锡林右轴承座组件工艺及夹具设计

　　作品简介：第一章引言

　　高产梳棉机是20世纪后期发展起来的，不论梳理技术、自动技术、在线检测技术、负压吸尘技术以及安全生产技术都有了很大的发展，车速日益增高，产量一再增，尤其是产品质量有了明显的进步，生条结杂少，重量不匀率低，为纺好纱织也布奠定了的基础。从1999年法国巴黎国际纺织机械展览会及2000年10月美林威尔国际纺织机械展览会上可以看出新型高产梳棉机具有以下特征：

　　（1）车速高，锡林速度在600r/min左右，克鲁斯罗尔MK5直径为40公分小锡林则高达770r/min。

　　（2）在新型针布应用的基础上又增加了在线盖板、锡林隔距调整及在线磨针技术，如：DK903、C51高产梳棉机。

　　（3）在线检测技术及自动技术的发展，如自调匀整、在线监测棉结、检测各部运转速、产量等数据并及时进行荧屏显示等。

　　（4）喂入部分三刺辊技术的应用改进了开松、除杂、减轻主梳理、除杂负担，为锡林增速创造了条件。

　　（5）负压吸尘体系的形成，使高速回转的梳棉机净化水平提高，也是梳棉机高速高产的。

　　（6）应用变频调速技术，使一些主要回转部件能单独传动，并以电子技术控制相互的速比。

　　（7）安全防护措施的改善，如高速回转的锡林重量为1.5吨，可在60s内刹车停止运行等。机上安全门罩都装有电子锁，只有机器停稳后才能。最新型高速高产梳棉机将传动与调节分别设在机器左右两侧，，有些技术参数可在线调节，使安全生产得到保障.而且减少了停台.

　　以下是现代梳棉机梳理技术的发展。

　　1.1高产梳棉机在线自动监测技术的发展

　　生条重量自调匀整技术已很成熟，有短片段开环式、长片段闭环式及混合环式。不论哪种都有对生条重量不匀有显著匀整效果。从实践中对比，混合环对长短片段匀整效果好，DK760、DK803、DK903等属于混合环匀整系统，兼有开闭环的优点，可匀整长短片段。混合环有两种型式：一种是两个检测点（机后给棉罗拉处、机前凹凸罗拉处），一个控制点控制给棉罗拉速度。另一种是两个检测点两个控制点，机前检测同时控制机后给棉罗拉及牵伸区的前罗拉速度，是闭环和机前短片段开环相结合。

　　(1)在清梳联系统中开清棉后的给棉箱分上、下两级，都设压力传感器及变频调速机构，分别控制棉层密度，上棉箱压力800±20Bar、下给棉箱压力为350±20Bar，因此棉层密度纵、横向都很均匀，波动小，喂到梳棉机上的棉层已经过两次匀整，在此基础上再加上梳棉机各类匀整器的匀整工作使生条片段重不匀十分理想.

　　(2)洛菲、乌斯特、东夏及克鲁斯罗尔生产的自调匀整器各有特点，性能稳定。

　　洛菲匀整器的检测点和控制点同在机后喂给部分，属开环短片段匀整式，但对长片段重量不匀的匀整效果不理想，尤其班与班、天与天之间有一定的差异。

　　乌斯特匀整器的检测点在生条引出处，控制点在给棉罗拉处属长片段闭环型。对短片段不匀控制但可以很好地解决班与班的生条重量的波动，100m以上生条重量偏差可控制在±2%以内。

　　东夏匀整器检测点设置在机前测试罗拉，属机前开环短片段匀整，但引出部分必须设置检测罗拉，对于有小并条机的梳棉机比较适用如DK903-IDF梳并联合机。

　　克鲁斯罗尔闭环长片段自调匀整系统是在机前设置凹凸罗拉作为检测点，而控制机构设在机后给棉罗拉处，属长片段闭环式，不受生条速度、纤维品种及温湿度变化影响，如果在刺辊部分增加一个刺辊转动力检测点，还可匀整中片段不匀。MK5梳棉机属这种类型。

　　(3)为了精确调节给棉罗拉棉层横向不匀，在喂入板下加装传感器Sensdfeed，将棉层引入到喂棉罗拉及刺辊转移点再经过10—12个带弹簧传感器的元件，可瞬间调节横向棉层喂入量解决给棉罗拉横向喂入不匀问题，DK803、DK903就有类似装置。

　　(4)现代高产梳棉机在线技术及检测技术已有较大发展，除自调匀整体系外，DK803、DK903、C60等高产梳棉机在道夫下方安装了在线棉结含量监测系统，可准确及时通过计算机荧屏显示瞬间棉结含量的变化情况。

　　(5)在线调整盖板隔距的功能是由电子计算机控制的，在8/1000“范围内可精确快速的调节，精度为0.0001”。

　　(6)新型梳棉机各主要回转件都是由变频调速系统控制的电动机分别单独传动的，相互间能保持正确的传动速比，这也是由电子计算机控制的。

　　现代梳棉机可以在线不停的监测30多种生产工艺讯号并在计算机荧屏上自动显示工艺参数如棉条重量、线性密度及各部速度等。

　　棉层厚度监测传感器可检测喂入棉层中大颗粒杂质及超厚的棉层，以防止轧伤针布。还可不停的纤维在锡林、盖板及刺辊的负荷，出现超负荷会自动报警停车。

　　(7)今后高产梳棉机将增加对锡林预梳区及主梳区中纤维的分布、梳理力大小的检测并提供纤维在梳理过程中的应力变化情况。

　　(8)在梳棉机上将进一步的发展和应用智能型微电子技术，根据纤维在梳理区的变化、生条结杂含量情况及时分析并自动调整速比、隔距和指挥在线自动磨针，监测梳棉机运转中随时发生的机械、火警及工艺质量故障并自动分析排除，如果问题超限会自动指令停车等待处理。

　　梳棉机自动、检测技术将发展为智能型专家管理体系，使高产梳棉机步入全新的高速运转阶段。

　　1.2梳棉机除尘技术的发展

　　(1)高产梳棉机吸尘的风量和风压对生条质量影响很大，生产过程中产生的尘屑、短绒不仅影响生条质量而且还影响生产，为此随着产量的提高，机上负压吸点已发展到包括道夫三角区、刺辊分梳板、锡林前后固定盖板、盖板倒转剥取的盖板花等10多个，并已普遍实现机台全封闭。一般高产梳棉机排尘的连续吸风量要达到单产千克数×（60-80），即台时50kg梳棉机吸风量达到3600m3/h，机内连续吸风量才能每个吸点的负压到位。

　　(2)确保吸风均匀，减少机台之间的差异，当前提高产梳棉机都配装单独吸尘风机和滤网，对本机内各吸点实现连续吸，排风经地道排出；循环机外间歇吸，经空中管道排向滤尘系统。间歇吸时间仅为2—3s，风量3600m3/h，静压达到2000Bar左右。

　　间歇吸有风量大、风压高、清除效果好，节能等优点，是国外主产梳棉机由程序控制系统控制的新技术，塑胶底座注塑模设计。我国FA201B、FA203、FA218、FA221B等高产梳棉机都已应用了这项新技术。

　　(3)随着梳棉机单产水平、车速进一步的提高，除尘技术尤其应该加强，周围空气清洁度要达到3毫克/米3以下水平，使设备及其周围得到净化

　　1.3梳棉机上电子刹车技术的发展

　　现代化梳棉机的锡林速度都是相当高的，而锡林本身的自重又很大在梳棉机上锡林、道夫及刺辊上都包覆有针布或针等。其表面速度高达50米／秒，转体本身的重量要在150公斤以上，其运行动能很大，要使其立即停下来是困难的，一般的刹车方法需15分钟的时间即使机器上配有安全罩和安全门及电磁锁和速度监测装置，机器还需要几分钟甚至多达15分钟才能完全停下来，由于在梳棉工序中，梳棉机台很多。假如都为了安全而采取以上措施，生产效率不会高。现代化梳棉机应用了电子刹车技术使刹车时间达到最短，而传动元件不会损伤，另外保障了高速运行的锡林(600转／分，电动机电压380V)，在60秒钟即可全部停下来.即了安全又提高了生产效率.

　　1.421世纪高产梳棉机的新发展

　　在2005年上海国际纺机机械展览会上及2006年国际纺机机械展览会上都展出了最新的梳棉机显示出21世纪高产梳棉机梳理技术的新发展，.特别是特吕茨勒生产的TC-03及立达C60等新型高产梳棉机都步入更高的水平.

