十字頭滑套機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書

1機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題 目：十字頭滑套機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝配設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、產(chǎn)品零件圖 1 張2、產(chǎn)品毛坯圖 1 張 3、機(jī)械加工工藝工程卡片 1 份4、機(jī)械加工工序卡片 1 套 5、課程設(shè)計(jì)說明書 1 份 6、夾具設(shè)計(jì)裝配圖 1 張 7、夾具設(shè)計(jì)零件圖 12 張序 言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課2以及大部分專業(yè)科之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程設(shè)計(jì)的一次深入的綜合性的連接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我 們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的低位。就我個人而言，希望通過這次課程設(shè)計(jì)對自己的未來將從事的工作進(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，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處， 懇請各位老師給予指教。一零件的工藝分析 零件的作用題目所給定的零件是十字頭滑套，十字頭滑套位于軸的端部，連接軸與下一級的傳動部件，起到傳遞扭矩與動力的作用。3十字頭滑套共有兩個加工表面，現(xiàn)分述如下：1、190mm 內(nèi)止口為中心的加工表面。這一組加工表面包括：190 mm 定位內(nèi)止口、 190 mm 定位凸臺，10.2 01.180 mm 內(nèi)孔，335mm 、320mm 的外圓表面，左右兩端各 14 個 22mm 的15.06孔。2、M6 為中心的加工表面。這一組加工表面包括：8 個 M6 的螺孔。加工表面的位置要求：1）190 mm 定位凸臺與 180 mm 滑道孔同 軸度公差為 0.05mm。01. 15.0642）190 mm 定位內(nèi)止口與 180 mm 滑道孔同 軸度公差為 0.05mm。10.2 15.06由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。1）劃線工序 (序 6)主要是 為了照顧鑄件的壁厚均勻，兼顧各部分的加工量，減少鑄件的廢品率。2）180 mm 內(nèi)孔，中間部分，由兩段 圓弧組成，而內(nèi)孔表面粗糙度要求15.06又較高(Ra1.6m)，在加工中會出 現(xiàn)很長一段斷續(xù)切削，所以在加工時，應(yīng)注意切削用量的選擇及合理的選用刀具的幾何角度。二、確定毛坯1.確定毛坯種類考慮到該零件在車床中的受力并保證零件的工作可靠性，并且零件的尺寸不大，但是零件形狀較為復(fù)雜，可以考 慮鑄造或者鍛造，由于是大批量生 產(chǎn)，所以毛坯選擇金屬模砂型鑄造，材料為 HT200。2.確定加工余量、毛坯尺寸及公差“十字頭滑套 ”零件材料為 HT200，生 產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可采用砂型鑄造形成毛坯。1.根據(jù)技術(shù)要求及為簡化毛坯的外形，兩端外圓的直徑余量取 2Z=3mm，即直接取兩端外圓表面直徑為 338mm、323mm。2.軸向尺寸需要粗車與精車要留有足夠的加工余量，兩端各留 5mm。3.內(nèi)孔 180 mm 有公差要求，需分兩次加工，根據(jù)內(nèi)孔的精度要求，參照15.06工藝手冊余量為 2Z=5mm；4.內(nèi)止口（190 mm5mm 內(nèi)止口）、凸臺（190 mm5mm）根據(jù)精度要10.2 01.求，參照工藝手冊余量為 2Z=5mm；5所以確定鑄造毛坯尺寸如毛坯圖所示。毛坯留有足夠的余量，因此毛坯不需要公差。三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.定位基準(zhǔn)的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn) 效率。否 則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的話還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。（1）.粗基準(zhǔn)的選擇對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對本零件來說，應(yīng)以兩端的外圓表面作 為基準(zhǔn)， 現(xiàn)定以 335mm 外表面為粗基準(zhǔn)，利用止口盤定位，螺栓壓板夾緊，達(dá)到定位要求。（2）.精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 2.制訂工藝路線2.1 表面加工方法的選擇制訂工藝路線的出發(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等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng) 當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降；十字滑套外形尺寸較小，且需要加工面接近軸類，并且有平面與孔，所以表面加工方法為：車、 銑、鉆。2.2 工藝路線方案工序 1 鑄造。6工序 2 時效處理。工序 3 粗車 工序 4 精車 工序 5 銑工序 6 鉆工序 7 檢驗(yàn)工序 8 入庫3.機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差如下:1、外圓表面（335mm 及 320mm）外圓表面無公差要求可直接車加工至所需尺寸2、外圓表面沿軸線長度方向的加工余量（350mm）考慮加工工藝的需要，切削兩端面時各留 5mm。3內(nèi)孔（180 mm）15.06根據(jù)內(nèi)孔的精度要求，參照工藝手冊確定工序尺寸及余量為：粗車孔：175mm精車孔：180 mm 2Z=5mm4、內(nèi)止口（190 mm5mm 內(nèi)止口）、凸臺（190 mm5mm）10.2 01.加工內(nèi)止口和凸臺時，各留加工余量 5mm。由于毛坯尺寸及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上，加工余量有最大及最小之分。