偏心套的加工工艺

1、广东工业大学华立学院课程设计论文课程名称机械制造技术根底题目名称“偏心套的加工工艺学部系机电与信息工程学部专业班级10机械设计制学号学生姓名指导教师2012年12月28日课程设计说明书题目：“偏心套的加工工艺序言机械工业是一种根本工业形式,对于我们国家来说,他关系到国计民生的方方面面.近年来机械工业领域向着高精度,高质量,高效率,低本钱方开展,数字换,自动化水平日益提升,同时由于机械行业的开展,其他各工业部门也向着高深度迈进,机械工业的开展日趋重要.机械制造过程及检测,检验中,都要用到大量的夹具.为了到到提升劳动效率,提升加工精度,减少废品,扩大机床的工艺范围,改善操作的劳动条件,如何设计好夹

2、具成了机械制造的一项重要任务.机床夹具是夹具中的一种,将其固定到机床上,可以可以使被加工工件对刀具与机床保持正确的相对位置,并克服切削力的影响,使加工顺利进行,机床夹具分为通用夹具和专用夹具两种.一、零件的分析（1） 零件的作用（2） 零件的工艺分析偏心套是一偏心回转体零件,有两组组加工外表,这两组分别是120.0.045外圆,包括：两个120mm#圆及端面,100的外圆面,尺寸为60mm勺内圆柱面.这两组加工外表是位置度和自身的平面度和圆柱度都有很高的精度要求,可以先加工它的一端外圆,再借助专用夹具以这个外圆为定位基准加工另一端面然后再加工其它加工外表.零件的工艺分析1.1 零件的功用、结构

3、及特点该零件以其内孔和轴配合,并通过键进行连接.偏心套主要其支撑和导向的作用,在工作中承受一定的载荷,因此要求具有一定的强度和耐磨性.该零件硬度较高,采用GCr15轴承刚材料,在进行热处理时,在淬火和回火之间,增加一冰冷处理,这样可以更好地保证工件尺寸的稳定性,减小变形.为了保证工件偏心的精度,可以采用以下加工方法：当加工精度高,加工数量大时一般采用专用工装夹具装夹工件进行加工.因该工件的两处偏心完全一样,因此,在加工时可以用同一种方法,分别两次装夹即可.在加工偏心工件时,由于旋转离心作用,会影响零件的圆度,圆柱度等公差,会造成零件壁厚不均匀等,因此,在加工时,除注意保证夹具体平衡外,还应注意

4、合理选择切削用量及有效的冷却润滑.当零件上键槽精度要求不高或零星加工时,可以采用插削方法加工键槽.假设键槽精度要求较高,零件数量又多时,应采用拉削的方法加工键槽.偏心距误差的检查方法.首先将偏心套装在1:3000小锥度心轴上.心轴两端备有高精度的中央孔,将心轴装夹在偏摆仪两顶尖之间,将百分表触头顶在小120外圆上,转动心轴,百分表最大与最小读数之差,即为偏心距.小120偏心圆中央线对中央孔的轴线平行度误差检查法.同样将偏心套装在1:3000小锥度心轴上,然后将小锥度心轴放在标准V型块上,先用百分表找出偏心套外圆最高点,然后在相距30mmt,测出两最高点值,其两点误差为两轴线平行度值.圆柱度的检

5、测方法.将偏心套装在1:3000的小锥度心轴上,再将心轴装夹在偏摆仪两顶尖之间,将百分表触头顶在6120mn#圆上,转动心轴,测三个横截面,其百分表最大读数与最小读数之差,即为圆柱度误差.1.2 主要加工外表及其要求(1)内孔孔径为60的孔是轴的安装孔,外表粗糙度为Ra=0.8um倒角为C1,公差等级为IT78,孔中央线与两外圆的偏心距均为8±0.05mm圆柱度要求为0.01mm外圆外表尺寸为120mm公差等级为IT78,外圆外表素线以孔为基准,平行度要求为0.01mm外圆外表圆柱度要求为0.01mm粗糙度为Ra=0.8um个外圆外表长度为40mm端面偏心套端面长度为90mm中间侧壁

