2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  《汽車制造工藝學(xué)》課程設(shè)計(jì)</p><p>  題 目CA6140主軸加工工藝規(guī)程 </p><p>  學(xué) 院 </p><p>  專 業(yè) </p><p>  年 級(jí) </p><p>  學(xué) 號(hào) </p><p>

2、  姓 名 </p><p><b>  指 導(dǎo) 教 師 </b></p><p>  成 績(jī) </p><p><b>  目 錄</b></p><p>  1審查零件圖樣的完整性及零件的工藝性 …………………………1</p><p>  2毛

3、坯制造 …………………………………………………………………1</p><p>  2.1毛坯的選擇及制造方法 ………………………………………………1</p><p>  2.2毛坯尺寸的確定 ………………………………………………………1</p><p>  3定位基準(zhǔn)(面)的選擇 ………………………………………………2</p><p>  3

4、.1粗基準(zhǔn)的選擇 …………………………………………………………2</p><p>  3.2精基準(zhǔn)的選擇 …………………………………………………………2</p><p>  4工件表面加工方法選擇和工藝路線制定 …………………………3</p><p>  4.1加工方法的分析 ………………………………………………………3</p><p>  

5、4.1.1加工階段的劃分………………………………………………………3</p><p>  4.1.2加工順序的安排和工序的確定 ………………………………………3</p><p>  4.1.3工藝路線的確定………………………………………………………5</p><p>  5工序具體內(nèi)容的確定……………………………………………………7</p><

6、p>  5.1確定工序尺寸 …………………………………………………………7</p><p>  5.2加工設(shè)備與工藝裝備的選擇 …………………………………………8</p><p>  5.2.1機(jī)床選擇 ……………………………………………………………8</p><p>  5.2.2夾具選取 ……………………………………………………………9</p>

7、<p>  5.2.3刀具選擇 ……………………………………………………………9</p><p>  5.2.4量檢具選擇 …………………………………………………………9</p><p>  5.3切削用量及基本工時(shí)的確定…………………………………………10</p><p>  5.3.1刀具幾何形狀確定 …………………………………………………10&l

8、t;/p><p>  5.3.2切削用量確定 ………………………………………………………10</p><p>  5.3.3切削速度確定 ………………………………………………………11</p><p>  5.3.4檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率…………………………………………………12</p><p>  5.3.5基本工時(shí)的計(jì)算 ……………………………

9、………………………12</p><p>  1審查零件圖樣的完整性及零件的工藝性</p><p>  通過(guò)對(duì)圖樣的仔細(xì)審查可知該零件屬于軸類零件,并且視圖完整、正確、尺寸、公差及技術(shù)要求合理、齊全,各表面加工工藝成熟,沒(méi)有特殊要求,不存在加工困難。</p><p><b>  2毛坯制造</b></p><p>  2.

10、1毛坯的選擇及制造方法</p><p>  從該零件的使用場(chǎng)合來(lái)看,是車床的一個(gè)傳動(dòng)零件,在使用過(guò)程中要承受一定的沖擊力和傳遞較大的扭矩,因此,要求主軸必須具有一定的強(qiáng)度和沖擊韌性。從零件外廓尺寸分析,該軸所用材料為45鋼,進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)而成。由于整個(gè)零件尺寸較大,小批量或單件生產(chǎn)時(shí)宜采用自由鍛成形方式,但該零件屬于成批生產(chǎn),如果仍然采用自由鍛方式,將不利于生產(chǎn)效率的提高,因此采用模鍛成形方式。另外,該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

11、單,在毛坯制作時(shí),考慮到毛坯形狀與零件尺寸較為接近,制作成臺(tái)階形,其中孔由于軸向尺寸較大,徑向尺寸相對(duì)較小,因此可以采用鉆削的方式形成。</p><p>  2.2毛坯尺寸的確定</p><p>  通過(guò)對(duì)主軸空套齒輪軸頸的觀察分析,可知空套齒輪軸頸是和齒輪孔相配合的表面,對(duì)支承軸頸應(yīng)有一定的同軸度要求,否則會(huì)引起主軸傳動(dòng)齒輪嚙合不良。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速很高時(shí),還會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,使工件外圓產(chǎn)生振