由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計(jì)算最大、7最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以規(guī)定。4.加工設(shè)備與及工藝設(shè)備的選擇4.1 機(jī)床的選擇加工十字滑套主要涉及的加工方法有鑄造、熱處理、車、銑、鉆等。根據(jù)零件的外形尺寸與各種機(jī)床能夠加工的范圍，可以采取一下選擇：鑄造采用金屬砂型模；熱處理用熱處理爐；車加工利用 CA6140 臥式車床；銑加工可選用X63 臥式銑床；鉆加工可選用深孔鉆床。4.2 夾具的選擇車加工夾具主要是 CA6140 專用夾具（三抓卡盤，頂針等） ；銑加工夾具為X64w 專用工裝和組合夾具；鉆夾具主要為 ZAx3050 專用工裝。4.3 刀具的選擇零件毛坯材料為 HT200，熱處理后材料有了一定硬度，所以車床刀具選用硬質(zhì)合金刀，刀桿尺寸為 16x25mm,Kr=450,rs=00,rE =2mm；銑床刀具選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀；鉆床刀具選用深孔鉆，锪鉆，均為硬質(zhì)合金料。4.4 量具的選擇需要用的量具的地方主要有：測材料硬度，零件外形尺寸等；需要用到的量具有，硬度測量儀，游標(biāo)卡尺，千分尺等。5.切削用量及時間定額的確定工序 1：鑄造毛坯；工序 2：時效處理；工序 3：車削外圓、端面、凸臺及內(nèi)孔。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。1、加工條件工件材料：HT200加工要求：車右端 320mm 外圓，粗 車端面及 190 mm 凸臺，粗車內(nèi)孔01.180 mm。15.06機(jī)床：CA6140 臥式機(jī)床。刀具：刀片材料為硬質(zhì)合金，刀桿尺寸為 16x25mm,Kr=450,rs=00,8rE =2mm。2、計(jì)算切削用量（1）粗車右端面1）確定端面加工余量：考慮凸臺的影響，取毛坯長度的加工余量為：Zmax=5mm,分兩次加工，a p=2.5mm，按 ap=3mm 計(jì)。2）確定進(jìn)給量 f：經(jīng)查表切削手冊（表 2.23）可知，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16x25mm，ap3mm 以及工件直徑 為 323mm 時，f=0.81.2mm/r按 CA6140 車床說明書取 f=0.81mm/r（表 3.9）。3）計(jì)算切削速度：硬質(zhì)合金車刀切削灰鑄鐵的平均切削速度為 1.17m/s，即uc=70.2m/min。4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:ns =1000uc/dw=(1000x70.2)/ x32369r/min按機(jī)床說明書，與 69 r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 63 r/min、80 r/min。現(xiàn)選取 80 r/min。所以實(shí)際 切削速度 為 99.39m/min。5)計(jì)算切削工時：l=(323-40)/2=141.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0tm=i(l+ l1+ l2+ l3)/ nwf=2x(141.5+2)/(100x0.8)=3.5875min(2)粗車 320mm 外圓，同時應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。1）背吃刀量：單邊余量 Z=1.5mm,可一次切除。2）進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊選用 f=0.8mm/r。3）計(jì)算切削速度：見切削手冊Vc= =242/(600.2X1.50.15X0.80.35)X1.44X0.8X0.81X0.97=98m/minxyvfTCmk4)確定主 軸轉(zhuǎn)速：9ns =1000uc/dw=（1000x98）/(x323)=97r/min按機(jī)床選取 n=100r/min。所以實(shí)際切削速度為u=dn/1000=x323x98/1000=99.39m/min5）校驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力按切削手冊中公式計(jì)算FC= kvfcfnyxfcffcpc式中， =900， =1.0， =0.75， =0fcfcfcfc= （ ）nF=( )0.75=0.94, =0.89kmp650b kr所以，F(xiàn) C=900x1.5x0.80.7599.3900.940.89N=955.4N切削時消耗功率為:Pc (955.4x99.39)/(6x10 4)kw1.58KW164vfc由 CA6140 機(jī)床說明書可知， CA6140 主電動機(jī)功率 為 7.8 KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為 100r/min 時，主軸傳遞 的最大功率為 5.5KW，所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。6）校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力 FC=955.4N，徑向切削力 FP 按切削手冊中公式計(jì)算FP kvfcfnyxf pcfcfp式中， =530， =0.9， =0.75， =0fpfpfpfp= （ ）nF=( )1.35=0.897, =0.5kmp650b k所以 FP5301.5 0.90.50.699.3900.8970.5N225.9N而軸向切削力 Ff vfcfnyxffcfp10式中 ， 450， 1.0， 0.4， 0cfxfyfnfKM=（ ）Nf=( )0.10.923，K K=1.17650b于是軸向切削力為FF=4501.50.50.599.3900.9231.17N=515.4N取機(jī)床導(dǎo)軌與機(jī)床之間的摩擦系數(shù) =0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為：FF F+ (FC+FP)=515.4+0.1（955.4+225.9）=633.53N而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為 3530N（見切削手冊表1.30），故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。7)切削工 時：t=(l+l1+l2）/nf式中，l=15, l 1=4, l2=0所以，t=(l+l 1+l2）/nf=（15+4）/(100x0.8)=0.238min(3)粗車凸臺取 ap=2.5mm，f=0.81mm/r，切削速度：硬質(zhì)合金車刀切削灰鑄鐵的平均切削速度為 1.17m/s，即uc=70.2