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公差等级为自由公差、表面粗糙度达到Ra6.3,故采用扩。
(4)、两处倒角
公差等级为自由公差、表面粗糙度达到Ra25,故采用铣。
(5)、7孔:
公差等级为自由公差、表面粗糙度达到Ra25,故采用钻。
(6)、上表面:
公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra12.5um,故采用粗铣-半精铣。
(7)、Φ12盲孔:
公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra25um,故采用钻。
(8)、M6-H7的螺纹孔:
中径公差等级为IT7,故采用钻-攻丝。
(9)、左侧面凹槽:
公差等级为自由公差,壁、底面表面粗糙度都为Ra12.5um,,故采用粗铣-半精铣。
(10)、8孔:
公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra25um,,故采用钻
(11)、12沉孔:
公差等级为自由公差,壁、底面表面粗糙度为Ra25um,,故采用扩。
(12)、30端面:
公差等级为自由公差,壁、底面表面粗糙度为Ra12.5um,,故采用粗铣-半精铣。
(13)、侧面12孔:
公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra25um,,故采用钻。
(14)、20沉孔:
公差等级为自由公差,内孔表面的表面粗糙度为Ra12.5um、底面表面粗糙度为Ra25um,故采用扩。
(15)、20倒角:
公差等级为自由公差,表面粗糙度为Ra25um,故采用锪。
四、加工顺序的安排
(1)工序的安排
1、加工阶段的划分
当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备,人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。
1粗加工阶段:
其任务是切除毛坯上大部分余量,使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品,因此,主要目标是提高生产率,去除内孔,端面以及外圆表面的大部分余量,并为后续工序提供精基准,如加工底面,上表面。
2半精加工阶段:
其任务是使加工表面精度进一步的提高,达到零件图纸的要求,如底面与上表面等,同时使一些表面达到精加工余量,如30+0.0250孔
3精加工阶段:
其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度。
2、基面先行原则
该零件进行加工时,要将底面先加工,再用底面和30+0.0250为基准来加工,因为底面和30+0.0250为后续精基准表面加工而设定的,才能使定位基准更准确,从而保证各位置精度的要求,然后再把其余部分加工出来。
3、先粗后精
即要先安排粗加工工序,再安排精加工工序,粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉,一方面提高金属切削效率,另一方面满足精车的余量均匀性要求,若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时,则要安排半精车,以此为精车做准备。
4、先主后次
该零件上加工表面可氛围主要加工表面和次要加工表面,主要加工表面如底面、30+0.0250内孔、48沉孔,次要加工表面如上端面、左侧凹槽等,对整个工艺过程影响较小的表面,先要加工主要表面,再一主要表面定位加工次要表面。
5、先面后孔
对该零件应该先加工平面,后加工孔,这样安排加工顺序,一方面是利用加工过的平面定位,稳定可靠,另一方面是在加工过的平面上加工孔,比较容易,并能提高孔的加工精度,所以对于壳体来讲先加工底面,做为定位基准再来加工其余各孔。
(2)工序划分的确定
工序集中与工序分散:
