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毕业设计(论文)中介轴承衬套设计说明摘要本设计说明为涡喷-7甲中介轴承衬套设计说明,主要是工艺及工装设计说明,另外还包括零件毛坯设计说明、零件功用说明等。零件材料选用38CrMoAlA超高强度钢。零件毛坯为自由锻件。因零件的构形复杂,性能要求较高,加之材料特殊,因为对零件的工艺要求很严格。工艺规程的设计和说明包括多方面的内容。最主要的有零件的主要表面及重要技术条件的保证方法;各表面加工方法的选取;工艺基准的选择;特殊工序和辅助工序位置的安排等。工装设计为零件上6孔的钻具设计,以及23个铣槽具设计。主要包括夹紧、定位方案的选择,夹紧机构和定位元件的设计误差分析。关键词:中介轴承衬套;铣槽夹具设计;钻具设计;工艺规程Coutent Abstracts This is the design illustration of the medium bearing junk ring in turbojet 7-I,including the illustration of the blank ,the function , the process planning and design of jig ,etc. The ultrahigh and strong steel - 38CrMoAl is chosen as the material of part . The blank is die forging part . Since the structure is complex , the performance requirement is good and the material is special , the technologcial requirements must be rigid . The design of manufacturing process planning for the medium bearing junk ring includes the important technological of machining method and technological data use on each surface , the arrange of special processs and assistant process , etc . The design of jig is drilling-model used in cutting the hole 6 and milling grooves . It includes the selection of the grip and fix scheme , the design of the grip and fix parts , the analysis of the tolerance .Keywords: Medium bearing junk ring ;design of drilling jig ;design of milling grooves; manufacturing process planning目 录中介轴承衬套零件图6第 1 章 中介轴承衬套工艺设计说明7.1 零件分析.8 1.1 零件的工作状态、工作条件.8 1.2 零件的结构分析.8 1.3 零件的技术条件分析.8 1.3.1 表面本身精度.8 1.3.2 表面间的位置精度.8 1.3.3 零件其余特殊条件.9 1.4 零件的材料分析.9 1.5 材料的切削性能分析10 1.6 II类检验.10 1.7 零件图的尺寸标注112.毛坯设计论述.12 2.1 确定毛坯种类.12 2.1.1 材料.12 2.1.2 重量.12 2.1.3 精度.12 2.1.4 批量与产率.12 2.1.5 工厂现有设备.12 2.2 毛坯的工艺要求.13 2.3 毛坯的余量和公差.13 2.3.1 余量的确定.13 2.3.2 公差的确定.133.