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文檔簡介
1、CA6140軸套工藝規(guī)程設計沈陽航空航天大學課 程 設 計題目CA6140軸套工藝規(guī)程設計班 級:學 號:學生姓名:指導教師:目錄前言 11、 零件的分析 21、零件的作用 22、零件的工藝分析 23、零件的生產類型 2二、工藝規(guī)程設計 31、 毛坯的設計 31.1、毛坯的種類 31.2、選擇毛坯 31.3、毛坯鍛件公差等級 31.4、毛坯鍛件材質系數 31.5、毛坯鍛件質量及復雜系數 31.5.1、毛坯鍛件質量估算 31.5.2、毛坯復雜系數計算 41.6、確定毛坯尺寸及加工余量 41.6.1毛坯高度方向尺寸加工余量 51.6.2毛坯鍛件圓角的選擇 51.6.3模鍛斜度的選擇 5、 定位基準
2、的選擇 52.1、粗基準的選擇 52.、精基準的選擇 63、表面加工方法的確定 63.1、CA6140車床軸套表面加工方案 63.2工序安排原則 73.3工序的擬定 73.4加工余量、工序尺寸以及公差的確定 84、切削刀具的選擇 135、量具的選擇 146、機床的選擇 14三、專用夾具的設計 151、凸緣槽5H9工藝性要求 152、定位基準的選擇173、定位誤差的計算174、夾具尺寸確定及零件選取185、非標準件的設計176、夾具操作方法18總結 19參考文獻 19前言 汽車制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術課、專業(yè)課以及實習之后進行的。這是讓我們在畢業(yè)設計之前進行一個理論
3、聯系實際的訓練,因此這次課程設計在我們的大學四年生活中占有重要作用。通過本次課程設計,我得到了得到下述各方面的鍛煉:1 能熟練運用機械制造工藝設計中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識,正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定與換算等問題,保證零件的加工質量。2 提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練,應當獲得根據被加工零件的加工要求,設計出高效、省力、經濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。3 學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。加工工藝和夾具的設計無論是在國內還是在國外都占有十分重要的比重,正確的全理的加工工藝和
4、合適的夾具的運用能夠大降低勞動強度和提高生產效率,從而降低成本,特別是夾具正在向著半自動化和自動化發(fā)展。關鍵詞:“定位”“工藝路線”“工藝尺寸”“夾具”- 0 -一、零件圖的分析1、零件的作用題目所給的CA6140軸套是套在轉軸上,在機器中可起支撐、定位、導向或保護軸的作用2、零件的工藝分析(1)以外圓70mm端面的加工表面,粗糙度為3.2(2)以外圓42mm端面的加工表面,粗糙度為6.3(3)以外圓70mm凸緣端面的加工表面,粗糙度為1.6(4)25mm孔與31mm孔的接觸面與凸緣端面的加工表面的平行度為誤差0.05,25mm孔壁粗糙度為1.6,31mm孔壁粗糙度為3.2(5)以外圓70mm
