備胎架左固定銷軸設(shè)計說明書.doc

湖北汽車工業(yè)學(xué)院科技學(xué)院助理工程師設(shè)計湖北汽車工業(yè)學(xué)院科技學(xué)院助理工程師課題設(shè)計說明書課題名稱備胎架左固定銷軸加工工藝設(shè)計說明書專 業(yè)機械設(shè)計制造及自動化(中德雙元制)班 級kt1113-5姓 名李恩雄學(xué) 號20119130427 指導(dǎo)教師姓名楊家林2014年1月10日湖北汽車工業(yè)學(xué)院科技學(xué)院東校區(qū)目錄1. 零件圖分析11.1分析零件的作用11.2關(guān)鍵技術(shù)問題11.3分析零件結(jié)構(gòu)的工藝性22. 選擇毛坯32.1毛坯的確定32.1.1材料的選擇32.1.2毛坯的選擇32.2毛坯圖33. 擬定工藝路線43.1選擇定位基準(zhǔn)43.2零件表面加工方法43.3初步擬定加工工藝路線43.4分析并確定加工工藝路線53.5選擇確定的工藝裝備53.5.1選擇機床53.5.2選擇夾具53.5.3選擇量具54. 機械加工工序設(shè)計64.1確定加工余量64.2確定各工序切削用量及工時64.3確定工時定額105. 致謝116. 參考文獻111. 零件圖分析1.1分析零件的作用備胎架左固定銷軸是用來與鎖緊裝置及其他零件配合鎖緊備胎架與其支座的裝置。在實際中應(yīng)用如下圖所示:圖1.1 備胎架鎖緊裝置特寫圖上圖所標(biāo)出的17號，為鎖緊裝置的各個零件，分別為:1. 備胎架左固定銷軸 2.備胎架左安裝支架上鎖緊支架 3.備胎架上橡膠固定塊4.備胎架左固定橡膠墊塊 5.備胎架左固定支座 6.六角開槽薄螺母 7.開口銷它們是連接備胎架與支座并起鎖緊作用的裝置。而備胎架左固定銷軸就是將上述所有零部件連接起來的零件。1.2關(guān)鍵技術(shù)問題圖1.2 備胎架左固定銷軸零件圖分析圖1.2可知該零件關(guān)鍵技術(shù)問題為：1. 保證兩端螺紋尺寸為m24x2，一端長度為50mm,另一端長度為40mm；2. 保證外形尺寸20mmx150mm；3. 上述兩個尺寸要求略小，保證鍍鋅后滿足尺寸要求；4. 保證孔尺寸4.2mm，孔位尺寸10mm；5. 零件表面鍍鋅處理zn10，按東風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)eqy-3；6. 零件表面粗糙度全部為r3.2m1.3分析零件結(jié)構(gòu)的工藝性 該零件為普通軸類零件，用來連接備胎架左鎖緊裝置的各個零件，與其他零件配合鎖緊備胎架與其支座，防止備胎架的移動，以方便備胎的更換，其粗糙度全部要求為ra3.2um，螺紋用來與備胎架左安裝支架上鎖緊支架和六角開槽薄螺母進行螺紋連接，以緊固備胎架和支架，銑的平面是為了與備胎架左固定支座配合防止銷軸轉(zhuǎn)動，能更快的擰緊六角螺母與鎖緊裝置；4.2mm的孔與開口銷配合，避免在使用過程中六角開槽薄螺母脫落。該軸主要承受拉力，還要承受一定的磨損，因此要求該工件心部具有一定的韌性和抗拉強度，外表要有一定的硬度。2. 選擇毛坯2.1毛坯的確定2.1.1材料的選擇 根據(jù)零件的用途即心部有韌性外表有一定的硬度，又因為是普通軸類零件，因此可選用碳含量適中的的中碳鋼，所以選用熱軋型45鋼作為毛坯。2.1.2毛坯的選擇該軸屬于中、小固定軸類，屬于普通軸類零件，所以選用熱軋型45鋼作為毛坯。鍍鋅后尺寸要求為24x150mm，根據(jù)機械制造手冊中表5-1，毛坯的尺寸公差為1-2.5mm為了加工方便并留有一定的切削余量，該零件毛坯應(yīng)選用27的圓鋼棒料，根據(jù)機械制造手冊中表5-22，制造毛坯時用鋸床切割，精度為3mm，所以切割時長度為153mm，即毛坯尺寸為27153mm。