6、到端面距离为40mm外端面粗糙度Ra=6.3um中间侧壁粗糙度Ra=1.6um磨削槽槽宽由图中给定的尺寸求得为10mm深为2mmiJ圆角R3,由圆中的尺寸要求和其功用可知其不是重要的配合面.键槽键槽深度由图中尺寸可得为4.5mm为保证整体零件的耐磨性和热处理的硬度到达5864HRC要求淬火后回火,未注粗糙度为Ra=6.3um毛坯的选择2.1 确定毛坯的类型,制造方法和尺寸度及其公差该零件的材料为GCr15,设计要求生产类型为成批生产,形状简单,该零件因其一般只用于轻载,冲击小或无冲击的场合.为提升生产效率,选用金属模砂型机器铸造.选择零件的一端面作为分型面铸造出带孔的圆棒料.由零件图技术要求知

7、该零件精度要求较高,毛坯为精密的铸件,铸件尺寸公差为CT9加工余量等级按CT9-MA-H/G级.各外表单边余量3.0mm.2.2 确定毛坯技术要求铸件不应有裂纹、砂眼、和局部缩松、气孔及夹渣等缺陷,铸件外表应消除毛刺同、结瘤和粘砂等.球化退火处理硬度为207229HBVV以降低硬度,改善切削加工性,并为淬火作好组织上的准备,材料为GCr15o未注倒角0.545,其余粗糙度Ra=6.3um.外外表斜度为30',内外表起模斜度为12.2确定毛坯简图确定毛坯尺寸公差与机械加工余量下料棒料小120m佛165mm锻造锻造尺寸小155mrK小45mm104mm基准的选择由零件图中的技术要求可知该零

8、件的尺寸较多是以内孔中央线为设计基准,且图中外圆外表尺寸精度要求较内孔高,外圆外表素线平行度以内孔轴线为基准,根据粗精基准选择原那么和基准重合统一原那么,确定各外表的基准如下表所示厅P加工部位基准选择1孔及其端面偏心套外圆轮廓及端面粗基准2外圆轮廓内孔中央线3磨削槽和倒角内孔中央线4,糟内孔中央线拟定机械加工路线确定各外表的加工方法根据各加工外表的加工精度和外表粗糙度要求,选定如下加工方法：孔的端面加工为车削；孔的加工为车削一磨削；外圆加工为车削一磨削；磨削槽的加工为车削.侧壁加工为车削；键槽加工为拉削.具体加工方法如下：偏心套端面：未标注公差要求,外表粗糙度为Ra=6.3um查表知需进行粗车

9、一精车.侧壁未标准公差要求,外表粗糙度为Ra=1.6uni查表知需进行粗车一半精车一精车.孔：外表外表粗糙度Ra=0.8um查表得公差等级为IT78,查表知需进行粗车一半精车一精车0外圆外表公差等级为IT78,粗糙度Ra=0.8uni查表知需进行粗车一半精车一精车.磨削槽列尺寸要求和公差要求,不是重要外表,只需粗车即可键槽宽度要求为20.拟定加工路线加工方案如下:内容设备10粗车端面、外圆卧式车床20粗车内孔卧式车床30淬火、回火40半精车端面、精车侧壁卧式车床50车磨削槽卧式车床60磨内孔外圆磨床70磨外圆80内孔倒角内孔磨床90插削键槽拉床90清洗,去毛刺100检验工艺分析此工艺按工艺集中

10、原那么组织工序,许多工序可在同一机床上完成,减少了工件的装夹次数,易于保证加工面的质量,需要的车床少,减少了工件在工序间的运输,减少辅助时间和准备时间确定机械加工余量、工序尺寸及公差加工余量可采用查表修正确定.确定工序尺寸一般方法是：由加工外表的最后工序往前推算,最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注,当无其它基准交换时,同一基准面屡次加工的工序尺寸只与工序工步的加工余量有关,当基准不重合时工序尺寸用工艺尺寸链计算,中间工序尺寸按“向、入体原那么标注,但毛坯和孔心距尺寸公差带一般取双向对称布置、中间工序尺寸的公差可从相应的加工经济精度表中查得.偏心套零件第一道工序各工步开基准交换,其余格外表均

