CA6140轴套设计说明书

CA6140轴套工艺规程设计沈阳航空航天大学课程设计题目CA6140轴套工艺规程设计班级：学号：学生姓名：指导教师：CA6140轴套工艺规程设计目录前言…………………………………………………………1一、零件的分析……………………………………………21、零件的作用……………………………………………22、零件的工艺分析………………………………………23、零件的生产类型………………………………………2二、工艺规程设计…………………………………………31、毛坯的设计……………………………………………31.1、毛坯的种类…………………………………………31.2、选择毛坯……………………………………………31.3、毛坯锻件公差等级…………………………………31.4、毛坯锻件材质系数…………………………………31.5、毛坯锻件质量及复杂系数…………………………31.5.1、毛坯锻件质量估算………………………………31.5.2、毛坯复杂系数计算………………………………41.6、确定毛坯尺寸及加工余量…………………………41.6.1毛坯高度方向尺寸加工余量……………………51.6.2毛坯锻件圆角的选择………………………………51.6.3模锻斜度的选择……………………………………5２、定位基准的选择……………………………………52.1、粗基准的选择…………………………………………52.２、精基准的选择………………………………………6CA6140轴套工艺规程设计3、表面加工方法的确定……………………………………63.1、CA6140车床轴套表面加工方案………………………63.2工序安排原则……………………………………………73.3工序的拟定………………………………………………73.4加工余量、工序尺寸以及公差的确定…………………84、切削刀具的选择…………………………………………135、量具的选择………………………………………………146、机床的选择………………………………………………14三、专用夹具的设计………………………………………151、凸缘槽5H9工艺性要求…………………………………152、定位基准的选择……………………………………………173、定位误差的计算……………………………………………174、夹具尺寸确定及零件选取…………………………………185、非标准件的设计……………………………………………176、夹具操作方法………………………………………………18总结……………………………………………………………19参考文献………………………………………………………19CA6140轴套工艺规程设计-1-前言汽车制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术课、专业课以及实习之后进行的。这是让我们在毕业设计之前进行一个理论联系实际的训练，因此这次课程设计在我们的大学四年生活中占有重要作用。通过本次课程设计，我得到了得到下述各方面的锻炼：1能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定与换算等问题，保证零件的加工质量。2提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。3学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。加工工艺和夹具的设计无论是在国内还是在国外都占有十分重要的比重，正确的全理的加工工艺和合适的夹具的运用能够大降低劳动强度和提高生产效率，从而降低成本，特别是夹具正在向着半自动化和自动化发展。关键词：“定位”“工艺路线”“工艺尺寸”“夹具”CA6140轴套工艺规程设计-2-一、零件图的分析1、零件的作用题目所给的CA6140轴套是套在转轴上，在机器中可起支撑、定位、导向或保护轴的作用2、零件的工艺分析（1）以外圆Φ70mm端面的加工表面，粗糙度为3.2（2）以外圆Φ42mm端面的加工表面，粗糙度为6.3（3）以外圆Φ70mm凸缘端面的加工表面，粗糙度为1.6（4）Φ25mm孔与Φ31mm孔的接触面与凸缘端面的加工表面的平行度为误差0.05，Φ25mm孔壁粗糙度为1.6，Φ31mm孔壁粗糙度为3.2（5）以外圆Φ70mm凸缘端面与Φ25mm孔中心的跳动度为0.05（6）Φ45mm外圆与Φ25mm孔中心的跳动度为0.03，Φ45mm外圆壁面粗糙度为1.6（7）孔Φ8(+0.0360)中心距凸缘端面为74(+0.075-0.075)mm，孔壁粗糙度为1.6（8）外圆Φ70凸缘端面的槽口5(+0.0360)相对于Φ8中心线孔以及Φ25孔中心线的对称度为误差0.15，槽口壁面粗糙度为3.23、零件的生产类型由指导老师所给的任务，轴套的生产类型为中批生产。经过对零件加工表面的分析，我们可以先选出粗基准，加工出精基准所在的表面然后借助夹具对其他表面进行加工，保证位置精度。二、工艺规程设计1、毛坯的设计CA6140轴套工艺规程设计-3-１.１、毛坯的种类毛坯的种类主要有碳钢、合金钢、不锈钢与耐热钢、铸铁与黄铜、青铜、铝合金；在选择毛坯制造方法时首先考虑材料的工艺特性，如铸铁不能锻造，这类材料只能选择铸造；高碳钢的铸造性和焊接性都较差，一般选择锻造。１.２、选择毛坯零件材料４５钢，由于该轴套在工作过程中要承受冲击载荷，为增强轴套的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。该轴套的轮廓尺寸不大且生产类型为中批量生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻的方法来制造毛坯。毛坯的拔模斜度为７°1.3、毛坯锻件公差等级：由零件的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。1.4、毛坯锻件材质系数：由于车床轴套的材料选定为45钢，为最高含碳量小于0.65%的碳素钢或合金元素总含量小于3.0%的合金钢，材质系数为M1级。