商用车制动系统空气干燥器本体加工工艺设计Word格式.docx
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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,结构形状,外轮廓的尺寸,气密性,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及各种生产类型的生产纲领及工艺特点,该毛坯的制造方法选用压铸模,材料为EYL-2。
压铸毛坯的流线较好,承受的力较大,毛坯精度高,加工余量小等优点。
其切削加工性能一般,冲击韧性较好。
分析该零件的加工要求,确定其毛坯的尺寸为:
两阀口加工精度较高,需要多种工序加工,其留有的加工余量较多,其它可以较少。
部分曲面属于不加工表面,其加工余量可以不留,直接为压铸尺寸。
根据压铸件公差和机械加工余量标准,各面加工余量为:
底部外圆面5mm,耳部端面7mm,其它不加工表面为0.5mm。
确定圆角和拔模斜度及分模面:
由于该铸件的尺寸较小,为保证加工余量,直接选择铸造圆角为3~5mm,拔模斜度不大于70。
为节省材料,分模面在耳部和轮毂的最大尺寸
图1.干燥器本体毛坯图
5.零件工艺路线的制定
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,从中找到较好的一种,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:
车大端面、内孔及环形槽——车小端面、内孔、阀口及内槽——钻6-φ9孔,去毛刺——铣M22X1.5-6H孔口平面——铣φ38孔口平面——镗φ38孔及阀口——扩4-M6-6H底孔——4-M6-6H螺纹孔口倒角——攻4-M6-6H螺纹——钻2-M3底孔——2-M3底孔倒角——攻2-M3螺纹——钻M5底孔——钻φ2.5深孔同φ19孔根部——钻环形槽处φ4通气孔——钻M12X1.5底部φ1.5小孔——扩M22X1.5-6H底孔——M22X1.5-6H孔口倒角——攻M22X1.5-6H螺纹——扩M12X1.5-6H底孔——锪M12X1.5-6H端面——M12X1.5-6H孔口倒角——攻M12X1.5-6H螺纹——去内角毛刺——清洗、吹净、吹油——铆φ3钢球——铆另一处φ3钢球——在铆钢球处涂胶——另一钢球处涂胶——本体密封性试验——检查
方案二:
车大端面、内孔及环形槽——车小端面、内孔、阀口及内槽——钻6-φ9孔,去毛刺——铣M22X1.5-6H孔口平面——加工φ38及阀口——钻2-M3底孔——2-M3底孔倒角——攻2-M3螺纹——钻M5底孔——攻M5螺纹——钻φ2.5深孔同φ19孔根部——倒角——钻另一处φ2.5深孔——φ2.5深孔孔口处扩孔——钻环形槽处φ4通气孔——钻M12X1.5底部φ1.5小孔——φ20孔挤光——锪φ14孔端面——扩M22X1.5-6H底孔——M22X1.5-6H孔口倒角——攻M22X1.5-6H螺纹——锪M12X1.5-6H端面——M12X1.5-6H孔口倒角——攻M12X1.5-6H螺纹——去内角毛刺——清洗、吹净、吹油——铆φ3钢球——铆另一处φ3钢球——在铆钢球处涂胶——另一钢球处涂胶——本体密封性试验——检查
通过比较两种方案,区别在于如何选择粗基准及如何提高产品质量及使工艺集中,减少装夹误差。
两种方案对比分析,就可知第二种方案较好。
所有选择第二种方案。
6.加工余量、切削用量、工时定额的确定
已知加工材料为EYL-2,σb=240Mpa,机床为J1BNC320B型数控车床,工件装卡在三爪自定心卡盘中。
6.1.车大端面、内孔及环形槽
采用J1BNC320B型数控车床加工,工件装卡在三爪自定心卡盘中,采用程序编制的方法,分别用1把车刀加工大端面及内孔保证ф112.5±
