弹簧套筒工艺设计.docx

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弹簧套筒工艺设计

目录

1.序言………………………………………………………………………………………1

2．对零件进行工艺分析………………………………………………………………………1

2.1零件材料分析……………………………………………………………………………1

2.2分析零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准………1

2.3分析零件热处理…………………………………………………………………………1

3.确定毛坯……………………………………………………………………………………2

3.1毛坯种类选择……………………………………………………………………………2

3.2确定毛坯的形状和尺寸…………………………………………………………………2

4.制定零件的机械加工工艺路线…………………………………………………………2

4.1确定加工工艺路线………………………………………………………………………2

4.2选择定位基准……………………………………………………………………………3

5.工序尺寸计算……………………………………………………………………………3

6选择机床及工、夹、量、刀具……………………………………………………………4

6.1机床选择…………………………………………………………………………………4

6.2刀具选择…………………………………………………………………………………4

6.3夹具选择…………………………………………………………………………………4

6.4仪器选择…………………………………………………………………………………5

7检测方法……………………………………………………………………………………5

8确定各工序的切削用量和时间定………………………………………………………5

9.夹具设计…………………………………………………………………………………9

总结…………………………………………………………………………………………12

参考文献……………………………………………………………………………………13

工艺卡片，工艺过程卡片……………………………………………………………见附图

1.序言

机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过前段时间的毕业生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节。

在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练，这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体（如《互换性与测量技术》、《金属切削原理》、《金属切削机床》、《金属切削刀具》等）。

让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！

在本次设计中我们主要是设计CA6140车床刀架座，在设计过程中，查阅了大量的书籍，并且得到了相关老师的指点。

希望通过这次课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，锻炼自己的能力。

2．对零件进行工艺分析

2.1零件材料分析

零件是弹簧套筒。

材料为弹簧钢60Si2MnA。

60Si2MnA强度大、弹性极限好，屈服比值高，热处理后韧性较好，焊接性差，冷变形塑性低，切削性尚好，淬透性较65、65Mn钢高，临界淬透直径：

油中约为25~57mm；水中约为44~88mm；此钢宜油淬、水淬时有形成裂纹倾向，无回火脆性倾向，且具有抗回火稳定和抗松弛稳定性；钢中夹杂物较高，轧制较困难，表面易出疵病，脱碳倾向大；适宜在淬火并中温回火状态下使用。

用途：

适用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机等承受中等载荷的扁形弹簧、直径<25mm的螺旋形弹簧、缓冲弹簧以及汽缸安全阀门等高应力下工作的重要弹簧。

