轴承座机械加工工艺及专用夹具设计 文献综述.docx

学号： 常州大学毕业设计（论文）文献综述（2012 届）题目轴承座机械加工工艺及专用夹具设计学生王鹏学院怀德学院专业班级机制（怀）083校内指导教师孙波专业技术职务讲师校外指导老师专业技术职务二O—二年二月题目：轴承座机械加工工艺及专用夹具设计―、前言1课题研究的意义；国内外研究现状和发展趋势 课题研究的意义：现代机械制造技术是一个国家制造业水平的重要标志,是现代技术和工业创新的集 成[1],是一个国家工业的支柱和基础各个国家之间科技竞争力的重点是机械制造业，分 析机械制造技术的现状和特点,可以探究未来机械制造技术的发展方向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一项优秀的夹具结构设计，往往可以使生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量 得到极大的稳定⑵尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件， 几乎各道工序都离不开专门设计的高效夹具。

目前中等生产规模的机械加工生产企业， 其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50%-80%生产设计阶段，对 夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不亚于对机床设备及各类工艺参数的慎重选 择夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品的优劣起 着举足轻重的作用机械制造基础毕业设计是我们学完了大学的机械制造基础课程、技术基础课以及大 部分专业课之后进行的毕业设计对我们未来的工作有着很大的帮助国内外研究现状 国内研究现状有关统计数据表明，目前国内的中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数 的85%左右现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与 竞争然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力 的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔 3~4年就要更新50~80%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20%左右特别是 近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用， 对机床夹具提出了如下新的要求：1. 能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2. 能装夹一组具有相似性特征的工件；3. 能适用于精密加工的高精度机床夹具；4. 能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5. 采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动 生产率；6. 提高机床夹具的标准化程度。

国外研究现状夹具的设计包括三个步骤：设备规划，夹具规划和夹具结构设计目前，J.-Y. Jung[3] 以及Ferreira等人在进行CAPP方面的研究中对设备规划有详细论述计算机辅助家居 设计（CAFD）就夹具方面也做了一些工作；Chou YC Chandru V等人提出的自动夹具定 位和夹紧的一种方法；de meter EC提出的利用机械杠杆原理进行定位和夹紧位置选择 的一种算法目前，关于工件夹具的自动化配置方面的工作，自动化结构设计AFCD中 很少提及Cai等提出了一种指导夹具设计的方法，此方案是缩小由于工件表面与夹具安装误 差所带来的定位误差°Hockenberger[ 4]与Dem ter提出的模式是在工件加工期间工件的静 态分析，这种方法是一种定性分析并且是在抓紧或夹紧物体的最坏的情况下的偏差，这 种情况是由于干涉扭矩发展趋势夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智 能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经 济方向发展⑸高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造 精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达±5口m，夹具支承面的垂直度达到 0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。

德国demmeler（戴美乐）公司制造的4m长 、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为土0.03mm；精密平口钳的平行度 和垂直度在5um以内；夹具重复安装的定位精度高达±5m ；瑞士 EROWA柔性夹具 的重复定位精度高达2~5»m机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制 造公司都是精密机械制造企业诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有 不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多为了 减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气 动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新新型的电控永磁夹具，加紧 和松开工件只用1 ~2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造 了条件为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可 完成线切割机床夹具的安装与校正采用美国Jergens（杰金斯）公司的球锁装夹系 统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产 线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础⑹。

利用模块化设计的系列化、标准化夹具 元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点省工、省时，节材、节 能，体现在各种先进夹具系统的创新之中模块化设计为夹具的计算机辅助设计与 组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案 库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具模拟仿真刀具的切削过程，既 能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需 求，不断地改进和完善夹具系统组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创 建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台 ，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性⑺采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资 比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通 用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好德国demmeler（戴美 乐）公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多 种多样的焊接夹具元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费 用低，经济实用才有推广应用的价值⑻。

专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和 提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术 ，与时俱进地创新和发展夹具技术主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作， 引进技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径⑼2 •课题的研究目标、内容和拟解决的关键问题课题的研究目标、内容1•学习机械加工工艺的过程，了解机械加工的步骤2•学会对夹具进行分析设计3. 培养学生独立分析问题和解决问题的能力4. 锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力拟解决的关键问题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［10二、设计方案的确定1方案的原理、特点与选择依据方案的原理1零件的作用上紧定螺丝，以达到内圈周向、轴向固定的目的 但因为内圈内孔是间隙配合，一 般只用于轻载、无冲击的场合。

2零件的工艺分析该零件为轴承支架，安装轴承，形状一般，精度要求并不高，零件的主要技术要求 分析如下：零件的底座底面、端面、槽及轴承座的顶面有粗糙度要求，其余的表面精度 要求并不高，也就是说其余的表面不需要加工，只需按照铸造时的精度即可底座底面 的精度为Ra6.3,端面及内孔的精度要求为Ra12.5，槽的精度要求为Ra1.6,轴承座顶 面精度要求为Ra3.2轴承座在工作时，静力平衡方案的特点初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为 主，采用专用工装2、确定毛胚、绘制毛胚简图设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合 理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求本夹具主要用来对© 100孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT10，表面粗糙度 Ral2.5,镗以可满足其精度所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降 低劳动强度方案的选择依据设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合 理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求本夹具主要用来对© 100孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT10，表面粗糙度 Ra12.5,镗以可满足其精度。

所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降 低劳动强度该轴承座加工质量要求一般，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段［11］在粗加工阶段，首先将精基准（轴承座右端面和©26孔）准备好，使后续工序都可 采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗铳轴承座左端面、方形端面 在半精加工阶段，完成轴承座左端面的精铳加工和© 100孔的镗-半精镗加工及© 25孔 等其他孔的加工2・设计步骤工序01 ：铸造毛坯采用机器砂型铸造工序02 :热处理去除铸造残余应力工序03 :喷砂去除工件表面氧化皮工序04 :划线划轴承座底轮廓线，划两轴承孔端侧表面线照顾尺寸250mm工序05 :粗铳底面采用X6132型卧铳床工序06 :精铳底面保证底部两凸台尺寸65 X 200mm，要求表面粗糙度为：2um工序07 :粗铳两轴承孔端面 照顾两端距离尺寸250工序08 :精铳两轴承孔端面以底面为基准，两端面互为基准保证两端面平行度 及与底面的垂直度同时保证端面与轴承座底端面间隙5mm工序09 :立铳底座上表面上四凸台4 X &30mm（以底座面面为定位基准装夹定位，采用X6132卧式万能铳床，换立铳刀 铳削）工序10 :划两端面上轴承孔线即两轴承孔& 120mm中心线（以轴承座底面为基准用划线盘划线）工序11 ：粗镗轴承孔 采用T616卧式镗床，保证同轴度工序12 :精镗轴承孔 保证内孔加工表面粗糙度Ra1.6um工序13 :轴承座底面四凸台通孔划线及两轴承孔端面上3 X M6 , 3 X M8螺纹孔 划线（保证所要钻孔 的中心距位置尺寸）工序14 :钻孔底座上4 X & 13mm采用立式钻床Z525,以底座上表面为定位基准装夹工序15 :钻螺纹孔3 X M6mm , 3 X M8mm （确保不损伤表面光洁度）工序16 :螺纹孔攻丝工序17 :表面处理 提高零件组织性能工序18 :喷涂底漆 保护已加工表面工序19 :检验检验轴承座各尺寸精度三、阶段性设计计划、设计目标与应用价值阶段性设计计划周次工 作 内 容检查方式。