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毛坯的选择:
由于毛坯的选择要考虑零件的力学性能要求,零件的结构形状和外轮廓的尺寸,零件生产纲领和批量以及现场生产条件和发展等。
考虑该设计零件的以上因素,该毛坯的制造方法选用金属模砂型机器铸造,材料选用HT150,其工艺性能是流动性能好,体收缩小,线收缩也小,偏析倾向小,铸造应力小等优点。
同时该铸造方法生产率高,精度较高,结构细密,能承受加大压力。
其切削加工性能一般。
其力学性能中抗拉极限强度为150Mpa,塑性较差,其硬度值为141-154HBS之间,韧性表现为冲击韧度很低。
分析该零件的加工要求确定其毛坯的尺寸为:
B端面和C外圆面的加工精度高,需要多种工步加工,其留有的加工余量较多,其它可以较少,左端面为接触贴合面,加工精度较高,右大端面理论上可以不加工,但在加工过程中用作定位粗基准,故需进行一次粗车。
最后综合选用各面加工余量为:
B外圆面双边余量为4mm,Ø
87外圆双边余量为2.8mm,内孔双边余量均为2.8mm,其余各端面余量取1.4mm。
确定圆角和拔摸斜度及分型面:
由于该铸件的尺寸较小,为保证各加工余量直接选择圆角为3mm。
分析该毛坯的结构知拔斜度皆为内外表面,查表2.2-8得拔摸斜度为5°
,分型面为右端面。
图2零件毛坯图
第六章、零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有端平面,孔,外圆面等,材料为HT150,参考有关的设计手册和资料,其加工方法选择如下:
(1)左端面;
根据标注尺寸Ø
62g6,查表GB1800-79规定其公差等级为IT8,表面粗糙度为Ra3.2μm,需要进行粗车、半精车。
(2)右端面;
Ø
87端面未标注尺寸公差,根据GB1800-79规定其公差等级为IT12,表面粗糙度为Ra12.5μm,需要进行粗车即可。
(3)B基准所在端面,由于该端面作为精基准,根据GB1800-79规定其公差等级为IT8,表面粗糙度为Ra3.2μm,需要粗车,半精车,同时为加工方便应在其加工之前切出退刀槽。
(4)外圆面Ø
87;
该外圆面在实际应用中作用不大,理论上可以不加工,但是由于在加工过程中需要用作定位粗基准,同时为了达到零件表面质量要求对其进行一次粗加工,Ø
87的尺寸上偏差为+0.15下偏差为-0.2,根据表GB1800-79规定其公差等级为IT12,表面粗糙度为Ra12.5μm,粗车即可。
(5)Ø
62外圆面,上偏差为-0.01下偏差为-0.029,作为定位精基准,同时在零件装配中用作配合贴合面,因此该表面的加工精度要求最高,根据GB1800-79规定其公差等级为IT8,表面粗糙度为Ra1.6μm,需要进行粗车、半精车、精车。
(6)内孔Ø
31和Ø
50内孔;
为自由公差,根据GB1800-79规定其公差等级为IT12,表面粗糙度为Ra6.3μm,需要进行一次粗车。
(7)螺栓孔;
为未标注尺寸公差,根据GB1800-79规定其公差等级为IT12,表面粗糙度为Ra12.5μm,钻4×
7通孔、扩4×
11沉头孔。
第七章、零件的工艺路线的制定
零件的工艺路线的制定要考虑的因素很多,为了制定出更好的工艺路线需要先拟制出多种工艺路线,将这几种路线进行比较,从中找出较好的一种,结合该零件的各因素现拟制以下两种工艺方案进行比较:
方案一:
(1)铸造
(2)以Ø
91的外圆及端面定位粗车B基准所在端面
(3)以Ø
91的外圆及端面定位切退刀槽
(4)以Ø
91的外圆及端面定位粗车Ø
62外圆
(5)以Ø
62的外圆及端面定位粗车Ø
87外圆
(6)以Ø
62的外圆及端面定位粗车右大端面
(7)以Ø
62的外圆及端面定位内圆车刀粗车Ø
40孔
(8)以Ø
87的外圆及端面定位粗车Ø
50孔
(9)以Ø
87的外圆及端面定位半精车Ø
(10)以B、C基准定位钻4×
7通孔
(11)以B、C基准定位扩4×
11沉头孔
(12)以Ø
87的外圆及端面定位半精车B端面
(13)以Ø
87的外圆及端面定位精车C基准所在外圆面
(14)倒角去毛刺。
方案二:
(1)以Ø
62g6外圆及端面定位,粗车Ø
91外圆及右端面。
(2)以粗车后的Ø
87外圆及端面定位,粗车Ø
62g6外圆及另一端面,倒角。
87外圆及端面定位切退刀槽。
87外圆及端面定位粗镗孔Ø
50,Ø
31。
87外圆及端面定位半精车Ø
62g6外圆及端面。
87外圆及端面定位精车Ø
62g6外圆。
(7)以精车后的Ø
62g6外圆及端面定位粗铣Ra12.5的面。
(8)以半精车后的Ø
