轴承座加工工艺及夹具设计.

轴承座加工工工艺及夹具设计
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二〇一三年十二月
摘要
本次设计是对轴承座的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。

轴承座零件的主要加工表面是端面，孔，螺纹及槽加工。

由加工工艺原则可知，为了保证零件的精度，同时节约成本縮短加工周期提高生产效率。

那么一个良好的工艺安排以及专用夹具的设计必不可少。

在工艺的安排下不紧考虑合理的加工要求，还要考虑操作者及加工机械的安全。

同时夹具的设计也要考虑拆卸的方便及安全。

设计一个良好的工艺工装安排路线必须对加工件的详细分析及周密考虑后才能得出。

所以分析问题是解决问题的关键。

同时还要反复的调整。

来寻求一个最好的方案。

这样才能保证工件的加工精度及生产节拍。

关键词轴承座，加工工艺，专用夹具
ABSTRACT
This design is the design of special fixture for machining the bearing
seat and some work. The main processing surface of the bearing seat
parts of the face, hole ，thread and arc processing. By the principle
known processing, in order to ensure the accuracy of the parts, at the
same time, save cost and shorten the processing cycle to improve
production efficiency. So the design of a good process arrangement
and special fixture is essential. In the process of arrangement is not
tight reasonable processing requirements, but also consider the
operator and processing machinery safety. At the same time, the
fixture design also consider removing the convenience and safety.
The design of a good tooling arrangement route must have to process
a detailed analysis and careful consideration can reach. So the
analysis of the problem is the key to solve the problem. At the same
time, repeat adjustment. To seek a better solution. In order to
guarantee the processing precision of the workpiece and the
production rhythm.
Key words：shaft block，Process the craft,special fixture
目录
摘要 (Ⅰ)
ABSTRACT ................................................................................................................. I I 目录 . (1)
1绪论 (1)
2 轴承座加工工艺规程设计 (3)
2.1零件的分析 (3)
2.1.1零件的作用 (3)
1.1.2零件的工艺分析 (3)
2.2工艺过程设计所应采取的相应措施 (4)
2.3轴承座加工定位基准的选择 (4)
2.3.1 确定毛坯的制造形式 (4)
2.3.2粗基准的选择 (4)
2.3.3精基准的选择 (5)
2.4工艺路线的制定 (5)
2.4.1 工艺方案一 (5)
2.4.2 工艺方案二 (5)
2.4.3 工艺方案的比较与分析 (6)
2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (6)
2.6确定切削用量及基本工时（机动时间） (8)
2.7时间定额计算及生产安排 (17)
2.8本章小结 (19)
3轴承座铣Ø80开口槽夹具设计 (20)
3.1轴承座铣Ø80开口槽夹具设计 (20)
3.2定位方案的分析和定位基准的选择 (20)
3.3铣削力与夹紧力计算 (19)
3.4本体和定位销及定位档销的设计 (21)
3.5夹具精度分析 (23)
3.6本章小结 (24)
........................................................................................................................................................ 结论 .. (24)
参考文献 (25)
致谢 (26)
1 绪论
机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。

机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。

然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。

因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。

当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。

所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。

夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。

人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。

在夹具设计过程中，对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题,设计人员一般都会考虑的比较周全，但是，夹具设计还经常会遇到一些小问题，这些小问题如果处理不好，也会给夹具的使用造成许多不便，甚至会影响到工件的加工精度。

我们把多年来在夹具设计中遇到的一些小问题归纳如下：清根问题在设计端面和内孔定位的夹具时，会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问题。

端面和定位外圆分为两体时无此问题,。

夹具要不要清根，应根据工件的结构而定。

如果零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角,则必须清根,如果零件定位孔孔口倒角较大或孔口是空位，则不需要清根，而且交界处可以倒为圆角R。

