毕业设计 CA61160车床中心架滚轮设计及制造.docx
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毕业设计CA61160车床中心架滚轮设计及制造
毕业设计说明书
地市:
准考证号:
姓名:
毕业设计任务书
一、题目CA61160车床中心架滚轮设计及制造
二、本环节自2012年9月18日起至2012年11月30日止
三、进行地点济源市
内容要求在实际生产中,由于原有购置的中心架滚轮不耐用,易磨损和损坏,所以依据原有的中心架滚轮方式进行测试设计出相应的材质、精度、硬度,并拟定合适的工艺。
CA61160车床中心架滚轮设计及制造
摘要
在实际生产中,各种零件都是由多个部分组成的,如壳体、端盖、轴及凸轮等,各个部分装配在一起,在工作中相互配合来完成特定的功用。
我所设计的CA61160中心架滚轮既由滚轮、压盖、轴承及滚轮轴组成的,车床加工工件最大回转直径为1600mm,根据工件大小,经查《机械设计手册》选择6306轴承,经过计算设计滚轮尺寸为φ122mmx60mm。
滚轮是直接接触工件而受力的,工件一般在2吨到10余吨,因此滚轮受到的力非常大,磨损也非常厉害,对滚轮材料要求高,特别是硬度和耐磨性。
压盖是固定轴承,防止滚轮在工作中轴承脱落,受力较小,用普通材质制作就行,滚轮轴在工作中支撑轴承及滚轮,受力很大,要求具备较大的强度。
考虑到这些,滚轮由4145H钢、压盖由Q235钢、滚轮轴由45钢制成并经热处理,精加工后而成,以达到实际生产中的精度和耐用度。
即使使用特殊材料,滚轮在工作中也会磨损严重,需要经常更换,所以一次加工6个滚轮或9个以上,以方便在滚轮损坏时有备件及时更换。
需要说明的是,滚轮轴在外形上设计成阶梯状是为了便于安装,在装配中分别以滚轮轴的阶梯面和垫圈来固定轴承,阻止滚轮在工作中轴承轴向移动,以提高工作的稳定性。
关键词:
毛坯,耐磨性,性能
CA61160LATHECENTERFRAMEROLLER
DESIGNANDMANUFACTURING
ABSTRACT
Intheactualproduction,variouspartsaremadefromseveralparts,suchasshell,shellcover,shaftandCAMetc,eachparttogether,intheworktogethertoaccomplishaspecificfunction.IhavedesignedCA61160centerframerollernotonlybyroller,gland,bearingandrollershaftcomposition,latheprocessingworkmostgiantslalomdiameterfor1250mm,accordingtothesizeoftheworkpiece,thebasisofthemechanicaldesignmanual"choose6306bearing,aftercalculationdesignrollersizeofphi122mmofx60mm.Rolleristhedirectcontactwiththeworkpieceandstress,theworkpieceisincommonly2tonsto10tons,sorollerbyforceisverylarge,wearisalsoverymuch,therollermaterialsthedemandishigh,especiallythehardnessandwearresistance.Glandisfixedbearing,preventrollerintheworkbearingfalloff,stressissmall,withordinarymaterialproductionline,rollershaftintheworksupportbearingandroller,stressisverybig,requiresagreatstrength.Consideringthese,rollerfrom4145hsteel,glandbytheQ235steel,rollershaftby45steelintoandtheheattreatment,afterfinishingandbecome,inordertoachievethepracticalaccuracyanddurability.Evenifusespecialmaterials,rollerintheworkwillwearisserious,theneedtoreplacefrequently,soaprocessingsixrolleror9above,withconvenientinrollerdamageissparechangeintime.Thosewhoneedaspecificationis,rollershaftinshapedesignintosteppedistofacilitatetheinstallation,intheassemblyoftherollershaftweresteppedsurfaceandwashertofixedbearing,preventrollerintheworkbearingaxialmovement,inordertoimprovethestabilityofthework.
