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
一、端盖的工艺分析及生产类型的肯定
端盖主要用于零件的外部,起密封,阻挡尘埃的作用。
故其在机械中只是起辅助作用,对机械的稳固运行影响不是专门大,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。
、端盖的技术要求:
该端盖的各项技术要求如下表所示:
加工表而
尺寸偏差(mm)
公差及精度等级
表而粗糙度(um)
形位公差(mm)
端盖左端而
5S
IT13
/
B
端盖右端而
5S
IT13
/
B
方形端而
115X115
IT13
/
B
端盖中心孔
<1>
IT8
<1>14孔
(I)11
IT10
<1>10孔
<1>10「
IT9
4>9孑L
IT13 4>4孔 C1 IT13, <1>75外外表 IT9 R33弧 R33 IT13 、审査端盖的工艺性 该端盖结构简单,形状普通,属一般的盘盖类零件。 主要加工表而有端盖左、右端面,方形端面,要求其端而跳动度相对中心轴线知足,第二就是e25孔及10孔,“25孔的加工端而为平面,能够防止加工进程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度: 另外eio孔的加工表而虽然在圆周上,但通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。 该零件除主要加工外表外,其余的表而加工精度均较低,不需要高精度机床加工,通过铳削、钻床的粗加工就可以够达到加工要求。 由此可见,该零件的加工工艺性较好。 、肯定端盖的生产类型 依设计题目知: Q=5000件/年,m=l件/年,结合生产实际,备品率a%和废品率b%别离取3%和%。 代入公式得: N=5000台/年XI件/台X(1+3%)X(1+%)= 端盖重呈: 为0.5kg,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量生产。 2、肯定毛胚、绘制毛胚简图 选择毛胚 端盖在工作进程中不经受冲击载荷,也没有各类应力,毛胚选用铸件即可知足工作要求。 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。 肯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,可肯泄毛胚的尺寸公差及机械加工余量。 2.2.1公差品级 由端盖的功用和技术要求,肯泄该零件的公差品级为CT=9O 端盖铸造毛坯尺寸工差及加工余量 工程 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 *2=3 表2-1至表2-5 厚度58 *2=1 2 1 表2-1至表2-5 方形断而厚度 15 表2-1至表2-5 d)75外圆而 1 L, 表2」至表2・5 G75外圆长度7 表2・1至表2・5 e25孔 空=1 表2・1至表2・5 2.2・3绘制端盖毛坯简图 r 订・】讪 IS] 3、拟定端盖工艺线路 、定位基准的选择 ・精基准的选择 按照该端盖零件的技术要求,选择端盖右端面和"25孔作为精基准,零件上的很多表而都能够采用它们作基准进行加工,即遵循“基准统一〞原那么。 <1)25孔的轴线是设计基准,选用英作竟基准左位端盖两头而,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工表而的端而跳动度要求。 选用端盖右端面作为精基准一样是遵循了“基准重合〞原那么,因为该端盖在轴向方向上的尺寸多以该端而作设计基准。 3・・粗基准的选择 作为粗基准的表而应平整,没有飞边、毛刺或其他表而欠缺。 这里选择端盖左端而和4)60外圆而作为粗基准。 采用"60外圆而泄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而,能够为后续工序预备好精基准。 、外表加工方式的肯定 按照端盖零件图上的各加工外表的尺寸精度和表而粗糙度,肯泄加工件各外表的加工方式,如下表所示: 加工外表 尺寸精度等级 表而粗糙度 Ra/um 加工方案 备注 "75端面 IT11 粗铳-精铳 表1-6至表1-8 115x115端而 IT11 粗铳-精铳 表1-6至表1-8 e60端面 IT11 粗铳-精铳 表1-6至表1-8 e25孔 IT8 钻■扩■较 表1-6至表1-8 10孔 IT9 钻战-精钱 表1-6至表1-8 4xe9孔 IT13 钻 表1-6至表1-8 "4孔 IT13 钻 表1-6至表1-8 4x14孔 IT13 钻-扩 表1-6至表1-8 4>75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,第一将精基准〔端盖右端面和"25孔〕预备好,使后续工序都可采用精基准泄位加工,保证其他表而的精度要求: 然后粗铳端盖左端而、方形端而、车"75外圆、倒角。 