5、凸緣端面與25mm孔中心的跳動度為0.05(6)45mm外圓與25mm孔中心的跳動度為0.03,45mm外圓壁面粗糙度為1.6(7)孔8+0.036 0中心距凸緣端面為74+0.075 -0.075mm,孔壁粗糙度為1.6(8)外圓70凸緣端面的槽口5+0.036 0相對于8中心線孔以及25孔中心線的對稱度為誤差0.15,槽口壁面粗糙度為3.23、零件的生產類型由指導老師所給的任務,軸套的生產類型為中批生產。經過對零件加工表面的分析,我們可以先選出粗基準,加工出精基準所在的表面然后借助夾具對其他表面進行加工,保證位置精度。二、工藝規(guī)程設計1、毛坯的設計 .、毛坯的種類毛坯的種類主要有碳鋼、合金
6、鋼、不銹鋼與耐熱鋼、鑄鐵與黃銅、青銅、鋁合金;在選擇毛坯制造方法時首先考慮材料的工藝特性,如鑄鐵不能鍛造,這類材料只能選擇鑄造;高碳鋼的鑄造性和焊接性都較差,一般選擇鍛造。.、選擇毛坯零件材料鋼,由于該軸套在工作過程中要承受沖擊載荷,為增強軸套的強度和沖擊韌度,獲得纖維組織,毛坯選用鍛件。該軸套的輪廓尺寸不大且生產類型為中批量生產,為提高生產率和鍛件精度,宜采用模鍛的方法來制造毛坯。毛坯的拔模斜度為°1.3、毛坯鍛件公差等級:由零件的功用和技術要求,確定該零件的公差等級為普通級。1.4、毛坯鍛件材質系數:由于車床軸套的材料選定為45鋼,為最高含碳量小于0.65%的碳素鋼或合金元素總含
7、量小于3.0%的合金鋼,材質系數為M1級。參考文獻:機械加工余量手冊 P6下角,對于材質系數的定義。 1.5、毛坯鍛件質量及復雜系數: 1.5.1、毛坯鍛件質量估算: 毛坯基本尺寸即:估算底座高度11mm,高度95mm,底座直徑74mm,桿部直徑49mm(尺寸約等便于估算體積)。由相關五金手冊查得45剛密度 =7.85g/cm3,則鍛件質量Mf=×(74/2)2×11+×(49/2)2×(95-11)×7.85×10-6=1.64kg 1.5.2、毛坯復雜系數計算: 毛坯鍛件形狀復雜系數S,S=Mf/MN , MN為鍛件外廓包容體重量
8、。MN=×(74/2)2 × 95×7.85×10(-6)= 3.23kg則S=1.64/3.230.504,根據S值大小,鍛件復雜系數分為4個等級: S1級(簡單):0.63S1S2級(一般):0.32S0.63S3級(較復雜):0.16S0.32S4級(復雜):0S0.16則0.507在S2級別范圍內,鍛件復雜等級為S2級。 .6、確定毛坯尺寸及加工余量CA6140 車床套鍛造毛坯尺寸公差及機械加工余量: 單位:mm項目加工余量尺寸公差備注底座701.52.0+1.2 -0.6取2.0底座厚度4.51.5 2.0+1.1 -0.5粗取2.0軸段451
9、.5 2.0+1.0 -0.5取2.0鍛件高度901.5 2.0+1.4 -0.6粗取2.0模鍛斜度:h/b=85.5/49=1.7 參考文獻得 模鍛斜度7°。經過調整后的毛坯尺寸為:74mm,49mm,95mm,11mm。外圓角半徑R=4.0mm,內圓角半徑R=10mm。 參考文獻:機械加工工藝設計手冊 , P120 表2-10 錘上模鍛件余量和公差(10KN模鍛錘)、P111 表2-1模鍛斜度、P122,123 表2-11,2-12 雙面單面尺寸公差 , P130 表2-24 模鍛件的圓角半徑。 1.6.1毛坯高度方向尺寸加工余量調整: 由于加工工藝過程步驟的要求對底座高度4.5
10、及鍛件高度90的加工余量進行調整,大端面及凸緣端面要進行粗車、半精車以及精車(工作面),因此加工余量為,粗車1.6,半精車1.0,精車0.8(見后參考文獻及分析),小端端面粗車1.2,半精車1.0,故鍛件高度定為95mm,加工總余量5.0mm,底座高度定位11mm,加工總余量為6.5mm。 1.6.2毛坯鍛件圓角的選擇: 根據表模鍛件的圓角半徑,外圓角半徑R=4.0mm,內圓角R=10.0mm。 1.6.3模鍛斜度的選擇: 根據參考文獻表計算:h=90-4.5=85,5,h/b=85.5/49=1.7,查得=7° 2、定位基準的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?;孢x擇得正