KEYWORDS:
blank,wearresistance,performance
目录
CA61160车床中心架滚轮设计及制造3
摘要3
前言8
第一章中心架的选择及使用9
§1.1中心架的选择9
§1.2中心架的使用和调整9
第二章中心架滚轮装配图10
§2.1中心架滚轮装配图10
第三章滚轮的设计加工11
§3.1零件图11
§3.1.1零件的作用11
§3.1.2零件的材料及其力学性能11
§3.1.3零件的结构工艺分析11
§3.2毛坯的分析12
§3.2.1毛坯的选择12
§3.3工艺路线拟定13
§3.3.1定位基准的选择13
§3.3.2加工方法的确定13
§3.4加工顺序的安排13
§3.4.1工序的安排13
§3.4.2工序划分的确定13
§3.4.3热处理工序的安排15
§3.4.4拟定加工工艺路线15
第四章滚轮轴的设计加工16
§4.1零件图分析16
§4.1.1零件的作用15
§4.1.2零件的材料及其力学性能15
§4.2毛坯的分析19
§4.3工艺路线拟定19
§4.3.1定位基准的选择19
§4.3.2加工方法的确定19
§4.4加工顺序的安排20
§4.4.1工序的安排19
第五章压盖的设计加工22
§5.1零件图的分析22
§5.2加工工艺路线的拟定:
23
§5.2.1下料23
§5.2.2加工工艺23
§5.2.3上钻床钻孔24
第六章挡环与垫圈功能分析25
结论27
参考文献28
致谢29
前言
在实际生产中,一些小型车床如CA6136、CA6140、CA6150等由于中心架的支爪采用球墨铸铁做成,机理为摩擦支撑。
加工的工件比较小,使用中心架频率低,而一些重型车床如CA61125、CA61160加工的工件比较大,一般在2到10余吨,并且所加工工件有多种材质,且材质有较高的精度和硬度,由于切削速度比较高,所以选用的是滚轮形式,应该还有材料、热处理等要求。
两种支撑比较起来,摩擦支撑是直接接触工件,在摩擦过程中容易产生高热量,所以支撑不能太紧,同时需要大量的润滑油润滑,工件的转速不能太高,承受切削力不能过大。
滚轮支撑就没有以上的问题,它是利用滚轮的表面与工件表面摩擦,且摩擦不产生表面相对运动,滚轮随工件摩擦转动形成支撑,这种转动为滚轮转动,转速度相对较高,可以实现高速切削。
此设计的中心架采用滚轮来支撑工件,能承受较大的压力并且能保证工件加工的精度。
滚轮必须由特殊材质制成,经热处理并精加工后投入实际生产。
第一章中心架的选择及使用
§1.1中心架的选择
随着加工制造业的发展,机床附件的选择是必须面对的问题。
在机床附件当中,中心架是加工较长工件必不可少的选择。
中心架在选择当中一般有两种形式,一种为可编程液压中心架,一种为手动中心架。
可编程液压中心架的自动化程度高,可以在加工程序中按照加工内容、加工顺序编入加工的步骤,达到程序化自动加工。
可编程液压中心架多使用在小批量复杂零件的生产,可实现在一次装夹中完成除夹持的部分外其余的全部加工,这种液压中心架多使用在车铣复合加工中心类机床;手动中心架一般使用在批量比较大,分步加工的场合,由于工件多次装夹,中心架起到长工件一头在装夹过程中支撑定心的作用,液压中心架由于结构和成本的问题,起不到这个作用,所以手动中心架多用在普通车床上。
§1.2中心架的使用和调整
当加工的工件长度与直径比超过2.5倍以上,由于工件的刚性减弱,切削力使工件变形加大,在加工过程中,容易发生震动、加工出现较大的误差,甚至造成工件掉落的恶性事故,所以采用中心架作为辅助支撑,增加工件的回转刚性和切削的稳定性。
为了保证工件的精度和实现稳定的切削,滚轮要采用较高精度的轴承。
车好“架位”装上中心架后,必须要做的一个工作就是调整好三个滚轮,并要低速试运转5分钟左右,需要特别注意的是安装调整中心架后,必须要检查中心架各滚轮是否牢固锁紧,在这里还有中心架支持工件位置的问题,注意支撑的位置离主轴越远越好。
对于比较短的工件,千万不能支撑在工件长度的中心位置上,这样中心架成为中心的支点,当切削过程产生的切削力通过支点传给卡爪,造成卡爪持力降低,产生松动现象。
第二章中心架滚轮装配图
§2.1中心架滚轮装配图
装配图2-1
第三章滚轮的设计加工
§3.1零件图
零件图3-1
一.零件的作用
滚轮是直接接触工件而受力的,工件一般在2吨到10余吨,因此滚轮受到的力非常大,磨损也比较厉害,因此对滚轮的制作材料要求很高,并要求滚轮的耐磨性高,鉴与以上这些,我所设计的中心架滚轮采用4145H合金钢,并对滚轮进行一定的热处理工艺,使滚轮能达到一定的硬度和耐用度。
二.零件的材料及其力学性能
零件的材料为4145H钢(石油钻具用钢)
钢组:
结构钢
材料牌号:
4145H
标准:
AISI-美国钢铁协会标准
国家与地区:
USA
化学成分(%)
元素最小最大
C0.42000.4900
Si0.15000.3500
Mn0.65001.1000
P0.0350
S0.0400
Cr0.75001.2000
Mo0.15000.2500
它的屈服不小于759MPa;抗拉在931~1069MPa;延伸率不小于13%;冲击功不小于55J,经过热处理,其硬度在HB285~341MPa,完全
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