工艺规程设计的论述说明及计算14 3.1 工艺总体分析.14 3.1.1 基准的选择方案.14 3.1.2 主要表面加工分析,比较.14 3.2 工艺路线的制定14 3.2.1 工艺路线方案的比较分析14 3.2.2 加工中定位基准精度的提高.15 3.2.3 阶段划分的原则.15 3.2.4 集中与分散.16 3.2.5 基准的选择.18 3.2.6 热处理工序的安排.18 3.2.7 其余工序的安排.18 3.3 工序尺寸的确定.19 3.4 主要技术条件的保证及检验.34 3.5 机床、夹具、刀具、量具、冷却液的选择35 3.6 技术经济分析.35第 2 章 铣槽夹具设计.401.设计方案41 1.1 熟识加工要求.41 1.2 机床型号.41 1.3 限制的自由度.41 1.4 确定定位元件与定位基准.412.总体构造说明.433.构造特点.44 3.1 分度原理.44 3.2 分度锁紧机构.44 3.3 压紧.45 3.4 对刀块的设计.46 3.5 其它设计思路.46 3.6 各配合精度的选择.464.夹具的误差分析48第 3 章 钻具设计.501.设计方案50 1.1 熟识加工要求51 1.2 机床型号.51 1.3 限制的自由度.51 1.4 定为基准及定位元件.512.总体结构.523.构造说明.53 3.1 快换钻套.53 3.2 钻套与工件间距离.53 3.3 分度原理.53 3.4 卡箍锁紧机构.53 3.5 压紧.544.夹具误差分析.55参考文献.57结束语.58 中介轴承衬套零件图第 1 章中介轴承衬套工艺设计说明1 零件分析1.1 零件的工作状态、工作条件中介轴承衬套是装配在低压压气机轴上。它主要与轴承及其它零件相配合,其本身与压气机轴一起高速旋转,转速为1150转/分,它的工作温度为100200C。它的作用的工作条件所要求,中介轴承衬套的材料应选择摩擦系数小、磨损小的耐磨材料,并且应具有高的硬度及耐高温,抗氧化性。1.2 零件的结构分析 中介轴承衬套的构形较为复杂,属于薄壁件,刚度差,精度要求高。在加工中要注意考虑加工变形问题对零件质量的影响。为了减小加工中的变形,零件在加工中分粗、细、精三个阶段加工,并且采用互为基准的定位方法,以满足设计图上所要求的技术条件、形状和位置精度等。零件的两端各有23和16个槽,并且在圆周方向有6个孔,零件两端的槽对这些孔有位置要求,并且它们本身都有位置要求。在铣削加工中,由于铣削力较大而且零件的壁较薄,将引起零件的变形,这样就要考虑铣槽引起的变形问题。1.3 零件技术条件分析 由零件图可见,零件的主要设计基准是小端端面,小端铣出23个槽,与轴承相配合处渗碳深度严格控制在0.20.5 。1.3.1 表面本身精度 中介轴承衬套与轴承配合的表面公差为js6(0.011),外圆柱面由于与轴承配合,因此要求圆柱度允差不大于0.004mm,圆柱度误差将影响它与轴承的配合精度,误差大将增加磨损,所以应控制圆柱度误差。1.3.2 表面间的位置精度 内孔T处与面对外经基准和端面跳动为0.05,这一要求是为了保证轴承端面与衬套有良好的接触。 内孔端面对基准轴线的跳动为0.02,这一要求主要是为了保证端面与轴良好的接触,为了保证接触精度,技术条件要求对T着色检查至87.6,密接度不小于70%,小端螺纹外径表面对轴线和基准面的跳动允差为0.05mm,表面P,L,B对轴线和基准的跳动允差为0.05mm。它们位置公差的要求主要是为了保证螺纹能顺利旋接。零件的圆周上有6个孔,孔的作用是保证零件在轴上的角向位置,孔的本身直径尺寸精度由刀具保证,6个孔的位置公差为1mm,由钻具保证。零件大端有16个槽,小端有23个槽,作用是连接螺母,使螺母随轴一起旋转,两端面的槽对孔都有位置要求,这在铣削时应给予考虑(角向位置),槽本身的尺寸公差由铣刀保证,槽与槽之间的位置精度由铣具保证。1.3.3 中介轴承衬套其余特殊条件 为了增加抗磨能力,技术条件中提出表面渗氮,表面B,F,D和渗氮深度为 0.20.5 。允许表面F渗氮深度0.5 ,渗氮表面硬度HR15N 88,非渗氮区硬度d=3.33.6,渗氮的目的不但提高了表面硬度和耐磨性,而且提高了抗腐蚀性和抗氧化性。 技术条件中要求II类检验,磁力探伤检查,并要求热处理后的硬度d=3.33.6 。1.4 零件的材料分析 由于零件工作状态、工作条件的要求、零件的材料必须具有综合的机械性能,耐磨、耐热、耐氧化、耐腐蚀等。