一车床主轴箱课程设计.doc
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1、 序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。 在设计期间查阅了大量的资料,并且得到了有关老师的指点,尤其是刘红普老师的亲切指导和大力帮助,在此表示感谢!由于能力有限,经验不足,设计中还有许多不足之处,望老师多加指教。设计任务书1 课程设计的目的学生
2、通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力,为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生全面地综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识,进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的是:(1)培养学生综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论知识,结合金工实习、生产实习中学到的实践知识,独立地分析和解决机械加工工艺问题,初步具备设计中等复杂程度零件工艺规程的能力。(2)培养学生能根据被加工零件的技术要求,运用夹具设计的基本原理和方法,学会拟订夹具设计方案,完成夹具结构设计,进一步提高结构设计能力。(3)培养学生熟悉并运用有关手
3、册、图表、规范等有关技术资料的能力。(4)进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。(5)培养学生独立思考和独立工作的能力,为毕业后走向社会从事相关技术作打下良好的基础。2 课程设计的内容和要求2.1 课程设计的内容课程设计题目通常定为:设计零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具。零件图样、生产纲领和生产条件是设计的主要原始资料,由指导教师提供给学生。零件复杂程度以中等为宜,生产类型为成批生产。学生根据教师设计任务书中规定的设计题目,分组进行设计,按照所给零件编写出相应的加工工艺规程,设计出其中由教师指定的一道重要工序(如:工艺规程中所要求的车、铣、钻夹具中的一种)的专用夹具
4、,并撰写说明书。学生在指导教师的指导下,参考设计指导书,认真地、有计划地、独立按时完成设计任务。具体设计内容如下:1对零件进行工艺分析,拟定工艺方案,绘制零件工作图1 张。2确定毛坯种类及制造方法,绘制毛坯图1 张(限于时间可不画)。3拟定零件的机械加工工艺过程,选择各工序加工设备及工艺装备(刀具、夹具、量具、辅具),确定某一代表工序的切削用量及工序尺寸;编制机械加工工艺规程卡片1 套。4设计重要工序中的一种专用夹具,绘制夹具装配总图和大件零件图(通常为夹具体)各1 张。5 撰写设计说明书1 份,说明书应含设计任务说明,原始零件图和修改后的零件图。 正文部分一、零件的分析 零件的工艺分析CA6
5、140车床共有两处加工表面,其间有一定位置要求。分述如下:1. 以25mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:25H7mm的孔,以及50mm的圆柱两端面,其中主要加工表面为25H7mm通孔。2. 以60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:60H8的孔,以及60H8的两个端面。主要是60H8的孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:60孔端面与25H7孔垂直度公差为0.1mm.。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。(一) 零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按照工作者的要求工
6、作,获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的25孔与操纵机构相连,二下方的60半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体,加工时分开。(二)零件的材质、热处理及零件图上的技术要求。 零件材料为HT200,热处理方式用人工时效处理,加工前要退火处理,消除内应力,零件的技术要求见附图1-1.(三)零件结构的工艺性分析。 零件的材料是HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差,脆性高,不适合磨削,为此一下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:1,60孔端面与25H7孔垂直度公差为0.1mm.2, 以42外圆为粗基准,粗铣25孔下端面。
7、 精铣25孔上下端面。 以25孔上端面为精基准,钻、扩、铰、精铰25孔,孔的精度达到IT7。 以25孔为精基准,粗铣60孔上下端面。 以25孔为精基准,精铣60孔上下端面,保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1。 以25孔为精基准,钻、镗、铰60孔,保证空的精度达到IT8。 以25孔为精基准,钻4孔。 两件铣断 3,由以上分析可知,可以加工出符合要求的零件,并且可以达到所要求的加工精度和经济精度,并且此拨叉没有复杂的加工曲面,所以,根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可。二、 明确生产类型,确定工艺的基本特征(一) 生产类型由于零件的尺寸小,根据年生产量,采用大批量生产。(二) 工艺基本特征
8、由于零件时中批生产,故工序应集中,采用采用专用夹具,由于该拨叉结构简单,为降低成本,采用常规工艺方法即可。三、 选择毛坯的种类及制造方法,确定毛坯尺寸,绘制毛坯图(一) 毛坯的种类和制造方法 零件材料为HT200,考虑到车床在加工中的变速虽然不像其它机器那么频繁。但是,零件在工作过程中,也经常要承受变载荷及冲击性载荷,且它的外型复杂,不易加工。因此,应该选用铸件以提高劳动生产率,保证精度,由于零件的年生产量为4000件已达到中批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用金属型铸造,这样可以提高生产率,保证精度。(二) 确定各加工表面的总加工余量 ”CA6140车床拨叉”;零件材料为HT200
