十字头滑套机械制造技术课程设计说明书

1机械制造工艺课程设计任务书题 目：十字头滑套机械加工工艺规程及工艺装配设计内容：1、产品零件图 1 张2、产品毛坯图 1 张 3、机械加工工艺工程卡片 1 份4、机械加工工序卡片 1 套 5、课程设计说明书 1 份 6、夹具设计装配图 1 张 7、夹具设计零件图 12 张序 言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课2以及大部分专业科之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程设计的一次深入的综合性的连接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我 们的大学学习生活中占有十分重要的低位。就我个人而言，希望通过这次课程设计对自己的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，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处， 恳请各位老师给予指教。一零件的工艺分析 零件的作用题目所给定的零件是十字头滑套，十字头滑套位于轴的端部，连接轴与下一级的传动部件，起到传递扭矩与动力的作用。3十字头滑套共有两个加工表面，现分述如下：1、190mm 内止口为中心的加工表面。这一组加工表面包括：190 mm 定位内止口、 190 mm 定位凸台，10.2 01.180 mm 内孔，335mm 、320mm 的外圆表面，左右两端各 14 个 22mm 的15.06孔。2、M6 为中心的加工表面。这一组加工表面包括：8 个 M6 的螺孔。加工表面的位置要求：1）190 mm 定位凸台与 180 mm 滑道孔同 轴度公差为 0.05mm。01. 15.0642）190 mm 定位内止口与 180 mm 滑道孔同 轴度公差为 0.05mm。10.2 15.06由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。1）划线工序 (序 6)主要是 为了照顾铸件的壁厚均匀，兼顾各部分的加工量，减少铸件的废品率。2）180 mm 内孔，中间部分，由两段 圆弧组成，而内孔表面粗糙度要求15.06又较高(Ra1.6m)，在加工中会出 现很长一段断续切削，所以在加工时，应注意切削用量的选择及合理的选用刀具的几何角度。二、确定毛坯1.确定毛坯种类考虑到该零件在车床中的受力并保证零件的工作可靠性，并且零件的尺寸不大，但是零件形状较为复杂，可以考 虑铸造或者锻造，由于是大批量生 产，所以毛坯选择金属模砂型铸造，材料为 HT200。2.确定加工余量、毛坯尺寸及公差“十字头滑套 ”零件材料为 HT200，生 产类型为大批生产，可采用砂型铸造形成毛坯。1.根据技术要求及为简化毛坯的外形，两端外圆的直径余量取 2Z=3mm，即直接取两端外圆表面直径为 338mm、323mm。2.轴向尺寸需要粗车与精车要留有足够的加工余量，两端各留 5mm。3.内孔 180 mm 有公差要求，需分两次加工，根据内孔的精度要求，参照15.06工艺手册余量为 2Z=5mm；4.内止口（190 mm5mm 内止口）、凸台（190 mm5mm）根据精度要10.2 01.求，参照工艺手册余量为 2Z=5mm；5所以确定铸造毛坯尺寸如毛坯图所示。毛坯留有足够的余量，因此毛坯不需要公差。三、工艺规程设计1.定位基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产 效率。否 则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的话还会造成零件大批报废，使生产无法进行。（1）.粗基准的选择对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对本零件来说，应以两端的外圆表面作 为基准， 现定以 335mm 外表面为粗基准，利用止口盘定位，螺栓压板夹紧，达到定位要求。（2）.精基准的选择精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。 2.制订工艺路线2.1 表面加工方法的选择制订工艺路线的出发点，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得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。除此以外，还应 当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降；十字滑套外形尺寸较小，且需要加工面接近轴类，并且有平面与孔，所以表面加工方法为：车、 铣、钻。2.2 工艺路线方案工序 1 铸造。6工序 2 时效处理。工序 3 粗车 工序 4 精车 工序 5 铣工序 6 钻工序 7 检验工序 8 入库3.机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定加工表面的机械加工余量、工序尺寸及公差如下:1、外圆表面（335mm 及 320mm）外圆表面无公差要求可直接车加工至所需尺寸2、外圆表面沿轴线长度方向的加工余量（350mm）考虑加工工艺的需要，切削两端面时各留 5mm。3内孔（180 mm）15.06根据内孔的精度要求，参照工艺手册确定工序尺寸及余量为：粗车孔：175mm精车孔：180 mm 2Z=5mm4、内止口（190 mm5mm 内止口）、凸台（190 mm5mm）10.2 01.