轴承外壳机械设计说明书.doc

机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：变速器轴承外壳 班级：机械10 -3姓名：张鹏程指导教师：孙远敬完成日期：2013 6 29摘 要变速器轴承外壳是汽车的重要零件。本次设计的主要内容为三部分：零件的机械工艺分析、工装设计和数控加工。其中零件的机械工艺分析包括：零件的作用分析、工艺路线的分析、工序卡片和工艺过程卡片的填写；工装设计包括：零件的定位分析、误差分析、夹具的设计和液压系统的设计；数控加工包括：三维造型、数控工序的编写和数控加工的G代码的生成。关键词：工艺、误差分析、数控加工ABSTRACTTransmission Bearing shell is an important vehicle parts.The design main content contains thress big part: Components mechanical craft analysis, work lothes design and numerical control processing. Components mechanical craft analysis including: Components function analysis, craft route analysis, working procedure card and technological process card filling in; The work clothes design includes: components localization analysis, error analysis, jig design and hydraulic system design; The numerical control processing includes: Three dimensional modelling, umerical control working procedure compilation and numerical control processing G code production.Key word:craft;error analysis;numerical control processing.第57页 目 录1.零件的分析1 1.1零件的工艺分析11.11 76E8孔为中心加工的表面11.1.2以80h8外圆为中心加工的表面11.1.3以24H8孔为中心加工的表面11.1.4位置度要求12 工艺规格设计2 2.1毛坯制造形式的确定2 2.2粗基准的选择2 2.3工艺路线2 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定2 2.5确定切削用量及基本工时3 2.5.1车右端面、76内孔及孔底平面8 2.5.2 粗车左端面、80外圆及80右平面16 2.5.3 钻孔24、8、钻M6-7H25 2.5.4精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角32 2.5.5 精车零件左端面、80外圆及80的右平面35 2.5.6 扩、铰孔24，扩孔8，沉孔9.590393. 夹具的设计473.1 工件的定位473.2 工装分析473.3 定位方案的制定473.4 钻套与工件的距离473.5定位误差分析483.6钻套与工件距离483.7确定对刀元件493.8 钻套设计493.9夹紧力计算494.结论505.参考文献521 零件的分析 变速器轴承外壳，零件通过80h8定位，利用凸缘上的5-10.5mm的孔连接变速箱上80h8端面压在装于第二轴上的轴承外圈上使之轴向固定。24H8孔与8孔上支承装于该零件C面上的里程表轴，该齿轮与第二轴端上的大斜齿轮啮合将运动传于里程表轴，使里程指针转动完成记数与指示的功能。1.1零件的工艺分析:变速器轴承外壳共有3组加工表面，现分述如下：1、 76E8孔为中心加工的表面：这一组加工表面包括：右端面、76E8孔、76底面及倒角。其中，主要加工表面为76E8孔。该孔表面粗糙度为6.3,精度要求为8级,因此需粗、精车才能达到要求。2、 以80h8外圆为中心加工的表面:这一组加工表面包括：左端面、80h8外圆及80右平面。这三个表面都是主要加工表面。其中表面粗糙度均为6.3、外圆精度要求为8级、长度方向的精度要求为12级，需要粗、精车才能达到要求。3、 以24H8孔为中心加工的表面：这一组加工表面包括：24H8、8孔及锪平22。其中，主要加工表面为24H8、8。其表面粗糙度均为6.3,精度要求为8级和10级。需要钻孔、扩孔、铰孔才能达到要求。4、位置度要求： 左端面与80右平面平行度要求为0.04，24H8和8对端面C的垂直度要求为0.05。2 工艺规程设计2.1毛坯制造形式的确定零件材料为HT200，考虑该零件在实际运行中所受载荷较小，零件属成批或大批生产，零件外轮廓尺寸不大，零件内部有凹槽铸造时需采用活块，故可采用金属性铸造。2.2基面的选择2.2.1粗基准的选择：按照有关粗基准的选择原则和考虑工件各加工表面的余量分配及不需加工表面与加工表面的位置精度的要求，选用零件外圆弧轮廓作为粗准利用三爪卡盘进行装夹，以消除零件的四个自由度。在利用三爪卡盘进行装夹时零件的重量存在一定的不对称，但考虑零件的尺寸较小不对称重量较少，故此零件在装夹时不需作配重处理。