2.2分析零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准

零件：

套筒右表面，表面粗糙度为0.63，锥面外圆表面，表面粗糙度为0.63;零件内径（小），表面粗糙度为0.63。

2.3分析零件热处理

零件：

淬火HRC45并发蓝

3.确定毛坯

3.1毛坯种类选择

此零件在力学性能上没有更高的要求，孔径也小，故毛坯选用热轧圆钢。

3.2确定毛坯的形状和尺寸

选择毛坯的形状和尺寸：

热轨圆钢φ50100

图1零件毛坯图

4.制定零件的机械加工工艺路线

4.1确定加工工艺路线

a下料。

b车床：

车端面——粗车右外圆轮廓——半精车外圆轮廓——粗车锥面轮廓——切槽——精车外圆轮廓及锥面——钻孔——镗孔——扩孔至——镗孔——倒角——打断。

c铣床：

精铣端面——倒角——钻的孔——铣槽。

d热处理：

淬火发蓝

e定型处理

f磨床：

精外圆轮廓——精磨锥面——精磨孔

g钳工：

去槽口内外毛刺——去连皮

h检验打工具号

4.2选择定位基准

选孔为统一的精基准终加工各段外圆和台阶端面，能保证各主要表面有较高的相互位置精度。

工件不长，选外圆为粗基准比较方便。

为了保证终加工余量均匀，中间工序还应以孔和外圆互为基准进行加工。

5.工序尺寸计算

加工

部分

工序

加工余量

粗糙度

工序尺寸及

右端面

毛坯

粗车

2.0

12.5

半精车

1.0

5

外圆轮廓

毛坯

粗车

12

12.5

半精车

1

6.3

精车

0.5

1.6

锥面轮廓

毛坯

车锥面

12.5

粗车

2

10

半精车

1

6.3

精车

0.5

1.6

切槽

轴

6.3

半精车

3

5

孔

钻孔

18

12.5

镗孔

1.5

6.3

扩孔

25

12.5

镗孔

1

5

轴端

打断

78.5

左端面

精洗

0.5

1.25

78

弹簧槽

打孔

3

6.3

铣槽

2

5

43

表1零件工艺计算

6选择机床及工、夹、量、刀具

6.1机床选择

普通车床：

CA6140铣床：

X50A磨床：

M120

6.2刀具选择

外圆粗加工车刀尺寸参数：

，，，，，

刀杆尺寸16×25

外圆半精加工车刀尺寸参数：

，，，，

刀杆尺寸16×25

切槽工具：

采用硬质合金刀具YT15，直接将刀具加工成宽3mm的形状。

铣刀：

立铣刀，端面铣刀。

中心钻：

d=3mm

钻头：

锥柄麻花钻φ18，φ25

镗刀：

单刃镗刀

6.3夹具选择

车床：

短圆柱型三爪固定卡盘（GB4346－84）KZ型，卡盘直径D250mm

铣床：

专用夹具,组合夹具

6.4仪器选择

千分表、游标卡尺、圆度仪、极限塞规。

7检测方法

利用圆度仪在同轴度公差要求的基准和被测要素的若干截面上测量，得到个测点的坐标值，由这些坐标值可分别计算出各截面上基准轴线和被测轴线的相应点的坐标，进而可算出被测轴线对基准轴线的同轴度误差。

以顶点支承测量径向圆跳动。

技术要求：

1圆跳动：

φ20孔段对A-B基准的圆跳动为0.015mm。

2硬度：

45HRC.

3尺寸公差：

4表面粗糙度：

孔φ20为0.63,φ36轴段外圆为0.63,φ46轴段外圆锥面为0.63

φ46轴段端面为1.25。

其余为5。

8确定各工序的切削用量和时间定额

1.车端面,轮廓，锥面，中间槽

粗车时：

取n=500r/min

半精车：

取n=700r/min,则

精车：

取n=1700r/min,则

计算时间定额

定额计算公式：

其中：

粗车：

半精车：

精车：

2．加工的孔，的孔

a．钻孔

进给量

切削速度

主轴转速

按机床选取

所以实际切削速度为

切削工时：

切入，切出，，故

故切削工时为

b．扩孔

进给量，

切削速度

主轴转速

按机床选取

切削工时：

故切削工时为

c．镗孔

镗孔至，

进给量

主轴转速

按机床选取

切削工时：

，故

故切削工时为

3.精铣端面

走刀长度：

.

走刀次数：

一次；切削深度：

0.5；进给量：

1.0mm/r。

切削速度：

200mm/s

确定机床主轴转速（r/s）.

按机床选取

故实际切削速度为

切削工时

4.铣弹簧槽

查表得：

查表

根据铣床选择

切削工时：

9.夹具设计

在加工刀架座的过程中，所使用的机床大多为立式机床，定位以端面为主，所以我们采用工艺板加压板做为加工过程中的主要夹具，使用这样的夹具有以下优点：

1）制造简单，可用现成零件组合，降低了成本，减少了生产专用夹具的辅助时间，进而提高了生产率；

2）能为工件提供精确的定位和稳定的夹紧，保证零件加工精度；

3）保证了装夹的稳定性和加工的开敞性；

4）一旦零件部分尺寸变动可通过部分调整夹具实现相同的装夹作用，具有较大的柔性。

图2夹具零件图

图3夹具装配图

总结

通过本次工艺课程设计，巩固和加深了理论教学内容，培养我们综合运用所学的理论，解决现代工艺分析及设计的能力。

这次设计，使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练，提高了思考、解决问题、创新设计的能力。

在课程设计当中，我也遇到了一些问题，设计过程也是培养我们认真细心的态度。

在此过程中不断发现问题和解决问题，使我加深了对大学所学课程理解，综合应用，并得到进一步的巩固，这对以后的学习和工作都有积极的意义。

本次设计是在指导老师的悉心指导和帮助下完成的。

老师严谨的治学作风、渊博的知识、务实的态度深深感染了我，是我学习方向，是我追求的目标，将激励我在今后的学习和生活之中不断奋发向上。

同时也要感谢我的同学，和他们的讨论常给我很多的启发和思考，让我在设计的反复中查找不足总结经验，脚踏实地做好每一个步骤，顺利完成课程设计。

我向所有给予我帮助和支持的老师和同学们表示深深的谢意！

参考书目

1.《机械制造技术基础》高等教育出版社周宏甫主编

2.《互换性与测量技术》高等教育出版社李柱主编

3.《实用机械加工工艺手册》机械工业出版社陈宏钧主编

4.《机械工人切削手册（第六版）》机械工业出版社北京第一通用机械厂编

5.《机械制造工艺设计手册》哈尔滨工业大学出版社王绍俊主编

6.《金属机械加工工艺人员手册》上海科学技术出版社赵如福主编