題的能力。同時課題具有一定的綜合性、邏輯性等思維能力,有利于樹立正確的生產觀念、經濟觀念和全局觀念，實現由學生向工程技術人員的過渡.1.2課題的主要內容此次畢業(yè)設計的課題是軸承座工藝分析及銑型面數控程序編制，軸承座類零件在機械產品中非常常見，是非常簡單的標準件，此次課程設計的內容是從零件的設計,零件的機械加工藝、數控程序的編制應用，到制造出合格零件的全過程。綜合運用大學四年所學的機械設

5、計、材料、工藝裝備、夾具、數控機床、數控編程、刀具、互換性等多方面的知識,是對大學四年學習知識的一次鞏固。通過本課題的設計，讓我們對產品的設計過程有了更多的了解,對UG軟件的操作更加熟練。同時讓我知道了此軟件不但可以對產品進行三維造型，還有工程分析，NC，加工，測量及工程數據管理等功能。這次畢業(yè)設計的目的就是要熟悉用UG進行產品設計的全部過程,包括三維實體造型，CAD/CAM加工等。整個設計過程不但要用到以前所學的理論知識，還要通過自己的努力和老師的指點來學些新的知識,更重要的是要通過實際操作提高了動手能力，并培養(yǎng)了創(chuàng)新思維能力。更重要的是，我覺得作為一名即將走上就業(yè)崗位的學生來說，無疑是依次

6、難得的嘗試.1。3課題的構思經過分析,軸承座零件外形比較簡單，零件各表面的形位公差及粗糙度要求不高,但加工質量要求高，因此需要制定嚴格的工藝路線和加工方法來確保質量。這篇論文主要的內容是零件的制造與工藝以及數控編程，詳細介紹了其加工方法的擬訂和確定。根據零件的特性以及要求，設計專用夾具及組合夾具,以求能更快更好的完成任務,保證質量1。4本人要完成的工作量（1)查閱相關資料，熟悉軸承座零件，撰寫開題報告 (2）相關外文文獻資料的閱讀與翻譯（6000字符以上） (3）對軸承座零件結構進行分析，繪制零件圖 （4)編制軸承座零件機械加工工藝規(guī)程一份 （5)設計某一典型（銑型面)工序的夾具方案，繪制專用

7、及組合夾具裝配圖、零件圖 （6）編制某一典型（銑型面）工序的數控加工程序 （7）在數控機床上，進行數控加工 （8）編寫設計計算說明書（畢業(yè)論文)一份2 軸承座的結構分析和數控加工的特點和要求2。1研究內容和步驟（1）選擇一個典型的軸承座作為研究對象（2）對軸承座進行結構分析，繪制零件圖 （3）編制軸承座的機械加工工藝規(guī)程（4）設計銑型面工序的專用及組合夾具（5)繪制專用及組合夾具裝配圖、零件圖（6)軸承座的UG建模（7）編制銑型面工序的數控加工程序（8）在數控機床上，用組合夾具裝夾零件，進行數控加工(9）撰寫畢業(yè)設計說明書。2.2應用軟件UG NX6.0,AUTOCAD，OFFICE等軟件的應

8、用。2。3畢業(yè)設計的要求及所要達到的目標畢業(yè)設計的要求：（1）選擇典型的軸承座類零件作為研究對象，對其結構進行分析。綜合考慮各種因素設定幾個工藝加工路線，根據實際生產情況，選擇最佳方案。（2）設計的組合夾具在保證實用的前提下應當制造方便：盡量做到使設計的夾具制造容易,造價便宜.設計的夾具應當效率高、安全可靠。（3）編制的數控程序應滿足加工要求,且簡單實用。畢業(yè)設計應達到的目標:（1）進一步了解國內外制造行業(yè)的現狀和發(fā)展趨勢.(2）深入學習UG NX6.0 AUTOCAD 等軟件。(3）加深零件制造和組合夾具設計過程中所用的理論知識,學會查閱資料。（4）學會學習新知識和網上檢索的能力.（5）通過

9、和老師，同學的溝通交流，掌握團隊合作的能力。3 軸承座的特點和結構3。1軸承座的特點和使用要求零件名稱：軸承座 生產批量：已知此軸承座零件的生產綱領為5000件/年，零件的質量不足100Kg，查機械制造工藝與夾具第7頁表1.1-3，可確定該軸承座生產類型為中批生產最大幾何尺寸：236x60x66（1） 由零件圖可知，零件的底座底面、內孔、端面及軸承座的頂面有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是說其余的表面不需要加工，只需按照鑄造時的精度即可.底座底面的精度為Ra6。3、內孔、端面及內孔的精度要求均為6。3.軸承座在工作時，靜力平衡。 （2) 鑄件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保證零件的

