叉車滾輪的工裝夾具及工藝設(shè)計【包含CAD圖紙+PDF圖】

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就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練。叢中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于個人能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處。懇切各位老師給予指導(dǎo)。課題簡介 本課題是與叉車滾輪有關(guān)的工裝設(shè)計，叉車應(yīng)用與工業(yè)機械中，通常用與托運大或笨重的貨物，以減輕人力勞動強度從而節(jié)約企業(yè)成本。插車在托運器重貨物是靠其兩側(cè)的支撐架來實現(xiàn)的，支撐架在唾棄重物時由上下兩根軸支撐通過鏈條帶動把重物托起，在運轉(zhuǎn)過程中由于存在著摩擦使鏈條在帶動托運架旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生很大的噪音很震動，為消除這種現(xiàn)象在插車中用了很多的軸承！滾動軸承是一種通用性很強，標準化，系列化程度很高的基礎(chǔ)元件。由于各種機械有著不同的工作條件，對滾動軸承在載荷能力，結(jié)構(gòu)和使用性能等方面都提出了各種不同的要求。為此，滾動軸承就需要有各式各樣的結(jié)構(gòu)。但最基本的結(jié)構(gòu)是由內(nèi)圈，外圈，滾動體和保持架組成。1. 內(nèi)圈通常與軸配合，并與軸一起旋轉(zhuǎn)。2. 外圈通常與軸承座孔或機械部件外殼配合，起支撐作用。但在某些場合也有外圈旋轉(zhuǎn)，內(nèi)圈固定的，或內(nèi)外圈都是旋轉(zhuǎn)的。3. 滾動體借助保持架均勻的排列在內(nèi)圈和外圈之間。滾動體有球，圓柱滾子，滾針，圓錐滾子和球面滾子等，它們的形狀大小和數(shù)量直接影響軸承的承載能力和使用性能。4. 保持架將軸承中的一直組滾動體等距離隔開，引導(dǎo)滾動體在正確的滾道上運動，改善軸承內(nèi)部載荷分配和潤滑性能。為了適應(yīng)某些使用要求，有的軸承會增加或減少一些零件，如無內(nèi)圈，無外圈，即無內(nèi)圈有無外圈；或帶防塵蓋，密封圈及安裝調(diào)整用的緊定套. 軸承在工作時對其影響最大的除了他的制造精度外其游隙對其影響也很大如果游隙選擇不正確同樣不能正常工作，軸承的游隙可分為徑向游隙和軸向游隙，徑向游隙指一個圈固定不動另一個相對固定套圈徑向移動量，軸向游隙是指一個套圈固定另一個移動套圈相對移動套圈軸向偏移量；游隙又有工作游隙，安裝游隙和原始游隙之分，原始游隙指未安裝前的游隙，安裝游隙指安裝后的游隙，由于安裝過盈配合的原因，內(nèi)圈在安裝時會有相應(yīng)的膨脹，使游隙減小，一般原始游隙大于安裝游隙；工作游隙指軸承在運轉(zhuǎn)時的游隙，軸承在運轉(zhuǎn)時由于材料和受摩擦產(chǎn)生的熱不一樣，使軸承內(nèi)外圈的熱膨脹不同使游隙變大或減小，由于離心力的不同內(nèi)膨脹小于外圈的膨脹，也造成游隙減小，一般來說工作游隙有大與安裝游隙。由于游隙的存在又潛在要求軸承的溝道精度要高，給造成加工帶來難度，所以在設(shè)計軸承時一定要多方考慮軸承的游隙。 本課題所涉及到的是叉車兩側(cè)的滾動軸承，它的結(jié)構(gòu)外觀圖為這類軸承很一般的深溝球的工作原理基本一樣，所不同的是該軸承是雙滾道，內(nèi)圈固定在車體上，外圈旋轉(zhuǎn)并起一定的支撐作用，剖開圖如下：如圖所示，該產(chǎn)品由內(nèi)圈，外圈，滾動體密封槽組成，他于一般深溝球軸承的區(qū)別在與：他是雙滾道，沒有保持架，內(nèi)圈由軸做成，軸的兩段各有一個孔，他是用來安裝用的，用螺栓連接在車架上，內(nèi)圈固定外圈旋轉(zhuǎn)，為防止灰塵等一些雜物進入滾道影響軸承的旋轉(zhuǎn)精度，在軸承的兩端裝有密封圈來防止硬度大的顆粒進入滾道，同時還可以提高軸承的使用壽命。一 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型叉車滾輪應(yīng)用與農(nóng)業(yè)機械，建筑機械，和水利機械，是其中很重要的構(gòu)件之一，該廠生產(chǎn)的產(chǎn)品大都遠銷美國、巴西等國家！年生產(chǎn)幾十萬件，屬于大批量生產(chǎn)！根據(jù)公司現(xiàn)有設(shè)備，該產(chǎn)品加工多用專用設(shè)備。二、審查零件圖樣的工藝性滾輪圖樣的視圖完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。成品圖可以看出精度要求高，由零件成品圖可以看出R350圓弧，該圓弧用于受力部分，外圈加工精度要求高通過磨床來滿足加工要求，軸的加工于外圈略有不同、，在加工軸時，兩溝道的相對位置精度要求很高，而且形位公差要求也較高，在加工事要用到專用夾具，以提高生產(chǎn)效率。軸承結(jié)構(gòu)簡單加工工藝過程相對簡單，但精度要求很高，使加工困難，加工時為提高生產(chǎn)率通常采用專用設(shè)備；根據(jù)零件結(jié)構(gòu)可知：軸承加工通常由車加工和磨加工，車加工屬于粗加工階段，精度要求相對底一些，在車加工階段對與設(shè)備可采用數(shù)控車普通車和液壓車；在磨加工階段，為節(jié)約成本對于一些要求不高的端面外徑通常采用普通磨床也可以滿足要求，但一些要求高的如滾道在加工時企業(yè)一般采用專用設(shè)備來實現(xiàn)。