中间轴轴承支架零件的机械加工工艺规程设计.docx
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中间轴轴承支架零件的机械加工工艺规程设计
前言
机械工艺学课程设计是对机械制造所以知识的综合运用,这次课程设计是对
自己未来从事的工作进行的一次适应性的训练,从中锻炼自己分析问题,解决
题的能力,为今后的工作打下良好的基础。
也是一次理论联系实际的训练,因此
它在我四年的大学生活中占有重要地位。
一、零件的分析
1.1零件的作用:
题目给出的是CA10B解放牌汽车中间轴轴承支架,它的主要作用是:
(1)起到稳固滚子的作用
(2)在安装时起到固定滚珠的作用,以利于安装。
〈二〉.零件的工艺分析
零件的加工过程中,要保证零件上部的折弯部分在竖直方向与Ø140孔成5.5
的夹角,同时要保证支架两侧板的平面与水平面成30的夹角,孔中心到顶小孔
所在平面的距离为40mm,且每孔中心线与竖直方向零件的夹角成60°夹角。
要
保证以上尺寸要求,最好先将的内孔和端面加工完成,再以内孔和端面
为定位基准对上凸台表面进行加工,最后以内孔,端面,和上Ø13的
小孔(一面两销)为定位基准,加工支架两侧板,其中主要加工面粗糙度为6.3
μm,其余表面粗糙度为12μm.
二、工艺规程的设
2.1确定毛坯的制造形式
零件的材料为HT200,零件承受的冲击载荷不是很大,且零件的轮廓尺寸较
大,又是大批量生产,而且表面粗糙度质量要求也不是很高,故可采用铸件,以
提高生产效率和效益。
2.2基准的选择
基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,他对零件的生产是非常重要
2.2.1.粗基准的选择
粗基准选择应当满足以下要求:
⑴.粗基准的选择应以加工表面为粗基准。
⑵.选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。
⑶.应选择加工余量最小的表面作为粗基准。
⑷.应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,
⑸.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。
先选取Ø155外圆为定位基准,利用三爪卡盘为定位元件,铣Ø155两端面,
再以Ø155外圆为定位基准,利用三爪卡盘为定位元件,镗Ø140内孔。
2.2.2.精基准的选择
精基准选择的原则
⑴.基准重合原则。
⑵.基准统一原则,应尽可能选用统一的定位基准。
⑶.互为基准的原则。
(4),自为基准原则。
此外,还应选择工件上精度高。
尺寸较大的表面为精基准,以保证定位稳固
可靠。
并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。
以Ø140内孔,Ø155端面,Ø13空(两面一销)为定位精基准,加工其
它表面及孔。
主要考虑精基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合的时候,
应该进行尺寸换算,这在以后还要进行专门的计算,在此不再重复。
2.3制定工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度及位置精度
技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定为大批量生产的条件下,可以考
虑采用万能机床以及专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外还应
当考虑经济效果,以便生产成本尽量降低。
后续工序安排应当遵循粗精分开和先
面后孔的原则。
确定加工方法以后,就按生产类型、零件的结构特点、技术要求
和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。
确定工序数的基本原则:
⑴.工序分散原则
工序内容简单,有利选择最合理的切削用量。
便于采用通用设备。
简单的机
艺装备。
生产准备工作量少,产品更换容易。
对工人的技术要求水平不高。
但需
要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产管理复杂。
⑵.工序集中原则
工序数目少,工件装,夹次数少,缩短了工艺路线,相应减少了操作工人数
产面积,也简化了生产管理,在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面
间的相互位置精度。
使用设备少,大量生产可采用高效率的专用机床,以提高生
产率。
但采用复杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整维修费事,生产准
备工作量大。
需加工的面:
Ø155的两端面:
粗铣以Ø155外圆和一端面为基准
Ø144内孔:
粗镗—精镗以Ø155外圆和一端面为基准,粗镗内孔到
Ø139.9mm,半精镗内孔到Ø140
上凸台面:
粗铣以内孔和一端面为基准
两侧凸台面:
粗铣以Ø140内孔,Ø155端面以及中间Ø13的
小孔为定位基准
三个Ø13的孔:
钻孔以Ø140内孔,Ø155端面以及中间Ø13
的小孔为定位基准
2个相距30的Ø7的孔:
钻孔以Ø140和Ø155一端面为基准
1).工艺路线方案一
工序1以Ø155外圆为定位基准,粗镗Ø140内孔,车Ø155一端面;
工序2掉转,以Ø155外圆为定位基准,车Ø155另一端面,半精镗
140内孔;
工序3以Ø140内孔为定位基准,铣顶小凸台面;
工序4以Ø140内孔为定位基准,钻中间Ø13的孔;
工序5以Ø140内孔,中间Ø13小孔,Ø155端面为定位基准,铣支架两
侧台平面;
工序6以Ø140内孔,中间Ø13小孔,Ø155端面为定位基准,钻支架两
侧台平面的13小孔,
工序7以Ø155外圆为定位基准,钻2XØ7.2小孔;
工序8检查。
2).工艺路线方案二
工序1铣销以Ø155外圆和一端面为基准,铣一端面,粗糙度为12μm,翻转铣另
