《典型零件制造工艺-以项目为导向》-项目二

任务2.1叉杆类零件加工常用机床与刀具概述5)铣刀的种类及其用途(图2-5):(1)圆柱平面铣刀———用于卧式铣床上加工平面;(2)端铣刀———多用于立式铣床上加工平面,效率较高;(3)盘铣刀(单面刃、双面刃、三面刃和错齿三面刃)———主要用于加工沟槽和台阶,其中错齿三面刃铣刀可改善切削条件;(4)锯片铣刀———主要用于切断或切窄槽;(5)立铣刀———圆周上螺旋刃为主切削刃,端面刃为副切削刃,故不能轴向进给,但可以周向进给,主要用于加工槽和台阶面;(6)键槽铣刀———圆周刃和端面刃都是主切削刃,故铣键槽时,先轴向进给切入,然后沿键槽方向进给铣出键槽;上一页下一页返回任务2.1叉杆类零件加工常用机床与刀具概述(7)角度铣刀(单面、双面)———用于铣削斜面和燕尾槽等;(8)成形铣刀———用于加工各种成形表面,其刃形与工件的廓形相吻合。6)铣削加工的工艺特点:(1)生产率较高:多齿工作,旋转运动有利于高速铣削;(2)容易产生振动(断续切削):由于多齿工作,每个齿切削厚度变化,切削力变化,切削过程不稳定,易产生振动;(3)刀齿散热条件较好(容屑和排屑):多齿工作,每个齿间歇工作,有冷却时间,散热条件好,但切入切出时的冲击可能引起刀片碎裂;上一页下一页返回任务2.1叉杆类零件加工常用机床与刀具概述(4)同一个加工表面可以选用不同的铣削方式和刀具:如顺铣与逆铣,周铣与端铣,目前铣削平面时多采用端铣法,周铣法适应性广,除平面外,还有铣沟槽、齿形等。2.1.2钻削加工零件上的孔多种多样,常见的有:a.螺栓螺钉孔、油孔;b.套筒、齿轮、法兰盘上的轴向孔;c.箱体上的轴承孔;d.深孔(即深径比>5~10),如车床主轴的轴向通孔等;e.圆锥孔,如装配用的定位销孔等。上一页下一页返回任务2.1叉杆类零件加工常用机床与刀具概述孔的技术要求与外圆面的技术要求基本相同,如孔的尺寸精度、形位精度和表面质量等;孔的加工方法主要有车孔、钻孔、镗孔、拉孔和磨孔等,其中对中小孔,常用钻削加工。1)钻削定义:用钻头或铰刀、锪刀等刀具在工件上加工孔的方法,统称钻削加工。它可在钻床上进行,也可在车床、铣床和镗床上进行。2)加工范围:钻床上可完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、钻沉头孔、锪平面等;刀具做旋转主运动,同时沿轴向移动做进给运动(图2-6);其中钻孔一般加工精度为IT13~IT11,表面粗糙度Ra值为50~12.5μm。3)钻床种类:钻床的种类很多,常用的有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床等。尤以摇臂钻床应用最广泛(图2-7、图2-8和图2-9):上一页下一页返回任务2.1叉杆类零件加工常用机床与刀具概述4)钻床刀具:主要有麻花钻(钻头)、扩孔钻、铰刀、丝锥和锪钻等。其中以钻头应用最广(图2-10和图2-11)。5)钻削应用。钻床上典型的加工工艺是钻→扩→铰,适用于中小孔。(1)钻孔———用于粗加工,加工精度为IT12~IT11,表面粗糙度为Ra=12.5μm;钻孔主要用于粗加工,如加工螺钉孔、油孔、内螺纹底孔等。单件、小批生产中,小型工件上的小孔(D<13mm),常用台式钻床加工;中、小型工件上较大的孔(D<50mm),常用立式钻床加工;大型工件上的孔,则采用摇臂钻床加工;而回转体工件上的孔,多在车床上加工。上一页下一页返回任务2.1叉杆类零件加工常用机床与刀具概述在成批大量生产中,广泛使用钻模、多轴钻和组合机床等进行加工。钻削主要应用于精度IT10以下,Ra大于12.5μm的孔加工,要求高时需进一步加工,主要是扩孔和铰孔。(2)扩孔———是用扩孔钻对工件上已有的孔进行扩大加工。扩孔用于孔的半精加工,加工精度为IT10~IT9,表面粗糙度为Ra=6.3~3.2μm。(3)铰孔———用铰刀对工件上已有的孔进行精加工。铰孔用于精加工,加工精度为IT8~IT6,表面粗糙度为Ra=1.6~0.4μm。