端盖加工工艺设计.docx
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端盖加工工艺设计
端盖零件图
1、端盖的工艺分析及生产类型的确定
1.1、端盖的用途
端盖主要用于零件的外部,起密封,阻挡灰尘的作用。
故其在机器中只是起辅助作用,对机器的稳定运行影响不是很大,其在具体加工的时候,精度要求也不是很高,加工起来也十分容易。
1.2、端盖的技术要求:
该端盖的各项技术要求如下表所示:
加工表面
尺寸偏差(mm)
公差及精度等级
表面粗糙度(um)
形位公差(mm)
端盖左端面
58
IT13
↗
B
端盖右端面
58
IT13
↗
B
方形端面
115X115
IT13
↗
B
端盖中心孔
φ250
IT8
φ14孔
φ14
IT10
φ10孔
φ100
IT9
φ9孔
φ9
IT13
φ4孔
φ4
IT13
φ75外表面
φ75
IT9
R33弧
R33
IT13
1.3、审查端盖的工艺性
该端盖结构简单,形状普通,属一般的盘盖类零件。
主要加工表面有端盖左、右端面,方形端面,要求其端面跳动度相对中心轴线满足0.03mm,其次就是φ25孔及φ10孔,φ25孔的加工端面为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度;另外φ10孔的加工表面虽然在圆周上,但通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。
该零件除主要加工表面外,其余的表面加工精度均较低,不需要高精度机床加工,通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。
由此可见,该零件的加工工艺性较好。
1.4、确定端盖的生产类型
依设计题目知:
Q=5000件/年,m=1件/年,结合生产实际,备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。
代入公式得:
N=
端盖重量为,由表1-3知,端盖属轻型零件;由表1-4知,该端盖的生产类型为大批生产。
2、确定毛胚、绘制毛胚简图
选择毛胚
端盖在工作过程中不承受冲击载荷,也没有各种应力,毛胚选用铸件即可满足工作要求。
该端盖的轮廓尺寸不大,形状亦不是很复杂,故采用砂型铸造。
确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量
由表2-1至表2-5可知,可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。
公差等级
由端盖的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为CT=9。
端盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量
项目
机械加工余量/mm
尺寸工差/mm
毛坯尺寸/mm
备注
方形端面115*115
1.5*2=3
表2-1至表2-5
厚度58
0.5*2=1
2
60-11
表2-1至表2-5
方形断面厚度15
表2-1至表2-5
φ75外圆面
1*2=2
-
表2-1至表2-5
φ75外圆长度7
-0.8
表2-1至表2-5
φ25孔
0.5*2=1
表2-1至表2-5
绘制端盖毛坯简图
3、拟定端盖工艺路线
、定位基准的选择
.精基准的选择
根据该端盖零件的技术要求,选择端盖右端面和φ25孔作为精基准,零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工,即遵循“基准统一”原则。
φ25孔的轴线是设计基准,选用其作竟基准定位端盖两端面,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工表面的端面跳动度要求。
选用端盖右端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则,因为该端盖在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准。
3.2.2.粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整,没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。
这里选择端盖左端面和φ60外圆面作为粗基准。
采用φ60外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀;采用端盖右端面作为粗基准加工左端面,可以为后续工序准备好精基准。
、表面加工方法的确定
根据端盖零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件各表面的加工方法,如下表所示:
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度Ra/um
加工方案
备注
φ75端面
IT11
粗铣-精铣
表1-6至表1-8
115x115端面
IT11
粗铣-精铣
表1-6至表1-8
φ60端面
IT11
粗铣-精铣
表1-6至表1-8
φ25孔
IT8
钻-扩-铰
表1-6至表1-8
φ10孔
IT9
钻-铰-精铰
表1-6至表1-8
4xφ9孔
IT13
钻
表1-6至表1-8
φ4孔
IT13
钻
表1-6至表1-8
4xφ14孔
IT13
钻-扩
表1-6至表1-8
φ75外圆面
IT9
粗车-半精车
表1-6至表1-8
、加工阶段的划分
该端盖加工质量要求一般,可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段。
在粗加工阶段,首先将精基准(端盖右端面和φ25孔)准备好,使后续工序都可采用精基准定位加工,保证其他表面的精度要求;然后粗铣端盖左端面、方形端面、车φ75外圆、3X.0.5倒角。
在半精加工阶段,完成端盖左端面的精铣加工和φ10孔的钻-铰-精铰加工及φ14孔等其他孔的加工。
、工序的集中与分散
选用工序集中原则安排端盖的加工工序。
该端盖的生产类型为大批生产,可以采用万能型机床配以专用工、夹具,以提高生产率;而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少,不但可缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。
、工序顺序的安排
机械加工工序