3.2.2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的时候，应该进行尺寸换算。因此精加工基准在下面的工序中详细说明。 2.2 制定工艺路线2.3最终的加工路线：工序I 粗车右端面、孔76及其底平面。以零件的外轮廓作为粗基准。选用C620-1卧式车床，夹具为三爪卡盘。工序II 粗车零件左端面、80外圆、退刀槽及80的右垂直平面。以零件76内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。工序III 钻孔24、8、钻M6-7H螺纹孔及攻螺纹，锪平36、22及、M6端面到要求以零件左端面及80的外圆作为基准。选用Z550立式钻床，夹具为专用夹具。工序IV 精车孔76E8、145倒角及R1.5的倒角。以零件80外圆及左端面为基准。选用C620-1卧式车床,夹具为专用夹具。工序V精车零件左端面、80h8及80的右平面，以零件76E8内孔及右端面为基准。选用C620-1卧式车床，夹具为专用夹具。工序VI 扩、铰孔24H8孔8，沉孔9.590到要求。以零件80外圆及C面为基准。选用Z525立式钻床，夹具为专用夹具。 工序VII锪平19及钻孔5-10.5，以零件80外圆及左端面为基准。选用Z525立式钻床，夹具为专用夹具。工序VII终检2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定变速器轴承外壳零件材料为HT200，硬度为200HBS，毛坯重量约为0.6Kg，生产类型为大批或成批生产，采用在金属型铸造。各工序的加工余量及工序余量见附表A；根据其上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：表4.1 76E8内孔工序余量：毛坯名义尺寸：76-274毛坯最大尺寸：74+0.874.8 毛坯最小尺寸：74-0.873.2粗车最大尺寸：75.3+0.375.6 粗车最小尺寸：76-0.775.3精车后与零件图尺寸应符合：76E8加工尺 工 序寸及公差毛 坯粗 车精 车加工 前极限尺寸最大尺寸74.875.6最小尺寸73.275.3加工后极限尺寸最大尺寸74.875.676.106最小尺寸73.275.376.06加工余量（双边）2最大2.40.806最小0.50.46加工公差（单边）表4.2 80h8外圆工序余量：毛坯名义尺寸：80+282（mm） 毛坯最大尺寸：82+0.8=82.8 毛坯最小尺寸：82-0.8=81.2粗车最大尺寸: 80+0.7=80.7 粗车最小尺寸：80.7-0.3=80.4精车后与零件图尺寸应符合，即80h8。加工尺 工 序寸及公差毛 坯粗 车精 车加 工 前极限尺寸最大尺寸82.880.7最小尺寸81.280.4加工后极限尺寸最大尺寸82.880.780最小尺寸81.280.479.954加工余量（双边）2最大1.40.746最小0.50.4加工公差（单边）4.3 24H8孔工序余量计算表：钻孔最大尺寸：22+0.2122.21 钻孔最小尺寸：22-022扩孔最大尺寸：22.2+0.08422.284 扩孔最小尺寸：241.822.2铰孔后与零件尺寸应符合，即：24H8。加工尺 工 序寸及公差钻 孔扩 孔铰 孔加工前极限尺寸最大尺寸22.2123.8最小尺寸2223.716加工后极限尺寸最大尺寸22.2123.824.052最小尺寸2223.71624加工余量（双边）22最大1.80.252最小1.5060.2加工公差（单边）2.5 确定切削用量及基本工时：2.5.1 车右端面、76内孔及孔底平面1、车右端面：l 加工条件： 工件材料：200,硬度200 加工要求：粗车右端面 机床：620-1卧式车床。 刀具：根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行选用620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。l 刀具材料：查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为 6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3车刀切削部分的几何 形 状：前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=6(6-8)主偏角=90, 副偏角=10(10-15), 刃角=-10, 刀尖圆弧半径=0.4(0.4-0.8mm), 过度尺寸=0.5(0.5-1mm),过度刃偏角=45。l 切削用量：l 吃刀深度：余量1.5+0.72.2mm，查切削用量简明手册表1.4硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面进给量f=0.60.8mm/r, 3mm,工件直径60100mm按620-1车床说明书选择：f=0.6mm/r.l 切削速度：l 后刀面最大磨损限度为0.81.0取0.8,硬质合金车刀的车刀 寿命为60min查切削用量简明手册表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。