十字头滑套机械制造技术课程设计说明书Word文档格式.docx
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这一组加工表面包括:
φ190
mm定位内止口、φ190
mm定位凸台,φ180
mm内孔,φ335mm、φ320mm的外圆表面,左右两端各14个φ22mm的孔。
2、M6为中心的加工表面。
8个M6的螺孔。
加工表面的位置要求:
1)φ190
mm定位凸台与φ180
mm滑道孔同轴度公差为φ0.05mm。
2)φ190
mm定位内止口与φ180
由以上分析可知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助于专用夹具加工另一组表面,并且保证它们之间的位置精度要求。
1)划线工序(序6)主要是为了照顾铸件的壁厚均匀,兼顾各部分的加工量,减少铸件的废品率。
2)φ180
mm内孔,中间部分,由两段圆弧组成,而内孔表面粗糙度要求又较高(Ra1.6μm),在加工中会出现很长一段断续切削,所以在加工时,应注意切削用量的选择及合理的选用刀具的几何角度。
二、确定毛坯
1.确定毛坯种类
考虑到该零件在车床中的受力并保证零件的工作可靠性,并且零件的尺寸不大,但是零件形状较为复杂,可以考虑铸造或者锻造,由于是大批量生产,所以毛坯选择金属模砂型铸造,材料为HT200。
2.确定加工余量、毛坯尺寸及公差
“十字头滑套”零件材料为HT200,生产类型为大批生产,可采用砂型铸造形成毛坯。
1.根据技术要求及为简化毛坯的外形,两端外圆的直径余量取2Z=3mm,即直接取两端外圆表面直径为φ338mm、φ323mm。
2.轴向尺寸需要粗车与精车要留有足够的加工余量,两端各留5mm。
3.内孔φ180
mm有公差要求,需分两次加工,根据内孔的精度要求,参照《工艺手册》余量为2Z=5mm;
4.内止口(φ190
mm×
5mm内止口)、凸台(φ190
5mm)根据精度要求,参照《工艺手册》余量为2Z=5mm;
所以确定铸造毛坯尺寸如毛坯图所示。
毛坯留有足够的余量,因此毛坯不需要公差。
三、工艺规程设计
1.定位基准的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确、合理,可以保证加工质量,提高生产效率。
否则,就会使加工工艺过程问题百出,严重的话还会造成零件大批报废,使生产无法进行。
(1).粗基准的选择
对于一般的轴类零件而言,以外圆作为粗基准是完全合理的。
但对本零件来说,应以两端的外圆表面作为基准,现定以φ335mm外表面为粗基准,利用止口盘定位,螺栓压板夹紧,达到定位要求。
(2).精基准的选择
精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算。
2.制订工艺路线
2.1表面加工方法的选择
制订工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。
在生产纲领为中批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。
除此以外,还应当考虑经济效率,以便使生产成本尽量下降;
十字滑套外形尺寸较小,且需要加工面接近轴类,并且有平面与孔,所以表面加工方法为:
车、铣、钻。
2.2工艺路线方案
工序1铸造。
工序2时效处理。
工序3粗车
工序4精车
工序5铣
工序6钻
工序7检验
工序8入库
3.机械加工余量、工序尺寸及公差的确定
根据上述原始资料及加工工艺,分别确定加工表面的机械加工余量、工序尺寸及公差如下:
1、外圆表面(φ335mm及φ320mm)
外圆表面无公差要求可直接车加工至所需尺寸
2、外圆表面沿轴线长度方向的加工余量(350mm)
考虑加工工艺的需要,切削两端面时各留5mm。
3、内孔(φ180
mm)
根据内孔的精度要求,参照《工艺手册》确定工序尺寸及余量为:
粗车孔:
φ175mm
精车孔:
φ180mm2Z=5mm
4、内止口(φ190
5mm)
加工内止口和凸台时,各留加工余量5mm。
由于毛坯尺寸及以后各道工序(或工步)的加工都有加工公差,因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。
实际上,加工余量有最大及最小之分。
由于本设计规定的零件为大批生产,应该采用调整法加工,因此在计算最大、最小加工余量时,应按调整法加工方式予以规定。
4.加工设备与及工艺设备的选择
4.1机床的选择
加工十字滑套主要涉及的加工方法有铸造、热处理、车、铣、钻等。
根据零件的外形尺寸与各种机床能够加工的范围,可以采取一下选择:
铸造采用金属砂型模;
热处理用热处理炉;
车加工利用CA6140卧式车床;
铣加工可选用X63卧式铣床;
钻加工可选用深孔钻床。
4.2夹具的选择
车加工夹具主要是CA6140专用夹具(三抓卡盘,顶针等);
铣加工夹具为X64w专用工装和组合夹具;
钻夹具主要为ZAx3050专用工装。
4.3刀具的选择
零件毛坯材料为HT200,热处理后材料有了一定硬度,所以车床刀具选用硬质合金刀,刀杆尺寸为16x25mm,Kr=450,rs=00,rE=2mm;