62g6外圆及端面定位用莫氏锥柄阶梯麻花钻钻四个Ø
11的阶梯孔。
(9)去毛刺。
(10)终检。
通过两个方案的比较可以明显的看出,在工艺排序时要求先基准后其他,方案2的工序“
(1)以Ø
”是以精基准为基准加工其他,显然违反了这一原则。
在图纸上Ø
62g6的外圆是精基准C,所要求的粗糙度要求为Ra1.6,方案2把钻阶梯孔放在精车Ø
62g6后,在加工时可能会破坏精基准C的精度。
综上,应该选择方案一。
第八章、工序间尺寸,公差,表面粗糙度
及毛坯尺寸的确定
工序名称
工步
工序间余量/mm
工序间
工序间尺寸
/mm
经济精度
表面粗糙度Ra/μm
尺寸,公差
62
外圆面
精车
0.6
IT6
1.6
0.019
半精车
1
IT8
3.2
62.8
0.046
粗车
2.4
IT10
6.3
64
0.12
毛坯
4
CT
66
2.0
87
外圆
2.8
IT12
12.5
86.8
0.35
CT9
89.6
2.2
B基准所在端面
0.4
12.0
0.027
1.0
12.6
0.07
1.4
13.4
右端面
27.0
0.18
18.4
62左端面
15.0
15.4
16.4
50
内孔
50.0
0.25
47.2
31
31.0
28.2
1.8
40
42.8
退刀槽
第九章、加工余量,切削用量,工时定额的确定
该零件的各个工序的加工余量,切削用量,工时定额的确定只是选取其中几个主要的加工尺寸的计算,具体包括车端面外圆,钻孔加工方法。
而其它的则通过查表获得。
(一)车削Ø
62外圆表面
加工材料——HT150,HBS=160--180,铸件,有外皮;
工件尺寸——坯件Ø
66mm,车削后Ø
62mm,加工长度=15mm,
加工要求——车削后表面粗糙度为Ra1.6μm;
车床——CA6140
1.粗车
(l)选择刀具YG6硬质合金车刀
根据表1.2,粗车灰铸铁,可选择YG牌号硬质合金。
车刀几何形状kr=90,kr’=10,α0=6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm,γ01=-5,bγ1=0.3mm
(2)选择切削用量
确定切削深度。
ap=1.2mm确定进给量f根据表1.4,f=0.6~1.0mm/r按CA6140车床选择f=0.8
(3)车刀磨钝标准及寿命根据表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为1mm,车刀寿
命T=60min
(4)确定切削速度。
可根据公式计算n=
,也可直接由表中查出。
根据表1.11,当用YG6硬质合金车刀加工灰铸铁。
切削速度vt=76.8m/min。
n==369r/min根据CA6140车床选择nc=400r/min
(5)基本工时
tm=
L=l+l1+l2+l3其中查表知l=15+1.4=16.4,l1=2.5,l2=3~5取4,l3=0
tm=0.09min
2.半精车
(l)选择刀具YG6硬质合金外圆车刀
车刀几何形状kr=90,kr’=10,α0=8,γ0=12,λs=3,γξ=1mm,γ01=-5,bγ1=0.3mm
(2)选择切削用量
1)确定切削深度。
ap=0.4mm
2)确定进给量f,半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。
当表面粗糙度Ra6.3um,γξ=1mm,f=0.4-0.5mm/r,
由CA6140车床选择f=0.4
(3)车刀磨钝标准及寿命根据表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为0.8mm,车刀寿
命T=60min。
(4)确定切削速度。
可根据公式计算,
n=
=594根据CA6140车床选择nc=710r/min
(5)基本工时
L=l+l1+l2+l3其中查表知l=14.9,l1=2.5,l2=4,l3=0
tm=0.08min
3.精车
(l)选择刀具YG6硬质合金外圆车刀
车刀几何形状kr=90,kr’=10,α0=,γ0=,λs=,γξ=,
(2)选择切削用量
ap=0.3mm
2)确定进给量f,精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。
当表面粗糙度Ra1.6um,γξ=1mm,f=0.4-0.5mm/r,
3)切削速度V=124.6m/min根据公式计算n=
转速n=634,由CA6140机床选择n=710r/min
(3)基本时间
L=l+l1+l2+l3其中查表知l=15mm,l1=2.5,l2=4,l3=0