10、強度、硬度及疲勞度，在靜力的作用下，不至于發(fā)生意外事故。根據上面的要求可歸納該零件制造過程中要根據毛坯選擇合理的加工方案，提高加工效率，降低生產成本。3。2軸承座的結構分析經過分析，軸承座結構簡單，加工尺寸精度要求不高，軸承座的加工主要完成各端面及鏜孔的加工。零件比較規(guī)則簡單并且尺寸公差無特別要求。軸承座的型面加工，精度要求不高,除孔的部分其余在立式銑床上就可以完成,對于型面的銑削加工,主要在于裝夾問題和定位的確定.所以該工序夾具的設計異常關鍵.這也是需主要完成的任務之一，在此，主要講述銑型面的專用夾具及組合夾具。4 軸承座機械加工工藝的過程設計4.1制定工藝規(guī)程的原則制定工藝規(guī)程的原則是:在

11、保證產品質量的前提下，以最快的速度、最少的勞動消耗和最低的費用,加工出符合設計圖紙要求的零件.同時，還應在充分利用現有生產條件的基礎上，盡可能保證技術上先進、經濟上合理、并且有良好的勞動條件.4。2制定工藝規(guī)程的原始資料（1）產品零件圖樣及裝配圖樣。零件圖樣標明了零件的尺寸和形位精度以及其他技術要求，產品的裝配圖有助于了解零件在產品中的位置、作用，所以，它們是制定工藝規(guī)程的基礎。（2）產品的生產綱領.（3）產品驗收的質量標準。(4)本廠現有生產條件，如機床設備、工藝裝備、工人技術水平及毛坯的制造生產能等(5)國內、外同類產品的生產工藝資料。4.3零件圖的分析(1）60H8mm孔對基準A的平行度

12、公差為0.08mm. （2）圖中左端面對基準A的垂直度公差為0.050mm。 （3）C表面熱處理4045HRC。 用CAD繪制出軸承蓋零件圖如下4-1圖41軸承座零件圖4。4毛坯的選擇零件材料為HT200，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產,故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查機械制造工藝設計簡明手冊第41頁表2。2-5，選用鑄件尺寸公差等級為CT9。這對提高生產率,保證產品質量有幫助。此外為消除殘余應力還應安排人工時效。根據鑄件結構尺寸及造型方法，鑄造材料等因素綜合考慮,查找（GB/T6414-1999，GB/T6416-1999）灰鑄鐵造型材料為砂型，鑄

13、件尺寸公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）為（12-8)/H，CT選定為10/H;再由GB/T6416-1999可以查得相應的加工余量數值為4mm；據GB/T64141999可得公差等級CT為10時，基本尺寸在100160mm之間時，公差數值為4mm；根據毛坯的最大輪廓尺寸和加工表面的基本尺寸查參考文獻1可得軸承座上表面加工余量為2mm,下表面加工余量為2mm,端面加工余量為4mm，軸承孔的單邊加工余量為4mm.圖42軸承座毛坯圖4。5擬訂工藝路線（一）定位基準的選擇 （1)根據零件圖紙及零件的使用情況分析，知60H8的孔，軸承端面、頂面、13 及20的孔等均需正確定位才能保證。故對基準的

14、選擇應予以分析. 1）粗基準的選擇 按照粗基準的選擇原則為保證不加工表面和加工表面位置要求，應選擇不加工表面為粗基準.根據零件圖所示，故應選軸承底座上表面為粗基準，以此加工軸承底座底面以及其它表面. 2）精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便,依據“基準重合”原則和“基準統一”原則以粗加工后的底面為主要的定位精基準,即以軸承座的下底面為精基準. 3）零件表面加工工藝方案的選擇： 由于表面的要求（尺寸、形狀、表面質量、機械性能等)不同，往往同一表面的加工需采用多種加工方法完成。某種表面采用各種加工方法所組成的加工順序稱為表面加工工藝方案。4)加工階段的劃分: 對于那些加工質量要求高

15、或比較復雜的零件，通常將整個工藝路線劃分為以下幾個階段：（1）粗加工階段 主要任務是切除毛坯的大部分余量,并制出精基準.該階段的關鍵問題是如何提高生產率。（2）半精加工階段 任務是減小粗加工留下的誤差，為主要表面的精加工做好準備，同時完成零件上各次要表面的加工。（3）精加工階段 任務是保證各主要表面達到圖樣規(guī)定要求。這一階段的主要問題是如何保證加工質量。（4）光整加工階段 主要任務是減小表面粗糙度值和進一步提高精度.劃分加工階段的好處是按先粗后精的順序進行機械加工，可以合理的分配加工余量以及合理的選擇切削用量，充分發(fā)揮粗加工機床的效率，長期保持精加工機床的精度，并減少工件在加工過程中的變形,避