l 硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数m=0.20,修正系数为1.0, l 切削速度的计算：查切削用量简明手册表1.27切削速度计 算公式 （3-1）式中：54.8,0.4,m=0.2（查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.）1.15, 1.0,1.04,0.73, 0.97（查切削用量简明手册表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。）11.4 m/min =42.7r/min （3-2）查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料：与42.7r/min相近的有37.5r/min与46r/min现取46r/min所以实际切削速度为：12.3m/min （3-3）l 检验机床功率：查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削切率的计算公式： （3-4）式中：900,2.2mm,1,0.75,11.4r/min,=0, （查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.）= （3-5）1.020.891.01.00.91查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。 1223 （3-6）查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式： kw （3-7）查切削用量简明手册表1.30机床技术资料知当主轴转速为30r/min时功率为5.9kwl 检验机床进给系统强度： 查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式： （3-8）式中：530,2.2mm,0.9,0.75,11.2r/min,=0,f=0.6m/min. （查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.）= （3-9）1.050.51.01.50.79 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=581N （3-10）查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式： （3-11）式中：450,2.2mm,1.0,0.4,11.2r/min,=0,f=0.6m/min. （查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.）= （3-12）1.041.171.00.750.91 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=734 N （3-13）现取机床导轨与床鞍间的摩擦系数0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为：734+0.1（581+1223）914.4N （3-14）查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料,机构可承受有最大纵向力为：3530，所以符合要求.l 切削用时的计算:查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版），2.5-3车削机动时间的计算，可得： （3-15） （3-16） （3-17） 为单件小批生产时的试切附加长度，查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度，=5所以： 2、粗车76内孔及孔底平面：l 加工条件：工件材料：200,硬度200 加工要求：粗车76内孔及孔底平面 机床：620-1卧式车床。 刀具：根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行选用620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。l 刀具材料查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3,车刀切削部分的几何形状： 前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=6(6-8),主偏角=92, 副偏角=6, 刃角=0, 刀尖圆弧半径=1.5mm, 过度尺寸=0.5mm(0.5mm-1mm),过度刃偏角=46l 切削用量：1、吃刀深度：余量(1.3+0.8)/2+(tan29.3)=1.37一次进给完成，查切削用量简明手册表1.4硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面进给量f=0.60.8mm/r, 3mm,工件直径60100mm按620-1车床说明书选择：f=0.8mm/r.2、后刀面最大磨损限度为0.81.0取0.8,硬质合金车刀的车刀寿命为60min查切削用量简明手册表1.9车刀的磨钝标准及寿命,硬质合金粗车铸铁端面。