端面与外圆定位时，与上述相同。

让刀问题在设计圆盘类刀具(如铣刀、砂轮等)加工的夹具时，会存在让刀问题。

设计这类夹具时，应考虑铣刀或砂轮完成切削或磨削后，铣刀或砂轮的退刀位置，其位置大小应根据所使用的铣刀或砂轮的直径大小，留出超过刀具半径的尺寸位置即可。

更换问题在设计加工结构相同或相似，尺寸不同的系列产品零件夹具时，为了降低生产成本,提高夹具的利用率，往往会把夹具设计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具。

随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，
使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。

在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具。

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。

2 轴承座加工工艺规程设计
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
题目给出的零件是轴承座。

主要作用是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅仅让内圈转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致（比如电机运转方向），并且保持平衡。

图2.1 零件图
2.1.2零件的工艺分析
由轴承座零件图知可将其分为四组加工表面。

它们相互间有一定的位置要求。

现分析如下：
（1）以轴承座Ø280上下端面为主要加工表面的加工面。

这一组加工表面包括： 130等，表面粗糙度要求为Ra 12.5.
2）以轴承座Ø280圆柱内孔为主要加工表面的加工面。

这一组加工表面包括：Ø280等，表面粗糙度要求为Ra 3.2.
3）以轴承座开口槽内外侧端面为主要加工表面的加工面。

这一组加工表面包括：80H11 20等，表面粗糙度要求为Ra 12.5.
（4）以轴承座Ø280圆上下端面的螺纹孔及端面的台阶孔为主要加工表面的加工面，这一组加工表面包括：12-M16，2-Ø35/65等。

表面粗糙度要求为Ra 3.2。

2.2工艺过程设计所应采取的相应措施
由以上分析可知。

该零件的主要加工表面是平面及孔系。

一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。

因此，对于该零件来说，加工过程中的主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。

该类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工零件的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。

然后再加工孔系。

轴承座的加工自然应遵循这个原则。

这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。

其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。

为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。

轴承座加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。

由于轴承座的生产量很大。

怎样满足后生产率要求也是过程中的主要考虑因素。

2.3轴承座加工定位基准的选择
2.3.1 确定毛坯的制造形式
零件材料为ZG230-450。

由于产量已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这对提高生产效率，保证加工质量也是有利的。

2.3.2粗基准的选择
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。

2.3.3精基准的选择
精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸换算。

2.4 工艺路线的制定
由于生产类型为大批生产，应尽量使工序集中来提高生产率，除此之外，还应降低生产成本。

2.4.1 工艺方案一
2.4.2 工艺方案二
表 2.2 工艺方案二表
2.4.3 工艺方案的比较与分析
上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工轴承座上下面，然后再以此为基面加工内圆，在在以内圆和端面为基准加工轴承座开口槽，这样保证了孔和开口槽的位置度。

则与方案二相反，先加工开口槽，再加工孔，最后加工上下端面。

经比较可见，先加工端面和孔，以后位置度和尺寸较易保证，并且定位及装夹都较方便，但方案二中先加工孔，不符合先面后孔的加工原则，加工余量更大，所用加工时间更多，这样加工路线就不合理
第一套方案工序相对集中，而第二套方案工序相对分散。

第一套方案有如下优点;有利于采用高生产率的专用设备和工艺装备，可以大大提高生存率。

减少工序数目。

縮短工艺路线，从而简化生产计划和组织工作。

减少设备的数目，从而减少了生产面积。

减少工件的安装次数，不仅縮短了辅助时间，而且由于安装加工多个表面，容易保证这些表面的相对位置的精度
综上所述，所以合理加工艺应选方案一。

2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“轴承座”零件材料为ZG230-450，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
（1）车Ø280上端面，
考虑其加工平面最高表面粗糙度要求为Ra12.5,先粗车，，根据《机械加工工艺手册》表2.3-5，取2Z=5足要求
（2）车Ø280下端面，
考虑其加工平面最高表面粗糙度要求为Ra12.5根据《机械加工工艺手册》表
2.3-5，取Z=5mm已能满足要求。