在半精加工阶段,完成端盖左端而的精铳加工和e10孔的钻-较-精钱加工及e14孔等其他孔的加工。 、工序的集中与分散 选用工序集中原那么安排端盖的加工工序。 该端盖的生产类型为大量生产,能够采用全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那么使工件的装夹次数少,不但可缩短辅助时刻,而且由于在一次装夹中加工了许多表而,有利于保证各加工表而的相对位苣精度要求。 、工序顺序的安排 3.5.1机械加工工序 〔1〕遵循“先基准后其他〞原那么,第一加工精基准一一端盖右端而和e250+0.03mm孔。 〔2〕遵循“先粗后精〞原那么,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。 〔3〕遵循“先而后孔〞原那么,先加工端盖右端而,再加工少25孔。 3.5.2.热处置工序 铸造成型后,对铸件进行退火处宜,可消除铸造后产生的铸造应力,提髙材料的综合力学性能。 该端盖在工作进程中不经受冲击载荷,也没有各类应力,故采用退火处置即可知足零件的加工要求。 3.5.3.辅助工序 在半精加工后,安排去毛刺、淸洗和终检工序。 综上所述,该端盖工序的安排顺序为: 在、热处宜一一基准加工一一粗加工精加工。 、肯定工艺线路 在综合考虑上述工序顺序安排原那么的根底上,下表列出了端盖的工艺线路。 工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具 1 热处理一一退火 2 粗铳端盖左右端而、方形端而 立式铳床X51 端铳刀 游标卡尺 3 精铳端盖左右端而、方形端而 立式铳床X51 端铳刀 游标卡尺 4 粗车、半精车"75外圆 CA6140 外圆车刀 游标卡尺 5 车倒角 CA6140 端而车刀 6 钻■扩■较©25孔 四面组合钻床 麻花钻、扩孔钻、较刀 卡尺、塞规 7 钻"4孔 四而组合钻床 麻花钻 卡尺、塞规 8 钻•校-精狡"10孔 四而组合钻床 麻花钻、较刀 卡尺、塞规 9 钻"9孔 四而组合钻床 麻花钻 卡尺、塞规 10 钻e14孔 四面组合钻床 麻花钻、狡 卡尺、塞规 11 铳R33圆弧 数控铳床 立铳刀 游标卡尺 12 去毛刺 钳工台 平锂 13 淸洗 淸洗机 14 终检 塞规、卡尺、百分表等 4、加工余量、工序尺寸和工差的肯定 在这只肯定钻-较-精铁〞10孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表2-28可査得,精餃余gZttR;粗较余量Z“=0.16mm;钻孔余Zw查表1-20可依次肯泄各工序尺寸的加工精度品级为,精铁: IT7;粗绞: IT10: 钻: IT12«按照上述结果,再查标准公差数值表可肯左各工步的公差值别离为,精铁: 0.015mm;粗铁: 0.058mm;钻: 。 综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公不同离为,精铁: *100〔严皿mm: 粗钱 “必叫皿;钻: 4〕山mm,它们的彼此关系如下列图所示。 加工方向 0J6 0.04 场+0半 1r> 勿 A 勿种・015 ©1Q 五.切削用量、时刻定额的计算 在这只计算钻-较-精钱〞10孔此工序的切削用量和时刻定额。 、切削用量的计算 5.1.1钻孔工步 1〕背吃刀量的肯定取aP=9.8mm. 2〕进给虽的肯泄由表5-22,选取该工步的每转进给量f=0」mm/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12m/min,由公式〔5-1〕n=1000v/可求得该工序钻头转速n=r/min,参照Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=392r/min,M将此转速代入公式 〔5-1〕,可求出该工序的实际钻削速度为v=1000=12.06m/mino 5.1.2粗较工步 1〕背吃刀量的肯定取aP=0.16mm, 2〕进给量的肯立由表5-31,选取该工步的每转进给 3)切削速度的计算由表5-31,切削速度v选取为2m/min.