16、免精加工表面受到損傷；粗精加工分開，還便于及時發(fā)現毛坯缺陷，同時有利于安排熱處理工序。4。5。1工藝路線方案根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度,在生產綱領已確定的情況下，可以考慮采用立式機床配以專用工卡具，并盡量使工序集中來提高生產率.除此之外，還應當考慮經濟效果,以便使生產成本盡量下降.選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：方案一： 工序一:粗銑軸承座的下底面。以軸承座的底座的上表面為定位粗基準，采 用X52K立式銑床加工. 粗銑軸承座的端面,以軸承座的下底面為基準,使用X52K臥式萬能 銑床進行加工. 銑軸承座上面的小圓柱的上頂面，還以下表面為

17、定位基準，同樣使用X52K立式銑床銑削。 工序二：粗鏜及半精鏜60的內孔， 以內孔軸線為基準，采用鏜床專用夾具。 工序三：鉆、擴13的孔，鉆、擴20的孔。采用Z525立式鉆床加專用夾具 方案二： 工序一:粗銑軸承座的下底面。以軸承座的底座的上表面為定位粗基準，采用X52K立式銑床加工。 工序二：粗鏜及半精鏜60的內孔， 以內孔軸線為基準，采用鏜床專用夾具. 工序三:粗銑軸承座的端面,以軸承座的下底面為基準，使用X52K立式萬能銑床進行加工。 工序四：鉆、擴13的孔,鉆、擴20的孔。采用Z525立式鉆床加專用夾具 工序五：銑軸承座上面的小圓柱的上頂面,還以下表面為定位基準,同樣使用X52K立式銑

18、床銑削。 方案三： 工序一：銑軸承座上面的小圓柱的上頂面,還以下表面為定位基準，同樣使用X52K立式銑床銑削。 工序二：粗銑軸承座的下底面.以軸承座的底座的上表面為定位粗基準，采用X52K立式銑床加工. 工序三： 粗銑軸承座的端面，以軸承座的下底面為基準，使用X52K立式萬能銑床進行加工。 工序四：粗鏜及半精鏜60的內孔， 以內孔軸線為基準，采用鏜床專用夾具. 工序五：鉆、擴13的孔，鉆、擴20的孔。采用Z525立式鉆床加專用夾具。 三個工藝方案的比較與分析 ： 方案一：第一道工序中內容多，工序集中，操作方便。方案二：工序分散，方案三：第一道工序,選擇的粗基準為底面，這樣不符合粗基準選擇的原則

19、,即不能保證加工面與不加工面的位置要求時，應選擇不加工面為粗基準這一原則。 方案一與其相比，在銑完底面后，直接在銑床上銑削底面及頂面，如此，相對來說，裝夾次數少，可減少機床數量、操作人員數量和生產面積還可減少生產計劃和生產組織工作并能生產率高。另外，零件的加工要求就整體來說，其精度并不高，若采用工序分散(方案二）法，其加工經濟性并不是很好。但在選擇方案的時候，還應考慮工廠的具體條件等因素，如設備，能否借用工、夾、量具等。故本次設計選擇方案一。 根據工序方案一制定出詳細的工序劃分如下所示： 毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內應力及改善機械加工性能，在毛坯車間銑削去澆冒口，達到毛坯的技

20、術要求，然后送到機械加工車間來加工工序10 鑄造 工序20 清砂 工序30 粗銑底座底面 以軸承座的上表面為粗基準，將毛坯裝夾在 X6132萬能臥式銑床上,按照粗加工的余量來進行粗銑毛坯工序40 粗銑軸承座前端面 以粗銑底面為基礎上，根據實際情況，調整銑床的相 關參數，粗銑軸承座的前端面。工序50 粗銑軸承座后端面 以粗銑底面為基礎上,根據實際情況,調整銑床的相關參數，粗銑軸承座的后端面.工序60 粗銑軸承座上表面 以粗銑前后端面為基礎上，根據實際情況,調整銑床的相關參數，粗銑軸承座的上端面。工序70 精銑軸承座底面 以粗銑上端面為基礎上,根據實際情況，調整銑床的相關參數，精銑軸承座的底面。工

21、序80 精銑軸承座上端面工序90 粗銑60兩端面 工序100 精銑60兩端面工序110 粗銑40上端面 工序120 精鏜60的內孔 工序130 鉆13的孔 工序140 鉆20的孔工序150 去毛刺 工序160 檢驗 工序170 油封、入庫 根據此工序安排,編出機械加工工藝過程卡及工序卡片。4.5.2確定機械加工余量、工序尺寸由文獻（1）表2-2，該種鑄件的尺寸公差等級為IT9級。 由文獻（1）表2-2，可查出鑄件主要尺寸的公差，現將主要毛坯尺寸及公差所示： 主要面尺寸 零件尺寸 表41零件尺寸精度及加工方案加工表面尺寸精度等級表面粗糙度加工方案軸承座底面IT96。3粗銑-精銑軸承座上表面 IT

