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文档简介
1 1 计算生产纲领,确定零件的生产类型计算生产纲领,确定零件的生产类型 如图 所示为角形轴承箱,假设该产品产量为 q=5000 台/年,n=2 件/台, 结合生产实际,设其备品率为 16%,机械加工废品率为 2%,现制定该零件的机械 加工工艺规程。 技术要求如下: 1.1 铸件应消除内应力; 1.2 未注明铸造圆角为 r2 r3; 1.3 铸件表面不得有粘砂、多肉、裂纹等缺陷; 1.4 允许有非聚集的孔眼存在,其直径不大于 5mm,深度不大于 3mm,相距 不小于 30mm,整个铸件上孔眼数不多于 10 个; 1.5 去毛刺,锐边倒钝; 1.6 材料 ht200,n=qn(1+a%+b%)=50002(1+16%+2%)=11800。 角形轴承箱年产量为 11800 件/年,零件重 2.98。根据教材表 1-5,生 产纲领与生产类型的关系,角形轴承座是轻型机械中的零件,属轻型零件;则生产类型 为大批生产。 全套图纸,加全套图纸,加 153893706 2 零件的分析零件的分析 2.1 零件的结构分析零件的结构分析 角形轴承箱是机用床的一个重要零件。它位于车床机构中,主要用来支撑、 2 固定在轴承的箱体,通过固定轴承来实现轴承的正常运转。槽 50h11 与端面 100h11 为配合表面有较高的精度和表面粗糙度。 140h11 为内圆较高的定位基准, 180h7 孔为轴承配合有较高的精度。 2.2 零件的技术要求分析零件的技术要求分析 通过对该零件的重新绘制知,原样图的视图正确、完整,尺寸、公差及技 术要求齐全。根据零件的尺寸图,可以初步拟定零件的加工表面,其间有一定位 置度要求。 该零件上的主要加工面为两个端面、两个侧面和180h7 孔。 为此以下是底板座架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求,分述 如下: 在尺寸图中,左视图上标注的零件的两侧面(100h11)垂直于基准 c( 180h7 孔的轴线)其垂直度公差为 0.1mm。 在左视图上标注的宽度为 50h11 的(两槽)槽的两侧面平行于基准 b(左 视图中零件的左侧面) ,其平行度公差为 0.12mm。 左视图上标注的180h7 的孔有圆度要求,其圆度公差为 0.008mm。 在尺寸图中, 树视图上标注的宽度为 50h11 的两槽的内槽面有垂直度要求, 其垂直度公差为 0.12mm。 主视图上标注为的孔,有位置度的要求,其位置度公差为 0.6mm 在尺寸图中,俯视图上标注的宽度为 50h11 槽,有位置度要求,其公差值 为 0.4mm。 由零件图可知,零件的不加工表面粗糙度值为 6.3um。零件的材料为 ht200。 铸件要求不能有吵眼、疏松、气孔等铸造缺陷,以保证零件强度、硬度及 刚度,在外力作用下,不致于发生意外事故。 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度,该零件没有 很难加工的表面尺寸,上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证,对于 这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助于专用夹具加工另一 组表面,并且保证它们的位置精度要求。 3 3 确定毛坯,画毛坯图确定毛坯,画毛坯图 零件材料为 ht200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又 比较简单,又是薄壁零件。故选择铸件毛坯。考虑到轴承的正反转和主要受径向 力等情况,以及参照零件图上所给的该零件不加工表面的粗糙度要求,对于不进 行机械加工的表面的粗糙度通过铸造质量保证, 又已知零件生产类型为大批量生 产,该零件的外形尺寸不复杂,又是薄壁零件,毛坯的铸造方法选用金属型浇注 铸造。又由于箱体零件的180h7 孔需铸出,故还应安放型芯。此外,为消除残 余应力,铸造后应安排人工时效。 3.1 铸件尺寸公差 铸件尺寸公差分为 16 等级, 由参考文献 1工艺设计简明手册表 1.3-1 可知, 由于大批量生产,该种铸件的尺寸公差等级 ct 为 79 级,故取 ct 为 9 级;加 工余量等级 ma 为 f 级;由表 2.2-3 可知,错型值 1.0mm。 