(3) 粗,精车Ø280内孔
考虑其加工平面最高表面粗糙度要求为Ra3.2可以先粗镗后精镗，根据《机械加工工艺手册》表2.3-5，取2Z=5mm已能满足要求。

(4) 铣一侧80H11开口槽
考虑其加工平面最高表面粗糙度要求为Ra12.5um，可以直接铣。

根据《机械加工工艺手册》表2.3-5，取Z=2.5mm已能满足要求。

(5)铣另一侧80H11开口槽
考虑其加工平面最高表面粗糙度要求为Ra12.5um，可以直接铣。

根据《机械加工工艺手册》表2.3-5，取Z=2.5mm已能满足要求。

(6)锪一侧Ø65孔，钻Ø38孔
考虑其加工平面最高表面粗糙度要求为3.2um，可以直接锪及钻。

根据《机械加工工艺手册》表2.3-5，
钻Ø38孔：2Z=5mm已能满足要求。

锪Ø65孔：2Z=27mm已能满足要求。

(7)锪另一侧Ø65孔，钻Ø38孔
考虑其加工平面最高表面粗糙度要求为3.2um，可以直接锪及钻。

根据《机械加工工艺手册》表2.3-5，
钻Ø38孔：2Z=5mm已能满足要求。

锪Ø65孔：2Z=27mm已能满足要求
(8)钻顶面6-M16底孔，攻M16
考虑其加工平面最高表面粗糙度要求为Ra12.5，可以直接钻底孔，攻丝。

根据《机械加2工工艺手册》表2.3-5，
钻M16底孔：2Z=14.5mm已能满足要求。

攻M16：2Z=1.5mm已能满足要求
(9) 钻底面6-M16底孔，攻M16
考虑其加工平面最高表面粗糙度要求为Ra12.5，可以直接钻底孔，攻丝。

根据《机械加2工工艺手册》表2.3-5，
钻M16底孔：2Z=14.5mm 已能满足要求。

攻M16：2Z=1.5mm 已能满足要求
2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）
工序30：车Ø280上端面，
机床：C6140
刀具：硬质合金端面车刀（25×25）
走到次数 1
车削根据《机械加工工艺手册》表2.4—9切削速度V=5.26m/s
根据机床主轴转速n ：010001000 5.2660264.5/min 3.14380
V n r d π⨯⨯=
=≈⨯，取250/min n r = 实际车削速度V '：0 3.14380250 4.97/1000100060d n V m s π⨯⨯'=
==⨯ 进给量10.7250 2.92/60
f fn mm s ⨯=== 1(380280)/250l mm =-= 24l m m = mm l 03=
=L 50+4=54mm 5410.31min 0.7250f t =
⨯=⨯ 故本工序的机加工时间为t j =1j t =(314+7+2)/240=0.31min
工序40：车Ø280下端面，
机床：C6140
刀具：硬质合金端面车刀（25×25）
走到次数 1
车削根据《机械加工工艺手册》表2.4—9切削速度V=5.26m/s
根据机床主轴转速n ：010001000 5.2660264.5/min 3.14380
V n r d π⨯⨯=
=≈⨯，取250/min n r = 实际车削速度V '：0 3.14380250 4.97/1000100060
d n
V m s π⨯⨯'===⨯
160
1(380280)/250l mm =-= 24l m m = mm l 03=
=L 50+4=54mm 5410.31min 0.7250
f t =⨯=⨯ 故本工序的机加工时间为t j =1j t =(314+7+2)/240=0.31min
工序50：粗,精车Ø280内孔
机床：C6140
1.粗车Ø280内孔
刀具：硬质合金内圆车刀（￠40）
走到次数 1
车削根据《机械加工工艺手册》表2.4—9切削速度V=5.26m/s
根据机床主轴转速n ：010001000 5.2660358.96/min 3.14279
V n r d π⨯⨯=
=≈⨯，取350/min n r = 实际车削速度V '：0 3.14279350 5.1/1000100060d n V m s π⨯⨯'=
==⨯ 进给量10.7350 4.08/60
f fn mm s ⨯=== 1130l mm = 24l m m = mm l 03=
=L 130+4=54mm 113410.55min 0.7350j t =
⨯=⨯
2.精车Ø280内孔 刀具：硬质合金内圆车刀（￠40）
走到次数 1
车削根据《机械加工工艺手册》表2.4—9切削速度V=5.26m/s