38CrMoAlA为高级氧化钢,主要用于高耐磨性、高疲劳强度和相当大的强度,热处理后尺寸精确的氧化零件或各种受冲击负荷不大且耐磨性高的氧化零件。因此,中介轴承衬套的材料我们选择38CrMoAlA,其各化学成分含量如下:(%) C Si Cr Al Mo Mn P S0.350.420.20.45 1.351.650.71.10 0.150.250.30.60.0350.03 它属于中淬透性合金调质钢,其中含有Cr、Mo、Al等合金元素,元素Cr加入钢中能显著改善的抗氧化性,增加钢的抗腐蚀能力,并能显著增加钢的淬透性。元素Al与氧、氮有很大的亲和力,用作炼钢时的脱氧定氮剂,并且细化晶粒,提高钢的抗氧化性,改善钢的电,磁性等,提高渗氮钢的耐磨性和疲劳强度等。元素Mo的加入,可以提高剩磁和矫顽力,提高在某些介质中的抗蚀性和防止点蚀倾向。由于这些元素与氮形成颗粒很小的、硬度很高的氮化物,均布在钢的基体中,对提高氮化层的性能起决定作用。氮化的目的是为了增加表面硬度、耐磨性和疲劳强度(实现这两个目的是为了强化渗氮)及抗蚀能力(抗蚀渗氮),38CrMoAlA是目前专用于渗氮的钢种,属强化渗氮。渗氮可显著提高钢的疲劳强度,经常可提高2532%。工件氮化后,不再需要淬火便具有很高的表面硬度及耐磨性,且具有高的热硬性。在600C时,硬度仍有HV850870 。1.5 材料的切削性能分析热处理机械性能中淬透性合金调质钢淬火(C)回火(C)屈服极限s(Mpa)抗拉极限b(Mpa)伸长率/收缩率s(%)端面收缩率(%)冲击任性ak(J/cm)硬度HB 940水或油冷 640水或油冷 850 1000 14 50 90 22938CrMoAlA机械性能分析此零件毛坯供应状态 :d=3.33.6是自由锻件。由于这种材料在加工中切削力较大,散热情况不好,刀具易磨损,较难断屑,加上零件本身构造属于薄壁件,所以加工时应避免切削力过大而引起的变形。因此,加工时切削用量要小,刀具的前角、后角应适应大一些,刀具材料选用硬质合金,以便刀具具有较高的高温强度、硬度和耐磨度,为了改善散热情况,加工中采用外加冷却液。1.6 为保证材料质量的检验(II类检验)热处理强化零件的检验类别分四类:检验类别 零件特征 硬度检验 机械性能检验 I高负荷零件 100%100%检验从工件上切下来的试棒(片),允许在在热处理前切割试棒,但需同工件一起进行热处理。 II中等负荷零件 100%小型工件每热处理炉检验同一熔炉批的12个工件或试验,大型工件每熔炼炉批检验12个工件或试样 III 小负荷零件 100%不 检 验 IV 轻负荷零件及棒料每批工件抽10%检验硬度,如不合格,则100%检验不 检 验注:对38CrMoAlA钢制工件,每熔炉批需抽一件检查金相显微组织。 化学热处理零件的检验类别。检验类别零件特征 硬度检验渗入层深度及显微组织检验 Ic IN承受大压力及摩擦的高动力负荷零件100%检验渗层及非渗层表面的硬度,全部表面都处理者,每热处理炉需抽一个工件,检验中心,硬度(抽检数目不应少于同炉总数的1%)每热处理炉批用一个工件或试样检验渗层深度及显微组织,当用两个坩锅时,每个坩锅内取一件检验 IIC IIN承受小压力及摩擦的较低负荷零件100%检验渗层表面硬度,10%检验非渗碳或氯化表面硬度,2%检验非氮化表面硬度;全部表面处理者,抽1%检验工件的中心硬度。注:表中C表示渗碳或氯化,N表示氮化。1.7 零件图的尺寸标注由零件图可见,轴向位置尺寸采用组合式,大部分标注都从小端端面为基准或对称于轴线,这样尺寸比较统一,对测量比较方便。2 坯设计论述2.1 确定毛坯种类 毛坯种类的选择通常是从材料、尺寸、零件构形、毛坯精度、批量和生产率、工厂现有加工毛坯的设备这个方面去考虑。2.1.1 材料它是选择毛坯所需考虑的第一个问题,一般是根据零件的工作情况及在工作中所起的作用来选择毛坯的材料。根据中介轴承衬套在工作中的作用及要求来选用材料,耐磨、耐腐蚀、耐高温、耐疲劳等。所选材料为38CrMoAlA。2.1.2 重量零件的重量较小,并且零件的构形较为复杂,但根据零件图所示,零件的毛坯可设计为一筒形。选用自由锻件能达到要求,且成本较低。2.1.3 精度中介轴承衬套为小批量生成,选用自由锻件比较合适,毛坯的精度由工人的操作技术水平所决定。