三、 工藝過程設(shè)計1.工藝路線的擬訂1）加工方法的選擇： 選擇各表面的加工方法與零件的技術(shù)要求材料，生產(chǎn)規(guī)模，現(xiàn)場加工提條件，生產(chǎn)率和經(jīng)濟性要求等有關(guān)，應(yīng)綜合考慮 該構(gòu)件是回轉(zhuǎn)類零件，結(jié)構(gòu)相對比較簡單，只是各要加工精度和表面粗糙度要求較高。外圈加工大致包括：粗車-精車-粗磨-熱處理-精磨軸加工大致為：粗車-精車-銑-鉆-粗磨-熱處理-精磨2）加工基準的選擇基準選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要工作之一，基準選擇的正確于合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則加工工藝過程中會問題百出，更有、甚者還會造成零件大批報廢粗基準的選擇：因該零件是回轉(zhuǎn)類零件，故以外徑作為粗基準精基準的選擇：根據(jù)精基準選擇原則，完全可以選擇一端面和外徑作為精基準，在加工是外圈的精度有專用機床來保證，他是通過外圈的外徑和一端面做為加工基準，軸則選擇外徑和中心孔，以便實現(xiàn)基準重合和基準統(tǒng)一從而保證零件的加工質(zhì)量并使夾具的設(shè)計，制造簡化。中心孔的要求根據(jù)金屬切削手冊查得：中心孔有A，B，C三種結(jié)構(gòu)，根據(jù)零件具體情況選擇A型中心孔，最終不需要保留中心孔；工件直徑D018時，中心孔直徑d為2.5mm，L為6mm,D為6mm中心孔圖見下頁。.2.初定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并適當配置專用機床進行加工；工序以分散為主，某些工序盡量集中來提高生產(chǎn)率，應(yīng)劃分加工階段，將粗精加工分開；刀具，量具的選擇可以專用通用的相結(jié)合。選擇除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本下降。根據(jù)以上分析，初擬工藝路線方案：內(nèi)，外圈加工過程：棒料-鍛造退火車加工熱處理-磨加工-精研或拋光零件檢驗防銹-入庫由于鋼球和密封圈是采購成品不需要加工！（1）.外圈加工路線：車端面內(nèi)孔-車另一端面外徑-軟磨兩端面-軟磨外徑-精車內(nèi)孔倒角-車溝道車密封槽-銑裝球缺口-車外倒角-滲碳淬火-磨兩端面-磨外徑-磨圓弧-磨滾道-探傷-磷化處理-終磨滾道2）. 車端面內(nèi)孔-車另一端面外徑-軟磨兩端面-軟磨外徑-精車內(nèi)孔倒角-車溝道車密封槽-銑裝球缺口-滲碳淬火 -車外倒角-磨兩端面-磨外徑-磨圓弧-磨滾道-探傷-磷化處理-終磨滾 分析比較：兩加工方案基本相同，不同點在于方案一是先車倒角在熱處理，方案二是先熱處理在倒角，表面看方案二有點不合理，因為在淬火后零件的硬度變大車刀很難在車的動，費工費時不經(jīng)濟，但是我們應(yīng)該想到在熱處理后零件熱脹冷縮會使好的倒角多少產(chǎn)生微量變形，嚴重的會造成倒角過小或過大，不能滿足顧客的要求，而熱處理帶來的微量變形又不好控制。所以在顧客的度要求較高時采用方案二來實現(xiàn)。根據(jù)本圖紙顧客的要求選擇方案一是完全可以滿足顧客的需要。 （2）內(nèi)圈加工工藝： 1）.車外徑端面倒角軟磨外徑車溝道車密封槽銑裝球缺口銑臺階面鉆孔溝道高頻淬火磨外徑磨滾道倒角磷化處理溝道拋光 2）. 車外徑端面倒角軟磨外徑車溝道車密封槽銑裝球缺口溝道高頻淬火磨外徑磨滾道倒角銑臺階面鉆孔磷化處理溝道拋光分析比較： 這兩種種工藝方案從工序步驟和使用設(shè)備來看沒有差別，他們所不同的是工序步驟的先后順序不一樣，方案二采用的是工序分散加工方案一是采用了工序集中來實現(xiàn)加工，方案一是通過一次裝夾來完成多個工序和工步，采用基準同意符合加工工藝選擇原則，但不適合大批量生產(chǎn)，現(xiàn)在企業(yè)在滿足顧客要求的同時是以贏利為目的，相同的設(shè)備相同的步驟那個可以先完成哪個就是做好的！方案二就滿足了企業(yè)的要求！綜合上述分析該構(gòu)件的外圈和軸的加工工藝方案確定為： 1）.外圈加工路線：車端面內(nèi)孔-車另一端面外徑-軟磨兩端面-軟磨外徑-精車內(nèi)孔倒角-車溝道車密封槽-銑裝球缺口-車外倒角-滲碳淬火-磨兩端面-磨外徑-磨圓弧-磨滾道-探傷-磷化處理-終磨滾道2）.內(nèi)圈加工工藝： 車外徑端面倒角軟磨外徑車溝道車密封槽銑裝球缺口溝道高頻淬火磨外徑磨滾道倒角銑臺階面鉆孔磷化處理溝道拋光工序和設(shè)備使用：工序：車端面內(nèi)孔，端面尺寸至，內(nèi)孔尺寸至設(shè)備為A6140，量具游標卡尺；工序：車另一端面外徑，外徑尺寸至設(shè)備為CA6140，量具游標卡尺；工序：軟磨兩端面，尺寸至，設(shè)備為端面磨床，量具為端面儀；工序：軟磨外徑，尺寸至，設(shè)備為外圓磨床，量具D913；工序：精車內(nèi)孔倒角，設(shè)備CA6140；工序：車溝道，尺寸至，設(shè)備CA6140或液壓車床，量具刮色球；工序：車密封槽，設(shè)備普通車床，量具樣板；工序：銑裝球缺口，缺口大小為R3，設(shè)備為臥式銑床，量具游標卡尺；工序：車倒角，設(shè)備CA6140，量具游標卡尺；工序：熱處理工序：磨雙端面，設(shè)備為端面磨床，量具G903，尺寸至工序：磨外徑，設(shè)備外圓磨床，尺寸，量具D913工序X：磨圓弧，設(shè)備3ME2116，量具D913；工序：磨溝道，設(shè)備為內(nèi)圓磨床，量具為刮色球或H903A；工序：探傷，磷化；工序：終磨溝道，設(shè)備為精密內(nèi)圓磨床，量具D012；2）.