由公式(5-1)n=1000v/可求得该工序钻头转速n=r/min,参照Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=97r/min,再将此转速代入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度为v=1000=3.0m/min» 5.1.3精養工步 1)背吃刀量的肯泄取ap=0.04mm° 2)进给疑的肯泄由表5-31,选取该工步的每转进给量。 3)切削速度的计算由表5-31,切削速度v选取为4m/min,由公式(5-1)n=1000v/可求得该工序钻头转速n=min,参照Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=140r/min,再将此转速代入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度为v=1a 、时刻定额的计算 5.2.1.大体时刻勺的计算 (1)钻孔工步 按照表5-41,钻孔的大体时刻可由公式tj=L/fn=(l+ll+12)/fn求得。 式中l=20mm;12=lmm;li=D/2*cotkr+(l<*2)=2*cot54+lmm=5.3mm; f=0.1mm/r;n=392mm/r.o将上述结果代入公式,那么该工序的大体时刻。 (2)粗较工步 按照表5-41,绞圆柱孔的大体时刻可由公式tj=L/fn=(l+H+12)/fn求得。 式中1二、11由表5-42按kr=l五、ap=(D-d)/2=()/2=的条件査得li=O.37mm;l2=15mm;而1=1将上述结果代入公式,那么该工序的大体时刻tj=(12mm+0.37mm+15mm)/(0.4mm/minx97r/min)==42s。 (3)精钱工步 同上,按照表5-41可由公式tj=L/fn=(l+ll+12)/fn求得该工步的大体时刻。 式中1二、11由表5-42按kr=l五、ap=(D-d)/2=()/2=的条件査得11=;12=13mm;而1=12mm: f=mm/r: n=140r/min.»将上述结果代入公式,那么该工序的大体时刻tj=(12mm++13mm)/minx97r/min)==36s。 5.2.2.辅助时刻的计算 按照第五章第二节所述,辅助时刻4与大体时刻tj之间的关系为ta=-tj,这里取ta=tj,那么各工序的辅助时刻别离为: 钻孔工步的辅助时刻为: ta==; 粗绞工步的辅助时刻为: ta==; 精狡工步的辅助时刻为: ta==; 5.2.3.其他时刻的计算 除作业时刻(大体时刻和辅助时刻之和)之外,每道工序的单件时刻还包括布垃工作的时刻、休息与生理需要的时刻和预备与终结时刻。 由于端盖的生产类型为大量生产,分摊到每一个工件上的预备与终结时刻甚微,可忽略不计;布苣工作的时刻tb是作业时刻的2%~7%,休息与生理需要时刻tx是作业时刻的2%~4%,这里均取3%,那么各工序的英他时刻可按关系式(3%+3%)(tj+ta)计算,它们别离为: 钻孔工步的其他时刻为: tb+tx=6%x(28s+=; 粗狡工步的其他时刻为: tb+D=6%x(42s+=; 精餃工步的其他时刻为: tb+H=6%x(36s+=; 5.2.4.单件时刻切的计算 这里的各工序的单件时刻别离为: 钻孔工步tdj«i=28s++=; 粗较工步tdjm«=42s++=; 精铁工步tdj««=36s++=; 因此,此工序的单件时刻tdj=tdjtti+tdjfilWi+tdj««=++=» 将上述零件工艺规程设计的结果,填入工艺文件。 6.夹具设计 夹具是一种能够使工件按必然的技术要求准肯泄位和牢固夹紧的工艺装备,它普遍地运用于机械加工,检测和装配等整个工艺进程中。 在现代化的机械和仪器的制造业中,提髙加工精度和生产率,降低制造本钱,一直都是生产厂家所追求的目标。 正确地设讣并合理的利用夹具,是保证加工质量和提髙生产率,从而降低生产本钱的重要技术环节之一。 同时也扩大各类机床利用范国必不可少重要手腕。 提出问题 〔1〕如何限制零件的自由度;一个面限制3个自由度,长圆柱销限制2个自由度,左位销限制1个自由度。 〔2〕如何夹紧: 设计夹具由螺旋夹紧工件。 〔3〕设计的夹具如何排削;这次加工利用麻花钻和较刀,排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。 〔4〕如何使夹具利用合理,便于装卸。 