工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多,工序集中使总工序数减少,这样就减少了安装次数,可以使装夹时间减少,减少夹具数目,并且利用采用高生产率的机床。
工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行,每道工序的内容很少,最少时每道工序只包括一简单工步,工序分散可使每个工序使用的设备,刀具等比较简单,机床调整工作简化,对操作工人的技术水平也要求低些。
综上所述:
考虑到工件是小批量生产的情况下,本零件是不容易加工的,切削性能低,在加工过程中不易变形,耐热性差,刀具所带走的热量较多,在切削过程中时工件不易被切离和折断,再一个大部分尺寸是在加工中心加工,并且每个尺寸加工时间都不长,在此选用工序集中,减少装夹次数与加工时间。
辅助工序的安排:
辅助工序一般包括去毛刺,清洗,除锈,检验等。
(3)、热处理工序的安排
热处理的目的是提高材料力学性能,消除残余应力和改善金属的加工性能,热处理主要分预备热处理,最终热处理和内应力处理等,本零件材料为ZL102—2号铝-硅系铸造铝合金,在加工过程中预备热是消除零件的内应力,在毛坯锻造之后,进行时效处理。
(4)、拟定加工工艺路线
根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则,可以初步确定加工工艺路线,具体方案如下:
方案一
1、备料,铸造毛坯
2、热处理,时效处理
3、加工中心
4、一面两孔定位,粗、半精铣左侧凹槽,钻25螺纹底孔,8孔,扩12沉孔
5、粗、半精铣30端面、钻12孔,扩20沉孔,倒角
6、攻2M6-H7、M60-7H螺纹孔
7、去毛刺
8、检验入库
方案二
1、备料:
铸造毛坯
2、热处理:
时效处理
3、加工中心
4、心轴、分度头定位,粗、半精铣左侧凹槽,钻25螺纹底孔,8孔,扩12沉孔
5、粗、半精铣30端面、钻12孔,扩20沉孔,倒角
6、攻2M6-H7、M60-7H螺纹孔
7、去毛刺
8、检验入库
两个加工方案不同之处在于加工侧面的时候选择的机床不同,第一个方案选择的是卧式铣床加工侧面尺寸,而第二个方案是立式铣床加工侧面尺寸,零件结构比较复杂,在立式铣床上加工时,需采取心轴定位,这样装夹比较困难,再一个定位方式改变了,使加工精度有所降低,这样装配精度也随着降低,但是卧式铣床就不会出现这样的情况。
相比之下:
采用第一个方案。
五、工序设计
本工序具体内容见工序卡
1)、设备确定
本工序是在立式加工中心上加工,所以采用立式加工中心ACE-V400,技术参数如下:
工作台承重(kg)2~300;
工作台尺寸(长宽)mm650450;
行程(mm)X560、Y400、Z740;
主电动机功率(KW)7.5;
主轴最高转速(r/min)1~8000;
快速移动速度(mm/min)(x/y/z),30/30/24;
定位精度(mm)±
0.005;
重复定位精度(mm)±
0.002;
刀库容量(把)30;
数控系统:
FANUC,18-TC;
重量(kg)6000
2)、工装夹具
(1)、工装夹具:
第一次装夹:
即加工底面、47,以上表面作为粗基准,采用压板压住。
第二次装夹:
即加工上表面,67,12盲孔等,以底面定位,采用带螺纹圆柱销夹紧。
第三次装夹:
即加工内孔30+0.0250表面与48沉孔等,以上表面作为精基准,用带螺纹圆柱销夹紧。
第四次装夹:
即倒内孔30+0.0250的倒角,以底面定位,采用带螺纹圆柱销夹紧。
(2)、刀具:
①粗铣平面:
刀具号T0101,可转位面铣刀,刀具直径为100,刀片型号为SNKN1204ENN,刀具型号为FM75-100SD08ALML200-Z5
②钻中心孔:
刀具号T0202,高速钢中心钻,d=3.15,d1=8.0,l=50,l1=3.9
③钻7孔:
刀具号T0303,高速钢直柄短麻花钻,d=7,l=74,l1=34
④钻螺纹孔底孔5:
刀具号T0404,攻螺纹前钻孔用直柄阶梯麻花钻,d=5,l=62,l1=26
⑤钻12盲孔:
刀具号T0505,高速钢直柄麻花钻,d=12,l=151,l1=101