2.2毛坯圖圖2.1 備胎架左固定銷軸毛坯零件圖3. 擬定工藝路線3.1選擇定位基準(zhǔn)對于該軸表面的加工均利用外圓表面定位，對于軸向定位則使用被加工一端的相對段來定位以遵循“基準(zhǔn)重合”原則，當(dāng)?shù)纛^裝夾的時候使用相反的那段來定位。粗基準(zhǔn)采用圓鋼的毛坯外圓，采用三爪自定心卡盤裝夾圓鋼的毛坯外圓先車削外圓，然后加工一個端面并倒角；再以另一端外圓為基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤裝夾，然后車削外圓，車端面并倒角，以此保證兩端面平行。加工完畢后再加工螺紋，銑平面，鉆孔。3.2零件表面加工方法本零件的加工表面有外圓柱面，端面等，這里列舉端面來說明其加工方法。端面： 工件端面粗糙度為ra3.2m，圖上未標(biāo)注公差等級精度，故取精度等級為it8，能達此要求的加工經(jīng)濟精度的加工路線有：1、粗車精車（表面粗糙度：ra1.6-0.8）2、粗銑精銑（表面粗糙度：ra6.3-1.6）3、粗磨半精磨（表面粗糙度：ra1.3-3.2） 第二種方法較為復(fù)雜，此工件較為簡單不宜采用；第三種方法成本偏高，且效率較低，也不宜采用。第一種方法較易實現(xiàn)，且成本較低，故可以采用。3.3初步擬定加工工藝路線根據(jù)零件圖結(jié)合工序?qū)嶋H情況制訂了一下三種路線。方案一：工序10：下料，45圓鋼25152mm工序20：先車一端端面及外圓，去掉氧化皮，階梯軸尺寸分別為22.69650mm，24mm，并倒角；調(diào)頭，再車另一端端面及外圓，此端階梯軸尺寸分別為22.69640mm，24mm，倒角，并保證總長度150mm工序30：滾絲，保證兩端的螺紋m242工序40：銑外形，保證20150mm工序50：鉆孔，4.2mm；孔兩端倒角145工序60：檢查工序70：清洗工序80：鍍鋅zn10工序90：包裝入庫方案二：工序10：下料，45圓鋼25152mm工序20：先車一端端面及外圓，去掉氧化皮，階梯軸尺寸分別為22.69650mm，24mm，并倒角；調(diào)頭，再車另一端端面及外圓，此端階梯軸尺寸分別為22.69640mm，24mm，倒角，并保證總長度150mm工序30：套螺紋，保證兩端的螺紋m242工序40：銑外形，保證20150mm工序50：鉆孔，4.2mm；孔兩端倒角145工序60：檢查工序70：清洗工序80：鍍鋅zn10工序90：包裝入庫方案三:工序10：下料，45圓鋼25152mm工序20：先車一端端面及外圓，去掉氧化皮，階梯軸尺寸分別為22.69650mm，24mm，并倒角；調(diào)頭，再車另一端端面及外圓，此端階梯軸尺寸分別為22.69640mm，24mm，倒角，并保證總長度150mm工序30：銑外形，保證20150mm工序40：車兩端螺紋，m242工序50：鉆孔，4.2mm；孔兩端倒角145工序60：檢查工序70：清洗工序80：鍍鋅zn10工序90：包裝入庫3.4分析并確定加工工藝路線 以上三種加工工藝路線的區(qū)別在于方案一是先滾絲再銑平面后鉆孔，方案二是先鉆孔再挑絲后銑外形，方案三是先銑外形再在車螺紋后鉆孔。方案一與方案二對比，方案一用的滾絲來生產(chǎn)螺紋，而方案二而是套螺紋，套螺紋精度和滾絲相同，但套螺紋一般用在外圓要求較小的螺紋加工上，因此方案一較好，且生產(chǎn)效率高 ；方案一與方案三對比，方案三是銑完后再車螺紋，不易加工，且效率較低，因此方案一較優(yōu)；總體來說可選用方案一。3.5選擇確定的工藝裝備 由于該工件生產(chǎn)規(guī)模為大批量生產(chǎn)，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求，各工序用機床及工藝裝備確定如下：3.5.1選擇機床a、工序10是切割，采用lg1610x-1帶割機。 