11、確與合理可以使加工質量得到保證,生產率得以提高。否則,加工工藝過程中回問題百出,更有甚者,還會造成零件的大批報廢,是生產無法正常進行。 由零件圖附圖1可知,多數尺寸及形位公差都以車床套70圓柱面外端面及25H7孔為設計基準,因此必須首先將70圓柱面外端面及25H7孔加工好,為后續(xù)工序準備基準。2.1、粗基準的選擇對于零件而言,按照有關粗基準的選用原則(當零件有不加工面時,盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件,則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準),根據這個基準選擇原則,現選取45m6的外圓毛坯面作為粗基準,用三爪卡盤卡緊定位,可以消除四個自由度。. 精
12、基準的選擇根據基準重合原則,選取25H7孔及及其已加工端面作為精基準。安排軸套70圓柱外端面作為精基準表面,安排在第一道工序進行加工,以便為后續(xù)工序定位創(chuàng)造條件,而且主要的粗、精加工要分開,次要的表面加工,如果不能和主要的表面的加工同時進行,應另行加工,并且有合適的定位基準;孔的加工應減少多次裝夾的誤差,提高精度。 3、表面加工方法的確定 3.1根據各表面加工要求和各種加工方法,以及達到的加工精度,確定各表面的加工方法如下表: CA6140車床軸套表面加工方案加工表面尺寸精度等級表面粗糙度加工方案大端端面IT86.3粗車半精車小端端面IT86.3粗車半精車凸緣端面IT61.6粗車半精車精車42
13、,70外圓IT86.3粗車半精車45外圓IT61.6粗車半精車精車端面槽口,凸緣槽口IT83.2銑槽口25孔IT71.6鉆粗鏜半精鏜精鏜31孔IT93.2鉆粗鏜半精鏜8孔,10孔IT81.6鉆鉸;锪孔7孔,13錐形沉頭孔IT96.3鉆孔;锪孔3.2工序安排原則:1) 對于形狀復雜、尺寸較大的毛坯或尺寸偏差較大的毛坯,應首先安排劃線工序,為精基準加工提供找正基準。2) 按“先基面后其他”的順序,首先加工精基準面。3) 在重要表面加工前應對精基準進行修正。4) 按“先主后次、先粗后精”的順序,對精度要求較高的各主要表面進行粗加工、半精加工和精加工。5) 對于與主要表面有位置精度要求的次要表面應安排
14、在主要表面加工之后加工。6) 對于易出現廢品的工序精加工和光整加工可適當提前,一般情況主要表面的精加工和光整加工應放在最后階段進行。 3.3工序的擬定: CA16140軸套工藝路線工序號工序名稱0錘鍛毛坯5粗車外圓70及大端面10粗車外圓45小端面及凸緣15鉆25孔20中間檢驗25淬火調質30半精車外圓70及大端面35半精車外圓45,42,小端面及凸緣端面40精車外圓4545粗鏜25,31孔50半精鏜31孔,精鏜25孔55銑端面槽口60鉆,鉸8孔 65銑凸緣槽口70鉆7孔,锪13孔758孔淬火80清洗85最終檢驗90油封3.4加工余量、工序尺寸以及公差的確定:3.4.1粗車外圓70及大端面 高
15、度方向尺寸9.30 -0.15,粗車余量Z1=1.7mm (毛坯底座高度11mm)徑向尺寸71.50 -0.3 , 粗車余量Z2=2.5mm (毛坯底座74mm)參考文獻實用機械加工工藝手冊 P907 表9-29 端面第一次粗車加工余量鍛造:尺寸50120(最大直徑)時,余量 1.41.8 取1.7 參考文獻實用機械加工工藝手冊 P901 表9-9 粗車及半精車外圓加工余量及偏差加工余量2.3,調整取加工余量2.5。 參考文獻幾何量公差與測量技術P17 表標準公差數值 (GB/T 1800.3-1998)粗車加工精度IT12,根據基本尺寸,公差為0.15及0.3,按偏差注向體內原則標注。 3.