⑥扩30孔:
刀具号T0606,莫氏锥柄扩孔钻,d=29.8,l=296,l1=175
⑦扩48孔:
刀具号T0707,莫氏锥柄扩孔钻,d=48,l=369,l1=220
⑧粗铰30孔:
刀具号T0808,莫氏锥柄长刃机用铰刀,d=29.93,L=251,l=124
⑨精铰30孔:
刀具号T0909,莫氏锥柄长刃机用铰刀,d=30,L=251,l=124
⑩倒角:
刀具号T1010,直柄燕尾槽铣刀,d=20,L=67,θ=45°
Z=8
(3)、量具:
本零件是小批量,使用游标卡尺(0-125mm),内径千分尺(mm),深度千分尺(0-25mm)
3)、走刀路线图
工序中每个工步都有走刀路线图但是有的路线图只是一个方向一次走刀,所以有的走刀路线图已省去,具体走刀路线图见卡
4)、工步顺序
(1)、粗铣底面
(2)、半精铣底面
(3)、底面钻43.15中心孔
(4)、钻47孔
(5)、掉头,粗铣上表面
(6)、半精铣上表面
(7)、上表面钻83.15中心孔
(8)、钻螺纹底孔5
(9)、钻67孔
(10)、钻12盲孔
(11)、掉头,扩30+0.0250孔至29.8+0.0840
(12)、扩48孔至要求
(13)、粗铰30+0.0250孔至29.93+0.0520
(14)、精铰30+0.0250至要求
(15)、倒48孔的倒角
(16)、掉头,倒30+0.0250孔倒角
(17)、检
5)、加工余量确定与工序尺寸及上下偏差
加工表面
工序(或工步)名称
工序(或工步)余量
工序(或工步)基本尺寸
工序(或工步)经济精度
表面粗糙度(um)
工序(工步)基本尺寸
公差等级
公差值
底面
半精铣
Z=1.0mm
82.5
Ra1.25
粗铣
Z=1.5
83.5
Ra25
毛坯
Z=2.5
85
7孔
钻
2Z=7
Φ7
实心
48孔
扩
2Z=2
48
Ra6.3
46
Ra12.5
30孔
精铰
2Z=0.07
30
IT7~8
0.025
Ra1.6
粗铰
2Z=0.13
29.93
IT9
0.052
2Z=1.8
29.8
IT10
0.084
28
上表面
2Z=1
80
2Z=1.5
81
2Z=2.5
M6螺纹孔底孔5
2Z=5
5
12盲孔
2Z=12
12
6)、切削用量确定(查《实用机械加工工艺手册》)
(1)、加工底面
粗铣:
fz=0.25mm/zap=1.5mmVc=400m/min
则f=1.25mm/rn=1274r/min
半精铣:
fz=0.15mm/zap=1.0mmVc=500m/min
则f=0.75mm/rn=1600r/min
(2)、加工3.15中心孔
钻:
f=0.07mm/rap=1.5575mmVc=10m/min
则n=1000r/min
(3)、加工7孔
f=0.18mm/rap=3.5mmVc=30m/min
则n=800r/min
(4)、加工上表面
粗铣:
fz=0.25mm/zap=1.5mmVc=400m/min
则f=1.25mm/rn=1274r/min
则f=0.75n=1600r/min
(5)、加工12盲孔
f=0.25mm/rap=6mmVc=30m/min
则n=800r/min
(6)、加工M6底孔5
f=0.1mm/rap=2.5mmVc=25m/min
则n=1600r/min
(7)、加工30+0.0250孔
扩:
f=1.0mm/rap=0.9mmVc=18m/min
则n=200r/min
粗铰:
f=3.0mm/rap=0.065mmVc=10m/min
则n=100r/min
精铰:
f=2.0mm/rap=0.035mmVc=15m/min
则n=160r/min
(8)、加工48孔
f=1.6mm/rap=1mmVc=12m/min
则n=80r/min
(9)、倒角
铣:
fz=0.25mm/zap=1mmVc=100m/min
则f=2.0mm/rn=1600r/min
4、一面两孔定位,粗、半精铣左侧凹槽,钻25螺纹底孔,8孔,扩12沉孔
1)、设备选择
本工序加工侧面,所以选择X63,技术参数如下:
