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说明书
机械制造基础课程设计
题目:
设计CA10B解放汽车中间轴轴承支架的机械加工工艺规程及工艺装备(中批量生产)
班级:
08机制本科
学生:
XXX
学号:
XXXX
指导教师:
XXXXX学院
2009-7-10
目录
前言...................................................1
课程任务...............................................1
零件的分析.............................................2
工艺规程的设计.........................................3
夹具的设计............................................13
设计小节..............................................17
参考文献..............................................18
前言
通过机床工艺及夹具设计,汇总所学专业知识如一体(如《机械制造技术基础》、《机械零件设计》、《金属工艺学》、《机械制图》、《公差于配合》、等)。
让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用,在理论与实践上有机结合;使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解,并为以后的实际工作奠定坚实的基础!
在些次设计中我主要是设计CA6140拨叉的磨床夹具。
在此次课程设计过程中,我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。
题目设计CA10B解放汽车中间轴轴承支架的机械加工工艺规程及工艺装备(中批量生产)
内容
1.零件图一张
2.毛坯图一张
3.机械制造加工工艺过程综合卡片一张
4.夹具设计装配图一张
5.夹具设计零件图一张
6.课程设计说明书一份
一、零件的分析
(一)零件的作用
题目所给的零件是CA10B汽车中间轴的轴承。
它主要起到稳固滚子的作用,在安装时起到固定滚珠的作用,利于安装。
零件上方的φ13孔起固定作用,下方的φ70斜孔则是用于装轴承。
支撑中间轴。
零件为铸件,铸造时起模度2°
(二)零件的工艺分析
CA10B中间轴轴承支架共有两处加工表面,其间有一定斜度要求,φ140孔有一定的斜度为5.5°,两个φ13斜孔与中间的φ13斜孔角度为30°。
分述如下:
1.顶端φ13
这一孔加工包括:
φ13的孔,以及其内端面,与外圆有位置要求,这个孔有高的位置度要求,与外圆中心2mm,与突台R5圆中心距离25mm,与两端φ13的孔的垂直距离72mm。
2.φ140孔及两端表面
这一孔加工包括:
φ140的孔公差带0.26~0,以及其前后两个端面。
这两表面及孔有一定的位置度要求,即φ140的孔前后两个端面与顶端φ13的孔上表面有斜度要求,φ140的孔与支撑架中心有斜度5.5°及宽度为50mm。
由上面分析可知,加工时应先加工一组表面,再以这组加工后表面为基准加工另外一组。
3.两端φ13的孔及端平面
两φ13的孔有位置要求232mm,与端面内侧为4mm,与突台垂直。
突台要求高12mm且有斜度30°
二工艺规程设计
(一)确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200。
考虑零件在运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,故选择铸件毛坯。
(二)基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。
否则,加工工艺过程中问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,使生产无法正常进行。
(1)粗基准的选择。
对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。
根据这个基准选择原则,加工φ140孔以外圆面为基准镗孔,加工前后端面相互为基准进行铣削加工。
加工两个φ13孔的突台以突台下表面及φ140孔做为基准加工。
(2)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,这在以后还要专门计算,此处不再重复。
(三)制定工艺路线
制定工艺路线得出发点,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能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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,以便使生产成本尽量下降。
1.工艺路线方案一
工序一粗铣φ140孔前端面。
工序二粗铣φ140孔后端面。
工序三扩φ140孔
工序四粗铣φ13孔上端面。
工序五钻φ13孔。
工序六粗铣两侧φ13孔端面。
工序七钻两侧φ13孔。
工序八检查
2工艺路线方案二
工序一粗铣φ140孔前端面。
工序二粗铣φ140孔后端面。
工序三扩φ140孔
工序四粗铣φ13孔上端面。
工序五粗铣两侧φ13孔端面。
工序六钻φ13孔。
工序七钻两侧φ13孔。
工序八检查
上面工序可以适合大多数生产。
通过方案一和二的比较,选择方案一。
工序八和工序九可设计用同一组专用夹具进行加工,减少了装夹误差。
以上工艺过程详见工艺卡片。
(四)机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
CA10B解放汽车中间轴轴承支架零件材料为HT200,硬度170~220HB,毛皮重量3kg,生产类型中批量,铸造毛坯。
据以上原始资料及加工路线,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差(φ140前后端面)。
查《机械制造工艺设计简明手册》(以下称《工艺手册》)表2.2~2.5,取φ140前后端面长度余量均分别为1.75,3(均为双边加工)