　　2002-2003年，特吕茨勒公司分别在英国及中国国际纺织机械展览会上展出了新型梳棉机TC-03，TC-03梳棉机首先提高了锡林高度，增加了梳理弧长度，增加了梳棉机的梳理面积，是当代梳棉机的重要改进，提高了梳棉机对品种的适应性。刺辊区智能化管理技术也是TC-03梳棉机的重要改进，可优化落棉，在提高产品质量的基础上优化落棉，提高了制成率，TC-03在传动系统及吸风除尘技术上也作了许多改进。TC-03还在自动磨针、自动调整盖板隔距、自动监测棉网结杂含量、自调匀整等方面沿用了DK903的技术。

　　自动显示技术也在DK903的基础上作了许多新的设计，可在线自动显示各种质量产量指标，故障报警等。

　　特吕茨勒公司在DK803、DK903的基础上，新近研制开发了TC-03型高产梳棉机，除了继续沿用DK803及DK903的一些技术优点外，对梳棉机作了许多重要改进，如提高梳棉机锡林，增加梳理弧长度；固定盖板及吸尘罩的新型设计及配置；增加对刺辊落棉的智能管理功能；活动盖板隔距的精确调节，梳棉机传动系统、吸风系统的改进，以及触模式彩屏显示的设计和控制系统等。

　　可以用提高锡林的方法，增加梳理面积，以提高梳理质量，以下是该设计的特点：

　　(1)将梳棉机锡林中心提高约20公分，使锡林与道夫剌辊之间的几何相对得到调整，使活动盖板前后固定盖板梳理弧在DK903的基础上增加20%，使前区梳理面积增加63%，后区梳理面积增加48%，TC-03与DK903相比，在同样的生条质量水平条件下，产量可相应增加，而在产量相同的条件条质量TC-03比DK903显著提高。

　　(2)TC-03与DK903生产环锭纱时在同等产质量条件下44英支环锭混纺纱细节减少23%，粗节减少55%，棉结减少49%，10万米纱疵A1减少87%，总纱疵减少69%，30英支纯棉精梳纱产量均为55公斤，粗节减少30%，棉结减少24%，其它重不匀，细节、纱线强力伸长率均基本相同。

　　(3)生产转杯纱的改进：如20英支转杯纱，以DK803与TC-03相比较产量增加75%，棉结减少57%，UT4微尘每100米增加稍许，其它纱线强力伸长率、细节、粗节、重不匀均变化不大。

　　总之，提高锡林、加长梳理弧的技术措施改进后，使新型梳棉机不论生条质量及产量提高等方面都取得显著进步，这是TG03高产梳棉机技术进步的了最重要方面。

　　对于固定盖板梳理技术的改进，我们应注意以下几点：

　　(1)由于锡林中心提高使TC-03固定盖板梳理区加长了梳理弧长度，增加了梳理面积，使固定盖板数量进一步增加，而且可根据需要增减固定盖板数量，从而提高新型梳棉机对纺纱原料的适应性。

　　(2)新型固定盖板梳理区，包括有四种元件其中分别是梳理元件（两根或两根以上固定盖板组成的梳理区，清洁原件（带有除尘刀的负压吸尘件）控制原件（通过负压调节控制棉网）及罩板件（在增减固定盖板时可以罩板的增减来调节，四种原件的设计具有互换性图2）。

　　(3)固定盖板梳理区的调节

　　对不同的产品原料以及后工序不同纺纱方式对生条产质量的要求的不同，可选配最佳的前后固定盖板等四种原件的配置。

　　如正常的前后梳理区，各配备3组梳理件即2×3=6根固定盖板2个清洁原件及以罩板补充梳理原件的空缺，在生产精梳纯棉40英支以上的纱支、产量大于40公斤/小时时，前梳理区可增加一个清洁原件，后梳理区增加3个梳理原件及一个清洁原件，而在生产气流纺产量大于100公斤/时及以上时，可采取不同的配置。

　　(4)这种针对不同的产品种类及质量的要求，组配不同的前后固定盖板清洁原件等新方法，显著有利于提高不同品种的棉网梳理质量及清除结杂的效果，开创了固定盖板配置新的途径。

　　刺辊区落棉是梳棉机清除杂质及控制落棉的重要，如何正确控制清除结杂的能力而又减少对纤维损伤的状况是梳棉机设计的重要组成部分，于是就出现了对刺辊区落棉的智能化机构的设计。TC-03梳棉机成功的设计了智能化落棉控制体系，TC-WCT，在这种智能化落棉控制体系中，应用传感器进行，除尘刀隔距达到某一优化点时，有可能使落棉中落白增加，优选除尖刀或找到即落棉率，除尘效率达到最佳值，而又使落白不增加TC-03梳棉机上应用落棉传感器落棉除尘效率。

　　除尘刀的确定可按照传感器的实际情况优选最佳（可手调也可自动调节）.

　　TC-03梳棉机吸风除尘系统及传动系统的改进

　　(1)TC-03梳棉机将所有的传动系统都安排在机器的右侧将在线控制与调节系统全部安排在机器的左侧，在机器运行时，右侧的车门自锁不能打开，做到安全生产，左侧车门可打开，以便进行在线调节工作，一改以往梳棉机全部车门自锁，不能及时进行在线调节情况，这比DK903、DK803梳棉机改进了许多。

　　(2)TC-03负压吸风除尘系统也作了许多改进，根据空气动力学的要求，为了保障每个吸点上的负压达到吸尘的压力，将每个吸点的形状根据机器实际情况设计的都不相同，吸风系统都设计为模块化，拆装方便，占用时间也少。

　　以下是棉结杂质自动体系（活劝盖板隔距的精确调节体系及自动磨针体系）的设计及应用。

　　(1)TC-03沿用DK903道夫棉网中结杂含量的检测技术；生条结杂自动系统是自动磨盖板针布自动调节盖板-锡林隔距的监测数据的技术基础，TC-03沿用了DK903棉网结杂自动监测技术在梳棉机道夫下方安装光电自动扫描棉网结杂自动体系，可自动瞬间道夫棉网中的结杂含量及结杂颗粒的大小，及时问电子计算机报告棉网中结杂的含量并在荧屏上自动显示检测结果。

　　(2)在DK903梳棉机上早已设计应用了活动盖板隔距的精确自动调节系统，在TC-03新型梳棉机上也沿用了这种技术，根据装在道夫下面的生条结杂系统，棉结杂质的信息，并在荧屏自动显示，根据显示的情况可自动调节或人工调节盖板隔距，对控制棉网质量起到作用，实现了对棉网梳理质量的在线微调，并可优化减少棉结杂质与减少纤维损伤的最佳盖板隔距值，也对提高针布使用寿命起到一定作用。

　　(3)DK903梳棉机上的自动磨盖板锡林针布的技术体系也为TC-03高产梳棉机继续采用，自动磨针不仅能根据需要磨历针布峰锐度，而且包括针的侧磨技术，使针布能保持原状，从面提高了锡林活动盖板之间的梳理能力。

　　(4)新型高产梳棉机自动技术与自动调盖板隔距，自动磨针技术的发展方向是要形成闭自动控制及工作体系，即形成专家系统，夫下方的棉网结杂系统出的任何时间内的棉网结杂含量的变化，会由电子计算机自动指挥调整盖板隔距及自动磨针，保持锡林—盖板针布间的正常状态，生产质量的最佳化，并可延长针布使用寿命。

　　(5)渐增性开松除杂喂入系统主要用于加工生产纯棉原料，最大限度减少，对棉纤维的损伤，TC-03沿用DK903梳棉机喂入三刺辊部分的分梳除杂技术，棉网受到三刺辊分梳除杂加工后，喂入到锡林主梳理区，提高了纤维的分离程度，基本上能呈现出单纤维游离状，在锡林盖板主梳区，能充分清除结杂及进一步梳理，提高了生条质量。