12、紋,尤其在精車時(shí),這種影響更為明顯。在本零件中,空套齒輪軸頸對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)允差為0.015mm。</p><p>  通過(guò)對(duì)螺紋的觀察分析,可知主軸上螺紋的精度要求是用于限制壓緊螺母端面跳動(dòng)量的,如果壓緊螺母端面跳動(dòng)量過(guò)大,在壓緊滾動(dòng)軸承的過(guò)程中,會(huì)造成軸承內(nèi)環(huán)軸心線的傾斜,引起主軸的徑向跳動(dòng)(在一定條件下,甚至?xí)怪鬏S產(chǎn)生彎曲變形),不但影響加工精度,而且影響到軸承的使用壽命。因此主軸螺紋的精度一般為6

13、h;其軸心線與支承軸頸軸心線A-B的同軸度允差為0.025mm,檸在主軸螺紋上的螺母支承端面圓跳動(dòng)允差在50mm半徑上為0.025mm。</p><p>  通過(guò)對(duì)主軸各表面的觀察分析,可知該零件支承軸頸表面、工作表面及其它配合表面都受到不同程度的摩擦作用。在滑動(dòng)軸承配合中,軸頸與軸瓦發(fā)生摩擦,要求軸頸表面有較高的耐磨性。在采用滾動(dòng)軸承時(shí),摩擦轉(zhuǎn)移給軸承環(huán)和 滾動(dòng)體,軸頸可以不要求很高的耐磨性,但仍然要求適當(dāng)提高

14、其硬度,以改善其裝配工藝性和裝配精度。定心表面(內(nèi)外錐面、圓柱面、法蘭圓錐等)因相配件(頂尖、卡盤等)需經(jīng)常拆卸,易碰傷,拉毛表面,影響接觸精度,所以也必須有一定的耐磨性。當(dāng)表面硬度在HRC45以上時(shí),拉毛現(xiàn)象可大大改善。主軸表面的粗糙度Ra值在0.0008-0.0002mm之間。</p><p>  綜上所述,可將毛坯尺寸確定為零件設(shè)計(jì)尺寸加上所查取的加工余量。</p><p>  3定

15、位基準(zhǔn)(面)的選擇</p><p><b>  3.1粗基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>  中心孔在以后的加工中將作為精基準(zhǔn)使用,所以先對(duì)其進(jìn)行加工,此時(shí)可用主軸圓柱面作為粗基準(zhǔn)。</p><p><b>  3.2精基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>  該主軸零件為帶深孔的軸類零件,中孔是設(shè)

16、計(jì)基準(zhǔn),同時(shí)也是測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn),遵循“基準(zhǔn)重合”原則,可避免因基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差,因此可以根據(jù)不同工序的加工內(nèi)容,選取中心孔及其它基準(zhǔn)(面)為精基準(zhǔn)。除了中心孔以外,加工過(guò)程中還會(huì)涉及到零件兩端面及圓柱面等基準(zhǔn)(面),因此可以在中心孔的基礎(chǔ)上以其為精基準(zhǔn)車兩端面和圓柱面等,并以此為精基準(zhǔn)。</p><p>  4工件表面加工方法選擇和工藝路線制定</p><p>  4.1加工方法的

17、分析</p><p>  4.1.1加工階段的劃分</p><p>  主軸加工過(guò)程中的各加工工序和熱處理工序均會(huì)不同程度地產(chǎn)生加工誤差和應(yīng)力,因此要?jiǎng)澐旨庸るA段。主軸加工基本上劃分為下列三個(gè)階段。</p><p><b> ?。?)、粗加工階段</b></p><p>  1)毛坯處理 毛坯備料、鍛造和正火</p

18、><p>  2)粗加工 鋸去多余部分,銑端面、鉆中心孔和荒車外圓等</p><p> ?。?)、半精加工階段</p><p>  1)半精加工前熱處理 對(duì)于45鋼一般采用調(diào)質(zhì)處理以達(dá)到220~240HBS。 </p><p>  2)半精加工 車工藝錐面(定位錐孔) 半精車外圓端面和鉆深孔等。</p><p><b

