万向节传动设计Word格式文档下载.docx
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工序3模锻。
工序4在车床上以零件的四个Φ22外圆用专用夹具定位,加工Φ162外圆至尺寸,加工Φ46外圆尺寸至Φ44+0.390,做工艺定位基准,同时加工一个端面做工艺定位。
工序5在立式钻床上以工件的Φ44+0.390工艺孔和工艺端面来定位找正,钻削4个中心孔。
工序6在车床上分别以零件的一对中心孔定位加工4个Φ22外圆,半精车至Φ22.4同时控制好尺寸62,保证对称性。
倒角1.5×
45°
。
工序7在车床上以工件的4个Φ22.4外圆用专用夹具定位,加工Φ46孔尺寸至Φ45.4。
同时加工端面保证端面R1圆弧,内孔倒角2×
.
工序8渗碳淬火。
工序9研磨十字轴的四个中心孔。
工序10以顶尖孔定位磨削4个Φ22外圆至尺寸。
工序11才用专用夹具定位磨削Φ46内孔至尺寸。
工序12终检。
5.4确定机械加工余量及毛坯尺寸,设计毛坯——零件综合图
5.4.1确定机械加工余量
钢质模锻件的机械加工余量按有关标准规定。
确定时,根据估算的锻件质量、加工精度及锻件形状复杂系数。
由《毕业设计指导书》附表1可查得各表面的加工余量。
锻件质量:
根据零件成品质量0.858kg估算为1.35kg。
加工精度:
零件的主要表面需要磨削加工,加工精度比较高。
锻件的形状复杂系数为S3,为较复杂级别
表1锻件的形状复杂系数
锻件形状复杂系数S
级别
S数值范围
简单
S1>0.63~1
较复杂
S3>0.16~0.32
一级
S2>0.32~0.63
复杂
S4≤0.16
十字轴最大轮廓毛坯外径为Φ166mm。
长度为27mm,则:
m外轮廓包容体=πR²
*2.7*7.85=3.14*166²
/4*2.7*7.85=4.585kg
m锻件=1.352kg
故S=1.35/4.58=0.295
查表2得锻件形状复杂系数S3,为较复杂级别
机械加工余量,根据零件复杂形状系数,查表1得十字轴四个外圆的直径方向加工余量4mm(半径上放2mm),考虑零件的形状比较复杂,故四个十字轴半径上余量适当增大0.5mm。
则外圆锻造直径为27.同理内孔直径方向加工余量也为5mm。
5.4.2确定毛坯尺寸
根据上面确定的机械加工余量,可得该零件的毛坯尺寸,见下表
表2轴套零件毛坯尺寸
轴套零件毛坯尺寸mm
零件尺寸
单面加工余量
锻件尺寸
Φ22
2.5
Φ27
Φ46
Φ41
Φ162
2
Φ166
Φ68
不加工面
5.4.3设计毛坯—零件综合图
①.确定毛坯尺寸公差
毛坯尺寸公差根据锻件质量,形状复杂系数、分模形状种类及精度等级从手册中查得。
本十字轴零件锻件质量1.35kg,形状复杂系数S3,20CrMnTi的含碳量为0.2%,根据表4查得锻件材质系数为M1,采用平直分模线,锻件为普通精度等级,则毛坯公差可从《毕业设计指导书三》附表2、附表3中查得。
最终尺寸公差见表5.
表3锻件材质系数表
锻件材质系数
级别
钢的最高含碳量
合金钢的合金元素的最高含碳量
M1
<0.65%
<3.0%
M2
≥0.65%
≥3.0%
表4毛坯(锻件)允许偏差
十字轴零件毛坯(锻件)允许偏差
偏差
根据
+1.2
-0.6
附表2
+0.6
-1.4
166
+1.7
-0.8
+1.4
②.确定圆角半径锻件圆角半径按表6确定
表5锻件圆角半径
锻件圆角半径计算/mm
H/B
r
R
≤
0.05H+0.5
2.5r+0.5
>
0.06H+0.5
3.0r+0.5
0.07H+0.5
3.5r+0.5
本锻件的各部分H/B均小于2,故锻件内外角半径计算如下:
r=0.05H+0.5=0.05×
13.5+0.5=1.2mm(取r=1.5mm)
R=2.5r+0.5=2.5×
1.5+1.5=4.25mm(取r=4.5mm)
③.确定分模角
十字轴锻件上下模对称深度相等,其中四个圆柱体部分自然形成了分模角度。
涉及到分模的部分主要是中心部分的圆盘部分。
这部分的:
L/B=H/B=13.5/41<1
查《指导书》附表4得:
外起模角α=5°
,内起模角α=7°
④.确定分模位置
虽然十字轴锻件比较复杂,但还是属于盘类锻件,根据分模面的选定原则,十字轴零件的分模面选在零件中部,上下模的尺寸可以做成一直,分模线为直线。
⑤.确定毛坯热处理方式
十字轴锻件模锻后,利用锻造余热正火。
锻造余热正火是钢坯在稳定的奥氏体区锻造成形后,当温度高于Ar3(对亚共析钢而言)条件下