主轴轴线(端面)到工作台的距离(mm)最小30、最大420;
车身垂直导轨面到工作台中心的距离(mm)最小255、最大570;
主轴轴线到悬梁下平面间的距离(mm)190;
工作台的工作面积长1600、宽400;
工作台的梯形槽数为18;
槽间距离为90;
工作台之最大移动量:
纵向手动/机动=900/880,横向手动/机动=315/300,垂着手动/机动=390/370;
工作台的进给量级数18;
工作台进给量范围(mm/min):
纵向2300,横向2300,垂直770;
主轴孔锥度:
7/24;
主轴转数级数18;
主轴转数范围30~1500r/min;
主电动机功率10千瓦;
转速1450r/min;
电动机总功率13.125;
机床净重3700公斤;
机床外形尺寸:
长2556mm,宽2159mm,高1770mm。
即加工左侧凹槽,8孔,12沉孔等,以底面定位,采用带螺纹圆柱销夹紧。
①粗、半精铣左侧凹槽,直柄立铣刀,d=28,L=121,l=45,z=2
高速钢中心钻,d=3.15,d1=8.0,l=50,l1=3.9
③钻5螺纹底孔:
攻螺纹前钻孔用锥柄阶梯麻花钻,d=5,l=144,l1=63
④钻8孔:
高速钢莫氏锥柄麻花钻,d=8,l=156,l1=75
⑤扩12沉孔:
锥柄扩孔钻,d=12,l=182,l1=101
采用内径千分尺(6~8mm),深度游标卡尺(0~200mm),游标卡尺(0~125mm)
3)、工步顺序
①粗铣左侧凹槽
②半精铣左侧凹槽
③钻3.15的中心孔
④钻2M6-H7底孔5
⑤钻8孔
⑥扩12沉孔
⑦检
4)、加工余量确定与工序尺寸及上下偏差
左侧面凹槽
Z=1
4
2.5
8孔
2Z=8
8
8
12沉孔
2Z=4
5)、切削用量确定(查《实用机械加工工艺手册》)
(1)、加工左侧凹槽
fz=0.25mm/zap=1.5mmVc=50m/min
则n=570r/min圆整为n=600r/minVf=450mm/min圆整为Vf=475mm/min
fz=0.15mm/zap=1.0mmVc=70m/min
则n=800r/min圆整为n=750r/minVf=340mm/min圆整为Vf=375mm/min
则n=1000r/min圆整为n=950r/minVf=66.5mm/min圆整为Vf=60mm/min
(3)、加工M6螺纹底孔5
f=0.1mm/rap=2.5mmVc=10m/min
则n=640r/min圆整为n=600r/minVf=60mm/min圆整为Vf=60mm/min
(4)、加工8孔
f=0.1mm/rap=4mmVc=20m/min
则n=800r/min圆整为n=750r/minVf=75mm/min圆整为Vf=75mm/min
(5)、加工12沉孔
f=0.8mm/rap=2mmVc=24m/min
则n=640r/min圆整为n=600r/minVf=480mm/min圆整为Vf=475mm/min
6)、机床功率校核
粗加工凹槽时切削用量相对最大所以只需校核此步,其他也就满足
由kc=1118N/mm
ap=1.5mm,f=1.25mm/r
根据Fc=kcapf得Fc=2096.25
Pm=FcVc/60000=1.75kw
一般机床利用率η=0.8
Pm/η=1.75/0.8=2.18kw
又因为F
=10kw
所以机床可以正常工作
即加工内孔30端面与12孔等,以底面定位,采用带螺纹圆柱销夹紧
①、30端面:
直柄立铣刀,d=28,L=121,l=45
②钻12孔:
高速钢莫氏锥柄麻花钻,d=12,l=182,l1=101
③扩20沉孔:
锥柄扩孔钻,d=20,l=238,l1=140
④倒角:
带可换倒柱锥柄90°
锥面锪钻,d=21,d1=11,L=150,l=30
①粗铣30端面
②半精铣30端面
③钻3.15中心孔
④钻12孔
⑤扩20沉孔
⑥倒20沉孔的倒角
30端面
36
37
38.5
12孔
20孔
20
5)、切削用量确定(查《实用机械
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