19、>  (3)、精加工階段</b></p><p>  1)精加工前熱處理 局部高頻淬火</p><p>  2)精加工前各種加工 粗磨定位錐面、粗磨外圓、銑鍵槽和花鍵槽,以及車螺紋等。</p><p>  3)精加工 精磨外圓和內(nèi)外錐面以保證主軸最重要表面的精度。</p><p>  4.1.2加工順序的安排和工序的確定&l

20、t;/p><p>  1.加工順序方案確定</p><p>  具有空心和內(nèi)錐特點(diǎn)的軸類零件,在考慮支承軸頸、一般軸頸和內(nèi)錐等主要表面的加工順序時(shí),可有以下幾種方案。</p><p> ?。?)外表面粗加工→鉆深孔→外表面精加工→錐孔粗加工→錐孔精加工;</p><p> ?。?) 外表面粗加工→鉆深孔→錐孔粗加工→錐孔精加工→外表面精加工;&l

21、t;/p><p> ?。?)外表面粗加工→鉆深孔→錐孔粗加工→外表面精加工→錐孔精加工。</p><p>  針對(duì)CA6140車床主軸的加工順序來(lái)說(shuō),可作這樣的分析比較:</p><p>  第一方案:在錐孔粗加工時(shí),由于要用已精加工過(guò)的外圓表面作精基準(zhǔn)面,會(huì)破壞外圓表面的精度和粗糙度,所以此方案不宜采用。</p><p>  第二方案:在精加工

22、外圓表面時(shí),還要再插上錐堵,這樣會(huì)破壞錐孔精度。另外,在加工錐孔時(shí)不可避免地會(huì)有加工誤差(錐孔的磨削條件比外圓磨削條件差人 加上錐堵本身的誤差等就會(huì)造成外圓表面和內(nèi)錐面的不同軸,故此方案也不宜采用。</p><p>  第三方案:在錐孔精加工時(shí),雖然也要用已精加工過(guò)的外圓表面作為精基準(zhǔn)面;但由于錐面精加工的加工余量已很小,磨削力不大;同時(shí)錐孔的精加工已處于軸加工的最終階段,對(duì)外圓表面的精度影響不大;加上這一方案的

23、加工順序,可以采用外圓表面和錐孔互為基準(zhǔn),交替使用,能逐步提高同軸度。</p><p>  經(jīng)過(guò)上述比較可知,象CA6140主軸這類的軸件加工順序,以第三方案為佳。</p><p>  通過(guò)方案的分析比較也可看出,軸類零件各表面先后加工順序,在很大程度上與定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換有關(guān)。當(dāng)零件加工用的粗、精基準(zhǔn)選定后,加工順序就大致可以確定了。因?yàn)楦麟A段開(kāi)始總是先加工定位基準(zhǔn)面,即先行工序必須為后面的

24、工序準(zhǔn)備好所用的定位基準(zhǔn)。例如CA6140主軸工藝過(guò)程,一開(kāi)始就銑端面打中心孔。這是為粗車和半精車外圓準(zhǔn)備定位基準(zhǔn);半精車外圓又為深孔加工準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn);半精車外圓也為前后的錐孔加工準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)。反過(guò)來(lái),前后錐孔裝上錐堵后的頂尖孔,又為此后的半精加工和精加工外圓準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn);而最后磨錐孔的定位基準(zhǔn)則又是上工序磨好的軸頸表面。</p><p><b>  2.工序確定</b></p&

25、gt;<p>  工序的確定要按加工順序進(jìn)行,應(yīng)當(dāng)掌握兩個(gè)原則:</p><p>  (1) 工序中的定位基準(zhǔn)面要安排在該工序之前加工。例如,深孔加工所以安排在外圓表面粗車之后,是為了要有較精確的軸頸作為定位基準(zhǔn)面,以保證深孔加工時(shí)壁厚均勻。</p><p> ?。?)對(duì)各表面的加工要粗、精分開(kāi),先粗后精,多次加工,以逐步提高其精度和粗糙度。主要表面的精加工應(yīng)安排在最后。&l

26、t;/p><p>  為了改善金屬組織和加工性能而安排的熱處理工序,如退火、正火等,一般應(yīng)安排在機(jī)械加工之前。</p><p>  為了提高零件的機(jī)械性能和消除內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序,如調(diào)質(zhì)、時(shí)效處理等,一般應(yīng)安排在粗加工之后,精加工之前。</p><p>  4.1.3工藝路線的確定</p><p>  該主軸零件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,其中涉及到了外