一端面,粗糙度为12μm;
工序2镗销以Ø155外圆和一端面为基准,粗镗内孔到Ø139.8mm,半精镗内孔到Ø140
倒2X45°倒角,粗糙度为6.3μm;
工序3铣销以内孔和一端面为基准,铣上中间凸平面,使其厚度为
12mm,表面粗糙度为12μm;
工序4钻孔以Ø140内孔和一端面为基准,钻中间的孔,粗糙度为
12μm;
工序5铣销,以Ø140内孔,Ø155端面以及中间Ø13的小孔为定位基准
铣支架两侧平面.表面粗糙度为12μm;
工序6钻孔以140内孔,Ø155端面以及中间Ø13的小孔为定位基准
(一面两销),钻支架两侧平面Ø13的孔,表面粗糙度为12μm;
工序7钻孔以Ø140和Ø155一端面为基准,钻圆柱面上两小孔,2XØ7.2
保证两孔间距离为32±0.1mm;
工序8检查.
比较以上两种方案,两种方案的定位基准基本一样,加工工序的
步骤也一样,但方案一中155端面用车销加工也可以,但由于工件上
面的突出部分使得车销时转动起来工件的离心力太大,这样会影响加
工的精度,同时也给夹具的设计带来一定的难度,况且其工件装夹的次
数要比第二种方案多,故影响加工效率,.而第二种方案中,155两端面采用铣销加
工,这样工件上面的突出部分就不会对加工产生大的影响.所以第二种方案更为经
济合理,选第二种方案.
2.4机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定
CA10B中间轴轴承支架零件材料为HT200,生产类型为大批量生产.根据上
诉资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机加工余量。
工序尺寸以及毛坯尺寸如下:
2.4.1.Ø155两端面
参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12μm),故
可直接对其表面进行铣销;铣销厚度为2mm,故毛坯两表面之间的厚度为
12mm+2mm=52mm厚;
2.4.2.140内孔的加工
参照<<机械加工工艺手册>>,其加工余量为0.5mm,粗镗0.4mm,精镗0.1mm,
故毛坯的尺寸为140mm-0.5mm=
139.5mm;
2.4.3.铣中凸台面
参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12μm),故
直接对其表面进行铣销
;铣销厚度为2mm,故毛坯凸台平面的厚度为
12mm+2mm=14mm;
2.4.4.钻中间Ø13的孔
参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12μm),故
可直接对其进行钻孔;
2.4.5.铣侧两平面
参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12μm),故
可直接对其表面进行铣销;铣销厚度为2mm,故毛坯两侧平面的厚度为
12mm+2mm=14mm;
2.4.6.钻两侧平面孔
参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12μm),故
可直接对其进行钻孔;
2.4.7.钻圆柱面上两小孔
参照<<机械加工工艺手册>>,因其公差等级要求比较低(两孔轴线之间的距
离为32±0.1mm,两孔的直径为7故可直接对其进行钻孔;
工序余量及工序尺寸等汇总表:
加工表面
工序名称工序余量/mm表面粗糙度/um工序基本尺寸/mm155两端面粗铣21250内孔粗车0.412.5139.9
半精车0.16.3140中凸台面粗铣
21212中间13的孔钻孔12两侧平面粗铣21212钻两侧平面孔钻孔12圆柱面上两小孔钻孔12
2.5切削用量以及机床、加工工时的确定
工序1.铣两端面
加工条件:
工件材料:
HT200;加工要求:
粗糙度为12μm;机床:
YG6式铣床;刀具:
X52K立铣刀
=100mm,z=10;切削液:
普通乳化液(乙醇胺)
切削用量:
(1)决定铣削深度ap(由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙度为
12μm,所以可以在一次走刀内切完)
ap=h=1mm
(2)决定每齿进给量fz当使用YG6铣床功率为7.5KW
查表3.5时fz=0.14~0.24mm/z取fz=0.18
(3)选择铣刀磨纯标准及刀具寿命
根据表3.7铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铣
刀直径d0=100mm故刀具寿命T=180min(查表3.8)
(4)根据(表3.16)当d0=100mmZ=10ap=1fz=0.18ct=98m/min
nt=322r/minft=490mm/min
各修正系数为:
km=kmn=kmf=0.89
Ks=ksn=ksf=0.8
故:
c=ctk=98×0.89×0.8=70m/min
n=ntk=322×0.89×0.8=230r/min
f=ftk=490×0.89×0.8=312.3mm/min
根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择
nc=300r/minfc=375mm/min
因此实际切削速度和每齿进给量为
C=πd0n/1000=3.14×100×300/1000=94.2m/min
Fzc=fc/(nc×Z)=375/300×10=0.125mm/z
切削速度:
V=94.2m/min.进给量为0.125mm/z;
机床要求:
根据表3.24当HBS=170~240ae≤9mmap≤2d=100
Z=10f=375mm/min,近似Pcc=3.8KW
根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW,故