图3Ø
62外圆最终加工精度
(二)车削Ø
87外圆表面
89.6,车削后Ø
87mm,加工长度=12mm,
加工要求——车削后表面粗糙度为Ra12.5μm;
由工件是铸造毛坯,加工双边余量2.8mm,而加工要求较低(Ra12.5μm),分一次走刀,粗车加工余量取为1.4mm
1)确定切削深度。
ap=(89.8-87)/2=1.4
2)定进给量f根据表1.4,f=1.0mm/r
vt=68.4m/min。
n=242r/min
按CA6140车床选择nc=250r/min
L=l+l1+l2+l3其中查表知l=13.4,l1=2.5,l3=0
(三)车削Ø
87端面
工件尺寸——坯件13.4mm,车削后12mm,加工长度=43.5mm,
由工件是铸造毛坯,加工单边余量1.4mm,而加工要求较低(Ra12.5μm),分一次走刀,粗车加工余量取为1.4mm
ap=13,。
4-12=1.4
3)定进给量f根据表1.4,f=1.0mm/r
可根据公式计算
vt=86.5m/min。
n=316r/min
由于CA6140车床取V=320r/min
L=l+l1+l2+l3其中查表知l=50l1=2.5l2=4,l3=0
tm=0.16min
图4Ø
87外圆及端面
(四)车削B基准所在端面
工件尺寸——坯件13.4mm,车削后12mm,加工长度=12.5mm,
加工要求——车削后表面粗糙度为Ra3.2μm;
由工件是铸造毛坯,加工单边余量1.4mm,而加工要求较高(Ra3.2μm),分两次走刀,粗车加工余量取为0.8mm半精车余量0.6mm
(l)选择刀具YG6硬质合金端面车刀
ap=1.0mm
4)定进给量f根据表1.4,f=1.2mm/r
vt=84.29m/min。
n=298r/min
L=l+l1+l2+l3其中查表知l=11.9,l1=2.5,l2=4,
l3=0tm=0.05min
5)定进给量f根据表1.4,f=0.6mm/r
vt=127.6m/min。
n=467r/min
由于CA6140车床取V=500r/min
L=l1+l2+l3其中查表知l=12.5,l1=2.5,l2=4,l3=0
tm=0.063min
图5半精车之后的B基准端面和C基准外圆
(五)车削Ø
62端面
工件尺寸——坯件16.4mm,车削后15mm,加工长度=6mm,
由工件是铸造毛坯,加工单边余量1.4mm,而加工要求较高(Ra3.2μm),分二次走刀,粗车加工余量取为1.0mm,精车余量取0.4mm
2)定进给量f根据表1.4,f=0.8mm/r
vt=76.6m/min。
n=369r/min
由于CA6140车床取V=400r/min
L=l1+l2+l3其中查表知l=6,l1=2.5l2=4l3=0
tm=0.09min粗车
2)定进给量f根据表1.4,f=0.4mm/r
vt=144m/min。
n=710r/min
由于CA6140车床取V=710r/min
(5)基本工时
L=l+l1+l2+l3其中查表知l=6,l1=2.5l2=4l3=0
tm=0.044min粗车
图6Ø
(六)车Ø
50内孔
47.2mm,车削后Ø
50mm,加工长度=12mm,
由工件是铸造毛坯,加工双边余量2.8mm,而加工要求较低(Ra12.5μm),分一次走刀,粗车加工单边余量取为1.4mm
(l)选择刀具YG6硬质合金内圆车刀
车刀几何形状kr=60,kr’=30,α0=6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm,γ01=-5,bγ1=0.3mm
ap=(50-47.2)/2=1.4
6)定进给量f根据表1.4,f=0.8mm/r
vt=94.25m/min。
n=638r/min
由于CA6140车床取V=560r/min
L=l+l1+l2+l3其中查表知l=12,l1=3.31l2=4l3=0
tm=0.04min
图7内孔车刀车Ø
(七)扩Ø
40内孔
31mm,车削后Ø
40mm,加工长度=8mm,
ap=(40-31)/2=4.5mm
7)定进给量f根据表1.4,f=0.5mm/r
vt=104.3m/min。
n=1072.5r/min
由于CA6140车床取n=900r/min
L=l+l1+l2+l3其中查表知l=8,l1=2.5l2=4l3=0
tm=0.07min
(八)粗车Ø
31内孔
33.8mm,车削后Ø
31mm,加工长度=15mm,
由工件是铸造毛坯,加工双边余量2.8mm
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