27、圓、端面、孔、錐孔、花鍵、鍵槽等加工,據(jù)此,考慮加工的方便與精確度等因素,制定出表1所示加工方法和工藝路線:</p><p><b>  表1:</b></p><p>  5工序具體內(nèi)容的確定</p><p><b>  5.1確定工序尺寸</b></p><p>  由于本主軸零件中多次加工的表

28、面,如各內(nèi)、外圓柱面、端面等使用的工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合,因此各工序尺寸只與加工余量有關(guān),即各表面工序尺寸只須在設(shè)計(jì)尺寸基礎(chǔ)上累計(jì)加上加工余量即可。具體尺寸參見(jiàn)表2所示:</p><p><b>  表2:</b></p><p>  5.2加工設(shè)備與工藝裝備的選擇</p><p><b>  5.2.1機(jī)床選擇&

29、lt;/b></p><p>  從整個(gè)主軸零件的加工工藝過(guò)程分析可知其加工內(nèi)容主要是粗車、半精車、精車、粗磨、半精磨及精磨等,各工序加工內(nèi)容不多,零件外廓尺寸不是太大,精度要求除不是很高,因此多數(shù)情況下可以選用常用的C620-1型臥式機(jī)床,具體選擇如下:</p><p>  工序4鉆中心孔可采用中心孔機(jī)床;</p><p>  工序5、7、8、10、11、1

30、9由于加工精度要求不是很高,所以采用CA6140型臥式車床;</p><p>  工序14由于是精車,加工精度要求較高,所以采用較為精密的C616A型車床;</p><p>  工序9、12工序內(nèi)容是鉆孔,所以可以采用深孔鉆床和Z55型鉆床;</p><p>  工序15、16、21加工內(nèi)容是粗磨,所以分別采用外圓磨床、內(nèi)圓磨床M2120、專用組合磨床;</p

31、><p>  工序20、22、23均為精磨,加工精度要求較高,所以分別采用外圓磨床、專用組合磨床、專用主軸錐孔磨床;</p><p>  工序17、18工序內(nèi)容為粗銑和精銑花鍵和鍵槽,所以分別采用半自動(dòng)花鍵軸銑床和X25型銑床。</p><p><b>  5.2.2夾具選取</b></p><p>  由于本零件為長(zhǎng)軸類零

32、件,加工工序內(nèi)容又主要是車、銑、鉆、磨,因此夾具主要采用三爪自定心卡盤</p><p><b>  5.2.3刀具選擇</b></p><p>  在CA6140型臥式車床和C616A型車床上加工時(shí),選用硬質(zhì)合金刀,其中,粗加工時(shí)采用YT5,半精加工時(shí)采用YT15,精加工時(shí)采用YT30。根據(jù)零件材料特點(diǎn)和幾何形狀特點(diǎn),鉆削時(shí)采用高速鋼鉆頭。</p>&l

33、t;p>  5.2.4量檢具選擇</p><p>  在本零件的加工過(guò)程中,可以采用兩種方法:一是按計(jì)量器具的不確定度進(jìn)行選擇;二是按計(jì)量器具極限誤差進(jìn)行選擇。下面以第一種方法進(jìn)行舉例說(shuō)明: </p><p>  在工序7 車大端各部中,粗車外圓Ф1080+0.13,該尺寸公差為T=0.13,查參考文獻(xiàn)[2]表5.1-1,計(jì)量器具不確定允許值為U1=0.009,有根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表

34、5.1-2可知分度值為0.01的外徑百分尺的不確定允許值為U=0.006,所以U1〉U,故選用分度值為0.01的外徑百分尺。</p><p>  其它工序尺寸的檢測(cè)方法與此類似,在此不再贅述。</p><p>  5.3切削用量及基本工時(shí)的確定</p><p>  5.3.1刀具幾何形狀確定</p><p>  本說(shuō)明書(shū)以工序9鉆Ф48深孔為