加工内止口和凸台时，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，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大及最小之分。由于本设计规定的零件为大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、7最小加工余量时，应按调整法加工方式予以规定。4.加工设备与及工艺设备的选择4.1 机床的选择加工十字滑套主要涉及的加工方法有铸造、热处理、车、铣、钻等。根据零件的外形尺寸与各种机床能够加工的范围，可以采取一下选择：铸造采用金属砂型模；热处理用热处理炉；车加工利用 CA6140 卧式车床；铣加工可选用X63 卧式铣床；钻加工可选用深孔钻床。4.2 夹具的选择车加工夹具主要是 CA6140 专用夹具（三抓卡盘，顶针等） ；铣加工夹具为X64w 专用工装和组合夹具；钻夹具主要为 ZAx3050 专用工装。4.3 刀具的选择零件毛坯材料为 HT200，热处理后材料有了一定硬度，所以车床刀具选用硬质合金刀，刀杆尺寸为 16x25mm,Kr=450,rs=00,rE =2mm；铣床刀具选用高速钢镶齿三面刃铣刀；钻床刀具选用深孔钻，锪钻，均为硬质合金料。4.4 量具的选择需要用的量具的地方主要有：测材料硬度，零件外形尺寸等；需要用到的量具有，硬度测量仪，游标卡尺，千分尺等。5.切削用量及时间定额的确定工序 1：铸造毛坯；工序 2：时效处理；工序 3：车削外圆、端面、凸台及内孔。本工序采用计算法确定切削用量。1、加工条件工件材料：HT200加工要求：车右端 320mm 外圆，粗 车端面及 190 mm 凸台，粗车内孔01.180 mm。15.06机床：CA6140 卧式机床。刀具：刀片材料为硬质合金，刀杆尺寸为 16x25mm,Kr=450,rs=00,8rE =2mm。2、计算切削用量（1）粗车右端面1）确定端面加工余量：考虑凸台的影响，取毛坯长度的加工余量为：Zmax=5mm,分两次加工，a p=2.5mm，按 ap=3mm 计。2）确定进给量 f：经查表切削手册（表 2.23）可知，当刀杆尺寸为16x25mm，ap3mm 以及工件直径 为 323mm 时，f=0.81.2mm/r按 CA6140 车床说明书取 f=0.81mm/r（表 3.9）。3）计算切削速度：硬质合金车刀切削灰铸铁的平均切削速度为 1.17m/s，即uc=70.2m/min。4）确定机床主轴转速:ns =1000uc/dw=(1000x70.2)/ x32369r/min按机床说明书，与 69 r/min 相近的机床转速为 63 r/min、80 r/min。现选取 80 r/min。所以实际 切削速度 为 99.39m/min。5)计算切削工时：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)粗车 320mm 外圆，同时应校验机床功率及进给机构强度。1）背吃刀量：单边余量 Z=1.5mm,可一次切除。2）进给量：根据切削手册选用 f=0.8mm/r。3）计算切削速度：见切削手册Vc= =242/(600.2X1.50.15X0.80.35)X1.44X0.8X0.81X0.97=98m/minxyvfTCmk4)确定主 轴转速：9ns =1000uc/dw=（1000x98）/(x323)=97r/min按机床选取 n=100r/min。所以实际切削速度为u=dn/1000=x323x98/1000=99.39m/min5）校验机床功率：主切削力按切削手册中公式计算FC= kvfcfnyxfcffcpc式中， =900， =1.0， =0.75， =0fcfcfcfc= （ ）nF=( )0.75=0.94, =0.89kmp650b kr所以，F C=900x1.5x0.80.7599.3900.940.89N=955.4N切削时消耗功率为:Pc (955.4x99.39)/(6x10 4)kw1.58KW164vfc由 CA6140 机床说明书可知， CA6140 主电动机功率 为 7.8 KW,当主轴转速为 100r/min 时，主轴传递 的最大功率为 5.5KW，所以机床功率足够，可以正常加工。6）校验机床进给系统强度：已知主切削力 FC=955.4N，径向切削力 FP 按切削手册中公式计算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而轴向切削力 Ff vfcfnyxffcfp10式中 ， 450， 1.0， 0.4， 0cfxfyfnfKM=（ ）Nf=( )0.10.923，K K=1.17650b于是轴向切削力为FF=4501.50.50.599.3900.9231.17N=515.4N取机床导轨与机床之间的摩擦系数 =0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为：FF F+ (FC+FP)=515.4+0.1（955.4+225.9）=633.53N而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为 3530N（见切削手册表1.30），故机床进给系统可正常工作。7)切削工 时：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)粗车凸台取 ap=2.5mm，f=0.81mm/r，切削速度：硬质合金车刀切削灰铸铁的平均切削速度为 1.17m/s，即uc=70.2