22、93。2粗銑精銑40的上端面IT1112。5粗銑前段面和后端面IT1112.5粗銑60兩端面IT93。2粗銑精銑60的半孔IT1112。5精鏜13的孔IT1112。5鉆20的孔IT1112。5鉆表42零件加工余量及公差主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差IT60兩端面 862+2909軸承座底面 28 2 30 9軸承座上表面 34 2 36 9內孔60159940的上端面 42611前段面和后端面 60 2+2 64 94.5。3確定切削用量 1、加工條件工件材料：HT200,b200N/mm,鑄件.2、計算切削用量（1) 粗銑底底座底面底面由粗銑和精銑兩次加工完成，采用錐柄立式銑刀（高速鋼

23、），銑刀的規(guī)格為60， 機床的型號X52K 刀具：錐柄立式銑刀(高速鋼）。由于銑刀在工作時,刀齒受很大的機械沖擊，在選擇幾何角度時，應保證刀齒具有足夠的強度。由金屬切削原理與刀具可取10 =60 =10。 加工要求:粗銑軸承座的下底面。a) 確定加工余量由毛坯圖可知:總加工余量為2mm,文獻表830可知精加工余量為1mm，由于兩腳底面較小，根據實際情況,調整為0。2mm，故其粗加工余量為(2-0。2）=1.8mm. b）確定每齒進給量 由切削加工簡明實用手冊表8-95 ，取每齒粗銑的進給量為0.2mm/Z,取精加工每齒的進給量為1。5mm/Z。粗銑走刀一次ap=1.8mm，精銑走刀一次ap=

24、0。2mm。c)計算切削用量 由表8-56,取粗銑、精銑的主軸轉速分別為150r/min 和300r/min，由前面選擇的刀具直徑60mm，故相應的切削速度分別為：V =dn/1000=60x150/1000 =28.27m/min V=dn/1000=60x300/1000m/min=56.55m/mind） 校核該機床功率（只需校核粗加工即可)。 由文獻表2。496得切削功率為P=92.4x10-5ZnK取Z=16 n=2.5r/s =10mm =0。2mm =1.8mm 而K=KKF2 由文獻表2。494可知K=1 KF2=1 故K=1 故=92.4xx60xxx1。8x16x2.5x1

25、=0。32KW 其所消耗量功率遠小于機床功率，故可用。(2）60兩端面的加工兩端面的加工由銑削來完成，此時,刀具:錐柄立式銑刀(高速鋼），刀具不變，機床不變。工序單邊總余量由毛坯圖與零件圖可知為mm，由于本工序為粗和精加工，尺寸精度和表面質量有要求，根據實際情況，其粗加工余量為（2-0.2)=1.8mm,精加工余量為0.2mm。 由切削加工簡明實用手冊表8-95 ，取每齒粗銑的進給量為0。2mm/Z，取精加工每齒的進給量為1。5mm/Z.粗銑走刀一次ap=1。8mm，精銑走刀一次ap= 0。2mm。由表856，取粗銑、精銑的主軸轉速分別為150r/min和300r/min，由前面選擇的刀具直徑

26、60mm，故相應的切削速度分別為：V =dn/1000=60x150/1000 =28。27m/min V=dn/1000=60x300/1000m/min=56.55m/min（3）40頂面的加工頂面的加工由銑削來完成，工序余量為2mm 由文獻表895可得=3mm 且上表面精度要求不高，故上表面可一次性加工完成。由于上表面較小，可采用端銑刀加工，但是增加了換刀時間,降低了效率。故刀具仍可用刀具刀具直徑為60的錐柄立式銑刀（高速鋼）?？扇=1.5mm/r 由文獻表856可取n=600r/min 則相應的切削速度V=60x600/1000=113.1m/min(4)60內孔由零件圖及毛坯圖知，

27、加工總余量為1mm,由于精度要求，精鏜一次。由文獻表8-86，精加工時 =1mm 精加工時，F=0.2mm/r。 由表887查得精鏜60mm內孔的切削速度 V=1.6m/min 由此算出轉速為 n=81.5m/min(5)軸承座上表面由零件圖及毛坯圖知，加工總余量為2mm,由于精度要求，須粗銑和精銑各一次。由毛坯圖可知：總加工余量為2mm，文獻表8-30可知精加工余量為1mm，根據實際情況，調整為0。2mm，故其粗加工余量為(2-0。2）=1.8mm。由切削加工簡明實用手冊表8-95 ，取每齒粗銑的進給量為0。2mm/Z，取精加工每齒的進給量為1。5mm/Z。粗銑走刀一次ap=1.8mm，精銑

28、走刀一次ap= 0.2mm。由表8-56，取粗銑、精銑的主軸轉速分別為150r/min 和600r/min，由前面選擇的刀具直徑120mm,故相應的切削速度分別為:V =dn/1000=60x150/1000 =28。27m/minV= V=60x600/1000=113.1m/min（6）前端面和后端面兩端面的加工由銑削來完成，此時，刀具：錐柄立式銑刀（高速鋼),刀具不變，機床不變。工序單邊總余量由毛坯圖與零件圖可知為.5mm，由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。由表8-95可得：=2.5mm f=2mm/r 由文獻表8-56可得n