(1)遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准——端盖右端面和φ250+孔。
(2)遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。
(3)遵循“先面后孔”原则,先加工端盖右端面,再加工φ25孔。
3.5.2.热处理工序
铸造成型后,对铸件进行退火处理,可消除铸造后产生的铸造应力,提高材料的综合力学性能。
该端盖在工作过程中不承受冲击载荷,也没有各种应力,故采用退火处理即可满足零件的加工要求。
3.5.3.辅助工序
在半精加工后,安排去毛刺、清洗和终检工序。
综上所述,该端盖工序的安排顺序为:
在、热处理——基准加工——粗加工——精加工。
、确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上,下表列出了端盖的工艺路线。
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
热处理——退火
2
粗铣端盖左右端面、方形端面
立式铣床X51
端铣刀
游标卡尺
3
精铣端盖左右端面、方形端面
立式铣床X51
端铣刀
游标卡尺
4
粗车、半精车φ75外圆
CA6140
外圆车刀
游标卡尺
5
CA6140
端面车刀
6
钻-扩-铰φ25孔
四面组合钻床
麻花钻、扩孔钻、铰刀
卡尺、塞规
7
钻φ4孔
四面组合钻床
麻花钻
卡尺、塞规
8
钻-铰-精铰φ10孔
四面组合钻床
麻花钻、铰刀
卡尺、塞规
9
钻φ9孔
四面组合钻床
麻花钻
卡尺、塞规
10
钻φ14孔
四面组合钻床
麻花钻、铰
卡尺、塞规
11
铣R33圆弧
数控铣床
立铣刀
游标卡尺
12
去毛刺
钳工台
平锉
13
清洗
清洗机
14
终检
塞规、卡尺、百分表等
4、加工余量、工序尺寸和工差的确定
在这只确定钻-铰-精铰φ10孔的加工余量、工序尺寸和公差。
由表2-28可查得,精铰余量Z精铰=;粗铰余量Z粗铰=;钻孔余量Z钻=。
查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为,精铰:
IT7;粗铰:
IT10;钻:
IT12。
根据上述结果,再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为,精铰:
;粗铰:
;钻:
。
综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为,精铰:
φ1000+mm;粗铰
φ0+mm;钻:
φ0+mm,它们的相互关系如下图所示。
5、切削用量、时间定额的计算
在这只计算钻-铰-精铰φ10孔此工序的切削用量和时间定额。
、切削用量的计算
钻孔工步
1)背吃刀量的确定取ap=.
2)进给量的确定由表5-22,选取该工步的每转进给量f=/r。
3)切削速度的计算由表5-22,按铸铁硬度为200~241HBS计算,切削速度v选取为12m12.06m/min。
粗铰工步
1)背吃刀量的确定取ap=。
2)进给量的确定由表5-31,选取该工步的每转进给量f=/r。
3)切削速度的计算由表5-31,切削速度v选取为2m3.0m/min。
精铰工步
1)背吃刀量的确定取ap=。
2)进给量的确定由表5-31,选取该工步的每转进给量f=/r。
3)切削速度的计算由表5-31,切削速度v选取为4m/min。
、时间定额的计算
5.2.1.基本时间tj的计算
(1)钻孔工步
根据表5-41,钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。
式中l=20mm;l2=1mm;l1=D/2*cotkr+(1~2)=9.8/2*cot54+1mm=;f=/r;n=392mm/r.。
将上述结果代入公式,则该工序的基本时间。
(2)粗铰工步
根据表5-41,铰圆柱孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。
式中l2、l1由表5-42按kr=15、ap1=;l2=15mm;而l=12mm;f=mm/r;n=97r/min.。
将上述结果代入公式,则该工序的基本时间tj=(12mm+mm+15mm)/(/minx97r/min)=0.7min=42s。
(3)精铰工步
同上,根据表5-41可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得该工步的基本时间。
式中l2、l1由表5-42按kr=15、ap=(D-d)/2=(10-9.96)/2=0.02的条件查得l1=0.19mm;l2=13mm;而l=12mm;f=0.3mm/r;n=140r/min.。
将上述结果代入公式,则该工序的基本时间tj=(12mm+0.19mm+13mm)/(0.4mm/minx97r/min)=0.6min=36s。
5.2.2.辅助时间ta的计算
根据第五章第二节所述,辅助时间ta与基本时间tj之间的关系为ta=(0.15~0.2)tj,这里取ta=0.15tj,则各工序的辅助时间分别为:
钻孔工步的辅助时间为:
ta=0.15x28s=4.2s;
粗铰工步的辅助时间为:
ta=0.15x42s=6.3s;
精铰工步的辅助时间为:
ta=0.15x36s=5.4s;
5.2.3.其他时间的计算
除了作业时间(基本时间和辅助时间之和)以外,每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。
由于端盖的生产类型为大批生产,分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微,可忽略不计;布置工作的时间tb是作业时间的2%~7%,休息与生理需要时间tx是作业时间的2%~4%,这里均取3%,则各工序的其他时间可按关系式(3%+3%)(tj+ta)计算,它们分别为:
钻孔工步的其他时间为:
tb+tx=6%x(28s+4.2s)=1.93s;
粗铰工步的其他时间为:
tb+tx=6%x(42s+6.3s)=2.90s;
精铰工步的其他时间为:
tb+tx=6%x(36s+5.4s)=2.48s;
5.2.4.单件时间tdj的计算
这里的各工序的单件时间分别为:
钻孔工步tdj钻=28s+4.2s+1.08s=34.13s;
粗铰工步tdj粗铰=42s+6.3s+2.90s=51.20s;
精铰工步tdj精铰=36s
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