3.2 铸件机械加工余量 由于 ma 为 f 级, 对成批和大量生产的铸件加工余量由工艺设计简明手册得, 各加工表面总余量如表 1 所示。 表 1 各加工表面总余量 mm 加工表面 基本尺寸 加功能余 量等级 加工余量 数值 说明 b 面 250 f 3.5 端面,双侧加工(取下行数据) 直角面 260 f 4.5 单侧加工 孔180 180 g 4 孔降 1 级,双侧加工 其它 pcc。故校验合格。 最 终 确 定 ap=3.0mm , nc=47.5r/min,vc=7.4575m/min , vf=150mm/min , f z=0.16mm/z。 3 计算基本工时 tm3l/ vf= 3(260+18)/150=5.586min。 (式 5.33) 式中,l=260, 根据表参考文献2表 3.26,对称安装铣刀, 入切量及超切量18 工序八工序八 1 加工条件 工件材料:ht200, 硬度 180200hb,铸造; 加工要求:铣另一 50h11 的槽,加工余量 h=8mm; 加工尺寸:宽度为 50mm,长度为 260mm; 机床:铣床,xa6132 卧式铣床。 刀具:高速钢立铣刀。铣削宽度 aepcc。故校验合格。 最 终 确 定 ap=3.0mm , nc=47.5r/min,vc=7.4575m/min , vf=150mm/min , 33 f z=0.16mm/z。 3 计算基本工时 tm3l/ vf= 3(260+18)/150=5.586min。 (式 5.33) 式中,l=260, 根据表参考文献2表 3.26,对称安装铣刀, 入切量及超切量18 工序九工序九 1 加工条件 工件材料:ht200, 硬度 180200hb,铸造; 工件尺寸:宽度为 90mm,长度 l=75mm; 加工要求:以一直角面为粗基准,定位安装,铣加工一铣长度为 75mm 的 凹台,粗糙度 12.5um。加工余量 h=23mm。 机床:铣床,xa6132 型卧式万能铣床。 刀具:高速钢圆柱铣刀,采用标准镶齿圆柱铣刀。取铣削宽度 ae=8.0mm,深 度 ap=90mm。根据参考文献 2切削手册 )表 3.1,取刀具外径 d0=100mm, 根据表 3.9 取齿数 z=8。选择刀具前角 n10后角 o12,副后角 o=8,由于其表面粗糙度值为 12.5um,因为 75mm 无尺寸公差要求,总 余量 h=23mm,故只需进行三次粗铣即可达到要求。 2 切削用量 2.1 确定每齿进给量 fz 根据参考文献2六- 常用铣床的技术资料, xa6132 型卧式万能铣床的功率为 7.5kw,工艺系统刚性为中等,根据表 3.3,查得每齿的进给量 fz=0.20.3mm/z, 现取 fz=0.2mm/z。 2.2 铣刀磨钝标准及寿命 根据参考文献2表 3.7,用高速钢盘铣刀粗加工铸铁,铣刀刀齿后刀面最大 磨损量为 0.6mm,铣刀直径 d=100mm,耐用度 t=180min。 2.3 确定切削速度和工作台每分钟进给量 f , 切削速度 0 可由参考文献2 计算公式 3.27 得: 34 v pu e y z x p m q v k zafat dc v vvvv v = (式 5.1 ) 也可直接由表查出。 根据表 3.9,当 0 d =100mm,z=8,ap=90mm,ae=8.0mm,fz0.24mm/z 时, 14m min t v = , n v46minr= ,v 77mm min ft = 。 各修正系数为: 0 . 1 0 . 1k = = bvfbnbv mvfmnmv kkk kk 故 mm 14 1.0 1.014 minmin n46 1.0 1.046 minmin 77 1.0 1.077 minmin ctv tn fftv vv k rr n k mmmm vv k = = = 根据 xa6132 型铣床说明书,选择 0 47.5,75 minmin fc mmr nv= 因此实际切削速度和每齿进给量为 0 0 3.14 100 47.5 vmin14.9min 10001000 75 0.2 47.5 8 e c fc zc d n mm v fmm zmm z n z = = 2.4 校验机床功率 根据表 3.20,当0.14 0.22,90,8.0,85min zpef fmm z amm avmm= 时, 2.2 ct pkw=。 