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目錄
序 言 1
一、零件的分析 2
〈一〉零件的作用 2
〈二〉零件的工藝分析 2
二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3
<一> 確定毛坯的制造形式 3
<二> 基準(zhǔn)的選擇 3
<三> 制定工藝路線 4
<四> 機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
<五> 切削用量以及機(jī)床的確定 7
三、 零件專用夾具的設(shè)計(jì) 10
<一> 設(shè)計(jì)方案的確定 10
<二> 夾緊力的分析 11
<三> 精度的分析 11
四．課程設(shè)計(jì)總結(jié) 12
參考書(shū)目 13
序 言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)全部基礎(chǔ)知識(shí)，技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課以后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)課程一次深入的，綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此它在我四年的大學(xué)生活中占有重要地位。
就我個(gè)人而言，這次課程設(shè)計(jì)是對(duì)自己未來(lái)從事的工作進(jìn)行的一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，為今后的工作打下良好的基礎(chǔ)。
一、零件的分析
〈一〉零件的作用
題目給出的是CA10B解放牌汽車中間軸軸承支架，它的主要作用是（1)起到穩(wěn)固滾子的作用 (2)在安裝時(shí)起到固定滾珠的作用,利于安裝。要求零件的配合符合要求。
〈二〉零件的工藝分析
零件的加工過(guò)程中，要保證零件上部的折彎部分在豎直方向與?140孔成5.5°的夾角，同時(shí)要保證支架兩側(cè)板的平面與水平面成30°的夾角，孔中心到頂小孔所在平面的距離為40mm，且每孔中心線與豎直方向零件的夾角成60°夾角。要保證以上尺寸要求，最好先將?1400+0.26的內(nèi)孔和端面加工完成，再以內(nèi)孔和端面為定位基準(zhǔn)對(duì)上凸臺(tái)表面進(jìn)行加工，最后以?1400+0.26內(nèi)孔，端面，和上?13的小孔（一面兩銷）為定位基準(zhǔn)，加工支架兩側(cè)板，其中主要加工面粗糙度為6.3μm，其余表面粗糙度為50μm.
二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
<一> 確定毛坯的制造形式
零件的材料為HT200,零件承受的沖擊載荷不是很大，且零件的輪廓尺寸較大，又是大批量生產(chǎn)，而且表面粗糙度質(zhì)量要求也不是很高，故可采用鑄件，以提高生產(chǎn)效率和效益。
<二> 基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。
1． 粗基準(zhǔn)的選擇
先選取?155外圓為定位基準(zhǔn)，利用三爪卡盤為定位元件，銑?155兩端面，再以?155外圓為定位基準(zhǔn)，利用三爪卡盤為定位元件，鏜?1400+0.26內(nèi)孔。
2． 精基準(zhǔn)的選擇
以?1400+0.26內(nèi)孔，?155端面，?13孔（兩面一銷）為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。
<三> 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能機(jī)床以及專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。
1).工藝路線方案一
工序1 以?155外圓為定位基準(zhǔn)，車?155兩端面掉轉(zhuǎn)；
工序2 以?155外圓為定位基準(zhǔn)，粗鏜、半精鏜?1400+0.26內(nèi)孔，；
工序3 以?1400+0.26內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，銑頂小凸臺(tái)面；
工序4 以?1400+0.26內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，鉆中間?13的孔；
工序5 以?1400+0.26內(nèi)孔，中間?13小孔，?155端面為定位基準(zhǔn)，銑支架兩側(cè)臺(tái)平面；
工序6 以?1400+0.26內(nèi)孔，中間?13小孔，?155端面為定位基準(zhǔn)，鉆支架兩側(cè)臺(tái)平面的?13小孔，
工序7 以?155外圓為定位基準(zhǔn)，鉆2X?7.20+0.2小孔；
工序8 檢查。
2). 工藝路線方案二
工序1 銑削 以?155外圓和一端面為基準(zhǔn),銑一端面,粗糙度為50μm,翻轉(zhuǎn)銑另一端面,粗糙度為50μm;
工序2 鏜削 以?155外圓和一端面為基準(zhǔn),粗鏜內(nèi)孔到?139.8mm,半精鏜內(nèi)孔到?1400+0.26,倒2X45°倒角,粗糙度為50μm;
工序3 銑削 以?1400+0.26內(nèi)孔和一端面為基準(zhǔn),銑上中間凸平面,使其厚度為12mm,表面粗糙度為50μm;
工序4 鉆孔 以?1400+0.26內(nèi)孔和一端面為基準(zhǔn),鉆中間?13的孔,粗糙度為50μm;
工序5 銑削 銑支架兩側(cè)平面.表面粗糙度為50μm;
工序6 鉆孔 以?1400+0.26內(nèi)孔, ?155端面以及中間?13的小孔為定位基準(zhǔn)(一面兩銷),鉆支架兩側(cè)平面?13的孔,表面粗糙度為50μm;
工序7 鉆孔 一?1400+0.26和?155一端面為基準(zhǔn),鉆圓柱面上兩小孔,2X?7.20+0.2,保證兩孔間距離為32±0.1mm;
工序8 檢查.