　　对于装有触摸式彩屏的计算机自动显示系统及其它先进可靠的技术，即对自动荧屏显示功能，主要有以下几个方面可不停的显示30多种生产工艺数据。

　　(1)显示梳棉机的工作状况，如给棉箱的气压，刺辊除尘刀角度，锡林、道夫、刺辊转速，活动盖板速度、产量、生条引出速度等。

　　(2)故障诊断及报告：当梳棉机出现故障时，显示荧屏会自动报警并显示故障，提出故障类型及解决方法。

　　(3)显示生条质量：可自动报告生条不匀率CV%粗、细节，并有波谱图显示。可事先设定质量控制范围，质量超限时报警并立即停车。

　　(4)如果棉层厚度超限及棉絮中出现大颗粒杂质或均可报警停车，防止轧伤针布。

　　(5)TC-03沿用了许多DK903的先进技术：如铝质盖板、一体化质量、一体化喂棉系统，配有10个片、实现对喂入棉层理想的握持及精确的短片段自调匀整，盖板锡林隔距的精确检测及调整系统，在线棉结杂质的检测系统及长短片段自调匀整系统等都是DK903的成熟技术，TC-03型梳棉机都保当下来继续使用。

　　另外，固定盖板的新型设计，增加了梳棉机对不同产品，不同原料的适应性，梳理原件、清洁原件、控制原件及罩壳的设计可做到互换性，可根据原料及纺纱要求增减固定盖板，清洁原件的数量，并以罩板的增减予以调节，这四种原件的重要特征是具有互换性（见图2）。

　　剌辊区落棉智能化控制系统的设计是TC03的特征之一，可根据落棉情况及纺织质量的要求，优化除尘刀，使落棉落杂合理化，在保障生条质量前提下，节约用棉使可用纤维最大可能进入梳理区。

　　其它TC-03梳棉机沿用了不少DK903梳棉机的优点，如在线结杂监测技术，自动磨针技术，自动调节盖板一锡林技术，三剌辊喂棉技术、自调匀整质量控制技术等。使TC03梳棉机比DK903梳棉机及其它类型梳棉机的性能更为完善，生条质量在同等产量条件下显著提高。

　　根据高产梳棉机发展趋势，进一步实现梳棉机自动控制是今后重要方向之一，有可能将在线监测系统与自动调节系统形成封闭式专家系统，梳棉机上一些工艺条件，可根据在线检测数据经电子计算加工后出指令，执行机构可立即自动进行调节或工作。

　　如剌辊区落棉优化系统，磨盖板针布及调整隔距系统等都可根据各种传感器，监测情况进行自动调节，不需要人工介入，从而可长期保持梳棉机的正常工作状态及生条质量的高度稳定。

　　TC-03梳棉机是当代最新型的自动化控制的高产梳棉机，不仅产量高，而且质量显著提高，引起世界纺织业的高度重视及兴趣，全球销量已超过千台，仅中国已购进200多台，相信在不断的改进中TC-03梳棉机会更加理想完美。

　　立达公司生产的高产梳棉机机幅加宽的作用在于可提高梳棉机产量，而不需增加锡林的圆周速度，围绕着锡林进行了一系列的，使锡林针布梳理负荷并不增加，而增加了梳棉机产量。2005年国际纺原料会议表明原棉中的籽屑壳碎片含量增加的趋势，需要在开清棉工序中较好地清除。经过完全的开松，棉絮籽壳屑可以被清除，从开清棉到细纱机纺出来的纱，可使织机效率提高并使织物质量非常好。，由于锡林的离心力加大，籽屑壳在锡林表面容易分离出来，离心力比普通梳棉机增加60%。

　　立达公司生产的纺纱机械是在产品质量的前提下努力提高产量，C60梳棉机可直接供给转杯纺纱机。老式梳棉机每台每小时可生产68公斤转杯纱，而C60供应转杯纺纱机每台每小时可达150—160公斤。

　　合成纤维在纺织生产中日益占有更重要的地位，立达公司新发展的梳棉机可很容易的加工各类合成纤维。生产涤棉混纺的产品，单产水平可达到140公斤/时。可应用转杯纺纱机R40与C60梳棉机配套生产转杯纱。C60梳棉机上配有小并条机，可直接将生条喂入到转杯纺纱机上生产转杯纱。尤其在高工资国家比较经济，节省用工。

　　我国新型高产梳棉机梳理技术也有许多进步，在2005上海国际纺机展览会及2006国际纺机展览会上郑纺机展出的JWF1204型高产梳棉机及青纺机展出的JWF1203型高产梳棉机等都有特点，JWF1204型高产梳棉机也抬高了梳棉机锡林，有效梳理工作区65.4%，应用了单刺辊梳理机构是最适于纺环纱的高产梳棉机JWF1203型高产梳棉机上应用了五项技术专利，也应用了单刺辊梳理机构，可减少对纤维的损伤.其它金坛纺机的JFA226型高产梳棉机也有不少特点与进步.

　　根据高产梳棉机梳理技术发展趋势，进一步实现梳棉机自动控制是今后重要方向之一，有可能将在线监测系统与自动调节系统形成封闭式专家系统，梳棉机上一些工艺条件，可根据在线检测数据经电子计算加工后发出指令，执行机构可立即自动进行调节或工作。

　　如剌辊区落棉优化系统，磨盖板针布及调整隔距系统等都可根据各种传感器，监测情况进行自动调节，不需要人工介入，从而可长期保持梳棉机的正常工作状态及生条质量的高度稳定。

　　在锡林速度这方面的技术改进上，20世纪末梳棉机锡林速度加快作为提高梳理效果的主要手段，锡林加速后梳棉机有如下特点：

　　(1)林表面速度及离心力提高，排杂能力加强，据测，锡林速度由300r/min提高到600r/min时，生条结杂减少50%左右。

　　(2)锡林上的分梳负荷因锡林速度的提高而降低，对提高分梳质量有利。

　　(3)单产水平与锡林速度及针布对纤维梳理能力之间不成比例，当单产水平增加10倍（由10gk增回到100gk），锡林速度仅提高3倍。对纤维的分离能力也只增加3倍。

　　(4)锡林速度与梳理力之间也不成比例，据测：锡林速度由300r/min提高到600r/min，梳理力只增加10%—20%。

　　(5)锡林速度的增加既有对纤维梳理开松及除杂功能的有利因素，但也有使纤维应力增加的不利因素，因此要兼顾平衡两者之间的关系。

　　(6)锡林速度提高时要认真考虑刺辊速度的设计，因为当棉层喂入刺辊的纤维受握持分流作用、增加除杂的同时纤维受到损伤使短绒增加，因此在锡林速度提高后要适当考虑与刺辊的速比，也就是说刺辊速度应该受到一定程度工艺性的制约。

　　(7)锡林与盖板间是主分梳区，由于不是握持梳理，因此在锡林加速后与盖板间速比可保持不变。即盖板速度相应提高有利充分排除疵点。

　　(8)随着梳棉机各项配套技术的发展和精度的进一步提高，估计梳棉机锡林速度还会进一步提高，以满足更高产量的要求。

　　20世纪末高科技水平的高产梳棉机具有产量高，生产质量好的优点，在高精度高耐磨度分梳元件、优化梳理速度、高水平制造加工手段、电子计算机技术、传感技术、变频技术在清梳联系统中很好地与开清棉技术一起完成对原料的开松、除杂、梳理的任务，生产出杂结少、条干均匀的生条供应后续工序。

　　综上所述，在综合全部课程（机械类）、理论联系实际的基础上进行这次毕业设计。我所设计的是对梳棉机上的锡林轴承盖、锡林轴承座及其锡林轴承结合件工艺及夹具设计。通过查阅大量的资料及其查阅相似类型零件加工方法，认真地进行了这次设计。本说明书包括零件图分析，工艺规程设计及夹具设计三大部分。在认真消化了零件图的基础上，对零件的构形、材料、技术要求及加工表面进行了综合分析，制定了零件的工艺线，编制了详细的工艺规程，并对重点工序进行了重点分析研究，根据对定位，夹紧方案的选择及设计，定位误差的计算，设计了一套夹具。

　　第二章锡林右轴承座组件工艺

　　2.1零件（即锡林集合体）分析

　　2.1.1功用及工作状况

　　锡林轴承盖和锡林轴承座是与轴承相配，构成一个结合体，然后装于锡林筒上，与道夫配合工件，成为梳棉机上的一个重要组成部分，锡林结合件是锡林中的一个关键零件。锡林结合件安装在锡林筒上与锡林筒一同旋转，锡林轴承盖是安装在轴承座上的锡林轴承座是重达约1吨，转速为260rpm～410rpm的锡林的支承件。由于锡林轴承件伴随锡林旋转工作，又是锡林筒的支承件，因此它对于锡林与锡林墙板的同轴度、轴向压力、机件的磨损、及锡林周围机件安装的准确性和锡林的回转平稳度都有不可忽视的影响。