16、4.2粗車外圓45小端面及凸緣 高度方向尺寸7.30 -0.15, 粗車余量Z1=2.0mm 徑向尺寸46.70 -0.25 , 粗車余量Z2=2.3mm軸向尺寸92±0.35 , 粗車余量Z3=1.3mm參考文獻實用機械加工工藝手冊 P907 表9-29 ,調整取2.0;P901 表9-9 ,調整取2.3,表9-29 余量1.0 1.4,取1.3 參考文獻幾何量公差與測量技術P17 表標準公差數值 (GB/T 1800.3-1998)粗車加工精度IT12,公差取0.15,0.25及0.35。 3.4.3鉆25孔 鉆孔保證尺寸23+0.21 0參考文獻實用機械加工工藝手冊 P905
17、表9-21 基孔制7級精度(H7)孔的加工25,鉆孔23 參考文獻幾何量公差與測量技術P17 表標準公差數值 (GB/T 1800.3-1998)鉆孔加工精度IT12,公差0.21. 3.4.4中間檢驗 3.4.5淬火調質 3.4.6半精車外圓70及大端面 高度方向尺寸6.30 -0.03 ,半精車余量Z1=1.0mm 徑向尺寸700 -0.5 , 半精車余量Z2=1.5mm參考文獻實用機械加工工藝手冊 表9-9 經熱處理后半精車外圓加工余量 基本尺寸50 80,折算長度200,取1.5。 參考文獻機械加工工藝設計手冊 表8-6 半精車端面的加工余量及公差 長度50 80 取1.0。 參考文獻
18、幾何量公差與測量技術P17 表標準公差數值 (GB/T 1800.3-1998)半精車加工精度IT8,查得公差 0.03,徑向尺寸公差零件圖中給定。 3.4.7半精車外圓,小端面及凸緣 半精車小端面,保證最終高度尺寸90±0.11 , 半精車加工余量 Z1=1.0mm 半精車及精車凸緣端面保證底座高度 4.50 -0.012,半精車加工余量 Z2=1.0mm,精車加工余量 Z3=0.8mm 徑向尺寸45.10 -0.046,420 -0.046 , 半精車加工余量調整Z4=1.6mm 退刀槽尺寸:3×0.5 參考文獻實用機械加工工藝手冊 表9-9 經熱處理后半精車外圓加工余
19、量,長度3050,調整取1.6。 參考文獻實用機械加工工藝手冊 表9-17 精車端面的加工余量 全長及直徑 50120,取0.8。 參考文獻機械加工工藝設計手冊 表8-6 半精車端面的加工余量及公差 長度50 80 取1.0。 參考文獻幾何量公差與測量技術P17 表標準公差數值 (GB/T 1800.3-1998)半精車加工精度等級IT8, 查得公差為0.046,按偏差注向體內原則標注。3.4.8精車外圓45 精車外圓45保證45H7+0.025 +0.009 加工余量0.1mm參考文獻實用機械加工工藝手冊P903表9-12精車外圓加工余量基本尺寸100,直徑加工余量0.2 mm 注:如果采用
20、兩次車削(半精車及精車),則精車加工余量為0.1mm3.4.9粗鏜25,31孔粗鏜25保證尺寸24.2+0.052 0,粗鏜加工余量1.2mm粗鏜孔31保證尺寸30+0.062 0,加工余量1.5mm參考文獻機械加工工藝設計手冊P398表8-17孔的加工余量,尺寸>1830,粗鏜孔余量1.2 尺寸>3050,粗鏜孔余量為1.5參考文獻實用機械加工工藝手冊P906表9-23尺寸30的粗鏜偏差為+0.0330.052,取0.052尺寸3050的粗鏜偏差為+0.039+0.062,取0.0623.4.10半精鏜31孔,半精鏜25孔 半精鏜孔31+0.062 0 , 半精鏜加工余量Z1=1
21、.0mm半精鏜孔24.9+0.033 0 , 半精鏜加工余量Z2=0.7mm精鏜孔 25H7+0.021 0 , 精鏜加工余量 Z3=0.1mm 參考文獻 機械加工工藝設計手冊 P398 表8-17 孔加工余量 鉆孔后的半精鏜孔余量,1830 取0.7mm , 余量3050 取 1.0mm。 參考文獻機械加工工藝設計手冊P399 表8-20 粗鏜精鏜孔加工余量 前一工序偏差 30 偏差取+0.033 按注向體內原則標注。 3.4.11銑端面槽口 尺寸 55±0.125 尺寸 29±0.026 參考文獻幾何量公差與測量技術P17表標準公差數值 (GB/T 1800.3-199
