气门摇臂轴支座的机械加工工艺及夹具设计
组合毛坯,而只能用铸造。低碳钢的铸造性能差,很少用于铸造;但由于可锻性能,可焊接性能好,低碳钢广泛用于制造锻件、型材、冲压件等。 (2).毛坯的尺寸、形状和精度要求
毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料;直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯,通常不采用模锻或压铸、特种铸造方法制造,而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。形状复杂的毛坯,不宜采用型材或自由锻件,可采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。
(3).零件的生产纲领
选择毛坯的制造方法,只有与零件的生产纲领相适应,才能获得最佳的经济效益。生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法,如模锻及熔模铸造等;生产纲领小时,宜采用设备投资少的毛坯制造方法,如木模砂型铸造及自由锻造。
根据上述内容的几个方面来分析本零件,零件材料为HT200,首先分析灰铸铁材料的性能,灰铸铁是一种脆性较高,硬度较低的材料,因此其铸造性能好,切削加工性能优越,故本零件毛坯可选择铸造的方法;其次,观察零件图知,本设计零件尺寸并不大,而且其形状也不复杂,属于简单零件,除了几个需要加工的表面以外,零件的其他表面粗糙度都是以不去除材料的方法获得,若要使其他不进行加工的表面达到较为理想的表面精度,可选择砂型铸造方法;再者,前面已经确定零件的生产类型为大批量生产,可选择砂型铸造机器造型的铸造方法,较大的生产批量可以分散单件的铸造费用。因此,综上所述,本零件的毛坯种类以砂型铸造机器造型的方法获得。
2.2.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量
根据零件图计算零件的轮廓尺寸为长83mm,宽37mm,高62mm。
查阅《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-1 按铸造方法为砂型铸造机器造型,零件材料为灰铸铁,查得铸件公差等级为CT8-CT12,取铸件公差等级为CT10。
再根据毛坯铸件基本尺寸查阅《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-3 ,按前面已经确定的铸件公差等级CT10差得相应的铸件尺寸公差。
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查阅《机械制造技术基础课程设计指导教程》表2-5 按铸造方法为砂型铸造机器造型,材料为灰铸铁,查得铸件所要求的机械加工余量等级为E-G,将要求的机械加工余量等级确定为G,再根据铸件的最大轮廓尺寸查阅《机械制造工艺设计简明手册》
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表2.2-4 要求的铸件机械加工余量。
由于所查得的机械加工余量适用于机械加工表面Ra?1.6?m,Ra?1.6?m的加工表面,机械加工余量要适当放大。分析本零件,除了?18和?16的Ra?1.6?m外,没有一个加工表面的表面粗糙度是小于1.6的,也就是所有的加工表面
Ra?1.6?m,因此一般情况下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,但是由于大部分表面加工都需经过粗加工和半精加工,因此余量将要放大,这里为了机械加工过程的方便,除了孔以外的加工表面,将总的加工余量统一为一个值。如下表:
表2.1 毛坯尺寸及机械加工总余量表
加工 表面 ?22上端面 36mm基本 尺寸 39mm39mm37mm37mm16mm16mm铸件尺寸 公差 2.6 2.6 2.6 2.6 2.2 2.2 机械加工总余量 4 4 4 4 4 4 铸件 尺寸 47?1.347?1.345?1.345?1.3 下端面 ?28前端面 ?28后端面 ?26前端面 ?26后端面 24?1.1 24?1.1 2.2.3 设计毛坯图
(1) 确定铸造斜度 根据《机械制造工艺设计简明手册》
坯砂型铸造斜度为30~50。
(2) 确定分型面 由于毛坯形状对称,且最大截面在中间截面,为了起模以及
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表2.2-6 本零件毛
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便于发现上下模在铸造过程中的错移,所以选择前后对称中截面为分型面。
(3) 毛坯的热处理方式 为了去除内应力,改善切削性能,在铸件取出后进行
机械加工前应当做时效处理。
2.2.4 绘制毛坯图
图2.2 气门摇臂轴支座毛坯图
2.3 选择加工方法,制定工艺路线
2.3.1 定位基准的选择
定位基准的选择在工艺规程制定中直接影响到工序数目,各表面加工顺序,夹具结构及零件的精度。
定位基准分为粗基准和精基准,用毛坯上未经加工的表面作为定位基准成为粗基准,使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。在制定工艺规程时,先进行精基准的选择,保证各加工表面按图纸加工出来,再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。
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1.粗基准的选择原则
为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度,则应以不加工表面为粗基准。若工件上有很多歌不加工表面,应选其中与加工表面位置精度要求较高的表面为粗基准。
为保证工件某重要表面的余量均匀,应选重要表面为粗基准。
应尽量选光滑平整,无飞边,浇口,冒口或其他缺陷的表面为粗基准,以便定位准确,夹紧可靠。
粗基准一般只在头道工序中使用一次,应精良避免重复使用。 2.精基准的选择原则
“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准,避免基准不重合引起的定位误差。
“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,以保证各表面的位置精度,避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。 “自为基准“原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀,应选该加工表面本身为精基准,该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。 “互为基准“原则 当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时,可采用“互为基准”方法,反复加工。
所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。 根据上述定位基准的选择原则,分析本零件,根据气门摇臂轴支座零件图,本零件时带有孔的形状比较简单的零件,孔?18、孔?16以及孔?11均为零件设计基准,均可选为定位基准,而且孔?18和孔?16设计精度较高(亦是装配基准和测量基准),工序将安排这两个孔在最后进行,为遵循“基准重合”原则,因此选择先进行加工的?11孔和加工后的36mm下底面作为精基准,在该零件需要加工的表面中,由于外圆面上有分型面,表面不平整有飞边等缺陷,定位不可靠,应选?28外圆端面及未加工的36mm下端面为粗基准。 2.3.2 零件的表面加工方法的选择
根据本零件图上所标注的各加工表面的技术要求,查《机械制造工艺设计简明手册》
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表1.4-7,表1.4-8,通过对各加工表面所对应的各个加工方案的比较,
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