根据机床主轴转速n ：010001000 4.2660290.71/min 3.14280
V n r d π⨯⨯=
=≈⨯，取250/min n r = 实际车削速度V '：0 3.14280250 3.67/1000100060d n V m s π⨯⨯'=
==⨯
160
1130l mm = 24l m m = mm l 03=
=L 130+4=54mm 213410.76min 0.7250
j t =⨯=⨯ 故本工序的机加工时间为t j =1j t +2j t =0.55+0.76=1.31min
工序60：铣一侧80H11开口槽
机床：立式铣床X62 W
刀具：YT15 75º 端面铣刀D=50mm Z=3，厚度为20mm
铣削深度w a ： w a =2.5mm
每齿进给量f a ：根据《机械加工工艺师手册》表30-13，取0.08/f a m m Z =
铣削速度V ：参照《机械加工工艺师手册》表30-23，取(5
5~120)/m i n V m =，
机床主轴转速n ：0
1000V n d π= 式（2-1） 取V =100, 0d =50代入公式（2-1）得： n 1000100656.94/min 3.1450
r ⨯=≈⨯ 根据《机械加工工艺师手册》表11-4，取600/min n r =
实际铣削速度V '：0 3.145060094.2/min 10001000
d n V m π⨯⨯'==≈ 工作台每分进给量m f ：m z w f f zn = 式（2-2）
取z f =0.08f a =，5Z =，w n =300n =代入公式（2-2）得： m f =0.085600240/min mm ⨯⨯=
取240/min m f mm =
根据《机械加工工艺手册》
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知l=370+(80-20x2)=410mm
刀具切入长度1l ：1l =7
刀具切出长度2l ：mm l 22=
走刀次数为1
机动时间1j t ：121j m
l l l t f ++=
式（2-3） 取l=410, 1l =7 22l =,240m f = 代入公式（2-3）得：
故本工序的机加工时间为t j =1j t =(410+7+2)/240=1.74min 工序70：铣另一侧80H11开口槽
机床：立式铣床X62 W
刀具：YT15 75º 端面铣刀D=50mm Z=3，厚度为20mm
铣削深度w a ： w a =2.5mm
每齿进给量f a ：根据《机械加工工艺师手册》表30-13，取0.08/f a m m Z =
铣削速度V ：参照《机械加工工艺师手册》表30-23，取(5
5~120)/m i n V m =，
机床主轴转速n ：0
1000V n d π= 式（2-1） 取V =100, 0d =50代入公式（2-1）得： n 1000100656.94/min 3.1450
r ⨯=≈⨯ 根据《机械加工工艺师手册》表11-4，取600/min n r =
实际铣削速度V '：0 3.145060094.2/min 10001000
d n V m π⨯⨯'==≈ 工作台每分进给量m f ：m z w f f zn = 式（2-2）
取z f =0.08f a =，5Z =，w n =300n =代入公式（2-2）得： m f =0.085600240/min mm ⨯⨯=
取240/min m f mm =
根据《机械加工工艺手册》
被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知l=370+(80-20x2)=410mm
刀具切入长度1l ：1l =7
刀具切出长度2l ：mm l 22=
走刀次数为1
机动时间1j t ：121j m
l l l t f ++=
式（2-3） 取l=410, 1l =7 22l =,240m f = 代入公式（2-3）得：
故本工序的机加工时间为t j =1j t =(410+7+2)/240=1.74min 工序80：锪一侧Ø65孔，钻Ø38孔
机床：立式钻床
=(410+7+2)/240=1.74min
(1)钻Ø38孔
刀具：直柄Ø38麻花钻
1) 进给量f ：根据[3]表2.4-39，其取值范围为0.23~0.25/f mm r =，取
r mm f /25.0=
2) 切削速度V ：参照[3]表2.4-41，取0.86/V m s =
3) 机床主轴转速n ：100010000.8660432.45/min 3.1438
