套筒类零件的加工工艺设计及夹具设计.doc
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1、-课程设计说明书课程名称机械制造技术根底课程设计设计题目设计套筒类零件的机械加工工艺规程及工艺装备目录1.零件分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析21.3确定零件的生产类型22.确定毛坯类型绘制毛坯简图22.1选择毛坯22.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2锻件的公差2锻件材质系数2零件外表粗糙度22.3绘制套筒锻造毛坯简图23.工艺规程设计23.1定位基准的选择2精基准的选择2粗精准的选择23.2拟定工艺路线2外表加工方法确实定2加工阶段的划分2工序的集中与分散2工序顺序的安排2确定工艺路线23.3加工设备及工艺装备的选用23.4加工余量、工序尺寸和公差确实定23.5切削用量的计算
2、24. 专用钻床夹具设24.1夹具设计任务2工序尺寸和技术要求2生产类型24.2拟定夹具构造方案与绘制夹具草图2确定工件定位方案,设计定位装置2确定工件的夹紧方案,设计夹紧装置2确定导向方案,设计导向装置24.3绘制夹具装配总图24.4夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求2小结2参考文献2. z.-题目:机械制造技术根底课程设计1.零件分析1.1 零件的作用套筒类零件是机械加工中常见的一种零件,在各类机械中应用很广,主要起支承或导向作用。根据其功用,套筒类零件可分为支承旋转轴的各种形式的滑动轴承套、缸套类以及导套类。用作油缸、气缸时,承受较高的工作压力,同时还对活塞的轴向往复运动起导向作用。1
3、.2 零件的工艺分析由零件图1.1可知,其材料为45钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性,适用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。其工艺分析为:外圆90的尺寸公差等级为IT7,外表粗糙度Ra为3.2m,外圆90的轴线对孔40的轴线的同轴度要求为0.02mm,孔40的尺寸公差等级为IT7,40孔的底面外表粗糙度Ra为3.2m,其轴线的右端面的外表粗糙度Ra为6.3m,40孔对B面的垂直度要求为0.02mm,6孔的轴线对A面的垂直度要求为0.1mm,位置度要求为0.2mm,套筒的顶端端面的外表粗糙度Ra为3.2m,80孔的底面的外表粗糙度Ra为3.2m。加工此零件时,应尽量统一定位基准,减少装
4、夹次数,这样有利于保证零件的加工精度。套筒零件的材料45钢,45钢的可锻性好,因此可用锻造的方法因为是大批生产,采用模锻的方法生产锻件毛坯,既可以提高生产率,又可以提高精度而且加工余量小等优点。其零件图如下所示:图1.1套筒零件图1.3 确定零件的生产类型根据题目可知,产品的年产量为6000台/年,每台产品中该零件数量为1件/台;结合生产实际,备品率和废品率分别去3%和0.5%,;零件年产量为查表可知,套筒属于轻型机械,当零件的年产量在5000-50000件/年时属于大批生产,所以套筒的生产类型为大批生产。2.确定毛坯类型绘制毛坯简图2.1 选择毛坯套类零件的毛坯选择与零件的材料、构造及尺寸等
5、因素有关。孔径较小的套类零件一般选择热轧或冷拉棒料,也可采用实心铸件;当孔径较大时,即d20mm时,常采用带孔的铸件或无缝钢管和锻件。由于孔40mm,所以套筒采用的是棒料。套筒在材料上多采用青铜、黄铜、铸铁和钢,也采用双金属构造即在钢套或铸铁套壁浇铸一层巴氏合金。由于考虑到45钢的强度高、塑性好、韧性大,主要用来铸造负荷较大,具有良好的综合力学性能,适用于各种受力复杂的重要零件,所以套筒采用45钢,其热处理为退火,其制造方式为锻造。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2.2.1 锻件的公差由套筒的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为一般精度。2.2.2 锻件材质系数该套筒的材料为45钢,