铣削加工余量分别为:
粗铣1mm2mm
2.内孔(φ140已铸成孔)
查《工艺手册》表2.2~2.5,取φ140已铸成孔长度余量为4,即铸成孔半径为66mm。
3.其他端面加工余量(三个φ3孔端面)
查《工艺手册》表2.2~2.5,取长度余量为3,
铣削加工余量分别为:
粗铣:
2mm
3.其他尺寸直接铸造得到
由于本设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整加工。
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确认。
(五)确立切削用量及基本工时
工序Ⅰ以φ140圆前后为相互基准,粗铣φ140孔前后端面。
1.加工条件
工件材料:
HT200,σb=0.16GPa,HBS=170~220,铸造。
加工要求:
粗铣φ140孔前后端面。
机床:
X5012立式铣床。
刀具:
硬质合金端铣刀,牌号YG8合金钢。
铣削宽度aw<=60,深度ap<=4,齿数z=6,故据《机械加工工艺师手册》(后简称《工艺手册》)取刀具直径do=80mm。
查表21-18选择刀具前角γo=+5°,后角αo=14°,副后角αo=8°,刃倾角λs=-15°,主偏角Kr=50°,副偏角Kr’=5°,Krε=25°,过渡刃宽bε=1mm。
2.铣削用量
1)铣削深度
因为切削量较小,故可以选择ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需长度。
2)每齿进给量机床功率为1.5kw。
查《工艺手册》af=0.15~0.30mm/z。
选择较小量af=0.15mm/z。
3)查后刀面最大磨损及寿命
查《工艺手册》表30-11,后刀面最大磨损为1.5~2.0mm。
查《工艺手册》表30-25,寿命T=180min
4)计算切削速度按《工艺手册》表30-23,切削速度范围为60~110m/min,现选用Vc=72m/min,n=125r/min,af=0.2mm/z,Vf=afzn=150mm/min.据X5012铣床参数,选择nc=125r/min,Vfc=125mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*125/1000=31.4m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=125/(125*10)=0.1mm/z。
5)校验机床功率查《工艺手册》表30-25得Pcc=1.16kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。
故校验合格。
最终确定ap=1.5mm,nc=125r/min,Vfc=125mm/s,Vc=31.4m/min,fz=0.1mm/z。
6)计算基本工时
工序Ⅱ以φ140孔外圆为基准,扩φ140孔,保证孔的精度达到IT7。
选择钻床:
Z535立式钻床。
加工刀具分别为:
扩孔——ø140mm标准高速钢扩孔钻;
1.选择扩孔切削用量
1)确定进给量f根据表28-31:
f=1.6-2.0mm/r.
根据Z535机床说明书,取f=1.8mm/r.
2)确定切削速度v及n根据表28-33:
取v表=10m/min修正系数:
kmv=1.0,kapv=1.0,故
V'表=10m/min*1.0*1.0=10m/min,
N'=1000v’表/(∏d0)=5.9r/min,查机床说明书得:
n=10r/min,实际切削速度为
v=∏d0n*
=1.7m/min.
3)计算工时
由于所有工步所用工时很短,所以使得切削用量一致,以减少辅助时间。
6各工序实际切削用量
根据以上计算,该工序切削用量如下:
扩孔:
d0=139mm,f=1.8mm/r,n=10r/min,v=1.7m/min
7钻头磨钝标准及寿命
扩孔后刀面最大磨损限度(查《工艺手册》)为0.9~1.4mm,寿命
8.计算工时
由于所有工步所用工时很短,所以使得切削用量一致,以减少辅助时间。
工序Ⅲ粗铣φ13孔上端面
1.加工条件
工件材料:
HT200,σb=0.16GPaHB=170~220,铸造。
加工要求:
粗铣φ140前后端面。
机床:
X5012立式铣床。
刀具:
硬质合金端铣刀,牌号YG8合金钢。
铣削宽度aw<=60,深度ap<=4,齿数z=6,故据《机械加工工艺师手册》(后简称《工艺手册》)取刀具直径do=80mm。
查表21-18选择刀具前角γo=+5°,后角αo=14°,副后角αo=8°,刃倾角λs=-12°,主偏角Kr=50°,副偏角Kr’=5°,Krε=25°,过渡刃宽bε=1mm。
2.切削用量
1)铣削深度查表30-43因为切削量较小,故可以选择ap=0.5mm,一次走刀即可完成所需长度。
2)每齿进给量机床功率为1.5kw。
查《工艺手册》af=0.15~0.30mm/z。
由于是对称铣,选较小量af=0.15mm/z。
3)查后刀面最大磨损及寿命
工序Ⅳ以φ140孔及后端面为精基准,钻φ13孔,保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达IT7。
1.选择钻床:
Z535立式钻床。
加工刀具分别为:
钻孔——ø13mm标准高速钢麻花钻;
2.确定钻削用量
(1)确定进给量
查《工艺手册》表28-10得:
取f=0.8mm/r,根据表28-8,按钻头强度所允许的进给量f'>1.75mm/r,由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15690N(由机床说明书查出),根据表28-9允许的进给量f''>1.8mm/r。
由于所选进给量f远小于f'及f'',故所选f可用。
(2).确定切削速度V,轴向力F,转矩T及切削功率PM根据《工艺手册》表28-15,由插入法得:
V表=13.5m/min,F表=6460N,T表=58N·m,PM表=1.34KW
由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结果进行修正.
由表28-3得:
kMv=1.0,klv=1.0,
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