Pcc c=94.2m/minfz=0.125mm/z 切削工时: tm=L/f 式中L=176mm根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则 L=(176+35)=221mm故tm=221/375=0.56min 工序2.粗镗140mm内孔,精镗140mm内孔 加工条件: 工件材料: HT200;加工要求: 粗糙度为25μm;机床: T611卧式镗床;刀具: 通空镗刀,d=25mm;切削液: 普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: 有《工艺手册》表2.3-10得 粗镗孔至φ139.9,单边余量Z=0.8mm 一次镗去全部余量ap=0.8mm 进给量f=0.52mm/r 根据有关手册确定卧式镗床的切削速度为r=35m/min n=1000r/Πd=1000×35/3.14×12=223r/min 查表4.2-20T611卧式镗床主轴转速n=212r/min 切削工时L=12L2=3L3=4mm则 t1=(L1+L2+L3)/nf=(12+3+4)/212×0.52=0.15min 半精镗孔单边余量Z=0.1mm一次公差去全部余量ap=0.1mm 进给量f=0.2mm/r 根据有关手册,确定卧式镗床切割进度=12m/min 查表4.2-20T611卧式镗主轴转速 n=315r/min 切削工时: L=12L2=3L3=4则 t2=(L+L2+L3)/nf=(12+3+4)/3.5×0.2=0.3min 工序3.铣中间凸平面 加工条件: 工件材料: HT200;加工要求: 粗糙度为12μm;机床: YG6立式铣床;刀具: X52K立铣刀,=100mm,z=10;切削液: 普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: (1)决定铣削深度ap(由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙 度为12μm所以可以在一次走刀内切完)详细资料请加qq: 648569809 9/13ap=h=2mm (2)决定每齿进给量fz当使用YG6铣床功率为7.5KW 查表3.5时fz=0.14~0.24mm/z取fz=0.18 (3)选择铣刀磨纯标准及刀具寿命 根据表3.7铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铣 刀直径=100mm,z=10故刀具寿命T=180min(查表3.8) (4)根据(表3.16)当=100mm,z=10ap=2fz=0.18ct=98m/min nt=322r/minft=490mm/min 各修正系数为: km=kmn=kmf=0.89 Ks=ksn=ksf=0.8 故: c=ctk=98×0.89×0.8=70m/min n=ntk=322×0.89×0.8=230r/min f=ftk=490×0.89×0.8=312.3mm/min 根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择 nc=300r/minfc=375mm/min 因此实际切削速度和每齿进给量为 C=πd0n/1000=3.14×100×300/1000=94.2m/min Fzc=fc/(nc×Z)=375/300×10=0.125mm/z 切削速度: V=94.2m/min.进给量为0.125mm/z 机床要求: 根据表3.24当HBS=170~240ae≤9mmap≤2d=100 Z=10f=375mm/min,近似Pcc=3.8KW 根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW,故 Pcc c=94.2m/minfz=0.125mm/z 切削工时: tm=L/f 式中L=48mm根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则 L=(45+35)=83mm故tm=83/375=0.22min 工序4.钻中间13的孔 加工条件: 工件材料: HT200;加工要求: 粗糙度为12μm;机床: Z3025立式钻床;刀具: 直柄小麻花钻,d=13mm;切削液: 普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: (1)按加工要求决定进给量 根据表2.7当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200 d0=7.8mm时f=0.36~0.44mm/r 由于L/d=32/7.8=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95则 f=(0.36~0.44)×0.95=0.34~0.42mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12,当d=13mm时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35min (3)决定切削速度 由表2.15硬度HBS200~219f=0.9mm/rd0<20mmc=22m/min n=1000/πd0=1000×22/(3.14×20)=312r/min 由钻床说明手册选取n=400r/min 切削工时: tm=L/nf=L+Y+Δ/nf=(12+10)/400×0.4=0.14min 工序5.