0.1,7.4±
6.1、1把切槽车刀加工环形槽,保证尺寸ф130±
0.1,3.6±
0.1,2.5±
0.05。
6.1.1.车大端面及内孔
6.1.1.1.选择刀具
6.1.1.1.1.车大端面及内孔保证ф112.5±
0.1,选择端面车刀
J1BNC320B型数控车床的中心高为160mm,故选刀杆尺寸B×
H=20mm×
20mm,刀片厚度为6mm。
6.1.1.1.2选择刀具材料和角度
加工面
大端面
内孔
刀具材料
YG6牌号硬质合金
前角γ0(°
)
后角αo(°
8
主偏角Kr(°
93
20
副偏角κr’(°
刃倾角λs(°
刀尖圆弧半径rε(mm)
0.4
6.1.1.2.选择切削用量
6.1.1.2.1.确定背吃刀量ap
端面
加工余量Δ(mm)
0.5
走刀次数(次)
1
背吃刀量ap(mm)
6.1.1.2.2.确定进给量f
根据硬质合金车刀车端面的进给量表、硬质合金端面车刀的进给量表如下,
选用的进给量f(mm/r)
0.07
校核车削力Fz
根据高速钢车刀车削压鋳铝合金(σb=240MPa)的车削速度、车削力及车削功率表,车削条件改变时的修正系数表,
YG6车削铝合金的车削力Fz(N)
1895
2005
车刀耐用度修正系数kTFz
1.02
工件材料修正系数kMFz
1.0
车刀的主偏角修正系数kkrFz
0.89
车刀的前角修正系数kγ.Fz
1.08
车削力Fz(N)
2154
2354
因为该机床采用系统控制进给量,切削时的进给力小于进给机构允许的进给力,故所选f=0.07mm/r的进给量可用。
6.1.1.2.3.选择车刀磨钝标准及耐用度T
根据车刀的磨钝标准及耐用度表,取车刀后刀面最大磨损限度为1mm,T=60min。
6.1.1.2.4.确定切削速度v
根据车削速度的计算公式、车削条件改变时的修正系数表,背吃刀量ap按照加工端面:
0.5mm;
加工内孔:
0.5mm选取。
系数CV
350
车刀耐用度T(min)
60
指数m
0.2
指数XV
0.12
指数YV
0.25
理论切削速度v(m/min)
268
工件材料强度修正系数kMz
2.5
车刀耐用度修正系数kT_v
工件材料修正系数kMv
2.9
毛坯表面状态修正系数kSV
0.9
刀具材料修正系数ktV
2.7
车削方式修正系数kkV
1.18
车刀的主偏角修正系数kkrV
0.73
1.2
切削速度v(m/min)
240
主轴转速n=1000v/(πD)=1000×
240/(130×
π)=588r/min。
根据J1BNC320B型数控车床的说明书,选择nw=590r/min,实际切削速度v
=πDnw/1000=π×
130×
590/1000=265.1m/min。
6.1.1.2.5.校验车削功率
YG6车削铝合金的车削功率Pm(kW)
0.46
车刀耐用度修正系数kTPm
工件材料修正系数kMPm
0.8
毛坯表面状态修正系数kSPm
刀具材料修正系数ktPm
车削方式修正系数kkPm
1.24
车刀的主偏角修正系数kkrPm
0.62
车刀的主偏角修正系数kγ。
Pm
1.04
车削功率Pm(kW)
0.35
0.37
当n=590r/min时,机床主轴允许功率PE=7KW。
Pm<PE,故所选的切削用量可在J1BNC320B型数控车床上进行。
切削参数见下表:
进给量f(mm/r)
265.1
6.1.1.3.计算工序基本工时
根据普通车床和仿形车床的工序基本时间公式tm=(lw+l1+l2)N/(nf)、切入量表,
切削部分长度lw(mm)
切入量l1(mm)
12
5
切出量l2(mm)
3
走刀次数N(次)
基本时间tm(min)
合计基本时间tm(min)
0.6
6.1.2.车环形槽
同上计算方法,得以下结果
车槽
选择刀具