內(nèi)圈加工工藝： 工序：車外徑端面倒角，使用設(shè)備CA6140，測量工具千分尺，軸長度尺寸為工序：軟磨外徑，尺寸至，使用設(shè)備為外圓磨床，測量工具為千分尺；工序：車溝道，尺寸至同時要求的還有形位公差，測量工具為D923，使用設(shè)備為CJK0640B；工序：車密封槽，使用設(shè)備為CL6140，測量工具為游標卡尺；工序：銑裝球缺口R3，使用設(shè)備為X6132，測量工具為游標卡尺；工序：溝道高頻淬火，設(shè)備高頻淬火機；工序：磨外徑，尺寸至，設(shè)備為MT1083，使用量具為D923；工序：磨溝道，尺寸至使用設(shè)備為M1432B，測量工具為溝位置樣板或D022；工序：銑臺階面，使用設(shè)備為銑床，量具為游標卡尺；工序：鉆孔，使用設(shè)備鉆床，量具為游標卡尺；工序：溝道拋光，使用設(shè)備為滾道超精機，使用量具為溝位置樣板；此外還有車倒角，和磷華等工藝和外圈的像似四、 毛坯的選擇 滾動軸承在工作時承受著高而集中的交變應(yīng)力同時在滾動體和套圈之間還產(chǎn)生強烈的摩擦，因此，滾動軸承鋼要求具有高的硬度和耐摩性，高的彈性極限和接觸疲勞強度，足夠的任性和一定的耐腐蝕性。一般軸承材料用GCr15，但對于一些應(yīng)用場合要求有優(yōu)良的耐摩性，耐疲勞性，又可以承受沖擊載荷，要求具有良好的綜合力學(xué)性能，用軸承鋼可以滿足要求，但為了節(jié)約成本可以采用20CrMo，該產(chǎn)品外圈在受力時要求很高的硬度又要求一定的塑性和任性，根據(jù)上述分析故外圈材料可為20CrMo，內(nèi)圈為：GCr15，為提高生產(chǎn)率外圈采用鍛件，內(nèi)圈采用棒料。五、 確定機械加工余量及毛坯、設(shè)計毛坯圖 確定機械加工余量 鋼質(zhì)?；⌒蚊娴臋C械加工余量按JB3835-85確定。確定時，根據(jù)估算鍛件重量，加工精度及鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)；由表3.1-56可查得除孔以外各內(nèi)外表面的加工余量。孔的加工余量由表3.1-57查得。表中余為量值單面余量。（參考機械加工工藝手冊） 鍛件重量 根據(jù)零件成品外圈重量估算為小于0.4kg.軸為0.6kg加工精度 零件的各表面為精度F2 磨削加工。鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S.因為鍛件為薄形圓盤，其厚度與直徑之比0.2，所以鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)為復(fù)雜級S4.機械加工余量 根據(jù)鍛件重量、F2、S4查表3.1-56。由于表中形狀復(fù)雜系數(shù)只列S1和S3，則S2參考S1,S4參考S3定。由此查得直徑方向為1.52.0mm，水平方向為1.52.0mm.即鍛件各外徑的單面余量為1.52.5mm。各軸向尺寸的單面余量為1.52.0mm，鍛件中心兩孔的單面余量按表3.1-57查得為2.0mm.確定毛坯尺寸鍛件的基本要求1.鍛件正火處理，硬度不大于229HB；2.正火后的脫碳層（包括脫碳與貧碳）不得超過0.6mm；3.鍛件不允許有裂紋、白點、夾渣、氣泡、縮孔及殘余內(nèi)裂等缺陷；4.鍛件表面氧化皮墊坑、毛刺墊坑、折疊、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適用于機械加工表面粗糙度Ra1.6.Ra1.6的表面，余量要適量增大。分析本零件，本零件采用鍛件，外徑尺寸根據(jù)機械設(shè)計手冊查得外徑毛坯尺寸為45mm，滾道擋邊尺寸為25mm，軸承寬度為35mm，軸的毛坯為棒料，根據(jù)機械設(shè)計手冊查的軸的毛坯尺寸為25mm，長度為85，除40mm的外圓面為Ra0.8以外，其余各表面皆Ra1.6,因此這些表面的毛坯尺寸只需將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，這時可取所查得值中的小值。當表面需經(jīng)粗加工和半精加工時，可取較大值）。40mm的外圓面采用粗磨和精磨，故需增加這些加工工序的加工余量。參考外圓柱表面加工余量（表3.2-3）確定粗磨單面余量為0.2mm。精磨余量0.05mm.，故需增加這個加工工序的加工余量。參考內(nèi)孔加工余量確定精磨的加工余量為0.3mm。則毛坯尺寸如下表所示。零件毛坯（鍛件）尺寸 （mm）零件尺寸單面加工余量鍛件尺寸41245342.2538.534.5230.5382.333.431227設(shè)計毛坯圖確定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件重量，形狀復(fù)雜系數(shù)，分模線形狀種類及鍛件精度等級從有關(guān)的表中查得。 