11、基准重合、统一原那么,故只需查得各加工余量,便可确定工序尺寸.根据上述资料和加工工艺,查各种外表加工余量表分别确定各加工外表的加工余量、工序尺寸及公差如下表：工序内容单边余量工序尺寸Ra10粗车端面2.012.5粗车内孔2.512.520粗车外圆2.112.540精车端面0.5906.3精车侧壁0.5401.650车磨削槽260内内孔0.50.870磨外圆0.50.880内孔倒角1C190插削键槽4.5六机床的选择及工艺装备机床的选择工序10、20、40、50、80由于有些工序包括多个工步,该零件形状较规那么,为减少装卸刀具次数和时间,保证工件质量,选用CA6140型卧式车床比拟适宜.工序60

12、、70磨内孔和外圆：根据工件的尺寸选用M2110内圆磨床和M1432外圆磨床.工序90插削键槽根据尺寸和技术要求选用L6100拉床.刀具选择该零件特形外表,成批生产,一般采用通用或标准刀具,卧式车床上粗车端面用P10端面车刀,磨内孔和外圆选用白刚玉平形砂轮.选择夹具该零件加工工序10采用三爪卡盘,其余工序需用专用偏心夹具.量具的选择该零件属批量生产,一般采用通用量具.外圆和内孔加工量具外圆外表公差值T=0.23mm查表得计量器具不确定度允许值为=.00018,查表得,所选用的计量器具达不到GB3177-1997规定的.那么重新计算平安裕度A',A=0.002由于偏心套最大实体尺寸：12

13、0.043mm其最小实体尺寸：120.0250mm那么基验收极限尺寸：由分析得应选用150200mmz卜径千分尺和150200mnft径千分尺较合理.端面和键槽加工量具选用0200mm/0.02mriS字标卡尺,由于大批量生产最后加工验收时为节约时间,提升效率应选用极限量规,孔量规选用锥柄圆柱塞规.机床设备和工艺装备选择工序内容机床设备和工艺装备10粗车端面CA6140卧式车床、p10端面车刀、0200mm/0.02mm®标K尺粗车内孔标准p10内孔车刀、三爪卡盘、150200mm内径千分尺20粗车外圆CA6140卧式车床、p10端面车刀、150200mm外径千分尺、专用偏心火且40

14、半精车端面CA6140卧式车床、p10端面车刀、0200mm/0.02mm旃标卡尺、专用偏心夹且精车侧壁50磨削槽CA6140卧式车床、p10车槽车刀、游标卡尺、专用偏心夹具60磨内孔M2120内孔磨床,白刚玉平形砂轮、塞规,专用夹具70磨外圆M1331外圆磨床,白刚玉平形砂轮,150200mm外径千分尺、专用偏心火且80内孔倒角CA6140卧式车床、p10倒角车刀、专用偏心夹具90键槽L6110拉床,标准键槽拉刀,专用偏心夹具,0200mm/0.02mm#标K尺偏心套机械加工工艺过程卡工序号工序名称工序内容工艺装备1下料棒料小120mrK165mm锯床2锻造锻造尺寸小155m佛小45m佛10

15、4mm3热处理正火4粗车夹毛坯外圆,粗车内孔至尺寸小55±0.05mm粗车端面,见平即可.车外圆至小145mm长45mmCA61405粗车调头装夹,粗车外圆至小145mm与上工序接力,车端面,保证总长度95mm在距端面46mm#车1000-0.05mmH小102mm槽宽6mm使槽靠外的端面距离外端面为CA614043mm6精车掉头,三抓自定心卡盘夹工件外圆,找正,车内孔至尺寸小59-0.05mm精车另一端面,保证总长92mm并作标记,精车小100omnffl及两内侧端面,使槽宽为8mm保证槽靠外的端面跑离外端面42mmCA61407钳划键槽线8插以有标记的端面及外圆定位,接线找正,插

16、键槽,保证尺寸20±0.02mm及64.5+°.250mm£尺寸64+0.150mmB50209钳修锤键槽毛刺10精车以小590-0.05mnrt孔及键槽定位,用专用偏心夹具装夹工件,车偏心小120+0.043+0.02mm至小121.5mm£42mmCA6140专用工装11精车以小590-0.05mnrt孔及键槽定位,用专用偏心夹具装夹工件,车另一端小120+0.043+0.02mm至小121.5mm£42-0.5-0.3mmCA6140专用工装12热处理淬火5864HRC13热处理冰冷处理14热处理回火15磨用专用偏心工装装夹工件小121.