29、=600r/min 則就可確定相應的切削的速度V=60x600/1000=113。1m/min（7）鉆13孔該孔可選由高速鋼鉆頭鉆出。鉆孔工序尺寸及公差為13H9()由文獻表8-69,鉆孔的進給量f=0。2mm/r,由文獻表8-71求得鉆孔時的切削速度v=0.35m/s=21m/min由知擴孔的進給量為0.8mm/s由此算出轉速為：n=1000x21/13=514.2r/min按鉆床的實際轉速取n=600r/min,則實際切削速度為:v=dn/1000=24。5m/min由表878得F=CFdFfFK=588.6xdxfxKM=CdmfKx10=225.63x dxfx Kx10因為加工灰鑄鐵

30、時K=K 由文獻表8-78，可查的K=1,故F=588。6x12。6x0。2x1=2046.5NM=225。63x12.6x0.2x1x10=6。6N.m它們均小于機床所能提供的進給率和扭轉力矩,故機床剛度足夠.（8)鉆20的孔該孔先由高速鋼鉆頭鉆出底孔后，再由圓孔拉刀拉出。由文獻表824拉孔時的余量為0。5mm，故 Z=9。75mm鉆孔:工序尺寸及公差為20H9（）由文獻表869取鉆孔的進給量F=0.25mm/r 由文獻表8-71求得鉆孔時的切削速度為V=0。35m/s=21m/min 由此算出轉速為： n=431.4r/min。按鉆床的實際轉速為480r/min.則實際切削速度為V=23.

31、36m/min。由表8-78得F=588.6xdxfxKM=225.63xxfxKx10因為加工灰鑄造鐵時，K= K由878可查得K=1 故F=588.6 x19.5x0.25x1=3786。3NM=225。63x19。5x0。25x1x10=17。1N.m它們均小于機床所能提供的進給率和扭轉力矩，故機床剛度足夠。（9）時間定額計算根據設計要求，只計算一道工序的工時，下面計算加工13孔的工時定額。（1)機動時間由文獻機械加工工藝手冊表2.57得鉆孔時的計算公式為：t= 式中l(wèi)=cotK+( 1）l=,鉆盲孔時，l0l=30 l=2 f=0.3 n=600 l=6。5cot（）+1。5=5。4因

32、此，t=0.207min 所以t=4t=0。831min（)輔助時間由機械加工工藝手冊表2。5-41確定開停車 0。015min升降鉆桿0。015min主軸運轉0.02min清除鐵屑0。04min卡尺測量0。1min裝卸工件時間由機械加工工藝手冊表2.542取min故輔助時間t=(0.015+0.015+0。02+0。04+0。1+1)=1.19min（3)作業(yè)時間t t（.831）=2。021min（4）常量工作場地時間T 由機械制造工藝學取則Tx=2。021x3=0。06。（5）休息與生理需要時間由機械制造工藝學取則x=0。06。（6）準備與終結時間由機械加工工藝手冊可知表2.544取部分

33、時間為簡單件26min深度定位0。3min使用鉆模式6min由設計給定5000件，則T/n=(26+0.3+6)/5000=0。00646min。（7） 單件時間t tTT1。19+0.831+0。06+0。06=2。141 min（8) 單件計算時間T/n2.141+0.00646=2.147min。5 根據加工零件工藝設計夾具5。1概述夾具的使用可以縮短輔助時間，提高勞動生產率；可靠穩(wěn)定定位,提高加工精度的穩(wěn)定性，便于實現工藝過程自動化；擴大機床適用范圍；降低對工人技術等級要求和減輕勞動強度。由于我們所設計的零件屬于中批量生產，所以我們需要通過夾具進行加工，可以提高生產效率,保證生產精度,

34、減輕工作強度。根據通用程度不同,夾具可以分為以下幾類：（參考文件）（1)通用夾具 這類夾具具有很大的通用性?，F已標準化，在一定范圍內無需調整或稍加調整就可用于裝夾不同的工件。如車床上的三爪自定心卡盤、四爪單調卡盤、銑床上的平口鉗、分度頭、回轉盤等。這類夾具通常作為機床附件由專業(yè)廠生產。其使用特點是操作費時、生產率低，主要用于單件小批生產。（2）專用夾具 這類夾具是針對某一工件的某一固定工序而專門設計的。因為不需要考慮通用性,可以設計得結構緊湊，操作方便、迅速，它比通用夾具的生產率高。這類夾具在產品變更后就無法利用，因此適用于大批量生產。（3)成組可調夾具 在多品種小批量生產中，由于通用夾具生產