2.1.4 批量和产率中介轴承衬套为小批量生产,采用自由锻件进行成生产比较经济,就单个毛坯来说。它的生产率并不高,且精度不如模锻高。但若用模锻,则要进行模型设计,从模型制造到毛坯生产,准备时间长,加长了整个生产过程,所以模锻更适用于大批量生产。从经济角度考虑。表面看来,自由锻没有模锻精度高,且自由锻比模锻浪费材料大,但为了使毛坯从模子里顺利取出,模锻要设计拔模斜度,综合分析,模锻的余量较自由锻要大,过零件的精度较高,不易模锻。因此,毛坯我们采用自由锻件。2.1.5 工厂现有设备从现有生产设备看:我们选取毛坯种类为自由锻件。2.2 毛坯的工艺要求: 零件图中规定毛坯要进行II类检验,II类检验是对硬度进行100%检验,对机械性能进行抽样检验,毛坯要求的热处理为退火,退火温度为730C10C,保温3.54小时,热处理后硬度为d=3.33.6,圆角为R4 。2.3 毛坯的余量和公差2.3.1 余量的确定 毛坯余量的确定是根据机械加工去除余量,从后依次往前推,同时,也考虑毛坯制造过程中存在的氧化皮,表面裂纹、杂质等各种缺陷,而且也根据工人的技术操作水平,定外径单边余量为a=5mm,内径单边余量a=5mm,长度单边余量b=5mm。2.3.2 公差的确定 毛坯精度的确定主要根据工人们的操作水平,同时也考虑所给的毛坯余量,余量不应过大,避免粗加工余量过大。3 工艺规程设计的论述说明及计算3.1 工艺的总体分析3.1.1 基准的选择方案基准的选择,主要是定位误差小,加工误差小,以满足零件的精度要求。在粗加工中,主要采用互为基准法。互为定位基准进行加工,余量均匀,提高主要基准的精度,由于在精加工阶段,主要任务是切除大部分余量。尽量采用较大的切削用量可以提高生产率,所以在选择定位基准时应着重保证工件在安装时的稳定性和可靠性,在细、精加工阶段,主要采用同一基准法,主要基准达精度要求后,使用此基准保证主要表面的精度和其它面相互之间的形状位置精度。3.1.2 主要表面加工分析、比较。选择什么样的加工方法,主要根据加工精度要求。设备负载和生产批量。主要加工表面为D, C, D用来与轴配合,C用来与轴承内环配合。3.1.2.1 为了保证D, C的精度,必须提高零件总长A的尺寸精度,零件图上规定总长为88mm,公差为0.22mm,对于这样的精度一般细车即能达到,但由于两端面多次用作其他表面和主要表面的设计基准,所以总长度加工方法为粗车细车磨削,这样最后可达到尺寸精度为0.022 mm。3.1.2.2 C由于与轴承内环相配合,所以本身精度要求较高,公差为0.022mm,且要求圆柱度公差为0.004 mm ,为了满足尺寸精度和形状公差的要求,此表面采用粗车细车粗磨精磨,精磨安排在钻孔,铣槽的工序之后,是因为零件是薄壁件,钻孔、铣孔的切削力比较大,将会引起工件的变形,工序如此安排可以修正加工后所产生的变形,更好地满足设计图纸的要求。3.2 工艺路线的制定在编制工艺路线时,要着重考虑所选的加工方法对零件结构、尺寸精度、技术条件、材料、热处理表面处理、检验等是否最优,第二从任务本身的批量、设备、工装设计、管理方面是否最优来考虑。涡喷7甲中介轴承衬套工艺路线编制如下: 00 下料 85 车槽和凹边 05 粗车第一面 90 钻和铰6孔 10 粗车第二面 95 铣23个槽 15 精车第二面 100 铣16个槽 20 镗孔 105 去毛刺 25 磨内孔 110 磨外圆 30 车外圆 115 磨螺纹 35 车槽 120 研磨端面 40 镗孔 125 精磨外圆 45 渗氮前检验 130 磨槽 50 渗氮 135 抛光锐边和倒角 55 研磨端面 140 打磨锐边 60 磨端面 145 洗涤 65 退磁 150 磁力探伤 70 磨内孔 155 洗涤 75 精镗孔 160 最终检验 80 车外圆 165 发蓝3.2.1 工艺路线方案的比较分析以上的工艺路线方案是为保证零件的尺寸精度和相互位置公差的要求。在编制时,首先确定主要表面的加工方法。然后选择逐步保证它的一些加工方法,以下对几个主要表面的加工方法进行比较分析:C 95js6(0.011)表面与轴套相配合,其加工方法:粗车粗车细车粗磨外圆精磨到达最终要求。D 内孔与轴相配合。其加工方法为:粗车镗孔磨内孔至D6沿圆周均布的孔:IT7IT8钻孔5.2锪孔5.9铰孔精铰孔到达最终加工要求。