17、5mm外圆处,按590-0.05mnrt孔找正,磨内孔至图样尺寸小60+00.043mmM2110A专用工装16钳修锂键槽中氧化皮17磨以小60+0°.043mnrt孔、键槽及另f位装夹工件.磨小120+0.043+0.02mmS图样尺寸,并靠磨此端外端面,保证偏心盘的厚度40mm为41mm并保证总长度91mmM1432A】专用工装18磨掉头,以小60+00.043mnrt孔、键槽及另fM1432A位装夹工件.磨另一端小120+°.043+0.02mm至图样尺寸,并靠磨右端面,保证总长90mm专用工装19磨以小60+00.°43mnrt孔、键槽及另一端面定位装夹工

18、件.靠磨小1000-0.05mm至图样尺寸,并靠磨两侧面保证尺寸40mmM1432A专用工装20检验按图样要求检查各尺寸和精度21入库入库七确定切削用量及根本工时粗车端面和内孔粗车偏心套端面步骤如下是：确定背吃刀量：端面单边总余量3mm一次走刀加工ap=2.0mm确定进给量f:根据表查得f=0.60.9mm/r；根据机床的横向进给量,取f=0.8mm/r.确定切削速度：V=(CW601-mxTmxapxvxfyv)XKvKV=KmvXKtvXKkrvXKsvXKtvXKkv其中Kv=1.0.Kkrv=0.81,KSv=0.8,Krv=1.0,Kv=1.24,Kmv=0.637/(Tb=0.63

19、7/0.735=0.87根据表查得Cv=235,xv=0.15,yv=0.35,m=0.20,刀具寿命选T=60min,故v=72.2m/min确定机床主轴转速n：ns=1000v/Ttd-1000X72.2/(3.14X45)=5.38r/s(323r/min)根据表查得相近较小的机床转速为n=160r/min,所以实际切削速度V=nWXdwx兀/1000=370X96x3.14/1000=111.53r/min(1.86r/s)辅助时间：查表得,装夹工件时间为0.8min,启动机床为0.02min计算根本时间：端面车刀选用主偏角背吃刀量查表得取批量生产,启动切削液的时间为0.05min,共

20、计T=1.37min.粗车内孔确定背吃到量：总加工余量为3.0mm一次走刀加工,ap=2.5mm.确定进给量f:根据表5-102查得f=0.60.9mm/r；根据机床的纵向进给量,取f=0.81mm/r.确定切削速度:V=(CW6Q1-mxTmxapxvxfyv)XKvKV=KmvXKtvXKkrvXKsvXKtvXKkv其中Kv=1.0,Kkv=0.81,Ksv=0.8,Ktv=1.0,Kv=1.24,Kmv=0.637/(Tb=0.637/0.735=0.87根据表查得Cv=235,m=0.20,xv=0.15,yv=0.45,刀具寿命T=60min,故v=55.98m/min确定机床主轴

21、转速n：ns=1000v/：tdw=1000X1.623/(3.14X45)=5.38r/s(323r/min)根据表查得相近较小的机床转速为n=320r/min,所以实际切削速度V=nXdwx兀/1000=370X96X3.14/1000=111.53r/min=54.26m/min计算根本时间：切削加工长度L=91mm内孔车刀选用主偏角Kr=75,背吃刀量ap=2.5mm查表得,取=3mm=(35)mm=(35)mm=0.39min辅助时间：查表得,换刀时间为0.5min,切削液的开启时间为0.05min,测量尺寸时间为0.5min,共计=1.05min.精车端面确定背吃刀量,端面单边剩余

22、余量为1mm二次走刀加工,ap=1.0mm.确定进给量f:根据表查得f=0.60.9mm查表5-5得f=0.61mm/r.确定切削速度：V=(CW601-mxTmxapxvxfyv)XKv式中Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,0.20Kv=KmvxKtvXKkrvXKsvxKtvXKKv其中Kv=1.0,Kkrv=0.81,Ksv=0.8,Krv=1.0,Kv=1.24,0.637/bKv=0.637/0.735=0.87所以v=77.47m/min机床主轴转速n:ns=1000v/Ttdw=1000X1.623/(3.14X45)=5.38r/s(323r/min)根据表查得相近较小的机床转速为n=250r/min,所以实际切削速度V=n由dwx兀/1000=370X96X3.14/1000=111.53r/min(1.86r/s)=71.44m/min.计算根本时间：切削长度L=91/