比較以上兩種方案,兩種方案的定位基準(zhǔn)基本一樣,加工工序的
步驟也一樣,但方案一中?155端面用車銷加工也可以,但由于工件上
面的突出部分使得車銷時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)工件的離心力太大,這樣會(huì)影響加
工的精度,同時(shí)也給夾具的設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的難度,況且其工件裝夾的次數(shù)要比第二種方案多,故影響加工效率,.而第二種方案中, ?155兩端面采用銑銷加工,這樣工件上面的突出部分就不會(huì)對(duì)加工產(chǎn)生大的影響.所以第二種方案更為經(jīng)濟(jì)合理,選第二種方案.
<四> 機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定
CA10B中間軸軸承支架零件材料為HT200,生產(chǎn)類型為大批量
產(chǎn).根據(jù)上訴資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)加工余量,工序尺寸以及毛坯尺寸如下:
1. ?155兩端面
參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對(duì)其表面進(jìn)行銑銷;銑銷厚度為2mm,故毛坯兩表面之間的厚度為50mm+2mm=52mm厚;
2. ?140內(nèi)孔的加工
參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>,其加工余量為0.5mm,粗鏜0.4mm,精鏜0.1mm,故毛坯的尺寸為?140mm-0.5mm=139.50+0.26mm;
3. 銑中凸臺(tái)面
參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對(duì)其表面進(jìn)行銑銷;銑銷厚度為2mm,故毛坯凸臺(tái)平面的厚度為12mm+2mm=14mm;
4. 鉆中間?13的孔
參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對(duì)其進(jìn)行鉆孔;
5. 銑側(cè)兩平面
參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對(duì)其表面進(jìn)行銑銷;銑銷厚度為2mm,故毛坯兩側(cè)平面的厚度為12mm+2mm=14mm;
6. 鉆兩側(cè)平面孔
參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對(duì)其進(jìn)行鉆孔;
7. 鉆圓柱面上兩小孔
參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>,因其公差等級(jí)要求比較低(兩孔軸線之間的距離為32±0.1mm,兩孔的直徑為?7.20+0.2,故可直接對(duì)其進(jìn)行鉆孔;
<五> 切削用量以及機(jī)床的確定
工序1. 銑兩端面,選用X50A式銑床,采用w18Cr4V立銑刀,dw=16mm,z=3,切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),V=37m/min.進(jìn)給量為0.25mm/r;
工序2. 粗鏜?1400+0.26mm內(nèi)孔, 選用T611臥式鏜床,采用通空鏜刀,d=25mm,鏜銷速度:參考有關(guān)手冊(cè)V=25m/min,進(jìn)給量為0.2mm/r;
精鏜?1400+0.26mm內(nèi)孔,選用T611臥式鏜床,采用通空鏜刀,d=20mm,鏜銷速度:參考有關(guān)手冊(cè)V=20m/min,進(jìn)給量為0.15mm/r
工序3. 銑中間凸平面,選用X50A立式銑床, 采用w18Cr4V立銑刀,dw=16mm,z=3,切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),V=37m/min.進(jìn)給量為0.25mm/r;
工序4. 鉆中間?13的孔,選用Z518立式鉆床,采用直柄小麻花鉆,d=13mm, 鉆削速度:參考有關(guān)手冊(cè),V=23m/min.進(jìn)給量為0.3mm/r;
工序5. 銑支架兩側(cè)平面,選用X6030臥式銑床采用w18Cr4V臥銑刀,dw=16mm,z=3,切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),V=37m/min.進(jìn)給量為0.25mm/r;
工序6. 鉆支架兩側(cè)平面小孔, 選用Z518立式鉆床,采用直柄小麻花鉆,d=13mm, 鉆削速度:參考有關(guān)手冊(cè),V=23m/min.進(jìn)給量為0.3mm/r;
工序7. 鉆圓柱面上兩小孔, 選用Z518立式鉆床,采用直柄小麻花鉆,d=7.2mm, 切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),V=18m/min.進(jìn)給量為0.2mm/r.
