备胎架左固定销轴设计说明书.doc

湖北汽车工业学院科技学院助理工程师设计湖北汽车工业学院科技学院助理工程师课题设计说明书课题名称备胎架左固定销轴加工工艺设计说明书专 业机械设计制造及自动化(中德双元制)班 级kt1113-5姓 名李恩雄学 号20119130427 指导教师姓名杨家林2014年1月10日湖北汽车工业学院科技学院东校区目录1. 零件图分析11.1分析零件的作用11.2关键技术问题11.3分析零件结构的工艺性22. 选择毛坯32.1毛坯的确定32.1.1材料的选择32.1.2毛坯的选择32.2毛坯图33. 拟定工艺路线43.1选择定位基准43.2零件表面加工方法43.3初步拟定加工工艺路线43.4分析并确定加工工艺路线53.5选择确定的工艺装备53.5.1选择机床53.5.2选择夹具53.5.3选择量具54. 机械加工工序设计64.1确定加工余量64.2确定各工序切削用量及工时64.3确定工时定额105. 致谢116. 参考文献111. 零件图分析1.1分析零件的作用备胎架左固定销轴是用来与锁紧装置及其他零件配合锁紧备胎架与其支座的装置。在实际中应用如下图所示:图1.1 备胎架锁紧装置特写图上图所标出的17号，为锁紧装置的各个零件，分别为:1. 备胎架左固定销轴 2.备胎架左安装支架上锁紧支架 3.备胎架上橡胶固定块4.备胎架左固定橡胶垫块 5.备胎架左固定支座 6.六角开槽薄螺母 7.开口销它们是连接备胎架与支座并起锁紧作用的装置。而备胎架左固定销轴就是将上述所有零部件连接起来的零件。1.2关键技术问题图1.2 备胎架左固定销轴零件图分析图1.2可知该零件关键技术问题为：1. 保证两端螺纹尺寸为m24x2，一端长度为50mm,另一端长度为40mm；2. 保证外形尺寸20mmx150mm；3. 上述两个尺寸要求略小，保证镀锌后满足尺寸要求；4. 保证孔尺寸4.2mm，孔位尺寸10mm；5. 零件表面镀锌处理zn10，按东风标准eqy-3；6. 零件表面粗糙度全部为r3.2m1.3分析零件结构的工艺性 该零件为普通轴类零件，用来连接备胎架左锁紧装置的各个零件，与其他零件配合锁紧备胎架与其支座，防止备胎架的移动，以方便备胎的更换，其粗糙度全部要求为ra3.2um，螺纹用来与备胎架左安装支架上锁紧支架和六角开槽薄螺母进行螺纹连接，以紧固备胎架和支架，铣的平面是为了与备胎架左固定支座配合防止销轴转动，能更快的拧紧六角螺母与锁紧装置；4.2mm的孔与开口销配合，避免在使用过程中六角开槽薄螺母脱落。该轴主要承受拉力，还要承受一定的磨损，因此要求该工件心部具有一定的韧性和抗拉强度，外表要有一定的硬度。2. 选择毛坯2.1毛坯的确定2.1.1材料的选择 根据零件的用途即心部有韧性外表有一定的硬度，又因为是普通轴类零件，因此可选用碳含量适中的的中碳钢，所以选用热轧型45钢作为毛坯。2.1.2毛坯的选择该轴属于中、小固定轴类，属于普通轴类零件，所以选用热轧型45钢作为毛坯。镀锌后尺寸要求为24x150mm，根据机械制造手册中表5-1，毛坯的尺寸公差为1-2.5mm为了加工方便并留有一定的切削余量，该零件毛坯应选用27的圆钢棒料，根据机械制造手册中表5-22，制造毛坯时用锯床切割，精度为3mm，所以切割时长度为153mm，即毛坯尺寸为27153mm。2.2毛坯图图2.1 备胎架左固定销轴毛坯零件图3. 拟定工艺路线3.1选择定位基准对于该轴表面的加工均利用外圆表面定位，对于轴向定位则使用被加工一端的相对段来定位以遵循“基准重合”原则，当掉头装夹的时候使用相反的那段来定位。粗基准采用圆钢的毛坯外圆，采用三爪自定心卡盘装夹圆钢的毛坯外圆先车削外圆，然后加工一个端面并倒角；再以另一端外圆为基准，用三爪自定心卡盘装夹，然后车削外圆，车端面并倒角，以此保证两端面平行。加工完毕后再加工螺纹，铣平面，钻孔。3.2零件表面加工方法本零件的加工表面有外圆柱面，端面等，这里列举端面来说明其加工方法。端面： 工件端面粗糙度为ra3.2m，图上未标注公差等级精度，故取精度等级为it8，能达此要求的加工经济精度的加工路线有：1、粗车精车（表面粗糙度：ra1.6-0.8）2、粗铣精铣（表面粗糙度：ra6.3-1.6）3、粗磨半精磨（表面粗糙度：ra1.3-3.2） 第二种方法较为复杂，此工件较为简单不宜采用；第三种方法成本偏高，且效率较低，也不宜采用。第一种方法较易实现，且成本较低，故可以采用。