工艺设计说明书.doc

大 学汽车制造工艺学课程设计说明书题目： 分离轴承座工艺规程编制 院 （系）： 汽车与交通工程 专业班级： 车辆工程 学 号： 071201070 学生姓名： 赵 烁 指导教师： 王天利 教师职称： 教 授 起止时间： 2010.12.27-2011.1.7第1章 课程设计目的与要求1.1 课程设计目的汽车制造工艺学课程设计是在学完了汽车制造工艺学和大部分相关专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用汽车制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题。初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和运用家具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册，图表等技术资料及编写技术文件的一次实践机会，为今后的毕业设计及未来的从事的工作打下良好的基础。这次课程设计就是一次很好的锻炼了我们在工艺设计方面的实际动手能力。结合着老师对理论知识的讲授，在实际产品的加工上加以运用，以丰富我们对工艺设计的相关知识的提高，巩固。我们应当通过汽车制造工艺学课程设计达到以下几个目的：1.能熟练运用所学的汽车制造工艺学课程中的理论的基本理论，能正确地解决一个零件在加工过程中的定位夹紧及工艺路线的合理安排。合理选择毛坯的制造方法，工艺设备及装备等，保证零件的加工质量。2.提高夹具结构设计能力，通过亲手设计夹具，掌握如何根据被加工零件的要求设计出高效省力既经济又能保证加工质量的夹具。3.通过使用各种资料，掌握各种数据的查找方法及定位误差的计算方法，合理的分配零件的加工公差。4.通过本次设计，使我对零件工艺的编制及工艺装备的设计有一个全面的了解，为毕业设计和以后的工作打下了良好的基础。这次课程设计涉及到的知识很全面，包括汽车制造工艺学,金工实习,工程材料,机械制造基础,生产实习等已掌握的科目知识，对我们走向社会是至关重要的。1.2 课程设计要求此次课程设计的题目是：工艺规程。参照了东风朝阳机有限公司的生产条件，大批大量生产。对零件的设计内容如下：1）对零件进行工艺分析，画零件图。2）拟订工艺路线。3）选用各工序所采用的设备。4）确定工序的加工余量，工序尺寸和公差。5）确定指定工序的切削用量。6）计算代表性工序的单位工时。7）填写工艺卡片。8）设计指定工序的专用夹具。9）撰写课程设计说明书。10）时间安排序号设计内容规定时间（天）备注1对零件进行工艺分析12拟定工艺路线23选定各工序所采用的设备14确定工序的加工余量、工序尺寸和公差15确定指定工序的切削用量16计算代表性工序的单件工时0.57填写工艺文件28设计指定工序的专用夹具19撰写课程设计说明书210答辩0.5第2章 零件的工艺分析2.1 零件的结构工艺特点分析本次设计题目是分离轴承座。是分离轴承与轴结合的部。该零件主要加工表面有：端面、外圆、内圆。其精度较高，表面粗糙度分别为Ra1.6、Ra6.3、Ra3.2、Ra3.2，这些是加工工艺需要重点考虑的问题。 2.2 零件的加工工艺性分析 分离轴承套加工表面最为重要的就是内圆与外圆。内圆与轴相接触，外圆与分离轴承连接，要保证他们的尺寸要求。第3章 毛坯的确定3.1 毛坯材料的分析与确定该零件的加工方法为成批大量，非加工表面粗糙度为Ra6.3，毛坯选择铸造的加工方法。材料是HT150，硬度HRC 50-55。HT150为灰铸铁（也叫灰口铸铁），最小抗拉强度150属于中强度铸铁件，铸造性能好，工艺简单，铸造应力小，可不用人工时效；有一定机械强度和良好的减震性。适用于制造承受中等应力的零件，在弱腐蚀环境工作的零件。如盖，轴承座，阀体，手轮等3.2 毛坯形状与加工方法的分析与确定本零件结构简单，尺寸不大，生产纲领为大批大量生产。设计图样给定材料为HT150，考虑到轴承在工作当中要经常正、反转，零件在工作过程当中则经常受到交变载荷及冲击载荷，因此应该选用铸件，一是金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。第4 章 机械加工工艺基准的确定基面的选择是工艺规程设计中重要工作之一。基面选得正确、合理，可以保证加工质量，提高成产率。否则，就会是加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，是生产无法进行。4.1 粗基准的选用原则应为零件主要加工表面为外圆，因此选87.50.5为粗基准。4.2 精基准的选用原则1、基准重合原则；2、基准统一原则；3、互为基准原则；4、自为基准原则；5、辅助基准。精基准为和4.3 工艺基准选择分析零件设计图纸，此零件径向尺寸皆以轴线为设计基准。知道该零件径向尺寸均以轴线为设计基准，根据精基准选择原则，选择50和56为精基准。第5章 零件加工方案确定5.1 加工方案的分析与确定制定工艺路线的出发点，应当是是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领确定为大批大量生产的条件下，可以采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应考虑经济效果，以便减低生产成本。所以根据这些原则制定工艺路线如下：1.工艺路线方案一：1）工序10 下料2）工序20 粗车两端面3）工序30 粗车外圆4）工序40 粗镗内圆5）工序50 半精车外圆6）工序60 精车外圆7）工序70 半精镗内圆8）工序80 精镗内圆9）工序90 车两端倒角10）工序90J 中间检验11）工序100 热处理12）工序110 去毛刺13）工序120 终检2.