前言
毕业设计是大学教育的最后一个重要教学环节,其目的是使我们把三年来所学知识综合应用的基本训练。通过计算机绘制设计零件图、工艺过程编制和夹具设计,使我们在下述各方面得到了训练:
(1)能综合运用机械制造工艺学的基本理论,正确地分析和解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线合理拟定等问题。从优质、高效、低耗即在保证零件质量的前提下,尽量提高生产效率,降低生产消耗,这三个基本原则来保证零件的制造质量、生产率和经济性,以达到零件加工工艺路线的最佳方案编制。
(2)通过机床夹具的设计,进一步培养我们的结构设计能力和制图能力,以及了解了机床设备结构、相关特点、加工适用范围等问题。
(3)通过整个毕业设计过程,我们学会了调查研究、收集技术资料的方法,并能较熟练地使用有关的手册,查阅图表资料及技术参考书。
(4)通过计算机绘图的锻炼,我们掌握了计算机绘图的操作能力及绘图能力。
在接到毕业设计任务书之后,经过认真细致地调查研究和收集资料,对毕业设计题目的目的、内容和要求及进行的步骤方法有了全面了解。表现为:(1)零件工作图;(2)产品验收的质量标准;(3)生产条件;(4)有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。接着确定零件的生产类型,分析零件的结构工艺性。开始对零件机械加工工艺规程设计(1)绘制零件图,分析其作用和技术要求;(2)分析零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度及表面粗糙度,找出设计基准;(3)选择定位基准;(4)拟定工艺路线(主要是工序内容、数目和顺序);(5)确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差;(6)选择各工序所用的加工设备、刀具、夹具等;(7)计算切削用量;(8)填写工序卡片。
这次设计要求我们在设计过程中必须认真、仔细,否则将会出现不应有的错误,造成设计的失败。
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一、零件的结构设计特点
1.1 结构分析
本零件的主要特点是承担轴承的支撑,轴承由圆锥滚子轴承及圆柱轴承。上
0.028述两轴承的特点是起传动作用。所以,我所设计的零件尺寸?140??0.068mm和0.024?110??0.059mm是最为关键的。它是上述轴承相配合的主要尺寸。当然,其轴向定
位尺寸φ30 及47 的尺寸也同等重要。其左右两个端面分别于其它零部件相配合,端面要求垂直度要求较高。零件在设计时考虑到对轴承要进行润滑这一点,于是,专门设计如零件圆方形孔及斜孔,以便随时对轴承去要润滑作用 。为达到进出油通畅及分别润滑至轴承部位,所以设计时特设一个宽为5mm的筋板隔离和润滑介质,以起到分别润滑上述两轴承的作用。
在图示位置中的左端面,设有4个M10的螺纹孔,它是为了便于同后桥中的零部件相配合。螺纹设计是以国标中的三角形螺纹为主体并充分考虑到与此相配合的相关零件的相关尺寸。而且在设计螺纹孔有一个半孔,所以特别在设计时加有一个成“耳朵”型的焊接件与设计零件外轮廓连成一体,形成一个具有完整的螺纹孔。我考虑到,零件在设计时结构复杂等特点,所以采用铸造的加工方法来完成零件的主体制造。其次,又考虑到其特殊恶劣的工作环境下,加筋板以提高它的刚性、耐冲击性等。改变了原结构的设计特点,提高了其使用寿命,降低了成本。
1.2 生产类型的确定
生产类型对零件工艺过程有重要的影响,在着手编制零件工艺之前,必须先确定其生产类型。
1.2.1、确定生产类型的依据——生产纲领
确定生产类型的主要依据是零件的年生产纲领,即包括备品率和废品率在内的年产量。可按下式计算:
N?Q?n?1??%??%?
式中:N——零件的生产纲领(件/年) Q——产品的年生产量(台/年)
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n——每台产品中,该零件的数量(件/台) ?%——备品率 ?% ——废品率
Q?10000(台/年)n?2(件/台)?%?5%?%?3%?N?10000?2??1?5%?3%??21600?件/年?