切削功率的修正值系数, 0 . 1= mpc k故实际切削功率为 p2.2 ccct pkw= 根据 xa6132 型铣床说明书,机床主轴允许的功率为 35 kwkw cm 63 . 5 75 . 0 5 . 7p= 故 cm pp cc p,因此所决定的切削用量可以采用,即 8.0,75min,47.5min,14.9min,0.20 efcz amm vmmnrvmfmm z=。 3 基本时间 根据参考文献 f 3 m l t v = (式 5.7) l,75lylmm= +=式中,。根据表 3.25,入切量及超切量30ymm+ =,则 (7530)105lmmmm=+=,故 3 105 min4.2min 75 m t = 工序十工序十 1 加工条件 工件材料:ht200, 硬度 180200hb,铸造; 工件尺寸:宽度为 90mm,长度 l=75mm; 加工要求:以一直角面为粗基准,定位安装,铣加工另一个长度为 75mm 的凹台,粗糙度 12.5um。加工余量 h=23mm。 机床:铣床,xa6132 型卧式万能铣床。 刀具:高速钢圆柱铣刀,采用标准镶齿圆柱铣刀。取铣削宽度 ae=8.0mm,深 度 ap=90mm。根据参考文献 2切削手册 )表 3.1,取刀具外径 d0=100mm, 根据表 3.9 取齿数 z=8。选择刀具前角 n10后角 o12,副后角 o=8,由于其表面粗糙度值为 12.5um,因为 75mm 无尺寸公差要求,总 余量 h=23mm,故只需进行三次粗铣即可达到要求。 2 切削用量 2.1 确定每齿进给量 fz 根据参考文献2六- 常用铣床的技术资料, xa6132 型卧式万能铣床的功率为 7.5kw,工艺系统刚性为中等,根据表 3.3,查得每齿的进给量 fz=0.20.3mm/z, 36 现取 fz=0.2mm/z。 2.2 铣刀磨钝标准及寿命 根据参考文献2表 3.7,用高速钢盘铣刀粗加工铸铁,铣刀刀齿后刀面最大 磨损量为 0.6mm,铣刀直径 d=100mm,耐用度 t=180min。 2.3 确定切削速度和工作台每分钟进给量 f , 切削速度 0 可由参考文献2 计算公式 3.27 得: v pu e y z x p m q v k zafat dc v vvvv v = (式 5.1 ) 也可直接由表查出。 根据表 3.9,当 0 d =100mm,z=8,ap=90mm,ae=8.0mm,fz0.24mm/z 时, 14m min t v = , n v46minr= ,v 77mm min ft = 。 各修正系数为: 0 . 1 0 . 1k = = bvfbnbv mvfmnmv kkk kk 故 mm 14 1.0 1.014 minmin n46 1.0 1.046 minmin 77 1.0 1.077 minmin ctv tn fftv vv k rr n k mmmm vv k = = = 根据 xa6132 型铣床说明书,选择 0 47.5,75 minmin fc mmr nv= 因此实际切削速度和每齿进给量为 0 0 3.14 100 47.5 vmin14.9min 10001000 75 0.2 47.5 8 e c fc zc d n mm v fmm zmm z n z = = 2.4 校验机床功率 37 根据表 3.20,当0.14 0.22,90,8.0,85min zpef fmm z amm avmm= 时, 2.2 ct pkw=。 切削功率的修正值系数, 0 . 1= mpc k故实际切削功率为 p2.2 ccct pkw= 根据 xa6132 型铣床说明书,机床主轴允许的功率为 kwkw cm 63 . 5 75 . 0 5 . 7p= 故 cm pp cc p,因此所决定的切削用量可以采用,即 8.0,75min,47.5min,14.9min,0.20 efcz amm vmmnrvmfmm z=。 3 基本时间 根据参考文献 f 3 m l t v = (式 5.7) l,75lylmm= +=式中,。根据表 3.25,入切量及超切量30ymm+ =,则 (7530)105lmmmm=+=,故 3 105 min4.2min 75 m t = 工序十一工序十一 1 加工条件:钻 6- 4 . 0 0 13+的孔。 工件材料:ht200, 硬度 180200hb,铸造; 工艺要求:孔径 d=13mm,孔深100l =mm,通孔,精度为 h12h13; 机床:钻床,z525q 立式钻床。 