本零件鍛件重量小于0.4KG, 形狀復(fù)雜系數(shù)為S4，零件的材料為軸承鋼其最高含量大于3%，因此鍛件材質(zhì)系數(shù)為M2,采取平直分模線，鍛件為普通精度等級，則毛坯公差可由表3.1-42，表3.1-44查得。本零件毛坯尺寸允許偏差如表下表所列。毛坯（鍛件）尺寸允許公差偏差 （mm）鍛件尺寸偏差根據(jù)45表3.1-4238.5表3.1-4230.5表3.1-4233.4表3.1-4227表3.1-4225表3.1-4216.5表3.1-44確定圓角半徑 鍛件的圓角半徑按表3.1-49確定（參考機械加工工藝手冊）。本鍛件各部分的H/B皆小于2，故可用下式計算：外圓角半徑 r0.05H+0.5內(nèi)圓角半徑 R2.5r+0.5為簡化起見，本鍛件的內(nèi)外圓角半徑分別取相同數(shù)值。以最大的H進行計算。r(0.058+0.5)mm0.9mm r圓整為1mmR(2.51+0.5)mm3mm以上所取的圓角半徑數(shù)值能保證各表面的加工余量。確定鍛件倒角本鍛件由于上、下模膛深度相等，起模角以模31mm的一側(cè)計算。L/B34/341 , H/B6.5/340.191按表3.1-51（機械加工工藝手冊），查得：外倒角1X45，倒角=1X45。確定分模位置 由于毛坯是HD的圓盤類鍛件，應(yīng)采用軸向分模，這樣可沖內(nèi)孔，使材料利用率得到提高。為了便于起模及便于發(fā)現(xiàn)上，下模鍛造過程中錯移，分模線位置選在最大外徑的中部，分模線為直線。確定毛坯的熱處理 滾動軸承毛坯經(jīng)鍛造后應(yīng)安排正火，以消除殘余的鍛造應(yīng)力，并使不均勻的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細化而均勻的組織，從而改善了加工性。零件鍛件毛坯見圖紙。 六、工序設(shè)計選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備選擇機床 工序、，、是粗車，半精車。各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求高，選用最常用的C620-1型臥式車床即可。（參考機械加工工藝手冊表8.1-1） 工序XIII、XIV為粗磨和精磨，粗磨和精磨可選用M120W萬能外圓磨床。（參考機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4.2-11） 工序XVI銑寬10.2mm的對稱兩槽。選用X62臥式升降臺銑床 。工序XV鉆4mm的小孔，可采用專用夾具在立式鉆床上加工，可選Z518型立式鉆床。（參考機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4.2-14）工序XVII銑臺階，由于所加工的表面是弧形面，所以必須選用雙立軸圓工作臺銑床才能完成加工。因此選用X7010型雙立軸圓工作臺銑床。工序XVIII拋光。選擇夾具本產(chǎn)品于公司現(xiàn)有產(chǎn)品像似，如外圈通用于主滾輪的外圈，所以很多加工是用專用設(shè)備，不需要再另外設(shè)計，軸的加工相對于別的軸承略有不同，在車加工時采用三爪卡盤夾緊，在磨加工時有專用的設(shè)備，一般單溝道內(nèi)圈加工通常采用無心磨床和專用磨床外圈采用外圈的專用磨床，夾具部分有床子本身的夾具，但是在軸加工時由于是雙溝道加工困難，又因精度要求高故在磨削加工時用到專用夾具。其夾具見夾具設(shè)計部分。 選擇刀具 在車床上加工的工序，一般選用硬質(zhì)合金車刀。加工鐵-鎳基高溫合金GH135材料零件采用鎢鈷類硬質(zhì)合金，粗加工用YA6，半精加工采用YG8,精加工采用YG6X。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性，可選用可轉(zhuǎn)位車刀（GB5343.1-85）或(GB5343.2-85)。磨削高溫合金比較困難，主要是砂輪易粘附堵塞，磨削力大，磨削溫度高，工件表面易燒傷，表面質(zhì)量和磨削精度不易保證。所在外圓磨時，應(yīng)選用白剛玉WA(GB)砂輪為粗磨。精磨時宜采用單晶剛玉WA(GB)砂輪。因為磨削薄壁工件時應(yīng)選用硬度低的磨具，所以選用中軟級K(ZR)組織疏松的砂輪。粒度為46#-60#，結(jié)合劑多用陶瓷V(A)。臺階面銑采用面銑刀按表9.2-7（參考機械加工工藝手冊）選中齒鋸片銑刀（GB6120-85)。銑刀的直徑為40mm，齒數(shù)z=32,材料為W2Mo9Cr4VCo8。 磨滾道是由于滾道精度要求較高砂輪的選用根據(jù)機械加工工藝手冊選擇砂輪型號為P500X200X305A100L6V35m/s 鉆114mm小孔按表8-18（參考機械加工工藝人員手冊）選用硬質(zhì)合金鉆頭。鉆頭的直徑為5.5mm的整體硬質(zhì)合金麻花鉆。選擇量具根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備量具的選擇可根據(jù)需要選用，車加工階段用游標卡尺和千分尺，車溝道時采用刮色球來測量，該零件加工精度要求相對一般零件要求教高，在對每一步的加工測量都要進行嚴格正確的方法進行測量，磨加工測量所需量具和測量方法具體過程見下頁的過程控制卡！