重庆理工大学机械制造工艺学课程设计
2.工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,故选择铸件毛坯。
2.2基准的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更坏的情况,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。
(1) 粗基准的选择。
选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准,以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是:一要考虑如何分配各加工表面的余量:二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的,但对于一般的轴类零件来说,以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言,由于每个表面都要求加工,为保证各表面都有足够的余量,应选加工余量最小的面为粗基准(这就是粗基准选择原则里的余量足够原则)现选取Φ100端面和Φ45外圆柱面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件,消除工件的六个自由度,达到完全定位。
(2)精基准的选择。
主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。
2.3工件表面加工方法的选择
本零件的加工面有外圆、内孔、端面、倒角、车槽等等。材料为HT200。参考≤机械制造工艺设计简明手册≥表1.4—6、表1.4—7、表1.4—8等等,其加工方法选择如下:
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1. 外圆面:公差等级为IT6~IT8,表面粗糙度为0.8,采用粗车→半精车→磨削的加工方法。
2. Φ20内孔:公差等级为IT7~IT8,表面粗糙度为1.6,采用钻→扩→铰→精铰的加工方法,倒角用车刀加工。
3. 外圆面:公差等级为IT13~IT14,表面粗糙度为0.4,采用粗车→半精车→磨削的加工方法。
4. Φ90外圆:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13, 表面粗糙度为0.3,采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。
5. Φ100外圆面:公差等级为IT11,表面粗糙度为0.8,采用粗车→半精车→精车的加工方法。
6. 右端面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13, 表面粗糙度为0.4,采用的加工方法为粗车。
7. Φ90突台右端面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13, 表面粗糙度为0.4,采用粗车→半精车→精车的加工方法。
8. Φ90突台左端面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13, 表面粗糙度为3.2,采用粗车→半精车→精车的加工方法。
9. Φ100突台左端面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13, 表面粗糙度为1.6,采用粗车→半精车→精车的加工方法。
10. 槽3×2:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13, 表面粗糙度为0.3,采用的加工方法为粗车。
11. Φ100突台右端面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13, 表面粗糙度为0.4,采用粗车→半精车→精车的加工方法。.
12. Φ90突台距离轴线34㎜的被铣平面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13, 表面粗糙度为0.3,采用的加工方法为粗铣→精铣。
13. Φ90突台距离轴线24㎜的被铣平面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13, 表面粗糙度为0.3,采用的加工方法为粗铣→精铣→磨削。
14. 4×Φ9孔:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13, 表面粗糙度为0.2,采用钻削的加工方法。
15. Φ4的孔:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13, 表面粗糙度为0.2,采用钻削的加工方法。
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16. Φ6的孔:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13, 表面粗糙度为0.2,采用钻→铰的加工方法。
2.4制定工艺路线
制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
2.4.1工艺路线方案一
?0.045工序 Ⅰ 粗精铣Φ200mm孔两端面
?0.045工序 Ⅱ 钻铰孔Φ200并倒角
0?0.12工序 Ⅲ 粗车?45??0.017,Φ90, ?100?0.34的外圆,车B面与Φ90的端面
0?0.12工序 Ⅳ 粗车?45??0.017,Φ90, ?100?0.34的外圆,车B面与Φ90的端面,倒角,切