3.2.2 中介轴承衬套的特殊结构 薄壁件刚性差,在加工过程中应时刻注意加工变形问题。在加工过程中尽量采用小的切削用量,以减小切削变形,对于重要的基准,采用磨削以提高其定位精度,工序60磨削端面,由于在后工序中常以端面来定位,所以工序60中对端面进行磨削加工,以使在后面中加工中产生尽可能小的定位误差,为达到尺寸的最终要求做好准备。3.2.3 阶段划分的原则: 本工艺路线划分为粗、细、精三个阶段 粗加工阶段:工序5工序10 细加工阶段:工序15工序100 精加工阶段:工序105工序1653.2.3.1 粗加工阶段:其主要任务是切除大部分余量,在选择定位基准时。应着重保证工件在安装时要稳定可靠,提高劳动生产率。3.2.3.2 细加工阶段:达到一般次要表面的最终要求和为主要表面的精加工做准备,要较多地考虑位置精度的保证问题,在细加工开始时要将某些表面进一步加工准确,尤其是在粗加工阶段后安排有热处理时,作为定位基准的表面,有必要进行修复。3.2.3.3 精加工阶段:主要任务是加工出零件的主要表面的全部技术条件得到保证。其中重要保证主要加工表面的质量,从而能间接地用主要表面定位。加工使其它表面的质量相应得到保证。在这个阶段,加工余量小且加工的精度高,所以保证零件的质量成了主要问题,以上划分阶段的原则主要考虑零件的材料切削性能差,切削削热高,刀具耐用度低,容易产生热应力变形。对中介轴承衬套工艺路线划分的具体原因是:首先粗加工阶段切削余量大,所需的切削力较大,随之产生的切削热也相当大。在加工中夹紧力也较大,对于这个薄壁的工件将产生很大的内应力和表面热应力,引起一些变形,恶化零件的加工条件,使零件加工难以达到高的精度,即使能达到,成本也相当高。同时对设备工装的要求也比较严,对操作者的技术水平要求也相当高。因此,需要按阶段,先完成粗加工,再通过细加工,逐步减少切削余量,减少切削热、切削力,减少零件的变形,并逐步消除零件的误差,不断提高加工精度和表面光洁度,最后达到图纸设计要求。同时在各阶段和各工序之间隔开一定时间进行自然时效,使零件恢复变形。以减少上工序的一些变形带到下一道工序中去,造成变形和应力集中。另外,还可以使各基准反复地作为定位基准,减少误差,使基准误差逐步被修正,保证定位质量。其次,划分阶段可合理地使用机床及各工艺装备和对本车间的操作工人根据技术水平给以确定的分工。粗加工时采用功率大,精度要求低,高效率的设备,对一些夹具、量具和刀具的要求也可降低;而精加工时采用精度高的设备,对一些刀具提高耐用度,充分发挥设备的特点和利用率,而且延长了设备、工装的寿命,使各工序之间的生产环节尽可能平衡。最后,为改善零件的机械性能,在工序间,还安排一次热处理工序,这就很自然地把机械加工工艺过程划分阶段,使每个阶段都达到预定的指标。粗加工中,余量大,加工表面后可及早地发现毛坯缺陷和超差的部位,及时按报废和处理。在允许的范围内修复,以免继续加工而浪费工时,增加了制造成本,同时可引起注意,总结经验教训,分析造成误差的原因,以便在以后的生产中改进毛坯的制造工艺和机械加工方法,不断完善加工的工艺过程,加工顺序从粗到精,可以保护以加工表面少受伤或不受伤。3.2.4 本工艺路线工序集中与分散问题的考虑:工序集中与工序分散要着重从零件的“生产批量、设备、精度、重量”这几方面加以综合考虑。3.2.4.1 该零件年产量100件,属于小批量生产。对于小批量生产,工序集中较好,可节省费用,提高许多精度要求。因此粗加工和细加工中,为保证零件质量、精度、工序安排较为集中。3.2.4.2 从设备选择的观点来看,工序越分散越能选用高生产率的设备,工序集中的工序则能选用通用性较大的设备,该零件选用通用性设备较为适合,工序应采取集中,有效利用设备集中进行生产。3.2.4.3 从零件的尺寸和重量看,零件的尺寸和重量较小,利用搬运,这样看来工序可安排分散些。3.2.4.4 从零件加工精度的角度来看,工序越分散,引起的定位误差愈大,工序愈集中,各表面的精度与位置关系的精度也愈高。但对此零件来说,由于零件壁薄,工序若太集中,在一道工序引起的变形误差对下一道工序影响就很大,所以,该零件工序不应过于集中。3.2.4.5 综合以上几个方面,对零件的加工主要还是要考虑它的加工变形问题和加工精度,其次考虑生产批量、设备等问题。这样在粗加工、细加工时工序可安排为集中,而在精加工时,工序应安排得分散些。