2mm切槽刀
主轴转速r(r/min)
750
3.6
0.04
306.3
作业时间(min)
6.2.车小端面、内孔、阀口及内槽
采用
(一)的计算方法,得结果如下:
车端面、粗车内孔、倒角
车ф49.5
内槽
车ф36内槽
精车内孔及阀口
内孔刀D3
切槽刀D4
切槽刀D5
金刚石刀D6
1.5
4
0.08
35.25
41
37
35
0.3
1.6
2.0
本工序,加工要求高,特别是阀口部位,是本零件的重点保证尺寸,在此,我们考虑到加工保证产品质量,保证合格率的基础上,采用了金刚石刀具,提高零件加工表面的粗糙度,更好的保证零件的质量。
6.3.钻6-ф9孔
钻6-ф9孔采用Z512B台式钻床加工。
6.3.1.选择刀具
选用锥柄标准高速钢麻花钻头,其直径为d=9mm;
几何参数为:
螺旋角β=29°
,锋角2Φ=118°
,后角αf=8°
横刃斜角Ψ=125°
。
6.3.2.选择切削用量
6.3.2.1.选择进给量f
6.3.2.1.1.根据高速钢钻头钻孔的进给量表,当加工要求为自由公差、中等刚性零件、钻孔深度小于3倍直径时,f=0.28~0.34mm/r。
6.3.2.1.2.根据钻头强度所允许的最大进给量表,f<0.8mm/r。
6.3.2.1.3.根据机床进给机构所允许的钻削进给量,经分析比较,取f=0.3mm/r。
因为是加工通孔,为了避免在孔即将钻穿时,折断钻头,故在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。
6.3.3.选择钻头磨钝标准及寿命
根据钻头、扩孔钻和铰刀的磨损标准及耐用度表,取钻头后刀面最大磨损限度为0.4mm,T=35min。
6.3.4.选择切削速度
根据高速钢钻头钻削不同材料时的切削用量表,取切削速度V=20.6m/min,主轴转速n=750r/min。
根据Z512B钻床说明书,实际主轴转速n=800r/min,实际切削速度V=22.6m/min。
6.3.5.检算机床功率
根据钻孔时轴向力、转距及功率的计算公式,取CF=425,ZF=1.0,YF=0.8,CT=0.206,ZT=2.0,YT=0.8,d0=9mm,f=0.3mm/r,KF=1.62,KT=1.22,V=18m/min;
切削功率Pm=3.3kWkW。
故选之切削用量可用,即:
钻孔
9
22.6
6.3.6.计算机动时间tm
根据钻、扩、铰孔时加工机动时间计算公式tm=2(lw+lf+l1)/(fn),其中钻孔进给量f=0.3mm/r,n=800r/min;
得到基本时间tm=0.7min。
6.4.铣M22X1.5-6H孔口平面
粗铣、精铣同采用X8130型工具铣床上加工。
6.4.1.选择刀具
6.4.1.1.根据铣刀的类型及用途表,粗铣和精铣都选择锪刀,刀具材料为YT8硬质合金。
6.4.1.2.选择刀具角度
锪刀直径及被加工表面的大小、夹具及工件的位置等有关。
根据锪刀直径选择表、铣削宽度aw=48mm等,粗铣和精铣都选择铣刀直径d0=50mm。
根据硬质合金锪刀角度的选择表,选择粗铣和精铣的锪刀角度。
工序
粗铣
精铣
锪刀齿数(个)
6
45
30
-15
6.4.2.选择切削用量
6.4.2.1.确定锪削深度ap、每齿进给量af、锪刀磨损极限值及耐用度T
根据硬质合金端锪刀、铣床削平面和凸台的进给量表,锪刀后刀面磨损极限值表、铣刀合理耐用度T表,
铣削深度ap(mm)
每齿进给量af(mm/z)
0.10
0.75
锪刀后刀面磨损极限值(mm)
锪刀耐用度T(min)
120
6.4.2.2.确定铣削速度v
根据铣削速度公式、铣削条件改变时的修正系数表,取Cv=172,qv=0.2,m=0.2,T=120;