2 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头, 粗钻时 do=13mm, 钻头采用双头刃磨法, 后角 o 12,二重刃长度 b=2.5mm,横刀长 b=1.5mm,宽 l=3mm,棱带长度mml5 . 1 1 = 38 1202= 10 0 = 30=. 3 选择切削用量 3.1 决定进给量 根据参考文献2表 2.7,按加工要求决定进给量:根据根据参考文献2表 2.7,当加工要求为 h12h13 精度,铸铁的硬度为 220hbs,=13mm 时, =0.31 0.39mm/z。 由于7 . 713/100/=dl,故应成孔深修正系数79 . 0 = kf k,则 rmmrmmf/31 . 0 24 . 0 /79 . 0 )39 . 0 31 . 0 (= 按钻头强度决定进给量:根据参考文献表 2.8,查的钻头强度允许的进给 量 f=1.0mm/r。 按机床进给机构强度决定进给量:根据表参考文献 2.9,z525 钻床允许的 轴向力为 8830n,进给量为 1.2mm/r。 从以上三个进给量比较和 z585 钻床说明书,选择 f=0.28mm/r。 由于是加工通孔,为了避免孔即将钻穿时钻同容易折断,故宜在孔即将钻 穿时停止自动进给而采用手动进给。 由参考书表 2.19 可查出钻孔时的轴向力,nff2500=。轴向力修正系数 均为 1.0,故nff2500=。 根据 z525 钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力为 nf8830 max =,所以 max fff,则 f=0.28 可用。 3.2 钻头磨钝标准及寿命 根据参考文献2表 2.12,后刀面最大磨损限度为 0.50.9mm,寿命 min60=t 3.3 切削速度 根 据 参 考 文 献 2 表 2.13 rmmvc/18= 修 正 系 数 0 . 1= tv k 0 . 1= mv k0 . 1= tv k85. 0= lv k0 . 1=kxv 10= apv k 故rmmvc/3 .15=。 39 min/ 8 . 374 1000 0 r d v ns= 根据 z525 钻床说明书,机床实际转速为min/392rnc=,但因所选转数较 计算转数为高,会使刀具寿命下降,故可选进给量降低一级,即取 f=0.22mm/r; 也可选择较低一级转数min/272rnc=,仍用 f=0.28mm/r,比较这两种选择方 案: 第一方案 f=0.28mm/r,min/16.76,min272mmfnrn cc = 第二方案 f=0.22mm/r,min/24.86,min392mmfnrn cc = 因为第二种方案 nf 的乘积较大,基本工时较少,故第二种方案较好。这时 切削速度rmmfrmm nd v s c /22. 0,/16 1000 0 = 3.4 校验扭矩功率 根据参考文献2表 2.20 mnmc=54.18。扭矩修正系数均为 1.0,故 mnmc=54.18。根据 z525 钻床说明书nmmm2 .144=所以 mc mm 根据参考书 2.23,查的 ec pkwp=0 . 20 . 1故满足条件,校验成立。 4 计算工时 t=6l/nf=6(212+8)/0.22*392=7.5min (式 5.37) 式中,l=212mm, 根据参考文献2表 3.26,入切量及超切量 8mm。 工序十二工序十二 1 加工条件:钻25 的孔。 工艺要求:孔径 d=25mm,孔深50l =mm,通孔,精度为 h12h13; 机床:钻床,z525q 立式钻床。 2 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头, 粗钻时 do=25mm, 钻头采用双头刃磨法, 后角 o 40 12,二重刃长度 b=2.5mm,横刀长 b=2.5mm,宽 l=5mm,棱带长度mml5 . 1 1 = 1202= 10 0 = 30=. 3 选择切削用量 3.1 决定进给量 根据参考文献2表 2.7,按加工要求决定进给量:根据根据参考文献2表 2.7,当加工要求为 h12h13 精度,铸铁的硬度为 220hbs,=25mm 时, =0.47 0.57mm/z。 由于0 . 