序言
综合模块(机械加工工艺规程)课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课,并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我能综合运用机械制造技术基础中的基本理论,并结合生产实习中学到的实践知识,独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题,设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备,提高了结构设计能力,为今后的课程设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
这次课程设计中,我所选的零件是“底板座架”,完成该零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备的设计,底板座架在机器设备中是不可缺少的零件,它们的作用是:1.建立设备基础。用以架构设备的支撑基础,并在此基础上安装轴类零件及轴上零件。2.利用它们的工艺结构起到其他重要零件的定位作用。3.用以连接机器设备与地面的基础零件。因此在加工时,零件的配合部分需进行精加工,保证其配合准确,提高车床的综合性能,又因为被加工零件的结构比较复杂,加工难度大,需进行专用夹具的设计与装配。
由于能力所限,经验不足,设计中还有许多不足之处,希望老师多加指教。
一、零件的分析及生产类型的确定
1、零件的作用
“底板座架”如图1所示。它位于车床机构中,主要起支撑、固定作用,保证车床稳定安全的运行。
图1:底板座架零件图
3、零件的生产类型
依设计题目知:Qn=8000件/年;
结合生产实际,备品率和废品率可以取为=5%,=0.5%。由此可得,该零件的生产纲领
底板座架的质量为1.1kg,查表可知其属轻型零件,生产类型为中大批量生产。
二、零件毛坯的设计
1、选择毛坯
根据生产纲领可知,底板座架属中大批量生产,零件形状为非全圆柱体,可选零件材料为HT200,毛坯制造选用铸造毛坯,这样毛坯与成品相似,加工方便,省工省料。为了提高生产率,铸造方法选用砂型铸造,且为机器造型。
2、毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定
(1)、求最大轮廓尺寸
根据零件图轮廓尺寸,可知,底板座架最大轮廓尺寸为225mm。
(2)、选取公差等级CT
铸造方法按机器造型、铸件材料按HT200,查表得,公差等级CT范围是8~12级,取为10级。
(3)、求铸件尺寸公差
根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT,查表得,公差带相对与基本尺寸对称分布。
(4)、求机械加工余量等级
铸造方法按机器造型、铸件材料按HT200,查表得,机械加工余量等级范围是E~G级,取为F级。、
(5)、求RAM(要求的机械加工余量)
对所有的加工表面取同一个数值,由最大轮廓尺寸225mm、机械加工余量等级为F级,得RAM数值为1.5mm。
3、确定毛坯尺寸
上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6m。Ra1.6m的表面,余量要适当增大。
分析零件,各加工表面均为Ra1.6m,因此这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上余量值即可。
图2:根据零件尺寸计算的毛坯尺寸
综合上述,确定毛坯加工部分的尺寸,见表1所示。
4、设计毛坯图
由铸件结构分析,选择左端面作为砂模铸造机器造型的分型面。
(4)、确定毛坯的热处理方式
灰铸铁底板座架毛坯铸造后应安排人工时效,温度,进行消除残余应力,从而改善加工性。
综合上述,所设计的毛坯图如图3所示。
图3:底板座架毛坯图
三、零件的加工工艺设计
1、定位基准的选择
本零件是不规则多孔零件体,其左端面是设计基准(亦是装配基准和测量基准),为了避免由于基准不重合而产生的误差,应选左端面为定位基准,即遵循“基准重合”的原则。
2、零件表面加工方法的选择
本零件有平面、内孔、外圆柱面、螺纹等加工,材料为HT15-33。以公差等级和表面粗糙度要求,参考本指南有关资料,其加工方法选择如下:
(1)、左端面
左端面为精基准加工其它表面,表面粗糙度为Ra1.6,加工方法为先车后磨。
(2)、36mm内孔
未注公差尺寸,根据GB1800-79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6.3,由于毛坯上已经铸造出孔留出加工余量,所以选择先扩孔再铰孔即可达到要求。
