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機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書
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，技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課以后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(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)是對自己未來從事的工作進(jìn)行的一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，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)對上凸臺表面進(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，可以考慮采用萬能機(jī)床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(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>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對其表面進(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>>,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. 銑中凸臺面
參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對其表面進(jìn)行銑銷;銑銷厚度為2mm,故毛坯凸臺平面的厚度為12mm+2mm=14mm;
4. 鉆中間?13的孔
參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對其進(jìn)行鉆孔;
5. 銑側(cè)兩平面
參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對其表面進(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>>,因其表面質(zhì)量要求比較低(粗糙度為50μm),故可直接對其進(jìn)行鉆孔;
7. 鉆圓柱面上兩小孔
參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>,因其公差等級要求比較低(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,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,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,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,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,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,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,通過分度盤的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)零件的轉(zhuǎn)動(dòng),分度盤可通過其上的一個(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?因此對工作臺將產(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保證，為此本夾具在裝配好后應(yīng)對圓柱銷的安裝精度進(jìn)行檢測，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，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己的四年的大學(xué)生活做出總結(jié),同時(shí)為將來工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，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,其次就是基本知識問題,以前對基礎(chǔ)知識沒有很好的掌握，以后需要多加鞏固。
總的說來,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,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!
參考書目
1.《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，馮濤等主編。
2．《機(jī)械加工工藝手冊》，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》，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》，吳宗澤主編，高等教育出版社
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