35、率低,產品質量也不高，而采用專用夾具又不經濟。這時可采用成組加工方法,即將零件按形狀，尺寸和工藝特征等進行分組，為每一組設計一套可調整的“專用夾具”，使用時只需稍加調整或更換部分元件,即可加工同一組內的各個零件.(4）組合夾具 組合夾具是一種由預先制造好的通用標準部件經組裝而成的夾具.當產品變更時,夾具可拆卸、清洗,并在短時間內重新組裝成另一種形式的夾具。因此組合夾具既適合于單件小批生產，又可適合于中批生產。 對于單件，小批量生產，應盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產成本，但由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以裝夾時較費時間，加工精度不高，勞動強度大并且操作復雜，生產效率低。由于所設計零

36、件屬于中批生產，精度要求較高，為了保證工作加工精度、提高生產效率、降低勞動強度，我們可以設計專用夾具來實現我們的要求5。2專用夾具方案和定位元件的選擇5。2.1夾具的設計夾具體是夾具的基礎件,在夾具體上，要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機構裝置等.設計時應滿足以下基本要求：a、應有足夠的強度和剛度b、結構簡單，具有良好的工藝性c、尺寸穩(wěn)定d、便于排屑 本夾具主要用來銑型面， 中線孔與下端面有垂直度關系，我們設計定位方案時需要考慮保持同軸度，其他不予考慮.因此我們選用下端面為定位基準，采用一面兩銷定位.5。2。2定位基準的選擇工件在夾具中的地位應符合定位原理。合理地設置定位件和導向件時，應盡量

37、采用通用標準。該設計用一面兩銷定位,是軸承座的面，一個圓柱銷如圖51和一個菱形銷定位的。軸向方向的定位（限制自由度），是由“一面"完成的。一面，限制2個轉動、1個移動（自由度）。圓柱銷限制2個移動.菱形銷限制1個轉動。圖5-1 圓柱銷加緊力的作用點和方向應符合加緊原則。該設計選用平端壓板如圖52加緊方式。圖5-2平壓板5。2.3切削力及夾緊力的計算由夾具裝配圖可以看出,由于水平方向上有一個圓柱定位銷和一個菱形定位銷，所以水平方向上不需要考慮夾緊力是否合適，只用考慮Z軸上的夾緊力就可以了. 查機床夾具設計手冊表1-23得：式中：=1。8mm f=1.5mm/r=×1。0

38、15;1。0×1。0×1。0=1.10所以，Fc=902×1。8×1.5×1。10=2420。7N在計算切削力時,必須把安全系數也考慮在內.查機床夾具設計手冊,表1-2-1可知:所以,切削力=1。5×1.2×1。0×1。0×1.3×1.0×1。5×2420。7=8496。7N因本夾具主要夾緊力是壓板夾緊，此時，實際夾緊力已大于所需8496.7N的加緊力了，所以本夾具可安全工作。5。2。4定位誤差分析一面一銷定位誤差（1)移動時基準位移誤差 式中： 圓柱銷孔的最大偏差 - 圓柱

39、銷孔的最小偏差 -圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙代入上式得： = = （2） 轉角誤差 式中: - 圓柱銷孔的最大偏差 - 圓柱銷孔的最小偏差 - 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 - 菱形銷孔的最大偏差 - 菱形銷孔的最小偏差 - 菱形銷定位孔與定位銷最小配合間隙 則代入上式得:則： 經檢驗合格裝配圖如下53：圖5-3軸承座專用夾具裝配圖5.3組合夾具方案一個優(yōu)良的組合夾具必須滿足下列基本要求:（參考文件)(1）保證工件的加工精度，穩(wěn)定加工質量保證加工精度的關鍵,首先在于正確地選定定位基準、定位方法和定位元件,必要時還要進行定位誤差分析,還要注意夾具中其它零部件的結構對加工精度的影響，確保

40、組合夾具能滿足工件的加工精度要求。（2）提高生產效率,降低成本 組合夾具的復雜程度應與生產綱領相適應，應盡量采用各種快速高效的裝夾機構，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產效率。（3）良好的強度、剛度和結構工藝性能組合夾具的結構應力簡單、合理，便于制造、裝配、調整、檢驗、維修等，有利于提高組合夾具的制造精度.（4）操作性能好組合夾具的操作方便、省力、安全可靠。在客觀條件允許及又經濟適用的前提下，應盡可能采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強 1 度.（5）經濟性好組合夾具應盡量采用標準件和標準結構，力求結構簡單、制造容易，以降低組合夾具的成本.因此，設計時應根據生產綱領對組合夾具

41、方案進行必要的技術經濟分析，以提高組合夾具在生產中的經濟效益。(6）擴大機床的使用范圍使用組合夾具可以改變原機床的用途和使用范圍，實現一機多能。（7）排屑順暢組合夾具中積集切削會影響到工件的定位精度,切削的熱量使工件和夾具產生熱變形，影響加工精度。清理切削將曾加輔助時間，降低生產率.因此組合夾具設計中要給予排屑問題充分的重視。5.4組合夾具的組成組合夾具的元件，按使用性能分為八大類：（1)基礎件 它常作為組合夾具的夾具體。（2）支承件 它是組合夾具中的骨架元件,數量最多、應用最廣.它可作為各元件間的連接件，又可作為大型工件的定位件.（3）定位件 定位元件的作用是用于固定元件與元件與工件之間的相

