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们越来越认识到,夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系,所以对夹具引起了重视;第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备。
随着机械工业的迅速发展,对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求,使多品种,中小批生产作为机械生产的主流,为了适应机械生产的这种发展趋势,必然对机床夹具提 出更高的要求。它主要表现在以下几个方面: 1、加强机床夹具的三化工作
为了加速新产品的投产,简化设计工作,加速工艺装备的准备工作,以获得良好的技术经济效果,必须重视机床夹具的标准化,系列化和通用化工作。 2、大力研制推广实用新型机床夹具
在单件,小批生产或新产品试制中,应推广使用组合夹具和半组合夹具。在多品种,中小批生产中,应大力推广使用可调夹具,尤其是成组夹具。 3、提高夹具的机械化,自动化水平
近十几年来,高效,自动化夹具得到了迅速的发展。主要原因是:一方面是由于数控机床,组合机床及其它高效自动化机床的出现,要求夹具能适应机床的要求,才能更好的发挥机床的作用。
1.3 本文研究内容
减速器是通过该改变油液的流量而改变速度的,主要作用是根据实际情况进行相应的调速,使得直升机能够安全、稳定的飞行。而油泵则是减速器中的主要且重要元件,它直接决定油量的变化,所以,为了防止漏油,要求本零件具有一定的密封性,在编制加工工艺时,要考虑到各个接触面的各项精度以及形状与位置公差等。
本文中详细记载了油泵壳体机械加工工艺规程的制订过程以及专用夹具设计过程等。
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第2章 制订机械加工工艺规程
1.1生产类型
本油泵壳体零件用于直升机减速器上,属于军工精密元件,要求具有较高的尺寸及技术要求,所以该油泵零件属于中批生产。
1.2 审查零件图样的工艺性
油泵壳体零件图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全,由于是调速器油泵壳体,要求有较好的密封性,所以油腔粗糙度Ra0.8μm。本零件由于斜孔比较多,且有一定的位置及角度要求,故可采用专用夹具来辅助加工。零件上下表面技术较高的精度Ra0.4μm,是为
了增强密封性。车端面及镗孔时,需设计专用夹具。铣椭圆斜孔时,也需用专用铣夹具保证各尺寸。其余各竖直孔使用普通夹具辅助加工。
1.3 选择毛坯
油泵是输油装置,要求具有较好的密封性,该零件材料是铝,轮廓尺寸不大,外形亦不复杂,又属于成批生产,故毛坯可以采用模锻成型。
零件外形并不复杂,因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。
1.4 工艺过程设计
1.4.1 定为基准的选择
本零件是带孔的盘状零件,中间孔是其设计基准(亦是装备基准和测量基准),为避免由于基准不重合而出现的误差,应选孔位定位基准,即遵循“基准重合”原则。具体而言,选中间φ22.2 +0.023 孔及一端面作为精基准。
由于本油泵壳体全部表面都需要加工,而孔作为进基准则需要先进行加工,因此先选择上下两面作为粗基准,再加工中间孔。
1.4.2 零件表面加工方法的选择
该油泵壳体的加工表面主要有外形、台阶、槽、齿轮抽安装孔、穿油管孔、油泵室、
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齿轮轴轮孔、进出油口、油泵盖安装孔、油泵体的安装孔等,参考《机械制造工艺设计简明手册》各加工面的加工方法选择如下:
(1)零件外形:公差尺寸等级为IT13,表面粗糙度Ra12.5?m,需要进行靠模铣。 (2)台阶、槽:未注公差尺寸,因为这些台阶、槽形状比较复杂,所以采用靠模铣。 (3) 齿轮轴安装孔:公差尺寸等级为IT8,表面粗糙度Ra1.6?m,需进行钻孔、扩孔、粗铰及精铰。
(4)穿油管孔:公差尺寸等级为IT7,表面粗糙度Ra0.8?m,需进行钻孔、扩孔、粗铰及精铰。
(5)油泵室:公差尺寸等级为IT7,表面粗糙度Ra0.8?m,需进行粗镗,半精镗及精镗。
(6)齿轮轴孔:公差尺寸等级为IT7,表面粗糙度Ra0.8?m,需进行粗镗,半精镗及精镗。
(7)进油口:由于进油口尺寸要求较高,所以需进行靠模铣。
(8)出油口:公差尺寸等级为IT8,表面粗糙度Ra1.6?m,需进行钻孔、粗铰及精铰。
(9)油泵室轮廓:为住公差等级,表面粗糙度Ra12.5?m,需要进行粗铣,半精铣。 (10)油泵盖螺纹安装孔:未注公差尺寸,表面粗糙度Ra12.5?m,采用标注钻头,可一次钻出。
(11)油泵体安装孔:未注公差尺寸,表面粗糙度Ra12.5?m,采用标注钻头,可一次钻出。
1.4.3 制订工艺路线
油泵壳体的加工工艺路线一般时先进行外表面的加工,再进行外表面的加工。按照