b、工序20是需要車床可采用數(shù)控車床來加工，可選用ck0640-數(shù)控車床 c、工序30是螺紋加工，可采用za28-125液壓滾絲機d、工序40是銑平面，由于是加工平面，選用普通的xa6132型銑床e、工序60是鉆孔，由于并無特殊要求，故選用常用z525立式鉆床3.5.2選擇夾具 本零件由于加工工序都是以外圓為主，所以開始時用采用三爪自定心卡盤裝夾采用三爪自定心卡盤裝夾；銑平面時用平口鉗；但打孔時，為了加快生產(chǎn)效率和便于打孔，可做專用夾具。3.5.3選擇量具 本零件測量外圓時，選用測量范圍為0150mm游標(biāo)卡尺即可；而在測量螺紋時可用環(huán)規(guī)來測量即可滿足要求。4. 機械加工工序設(shè)計4.1確定加工余量根據(jù)零件毛坯條件：材料45鋼，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。本設(shè)計采用查表修正來確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。各工序的計算尺寸如下：1、加工兩端面 加工的方法為：粗車精車表4.1工序名稱工序間余量/mm工序達到的公差等級工序尺寸/mm尺寸公差/mm毛坯2it181526.3粗車1.2it11150.80.25精車0.81it8149.990.063注：一般加工的尺寸精度要求高于圖紙要求，這樣產(chǎn)品合格率較高。2、加工螺紋 加工方法為：精車滾螺紋表4.2工序名稱工序間余量/mm工序達到的公差等級工序尺寸/mm尺寸公差/mm精車0.01it822.690.0333、銑外形 加工方法為：粗銑半精銑表4.3工序名稱工序間余量/mm工序達到的公差等級工序尺寸/mm尺寸公差/mm粗銑3it11210.13半精銑1.01it919.990.0524.2確定各工序切削用量及工時1、 工序20切削用量及工時確定1.1車端面a、b及外圓，如圖：刀具：刀片材yt15，刀桿為矩形刀桿，尺寸為16mm25mm，刀片厚度4.5mm。機床：ck0640-數(shù)控車床 確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的加工余量為2mm，即毛坯長度方向最大加工余量，所以可取mm，可以一次加工完成。 確定進給量：根據(jù)切削用量簡明手冊(第三版)(以下簡稱切削手冊)表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm25mm，以及工件直徑為24mm時0.3-0.4mm/r按數(shù)控車的操作說明,取 計算切削速度：按切削手冊表1.27，切削速度的計算公式為（根據(jù)切削手冊表1.9，壽命選t=60min）： 式中，。修正系數(shù)見切削手冊表1.28，即與工件材料有關(guān)，與毛坯表面狀態(tài)有關(guān)，與刀具材料有關(guān)，與車刀主偏角有關(guān)，與車刀壽命有關(guān)，與車削方式有關(guān)所以，確定機床主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)數(shù)控車床的操作守則取所以實際切削速度：車削過程切削力的計算： 公式中的系數(shù)及指數(shù)，見切削手冊表1.29，即， 修正系數(shù)見切削手冊表1.28即：與車刀壽命有關(guān)，與工件材料有關(guān)，與車刀前角有關(guān)所以，消耗功率：計算基本時間:為走刀長度，故基本時間為：車外圓所需時間：1.2倒角2-c2 倒角所需時間：取經(jīng)驗值 則工序20與工序25所需總工時為2、 工序30切削用量及工時確定滾螺紋： 如圖： 工時：據(jù)經(jīng)驗值得出3、 工序40切削用量及工時的確定 銑外形20x150mm 如圖： 已知銑削深度,銑削寬度,故，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀，故齒數(shù)z=6（表3.9）。 