工艺路线方案二：1）工序10 下料2）工序20 出车两端面3）工序30 粗车外圆69.5, 51.54）工序40 粗车外圆85.5，57.55）工序50 粗镗内孔6）工序60 车左退刀槽7）工序70 车右退刀槽8）工序80 半粗车两端面9）工序90 半精车外圆68，5010）工序100 半精车外圆84，5611）工序110 半精镗内孔12）工序120 去锐边，毛刺13）工序130 精镗内孔14）工序140 中间检验15）工序150 车两端倒角16）工序160 热处理17）工序170 最终检验5.3 最终加工方案的说明 方案1工序相对集中，便于管理，且由于采用普通机床，较少使用专用夹具，易于实现。方案2则采用工序分散原则，各工序相对简单。考虑到该零件生产批量较大，工序分散可简化调整工作，易于保证加工质量，可采用加工效率。故采用方案2较好。第6章 零件加工余量的确定本零件加工余量的确定，是按最终加工方案顺序,查询相关技术手册数据，分序确定。一下采用表格、数据摘自机械加工余量手册。 查表确定各工序余量，并根据实际情况对所查数据做适当修改，现列表如下：84表面工序尺寸工序名加工余量（mm）工序基本尺寸（mm）半精车1.584粗车285.5毛坯87.5 由此表差得，外圆余量为3.5 mm,毛坯直径为84+3.5=87.5 mm；端面加工余量为4.5mm，毛坯长度为53+4.5=57.5mm。综上，毛坯尺寸为：外圆：87.50.5mm总长：57.50.5mm第7章 零件切削用量及切削时间的确定7.1 切削用量选择工序号10工序名称：下料工序号：20工序名称：出车两端面 车端面加工要求：粗加工后，保证=20，端面形状误差小，以备下道工序准备。刀具：采用刀，刀杆1625切削用量：进给量： （查机械制造工艺设计指导68页，表6-5，当刀杆尺寸为1625） 3mm，取=1 mm/r已知毛坯长度方向的加工余量为1.6mm，粗加工余量为1.6mm一次加工3mm切削速度，主轴转速，取1.5m/s 353r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 900r 1.17 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3mm。 42 3 42+3=45mm 工时：=0.13min工序号：30 工序名称：粗车外圆67.5，51.5切削用量：进给量： 3mm，取=1.0 mm/r背吃刀量 ：1.15 mm ，2mm ， 2.5mm ，2.5mm切削速度 ：主轴转速，取1.5 m/s 335r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 900 r 1.178 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。=31 mm，3 mm ，=34 mm=20 mm，3 mm ，=23 mm，工时： 0.085 min 0.04 min4. 工序号：40 工序名称: 粗车外圆85.5，57.5工序名称: 粗车各外圆切削用量：进给量： 3mm，取=1.0 mm/r背吃刀量 ：1.15 mm ，2mm ， 2.5mm ，2.5mm切削速度 ：主轴转速，取1.5 m/s 335r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 900 r 1.178 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 22 mm ，3 mm ，22+3=25 mm=31 mm，3 mm ，=34 mm，工时： 0.07 min0.03 min5.工序号：50 工序名称：粗镗内孔加工要求：精度要求，表面粗糙度=20。刀具：镗刀， 切削用量：进给量： 3mm，取=1.0 mm/r背吃刀量 ：0.5mm切削速度 ：主轴转速，取1.0 m/s 487r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 900 r 1.178 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 52 mm 52+3=55 mm工时：0.1 min6.工序号：60 工序名称：车左退刀槽加工要求：加工表面粗车并保证加工精度为IT12，表面粗糙度=25。刀具：采用弯头刀， 进给量： （查机械制造工艺设计指导68页，表6-5，当刀杆尺寸为1625） 3mm，取=0.08 mm/r背吃刀量 ：1 mm切削速度 ：主轴转速，取1 m/s 371r=1 m/s=332 r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 1400 r 1.45m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 36 mm 36+3=39 mm工时：0.13min7.工序号：70 工序名称：车右退刀槽加工要求：加工表面粗车并保证加工精度为IT12，表面粗糙度=25。刀具：采用弯头刀， 进给量： （查机械制造工艺设计指导68页，表6-5，当刀杆尺寸为1625） 3mm，取=0.08 mm/r背吃刀量 ：1 mm切削速度 ：主轴转速，取1 m/s 371r=1 m/s=332 r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 1400 r 1.45m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 30 mm 30+3=33 mm工时：0.12min8.