铣床刀具选用高速钢镶齿三面刃铣刀;
钻床刀具选用深孔钻,锪钻,均为硬质合金料。
4.4量具的选择
需要用的量具的地方主要有:
测材料硬度,零件外形尺寸等;
需要用到的量具有,硬度测量仪,游标卡尺,千分尺等。
5.切削用量及时间定额的确定
工序1:
铸造毛坯;
工序2:
时效处理;
工序3:
车削外圆、端面、凸台及内孔。
本工序采用计算法确定切削用量。
1、加工条件
工件材料:
HT200
加工要求:
车右端φ320mm外圆,粗车端面及φ190
mm凸台,粗车内孔φ180
mm。
机床:
CA6140卧式机床。
刀具:
刀片材料为硬质合金,刀杆尺寸为16x25mm,Kr=450,rs=00,
rE=2mm。
2、计算切削用量
(1)粗车右端面
1)确定端面加工余量:
考虑凸台的影响,取毛坯长度的加工余量为:
Zmax=5mm,分两次加工,ap=2.5mm,按ap=3mm计。
2)确定进给量f:
经查表《切削手册》(表2.23)可知,当刀杆尺寸为16x25mm,ap≦3mm以及工件直径为323mm时,
f=0.8~1.2mm/r
按CA6140车床说明书取f=0.81mm/r(表3.9)。
3)计算切削速度:
硬质合金车刀切削灰铸铁的平均切削速度为1.17m/s,即uc=70.2m/min。
4)确定机床主轴转速:
ns=1000uc/∏dw=(1000x70.2)/∏x323≈69r/min
按机床说明书,与69r/min相近的机床转速为63r/min、80r/min。
现选取80r/min。
所以实际切削速度为99.39m/min。
5)计算切削工时:
l=(323-40)/2=141.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0
tm=i(l+l1+l2+l3)/nwf=2x(141.5+2)/(100x0.8)=3.5875min
(2)粗车φ320mm外圆,同时应校验机床功率及进给机构强度。
1)背吃刀量:
单边余量Z=1.5mm,可一次切除。
2)进给量:
根据《切削手册》选用f=0.8mm/r。
见《切削手册》
Vc=
={242/(600.2X1.50.15X0.80.35)}X1.44X0.8X0.81X0.97=98m/min
4)确定主轴转速:
ns=1000uc/∏dw=(1000x98)/(∏x323)=97r/min
按机床选取n=100r/min。
所以实际切削速度为
u=∏dn/1000=∏x323x98/1000=99.39m/min
5)校验机床功率:
主切削力按《切削手册》中公式计算
FC=
式中,
=900,
=1.0,
=0.75,
=0
=
(
)nF=(
)0.75=0.94,
=0.89
所以,FC=900x1.5x0.80.75×
99.390×
0.94×
0.89N=955.4N
切削时消耗功率为:
Pc=
=(955.4x99.39)/(6x104)kw≈1.58KW
由CA6140机床说明书可知,CA6140主电动机功率为7.8KW,当主轴转速为100r/min时,主轴传递的最大功率为5.5KW,所以机床功率足够,可以正常加工。
6)校验机床进给系统强度:
已知主切削力FC=955.4N,径向切削力FP按《切削手册》中公式计算
FP=
=530,
=0.9,
)1.35=0.897,
=0.5
所以FP=530×
1.50.9×
0.50.6×
0.897×
0.5N=225.9N
而轴向切削力Ff=
式中,
=450,
=1.0,
=0.4,
=0
KM=(
)Nf=(
)0.1=0.923,KK=1.17
于是轴向切削力为
FF=450×
1.5×
0.50.5×
0.923×
1.17N=515.4N
取机床导轨与机床之间的摩擦系数
=0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为:
F=FF+
(FC+FP)=515.4+0.1×
(955.4+225.9)=633.53N
而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N(见《切削手册》表1.30),故机床进给系统可正常工作。
7)切削工时:
t=(l+l1+l2)/nf
式中,l=15,l1=4,l2=0
所以,t=(l+l1+l2)/nf=(15+4)/(100x0.8)=0.238min
(3)粗车凸台
取ap=2.5mm,f=0.81mm/r,
切削速度:
ns=1000uc/∏dw=(1000x70.2)/∏x320≈69r/min
按机床说明书取ns=80r/min
则此时:
u=98.47m/min
切削工时:
t=(l+l1+l2)/nf式中,l=5,l1=4,l2=0
所以,t=(l+l1+l2)/nf=(5+4)/(80x0.8)=0.141min
(4)粗车内孔
ns=1000uc/∏dw=(1000x70.2)/∏x175≈128r/mi
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- 十字头 机械制造 技术 课程设计 说明书