3.2.5 工艺路线中基准的选择本工艺路线基准的选择尽力保证定位基准与设计基准重合,避免定位误差的产生。在粗加工中采用互为基准的原则有利于提高基准的精度。在经热处理的细加工中,首先进行基准修整,即先把基准面加工出来,然后以此面为基准加工其它面,如工序20修复基准,再以此为基准进行工序25,在精加工中,尽量用基准统一的原则,在基准的选择中,由于零件壁薄,刚性较差,所以要考虑定位,夹紧问题,使定位方便,夹紧力适当。3.2.6 热处理工序的安排本工艺路线中的热处理安排在粗加工之后,一方面是为了改善材料的切削性能,使材料的机械性能满足设计图纸的要求。另一方面,由于加工切削余量大,势必产生内应力和热应力,保留在材料内部造成应力集中,对零件在工作中是不利的,所以粗加工完后,安排热处理,可以消除内应力,提高零件的机械性能,氮化一般在粗磨之后,精磨之前进行。因为氮化工艺的温度不高,变形较小,而且氮化层的深度小,硬度高。同时为了消除内应力以减少氮化变形,在氮化前应对工件进行调质处理和去应力处理。3.2.7 其它工序的安排3.2.7.1 本工艺路线中在第150工序安排了磁力探伤检验,即在精加工之后,工艺路线安排了磁力探伤。这样安排的目的是:(1) 检查锻件质量情况,比如裂纹、杂质。(2) 检查零件的表面层质量。该零件的检验方法为剩磁检验,周围磁力电流60006500A。缺陷标准:不许缺陷、裂纹,非密集的单一状态,夹杂物中不大于0.3mm。其检验步骤如下: 零件通磁 零件表面附加磁粉 检查零件表面 退磁 清洗零件3.2.7.2 洗涤工序155在磁力探伤后和总检前,为了使零件各表面清洁,便于检验,发现各种缺陷,保护仪器,提高测量精度,故安排洗涤工序。零件在加工过程中,工序间隔较久。另外,在空气潮湿的地方。为了防止工件氯化生锈,特别是铝镁合金工件,在工序间经常安排洗涤防锈工序。3.2.7.3钻、铰六孔工序安排在铣槽之前,是因为槽对孔有位置要求。另外,首先铣大端的16个槽,这样铣23个槽时,以大端定位,接触面积较大,刚性较好。110工序精磨外圆,又一次安排磨外圆,主要目的是为了修复由于钻孔和铣槽工序引起的变形,115工序磨螺纹也可以安排在车床上加工,车螺纹也能满足精度要求。3.2.7.4 中检工序一般安排在工件需要转换车间时进行,中介轴承衬套在粗加工后要进行热处理,渗氮工序,安排一次渗氮前检验,其目的是便于分析产生质量问题的原因。3.2.7.5 发蓝一般安排在工艺过程的最后进行。使零件表面形成一层氧化薄膜,对零件起保护作用。3.2.7.6工序60磨端面之后安排退磁工序,去掉磨端面中所加的磁场,保证加工表面的加工质量。3.3 工序尺寸的确定3.3.1 加工余量的确定材料38CrMoAlA价格较贵,所以在确定各工序余量时,在保证零件质量和精度的前提下,尽量取小的加工余量,以减小零件切削和机械加工量,降低生产成本,毛坯余量按经济精度和考虑自由锻件精度,一般取为5mm;在加工中,尽量使用合理的切削用量,刀具角度,以减少加工痕迹,表面缺陷,在每道工序中严格控制本工序的尺寸公差。细加工工序中,在加工前安装零件时找正法找正零件,尽量减少安装误差,使余量均匀,并在切削中使用冷却液,改善散热条件,提高表面光洁度;按照热处理工序规程控制热处理产生的变形。这样在粗车时,余量大的切削热也大,容易变形。在细车时,切削余量少,切削热也少,变形小。3.3.2 确定工序尺寸各工序的尺寸(轴向)是采用“从后往前推”的方法,最终尺寸的精度与公差按零件图确定。但有时,某一个最终尺寸作为其它最终表面加工基准时,为了减少由于定位引起的误差和确保最终表面的加工精度,该最终尺寸的尺寸精度都得提高,即公差要求更严格。在确定工序尺寸时,首先要确定加工余量,余量过大,不但要浪费材料,而且增加机械加工劳动量,使生产率下降;余量过小,一方面使加工精度提高,另一方面还使毛坯制造困难,且加工起来不容易保证。余量的影响因素很多,在生产过程中,一般均按规格资料统计数据来确定,在某些情况下,也按生产经验来确定。在确定加工余量后,就可以定出各工序的尺寸,最终工序尺寸及公差可直接按零件图的要求确定,而中间工序尺寸则采用“由后往前推”的方法,即根据设计尺寸加上(或减去)工序的加工余量得到。