工序号：80 工序名称：半精车两端面加工要求：半精车加工余量小以保证较好的加工精度。进给量： （查机械制造工艺设计指导68页，表6-5，当刀杆尺寸为1625） 3mm，取=0.8 mm/r背吃刀量 ：0.8mm切削速度 ：主轴转速，取1.0 m/s 382r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 900 r 1 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 26 mm 26+3=29 mm=29， =29+3=32 mm工时：0.09 min=0.12 min9.工序号：90 工序名称：半精车外圆68，50进给量：3mm，取=0.8 mm/r背吃刀量 ：0.75mm切削速度 ：主轴转速，取1.5 m/s 562 r764 r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 562 r 2 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 11mm ，3 mm ，11+3=14 mm=20 mm ，3 mm ，20+3=23 mm工时： 0.03 min=0.04 min10.工序号：100 工序名称：半精车外圆84，56 进给量：3mm，取=0.8 mm/r背吃刀量 ：0.75mm切削速度 ：主轴转速，取1.5 m/s 445 r 682 r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 900 r 1.178 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 8mm ，3 mm ， 8+3=11 mm=12 mm ，3 mm ，=12+3=15 mm，工时： 0.03 min 0.04 min11.工序号：110工序名称：半精镗内孔进给量： 3 mm，取=0.5mm/r背吃刀量 ：0.25 mm切削速度 ：主轴转速，取0.5 m/s 711 r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 500 r 5.7 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 52 mm 52+3=55 mm工时： 0.155 min12.工序号：120工序名称：去锐边毛刺13.工序号：130工序名称：精镗内孔进给量： 3 mm，取=0.3mm/r背吃刀量 ：0.15 mm切削速度 ：主轴转速，取2 m/s 1000 r（查机械制造工艺设计指导155页，表8-12）主轴取 500 r 5.7 m/s走刀长度及次数：刀具在开始切削工件时，两者之间应当有间距3 mm。 52 mm 52+3=55 mm工时： 0.18 min14. 工序号：140工序名称：中间检验15. 工序号：150工序名称：车两端倒脚加工要求：精车加工余量小以保证较好的加工精度。16. 工序号：160工序名称：热处理：正火正火所需要部分并达到要求17.工序号：170工序名称：最终检验工序内容：检验所有图纸要求尺寸。第八章 夹具设计8.1 定位方案的分析确定该零件的指定工序为40，即粗车外圆85.5，57.5。则限制的自由度如下表：X方向移动Y方向移动Z方向移动X轴旋转Y轴旋转Z轴旋转限制限制限制不限制限制限制此工序采用车床进行车削加工，夹紧采用三爪卡盘，其限制了Y轴方向的移动、绕Y轴的转动、沿Z轴的移动、以及绕Z轴的转动。定位误差分析：由于定位基准和工序基准均为中心轴线，所以基准不重合误差为0； 这样只存在基准位移误差，有d=Td/2=0.03/2=0.0158.2 夹紧方案的分析与确定该工序采用三爪卡盘定位为了防止零件绕轴线转动所需实际夹紧力: Ws=2KM/3Df为了防止零件沿轴线移动所需实际夹紧力：Ws=KFx/3f式中 M为切削转矩 Fx为轴向切削分力 f横纹摩擦因数为0.4 KK=K1K2K3K4K=1.51.21.41.01.0=2.52有经验公式得： Ff=AapfvKf 根据机械制造基础 第39页 表2-3 查得： A=2880 B=1.0 C=0.5 D=-0.4实际夹紧力 Ws=KFx/3f=2.52141106/30.4=296323 NFy= AapfvKf=19400.91050.021.05=96638 根据机械制造基础 第39页 表2-3 查得： A=1940 B=0.9 C=0.6 D=-0.3 Fz= AapfvKf=279511050.021.05=173097 根据机械制造基础 第39页 表2-3 查得： A=2795 B=1 C=0.75 D=-0.15M=142=28.210 N.m实际转动夹紧力Ws=2KM/3Df=22.5228.210/（3470.4）=2.5210N所以综合上述设计，应保证夹紧力大于2.5210N总 结此次工艺卡片的设计中我初步学会了综合运用汽车制造工艺学、机械制造的知识，实际解决一些问题，工艺课设也是检验对专业课知识的学习和掌握情况，另外也为毕业设计打下了夯实的基础。通过这次课程设计我基本掌握了夹具结构以及如何根据被加工零件的要求设计出高效、省力且能保证加工