銑刀幾何形狀（表3.2），。1、決定銑削寬度 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則2、決定每齒進給量:根據(jù)xa6132型銑床說明書(見六、常用銑床的技術(shù)資料，表3.30)，其功率為7.5kw，下等系統(tǒng)剛度。根據(jù)3.3,，現(xiàn)取。3、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命，根據(jù)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.25mm，鑲齒銑刀(），刀具壽命t=180min(表3.8）4、決定切削速度和每分鐘進給量切削速度可根據(jù)表3.27中的公式計算，也可直接由表中查出。 根據(jù)表3.9，當(dāng)，時，。各修正系數(shù)：，故： 根據(jù)xa6132型銑床說明書，選擇，因此實際切削速度和每齒進給量為 5、檢聆機床功率根據(jù)表3.19，當(dāng)，時，。 切削功率的修正系數(shù)，故實際的切削功率為 根據(jù)xa6132型銑床說明書，機床主軸允許的功率為 故，因此所決定的切削用量可以采用，即， 6、計算工時： 式中，。根據(jù)表3.25，入切量及超切量，則，故工時為： 故本工序的工時為4、工序50切削用量及工時的確定4.1鉆4.2的孔工藝要求：孔徑d=4.2mm，通孔，用乳化液冷卻。如圖：機床：z525型立式鉆床（工藝手冊表4.2-14） 選擇鉆頭：直柄麻花鉆（gb1436-85），材料hss，其直徑為。鉆頭幾何形狀為（切削手冊表2.1及2.2），修磨棱帶及橫刃 確定進給量：根據(jù)切削手冊表2.7，當(dāng)鑄鐵的硬度hbs200，時，。由于本零件在加工4.2孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75（切削手冊表2.7），則根據(jù)z525機床說明書（切削手冊表2.35），現(xiàn)取。切削速度：根據(jù)切削手冊表2.13及表2.14，查得切削速度。所以 根據(jù)機床說明書（切削手冊表2.35），取，故實際切削速度為此工序工時為：（工藝手冊表6.2-5）4.2孔倒角2-1 倒角鉆速與鉆孔鉆速相同，,工時取經(jīng)驗值,故此工序所需工時為5、其他工序所需工時5.1工序10下料所需基本時間，取經(jīng)驗值5.3工序60檢查所需基本時間，取經(jīng)驗值5.4工序70清洗所需基本時間，取經(jīng)驗值5.5工序80鍍鋅所需基本時間，取經(jīng)驗值5.6工序90包裝所需基本時間，取經(jīng)驗值4.3確定工時定額 工時定額=基本時間（）+輔助時間（)+布置工作地時間（）+休息和生理需要時間（）+準(zhǔn)備與終結(jié)時間（）；(4.1) 根據(jù)選擇的機床具體參數(shù)可計算出每序單件時間定額，具體如下表所列：表4.4 工序工序名稱單件工時定額/min10下料0.120車端面并倒角0.34430加工螺紋0.1740銑外形2.7550鉆孔并倒角0.3560檢查0.470清洗0.1580鍍鋅290包裝入庫0.2 故單件工時為: 5. 致謝 通過上一次的實習(xí)答辯和本次的實習(xí)所學(xué)到的知識，使得本次設(shè)計說明說完成的較為順利。由于本次所做的零件為普通軸類零件很多資料較易找到，再根據(jù)工藝