铣支架两侧平面 加工条件: 工件材料: HT200;加工要求: 粗糙度为12μm;机床: YG6立式铣床;刀具: X52K立铣刀,=100mm,z=10;切削液: 普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: (1)决定铣削深度ap(由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙 度为12μm所以可以在一次走刀内切完) ap=h=2mm (2)决定每齿进给量fz当使用YG6铣床功率为7.5KW 查表3.5时fz=0.14~0.24mm/z取fz=0.18 (3)选择铣刀磨纯标准及刀具寿命 根据表3.7铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铣 刀直径=100mm,z=10故刀具寿命T=180min(查表3.8) (4)根据(表3.16)当=100mm,z=10ap=2fz=0.18ct=98m/min nt=322r/minft=490mm/min 各修正系数为: km=kmn=kmf=0.89 Ks=ksn=ksf=0.8 故: c=ctk=98×0.89×0.8=70m/min n=ntk=322×0.89×0.8=230r/min详细资料请加qq: 648569809 11/13f=ftk=490×0.89×0.8=312.3mm/min 根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择 nc=300r/minfc=375mm/min 因此实际切削速度和每齿进给量为 C=πd0n/1000=3.14×100×300/1000=94.2m/min Fzc=fc/(nc×Z)=375/300×10=0.125mm/z 切削速度: V=94.2m/min.进给量为0.125mm/z 机床要求: 根据表3.24当HBS=170~240ae≤9mmap≤2d=100 Z=10f=375mm/min,近似Pcc=3.8KW 根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW,故 Pcc c=94.2m/minfz=0.125mm/z 切削工时: tm=L/f 式中L=28mm根据0表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则 L=(28+35)=63故tm=63/375=0.17min 工序6.钻支架两侧平面小孔 钻支架两侧平面小孔钻支架两侧平面小孔 钻支架两侧平面小孔, 加工条件: 工件材料: HT200;加工要求: 粗糙度为12μm;机床: Z3025立式钻床;刀具: 直柄小麻花钻,d=13mm;切削液: 普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: (1)按加工要求决定进给量 根据表2.7当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200 d0=7.8mm时f=0.36~0.44mm/r 由于L/d=32/7.8=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95则 f=(0.36~0.44)×0.95=0.34~0.42mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12,当d=13mm时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35min (3)决定切削速度 由表2.15硬度HBS200~219f=0.9mm/rd0<20mmc=22m/min n=1000/πd0=1000×22/(3.14×20)=312r/min 由钻床说明手册选取n=400r/min 切削工时: tm=L/nf=L+Y+Δ/nf=(12+10)/400×0.4=0.14min 工序7.钻圆柱面上两小孔 加工条件: 工件材料: HT200;加工要求: 粗糙度为12μm;机床: Z3025钻床;刀具: 直柄小麻花钻,d=7.2mm,;切削液: 普通乳化液(三乙醇 胺) 切削用量: (1)按加工要求决定进给量 根据表2.7当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200 d=7.2mm时f=0.36~0.44mm/r 由于L/d=32/7.2=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95则 f=(0.36~0.44)×0.95=0.34~0.42mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12,当d0=8时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35min (3)决定切削速度 由表2.15硬度HBS200~219f=0.9mm/rd0<20mmc=22m/min n=1000/πd0=1000×22/(3.14×20)=312r/min 由钻床说明手册选取n=400r/min 切削工时: tm=L/nf=L+Y+Δ/nf=(7.5+10)/400×0.4=0.11min 三.课程设计总结 就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己的大学生活做出总结,同时为将来工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题、查找资料的能力,为今后自己的研究生生活打下一个良好的基础。 但是这次课程设计确显得有点心有余而力不足,以前对基础知识没有很好的掌握,以后需要多加巩固。 总的说来,在这次设计中自己学到了很多的东西,取得一定的成绩,但同时也存在一定的不足和缺陷,我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加努力认真,以冷静沉着的心态去办好每一件事情! 参考文献 1.《机械制造技术基础课程设计指导书》,冯涛等主编。 2.《机械加工工艺手册》,孟少农主编,机械工业出版社 3.《机械加工工艺设计手册》,张耀宸,航空工业出版社 4.《机械制造技术基础》,曾志新主编,武汉理工大学出版社 5.《机械设计课程设计手册》,吴宗泽主编,高等教育出版社
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- 中间 轴承 支架 零件 机械 加工 工艺 规程 设计