W V n r d π⨯⨯=
=≈⨯，取420/min n r = V -切削速度
w d -钻头直径
实际切削速度V '： 3.143842050.11/min 10001000
W d n
V m π⨯⨯'==≈ 4) 被切削层长度l ：50l mm =
刀具切入长度1l ：138(1~2)120111.922
r D l ctgk ctg mm =+=︒+≈ 刀具切出长度2l ：22l =
走刀次数为1
机动时间j t ：1215011.920.61min 4200.25
j l l l t fn ++++=
=≈⨯ (2) 锪Ø65孔
刀具：直柄Ø65麻花钻
1) 进给量f ：根据[3]表2.4-39，其取值范围为0.23~0.25/f mm r =，取
r mm f /25.0= 2) 切削速度V ：参照[3]表2.4-41，取0.86/V m s =
3) 机床主轴转速n ：100010000.8660252.8/min 3.1465
W V n r d π⨯⨯=
=≈⨯，取250/min n r = V -切削速度
w d -钻头直径
实际切削速度V '： 3.146525051.03/min 10001000
W d n
V m π⨯⨯'==≈ 4) 被切削层长度l ：5l mm =
刀具切入长度1l ：15(1~2)1201 2.6522
r D l ctgk ctg mm =+=︒+≈ 刀具切出长度2l ：20l =
走刀次数为1
机动时间j t ：
1225 2.650.12min 2500.25
j l l l t fn +++==≈⨯
故本工序的机加工时间为t j =1j t +2j t =0.61+0.12=0.73min
工序90：锪一侧Ø65孔，钻Ø38孔
机床：立式钻床
=(410+7+2)/240=1.74min
(1)钻Ø38孔
刀具：直柄Ø38麻花钻
1) 进给量f ：根据[3]表2.4-39，其取值范围为0.23~0.25/f mm r =，取
r mm f /25.0=
2) 切削速度V ：参照[3]表2.4-41，取0.86/V m s =
3) 机床主轴转速n ：100010000.8660432.45/min 3.1438
W V n r d π⨯⨯=
=≈⨯，取420/min n r = V -切削速度
w d -钻头直径
实际切削速度V '： 3.143842050.11/min 10001000
W d n
V m π⨯⨯'==≈ 4) 被切削层长度l ：50l mm =
刀具切入长度1l ：138(1~2)120111.922
r D l ctgk ctg mm =+=︒+≈ 刀具切出长度2l ：22l =
走刀次数为1
机动时间j t ：1215011.920.61min 4200.25
j l l l t fn ++++=
=≈⨯ (2) 锪Ø65孔
刀具：直柄Ø65麻花钻
1) 进给量f ：根据[3]表2.4-39，其取值范围为0.23~0.25/f mm r =，取
r mm f /25.0= 2) 切削速度V ：参照[3]表2.4-41，取0.86/V m s =
3) 机床主轴转速n ：100010000.8660252.8/min 3.1465
W V n r d π⨯⨯=
=≈⨯，取250/min n r = V -切削速度
w d -钻头直径
实际切削速度V '： 3.146525051.03/min 10001000
W d n
V m π⨯⨯'==≈ 4) 被切削层长度l ：5l mm =
刀具切入长度1l ：15(1~2)1201 2.6522
r D l ctgk ctg mm =+=︒+≈ 刀具切出长度2l ：20l =
走刀次数为1
机动时间j t ：
1225 2.650.12min 2500.25
j l l l t fn +++==≈⨯
故本工序的机加工时间为t j =1j t +2j t =0.61+0.12=0.73min
工序100：钻顶面6-M16底孔，攻M16
机床：立式钻床
(1) 钻6-M16底孔
刀具：直柄Ø14.5麻花钻
1) 进给量f ：根据[3]表2.4-39，其取值范围为0.23~0.25/f mm r =，取
r mm f /25.0=
2) 切削速度V ：参照[3]表2.4-41，取0.86/V m s =
3) 机床主轴转速n ：100010000.86601133.3/min 3.1414.5
W V n r d π⨯⨯=