3.3初步拟定加工工艺路线根据零件图结合工序实际情况制订了一下三种路线。方案一：工序10：下料，45圆钢25152mm工序20：先车一端端面及外圆，去掉氧化皮，阶梯轴尺寸分别为22.69650mm，24mm，并倒角；调头，再车另一端端面及外圆，此端阶梯轴尺寸分别为22.69640mm，24mm，倒角，并保证总长度150mm工序30：滚丝，保证两端的螺纹m242工序40：铣外形，保证20150mm工序50：钻孔，4.2mm；孔两端倒角145工序60：检查工序70：清洗工序80：镀锌zn10工序90：包装入库方案二：工序10：下料，45圆钢25152mm工序20：先车一端端面及外圆，去掉氧化皮，阶梯轴尺寸分别为22.69650mm，24mm，并倒角；调头，再车另一端端面及外圆，此端阶梯轴尺寸分别为22.69640mm，24mm，倒角，并保证总长度150mm工序30：套螺纹，保证两端的螺纹m242工序40：铣外形，保证20150mm工序50：钻孔，4.2mm；孔两端倒角145工序60：检查工序70：清洗工序80：镀锌zn10工序90：包装入库方案三:工序10：下料，45圆钢25152mm工序20：先车一端端面及外圆，去掉氧化皮，阶梯轴尺寸分别为22.69650mm，24mm，并倒角；调头，再车另一端端面及外圆，此端阶梯轴尺寸分别为22.69640mm，24mm，倒角，并保证总长度150mm工序30：铣外形，保证20150mm工序40：车两端螺纹，m242工序50：钻孔，4.2mm；孔两端倒角145工序60：检查工序70：清洗工序80：镀锌zn10工序90：包装入库3.4分析并确定加工工艺路线 以上三种加工工艺路线的区别在于方案一是先滚丝再铣平面后钻孔，方案二是先钻孔再挑丝后铣外形，方案三是先铣外形再在车螺纹后钻孔。方案一与方案二对比，方案一用的滚丝来生产螺纹，而方案二而是套螺纹，套螺纹精度和滚丝相同，但套螺纹一般用在外圆要求较小的螺纹加工上，因此方案一较好，且生产效率高 ；方案一与方案三对比，方案三是铣完后再车螺纹，不易加工，且效率较低，因此方案一较优；总体来说可选用方案一。3.5选择确定的工艺装备 由于该工件生产规模为大批量生产，根据工件的结构特点和技术要求，各工序用机床及工艺装备确定如下：3.5.1选择机床a、工序10是切割，采用lg1610x-1带割机。 b、工序20是需要车床可采用数控车床来加工，可选用ck0640-数控车床 c、工序30是螺纹加工，可采用za28-125液压滚丝机d、工序40是铣平面，由于是加工平面，选用普通的xa6132型铣床e、工序60是钻孔，由于并无特殊要求，故选用常用z525立式钻床3.5.2选择夹具 本零件由于加工工序都是以外圆为主，所以开始时用采用三爪自定心卡盘装夹采用三爪自定心卡盘装夹；铣平面时用平口钳；但打孔时，为了加快生产效率和便于打孔，可做专用夹具。3.5.3选择量具 本零件测量外圆时，选用测量范围为0150mm游标卡尺即可；而在测量螺纹时可用环规来测量即可满足要求。4. 机械加工工序设计4.1确定加工余量根据零件毛坯条件：材料45钢，生产类型为大批量生产。本设计采用查表修正来确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。各工序的计算尺寸如下：1、加工两端面 加工的方法为：粗车精车表4.1工序名称工序间余量/mm工序达到的公差等级工序尺寸/mm尺寸公差/mm毛坯2it181526.3粗车1.2it11150.80.25精车0.81it8149.990.063注：一般加工的尺寸精度要求高于图纸要求，这样产品合格率较高。2、加工螺纹 加工方法为：精车滚螺纹表4.2工序名称工序间余量/mm工序达到的公差等级工序尺寸/mm尺寸公差/mm精车0.01it822.690.0333、铣外形 加工方法为：粗铣半精铣表4.3工序名称工序间余量/mm工序达到的公差等级工序尺寸/mm尺寸公差/mm粗铣3it11210.13半精铣1.01it919.990.0524.2确定各工序切削用量及工时1、 工序20切削用量及工时确定1.1车端面a、b及外圆，如图：刀具：刀片材yt15，刀杆为矩形刀杆，尺寸为16mm25mm，刀片厚度4.5mm。机床：ck0640-数控车床 确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为2mm，即毛坯长度方向最大加工余量，所以可取mm，可以一次加工完成。 