　　2.1.2零件的结构特点

　　锡林轴承座、锡林轴承盖及其结合件，外观尺寸不大，但形状较复杂，由于安装的是轴承，因此其结构刚性要求较高，并且加工精度要求较高。如锡林轴承盖与锡林轴承座的零件图，A面为锡林轴承盖与锡林轴承座的结合面，要求较高，需通过研磨来其平面度。轴承盖上的两个Ф13孔与轴承座上的M12螺纹孔是用来度装螺栓，以便将轴承盖和轴承座联接起来，进行进一步的加工，构成锡林轴承结合件。孔是与轴承相配，环形槽是起密封，挡油作用的（与密封圈相配）。孔是作为精镗孔的退刀槽，因而必须对这些同心孔特别是的孔径加以控制。螺纹孔4-M10均匀分布，商务通上盖模具设计（全套3D模。是用来安装螺钉联接轴承盖的。端面T3、T4就是与轴承端面盖相配的。锡林轴承座的底面T2要求对孔孔心平行，因为它与该孔孔心的平行度，对轴承工作性能有重要的影响作用。

　　锡林轴承结合件的最大高度尺寸为344mm，最大宽度尺寸为90mm，最大长度尺寸为300mm，最大限度孔径为Ф142mm，最小孔径为M8，最小壁厚为筋板厚度为10mm，总之，锡林轴承结合件是个结构比较复杂的零件。

　　2.1.3零件的材料分析

　　由于铸铁具有良好的铸造性、吸振性、切削加工性及一定的力学性能，并且价格低廉生产设备简单，所以在机器零件材料中占有很大的比重，广泛地用来制作各种机架、底座、箱体、缸套等形状复杂的零件。又由于灰铸铁具有良好的铸造性、、耐磨性、抗振性和切削加工性，所以该材料选为灰铸铁。见表2-1

　　表2-1常用灰铸铁的牌号、力学性能及应用

　　类别牌号铸铁壁厚/mm抗拉强度/mpa≥硬度/hbs用途举例

　　铁素体

　　灰铸铁HT1002.5～10

　　10～20

　　20～30

　　30～50130

　　100

　　90

　　80110～166

　　93～140

　　87～131

　　82～122低载荷和不重要的零件，如盖、外套、手轮、支架、底板、手柄等

　　铁素体

　　珠光体

　　灰铸铁HT1502.5～10

　　10～20

　　20～30

　　30～50175

　　145

　　130

　　120137～205

　　119～179

　　110～166

　　105～157承受中等应力的铸件，如普通机床的支柱、底座、齿轮箱、刀架、床身、轴承座、工作台、带轮、法兰、管及一般工作条件的零件。

　　珠光体

　　灰铸铁HT2002.5～10

　　10～20

　　20～30

　　30～50220

　　195

　　170

　　160157～237

　　148～222

　　134～200

　　129～192轴承较大应力和要求一定气密性或耐蚀性的较重要零件，如汽缸、齿轮、机座、机床床身、立拄、气缸体、气缸盖、活塞化工容器等。

　　珠光体

　　灰铸铁HT2504.0～10

　　10～20

　　20～30

　　30～50270

　　240

　　220

　　200175～262

　　164～247

　　157～236

　　150～225

　　孕育

　　铸铁HT30010～20

　　20～30

　　30～50209

　　250

　　230182～272

　　168～251

　　161～241承受高的应力、要求耐磨、高气密的重要铸件，如剪床、压力机、自动机床和重型机床床身、床座、机架、齿轮、衬套、大型发动机曲轴、气缸体、等。

　　孕育

　　铸铁HT35010～20

　　20～30

　　30～50340

　　290

　　260199～298

　　182～272

　　171～257

　　图纸选用普通牌号灰口铸铁HT150。

　　该灰铸铁的最小抗拉强度，布氏硬度为119～179HBS，具有优良的铸造性能，生产时工艺简便，生产率高；切削时切屑易脆断，硬度适中，便于切削加工，能减轻刀具的磨损，因而其切削加工性能好。HT150还具有良好的耐磨损性和减振性，再者灰铁铸造中，其收缩时，由于碳是以石墨的形式析出，体积的膨胀弥补了凝固收缩，因而它的收缩率小，对于铸件尺寸的保持性好。常用作机床床身，发动机机体，机座等。

　　2.1.4零件主要表面要求

　　（1）主要表面的尺寸精度

　　孔Ф76的精度为IT10，孔Ф140的精度为IT6，孔Ф13的精度为IT9，螺纹孔M12的精度为IT8，四个螺纹孔M10的精度为IT8。

　　（2）主要表面的形状及精度

　　端面T4对Ф140孔心的垂直度为0.05；底Ｔ2对Ф140孔心的平行度为0.025；四个螺纹孔M10对Ф140孔心的为Ф0.05mm。

　　（3）主要表面的表面粗糙度

　　孔Ф76的表面粗糙度为Ra6.3，Ф140孔的表面粗糙度值为Ra1.6，平面A为配合面，其表面粗糙度值为Ra1.6；螺纹孔M12的表面粗糙度值为Ra3.2；右端面T4的粗糙度值为Ra3.2；左端面Ｔ3的表面粗糙度为Ra6.3；底面T2的表面粗糙度值为Ra3.2；四个螺纹孔M10的表面粗糙度值为Ra3.2。

　　2.1.5工艺分析

　　热处理要求:由于铸件存在铸造缺陷，因此必须对其进行削除内应力的退火处理－——时效处理。又因铸件的表层及一些薄壁处，由于冷却较快，使切削加工难度增大。因此为了降低材料的硬度，改善切削加工性能必须进行改善切削加工性的退火处理。通过这些热处理，可提高零件材料的物理机械性能，改善工作的切削性，削除铸造内应力，提高产品质量，延长使用寿命。

　　零件的表面处理:为了提高零件表面的抗蚀性，增加耐磨性，使表面美观，在零件机加工完毕后，应对零件的非加工表面进行表面处理，即涂漆。

　　检验:由于锡林轴承结合件是A186D型梳棉机上联接锡林的重要零件，因此应检验铸件毛坯有无铸造缺陷，抽检其物理机械性能。零件在加工过程中，应对照零件图的要求，进行中检。机加工完毕后，应进行终检，检验其尺寸和外观，并检验是否能满足使用要求。

　　零件的生产类型分析:生产类型是由生产量的大小决定的，给定的生产量的大小又是工艺过程的制定的根据，直接影响工艺水平规程制定中的工艺方法、设备和工具等一系列问题。根据，锡林轴承结合件为批量生产中的中批量生产，这类型生产批量，按产品分配进行生产，交替地重复的进行，所以要制定详细的工艺规程，并广泛采用通用设备加专用夹具和工具。

　　2.2零件工艺线制定

　　2.2.1毛坯种类的选择

　　锡林轴承结合件的形状不规则，结构比较复杂，生产批量属于中批生产，且要求零件有较好的刚度和减振性等。结合该零件的结构特点和使用要求，通常选择毛坯为铸件。铸造的适应性广，可以制出形状复杂的毛坯，节约材料，减小切削加工的工作量。在铸造时，适当选择分型面，注意浇铸的安排，就可大大避免内部的缩孔、缩松、气孔、砂眼等腰三角形缺陷。

　　毛坯选用砂型机器造型（Ⅱ级精度）。

　　毛坯铸造可分为：①整体铸造；②盖座分开铸造；

　　因锡林轴承端盖的上部分主要与轴承配合工作，其工作面主要集中在上部分（盖座配合加工孔），为了提高工件的使用寿命，避免在这部分出现铸造缺陷，故采用整体铸造，其好处在于能减少铸造工序，节约材料，提高成品率，同时，采用“横做立浇”的方法进行铸造。若采用盖座分开铸造，会使铸造工序增加，浪费材料，增加成本等情况。

　　以上进行比较，从经济效益和成品率上讲，采用整体铸造好。该铸件的分型面选在最大面处，铸件分两箱造型，采用“横做立浇”，底注式浇注系统，使铸件的性能良好，充型时不易冲坏型腔和引起溅炸，并能铸件整体的对称性，确保重要面的质量。