=≈⨯，取1100/min n r = V -切削速度
w d -钻头直径
实际切削速度V '： 3.1414.5110050.08/min 10001000
W d n
V m π⨯⨯'==≈ 4) 被切削层长度l ：24l mm =
刀具切入长度1l ：114.5(1~2)1201 5.222
r D l ctgk ctg mm =+=︒+≈ 刀具切出长度2l ：22l =
走刀次数为1
机动时间j t ：12124 5.22660.68min 11000.25
j l l l t x x fn ++++=
=≈⨯ (2)钻6-M16螺纹孔
刀具：直柄M16丝锥 1) 进给量f ，因为螺距为1.5mm,取 1.5/f mm r =
2) 切削速度V ：参照[3]表2.4-41，取0.86/V m s =
3) 机床主轴转速n ：100010000.86601027/min 3.1416
W V n r d π⨯⨯=
=≈⨯，取1000/min n r = V -切削速度
w d -钻头直径
实际切削速度V '： 3.1416100050.24/min 10001000
W d n
V m π⨯⨯'==≈ 4) 被切削层长度l ：24l mm =
刀具切入长度1l ：116(1~2)1201 6.722
r D l ctgk ctg mm =+=︒+≈ 刀具切出长度2l ：20l =
走刀次数为1
机动时间j t ：12324 6.7660.22min 1000 1.5
j l l l t x x fn +++==≈⨯ 故本工序的机加工时间为t j =1j t +2j t =0.68+0.22=0.9min
工序110：钻底面6-M16底孔，攻M16
机床：立式钻床
(1) 钻6-M16底孔
刀具：直柄Ø14.5麻花钻
1) 进给量f ：根据[3]表2.4-39，其取值范围为0.23~0.25/f mm r =，取
r mm f /25.0=
2) 切削速度V ：参照[3]表2.4-41，取0.86/V m s =
3) 机床主轴转速n ：100010000.86601133.3/min 3.1414.5W V n r d π⨯⨯=
=≈⨯，取1100/min n r =
V -切削速度
w d -钻头直径 实际切削速度V '： 3.1414.51100
50.08/min 1000
1000
W d n
V m π⨯⨯'=
=
≈
4) 被切削层长度l ：24l mm =
刀具切入长度1l ：114.5(1~2)1201 5.222
r D l ctgk ctg mm =
+=︒+≈ 刀具切出长度2l ：22l = 走刀次数为1 机动时间j t ：12124 5.22660.68min 11000.25
j l l l t x x fn ++++==≈⨯ (2)钻6-M16螺纹孔 刀具：直柄M16丝锥
1) 进给量f ，因为螺距为1.5mm,取 1.5/f mm r = 2) 切削速度V ：参照[3]表2.4-41，取0.86/V m s = 3) 机床主轴转速n ：100010000.8660
1027/min 3.1416
W V n r d π⨯⨯=
=≈⨯，取1000/min n r =
V -切削速度
w d -钻头直径 实际切削速度V '： 3.14161000
50.24/min 1000
1000
W d n
V m π⨯⨯'=
=
≈
4) 被切削层长度l ：24l mm =
刀具切入长度1l ：116
(1~2)1201 6.722
r D l ctgk ctg mm =
+=︒+≈ 刀具切出长度2l ：20l = 走刀次数为1 机动时间j t ：12324 6.7660.22min 1000 1.5
j l l l t x x fn +++=
=≈⨯ 故本工序的机加工时间为t j =1j t +2j t =0.68+0.22=0.9min
2.7时间定额计算及生产安排
参照《机械加工工艺手册》表2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为：
N t k t t t zz f j d /%)1)((+++= （大量生产时0/≈N t zz ） 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： %)1)((k t t t f j d ++= 式 (2-5)
其中： d t —单件时间定额
j t —基本时间（机动时间）
f t —辅助时间。