3×2越程槽
工序 Ⅴ 粗精铣Φ90外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 Ⅵ 钻4×Φ9透孔,钻Φ4孔,钻铰Φ6的销孔
0?0.12工序 Ⅶ 磨?45??0.017,?100?0.34的外圆,磨Φ90上铣削掉的一平面
工序 Ⅷ 抛光B面 工序 Ⅸ 刻字划线
工序 Ⅹ 外圆?100?0.34无光镀铬工序 Ⅺ 检查
?0.122.4.2工艺方案二
0.12?0.12工序 Ⅰ 车?100??0.34端面,车?100?0.34外圆柱面。
工序 Ⅱ 车Φ450?0.017端面及外圆柱面。 工序 Ⅲ 钻孔Φ20mm 工序 Ⅳ 钻4×Φ9透孔
?0.03工序 Ⅴ 钻Φ4孔,再钻Φ60孔
工序 Ⅵ 铣Φ90圆柱面上的两个平面 工序 Ⅶ 磨B面及Φ90外圆柱面
工序 Ⅷ 磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面
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工序 Ⅸ 抛光B面 工序 Ⅹ 划线刻字
0.12工序 Ⅺ ?100??0.34外圆无光镀铬
工序 Ⅻ 检查
2.4.3工艺方案的比较与分析
上述两个方案的特点在于:方案一 采用同时铣削加工两个端面,可以提高效率,而方案二采用车削端面,可以保证精度,方案一的精度虽高但精度不能保证,应把保证
?0.045精度放在首位,故选用方案二车削两端面。两个方案在加工深孔Φ200时都采用了先
钻再铰的方案。但由于此孔长度为91mm属于深孔,且要求粗糙度为1.6,精度要求较高,采用铰的话不仅效率低而且不能达到精度。所以在钻孔完毕后再到拉床上进行拉削加
?0.045工。由于各端面及外圆柱面都与Φ200轴线有公差保证,所以加工各端面及外圆柱面?0.045时应尽量选用Φ200孔为定位基准。经过比较修改后的具体工艺过程如下:
0.12?0.12工序 Ⅰ 车?100??0.34端面,车?100?0.34外圆柱面,倒角及粗车。
工序 Ⅱ 车Φ450?0.017mm端面及外圆柱面,倒角。 工序 Ⅲ 钻、扩、铰孔Φ19.8mm,钻4—Φ9mm透孔
?0.03工序 Ⅳ 钻Φ4mm孔,再钻Φ60mm孔
工序 Ⅴ 钻4×Φ9mm透孔
工序 Ⅵ 铣Φ90mm圆柱面上的两个平面 工序 Ⅶ 磨B面及Φ90mm外圆柱面
工序 Ⅷ 磨Φ90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 Ⅸ 抛光B面 工序 Ⅹ 划线刻字
0.12工序 Ⅺ ?100??0.34外圆无光镀铬
工序 Ⅻ 检查
以上加工方案大致看来还是合理的.但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,主要表现在工序Ⅳ钻Φ4mm孔,再钻Φ6
?0.030?0.030mm孔
由于在设计夹用夹具时要以Φ90mm圆柱面上的一个平面来定位,所以应把铣Φ90mm圆柱面上的两个平面这一道工序放在钻Φ4孔,再钻Φ6工序 Ⅴ序可并为一个工序,否则就有点繁琐.
因此最后确定的加工工艺路线如下:
mm孔工序前. 并且工序 Ⅲ与
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0.120.12工序 Ⅰ 车?100?车?100?倒角,粗车B面。以Φ450?0.34端面,?0.34的外圆柱面,?0.017mm
的端面及外圆柱面定位。选用C620-1卧式车床。
工序 Ⅱ 车Φ450?0.017mm端面及外圆柱面。倒角,车退刀槽,车Φ90mm端面,以Φ100mm端面及外圆柱面定位。选用C620-1卧式车床并加专用夹具。
0.12工序 Ⅲ 钻孔,扩孔Φ19.8mm 再铰至Φ20及钻、扩4-Φ9mm透孔。以?100??0.34外
圆柱面及端面定位,选用Z525立式钻床并加以专用夹具。
0.12工序 Ⅳ 铣Φ90mm圆柱面上的两个平面,以?100??0.34端面及Φ19.8mm孔定位,选
用X52K立式铣床及专用夹具。
?0.03?0.045工序 Ⅴ 钻Φ4mm孔,再钻Φ60mm孔,以Φ45mm端面与Φ200mm内圆柱面
及Φ90mm圆柱面上距离轴线34mm的平面定位。选用Z525立式钻床并加以专用夹具。
0.12?0.045工序 Ⅵ 磨B面及Φ90mm外圆柱面,以Φ200mm孔及?100?Φ450?0.34端面,?0.017mm
端面定位。
0.12工序 Ⅶ 磨Φ90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面。以?100?Φ450?0.34端面,?0.017mm
?0.045端面及Φ200mm孔定位。
工序 Ⅷ 抛光B面 工序 Ⅸ 划线刻字
0.12工序 Ⅹ ?100??0.34外圆无光镀铬
工序 Ⅺ 检查
以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。
2.5机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
“C620-1车床法兰盘”;零件材料为HT200,硬度190~210HB,生产类型中批量,铸造毛坯。
据以上原始资料及加工路线,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
2.5.1Φ450?0.017mm外圆表面
此外圆表面为IT6级,参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量: 工序名称 精车外圆 工序余量 0.3 工序基本尺寸 45 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 0.017 Φ450?0.017 第 10 页 共 35 页