量具結(jié)構(gòu)改制方案： 實質(zhì)是根據(jù)以有量具進行改進，以有的量具結(jié)構(gòu)不夠清晰，工作過成表達不清楚，現(xiàn)對其進行改進，要求：把某一軸的旋轉(zhuǎn)改為另一部件的左右擺動，讓其走圓弧，在滿足要求時采用了兩種結(jié)構(gòu)方案；方案一在測投處裝一手柄，手柄的上下?lián)u動可以使測頭左右擺動，方案二是采用凸輪機構(gòu)，在測頭版上加工出凸輪輪廓線，把凸輪的上下移動轉(zhuǎn)換為測頭的左右擺動，分析比較： 方案一結(jié)構(gòu)簡單但不能體現(xiàn)機械設(shè)計原理不能體現(xiàn)科學(xué)，一個量具出現(xiàn)兩次手工操作，由于人操作誤差的存在使測量不精確，方案二采用凸輪結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，使用科學(xué)方便簡化人工操作，使測量精確。方案二是在一個平面上做凸輪的輪廓曲線，使加工困難很難保證其位置精度，另外在進行裝配時由于孔小凸輪很難固定在軸上，結(jié)構(gòu)如下： 零件20 在 要和零件19連接但由于孔太小螺釘不能實現(xiàn)裝夾，對次需改進方案；根據(jù)方案二的結(jié)構(gòu)，在平板上做凸輪輪廓線比較困難，裝配困難，把凸輪輪廓線做在19上，下方用一倒桿，把盤型凸輪做成圓柱凸輪，簡化結(jié)構(gòu)，裝配方便，結(jié)構(gòu)簡圖如下：本結(jié)構(gòu)采用槽的高度差在旋轉(zhuǎn)時使倒桿上下移動，支板繞支點上下擺動，擺動角度等于圓弧所對應(yīng)的角度，槽的高度差即是支板在擺動時上下移動的距離。具體結(jié)構(gòu)見原理圖。選擇冷卻液除了精磨用防銹冷卻液以外，都可選用乳化液進行切削冷卻。 確定工序尺寸 確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圖樣的要求標注。當無基準轉(zhuǎn)換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（工步）的加工余量有關(guān)。當基準不重合時，工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈解算。確定圓柱面表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān) 前面根據(jù)有關(guān)資料已查出本零件各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將總加工余量分為各工序的加工余量，然后由后向前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟加工精度確定。本零件的余量見零件鍛件圖和零件車加工圖和零件成品圖！七、確定切削用量及基本時間工序（車端面、外圓及臺階面）切削用量及基本時間的確定切削用量本工序為粗車。已知加工材料為軸承鋼高溫合金GH135，b1079Mpa,鍛件，有外皮，機床為C620-1型臥式車床，工件裝卡在三爪卡盤上。所選刀具為YA6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)機械加工工藝手冊表8.4-4選擇刀桿尺寸BH16mm20mm,刀片厚度4.5mm，根據(jù)表19.1-51（參考機械加工工藝手冊）,每轉(zhuǎn)進給量0.3mm/r,前角o5，后角ao15,主偏角kr75, 副偏角kr10, 刃傾角s0,刀尖圓弧半徑r0.8mm。確定粗車外圓36 mm、端面及臺階面的切削用量 確定切削深度ap 由于單邊余量僅為1.25mm，若要考慮模鍛斜度及公差。其最大單邊余量為1.5mm，可在一次走刀內(nèi)完成，故ap(38.5-36) /2mm1.25mm確定進給量f 根據(jù)表8.4-4（參考機械加工工藝手冊）粗車難加工材料的進給量，在鐵-鎳基高溫合金，刀桿尺寸為 BH16mm20mm，ap2mm，工件直徑50mm時 f0.20.3mm/r按C620-1機床進給量，選擇 f0.22mm/r確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。C620-1機床進給機構(gòu)允許的進給力Fmax3530N。根據(jù)表1.21（參考切削用量簡明手冊第三版），當鐵-鎳基的b1079Mpa，ap2mm, f0.22mm/r, kr75, kr10,v65m/min時的進給力： Ff1280NFf的修正系數(shù)為KoFf1.0,KsFf1.0, KkrFf1.17,故實際進給力為 Ff12801.17N1497.6N由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選的f0.22mm/r可以使用。選擇車刀磨鈍標準及耐用度根據(jù)切削用量簡明手冊表1.9車刀后刀面最大磨損量為1mm?？赊D(zhuǎn)車刀耐用度T30min。確定切削速度v切削速度v可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。