尺寸公差可根据工序的加工方法确定选择,通常最终工序公差一般取零件图公差,中间工序公差按工序加工方法的经济加工精度来选择。以上所诉为确定工序尺寸的基本方法,对于中介轴承衬套这种位置关系比较复杂的零件,由于基准的转换要作工艺换算,工序较多等等,在确定工序尺寸及公差上就比较复杂,分析也较困难。而且容易出错,因此,应逐一“从后往前推”。余量校核工序的加工余量,由于受工序尺寸公差的影响,实际上切除的加工余量是在一定范围内变化的。为使所确定的加工余量比较合适,需要计算出余量变化的情况。在选择加工余量时,应注意以下几点:(1) 应有充分的加工余量,以求缩短加工时间,并降低零件的制造费用。(2) 应有充分的加工余量,特别是最后的工序;加工余量应能保证得到图纸上所规定的表面光洁度及精度。(3) 决定加工余量时应考虑到零件热处理时引起的变形,否则可能产生废品。(4) 决定加工余量时应考虑到所采用的加工方法和设备,以及加工过程中零件可能发生的变形。(5) 决定加工余量时应考虑到被加工零件的大小,零件愈大,则加工余量愈大。因零件的尺寸增大后。由切削力,内应力等引起的可能性也增加了。加工余量是在直接保证工序尺寸的同时被间接获得的,因此它是尺寸链中的封闭环,对余量的校核进行如下:(轴向工序尺寸)3.3.2.1 从以上的计算可以看出,精磨(工序165.105)的直径加工余量在0.20.4mm之间变化,精镗孔(工序70)的直径加工余量在0.51mm之间变化,由参考资料核查,余量大小基本相符,结合实际经验,可知所给的余量变化大小是合适的。关于轴向的尺寸计算,以及各工序尺寸及加工余量的校核,轴向的尺寸精度要求不高,一般便可满足要求,有些地方公差过小,可以借助工序公差进行补偿,以上选择的余量基本合适,可达到零件的设计要求。3.3.2.1 渗氮层深度计算3.3.2.1.1 技术条件规定表面D,F,B,G渗氮,深度为0.20.5,允许F的渗氮深度为00.5 。3.3.2.1.2 已知在20工序镗孔加工面至尺寸,在50工序渗氮后,70工序磨内孔至,据此计算渗氮深度,要求渗氮层深度为0.20.5,渗氮尺寸按单边余量进行计算:3.3.2.1.3 B面渗氮深度计算在工序35车槽中,槽底面外径至 。在工序130磨槽时,槽底面外径磨至,技术条件中要求B面渗氮深度0.20.5,即。据此计算B面渗氮深度,按单边余量计算: 3.3.2.1.4 表面F的渗氮层深度计算3.3.2.1.5 表面D渗氮深度计算 工序35 车槽 工序125 磨槽工序60磨端面磨至。根据 尺寸计算。工序60磨端面尺寸的余量及其变化量为0.30.05.3.3.2.1.4.13.3.2.1.4.23.3.2.1.4.33.4 主要技术条件的保证及检验C表面圆柱度为0.004mm。保证方法是由C表面的最后磨削加工方法来保证。在进行此工序前应找正,使跳动不大于0.01mm,圆柱度误差通过测量检验。D表面对基准A轴向的跳动和对基准D端面的跳动允差不大于0.015mm,保证方法由最后磨削方法保证,则测具检验。D端面对A的跳动由工艺保证,T表面对G表面的平行度允差0.02由磨削保证。若磨削不能保证,则再进行研磨检查。六孔的位置要求由钻模板保证,孔的尺寸精度由刀具保证,检查用塞规检查,两槽位置之间的互相位置精度由铣具保证,槽宽的尺寸精度由铣刀保证,检验用样板。3.5 机床、夹具、刀具、量具、冷却液的选择依据机床的选择首先以保证各工序的尺寸精度和位置精度为主。同时考虑工厂场用机床设备,类型的原则。夹具、量具的选择,主要为保证加工精度,提高生产率,降低废品,各批零件质量的均布,同时考虑工人的劳动强度,测量的方便和测量的精度。刀具首先以保证尺寸要求为主,同时考虑刀具的耐磨度,零件的光洁度,提高生产率,降低成本等因素。冷却液选择考虑减少工件变形,改善切削条件,提高工件的光洁度,刀具的耐用度。3.6 技术经济分析在制造过程中,为保证产品质量和生产率的要求,一般可以有几种不同的方案,这些工艺方案将会有不同的经济效果。因此,为了选定在给定条件下的工艺方案,就必须对各个工艺方案进行技术经济分析,在进行工艺过程的技术经济分析时,需要比较不同方案的生产成本,从而选择最经济的方案。生产成本是制造一台发动机或一个零件所花费的一切费用的总和。这种工艺费用可分为与工艺过程有关的费用和与工艺过程无关的费用两类,因此,在进行工艺过程的技术经济分析时,只需要进行前一种费用即工艺成本的分析与比较。