利用锻件余热在冷却箱或退火炉控制锻后冷却速度得到正火组织。
20CrMnTi锻造后后,利用余热900~920℃在连续式控温炉(附有保温材料的钢板箱)内冷却,获得铁素体与珠光体的混合组织,硬度为156—162HB,切削性能好,而且经渗碳热处理符合技术要求。
十字轴零件—毛坯综合图(图3)如下:
图3十字轴毛坯图
5.5工序设计
5.5.1选择加工设备和工艺装备
1、选择机床
工序1是原材料准备阶段,根据工件的结构形状,采用板材,用火焰切割下料。
工序2,采用空气锤对零件材料自由锻造初步成型。
工序3,采用模锻设备即可。
工序4,车外圆和内孔,采用C6140车床。
工序5,钻中心孔采用Z525型立式钻床和F11—100A型万能分度头。
工序6、工序7,车外圆、内孔、端面,采用C6140车床。
工序8,采用相应的渗碳炉和高频热加工设备。
工序9,在卧式C6140车床上采用油石顶尖分别修研十字轴零件的四个中心孔。
工序10,采用M1432A型万能外圆磨床,采用两顶尖通用夹具装夹工件。
工序11,同样采用M1432A型万能外圆磨,采用专用工装夹具磨内孔。
2、选择夹具
本零件的机械加工在第4、7、11工序都是采用专用夹具,其他各工序都是采用通用夹具即可。
3、选择刀具
①.在车床上加工,加工钢质零件采用(钨钴钛)类硬质合金车刀。
粗加工可采用YT5,半精加工用YT15,精加工用YT30。
为提高生产效率可选用转位车刀。
②.磨外圆、内孔均可选用平行砂轮,只是尺寸规格(D×
H×
d)有所不同,砂轮名称均为棕刚玉,粒度为46#。
③.钻中心孔采用带保护锥的B3.15型中心钻。
4、选择量具
本零件属成批生产,一般均采用通用量具.选择量具的方法有两种:
是按计量器具的不确定度选择;
二是按计量器具的测量方法极限误差选择。
①.选择各外圆加工面的量具。
工序4中粗精车外圆φ162+0.50达到图纸要求,现按计量器具的不确定度选择该表面加工时所用量具,该尺寸公差T=0.5mm。
按工艺人员手册,计量器具不确定度允许值U=0.0l6mm。
选择测量范围0~200mm,分度值为0.02mm游标卡尺。
按照上述方法选择本零件各外圆加工面的量具见表6。
表6量具选择
工序
加工面尺寸
尺寸公差
量具
4
φ162+0.50
0.5
分度值为0.02,测量范围0~200mm游标卡尺
6
φ22.40-0.084
0.2
分度值为0.02,测量范围0~150mm游标卡尺
10
φ22
-0.020-0.053
0.033
分度值为0.005测量范围10~25mm外径千分尺
②.选择加工内孔尺寸所用的量具
φ46+0.020内孔经过粗车(定位工艺孔)、半精车、磨削至图纸尺寸。
粗车尺寸至φ44+0.390,同时此孔兼做为钻中心孔时的工艺定位孔,该尺寸公差为T=0.5mm,选择分度值0.02mm,测量范围0~150mm游标卡尺。
半精车尺寸至φ45.6+0.10,该尺寸公差为T=0.1mm,选择分度值0.02mm,测量范围0~150mm游标卡尺。
最后磨孔至图纸尺寸φ46+0.020。
该尺寸公差为T=0.02mm,选择分度值0.001mm,测量范围25~50mm内径千分表及外径千分尺。
内径尺寸φ126,其公差为自由公差,可选择选择分度值0.02mm,测量范围0~150mm游标卡尺。
③.选择轴向尺寸所用量具
轴向尺寸210-0.5,该尺寸公差为T=0.5mm,选择分度值0.02mm,测量范围0~150mm游标卡尺。
轴向尺寸62,其公差为自由公差,可选择选择分度值0.02mm,测量范围0~150mm游标卡尺。
5.5.2工序尺寸的确定及计算
1、确定圆柱加工表面的的工序尺寸
前面根据有关资料已查出本零件内孔的总加工余量(毛坯余量),然后查出各工序加工余量(出粗加工外),总加工余量减去各工序加工余量之和,即为粗加工余量。
中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。
本十字轴零件的内孔各工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见表7。
表7工件加工余量,工序尺寸及表面粗糙度确定
加工表面
工序双边余量/mm
工序尺寸及公差/mm
表面粗糙度/um
粗
半精
精
3
—
164+0.630
6.3
3.2
φ22-0.020-0.053
1.6
0.4
φ240-0.33
φ46+0.020内孔