42、對位置和尺寸距離要求，以保證夾具的裝配精度和工件在加工中的準確位置.（4）導向件 它用于確定刀具與夾具的相對位置，起引導刀具的作用。（5）夾緊件 夾緊件是指用以夾緊工件的各種形狀和尺寸的壓板。（6）緊固件 它用于緊固組合夾具中的各種元件及緊固被加工工件。（7）其他件 以上六類元件之外的各種輔助元件列入其他元件。包括連接板、浮動塊、各種支承釘、彈簧、平衡塊等。（8）合 件 它是由若干零件組合而成,在組裝過程中不拆散使用的獨立部件。使用合件可以擴大組合夾具的使用范圍，加快組裝速度,減小夾具體積。5.5組合夾具的組裝組合夾具的組裝過程是夾具設計和裝配工作的統一過程,是體力和腦力勞動的綜合.所以應遵循

43、一定步驟和程序來進行，通常正確的組裝過程是按準備階段、擬定組裝方案、試裝、連接并調整緊固元件、最終檢驗等五個步驟。（1）準備階段 首先應熟悉被加工的零件圖及其加工工藝，了解工序加工要求，所使用的加工方法及設備、刀具等情況。在熟悉情況過程中，力求獲得本工序所要加工的實物，以便弄清工件毛坯的狀況，進一步確定工件的定位、夾緊和工件加工時的裝卸等問題.（2）擬定組裝方案 在保證工序加工要求的前提下，確定出工件的定位基準面和夾緊部位，從而選擇出適合的定位元件、夾緊元件以及相應的支承元件和基礎板等。同時要注意夾具的剛度和操作的方便性. (3)試裝 把初步設想的組裝方案先進行試裝一下，對一些主要元件的尺寸精

44、度、平行度、垂直度等需進行必要的挑選和測量。但各元件在試裝時不必緊固。因為試裝的目的是驗證一下所擬定的結構方案是否合理,以便進行修改和補充.試裝后,應達到下列要求： 定位合理準確、夾緊可靠方便,在加工過程中夾具有足夠的剛性，確保工件的加工. 夾具結構緊湊,各元件結構尺寸選擇合理。 裝卸工件方便、操作簡單，清除切屑容易. 夾具在機床上安裝可靠、找正方便。5。6槽系組合夾具（參考文件）（1）槽系組合夾具的規(guī)格為了適應不同工廠、不同產品的需要,槽系組合夾具分大、中、小型三種規(guī)格。（2)組合夾具的元件 基礎件 如圖54所示，有長方形、圓形、方形及基礎角鐵等。它們常作為組合夾具的夾具體。圖5-4 基礎件

45、定位件 如圖55所示，有平鍵、T形鍵、圓形定位銷、菱形定位銷、圓形定位盤、定位接頭、方形定位支承、六菱定位支承座等。主要用于工件的定位及元件之間的定位.圖5-5 定位件支承件 如圖56所示，有V形支承、長方支承、加肋角鐵和角度支承等。它們是組合夾具中的骨架元件，數量最多，應用最廣.它可作為各元件間的連接件，又可作為大型工件的定位件。圖5-6 支承件夾緊件 如圖57所示,有彎壓板、搖板、U形壓板、叉形壓板等。它們主要用于壓緊工件，也可用作墊板和擋板。圖5-7 壓緊件導向件 如圖5-8所示，有固定鉆套、快換鉆套、鉆模板、左、右偏心鉆模板、立式鉆模板等.它們主要用于確定刀具與夾具的相對位置，并起引導

46、刀具的作用.圖5-8 導向件緊固件 如圖59所示,有各種螺栓、螺釘、墊圈、螺母等。它們主要用于緊固組合夾具中的各種元件及壓緊被加工件。由于緊固件在一定程度上影響整個夾具的剛性，所以螺紋件均采用細牙螺紋，可增加各元件之間的連接強度。同時所選用的材料、制造精度及熱處理等要求均高于一般標準緊固件。圖5-9 緊固件其它件 如圖5-10所示，有三爪支承、支承環(huán)、手柄、連接板、平衡塊等。它們是指以上六類元件之外的各種輔助元件。圖5.-10其他件合件 有尾座、可調V形塊、折合板、回轉支架等。合件由若干零件組合而成,在組裝過程中不拆散使用的獨立部件。使用合件可以擴大組合夾具的使用范圍，加快組裝速度,簡化組合夾