根據(jù)機械加工工藝手冊表19.1-54中，工件材料GH135，粗加工，f0.22mm/r, ap1.25mm,故可查得： v42m/min n1000v/d1000 42/ ( 38.5 )r/min 347.4 r/min按C620-1機床的轉(zhuǎn)速機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4.2-8),選擇 n370r/min6.17r/s則實際切削速度v44.7m/min校驗機床功率由切削用量簡明手冊表1.24 ，當b1079Mpa，ap2mm, f0.22mm/r,v46m/min時 Pc3.7KW機床的有效功率：PEPE 70.75KW5.25KW 故PcPE，所選的切削用量可在C620-1機床進行加工。 最后決定用量為：ap1.25mm, f0.22mm/r,v44.7m/min ,n370r/min.確定端面和臺階面的切削用量 采用粗車外圓34mm的車刀加工這些表面。加工余量皆可一次走刀完成，車端面及臺階面的ap1.0mm，f0.2mm,主軸轉(zhuǎn)速與車外圓34mm相同?；緯r間確定粗車外圓36 mm的基本時間，根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表6.2-1，車外圓基本時間為 TjiL/fn(l+l1+l2+l3)i/fn式中 l5mm,l1ap/tgKv+(23), kr75,l12mm,l20,l3=0,f0.22mm/r,n6.17r/s,i1。則 ： T(5+2)/(0.225.8)s5s確定粗車端面的基本時間TjiL/fnL(d-d1)/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)s 10s確定粗車外徑的基本時間 TiL/fn L(d-d1)/2+l1+l2+l3式中 d45mm, d136mm,l10,l24mm,l30,f0.2mm/r,n5.8r/s，i1。則 Tj(4.5+4)/(0.25.8)s 7s確定工序的基本時間T（5+10+7）s 22s(3)磨加工相應(yīng)計算磨端面，保證尺寸選擇砂輪。見工藝設(shè)計手冊第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為： WA46KV6P35040127其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46，硬度為中軟一級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平行砂輪，其尺寸為：35040127（DBd）切削用量的選擇：砂輪轉(zhuǎn)速：=1500r/min（見機床說明書），=27.5m/s,軸向進給量:=0.5B=20(雙行程)工件速度:=10m/min徑向進給量:=0.015/雙行程磨切削工時,當加工一個表面時 =(見工藝設(shè)計手冊表6.2-8)式中 L-加工長度40mm; b-加工寬度30mm; -單面加工余量0.2mm K-系數(shù),1.10; v-工作臺移動速度(m/mm) -工作抬往返一次砂輪軸向進給量 -工作臺往返一次砂輪徑向進給量 = =2.14(min)當加工兩端面的時間: =2.142=4.28(min)八、夾具的設(shè)計 在機械制造批量生產(chǎn)中根據(jù)加工工件的工藝要求，合理使用夾具是充分發(fā)揮通用機床的作用，保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本以及減輕勞動強度的重要生產(chǎn)手段，因此機床夾具在機械制造業(yè)中占了十分重要的地位。 根據(jù)公司現(xiàn)有設(shè)備在加工軸時，磨加工階段由于沒有專有設(shè)備加工中不能滿足顧客的要求，為解決這一問題提高生產(chǎn)效需采用專用設(shè)備，為此所設(shè)計的夾具.磨夾具的工作特點是工作時夾具和工件隨機床主軸或花盤一起高速旋轉(zhuǎn)，具有離心力和不平衡慣重。因此夾具設(shè)計時除了保證工件達到工序的精度要求外，還應(yīng)考慮：1） 結(jié)構(gòu)力求緊湊簡單，重量盡可能輕，2） 夾具于主軸，機床連接要安全可靠；3） 家居工作時應(yīng)保持平衡，以免主軸軸承過早磨損而失去精度；4） 夾緊結(jié)構(gòu)應(yīng)迅速可靠，盡可能選擇離中心最遠處壓緊工件；5） 切削能順利的從夾具中排出和清除；6） 為適應(yīng)小批量輪番生產(chǎn)應(yīng)優(yōu)先考慮采用自定心卡盤，一便配換專用卡爪來加工多種零件。（一） 設(shè)計分析 根據(jù)企業(yè)情況在生產(chǎn)中所涉及的夾具為節(jié)約設(shè)計時間往往采用經(jīng)驗來確定夾具的材料等，根據(jù)零件情況，零件為軸類零件，屬于回轉(zhuǎn)體，在加工時往往以軸向中心線方向做為定位基準，在設(shè)計時要考慮進去，工件在被加工時既不能完全限制其回轉(zhuǎn)又要使工件不左右竄動；另外機床床身為斜面夾具地板的設(shè)計要能保證工件中心和機床中心保持等高。（二） 定位基準的選擇： 綜合上述分析，再根據(jù)磨加工情況可知工件在磨床上被加工時，除了軸向的轉(zhuǎn)動自由度沒有被限制掉其余方向的自由度全部被限制住了，查機械設(shè)計手冊根據(jù)夾具設(shè)計原理可知：對于回轉(zhuǎn)類零件可選擇用V形槽來定位；V形槽定位限制了零件空間的四個自由度，Y軸的轉(zhuǎn)動和移動Z軸的轉(zhuǎn)動和移動。而X軸 的自由度卻沒有被限制掉，所以僅僅采用V形快來定為還是不夠的。根據(jù)六點定位原理可知一個點可以限制三個自由度，既三個軸的移動自由度被限制了而轉(zhuǎn)動自由度沒有限制。