35、例進(jìn)行說(shuō)明。鉆頭選擇高速鋼直柄麻花鉆,=20mm,夾具為成組夾具。鉆頭幾何形狀:雙錐修磨橫刃, </p><p>  鉆頭子規(guī)格:直徑=20mm,后角;</p><p>  擴(kuò)孔d=45 L=359;</p><p>  鉸刀:淬硬鋼50HRC 硬質(zhì)合金剛 前角</p><p>  5.3.2切削用量確定</p><

36、p><b>  1、確定進(jìn)給量f</b></p><p> ?。?)按加工要求參考文獻(xiàn)[3]決定進(jìn)給量,,當(dāng)加工要求為H12~H13精度,剛強(qiáng)度<800Mpa, =20mm,時(shí),f=0.35~0.43mm/r,由于</p><p>  故應(yīng)乘孔修正系數(shù)Klf=0.95,則</p><p><b>  。</b>

37、</p><p> ?。?)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.8,當(dāng)=640Mpa, =20mm鉆頭強(qiáng)度允許進(jìn)給量f=1.11mm/r。</p><p> ?。?)按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3] 表2.9,當(dāng)=640Mpa,do≤20.5mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N(參見(jiàn)參考文獻(xiàn)[3]表2.35),進(jìn)給量為0.53mm/r。</p>&

38、lt;p>  從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為f=0.175~0.215mm/r.根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書(shū),f=0.17mm.所以即將鉆穿時(shí)候選用手動(dòng)進(jìn)給,從參考文獻(xiàn)[3]表2.19可查鉆孔時(shí)的軸向力,當(dāng)f=0.2mm/r,do<21mm時(shí)f=0.20mm/r,do<21mm/r時(shí),軸向力F1=3580N,軸向力修正系數(shù)為1.0,故F1=3580N。根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書(shū),機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允

39、許的最大軸向力Fmax=8830N,F1<Fmax,故f=0.17mm/r,可用(2)決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命,由參考文獻(xiàn)[3]表2.12得,當(dāng)=20mm時(shí),鉆頭后刀面最大磨損量為0.6mm,壽命T=45min。 </p><p>  5.3.3切削速度確定</p><p>  由參考文獻(xiàn)[3]表2.14可知的40剛加工性屬5類.由參考文獻(xiàn)[3]表2.13,當(dāng)加工性為第5類,f=0.1

40、7mm/r,雙橫刃磨的鉆頭=20mm時(shí)Vt=627m/min,切削速度的修正系數(shù)為KTv=1.0,Kcv=1.0,Klv=0.85,Ktv=1.0故</p><p>  根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書(shū),可考慮選擇=380r/min但轉(zhuǎn)數(shù)較計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為高,會(huì)使刀具壽命下降,故可將進(jìn)給量降一級(jí),即f=0.10,也可選較低一級(jí)轉(zhuǎn)速=380r/min仍用f=0.17r/min。</p><p>  第一方案

41、,f=0.1mm/r, =380r/min, </p><p>  第二方案f=0.7mm/r, =300r/min, </p><p>  因?yàn)榉桨付藬?shù)較大,基本工時(shí)較少,故第二方案較好,這時(shí)</p><p>  5.3.4檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率</p><p>  根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.20,當(dāng)時(shí),Mt=53.86N.m,扭矩的修正系數(shù)均

42、為1.0,故根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.23,</p><p><b>  當(dāng) </b></p><p>  根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書(shū)PE= </p><p>  由于Mc<Mm,Pc<PE,故選擇的切削用量可用,最終確定</p><p>  n=nc=300r/min,Vc=18.84m/min</p>

43、;<p>  5.3.5基本工時(shí)的計(jì)算</p><p>  根據(jù)文獻(xiàn)[2]表6.2-5,鉆深孔Ф48mm的基本時(shí)間為:</p><p>  Tj=L/(fn)=(l+l1+l2)/(fn) </p><p>  其中:l=870mm,l1=D*cgtk/2+1.5=20*cgt13.5o/2=41.7mm,l2=2.5,</p><

44、p>  f=0.17mm/r,n=300r/min</p><p>  故 Tj =(870+41.7+2.5)/(0.17*300)=18s</p><p>  最終,匯總得本零件機(jī)械加工工序卡如表3、4、5所示。</p><p><b>  參考資料</b></p><p>  [1] 艾興

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