22、8)銑槽口加工精度IT9 根據基本尺寸29查得公差為+0052,按上下偏差均分±0.026標注。 3.4.12鉆,鉸8孔 鉆孔7.8+0.15 0 鉸孔8H9+0.036 0 锪孔10 參考文獻實用機械加工工藝手冊 表9-22 基孔制8級精度以上孔的加工 零件基本尺寸8 即鉆7.8鉸孔至8H9 參考文獻幾何量公差與測量技術P17 表標準公差數值 (GB/T 1800.3-1998)鉆孔鉸孔加工精度IT12及IT9 查得公差為+0.15,+0.036 3.4.13銑凸緣槽口 槽口寬度5H9+0.036 0 尺寸26±0.042 該偏差為零件圖中給定,加工至要求精度即可。 參考
23、文獻幾何量公差與測量技術P17 表標準公差數值 (GB/T 1800.3-1998)銑槽口加工精度IT9 根據基本尺寸查得公差為 +0.036。3.4.14鉆7孔,锪13孔 鉆孔(7固定鉆頭)7+0.15 0 锪孔13+0.18 0 選用錐形锪鉆,鉆頭直徑1260mm,選擇13mm鉆頭,錐角90° 參考文獻幾何量公差與測量技術P17 表標準公差數值 (GB/T 1800.3-1998)鉆孔锪孔加工精度IT12 根據基本尺寸查得公差為 +0.15及+0.18。 3.4.15清洗 3.4.16 最終檢驗 3.4.17 油封 4、切削刀具的選擇 零件材料為45鋼,熱處理前硬度HB200,熱
24、處理后硬度HRC30,同時考慮到加工精度等因素,對刀具進行如下選擇:加工內容刀具外圓端面加工外圓車刀、端面車刀、切斷車刀孔加工直柄長麻花鉆(25)、直柄麻花鉆(7、8)、中心鉆、鏜刀、锪鉆、鉸刀銑削加工直柄立銑刀 細齒鋸片銑刀工序05:車外圓及端面 GB5343.2-85 切斷端面 A型切斷車刀工序10:預制中心孔 GB6087-85(d=4mm)工序15:鉆孔 GB1437-85(d=23mm)工序30:車外圓及端面 GB5343.2-85Q工序35:車外圓端面及凸緣端面 GB5343.2-85Q工序45:鏜孔 通孔鏜刀、推切鏜刀工序55:銑槽口 直柄立銑刀 GB1115-85工序60: 鉆
25、孔 GB1141-84(d=7.8mm) 鉸孔 GB1133-84(d=8mm) 锪孔 GB4258-84(d=10mm,=90°)工序65:銑槽口 細齒鋸片銑刀GB1121-85(L=5mm)工序70: 鉆孔 GB1436-85(d=7mm) 锪孔 GB4258-84(d=13mm,=90°)5、量具的選擇 根據加工過程中所檢驗的項目和精度來選取量具,這樣不但可以正確反應工件的實際加工情況,而且能及時避免廢品的產生。此外還要考慮量具在測量過程中可能產生的微小測量錯誤。根據上面所述,軸套加工過程中所需量具如下: (1)游標卡尺; (2)內徑千分尺; (3)外徑千分尺; (4
26、)深度尺; (5)塞規(guī); (6)角度尺; 6、機床的選擇目前在軸套加工中大多采用數控機床。對機床的選擇主要依據加工零件尺寸,加工精度,生產效率,加工難易程度及經濟性等,在工藝規(guī)程制定過程中也應考慮金屬切削機床的各種可能性,從而做出選擇。參照實用機械加工工藝手冊,結合零件的尺寸及加工精度等對機床選擇如下表所示:加工內容機床名稱機床型號車外圓端面臥式車床CA6140鉆孔臺式鉆床Z512銑臺階面凸緣槽口臥式升降臺銑床X62鏜孔臥式鏜床TX618清洗噴淋式清洗機QXLB-80熱處理鍛造毛坯錘鍛機三、專用夾具的設計1、凸緣槽5H9工藝性要求:對零件圖進行分析可知,在加工5H9槽口時應滿足零件對26
27、77;0.042及5H9+0.036 0 兩個主要尺寸的加工要求,同時還要保證5H9槽口相對25H7孔軸線與8H9孔軸線的對稱度誤差為0.15,表面粗糙度為3.2。2、定位基準的選擇:分析零件結構,在定位時考慮到工藝性要求,零件加工時除相對于25孔軸線的移動對零件加工要求無影響外,其余五個自由度均需加以限制,所以選用如下定位基準:1. 以25孔軸線為一個定位基準,保證零件對尺寸26±0.042及槽口相對于25孔軸線的平行度要求。2. 以8孔位一定位基準,保證零件槽口相對于8孔軸線的平行度要求。3、定位誤差的計算: 3.1、對尺寸26±0.042加工的定位誤差計算:軸孔配合25H7 h6 25H7孔IT7公差為0.021mm ,h6定位心軸軸段IT6公差為0.013mm j,b = 0j,y =(TD + Td)/2 =(0.021+0.013)/ 2 =0.017mmd=j,b + j,y = 0.017mm定位誤差0.0170.042因此滿足定位要求。 3.2、對稱度要求的定位誤差計算:定位銷和8H9 h9過渡配
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