先加工基准面及先粗后精的原则,油泵壳体可安下述工艺路线进行:
工序4:以一端面定位,按划线加工φ21 +0.023 两孔及φ16 +0.025孔。
工序5:以孔φ21 +0.023 及孔φ16 +0.025和一端面定位,钻孔φ11,位置公差,钻模保证。
工序6:以孔φ21 +0.023 及孔φ16 +0.025和一端面定位,铣外形。 工序7:以孔φ21 +0.023 及孔φ16 +0.025和一端面定位,铣槽。
工序9:以孔φ21 +0.023 及孔φ16 +0.025和一端面定位,钻斜孔φ14,扩孔至φ16,坐标尺寸由工装保证。
工序12:以孔φ21 +0.023 及孔φ16 +0.025和一端面定位,钻斜孔φ12,扩孔至φ14,坐标尺寸由工装保证。
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。
工序13:以两孔φ21 +0.023 及一端面定位,
1.01.0钻φ10孔,深11.5?; 钻φ4孔,深38.5?; ?0.5?0.51.0钻φ8孔,深16.5?; 钻φ6.7孔8个,深16.5±0.2。 ?0.5工序19:以Q面及孔φ21 +0.023定位,车平面ψ。
?0.034?0.023工序20:以两孔φ22.2 +0.023 及一端面定位,镗φ360孔,镗φ280孔。
工序21:以两孔φ22.2 +0.023 及一端面定位,车Q面,镗φ40两孔。 工序25:以两孔φ22.2 +0.023 及一端面定位,铣R。 工序26:以两孔φ22.2 +0.023 及一端面定位,铣椭圆孔。
1.5 确定加工余量、毛坯尺寸 1.5.1 加工余量
钢质模锻件的机械加工余量按JB3835-85确定。确定时根据估算的锻件质量,加工精度及锻件形状复杂系数,查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25得除孔以外各内外表面的加工余量。
(1)锻件质量 根据零件成品质量估计锻件质量为 3.2 Kg。 (2)加工精度 零件的两端面为磨削加工,精度F2 。 (3)锻件形状复杂系数S
S=
=π(
m锻件m外廓包容体
假设锻件的最大直径为200mm,长60mm m外廓包容体2002)36.032.7g=5086.8g=5.0868kg
2 m
锻件=3.2Kg
3.25.0868 S=
别。
= 0.629
按《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-10,可定形状复杂系数为 S2 ,属一般级 (4)机械加工余量
根据锻件重量、F2、S2查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25.由于表中形状复杂系数只列有S1,则S2参考 S1 定。由此表查的直径方向为1.7~2.2mm,水平方向亦为方向为1.7~2.2mm,即锻件各外径的单边余量为1.7~2.2mm,各轴向尺寸
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的单边余量亦为1.7~2.2mm。
1.5.2 确定毛坯尺寸
上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra>1.6?m。Ra<1.6?m 的表面,余量要适当增大。
分析本零件,两端面的粗糙度为Ra0.4?m,因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可(由于有的表面只需粗加工,这时可取所查数值中的小值。当表面需经粗加工或半精加工时,可取其较大值)。端面采用磨削达到Ra0.4?m,故需增加磨削的加工余量。参考端面精车及磨削余量(《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-5)确定研磨端面单边余量为0.5mm,则毛坯尺寸如下:
零件尺寸 单面加工余量 毛坯尺寸 (单位:mm) 150 2.7 155.4 52 2.7 57.4 185
2.2
189.4
1.6 确定切削用量及基本工时
1.6.1工序4(钻中心孔及穿油管孔)
一 、钻φ18.5孔 1、加工条件:
工件材料:LD5,?b=300MPa,HBS=70,锻件。 机床:Z525立式钻床。
刀具:高速钢麻花钻,d=18.5mm,L=198 mm, l=135mm。刀具的几何形状:?0=11°,
?0=25
2、计算切削用量 (1)决定进给量f:
按加工要求决定进给量,查《切削用量简明手册》表2.7,材料HBS?200 ,d=18.5mm时,f=0.70~0.86mm/r。
因为l/d=135/18.5=7.297,所以孔深的修正系数ktf=0.8
则f=0.56~0.688mm/r
按钻头强度决定进给量,查《切削用量简明手册》表2.8,材料?b=300MPa,d=18.5mm,钻头强度允许的进给量f=1.45mm/r。
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