9、,硬度190210HB,毛坯重量1.45kg,生产类型为中批量,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(50)考虑其零件外圆表面为非加工表面,所以外圆表面为铸造毛坯,没有粗糙度要求,因此直接铸造而成。2. 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差(25,60端面)。查机械制造工艺设计简明手册(以下称工艺手册)表3.126,取25,60端面长度余量均为3(均为双边加工)3. 查工艺手册表2.22.5,为了节省材料内孔60的加工余量为3mm,即毛坯铸造成57的孔。同上,零件25的孔也已铸出15的孔。工序尺寸总加工余量为10mm
10、4. 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产,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。(三) 毛坯尺寸,毛坯尺寸公差和技术要求,毛坯图见附图1-2.四、 选择加工方法,拟订工艺路线(一) 选择定位基准。(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,现选取25孔的不加工外轮廓表面作为粗基准,利用一组共两块V形块支承这两个42作主要定位面,限制5个自由度,再以一个销钉限制最后1个自由度,达到完全定位,然后进行铣削。(2)精
11、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。(二) 选择各表面的加工方法和加工方案。主要加工表面25孔:根据25孔的粗粗度值1.6,可知其精度可达到IT7,为达到IT7精度,用精铰,倒推其加工方案为:精铰铰扩钻。60孔:根据60孔的粗粗度值3.2,可知其精度可达到IT8,为达到IT8精度,用铰,倒推其加工方案为:粗镗精镗。25孔两端面:由于25孔作为精基准,采用精铣。60孔两端面,要保证60孔的两端面与25孔中心线的垂直度不超过0.1,要精铣60孔两端面。(三)安排加工顺序,划分加工阶段,制订工艺路线。(1)机械加
12、工顺序的安排一般应:先粗后精,先面后孔,先主后次,先基面后其它,热处理按段穿插,检验按需安排.(2)零件的加工质量要求较高时,常把整个加工过程划分为几个阶段:1粗加工阶段一般粗加工的公差等级为。粗糙度为。2半精加工阶段半精加工的公差等级为。表面粗糙度为。3精加工阶段.精加工的加工精度一般为,表面粗糙度为。(3) 制订工艺路线制定工艺路线的出发点,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夹具,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、钻、
13、扩、铰、精铰25、60孔工序二 粗、精铣60、25孔下端面。工序三 粗、精铣25孔上端面工序四 粗、精铣60孔上端面工序五 切断。工序六 钻4孔。工序八 攻M221.5螺纹。工序九 检查。上面的工序加工不太合理,因为由经验告诉我们大多数都应该先铣平面再加工孔,那样会更能容易满足零件的加工要求,效率不高。2. 工艺路线方案二工序一 粗、精铣25孔上端面。工序二 粗、精铣25孔下端面。工序三 钻、扩、铰、精铰25孔。工序四 钻、扩、铰、精铰60孔。工序五 粗、精铣60孔上端面工序六 粗、精铣60孔下端面。工序七 切断。工序八 钻4孔(装配时钻铰锥孔)。工序九 检查。上面工序可以适合大多数生产,但是
14、在全部工序中间的工序七把两件铣断,对以后的各工序的加工定位夹紧不方便,从而导致效率较低。再看另一方案。3. 工艺路线方案三工序一 粗、精铣25孔上端面。工序二 粗、精铣25孔下端面。工序三 钻、扩、铰、精铰25孔。工序四 钻、扩、铰、精铰60孔。工序五 粗、精铣60孔上端面工序六 粗、精铣60孔下端面。工序七 钻4孔(装配时钻铰锥孔)。工序八 切断。工序九 检查。 此方案仍有先钻孔再铣平面的不足,所以这个方案仍不是最好的工艺路线综合考虑以上各方案的各不足因素,得到以下我的工艺路线。4. 工艺路线方案四工序一 以50外圆为粗基准,粗铣25孔下端面。工序二 精铣25孔上下端面。工序三 以25孔上端
15、面为精基准,钻、扩、铰25孔,孔的精度达到IT7。工序四 以25孔为精基准,粗铣60孔上下端面。工序五 以25孔为精基准,精铣60孔上下端面,保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1。工序六 以25孔为精基准,钻、镗、60孔,保证空的精度达到IT8。工序七 以25孔为精基准,钻4孔。工序八 两件铣断工序九 检查。虽然工序仍是九步,但是效率大大提高了。多次加工60、25孔是精度要求所致。 加工工艺路线工序号工序内容工序一粗铣孔下端面工序二精铣孔上下端面工序三钻、扩、铰孔。工序四粗铣60孔两侧面。工序五精铣60孔两侧面。工序六粗、精镗,60孔。工序七钻4孔工序八切断。工序九检查五、 进行工序设计和工
16、艺计算(一)确定各工序所用的机床、夹具、刀具、量具和辅助工具。(1) 机床的选择 工序一 :粗铣孔下端面 X53立式铣床。工序二:精铣孔上下端面 X6140卧式铣床。工序三:钻、扩、铰,精铰孔 选择Z5125A钻床,工序四:粗铣60孔两侧面。选择Z5163A钻床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r. 工序五:精铣60孔两侧面 选择立式铣床工序六:机床 x61W型万能铣床工序七:钻4孔 立式钻床工序八:两件铣断。(2) 刀具的选择 工序一 :W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度ap=4,齿数z=10,故据切削用量简明手册(后简称切削手册
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- 车床 主轴 课程设计