工艺成本由两部分组成:可变费用和不变费用。 1.可变费用 可变费用V是与年产量N的大小成比例变化的费用,其中包括:材料费、毛坯制造费、操作工人工资、机床费用、通用机床的拆旧费与修理费,通用夹具费和刀具费等。 2.不变费用 不变费用B是与年产量N的大小无直接关系的费用,当年产量在一定范围变化时,其费用基本保持不变。它包括调整工人的工资,专用机床拆旧费和修理费,专用夹具费,管理人员的工资等。 零件全年的工艺成本可用下式计算: C = B+ VN C一种零件(或工序)的全年工艺成本,元/年 B全年的不变费用,元; V每个零件的可变费用,元/件; N年产量,件; 单件的工艺成本:Ci= V+B/N 直线C=VN+B反应了C与N的关系,斜率反映了产品的单价P,随着N的增大,斜率减小,单价成本降低,故应通过提高劳动生产率增加年产量来降低产品的单价。在现有的设备条件下或两种工艺方案的投资相近时,可用工艺成本来评价工艺,经济性。方案的优劣可分为两种情况比较: 1.当两个工艺方案只有少数几个工序不同时,只需将这些不同工序的工序成本进行比较: Ci1=V1+B1/N Ci2=V2+B2/N Ci=Ci1 Ci2=(V1 V2 )+ (B1 B2) / N当产量N不变时,若当N为变量时,做如下曲线: 上述比较的前提是各种不同的工艺方案其基本投资是相同或相近的。当不同工艺方案的投资相差较大时,单纯比较工艺成本就不合理,因为基本投资较大者往往由于其生产率高而使工艺成本降低。这时应考虑基本投资回收的年限,比较两种工艺方案所付出的投资代价。投资回收年限是指设计方案运行所获得的收益抵偿最初投资所需要的时间,其表达方式为: T= K/M 其中:T回收年限 K投资金额 M年平均现金流量 其基本含义是指投资需要多长时间可以还本。 回收期的主要优点是突出了资金回收问题并易于计算,一目了然。当工艺方案按成本分析比较相差不大时,一般可按一些相对经济技术指标来进行工艺方案的补充论证。常用的技术经济指标有:每一个工人的年产量、每台设备的年产量、每平方米生产面积的生产量、材料利用率、设备负荷率、专用与通用设备的构成比、原材料消耗、电力消耗等。另外,还必须指出,在进行经济分析时,要全面考虑生产率的提高。对国防来说,暂时的劳动生产率更有特别重要的意义。同时在考虑经济问题的时候要考虑劳动条件的改善和技术安全问题。 37010001中介轴承衬套各工序工时: 05粗车第一面50.25分10粗车第二面65.25分15精车第二面25分20镗孔35分25磨内孔50分30车外圆55分35车槽65分40镗孔40分45渗氮前检验50渗氮55研磨端面21.5分60磨端面50分65退磁6.5分70磨内孔155分75精镗孔57分80车外径48.25分85车槽和凹边38分90钻、铰孔45分95铣槽27.25分100铣槽27.25分105去毛刺46.5分110磨外圆42.25分115磨螺纹42分120研磨端面25.5分125精磨外圆47分130磨槽130分135抛光倒角35分140打磨锐边26.5分145洗涤4.5分150磁力探伤155洗涤4.5分160终检165发蓝 总时间 1190 分 总价格 415.57元第 2 章铣槽夹具设计1.设计方案所设计的夹具是用于95工序铣23个槽的,为具体分析设计方案,有以下几点说明。1.1 熟识加工要求铣削23个槽,它们之间有相互位置要求,位置度允差为1mm,这一条件可由设计的夹具所保证,每个槽的槽宽尺寸为7mm,公差为0.15mm,尺寸精度由铣刀保证。1.2 了解加工机床型号本工序所用铣床为卧式铣床X62 。1.3 确定需要限制的自由度根据尺寸要求和技术条件分析,需要限制五个自由度,分别为 y, z,x,y,x。1.4 确定定位基准和定位元件在工序95中,基准,,压紧,为了保证铣槽的精度,设计夹具使零件加工时定位基准与设计基准重合,在夹具设计时采用圆柱面和圆柱台阶面定定位。采用压板压紧,分度采用分度槽。整个夹具具体安装在机床上,采用定位键。夹具上配置两个定位键。一般来说,为了保证工件和机床的正确位置,夹具体的底面都要安装定位键,在夹具体机床上起定向作用,并用深

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