三、 零件專用夾具的設(shè)計(jì)
本次課程設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的是銑銷CA10B解放牌汽車中間軸軸承支架兩側(cè)平面的專用夾具.其具體設(shè)計(jì)思路及方案如下:
<一> 設(shè)計(jì)方案的確定
本夾具是銑銷支架兩側(cè)平面用,該零件表面不規(guī)則,故不能用通用的機(jī)床夾具來(lái)裝夾,又因其是大批量生產(chǎn),所以要設(shè)計(jì)專用夾具以提高加工精度和加工效率.分析零件,加工支架兩側(cè)平面是在中間的?1400+0.26內(nèi)孔和?13的小孔加工以后加工的,故定位的時(shí)候可以考慮用這幾個(gè)已加工的面或孔來(lái)作定位基準(zhǔn)加工支架兩側(cè)平面,這樣可以提高加工的精度.
再者,因?yàn)橹Ъ軆蓚?cè)平面與支架?1400+0.26內(nèi)孔軸線有一定的夾角,故銑銷的時(shí)候要產(chǎn)生相對(duì)工件幾個(gè)方向的力,所以要把六個(gè)自由度全部限制了.因?yàn)樵诩庸み@兩個(gè)平面之前,除了上面提到的兩孔外,還有?155兩個(gè)端面也已加工完成.所以可以考慮一面兩銷定位,即兩個(gè)短銷分別固定?1400+0.26和?155兩個(gè)空,再利用一平面即可實(shí)現(xiàn)完全定位,這樣就可以對(duì)零件進(jìn)行精確的定位,可以保證加工精度.
又因零件加工的兩個(gè)面不在同一平面上,而是有一定的角度,故夾具的設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮的分度的問(wèn)題,以提高加工效率.可采用一分度盤,將零件固定在分度盤上,通過(guò)分度盤的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)零件的轉(zhuǎn)動(dòng),分度盤可通過(guò)其上的一個(gè)當(dāng)塊和固定在夾具座上的兩個(gè)當(dāng)塊限位.
綜上所述,本夾具可采用兩個(gè)定位銷,一個(gè)分度盤,一個(gè)壓板和夾具座等主要元件組成.
<二> 夾緊力的分析
本到工序?yàn)殂娖?因此對(duì)工作臺(tái)將產(chǎn)生一個(gè)扭矩,但因切銷量很小(2mm),故其扭矩也不會(huì)太大,根據(jù)夾緊的基本原則,確定工件的夾緊方式,分度盤上的兩個(gè)定位削可將銑銷時(shí)產(chǎn)生的扭矩平衡掉.分度盤再通過(guò)兩個(gè)鉤頭壓板壓緊在夾具體座上,這樣夾緊機(jī)構(gòu)即可以保證工件夾緊的可靠,安全,又不會(huì)破壞工件的定位及夾壓表面的精度和粗糙度.
<三> 精度的分析
本夾具設(shè)計(jì)的是銑支架兩側(cè)平面，用圓柱銷模擬?1400+0.26內(nèi)孔軸線，所以工序基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，又由于該加工面的精度要求不是很高，那么零件的加工精度可以完全由圓柱銷的制造精度和安裝精度來(lái)保證，為此本夾具在裝配好后應(yīng)對(duì)圓柱銷的安裝精度進(jìn)行檢測(cè)，如果不符合要求可以進(jìn)行修配。
四．課程設(shè)計(jì)總結(jié)
就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己的四年的大學(xué)生活做出總結(jié),同時(shí)為將來(lái)工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后自己的研究生生活打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。但是這次課程設(shè)計(jì)的確顯得有點(diǎn)心有余而力不足:
首先是自己的心態(tài)問(wèn)題,輕視這次課程設(shè)計(jì),以為可以像以前一樣輕輕松松地通過(guò),其次就是基本知識(shí)問(wèn)題,以前對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)沒(méi)有很好的掌握，以后需要多加鞏固。
總的說(shuō)來(lái),在這次設(shè)計(jì)中自己學(xué)到了很多的東西,取得一定的成績(jī),但同時(shí)也存在一定的不足和缺陷,我想這都是這次設(shè)計(jì)的價(jià)值所在,以后的日子以后自己應(yīng)該更加努力認(rèn)真,以冷靜沉著的心態(tài)去辦好每一件事情!
參考書(shū)目
1.《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》，馮濤等主編。
2．《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，孟少農(nóng)主編，機(jī)械工業(yè)出版社
3．《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，張耀宸，航空工業(yè)出版社
4．《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，曾志新主編，武漢理工大學(xué)出版社
5．《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，吳宗澤主編，高等教育出版社
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