　　采用横做立浇方法，排渣效果好，气体易排出，铁水上升平稳，铸件不易产生砂眼、气孔、夹渣，组织致密，均匀，耐磨性好。

　　尺寸公差等级为CT8～10，选CT9。

　　确定铸铁件机械加工余量等级6～8，选择7级[砂型机器造型]。

　　铸造件主要表面的机加工余量的确定见表2-2。

　　另外，在控制凝固次序方面，采用“同时凝固原则”在周围设置冷铁，使金属液体达到同时凝固的目的。

　　表2-2铸造件主要表面的机加工余量

　　表面代号铸件基本尺寸(mm)加工余量等级(mm)机械加工余量(mm)说明

　　D17676.0孔双侧加工

　　D213076.5孔双侧加工

　　D314076.5孔双侧加工

　　T134475.0底面，单侧加工

　　T230077.0顶面单侧加工

　　T312576.5侧面，单侧加工

　　T417576.5侧面，单侧加工

　　由于铸铁在铸造过程中存在着同应力，因此，在毛坯制成后需要进行时效处理。

　　2.2.2定位基准的选择

　　零件在加工过程中定位基准的选择不仅对加工精度和确定加工顺序有很大的影响，而且还决定了工艺装备设计制造的周期与费用，正确的选择各工序的定位基准是制订工艺规程的一个重要问题。

　　（1）粗基准的选择

　　选择粗基准的出发点是为后续的工序提供合理的定位精基准，各加工表面的余量足够并分配合理，由于粗基准是对毛坯进行第一次机械加工的定位基准，因此与毛坯的状况关系很大，如图2-1确定粗基准时应按：

　　①用零件非加工表面为粗基准，可零件的加工表面与非加工表面的相互关系，且能在一次安装中尽可能加工较多的表面。

　　②用零件的重要表面为粗基准，优先了重要表面的余量和表面组织性能的一致。

　　③应选面积大、形状简单、加工量大的表面为粗基准，使切削总量最少。

　　图2-1锡林结合体

　　④应选毛坯精度高，余量小的表面为粗基准，易各加工表面的余量足够，分配合理。

　　⑤应选定位精度高，夹紧可靠的表面为粗基准。

　　⑥粗基准原则上是在第一道工序中使用一次并尽量避免重复。

　　遵循以上的原则，为了确保加工时工件的稳定性能良好，可选锡林轴承结合件的端面T4作为加工面T3的粗基准；再由T3端面加工出T4端面；之后再由粗加工后的T4端面加工出锡林轴承结合件的上下底面。

　　在对铣断之前，前面加工的各面是作为一个整体零件加工出来的，故了后续工序的加工精度和简化了加工的难度。

　　（2）精基准的选择

　　选择精基准的出发点是加工精度，特别是加工表面的相互精度的实现，以及定位安装的准确方便。选择精基准应遵循以下的原则：

　　①基准重合原则：

　　确定精基准时，应尽量用设计基准作为定位基准，以消除基准不重合误差，提高零件的表面的精度和尺寸精度。

　　②统一基准原则：

　　拟定工艺线时，各个工序应尽可能用同一个定位基准来精加工各个表面，以各表面间的相互精度，并且还减少了夹具的数量和工件的装夹次数，降低了成本，提高了生产率。

　　③互为基准原则：

　　可逐步提高两相关表面的精度。

　　④自为基准原则：

　　可使加工余量均匀，加工面自身形状精度，而精度则由前面的工序。

　　同时，精基准选择时，一定要工件的夹、压稳定可靠，夹具结构简单及操作简便。在遵循上述原则的前提下，如锡林轴承结合件的两端面的最终精加工，就是互为精基准，遵循“互为基准原则”。如锡林轴承结合件中的孔的精加工就是以一面双孔定位，自为基准加工出来的。（这就是统一基准和自为基准相结合的精加工方法）。

　　2.2.3加工方法的选择

　　主要根据工件的结构形状、技术要求、零件的年产量、机床的加工精度以及工厂实际情况来选择加工方法，零件机械加工方法的选择应遵循如下原则：

　　1)选加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相适应。

　　2)加工方法要能确保加工表面所要求的精度和粗糙度。

　　3)加工方法要与零件材料的可加工性相适应。

　　4)加工方法要与生产类型相适应。

　　5)加工方法要与工件的形状和尺寸相适应。

　　6)加工方法要求与工件生产厂的现有生产条件相适应。

　　根据上述原则，选定锡林轴承盖，锡林轴承座及锡林结合件的加工方法为：平面选用铣镗加工，其中结合件的两端面采用镗削加工，在轴承盖与轴承座中，这两端面采用卧铣和立铣在Ф26mm以下的孔加工在钻床上进行，大孔则采用镗孔形式，螺纹用丝锥加工。

　　总之，选择加工方法时，应首先确定主要表面的最终加工方法，再依次向前确定各准备准工序的加工方法。对整个零件的加工方法，应综合考虑，先选主要表面的加工方法，再确定次要表面的加工方法，以达到良好的效益，提高生产率，降低劳动强度。

　　2.2.4加工工序的确定方案

　　（一）加工阶段的划分

　　1)划分加工阶段的目的是逐步减少和消除在加工过程中产生加工误差的因素对加工精度和表面质量的影响，使零件逐渐达到提高加工质量的目的和要求，同时要妥善的解决质量，生产率，经济性三者的矛盾。

　　2)加工性质和加工目的不同，整个工艺过程可分为以下几个阶段：

　　粗加工阶段：

　　高效率地切除毛坯上大部分的加工余量使其尽快地接近需加工零件的形状和尺寸。

　　半精加工阶段：

　　使主要表面的精度和表面粗糙度能为精加工工作出必要的准备完成将要表面的全部加工，使之符合图纸的要求。

　　精加工阶段：

　　使各主要表面达到图纸所的要求。

　　考虑到该零件铸造时余量较大，因此加工时还是划分为三个阶段：粗加工，半精加工，精加工，让零件的各个表面依次进行加工。粗加工时的进给量大，粗糙度也大，表面精度低，半精加工阶段，如加工孔（镗孔）（该工序中为）及环形槽这几个尺寸是在一个工序中加工出，这是半精加工阶段。精加工阶段加工余量小，粗糙度小，精度高，如加工尺寸由至，这就是精加工，精度达IT7，表面粗糙度值为Ra1.6。

　　（二）工序的集中与分散

　　工序的集中和分散主要是根据生产类型设备的高效自动化程度，零件的结构特点与技术要求等进行组合的。在确定了表面的加工方法和工艺方案、划分了加工阶段后，零件加工各工步的内容也就被确定了。从而可将同一阶段中的各加工表面的加工组成若干工序，运用工序集中与分散的原则，进行合理的组合与分散，决定工序的数目，工序的内容繁简程度。

　　1．工序集中原则：

　　使用较少的机床设备，将零件的加工的各部工步尽可能地集中在较少集的工序内完成，它可使工件的装夹次数少，了各个加工表面的相互精度，减少了工件的装卸的辅助时间以及夹具的数量，同时减少了机床数量和操作工人数量，缩短了产品的生产周期，提高了产品的质量和生产率，但是机床设备和工艺装备的成本高，调整、维修困难，生产准备时间长。如加工孔槽，孔这道工序就属于工序集中。在一个工序内完成，提高了工件的精度，提高了生产率，节约了装卸时间，降低了工人的劳动强度。

　　2．工序分散原则：

　　使用较多的机床设备，将大量工步分散为单个工序，使工序数目增多，工艺线增长，每一个工序所含加工内容少，机床设备与工艺装备简单，维修调整容易，适应产品变换能力强，生产准备工作量小，对工人技术要求高，而且机床设备与工艺装备数量大，工人数量多，生产面积大，生产周数长。锡林轴承座、锡林轴承盖及其结合件的生产属于中批量生产，因此工序需要适当的集中和分散。

　　（三）工序顺序排列

　　1．切削加工工序原则：

　　（1）先粗后精原则：

　　各表面的加工顺序按粗加工——半精加工——精加工的过程依次排列，逐步提高零件的精度和减少表面粗糙度。

　　（2）先主后次原则：

　　装配表面和工作表面的精度要求高，应当考虑予以加工表面，螺纹孔及光孔等表面，精度要求较低，可适当安排后续的工序中加工，主要表面有相互要求的表面一般这要半精加工后，配合关系和相互关系要求很高的表面还需放在装配工艺中进行配合加工。

　　（3）基面先行原则：

　　只有一个精基准时，先把该基准加工出来。若定位面有若干个，则从最终加工工序所需的精基准开始，依次向前排列为这些基准面的转换次序把这些基准面的加工依排列，得到零件加工工序的顺序。