6、其碳的质量分数小于0.65%,故该锻件的材质系数属M1级。2.2.3 零件外表粗糙度表2-1 套筒加工余量及锻件毛坯尺寸公差 mm加工外表零件尺寸机械加工余量毛坯公差极限偏差毛坯尺寸外圆902孔2孔2左端面90294*52槽142右端面90294*522.3 绘制套筒锻造毛坯简图图2.1套筒毛坯图3.工艺规程设计3.1 定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程制订中的重要工作,它是工艺路线是否正确合理的前提。正确与合理地选择定位基准,可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备构造与种类,提高生产率。3.1.1 精基准的选择孔mm精度要求最高的孔,而且也是该套筒的设计基准、装配基准和测量基准。为
7、防止由于基准不重合而产生误差,保证加工精度,应选40孔作为精基准,即遵循基准重合原那么。同时为了定位可靠,使加工过程中稳定,减小振动,还可选右端面作为精基准。该套筒以一短孔和一端面作为精基准,即40和左端面,表达了基准统一原那么。3.1.2 粗精准的选择40mm孔为重要的外表,加工时要求余量小而均匀,因此应该选择40mm短孔作为粗精准。考虑到该套筒零件精度要求不是很高,可选左端面为粗基准,这样可使定位和夹紧方便、可靠。根本可以保证40孔的加工余量均匀,还可以保证40mm孔与B面的垂直度要求,也保证了6mm孔对A面的垂直度和位置度要求和90mm的外圆对A面的同轴度要求。3.2 拟定工艺路线工艺路
8、线的拟订是制订工艺规程的总体布局,包括确定加工方法、划分加工阶段、决定工序的集中与分散、加工顺序的安排以及安排热处理、检验及其辅助工序。其原那么是,在合理保证零件的几何形状、尺寸精度、位置精度、外表质量的前提下,尽可能提高生产率,降低生产本钱,取得较的经济效益。在此根底上提出工艺方案,并加以分析比拟,最终选择一个最经济合理的加工方案。3.2.1 外表加工方法确实定根据零件图上各加工外表的尺寸精度和外表粗糙度,查表可知,平面加工方案的经济精度和外表粗糙度以及孔的加工方案的经济精度和外表粗糙度,确定套筒零件各外表的加工方法。如下表3.1所示:表3.1 套筒零件的各外表加工方案加工外表尺寸及偏差/m
9、m尺寸等级精度外表粗糙度/m加工方案备注孔IT7Ra3.2粗车-半精车-精车孔IT7Ra6.3粗车-半精车-精车外圆IT9Ra6.3粗车-半精车-精车孔6IT10Ra3.2钻槽14IT8Ra3.2粗车左端面90IT8Ra6.3粗车右端面90IT9Ra6.3粗车3.2.2 加工阶段的划分该套筒的加工要求精度不是很高高,可将加工阶段划分为三个阶段,即粗加工、半精加工和精加工三个阶段。为保证加工精度要求,应尽量减少装夹次数,由于套筒要加工的有外圆、孔、端面孔、槽和端面,根据具体需要初步确定的加工方法有钻、车、等。即钻孔、粗车外圆;半精车处圆、端面;精车外圆。3.2.3 工序的集中与分散选用工序集中原
10、那么安排套筒的加工工序。该套筒的生产类型为大生产,可以采用万能型机床配以专用夹具,以提高生产率,而且运用工序集中原那么使工件的装夹次数少,不但可以缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多外表,有利于保证各加工外表之间的相对位置精度要求。3.2.4 工序顺序的安排2.3.1.1 机械加工工序遵循先基准后其他顺序,首先加工精基准钻40mm孔;遵循先粗后精原那么,先安排粗加工工序,后安排精加工工序;遵循先主后次原那么,先加工主要外表外圆90mm,后加工次要外表槽;遵循先面后孔原那么,先加工右端面、左端面,再加工孔40和80孔。由此初拟套筒机械加工工序安排,见表3-2所示:表3-2套筒机械加工工序
11、安排初拟工序号工序容简要说明10粗车左端端面先基准后其他20粗车右端面,40孔和80孔先主后次、先粗后精30粗车外圆及宽14mm的槽先主后次、先粗后精40钻3*6孔先粗后精50精车40和80孔先面后孔60精车90外圆先粗后精2.3.1.2 热处理工序模锻成形后切边,进展正热处理,模锻件进展热处理的目的是为了消除模锻件的过热组织或加工硬化组织,使模锻件改具有所需的力学性能,清理是为了提高模锻件的外表质量,改善模锻件的切削加工性能,模锻件需要进展外表处理,去除在生产过程中形成的氧化皮、所沾油污及其他外表缺陷等。2.3.1.3 辅助工序粗加套筒两端面之前应有锻件和热处理退火加工;精加工后,安排去毛刺
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