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。现有三个方案进行比较参考: 工艺路线方案一
工序01 粗铣Φ20、Φ50下端面,以Φ20上端面为基准; 工序02 粗铣Φ20上端面,以Φ20下端面为基准; 工序03 粗铣Φ50上端面,以Φ50下端面为定位基准; 工序04 钻、扩Φ20孔,以Φ32外圆和Φ20上端面为基准; 工序05 粗镗Φ50孔,以Φ20中心线为定位基准; 工序06 铣斜肩;
工序07 精铣Φ20下端面,以Φ20上端面为基准; 工序08 精铣Φ20上端面,以Φ20下端面为基准; 工序09 粗铰、精铰Φ20孔,以Φ20中心线为基准; 工序10 精铣Φ50端面,以Φ20中心线为基准; 工序11 半精镗Φ50孔,以Φ20中心线为定位基准; 工序12 钻、铰Φ8锥孔,以Φ20下端面和零件中线为基准; 工序13 钻M6底孔,攻螺纹,以Φ20下端面和零件中线为基准; 工序14 铣断,以Φ20中心线为基准; 工序15 去毛刺; 工序16 终检。
方案一分析:工序较多,工序太分散,可以适合大多数生产,但效率较低。
工艺方案二
工序一 粗、精铣φ20孔上端面。
工序二 钻、扩、铰、精铰φ20、φ50孔。 工序三 粗、精铣φ50孔上端面
工序四 粗、精铣φ50、φ20孔下端面。 工序五 切断。
工序六 钻φ8孔(锥孔加工一半,装配时钻铰)。 工序七 钻一个φ4孔,攻M6螺纹。 工序八 铣47°凸台。 工序九 检查。
方案二分析:上面工序加工效率较高,违背先面后孔原则,基准不合理,对机器要求高。
工艺方案三
工序一 粗铣Φ20、Φ50下端面,以φ32外圆为粗基准; 工序二 粗铣φ20孔上端面,以Φ20下端面为基准; 工序三 粗铣Φ50上端面,以Φ50下端面为基准;
工序四 以φ20孔上端面和φ32外圆为精基准,钻、扩、铰、精铰φ20孔,保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7;
工序四 以φ20孔为精基准,钻、扩、铰、精铰φ50孔,保证孔的精度达到IT12; 工序五 铣斜角;
工序六 以φ20孔为精基准,精铣φ20孔下端面;
工序七 以φ20孔为精基准,精铣φ50孔下端面,保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07;
工序八 以φ20孔为精基准,精铣φ20孔上端面;
工序九 以φ20孔为精基准,精铣φ50孔上端面,保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07;
工序十 钻、铰Φ8锥孔,以Φ20下端面和零件中线为基准; 工序十一 钻M6底孔,攻螺纹,以Φ20下端面和零件中线为基准; 工序十二 铣断,以Φ20中心线为基准; 工序十三 去毛刺; 工序十四 终检。
经慎重比较,选择工序三。
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
“CA6140车床拨叉”;零件材料为HT200,硬度170~220HB,生产类型中批量,铸造毛坯
据以上原始资料及加工路线,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
图3-1 零件各部分标号
1. 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差(φ20,φ50端面)。
查《机械制造加工工艺设计员手册》(以下称《工艺手册》)第171页表5-6及第182
页表,选用加工余量
(1)φ20孔端面T2,余量为3mm,双边加工。
铣削加工余量为:粗铣 2.4mm,精铣 0.6mm,双边加工。 (2)Φ50孔端面T3,余量为3mm,双边加工。
铣削加工余量为:粗铣2.4mm,精铣0.6mm,双边加工。 (3)φ50内孔(已铸成孔)
取φ50已铸成孔单边余量为3.5mm,即铸成孔φ43mm; 工序加工后尺寸: 第一次钻孔:46mm; 第二次钻孔:48mm; 扩 钻 孔:φ49.93粗 铰:φ49.93精 铰:φ50
?0.50?0.25?0.62?0?0.39?0mm; mm;
mm;
(4)φ20H7内孔(已铸成孔)
取φ20已铸成孔单边余量为3mm,即铸成孔φ17mm; 钻孔:φ18
0.070mm;
0.052?0?0.033?0?0.021?0扩 钻 孔:φ19.8精 铰:φ20钻孔:φ7.8铰:φ8
?0.036?0?0.0580mm; mm;
粗 铰:φ19.94
mm;
(5)Φ8锥孔,精度为IT9
mm;(公差书P140) mm;(机械加工工艺学P159) mm;
0.360(6)Φ6孔 钻孔:φ4
0.30攻螺纹:φ6
(7)其他尺寸直接铸造得到
由于本设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认
3、确立切削用量及基本工时
在设计夹具时以工艺方案三中的第四道工序来进行设计和计算。
工序四 以φ20孔上端面为精基准,钻、扩、铰、精铰φ20孔,保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。工件材料为HT200,硬度170~220HB,表面粗糙度为Ra3.2μm,由《简明机械加工工艺手册》529页查得选用Z5040圆柱立式钻床。 3.1钻Φ18孔
3.1.1选择刀具
选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=18mm,钻头采用双头刃磨法,后角αo=12°,二重刃长度bε=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度l1?1.5mm 螺旋角??30°。 3.1.2选择切削用量 (1)决定进给量
按加工要求选择进给量:
根据《简明机械加工工艺手册》,由表10.4.1可查出:f=0.21—0.4mm/r
l?30?1.5?3K20由孔深与孔径比d ,修正系数取lf=1.0 所以,f=0.21—0.4mm/r 。 按钻头强度选择:f=1.5mm/r 。 按机床强度选择:f=0.4mm/r。
最终决定选择机床已有的进给量f=0.4mm/r经校验(2)钻头磨钝标准及寿命
查《简明机械加工工艺手册》824页表8-1得后刀面最大磨损限度为0.3~0.8mm,
耐用度寿命T?45min.
(3)切削速度?
查《实用切削加工手册》表3-52得,钻孔时理论切削速度为:20m/min
1000v1000*16ns???283.08r/min?d03014*18所以,Vc=Vt*K=20*0.8=16m/min 则 n?300r/min查《简明机械加工工艺手册》取机床转速为
?d0n3.14*18*300vc???16.96mm/r10001000故实际的切削速度
(4)校验扭矩Pm及功率M
因为f?0.51mm/r,d。?19mm,查《实用切削加工手册》表2-21得:Mt=43.16N.m。修正系数Km=1.0,所以Mc=43.16N.m。
由《简明机械加工工艺手册》查得,当n=300r/min时,Mm=120N.m。Mc<Mm,则校验扭矩成功。
因为d。?20mm,f<0.5mm/r,Vc=16m/min,Pc=1.08kw。根据《简明机械加工工艺手册》得Pe=3*0.82=2.46kw,所以Pc<Pe,选择的切削用量可用。
即:d0=18mm,f=0.4mm/r,n=300r/min,v=16.96m/min。 3.1.3计算工时
tm?L30?10??0.33minnf300?0.4
Ff?5860?Fmax ,校验成功。
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