故可以采用V形快和一個點相結(jié)合的的方法來實現(xiàn)工件的定位（三） 結(jié)構(gòu)設(shè)計由分析結(jié)果確定夾具的結(jié)構(gòu)，V形塊限制轉(zhuǎn)動自由度（除X方向）點移動自由度，根據(jù)夾具設(shè)計手冊確定夾具的結(jié)構(gòu)為：一頂尖和V形塊支撐來實現(xiàn)工件的定位滿足要求。機床床身和工作平面有四十度的斜角，在夾具底版處加一斜墊塊保持工件軸線平面于機床軸線平面平行。V形塊的高度來確定工件軸線和機床軸線在同一高度。其值可由計算得到。工件由壓輪帶動轉(zhuǎn)動，壓輪由壓輪軸同過主軸帶動壓輪轉(zhuǎn)動在由壓輪帶動壓輪軸帶動另一端的壓輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了工件的轉(zhuǎn)動。同過彈簧拉緊力實現(xiàn)加緊。根據(jù)分析提出以下方案：分析：如圖方案一所示，他是由左右兩頂尖靠中心孔來定位和夾緊的，上部的力是用來帶動工件旋轉(zhuǎn)的從而完成加工，中心孔定位他限制了空間五個自由度符合定位要求；但是，工件在被加工時由于磨削力的存在，在用中心孔來定位和夾緊時就要很大的力，夾緊力太大容易使工件產(chǎn)生變形，影響加工精度，如果夾緊力太小又不能完成夾緊工作，工件無法在力的作用下旋轉(zhuǎn)，而且工件在磨削時由于摩擦力的存在，容易把工件擠落，不能完成加工次方案不合理；方案二為了解決方案一的不足，在結(jié)構(gòu)上進行了改進，如圖可知，他在一的基礎(chǔ)上在工件的下方加了兩支撐，根據(jù)前面的分析，兩支持結(jié)構(gòu)為V形塊支持，他 的改進解決了方案一的不足，在定位和夾緊都比較可靠，但是仔細分析不難看出，方案二在定位是采用了過定位，V形塊支撐限制工件空間的四個自由度，兩頂尖限制了工件空間的五個自由度，定位使用重復(fù)，而且，方案二在結(jié)構(gòu)上比方案一復(fù)雜了好多，給夾具的制造加工帶來了難度，另外，工件在定位時由于中心孔支撐存在加工和制造誤差，在定位時很難保證兩者在同一高度，由于兩者同時在定位在加工時很難確定工件的加工基準是中心孔在作用還是兩支撐在作用，容易造成定位和加工基準的混淆，增加檢驗時間，致使生產(chǎn)效率降低，也不能保證加工的精度；方案二也不能滿足要求設(shè)計不合理。需重新進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。 第三種方案的改進不僅要解決方案一不能可靠支撐的問題還要解決第二種結(jié)構(gòu)基準不確定的問題，要使夾具結(jié)構(gòu)盡可能簡單又滿足加工要求，根據(jù)前兩種的設(shè)計，現(xiàn)在結(jié)合第一二方案并對其進行改進，其結(jié)構(gòu)圖如下： 改進后的方案用V形塊定位，限制了空間的四個自由度，頂尖限制了X軸的移動滿足定位要求，但是工件在被加工時由于力的存在工件在被加工時也會左右竄動，為解決這一問題在夾緊時采用下面結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡圖如下： 夾具工作原理： 如夾具結(jié)構(gòu)圖所示，該夾具是由斜墊塊來保持夾具體平衡，再由拉塊通過螺釘固定在磨床床身上的，壓桿由連桿座連接在夾具體上的，壓桿孔中放有壓桿軸，壓桿軸通過壓論和工件接觸，通過彈簧力使工件夾緊。工件中心和磨床主軸中心高度同高。 壓輪和工件做成空間十五度夾角，通過彈簧力使主軸帶動壓輪轉(zhuǎn)動，壓輪再帶動工件轉(zhuǎn)動，在軸帶動其旋轉(zhuǎn)時由于摩擦分力的存在始終向一個方向壓緊工件，另一端由頂尖頂住使工件不會左右移動從而實現(xiàn)加工。受力結(jié)構(gòu)間圖如下：（四）中心高度的定位：該夾具為M1432A磨床夾具，該磨床的最大磨削直徑和長度為：外圓3201500mm，內(nèi)孔 125125，中心高H=180，定尖距L1500最大移動量220mm，最大回轉(zhuǎn)角度30，縱向最大行程1540。根據(jù)機床的情況計算V形塊的中心高度；查夾具設(shè)計手冊的:h=116+0.70725.3-0.530=113 =2(113+0.70725.3-0.521.4 =30 D定位圓直徑的最大值；d定位圓直徑的最小值； 為是定位誤差對稱分布，在計算V形塊尺寸H和B時公式中的D值可取定位圓的中間尺寸即：此時定位誤差：V形塊的工作角度越大定位誤差越小，但工作角度越大定位穩(wěn)定性越差，所以一般常用的工作角度為90。（五）夾具材料的選擇 夾具材料的符合加工要求，要有一定的強度，滿足加緊力的要求，在選材是即要使制造出來的夾具在尺寸一定時不太笨重，又要求在加緊工件時不會發(fā)生變形。夾具變形影響工件的加工精度，夾具太笨重裝卸困難，增加輔助時間同樣使加工效率降低。材料的選擇方法可以通過計算法的出也可以根據(jù)以往經(jīng)驗選材；本夾具在選才時為不影響加工效率，在選取材料時采用了經(jīng)驗法，夾具各零部件的材料見夾具零件圖紙，在次不做詳細介紹。專用磨床夾具的設(shè)計由工序可知31mm的外徑和端面為已加工面，所以以外徑和端面為定位基準實現(xiàn)定位。為了能夠加工合格的的零件，專門設(shè)計了彈性夾頭心軸用于磨削外圓面。為了使彈性夾頭漲緊均勻、減少工件夾緊變形，可采用小錐度的單槽彈性夾頭。即選用10的錐角。夾緊力的計算刀具為外徑為100mm，寬度為10mm的平形砂輪。