225/50/=dl,故应成孔深修正系数0 . 1= kf k,则 rmmrmmf/)57 . 0 47 . 0 (/0 . 1)57 . 0 47 . 0 (= 按钻头强度决定进给量:根据参考文献表 2.8,查的钻头强度允许的进给 量 f=1.75mm/r。 按机床进给机构强度决定进给量:根据表参考文献 2.9,z525 钻床允许的 轴向力为 8830n,进给量为 0.6mm/r。 从以上三个进给量比较和 z585 钻床说明书,选择 f=0.48mm/r。 由于是加工通孔,为了避免孔即将钻穿时钻同容易折断,故宜在孔即将钻 穿时停止自动进给而采用手动进给。 由参考书表 2.19 可查出钻孔时的轴向力,nff8740=。轴向力修正系数 均为 1.0,故nff8740=。 根据 z525 钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力为 nf8830 max =,所以 max fff,则 f=0.48 可用。 3.2 钻头磨钝标准及寿命 根据参考文献2表 2.12, 后刀面最大磨损限度为 1.2mm, 寿命min50=t 3.3 切削速度 根 据 参 考 文 献 2 表 2.13 rmmvc/16= 修 正 系 数 0 . 1= tv k 0 . 1= mv k0 . 1= tv k85. 0= lv k0 . 1=kxv 10= apv k 故rmmvc/6 .13=。 41 min/ 2 . 173 1000 0 r d v ns= 根据 z525 钻床说明书,机床实际转速为min/195rnc=,但因所选转数较 计算转数为高,会使刀具寿命下降,故可选进给量降低一级,即取 f=0.36mm/r; 也可选择较低一级转数min/140rnc=, 仍用 f=0.48mm/r, 比较这两种选择方案: 第一方案 f=0.36mm/r,min/ 2 . 70,min195mmfnrn cc = 第一方案 f=0.48mm/r,min/ 2 . 67,min140mmfnrn cc = 因为第一种方案 nf 的乘积较大,基本工时较少,故第一种方案较好。这时 切削速度rmmfrmm nd v s c /36 . 0 ,/ 3 . 15 1000 0 = 3.4 校验扭矩功率 根据参考文献2表 2.20 mnmc=4 .109。扭矩修正系数均为 1.0,故 mnmc=4 .109。根据 z525 钻床说明书nmmm2 .195=所以 mc mm 根据参考书 2.23,查的 ec pkwp=0 . 20 . 1故满足条件,校验成立。 4 计算工时 t=l/nf=(58+12)/0.48*195=0.75min (式 5.37) 式中,l=58mm, 根据参考文献2表 3.26,入切量及超切量 12mm。 工序十二工序十二 1 加工条件:钻另一25 的孔。 工艺要求:孔径 d=25mm,孔深50l =mm,通孔,精度为 h12h13; 机床:钻床,z525q 立式钻床。 2 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头, 粗钻时 do=25mm, 钻头采用双头刃磨法, 后角 o 12,二重刃长度 b=2.5mm,横刀长 b=2.5mm,宽 l=5mm,棱带长度mml5 . 1 1 = 1202= 10 0 = 30=. 42 3 选择切削用量 3.1 决定进给量 根据参考文献2表 2.7,按加工要求决定进给量:根据根据参考文献2表 2.7,当加工要求为 h12h13 精度,铸铁的硬度为 220hbs,=25mm 时, =0.47 0.57mm/z。 由于0 . 225/50/=dl,故应成孔深修正系数0 . 1= kf k,则 rmmrmmf/)57 . 0 47 . 0 (/0 . 1)57 . 0 47 . 0 (= 按钻头强度决定进给量:根据参考文献表 2.8,查的钻头强度允许的进给 量 f=1.75mm/r。 按机床进给机构强度决定进给量:根据表参考文献 2.9,z525 钻床允许的 轴向力为 8830n,进给量为 0.6mm/r。 从以上三个进给量比较和 z585 钻床说明书,选择 f=0.48mm/r。 由于是加工通孔,为了避免孔即将钻穿时钻同容易折断,故宜在孔即将钻 穿时停止自
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