3、硬质合金粗车铸铁端面，寿命指数m=0.20,修正系数为1.0, 4、加工工序尺寸链：表5.1尺寸链计算表基本尺寸esei-5.30.120-44-20.7-0.71.5+0.15-0.151.50.15-0.15+3+37A=8.31.12-1因此车刀的走刀深度为根据附表1建立工艺过程及工序尺寸链作图图5.1 粗车76内孔及孔底平面工序尺寸链图l 切削速度的计算：查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式，注：内表面加工时用外圆加工的切削速度乘系数0.9 （3-18） 其中：158, 0.15,0.4,m=0.2,查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.1.15, 1.0,1.0,0.73, 0.98查切削用量简明手册表1.28车削过程使用条件改变时的修正系数。54.2m/min =233.2r/min （3-19）查切削用量简明手册表1.30620-1卧式车床技术资料：与233.2r/min相近的有230/min与305r/min现取230r/min所以实际切削速度为： 53.44m/min （3-20）l 检验机床功率：查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削切率的计算公式： （3-21）其中：900,1.3mm,1,0.75,53.44r/min,=0, （查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.）= （3-22）1.020.891.01.00.91 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。 905 （3-23）查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式： kw （3-24）查切削用量简明手册表1.30机床技术资料知当主轴转速为230r/min时功率为5.9kwl 检验机床进给系统强度：查切削用量简明手册表1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式： （3-25）其中：530,1.3mm,0.9,0.75,53.44r/min,=0, （查切削用量简明手册表1.27切削速度计算公式.）f=0.8m/min.= （3-26）1.050.51.241.00.65 查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=381N （3-27）查表切削用量简明手册1.29切削过程切削力与切削功率的计算公式： （3-28）其中：450,1.3mm,1.0,0.4,53.44r/min,=0,f=0.8m/min，= （3-29）1.041.171.2411.51查切削用量简明手册表1.29-1钢和铸铁的硬度和强度改变时切削力的修正系数。查切削用量简明手册表1.29-2加工钢和铸铁时刀具几何参数改变时切削力的修正系数。=808 N （3-30）现取机床导轨与床鞍间的摩擦系数0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为：808+0.1（381+905）936.6 （3-31）查切削用量简明手册表1.30,机构可承受有最大纵向力为：3530，所以符合要求.l 切削用时的计算: 、 粗车76内孔切削用时的计算: 查机械加工工艺手册 （3-32） （3-33） （3-34） 为单件小批生产时的试切附加长度，查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度，=5 所以：2、车底平面切削用时的计算:查机械加工工艺手册 （3-35） （3-36） （3-37） 为单件小批生产时的试切附加长度，查机械加工工艺手册表2.5-4试切附加长度，=5 所以：2.5.2 粗车左端面、80外圆及80右平面：l 车刀的选择：l 加工条件：工件材料：200,硬度200加工要求：粗车左端面、80右平面及80外圆 机床：620-1卧式车床。刀具：根据切削用量简明手册表1.1,车刀刀杆及刀片的选择：由于行选用620-1卧式车床，车床中心高度为200mm（查表1.30620-1卧式车床技术资料），故选刀杆尺寸为16mm25mm,刀片厚度为（4.5mm-6mm）选4.5mm。l 刀具材料：查表1.2硬质合金的应用范围分类和用途分组选刀具材料为6.l 车刀几何形状的选择:查切削用量简明手册表1.3,车刀切削部分的几何形状： 前角=6前刀面形状为卷屑槽带倒棱型, 后角=6(6-8),主偏角=92, 副偏角=10(10-15), 刃角=-10, 刀尖圆弧半径=0.4(0.4-0.8mm), 过度尺寸=0.5(0.5-1mm),过度刃偏角=45。l 吃刀深度及进给量f：左端面加工余量：1.5+0.72.2mm，一次进给完成2.2mm。80右平面加工余量：1.5+0.6+（tan423）=3.7 mm，分二次进给完成1.8 mm。80外圆加工余量：（1.3+0.8）/2+5.3tan4=1.一次进给完成1.4mm。左端面进给量：f=0.60.8mm/r, 3mm,工件直径60100mm，取f=0.6 mm/r，80右平面进给量f0.71.0 mm/r, 3.0 mm，工件直径100 mm,现取f=0.7。80外圆进给量：f=0.81.2, 25mm（z525钻床允许的轴向力为8830N查切削用量简明手册表2.35 Z525立式钻床技术资料）=0.52 mm/r从以上三个进给量比较可以看出受限制的进给量是工艺要求其值为=0.780.96