修正系数KTv=1,KMv=0.87,KSv=1,Ktv=1,Kawv=1.1,KZv=1,KKrv=1.14(粗铣),KKrv=1.28(精铣),得到粗铣铣削速度V=187m/min;
精铣铣削速度V=202m/min。
根据一般情况下的铣削速度表,取粗铣铣削速度V=180.6m/min;
精铣铣削速度V=180.6m/min;
则粗铣主轴转速n=1150r/min;
精铣主轴转速n=1150r/min。
根据X8130型工具铣床主轴转速表,取实际粗铣主轴转速n=1150r/min;
精铣主轴转速n=1150r/min;
粗铣铣削速度V=180.6m/min;
精铣铣削速度V=180.6m/min。
粗铣进给量f=3.1mm/r;
精铣进给量f=4.5mm/r。
⑶校验车削功率
根据铣削力、扭矩、铣削功率公式,铣削条件改变时的修正系数表,取kp=1.67(粗铣),kp=1.91(精铣),CF=7750,XF=1.0,YF=0.75,UF=1.1,WF=0.2,QF=1.3,aw=70,af=0.15(粗铣),af=0.75(精铣),ap=6.4(粗铣),ap=0.6(精铣),Z=5(粗铣),Z=6(精铣),d0=100mm,n=300(粗铣),n=475(精铣),修正系数KMPm=1.04,KKrPm=1.07(粗铣),KKrPm=1.15(精铣),KVPm=0.84(粗铣),KVPm=0.9(精铣),得到粗铣圆周铣削力FZ=5621N,精铣圆周铣削力FZ=1576N;
粗铣扭矩M=281Nm,精铣扭矩M=78.5Nm;
粗铣功率Pm=1.9kW,精铣功率Pm=1.9kW。
粗铣功率Pm、精铣功率分别小于X8130型工具铣床的额定功率2.875kW。
6.4.3切削时间tm
根据铣削时间计算公式tm=2(lw+l1+l2)/Vf,其中lw=50mm,l1=0.5(d0-(d02-aw2)).得tm=0.5min。
6.5.加工ф38及阀口
本工序,在原来的方案上做了很大的改进,原来的工艺方案为:
铣ф38孔口平面——镗ф38孔及阀口——扩4-M6-6H底孔——倒4-M6-6H螺纹孔口角——攻4-M6-6H螺纹。
现考虑到此工艺方案,涉及到工具铣床、镗床、台钻,并且所费的时间和人力都造成了浪费,且本工序为重点保证工序,为了确保产品质量,提高生产率,降低成本,采用了RFCZ20型加工中心,一次装夹完成。
6.5.1.铣ф38孔口平面
同(四)的计算方法,得结果如下:
铣ф38孔口平面
铣刀EMP02-080-A27-A27-AP11-08
800
54
3.1
180.6
1.7
6.5.2.扩ф7D10孔至ф6.8
同
(二)的计算方法,得结果如下:
扩ф7D10孔
麻花钻ф6.8BD10-1
2000
11
0.30
42
0.27
2.1
6.5.3.铰孔ф7
同
(二)的计算方法,得结果如下:
铰孔ф7
铰刀7.02H9BD14-24
1300
0.15
28
0.24
6.5.4.车R0.8及8°
斜角
车R0.8及8°
专用成形刀
1200
0.1
6.5.5.镗ф38孔
同
(一)的计算方法,得结果如下:
镗ф38孔
专用镗刀
7
155
6.6.7.螺纹孔倒角0.5X45°
同
(二)得计算方法,得结果如下:
螺纹孔倒角0.5X45°
麻花钻ф8BD10-1
1400
12.1
6.6.8.攻4-M6-6H螺纹
攻4-M6-6H螺纹
丝锥M6BD20-4
420
15X4
手动
6.7.钻2-M3底孔
钻2-M3底孔
麻花钻ф2.6BD10-2
1.3
6.8.2-M3底孔倒角
麻花钻ф5BD10-1
6.9.攻2-M3-6H螺纹
同
(二)得计算方法,得结果如下:
攻2-M3-6H螺纹
挤压丝锥M3-6H
480
4.5
6.10.钻M5底孔
钻M5底孔
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