设计思想 设计必需保证零件的加工精度,保证夹具的操作方便,夹紧靠得住,利用平安,有合理的装卸空间,还要注意机构密封和防尘作用,使设计的夹具完全符合要求。 本夹具主要用来对e10孔进行加工,那个孔尺寸精度要求为IT9,外表粗糙度,钻、粗铁、精狡以可知足英精度。 所以设计时要在知足精度的前提下提高劳动生产效率,降低劳动强度。 夹具设计 6.3.1定位分析 〔1〕定位基准的选择 拯? 夹具手册? 知左位基准应尽可能与工序基准重合,任同一工件的各道工序中,应尽可能采用同必然位基准进行加工。 故加工<1>10孔时,采用端盖右端面和“25孔内圆柱而作为定位基准。 〔2〕泄位误差的分析 定位元件尺寸及公差的肯立。 夹具的主要定位元件为一个而与两个孔左位,因为该立位元件的定位基准为孔的轴线,所以基准重合△b=0,由于存在间隙,定位基准会发生相对位置的转变即存在基准位移误差。 △j=(Td+Td+AS)/2 Td Td △S二0・010mm △ 6.3.2切削力及夹紧力的计算 刀具: ①的麻花钻,610钱刀。 1钻孔切削力: 查? 机床夹具设汁手册? 刃0表3-6,得钻削力计算公式: P=70.6•D•S•HR 式中P占削力 t钻削深度,12mm S每转进给量.0.1mm D麻花钻直径, HB布氏硬度,140HBS 所以 ・yS•HjB°" =762(N) 钻孔的扭矩: n«c42---0.94-w- m=0・014・d・s・HB 式中S每转进给量.0.1mm D麻花钻直径, HB布氏硬度,140HBS =8200(N•M) 2钱孔时的切削力: 査? 机床夹具设计手册? 巧0表3-6,得钻削力计算公式: re*1.2c().4y*小 P=9・g・s・HB 式中p切削力 t钻削深度,12mm S每转进给量,0.4mm D钱孔钻直径,①10mm HB布氏硬度,140HBS 所以 nC(1-2c().4-yr ・f・s・HB =73(N) 铁孔的扭矩: P=0.031•严•s"•HB4•D 式中t钻削深度,12mm S每转进给星.0.4mm D较刀直径,4)10mm HB布氏硬度,140HBS P=1•厂••HBQA•D 二600(N•M) 3钻孔夹紧力: 查? 机床夹具设计手册? P70表3-6,查得工件以一个面和两个孔泄位时所需夹紧力计算公式: —逊 2 d: •人(a+0)+「/・di 式中<|>螺纹摩擦角 平头螺杆端的直径 f工件与夹紧元件之间的摩擦系数, d: 螺杆直径 &螺纹升角 Q手柄作使劲 L手柄长度 w=—J 那么所需夹紧力: d+D*f・d\ 二766(N) 按照手册查得该夹紧力知足要求,故此夹具能够平安工作。 6.3.3夹具操作说明 这次设计的夹具夹紧原理为: 通过"25孔和侧面为定位基准,在圆柱销、平面和左位销实现完全定位,以钻模板引导刀具进行加工。 采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件。 泄位元件: 定位元件是用以肯左正确位置的元件。 用工件定位基准或左位基而与夹具泄位元件接触或配合来实现工件定位。 该设计用可换定位销 6.3.4肯定导向装置 本工序要求对被加工的孔依次进行钻、績的加工,最终到达工序简图上规定的加工要求,故选用快换钻套作为刀具的导向元件,查表9-13,肯左钻套高度H二30d二2X=21mm,排泄空间h=—7・Sonmio 7.体会与展望 本次课程设计主要经历了两个阶段,第一阶段是机械加工工艺规程设计,第二阶段是专用夹具设汁。 第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方而的知识: 夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方而的知识。 通过这三个礼拜的设计,我大体掌握了零件的加工进程分析及工艺文件的编制、专用夹具设计的方式和步骤,学会了查找相关手册、说明书等,和选择利用工艺装备等等。 总之,这次设计使我在大体理论的综合运用及正确解决实际问题等方而取得了一次较好的训练。 提高了咱们的试探、解决问题创新设计的能力,为以后的设il•工作打下了较好的根底。 由于个人能力有限,所学知识还不能完全掌握,设讣中还有许多错误和缺乏,请列位老师和同窗们多多斧正。 通过这两个礼拜的学习,觉察了自己的很多缺乏,自己知识的很多漏洞,看到了自己的实践经验仍是比拟缺乏,理论联系实际的能力还急需提高。
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- 加工 工艺 设计