　　（4）先面后孔原则：

　　为了定位安装稳定和减少总的切削量，故应该先加工平面后加工孔，使后续工序有一个稳定可靠的平面作为定位基准面，且在光滑平整的表面上加工孔，可使加工容易，提高孔的精度。

　　在编制工艺规程时，严格遵循上述原则，合理安排加工顺序，提高工件效率。

　　2.热处理工序的安排：

　　热处理工序的安排在零件加工的工艺过程中有重要地位，通过热处理可以提高零件材料的物理机械性能和改善工件的切削加工性能，消除毛坯制造和切削加工过程中产生的内应力，所以，为稳定组织以及稳定零件的形状及尺寸，防止变形和开裂，零件在机加工前必须进行消除内应力的时效处理。

　　3.表面处理工序的安排：

　　为了提高零件的表面抗蚀能力，增加耐磨性，也为了使表面美观，在零件全部加工完后应对零件表面涂漆（未加工表面）。

　　4.检验工序与辅助工序：

　　检验工序是产品质量的有效措施之一，也是工艺过程中不可缺少的内容。检验的内容有：外观检验，看零件的表面是否有毛刺。检验表面粗糙度，进行尺寸检验，看是否符合图纸要求。

　　在工艺规程中，还安排有装配轴承盖与轴承座的工序，划线工序，打毛刺工序，涂漆工序等，这些都属于为零件的质量，零件的美观而必不可少的辅助工序。

　　1）零件的清洗：

　　是为了表面夹砂的清除，它安排在0工序的铸造车间进行。

　　2）工序12和21中检：

　　是因为此时零件的加工已完毕（轴承盖和轴承座），它们将进入装配阶段，装配后再进行加工。

　　3）工序11、20、和27：

　　去毛刺，是为了消除已加工表面的毛刺，使零件达到图纸的要求。

　　4）工序28：

　　零件全部加工完毕后，应进行表面处理，即对零件进行涂漆。

　　2.2.5工艺线方案比较

　　工艺线方案一：

　　0毛坯

　　1粗铣结合件端面①X52

　　1＇粗铣结合件端面②X52

　　2粗铣结合件上下底面X62W

　　3铣断X62W

　　以上工艺线是加工结合件的各端面，其目的是为后续工序做好基准的选择。

　　4粗铣轴承盖下底面和止口面X62W

　　5粗镗轴承盖孔T68

　　6钻孔、扩孔、锪孔Z3025

　　7钻孔、攻丝Z3025

　　8精铣轴承盖顶面X52

　　9精铣底面X52

　　10研磨

　　11去毛刺

　　12检验

　　以上工艺线是加工锡林轴承盖的工艺线方案。

　　13粗铣轴承座顶面及对口面X52

　　14粗镗轴承座孔及内端面T68

　　15钻孔及攻丝Z3025

　　16精铣底面X52

　　17加工工艺孔Z3025

　　18精铣轴承座对口面及顶面X52

　　19研磨

　　20去毛刺

　　21检验

　　以上工艺线是加工锡林轴承座的工艺线方案。

　　22装配

　　23镗孔和内环槽T68

　　24精镗内孔及端面T68

　　25钻孔及攻丝Z3040

　　26铣座上二孔X52

　　27去毛刺

　　28终检平台

　　29涂漆

　　以上工艺线是加工锡林轴承结合件的工艺方案。

　　方案二：

　　在方案一的基础上去除工序1、1＇、2，把工序16和17顺序，把工序6和7合并为同一工序，把工序25提至工序22之前分为两个工序。

　　方案比较：

　　若去除工序1、1＇（粗铣结合面端面①、②）和工序2（粗铣结合件上下底面），这就失去了整体铸造的意义，并且将增大后续工序的基准误差，从而就要增加毛坯的加工余量。

　　若把工序16（精铣底面）和工序17（加工工艺孔）的顺序，就不能孔轴线和底面有良好的垂直关系，故而会影响在精加工孔28定位基准（一面两孔），从而难以工件底面与孔140的平行度。

　　若把工序6（钻孔、扩孔、锪孔）和工序7（钻孔、攻丝）合并为同一工序，这样会增加工艺成本，因在工序6中，两孔13间的孔心距为1600.04需夹具来，而在工序7中加工的三个螺纹孔的孔心距要求不高，从零件图上看，是要求的公差，所以把工序6和工序7合为同一工序，将会增加夹具制造难度和费用，从经济效益上讲是划不来的。

　　若把工序25（钻孔及攻丝）提到装配工序22前，很难4个螺纹孔对基准孔轴线的度即使能，也会增加制作成本。

　　从以上分析中可以看到，方案一明显比方案二方便可靠。故最终采用方案一进行工艺规程的设计。

　　2.2.6工序的安排及作用

　　0毛坯采用砂型铸造，铸造圆角为Rl拔模斜度为1，铸造需经清砂，去毛刺，去毛刺后进行时效处理，方能进行机械加工。

　　1-3这三个工序为粗加工。粗加工采用这三个工序，端面交替加工，并以其中已加工过的大端面去加工上下底面，目的是使加工后的表面正确，从而后续工序的加工余量均匀。工序1、1＇的主要目的是为工序2和工序3作准备，并且在工序1和工序2将结合件轮廓大部分余量加工掉，为后续工序的加工提供基准。

　　4、5这两个工序为轴承盖的粗加工。工序4以顶面为基准，加工出轴承盖的下底面和止口面，为工序5作基准准备。工序5以底面紧靠，一次装夹两件，在镗床上加工孔和及端面尺寸。

　　6、7这两个工序为轴承盖的半精加工。工序6以底面、小端面和136的轴心线为基准，在专用夹具上加工孔13和锪孔26。工序7以底面、止口面及大端面限6个度，在钻床上钻孔，并攻螺纹，M8x1，2-M8。

　　8、9这两个工序为轴承盖的精加工，工序9精加工底面为研磨和装配工序作基础。工序8是顶面加工的最终工序。

　　10研磨底面，平行度。

　　11去毛刺，为中检作准备。

　　12检验表面粗糙度，看有刺，按零件要求进行工序图上的尺寸检验。

　　13、14这两个工序是轴承座粗加工。工序13以底面为基准，加工顶面和对口面。工序14粗镗孔及端面，需要尺寸136、74及尺寸27。

　　15、16这两个工序是轴承座的半精加工。工序15以底面和大端面及136孔作为定位基准，作全定位，加工孔并攻丝，达到尺寸M12深30。工序16精铣底面，为后续工序作精基础。

　　17加工工艺孔，为后续工艺作定位基准（工序16、17是在后续工序中，作一面两孔定位用）。

　　18精铣顶面及对口面，达到尺寸254及尺寸175。

　　19研磨上顶面，以便与轴承盖配合。

　　20去毛刺，为检验作准备。

　　21检验，有刺，表面粗糙度及尺寸是否合格。

　　22装配，选配M12的螺栓，螺母，垫片将合格的轴承盖与轴承座配对联接起来。

　　23镗一系列同轴孔，孔内端面及环形槽以一面两孔定位和136作自身定位，该工序集中，了孔的同轴度。

　　24精镗内孔和端面，达到尺寸140和尺寸91。

　　25钻四个孔并攻丝，由于以精镗孔作定位基准，了四个孔均匀分布，且对该孔的度满足0.5mm。

　　26铣座上二孔，以原两孔作自身定位。

　　27钳工去结合件的毛刺，以便终检。

　　28终检，检验各尺寸和粗糙度及关系精度。

　　29加工完后，对非加工表面进行涂漆处理。

　　以上属于工艺水平线的具体分析。

　　2.2.7重点工序分析

　　工序6钻孔及扩孔：

　　该工序加工的两个孔与轴承座的两个螺纹孔配合，选用螺栓将轴承盖和轴承座联成轴承结合件。这两个通孔13的精度要求不高，但它们的中心距及对140孔心的度要求却很重要。因为这两个孔的恰到与否，关系到轴承盖与轴承座是否能联接起，并且13孔心到对称中心线间距离为800.04这个尺寸关系到锡林与道夫之间的“间距”，若这一尺寸不能达到要求，那么“间距”过大、过小都要影响到锡林与道夫的配合，影响整个梳棉机的正常工作。