用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动
作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间
k —布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 工序30：车Ø280上端面
机动时间j t ：0.31min j t =
辅助时间f t ：参照《机械加工工艺手册》表 2.5-45，取工步辅助时间为
0.41min 。

由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为0.6min 。

则0.410.6 1.01min f t =+=
k ：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，13=k
取0.31j t =， 1.01f t =，k=0.13代入公式（2-5）得 单间时间定额d t ：
()(1%)(0.31 1.01)(113%) 1.49min d j f t t t k =++=++≈ 工序40：车Ø280下端面
机动时间j t ：0.31min j t =
辅助时间f t ：参照《机械加工工艺手册》表 2.5-45，取工步辅助时间为
0.41min 。

由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为0.6min 。

则0.410.6 1.01min f t =+=
k ：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，13=k
取0.31j t =， 1.01f t =，k=0.13代入公式（2-5）得 单间时间定额d t ：
()(1%)(0.31 1.01)(113%) 1.49min d j f t t t k =++=++≈
工序50：粗,精车Ø280内孔
机动时间j t ： 1.31min j t =
辅助时间f t ：参照《机械加工工艺手册》表 2.5-45，取工步辅助时间为
0.41min 。

由于在生产线上装卸工件时间，所以取装卸工件时间为0.6min 。

则
k ：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，13=k
取 1.31j t =， 1.01f t =，k=0.13代入公式（2-5）得 单间时间定额d t ：
()(1%)(1.31 1.01)(113%) 2.62min d j f t t t k =++=++≈ 工序60：铣一侧80H11开口槽 机动时间j t ： 1.74min j t =
辅助时间f t ：参照《机械加工工艺手册》表 2.5-45，取工步辅助时间为
0.41min 。

由于在生产线上装卸工件时间，所以取装卸工件时间为0.6min 。

则0.410.6 1.01min f t =+=
k ：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，13=k
取 1.74j t =， 1.01f t =，k=0.13代入公式（2-5）得 单间时间定额d t ：
()(1%)(1.74 1.01)(113%) 3.11min d j f t t t k =++=++≈ 工序70：铣另一侧80H11开口槽 机动时间j t ： 1.74min j t =
辅助时间f t ：参照《机械加工工艺手册》表 2.5-45，取工步辅助时间为
0.41min 。

由于在生产线上装卸工件时间，所以取装卸工件时间为0.6min 。

则0.410.6 1.01min f t =+=
k ：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，13=k
取 1.74j t =， 1.01f t =，k=0.13代入公式（2-5）得 单间时间定额d t ：
()(1%)(1.74 1.01)(113%) 3.11min d j f t t t k =++=++≈ 工序80：锪一侧Ø65孔，钻Ø38孔 机动时间j t ：0.73in j t m =
辅助时间f t ：参照《机械加工工艺手册》表 2.5-45，取工步辅助时间为
0.41min 。

由于在生产线上装卸工件时间，所以取装卸工件时间为0.6min 。

则0.410.6 1.01min f t =+=
k ：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，13=k
取0.73j t =， 1.01f t =，k=0.13代入公式（2-5）得 单间时间定额d t ：
()(1%)(0.73 1.01)(113%) 1.97min d j f t t t k =++=++≈ 工序90：锪另一侧Ø65孔，钻Ø38孔 机动时间j t ：0.73in j t m =
辅助时间f t ：参照《机械加工工艺手册》表 2.5-45，取工步辅助时间为
0.41min 。

由于在生产线上装卸工件时间，所以取装卸工件时间为0.6min 。

则
k ：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，13=k
取0.73j t =， 1.01f t =，k=0.13代入公式（2-5）得 单间时间定额d t ：
()(1%)(0.73 1.01)(113%) 1.97min d j f t t t k =++=++≈ 工序100：钻顶面6-M16底孔，攻M16 机动时间j t ：0.9min j t =
辅助时间f t ：参照《机械加工工艺手册》表 2.5-45，取工步辅助时间为
0.41min 。