(3)、钻Φ18、Φ13孔
未注公差尺寸,根据GB1800-79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6.3,选择先扩孔再铰孔即可达到要求。
(4)、45外圆柱面
公差等级为IT6,表面粗糙度为Ra1.6,加工方法可采用粗车——精车——精磨。
3、拟订工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当是使其零件的几何形状,尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领中已经确定为成批生产的条件下,可以考虑采用通用机床配以专用夹具,除此之外,应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
滤油器体加工包括各圆柱面、孔及端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则,该零件加工可按下述工艺路线进行。
工艺路线方案
工序ⅰ 粗铣Φmm孔的两端面
工序ⅱ 粗铣Φ孔的阶梯面
工序ⅲ 粗车Φmm外圆柱面的端面
工序ⅳ 粗车Φmm外圆柱面
工序ⅴ 半精车Φmm外圆柱面
工序ⅵ 车退刀槽3*1
工序ⅶ 扩mm孔
工序ⅷ 绞mm孔
工序ⅸ 锪绞mm孔
工序ⅹ 钻Ф18孔
工序ⅹⅰ 绞Φ22H7mm孔
工序ⅹⅱ 钻Ф13孔
工序ⅹⅲ 钻M10-6H螺纹通孔
工序ⅹⅳ 锪M10-6H螺纹通孔
工序ⅹⅴ 攻M10-6H螺纹孔
4、工艺方案的分析
上述工艺方案的特点在于:工艺安排合理,能满足用通用机床加工并达到精度的要求,除了选择万能性通用机床加工外,还要设计一些专用夹具,提高加工要求和质量。因此选用这个方案较合理,
四、工序设计
1、选择加工设备与工艺装备
(1)、选择机床
根据不同的工序选择机床。
①工序ⅰ、ⅱ、ⅲ
属于备坯阶段,不属于切削加工,由专门的 车间负责。
② 工序ⅸ
粗车左端面,选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大,精度要求不是很高,根据工厂内的现有设备一般最常用CA6140型卧式车床加工。
③ 工序ⅴ
先锪30内孔面,再扩38内孔,精度要求不高,选用立式钻床进行加工。
④工序ⅵ
粗车48外圆柱面,在切退刀槽。加工中需要换刀具,刀架最好是换位的,所以选择CA6140最经济。
⑤ 工序ⅶ
铰38内孔,内孔倒角,选钻床进行加工。
⑥工序ⅷ
精车48外圆,选用CA6140进行加工。
⑦工序ⅸ
钻3-9通孔,由于是通孔,刀具进给深度可以不严格控制,在其位置钻通孔即可。选用立式加工中心,只要在专用夹具上设计好对刀块,然后执行程序就可以加工出3个9通孔了。
⑧工序x
磨左端面,表面粗糙度Ra1.6mm,没有要求与中心线的垂直度,所以选用普通的端面磨床即可加工达到要求。
⑨工序ⅹⅰ、ⅹⅱ
加工进(出)油口孔,选用摇臂钻床进行加工。
⑩工序ⅹⅳ
精磨48外圆,公差等级为IT6,表面粗糙度为Ra1.6mm,精度要求比较高,所以这里选用外圆磨床进行加工。
(2)、选择夹具
工序ⅳ 选用三爪自定心卡盘。
工序ⅴ、ⅵ、ⅶ、ⅷ、ⅸ、ⅹ、ⅹⅰ、ⅹⅱ、ⅹⅳ 都选用专用夹具。
(3)选择刀具
根据不同的工序选择刀具。
①在车床上加工的工序
一般选用硬质合金车刀。切刀槽宜选用高速钢。为提高生产率及经济性,应选用可转位车刀架。
②在钻床上机加工的工序
麻花钻,锪头钻,倒孔钻等。
(3)选择量具
①加工部分的量具
工序ⅳ 卡尺;
工序ⅴ 卡尺;
工序ⅵ 卡尺;
工序ⅶ 卡尺;
工序ⅷ 卡尺;
工序ⅸ 卡尺;
工序ⅹ 卡尺; ;
工序ⅹⅰ 卡尺,螺纹塞规;
工序ⅹⅱ 卡尺,螺纹塞规;
工序ⅹⅳ 千分尺。
“后钢板弹簧吊耳”零件材料为Q235,硬度HBS为149~187,生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:
(1) 铣Φ36孔两端面和阶梯面
考虑其加工表面粗糙度要求为,可以先粗铣,再精铣,根据《机械加工工艺手册》表2.3-5,取2Z=5已能满足要求
(2) 加工孔
其表面粗糙度要求较高为,其加工方式可以分为钻,扩,铰三步,根据《机械加工工艺手册》表2.3-48,确定工序尺寸及余量为:
钻孔:
扩孔: 2Z=1.8
铰孔: 2Z=0.2
(3) 铣孔的内侧面
考虑其表面粗糙度要求为,只要求粗加工,根据《机械加工工艺手册》表2.3-5,取2Z=3已能满足要求。
(4) 铣孔的外侧面
考虑其表面粗糙度要求为,只要求粗加工,根据《机械加工工艺手册》表2.3-5,取2Z=3已能满足要求。