47、具的結構，減小夾具體積。圖5-11 液壓缸的基礎板1螺塞 2油管接頭 3基礎板 4-液壓缸 5鍵 6活塞以上簡述了各大類的主要用途。隨著組合夾具的推廣應用，為滿足生產中的各種要求，出現了很多新元件和合件。圖5。8為帶液壓缸的基礎板.基礎板內有油道連通七個液壓缸4,利用分配器供油，使活塞6上、下運動，作為夾緊機構的動力源,活塞通過鍵5與夾緊機構連接。這種基礎板結構緊湊,效率高。但需配備液壓系統，價格較高。裝配圖如下512:圖5-12 軸承座組合夾具裝配圖6 軸承座的UG建模過程1）進入UG界面，點擊按鈕進入草圖繪制界面，2）在彈出的對話框中點擊確定按鈕選擇默認的YZ平面。3）繪制如圖6-1所示草

48、圖圖61創(chuàng)建草圖4）單擊按鈕進入建模界面,單擊按鈕彈出拉伸對話框，選擇上面所畫的正方形草圖,指定矢量為X正軸方向，拉伸高度為55，其他默認值，點擊確定后退出。如圖6-2、6-3所示。圖6-2設置拉伸參數 圖63拉伸草圖5）再次進入草圖環(huán)境，選擇上面已有的上表面為草圖平面，繪制如下圖所示的草圖圖6-4回到草圖壞境繪制草圖6）單擊“拉伸”按鈕，參數設置如圖65所示，單擊【確定】，建立如圖66所示實體。圖65設置拉伸參數 圖66拉伸草圖7）再次進入草圖環(huán)境,選擇上面已有的上表面為草圖平面，繪制如下圖所示的草圖,單擊“完成草圖”回到建模狀態(tài)。圖6-7繪制草圖8）單擊“拉伸”按鈕，參數設置如圖68所示，

49、單擊【確定】，建立如圖9所示實體。圖68設置拉伸參數 圖6-9拉伸草圖9）單擊“草圖"在圖69左面和右面繪制如圖6-10所示，單擊“完成草圖”回到建模狀態(tài)。圖610繪制草圖10)求和后,單擊“拉伸”按鈕，參數設置如圖611所示,單擊【確定】,建立如圖6-12所示實體.圖6-11 設置拉伸參數 圖6-12求差11）單擊“草圖”在圖12左面和右面繪制如圖6-13所示，單擊“完成草圖”回到建模狀態(tài)。圖6-13繪制草圖12）單擊“拉伸"按鈕，參數設置如圖6-14所示，單擊【確定】，建立如圖615所示實體。圖6-14設置草圖拉伸參數 圖6-15拉伸13）單擊“草圖"在圖6-

50、15左面和右面繪制如圖6-16所示，單擊“完成草圖"回到建模狀態(tài)。圖616繪制草圖14)單擊“拉伸”按鈕，參數設置如圖617所示，單擊【確定】，建立如圖618所示實體。圖6-17 設置拉伸參數 圖618求差15)單擊“草圖"在圖618底面繪制如圖6-19所示，單擊“完成草圖”回到建模狀態(tài)。圖6-19繪制草圖16）單擊“拉伸”按鈕,參數設置如圖620所示，單擊【確定】，建立如圖6-21所示實體。圖6-20設置拉伸參數 圖621求差17）對圖上需要圓角的地方進行倒圓，完成后如圖6-22所示。圖6-22倒圓角7 軸承座的數控加工7.1UG 模擬加工1）創(chuàng)建加工環(huán)境，點擊開始按鈕，

51、選擇加工選項進入加工頁面。選擇mill_planar單機確定按鈕如圖 7-1 所示.圖 7-1進入加工頁面2)創(chuàng)建加工坐標系,單擊工具條中導航器中的幾何視圖按鈕, 在左邊的導航器中彈出如圖 72 所示畫面.然后用鼠標左鍵雙擊， 彈出如圖 73所示的對話框,然后點擊中的彈出如圖 7-4 所示的對話框，然后輸入坐標值如圖 7-5。單擊確定返回 Mill Orient 選項卡，在單擊圖 7-2、圖 7-3、圖 7-4、圖 7-5 建立加工坐標系3）創(chuàng)建幾何體，同樣選擇幾何視圖,在幾何視圖的導航器里用鼠標左鍵雙擊出現如圖 7-6 所示的對話框。然后依次指定部件，指定部件點擊指定部件后面的圖標 ，然后選擇要加工的面為指定部件如圖 77 和圖 78 所示。指定毛坯，單擊指定毛坯的圖，彈出對話框如圖 79 所示，在選擇選項中選擇自動塊如圖 7-10，制定檢查可不選。即完成了幾何體的創(chuàng)建如圖 711。 圖7-6 雙擊 圖77指定幾何體圖78要加工的面圖79自動塊選項 圖710自動塊圖711完成幾何體的創(chuàng)建4)創(chuàng)建程序,在程序順序視圖中單擊創(chuàng)建程序按 ,彈出對話框如圖 712。點擊確定,創(chuàng)建程序完畢