φ44+0.390
φ45.6+0.10
φ46+0.020
φ126内孔
φ126
12.5
上表说明,由于十字轴零件形状比较复杂,热处理变形较大,所以给精加工工序留余量稍大一个等级。
2、确定轴向工序尺寸
本零件的轴向尺寸只有两个,各工序尺寸见表8
表8轴向工序尺寸及加工余量
62
64+0.30
φ210-0.5
5.6选择切削用量、确定时间定额
查阅参考文献《机械制造工艺学》机械工业出版社1986年第一版,选取各工序机床的主轴转速,选定进给量和切削速度,即可计算出切削速度和工步工时,确定时间定额,计算结果见机械加工工序卡片。
5.7填写机械加工工艺规程卡片和机械加工工序卡片
见下面附表
表9机械加工工艺过程卡片
机械加工工艺过程卡片
产品名称
C620型车床
零件
名称
C620尾架套筒
共页
材料
牌号
45钢
毛坯种类
热轧圆钢
毛坯外形尺寸
Φ63×
283mm
每毛坯件数
1091
每台件数
1
备注
工序号
工序名称
工序内容
车间
工段
设备
工艺装备
备料
按毛坯尺寸下料:
Φ63×
锯床
20
粗车
夹一端
车一端
粗车一端面;
粗车外圆面至
Φ58.5mm;
钻孔至Φ24mm。
卧式车床
三爪自定心卡盘
30
粗车另一端面至长280mm;
粗车外圆面至Φ58.5mm;
40
热处理
调质至197~220HBS。
热处理设备
50
车倒角
半精车两端60°
圆锥倒角,深度3mm(作为车外圆的定位基准)。
60
车外圆
两顶尖定位
半精车外圆面至Φ55.7mm。
三爪自定心卡盘、拨盘、鸡心夹头、两顶尖(一死一活)
70
车内孔
软爪夹一端外圆找正
中心架 架一端
半精车一端面;
半精车Φ28mm×
(276-90)mm;
半精车、精车Φ30
×
45±
0.15mm;
半精车Φ34×
1.7mm沟槽;
精车一端面60°
圆锥倒角;
半精车一端外圆2×
45º
倒角。
三爪自定心卡盘配软爪、中心架
80
车锥孔
中心架
架一端
半精车另一端面至全长276mm;
半精车Φ31.269±
0.02mm、莫氏NO.4锥孔,留磨削余量0.5mm;
精车另一端60°
圆锥倒角至大端直径Φ36mm;
半精车另一端外圆面R3圆弧。
90
磨外圆面
粗磨外圆Φ55.7mm面至Φ55.3mm。
外圆磨床
100
磨锥孔面
外圆定位
专用夹具
粗磨、精磨Φ31.269±
0.02mm、莫氏NO.4锥孔至要求。
涂色检验,母线全长上接触≥75%。
万能外圆磨床
或内圆磨床
浮动式磨削专用夹具
110
铣键槽
顶中心孔一端
粗铣、精铣8
200×
4.5
mm、键槽至要求。
万能铣床
万能分度头卡盘、铣床尾架顶尖或锥堵
120
铣油槽
铣R2圆弧、长160mm油槽。
万能分度头卡盘和铣床尾架顶尖或锥堵
130
钳工
V型架定位
钻Φ4mm油孔;
台式钻床
V形架或平口虎钳
140
去除飞边毛刺。
细齿锉刀
150
锥孔端160mm段高频淬火45~50HRC.
高频淬火设备
160
磨外圆
两顶尖(或锥堵)定位
粗磨、精磨Φ55.3mm至Φ55
mm、Ra0.4μm等要求。
170
终检
按零件图尺寸、形位公差等各项技术要求,全面检验零件的加工质量。
量具、仪表等检验工具。
设计(日期)
校对(日期)
审核(日期)
标准化(日期)
2009/09/20
标记
处数
更改文件号
签字
日期
表10机械加工工序卡片
机械加工工序卡片-1
零件名称
第页
(该栏要求画工序简图)
材料牌号
1
20CrMnTi
每毛坯可制件数
25mm板材
88×
25
设备名称
设备型号
设备编号
同时加工件数
氧气切割
夹具编号
夹具名称
切削液
工位器具编号
工位器具名称
工序工时/分
准终
单件
工步号
工步内容
工艺设备
主轴转速
切削速度
进给量
切削深度
进给次数
工步工时
1
采用氧气或等离子切割设备下料
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
辅助
会签(日期)
表11机械加工工序卡片
机械加工工序卡片-2、3
锻造
锻造
半成品
Ф162×
27
模锻锤
十字轴锻模
首先把工件毛坯在空气锤上自由锻造接近成型
2
然后在模锻锤上经过分步模锻成型
3
锻后利用工件的锻造余热正火处理
表12机械加工工序卡片
机械加工工序卡片-4
(
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- 关 键 词:
- 万向节 传动 设计