砂輪電動機功率PhKwPgZ/1000m 0.193Kw磨削功率：PmPhm0.135Kw切向磨削力：Ft1000Pm/vsN(10000.135)/25N5.4N法向磨削力：Fn4FtN21.6N最大切削合力為：FFt+Fn27N6 夾緊機構(gòu)中產(chǎn)生的實際夾緊力應(yīng)滿足：PKF1.51.21.211.21.527N70N彈性夾頭的夾緊力為QP/tg(+1)224/tg(15+0)836kgf此夾緊力遠遠大于P，因此工作是可靠的。由于該工件是雙滾道古在加工時采用成型法加工。既采用修磨砂輪來加工！其形狀與零件的形狀相同！九、小結(jié)通過兩個多月自己的學(xué)習(xí)和工作中的實踐，以及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，終于完成了對滾輪加工工藝和夾具的設(shè)計。首先我感謝老師給我的指導(dǎo)和教育，感謝學(xué)校給我們這次機會，在這次的畢業(yè)設(shè)計過程我不只是學(xué)到知識也學(xué)會了做人，懂的怎樣嚴格要求自己。老師是我的領(lǐng)路人，在老師的指導(dǎo)下我完成了這次畢業(yè)設(shè)計的工作。在做畢業(yè)設(shè)計時遇到了很多的問題，很多是在在校學(xué)習(xí)中沒有遇到過的問題，開始我沒有勇氣去做，怕出問題，有時嫌麻煩不愿去做，老師開導(dǎo)我要勇于去嘗試，現(xiàn)在有機會就不要放過不要怕出問題，有問題出現(xiàn)一方面可以發(fā)現(xiàn)自己的不足明確自己在哪方面還有欠缺，以后好去努力，另一方面，問題的出現(xiàn)可以鍛煉我們思考問題解決問題的能力提高自己的思維能力。老師對我寄予很大的希望我不能辜負了老師的期望，我盡自己的最大努力把畢業(yè)設(shè)計完成了，中間難免有些錯誤懇請老師給予指出講解。加工工藝的好壞直接影響到加工零件的質(zhì)量和加工的經(jīng)濟性等相關(guān)的問題，所以說加工工藝是機械制造中的重中之重。只要學(xué)好了如何去編制加工工藝，才能在以后的工作中得心應(yīng)手。這次畢業(yè)設(shè)計的制作過程不同與以往的課程設(shè)計，他們的區(qū)別不僅僅在工作量的不同，在本質(zhì)上對我本人來說有很大的進步，以前所做的課程設(shè)計僅僅是根據(jù)現(xiàn)有圖紙現(xiàn)有資料，在老師的多次講解中完成！而且不能于實際加工聯(lián)系在一起。所做的所不會的也是在老師的講解下完成，在應(yīng)付工作的情況下完成。這次所做的設(shè)計是自己真正容入到社會中去真正接觸到的充分聯(lián)系到實際中。在學(xué)校我我們做工藝作設(shè)計用的是國標，在公司在企業(yè)就不一定了，還多公司有自己的標準，在做工藝設(shè)計等是不在像我們在學(xué)校時那樣按部就班來實現(xiàn)，因為企業(yè)是以贏利性質(zhì)來經(jīng)營的集團，在設(shè)計時為了節(jié)約時間和成本好多工作就沒必要去做，只要能滿足要求，可以省去的東西就沒必要去做了。而且為了統(tǒng)一標準規(guī)范企業(yè)根據(jù)自身情況而定做的一系列標準。如為區(qū)別各個公司的 產(chǎn)品我們可以根據(jù)圖紙的不同格式來判別，公司為保密所做的一系列的改動等。學(xué)校是以知道學(xué)生教育學(xué)生為主，為了學(xué)生以后可以在社會中立足。做錯了或不會了你有的是機會去該，但公司企業(yè)不同，公司沒有足夠的時間讓你去改正錯誤，他可以給你一次甚至兩次機會但不可能給你重做一件時的時間。在學(xué)校我可以經(jīng)常馬虎可以粗細，比如在標注是表錯了尺寸或公差，老師最多批評我一下，下次在錯也沒什么影響，但在企業(yè)就不同了，他所看中的是你的做事夠不夠仔細，在做工藝時丟了一個尺寸或少了一個公差，或多標漏標，所造成的后果就很難預(yù)定了，如在粗加工還有挽救的機會，但要是在精加工就可能造成零件的整批的報廢給公司帶了巨大的損失，一次錯了也許領(lǐng)導(dǎo)不會說什么但要是有第二，第三公司會懷疑你這個人的能力問題，你也就面臨被抄魷魚了 。十、參考文獻：機械加工工藝人員手冊修訂組 機械加工工藝人員手冊 上海科學(xué)技術(shù)出版社孟少農(nóng) 機械加工工藝手冊 機械出版社1995第一版艾興、肖詩綱 切削用量簡明手冊 機械出版社1993 第三版 李益民 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 機械出版社1994 第一版上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 金屬切削手冊 上海科技出版社 1984 第二版王紹俊 機械制造工藝設(shè)計手冊 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1984 第一版趙家齊 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書 機械出版社 1983 第一版林文煥、陳本通 機床夾具設(shè)計 國防工業(yè)出版社 1991第二版浦林祥 金屬切削機床夾具設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社侯世增 機械制圖 高等教育出版社