零件生产量为21600件/年,属大批量生产类型。 1.2.2、生产类型的确定
根据零件的生产纲领,该零件属于轻型零件,所以为大批量生产类型。 大批量生产类型的工艺特征是每台设备常年生产某一种零件的某一工序,产品改型后原来的生产设备很难改装,生产组织常采用流水线或自动生产线,广泛采用高生产率的专用机床、组合机床、半自动或自动机床和自动生产线、复合刀具、成形刀具专用高效率量具或自动化量具,高效率专用夹具,工件在已调好的机床上加工,对毛坯要求高精度、余量小、大量采精铸件、模锻件、冲压件等,有详细的工艺文件,每道工序都有工序调整卡。
1.3 零件的功能分析
1.3.1、零件的功用及其工作条件
主动齿轮轴承座是汽车驱动桥的一个组成零件,它位于后桥壳的前端,用来支承主减速器的主动锥齿轮轴,主减速器是用来降低转速,增大传至车轮的输出扭矩,以保证汽车在平坦良好的道路上具有足够的驱动力和适当的速度,还用来改变扭矩方向。为了使齿轮啮合传动时冲击和噪音较小,使齿轮沿其长度方向磨损比较均匀,必须保证主动和从动圆锥齿轮有正确的相对位置。否则,齿轮只在部分长度上啮合传动,使轮齿受载恶化。为此,在结构上要使主动和从动圆锥齿轮有足够的支承刚度使其在啮合传动中不致产生较大的变形而影响正常啮合,主动锥齿轮轴的圆锥滚子轴承装配的预紧度决定于轴承内外圈的轴向相对位置。若过紧则传动效率低且加速轴承的磨损;太松则引起主动齿轮偏转晃动,破坏齿轮
0.028?0.024的正常啮合,轴承内会产生冲击。所以该零件的孔?140??0.068和?110?0.059是与轴承
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外圈相配合的,要求精度高。 1.3.2 零件的工艺性分析
从零件图上可看出,它的加工部位可分为:
0.0281.?140??0.068mm孔,包括倒角1.5×45°。 0.0242.?110??0.059mm孔,包括倒角1.5×45°。
3.7-?13mm孔。 4.?12mm斜向孔。 5.4-M10mm螺纹孔。 以上各部分的要求为:
0.028?0.0241. ?140??0.068mm和?110?0.059mm孔,表面粗糙度
,孔底表面粗糙度为
,
0.024?0.028?110?二孔同轴度公差为?0.06mm,?0.059mm的左端底面对?140?0.068mm中心线的垂直0.024?0.028度要求为0.1,?110??0.059mm的右端底面对?140?0.068mm的中心线的垂直度要求为
0.04,由工艺来保证。
2. 7-?13mm孔其本身孔的位置度公差为0.15。
4.?12径向斜向孔表面粗糙度为
。
5.4-M10mm螺纹孔其本身孔的位置度公差为0.15。。
0.028由以上分析可知:对于?140?可先选?0.068与外圆柱表面这两个重要表面来说,
择其一进行加工,然后再以加工过的表面为基准加工另一表面,保证它的位置精度及其他要求。 1.3.3 零件毛坯的选择
工艺设计时,毛坯的选择是指确定毛坯的种类,制造方法以及余量确定后的毛坯形状尺寸。
选择铸件毛坯,考虑到零件生产纲领比较大,应采取精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。所以,采用砂型铸造的毛坯制造方法。
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二、 零 件 的 材 料 机 械 性 能 及
各 符 号 的 意 义
2.1 材料选择概述
2.1.1 材料的金相组织及特点。
在设计完成此零件后,考虑到了零件形状比较复杂,所以在材料的选择上,尽量想采用铸造这一技术。铸造即可以把我设计零件的主要外型制造出来,而且减少了机加工序,大批量生产时,提高了生产率、降低了成本。
查阅相关铸造材料手册后,决定采用可锻铸铁。
可锻铸铁是白口铸铁通过高温石墨化退火或氧化脱碳热处理,改变其金相组织或成分而获得的具有较高韧性铸铁。由于铸铁中石墨呈团絮状分布,故大大削弱了石墨对基体的割裂作用。与灰口铸铁相比,可锻铸铁具有较高的强度和一定的塑性和韧性。可锻铸铁又称为展性铸铁或玛钢,但实际上可锻铸铁并不能锻造。
可锻铸铁按化学成分、石墨化退火条件和热处理工艺不同,可分为黑心可锻铸铁(包括珠光体可锻铸铁)、白心可锻铸铁两类。当前广泛采用的是黑心可锻铸铁。
2.1.2 材料的定义。
将白口铸件毛坯在中性介质中经高温石墨化退火而获得的铸铁件,若金相组织为铁素体基体上分布着团絮状石墨,其断口由于石墨大量析出而使心部颜色为暗黑色,表层因部分脱碳而呈白亮色的,称为黑心可锻铸铁。若金相组织为珠光体基体上分布团絮状石墨,则称为珠光体可锻铸铁。因其断口呈灰色,习惯上也将其称为黑心可锻铸铁 2.1.3 所选材料的适用范围。
可锻铸铁通常用于制造形状复杂,要求承受冲击的薄壁铸件。若用其它类的铸钢或铸铁,则其铸造性不好,而且要完成我设计的零件又十分困难。
2.2 所选材料的具体代号、名称及国标代号如下:
KTH350-10(GB9440-88)
2.3 所选材料的性能优点如下:
切削性能良好,优于灰铸铁和易切削钢,耐蚀性比珠光体可锻铸铁好,
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