参考文献：《机械加工余量手册》P6下角，对于材质系数的定义。1.5、毛坯锻件质量及复杂系数：1.5.1、毛坯锻件质量估算：毛坯基本尺寸即：估算底座高度11mm，高度95mm，底座直径74mm，杆部直径49mm（尺寸约等便于估算体积）。由相关五金手册查得45刚密度ρ=7.85g/cm3，则锻件质量Mf=[π×（74/2）^2×11+π×（49/2）^2×（95-11）]×7.85×10^-6=1.64kg1.5.2、毛坯复杂系数计算：毛坯锻件形状复杂系数S，S=Mf/MN，MN为锻件外廓包容体重量。MN=π×（74/2）^2×95×7.85×10^（-6）=3.23kgCA6140轴套工艺规程设计-4-则S=1.64/3.23≈0.504,根据S值大小，锻件复杂系数分为4个等级：S1级（简单）：0.63＜S≤1S2级（一般）：0.32＜S≤0.63S3级（较复杂）：0.16＜S≤0.32S4级（复杂）：0＜S≤0.16则0.507在S2级别范围内，锻件复杂等级为S2级。１.6、确定毛坯尺寸及加工余量CA6140车床套锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量：单位：mm项目加工余量尺寸公差备注底座Φ701.5~2.0(+1.2-0.6)取2.0底座厚度4.51.5~2.0(+1.1-0.5)粗取2.0轴段Φ451.5~2.0(+1.0-0.5)取2.0锻件高度901.5~2.0(+1.4-0.6)粗取2.0模锻斜度：h/b=85.5/49=1.7参考文献得模锻斜度7°。经过调整后的毛坯尺寸为：Φ74mm，Φ49mm，95mm，11mm。外圆角半径R=4.0mm，内圆角半径R=10mm。参考文献：《机械加工工艺设计手册》，P120表2-10锤上模锻件余量和公差（10KN模锻锤）、P111表2-1模锻斜度、P122,123表2-11,2-12双面单面尺寸公差，P130表2-24模锻件的圆角半径。1.6.1毛坯高度方向尺寸加工余量调整：CA6140轴套工艺规程设计-5-由于加工工艺过程步骤的要求对底座高度4.5及锻件高度90的加工余量进行调整，大端面及凸缘端面要进行粗车、半精车以及精车（工作面），因此加工余量为，粗车1.6，半精车1.0，精车0.8（见后参考文献及分析），小端端面粗车1.2，半精车1.0，故锻件高度定为95mm，加工总余量5.0mm，底座高度定位11mm，加工总余量为6.5mm。1.6.2毛坯锻件圆角的选择：根据表模锻件的圆角半径，外圆角半径R=4.0mm，内圆角R=10.0mm。1.6.3模锻斜度的选择：根据参考文献表计算：h=90-4.5=85,5，h/b=85.5/49=1.7，查得α=7°2、定位基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。由零件图附图1可知，多数尺寸及形位公差都以车床套Φ70圆柱面外端面及Φ25H7孔为设计基准，因此必须首先将Φ70圆柱面外端面及Φ25H7孔加工好，为后续工序准备基准。2.1、粗基准的选择对于零件而言，按照有关粗基准的选用原则（当零件有不加工面时，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准），根据这个基准选择原则，现选取Φ45m6的外圆毛坯面作为粗基准，用三爪卡盘卡紧定位，可以消除,,,xzxz四个自由度。２.２精基准的选择根据基准重合原则，选取Φ25H7孔及及其已加工端面作为精基准。安排轴套Φ70圆CA6140轴套工艺规程设计-6-柱外端面作为精基准表面，安排在第一道工序进行加工，以便为后续工序定位创造条件，而且主要的粗、精加工要分开，次要的表面加工，如果不能和主要的表面的加工同时进行，应另行加工，并且有合适的定位基准；孔的加工应减少多次装夹的误差，提高精度。3、表面加工方法的确定3.1根据各表面加工要求和各种加工方法，以及达到的加工精度，确定各表面的加工方法如下表：CA6140车床轴套表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工方案大端端面IT86.3粗车—半精车小端端面IT86.3粗车—半精车凸缘端面IT61.6粗车—半精车—精车Φ42，Φ70外圆IT86.3粗车—半精车Φ45外圆IT61.6粗车—半精车—精车端面槽口，凸缘槽口IT83.2铣槽口Φ25孔IT71.6钻—粗镗—半精镗—精镗Φ31孔IT93.2钻—粗镗—半精镗Φ8孔，Φ10孔IT81.6钻—铰；锪孔CA6140轴套工艺规程设计-7-Φ7孔，Φ13锥形沉头孔IT96.3钻孔；锪孔3.2工序安排原则：1)对于形状复杂、尺寸较大的毛坯或尺寸偏差较大的毛坯，应首先安排划线工序，为精基准加工提供找正基准。2)按“先基面后其他”的顺序，首先加工精基准面。3)在重要表面加工前应对精基准进行修正。4)按“先主后次、先粗后精”的顺序，对精度要求较高的各主要表面进行粗加工、半精加工和精加工。5)对于与主要表面有位置精度要求的次要表面应安排在主要表面加工之后加工。6)对于易出现废品的工序精加工和光整加工可适当提前，一般情况主要表面的精加工和光整加工应放在最后阶段进行。3.3工序的拟定：CA16140轴套工艺路线工序号工序名称0锤锻毛坯5粗车外圆Φ70及大端面10粗车外圆Φ45小端面及凸缘15钻Φ25孔20中间检验25淬火调质CA6140轴套工艺规程设计-8-30半精车外圆Φ70及大端面35半精车外圆Φ45，Φ42，小端面及凸缘端面40精车外圆Φ4545粗镗Φ25，Φ31孔50半精镗Φ31孔，精镗Φ25孔55铣端面槽口60钻，铰Φ8孔65铣凸缘槽口70钻Φ7孔，锪Φ13孔75Φ8孔淬火80清洗85最终检验90油封3.4加工余量、工序尺寸以及公差的确定：3.4.1粗车外圆Φ70及大端面高度方向尺寸9.3(0-0.15)，粗车余量Z1=1.7mm（毛坯底座高度11mm）径向尺寸Φ71.5(0-0.3),粗车余量Z2=2.5mm(毛坯底座Φ74mm)参考文献《实用机械加工工艺手册》P907表9-29端面第一次粗车加工