　　钻孔夹具设计13孔属于通孔，孔径轻长，加工时可能出现线偏斜，为了两孔的孔径及要求采用专用夹具，关于夹具设计的具体情况见“夹具设计“部分。

　　该工序采用钻床Z3025，该床子是摇臂钻，最大钻孔直径为25mm，摇臂钻床的最大距离为525mm，回转角为360，主轴端面至底座工作面的最小距离为250mm，最大距离为1000mm，主轴箱水平移动距离为630mm。若采用车床来加工这两个孔，装夹不方便，且进给运动是由于摇动车床尾来实现的，不全中批量生产要求，因此选用钻床。

　　加工该两个孔，选用钻头和扩孔刀。钻头选取12.7锥柄麻花钻，该钻头的整个长度L=182mm，工作部分长度为101mm，扩孔钻选用D13锥柄扩孔，整个长度为150mm，工作长l=68mm。加工的孔径大小由钻头扩孔，两孔的尺寸1600.04，800.04，460.025由夹具。

　　图2-2轴承盖的工序6

　　2.2.8确定加工余量

　　在加工过程中，从金属表面切去的金属层厚度长称为加工余量。在一道工序中所切除的金属厚度称为该工序的工序余量。加工余量包括上道工序的表面粗糙度，表面缺陷层深度，空间误差及工序的安装误差。

　　结合该零件的结构特点及技术要求，有关资料确定出。

　　有关工序的工序余量如下：

　　图2-3轴承盖

　　图2-4轴承座

　　图2-5锡林轴承结合件

　　表2-1轴承盖加工阶段的加工余量

　　ABCEFGIHM8Ф13Ф26

　　粗加工4.26.82.05.55.5254.0一次性钻攻钻孔Ф12.76.5锪孔

　　半精加工在结合体中继续加工扩孔Ф13

　　精加工1.20.81.0

　　表2.2轴承座加工阶段的加工余量

　　ABCEFGIHM12

　　粗加工4.26.06.05.55.52.55.04.0钻孔Ф10.2

　　半精加工在结合体中继续加工攻丝到M12

　　精加工1.50.71.0

　　3)表2.3锡林轴承结合件加工阶段的加工余量

　　EFJKGMNLHM10

　　粗加工1.54.83.54.04.06.0钻孔8.5

　　半精加工1.0攻丝到M10

　　精加工0.5

　　2.2.9确定切削用量

　　刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料：YG6齿数

　　(1)粗铣端面（工序2）

　　铣削深度：

　　每齿进给量：根据参考文献[5]中表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[5]中表2.4-81，取

　　机床主轴转速：

　　实际铣削速度：

　　进给量：

　　工作台每分进给量：

　　：根据参考文献[5]中表2.4-81，

　　被切削层长度：由毛坯尺寸可知

　　刀具切入长度：

　　取

　　刀具切出长度：取

　　走刀次数为4

　　(2)精铣端面（工序2）：

　　铣削深度：

　　每齿进给量：根据参考文献[7]中表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[5]中表2.4-81，取

　　机床主轴转速

　　实际铣削速度：

　　进给量

　　工作台每分进给量：

　　被切削层长度：由毛坯尺寸可知

　　刀具切入长度：精铣时

　　刀具切出长度：取

　　走刀次数为4

　　（2）粗钻φ12.7孔

　　切削深度：，毛坯孔径

　　进给量：根据参考文献[5]中表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。

　　切削速度：参照参考文献[5]中表2.4-66，取

　　机床主轴转速：取

　　实际切削速度，由式有：

　　工作台每分钟进给量：

　　被切削层长度：

　　刀具切入长度，由式有：

　　刀具切出长度：取

　　行程次数：

　　（3）粗镗孔

　　切削深度：，毛坯孔径。

　　进给量：根据参考文献[5]中表2.4-64，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量

　　切削速度：参照参考文献[5]中表2.4-64，取

　　机床主轴转速：

　　取

　　实际切削速度：

　　工作台每分钟进给量，由式有：

　　被切削层长度：

　　刀具切入长度：

　　刀具切出长度：取

　　行程次数：

　　（4）半精镗孔

　　切削深度：，粗镗后孔径

　　进给量：根据参考文献[7]中表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量

　　切削速度：参照参考文献[5]中表2.4-64，取：

　　机床主轴转速有

　　取

　　实际切削速度，有：

　　工作台每分钟进给量，由式有：

　　被切削层长度：

　　刀具切入长度，有：

　　刀具切出长度：

　　取

　　行程次数：

　　以上的均为部分工序的切削用量的计算过程，全部的计算结果均写于工艺卡上，见工艺过程综合卡片。

　　第三章对应的夹具设计

　　3.1夹具的选用

　　钻夹具（俗称钻模）是用来在钻床上钻孔、扩孔、铰孔的机床夹具，通过钻套引导刀具进行加工是钻模的主要特点。

　　钻夹具的结构形式主要决定于工件被加工孔的分布情况，如有的孔系是分布在同一平面上、或分布在几个不同表面上、或分布在同意圆周上，还有的是单孔等等。因此钻模的结构形式很多，常用的有以下几种。

　　3．1．1钻床夹具的主要类型

　　钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种。

　　（1）固定式钻模在使用中，这类钻模在机床上的固定不动，而且加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。

　　（2）回转式钻模这类钻模上有分度装置，因此可以在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔系。

　　（3）翻转式钻模主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于f8～f10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10kg为宜。

　　（4）盖板式钻模这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过10kg。

　　（5）滑柱式钻模滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点，生产中应用较广。

　　3．1．2钻模

　　1．钻套

　　钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。

　　（1）固定钻套

　　（2）可换钻套

　　（3）快换钻套

　　（4）特殊钻套

　　2．钻模板

　　钻模板用于安装钻套，确保钻套在钻模上的正确，钻模板多装在夹具体或支架上，

　　常见的钻模板有：

　　（1）固定式钻模板

　　（2）铰链式钻模板

　　（3）可卸（分离）式钻模板

　　（4）悬挂式钻模板

　　3．1．3镗床夹具

　　镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。镗床夹具的种类按导向支架的布置形式分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模。

　　1．镗床夹具的典型结构形式

　　（1）前后双支承镗模

　　（2）无支承镗床夹具

　　2．镗床夹具

　　（1）导引方式及导向支架

　　镗杆的引导方式分为单、双支承引导。

　　单支承时，镗杆与机床主轴采用刚性连接，主轴回转精度影响镗孔精度，故适于小孔和短孔的加工。

　　双支承时，镗杆和机床主轴采用浮动联接。所镗孔的精度取决于镗模两导向孔的精度，而与机床主轴精度无关。

　　镗模导向支架主要用来安装镗套和承受切削力。因要求其有足够的刚性及稳定性，故在结构上一般应有较大的安装基面和必要的加强筋；而且支架上不允许安装夹紧机构来承受夹紧反力，以免支架变形而精度。

　　3．镗套

　　镗套的结构形式和精度直接影响被加工孔的精度。常用的镗套有：

　　（1）固定式镗套固定式镗套外形尺寸小，结构简单，导向精度高，但镗杆在镗套内一边回转，一边作轴向移动，镗套易磨损，故只适用于低速镗孔。

　　（2）回转式镗套随镗杆一起转动，注塑模毕业设计。与镗杆之间只有相对移动而无相对转动的镗套。这种镗套大大减少了磨损，也不会因摩擦发热而“卡死”。因此，它适合于高速镗孔。

　　4．镗杆和浮动接头

　　镗杆是镗模中一个重要部分。镗杆直径d及长度主要是根据所镗孔的直径D及刀具截面尺寸B×B来确定（参考表11.1之值选取）。镗杆直径d应尽可能大，其双导引部分的L/d≤10为宜；而悬伸部分的L/d≤4～5，以使其有足够的刚度来加工精度。

　　用于固定镗套的镗杆引进结构有整体式和镶条式两种。

　　当双支承镗模镗孔时，镗杆与机床主轴通过浮动接头而浮动连接。

　　所以夹具引用钻夹具，用快换钻套，铰链式钻模板。钻削时，被加工孔的尺寸和精度主要由刀具本身的尺寸和精度来，而孔的精度则由钻套在夹具上相对于定位元件的精度来确定。由于工序6加工的两个孔与轴承座的两个螺纹孔配合，选用螺栓将轴承盖和轴承座联成轴承结合件。这两个通孔13的精度要求不高，但它们的中心距及对140孔心的度要求却很重要。因为这两个孔的恰到与否，关系到轴承盖与轴承座是否能联接起，并且13孔心到对称中心线间距离为800.04这个尺寸关系到锡林与道夫之间的“间距”，若这一尺寸不能达到要求，那么“间距”过大、过小都要影响到锡林与道夫的配合，影响整个梳棉机的正常工作。所以用钻夹具来定位。