由于在生产线上装卸工件时间，所以取装卸工件时间为0.6min 。

则0.410.6 1.01min f t =+=
k ：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，13=k
取0.9j t =， 1.01f t =，k=0.13代入公式（2-5）得 单间时间定额d t ：
()(1%)(0.9 1.01)(113%) 2.15min d j f t t t k =++=++≈ 工序110：钻底面6-M16底孔，攻M16 机动时间j t ：0.9min j t =
辅助时间f t ：参照《机械加工工艺手册》表 2.5-45，取工步辅助时间为
0.41min 。

由于在生产线上装卸工件时间，所以取装卸工件时间为0.6min 。

则0.410.6 1.01min f t =+=
k ：根据《机械加工工艺手册》表2.5-48，13=k
取0.9j t =， 1.01f t =，k=0.13代入公式（2-5）得 单间时间定额d t ：
()(1%)(0.9 1.01)(113%) 2.15min d j f t t t k =++=++≈ 2.8 本章小结
本章主要是对轴承座的加工工艺进行设计。

先要明确零件的作用 ，本次设计的主要作用是确定了零件的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸后，就可以对零件的工艺路线进行分析，制定出几套工艺方案，然后对这几套方案进行分析比较，选择最优方案，最后进行时间定额计算及生产安排。

优良的加工工艺是能否生产出合格，优质零件的必要前提，所以对加工工艺的设计十分重要，设计时要反复比较，选择最优方案。

3. 轴承座铣Ø80开口槽夹具
3.1轴承座铣Ø80开口槽夹具
本夹具主要用来铣Ø80开口槽，需保证Ø80H11及表面粗糙度的要求即可。

本道工序为轴承座的第60道工序，本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和位置度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

3.2定位方案的分析和定位基准的选择
由零件图可知，保证其尺寸精度要求和孔位置度要求，在选择加工该道工序的加工定位基准时，应尽量选择图纸上的设计基准作为加工的定位基准。

由零件图可知，底面的基准为轴承座的底面和Ø280内孔为基准。

其中端面限制了3个自由度，内孔限制2个自由度，档销限制了一个沿Z 轴转动的自由度。

实现完全定位。

采用2个压块压紧。

31底板
:145HRC38-42定位座T10A HRC60-641
45
HRC28-32
压板定位销HRC60-64T10A M16
GB53
小六角扁螺母
1
31底板
:
145HRC38-42定位座T10A HRC60-641
45
HRC28-32
压板定位销HRC60-64T10A M16
GB53小六角扁螺母1
图3.1 定位分析图
3.3切削力的计算与夹紧力分析
根据《机械加工工艺手册》可查得：根据《机械加工工艺手册》可查得：铣削力计算公式为
圆周分力 Fz f p k Zd a a a Fz 0
.100.174.09.05.5481.9-⨯=ε
查表可得：050d mm = 3Z = 24a mm ε= 0.08/
f a m m z = 2.5p a m m
= 06.1=Fz k 代入得 0.90.74
1.0
9.8154.5 2.5
0.084835
0 1.06
z F -=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ =279.12N
查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为：8.0/=E L F F
6.0/=E V F F 53.0/=E x F F
0.80.8279.12223.29L E F F N ∴==⨯= 0.60.6279.12167.47V E F F N ==⨯= 0.530.53279.12147.9x E F F N ==⨯=
铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。

即： μ⋅=F F L ' （查表可得3.0=μ）
'223.29
774.30.3
L F F N μ===
计算出的理论夹紧力F 再乘以安全系数k 既为实际所需夹紧力'F
即： kF F =' 取k=2
'2774.31488.
F N =⨯=
3.4本体和定位销设计
本体的主要连接夹具与机床的底座。

同时还起到固定的作用。

保证了位置度。

本体设计如图
图3-2 本体图
定位销主要限制X轴和Y轴的转动，保证中心定位。

设计如图
定位档销主要限制Z轴的转动，保证中心定位。

设计如图
图3-4定位档销图
3.5夹具精度分析
利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。

它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。

因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。

本道工序加工中主要保证开口槽和位置度的要求，用定位销定心。

且本工序采用立式铣床加工。

只要调整好各铣刀位置，就能保证精度要求。

故能满足加工要求。