确定进给量：根据切削用量简明手册(第三版)(以下简称切削手册)表1.4，当刀杆尺寸为16mm25mm，以及工件直径为24mm时0.3-0.4mm/r按数控车的操作说明,取 计算切削速度：按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（根据切削手册表1.9，寿命选t=60min）： 式中，。修正系数见切削手册表1.28，即与工件材料有关，与毛坯表面状态有关，与刀具材料有关，与车刀主偏角有关，与车刀寿命有关，与车削方式有关所以，确定机床主轴转速：根据数控车床的操作守则取所以实际切削速度：车削过程切削力的计算： 公式中的系数及指数，见切削手册表1.29，即， 修正系数见切削手册表1.28即：与车刀寿命有关，与工件材料有关，与车刀前角有关所以，消耗功率：计算基本时间:为走刀长度，故基本时间为：车外圆所需时间：1.2倒角2-c2 倒角所需时间：取经验值 则工序20与工序25所需总工时为2、 工序30切削用量及工时确定滚螺纹： 如图： 工时：据经验值得出3、 工序40切削用量及工时的确定 铣外形20x150mm 如图： 已知铣削深度,铣削宽度,故，由于采用标准镶齿圆柱铣刀，故齿数z=6（表3.9）。 铣刀几何形状（表3.2），。1、决定铣削宽度 由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则2、决定每齿进给量:根据xa6132型铣床说明书(见六、常用铣床的技术资料，表3.30)，其功率为7.5kw，下等系统刚度。根据3.3,，现取。3、选择铣刀磨钝标准及刀具寿命，根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.25mm，镶齿铣刀(），刀具寿命t=180min(表3.8）4、决定切削速度和每分钟进给量切削速度可根据表3.27中的公式计算，也可直接由表中查出。 根据表3.9，当，时，。各修正系数：，故： 根据xa6132型铣床说明书，选择，因此实际切削速度和每齿进给量为 5、检聆机床功率根据表3.19，当，时，。 切削功率的修正系数，故实际的切削功率为 根据xa6132型铣床说明书，机床主轴允许的功率为 故，因此所决定的切削用量可以采用，即， 6、计算工时： 式中，。根据表3.25，入切量及超切量，则，故工时为： 故本工序的工时为4、工序50切削用量及工时的确定4.1钻4.2的孔工艺要求：孔径d=4.2mm，通孔，用乳化液冷却。如图：机床：z525型立式钻床（工艺手册表4.2-14） 选择钻头：直柄麻花钻（gb1436-85），材料hss，其直径为。钻头几何形状为（切削手册表2.1及2.2），修磨棱带及横刃 确定进给量：根据切削手册表2.7，当铸铁的硬度hbs200，时，。由于本零件在加工4.2孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75（切削手册表2.7），则根据z525机床说明书（切削手册表2.35），现取。切削速度：根据切削手册表2.13及表2.14，查得切削速度。所以 根据机床说明书（切削手册表2.35），取，故实际切削速度为此工序工时为：（工艺手册表6.2-5）4.2孔倒角2-1 倒角钻速与钻孔钻速相同，,工时取经验值,故此工序所需工时为5、其他工序所需工时5.1工序10下料所需基本时间，取经验值5.3工序60检查所需基本时间，取经验值5.4工序70清洗所需基本时间，取经验值5.5工序80镀锌所需基本时间，取经验值5.6工序90包装所需基本时间，取经验值4.3确定工时定额 工时定额=基本时间（）+辅助时间（)+布置工作地时间（）+休息和生理需要时间（）+准备与终结时间（）；(4.1) 根据选择的机床具体参数可计算出每序单件时间定额，具体如下表所列：表4.4 工序工序名称单件工时定额/min10下料0.120车端面并倒角0.34430加工螺纹0.1740铣外形2.7550钻孔并倒角0.3560检查0.470清洗0.1580镀锌290包装入库0.2 故单件工时为: 5. 致谢 通过上一次的实习答辩和本次的实习所学到的知识，使得本次设计说明说完成的较为顺利。由于本次所做的零件为普通轴类零件很多资料较易找到，再根据工艺