　　3.2夹具设计要求

　　所设计的专用夹具是为加工零件锡林轴承结合件而设计的，锡林轴承结合件是A186D型梳棉机上的锡林支承件，其中工序6“钻孔及扩孔”，需设计一个加工孔13的夹具，工艺规程的设备为该工序图及工序尺寸见工艺规程。

　　13孔是连接轴承盖与轴承座的，它们对称性关系到轴承盖与轴承座是否错位，梳棉机的正常工作是否。若采用划线加工，精度只能达到0.25，无法本工序1600.04，800.04，460.025的要求，也不合中批量生产的要求，若采用组合夹具，又还需设计制造专用件，在加工中，难以尺寸的稳定，且每批都要重新组合，因此设计专用夹具才是最理想的方案，既能尺寸精度，又能提高劳动生产率，降低工人的劳动强度。

　　该工序加工的两个孔的尺寸为13，精度等级为IT9，表面粗糙度Ra3.2，两个孔心距为1600.04，其中13孔到中心轴线的距离为800.04，孔到端面E的距离为460.025。

　　图3.1轴承盖工序6

　　工序要的尺寸如上，加工孔13采用的方案是：钻、扩，由尺寸13由钻头和扩孔刀，尺寸1600.04，800.04，460.025，由合格的夹具。

　　刀具钻头用12.7锥柄麻花钻，扩孔钻采用D13锥柄扩。

　　①从技术方面分析，根据以上原始资料和工艺分析结合零件的结构特点和有关尺寸要求，技术要求，决定了的加工必须设计专用夹具，否则费工费时，增大成本。

　　②从经济角度方面分析，由于批量为中批量生产，夹具设计和制造成本较低，故设计专用夹具是合理的。

　　3.3确定设计方案

　　确定夹具方案的原则是：确保加工质量，结构简单合理，操作省力高效，制造成本低廉，根据以上原则进行方案比较，确定合理的最佳方案。

　　工件的两个加工孔为通孔，在Z方向的位移度可以不，但实际的平面定位却必须该方向的度，以达到简化夹具的目的，因此应按完全定位设计夹具。

　　3．3．1定位方案的确定

　　工序基准面为A面及800.04，按照基准重合原则，选A面及800.04为定位基准。由于工件的两个加工孔为通孔，在Z方向的位移度可以不，故只X、Y上的度，如下计算：

　　在Y方向上

　　在X方向上

　　由菱形销与孔136的配合关系为得

　　孔：轴：

　　所以，

　　所以。

　　在组合机床上加工时，必须使用权被加工零件对刀具及其导向体质正确的相对，这是靠夹具的定位支承系统来实现的，定位支承系统除用以确定被加工零件的外，还要承受被加工零件的生量和夹压力，有时还要取受切削力。

　　定位支承系统主要由定位支承、辅助支了和一些限位元件组成。定位支承是指在加工过程中维持被子加工零件有一定的元件。辅助支承是公用作增加被加工零件在加工过程中的刚度及稳定性的一种活动式支承元件。

　　由于定位支承元件直接与被加工零件接触，因此其尺寸、结构、精度和布置都直接影响被子加工零件的精度。为了避免产生废品以及经常修理定位支承元件的麻烦，设计时必须注意以下的问题：

　　（a）合理布置支承元件，力求使其组成较大的定位支承平面。最好使夹压力的对准定位支承元件。当受工件结构不能实现时，也应使定位支承元件尽量接近夹压力的作用线，并使夹压力的合力中心处于定位支承平面内。

　　（b）提高刚性，减少定位支承系统的变形。应力求使定位元件（如定位销）不要受力。

　　（c）提高定位支承系统的精度及其元件的耐磨性，以便长期保持夹具的定位精度。

　　（d）可靠地热电厂除定位支承部位的切屑。使用权切屑不堵塞和粘创刊在定位支承系统上，对定位的准确性和工作可靠性有很大的影响。因此设计时应尽可能不使用权切屑落到定位支承系统上。当切屑有可能落在其上时，必须采取有效的热电厂屑和清理措施。

　　本次设计采用的定位元件为：平面A为定位板，左端面为一个支承钉，孔136为菱形销，以上述定位元件就能实现工件的定位，即是该夹具的定位支承系统。

　　对于左端面的支承钉，在专用夹具上采用支承钉定位时，工件通常用四个或多个支承钉定位，这样可增加定位系统的刚度，心防止当夹紧力和切削力不是对定位板板引起工件的变形。为了减小定位板板的不共面度的误差，可装配后合磨。通常不共面度误差为0.01～0.03mm。

　　对于采用毛坯面定位夹具，从理论上讲是应当采用三点支承的，并采用带圆头的支承销定位，但当采用三个以上的压板而不能确保同时动作时（实际上是达不到同时动作），常常会把工件夹歪，因此需要采用四点支承的方法。

　　在布置支承点时，应按工件定位而后情况，使支承点之间的距离尽量远一些，以增加定位的稳定性。支承板应该放在切屑不易落到的地方。当工件在夹具上以侧面及其的定位孔定位时，定位块就放在加工部位的上方或是切屑易落到的地方，且在布置上应支承块之间有较大的距离，不应连续排列。

　　对于菱形销，在夹具夹工件时时，多采用“一面两销”的定位方法，以消除工件在空间的六个度，实现工件在夹具中的准确定位。为了能以最简单的运动形式装卸工件（如单机夹具上的推进和拉出，流水线和自动线上工件在夹具上的送进和推出），多采用伸缩式定位销。除此以外，还可采用固定式定位销。当要求被加工孔与定位销孔之间的精度高与+0.05或是-0.05mm。或是受结构的不能采用伸缩式定位销，以及加工装卸比较容易的轻小零件时，为了简化夹具的结构均采用固定式定位销。采用固定式定位销时，为了使工件的定位基面能很好地与支承元件相接触，除采用圆柱销和削边销相结合的定位方法以补偿孔间距的误差外，定位销还必须有适当的高度，以补偿定位孔与定位基面的垂直度误差。对于削边销，要采用可靠的防转措施，对于定位销，还应考虑拆装方便。定位销与安装孔的配合，定位销的尺寸及公差等，详见《机床夹具设计》。

　　3．3．2夹紧方案的确定

　　夹紧力应指向主要定位基准，是靠近加工表面。由于在Z方向、Y方向设置了定位板和支承钉，因此一个向下的夹紧力和夹紧面并指向支承钉的夹紧力就可将工序工件充分夹紧。为了便于工作和提高机械效率，采用了联运夹紧机构，只须拧紧一个螺母能从几个方面均匀夹紧该工件。其中，夹紧件有：铰链压板、三个动压块、一个与活用螺栓焊死的压板。具体夹紧机构及零件见夹具总图。

　　首先夹紧力的计算，加工过程中，工件受到切削力、离心力、惯性力及重力的作用。理论上，夹紧力的作用应与上述力的作用想平衡；而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个复杂的问题，只能进行粗略的估算：

　　由参考文献[10]中查表可得：

　　圆周切削分力公式：

　　式中

　　查表得：取

　　查表可得参数：

　　即：

　　同理：径向切削分力公式：

　　式中参数：

　　即：

　　轴向切削分力公式：

　　式中参数：

　　即：

　　根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：

　　安全系数K可按下式计算有：

　　式中：为各种因素的安全系数，通常情况下，取K=1.5～2.5。当夹紧力与切削力方向相反时，取K=2.5～3。

　　可得:

　　所以，有：

　　有：

　　有：

　　螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：

　　式中参数由参考文献[10]中可查得：

　　其中：

　　螺旋夹紧力：

　　由表得：原动力计算公式

　　即：

　　由上述计算易得：

　　由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。

　　总体结构设计、钻套、钻模板：为了进行钻、扩加工，采用快换钻套、钻套与钻模板间装衬套。钻套的高度H=36mm，钻套与工件间一般应留排屑间隙。在本钻套设计中，取h=8mm，钻套内孔与刀具采用间隙配合，即快换钻套选取12.7F8，快换铰套为13G7，衬套与钻模间配合尺寸为22H7/g6，衬套与钻模板间的配合为34H7/g6。

　　由于两加工孔的中心距相距较远（1600.04）且鉴于零件结构特点，因而采用两个钻模板。又由于扩孔后还需锪26孔，该孔不需钻模板。所以钻模板选取可卸式。再则钻模板是悬空状态