但钻、扩、铰只能保证孔本身的精度,不易保证孔与孔之间的尺寸精度和位置精度。上一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺2.2.1下达工艺任务单零件名称:缝纫机连接头;零件功用:连接头主要作用是固定直径分别为ϕ14.6k6与ϕ9.5k6的两根轴的相对位置,并传递运动和动力,以实现缝纫机的某些功能。其中零件上的孔ϕ14.7与轴ϕ14.6k6配合,孔ϕ9.6与轴ϕ9.5k6配合,并各用一个M5螺钉锁紧,以保持两轴的中心距为20.6±0.03;还可通过放松两个M5锁紧螺钉,来调整两轴的轴向固定位置,以实现最佳的运动状态,调整完毕,再用两个M5螺钉锁紧;材料:ZL102铸件;生产类型:大批量生产;下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺热处理:时效处理;工艺任务:a.根据图2-12所示的零件图,分析其结构、技术要求、主要表面的加工方法,拟订加工工艺路线;b.确定详细的工艺参数,编制工艺规程。缝纫机连接头的零件图如图2-12所示。2.2.2分析零件图根据结构特征,缝纫机连接头可归属于形状较简单的叉杆类零件。其主要作用是固定两轴,其中零件上的孔ϕ14.7和ϕ9.6分别与轴ϕ14.6k6和ϕ9.5k6相配合,并各用一个M5螺钉锁紧,以保持两轴的中心距为(20.6±0.03)mm。上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺从工艺任务单和零件图可以得知:连接头的两内孔与两轴外径以间隙配合形式连接,两孔上各有一条1mm宽的通槽,使两孔成为非封闭孔,这样在M5螺钉拧紧时使两孔径缩小,以实现与配合轴的卡紧和固定之目的。其中左端面(表面粗糙度为Ra1.6μm)主要作基准和起定位作用。该零件总体结构较简单,要加工的表面可概括为“两个内孔、两条槽、两个螺钉螺纹孔和一个端面等”,其中主要加工表面为两个内孔和一个端面;次要加工表面为两条槽和两个螺钉螺纹孔等。零件的关键工艺有:上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺(1)两内孔轴线对左端面的垂直度公差为0.04mm;两孔的中心距为(20.6±0.03)mm,其尺寸精度较高;(2)粗糙度较小的表面为两内孔和左端面,均为Ra1.6μm,最终分别要用铰孔和精铣才能达到要求。缝纫机连接头的三维图如图2-13所示。2.2.3确定毛坯的制造方法及毛坯尺寸该零件对材料的力学性能要求一般,为了减轻零件重量,这里选用了铸造铝合金———ZL102,该材料属于有色金属,具有良好的铸造性能,且密度小,常用于制造要求重量轻的零件。上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺从材料的牌号看,毛坯的制造方法只能选择铸造。由于是大批量生产,且材料是有色金属,为提高毛坯的生产效率和精度,并使加工余量小而均匀,因此应选用金属型铸造更为合适。金属型铸造是用重力浇注将金属液浇入金属铸型以获得铸件的方法。金属铸型常用铸铁或铸钢制成,有多种形式,常见的是垂直分型式金属铸型,其分型面处于垂直位置,浇注时,将两个半型合紧,待注入的金属液凝固后,再将两个半型分开,就可取出铸件。上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺金属型铸造的特点是:a.可一型多铸,节省大量的造型材料和工时,并提高生产率;b.铸件精度高,表面粗糙度小;c.铸件晶粒细小,力学性能较高,通常抗拉强度可比砂型铸件提高10%~20%;d.铸件的形状不宜过于复杂,壁不宜过薄;e.成本高、周期长,故不适合单件小批量生产,主要用于非铁合金(如有色金属)铸件的大批量生产。连接头毛坯制造时,首先毛坯的外形按金属型铸造成型,所有内孔、螺孔和切割槽均铸成实心,加工端面放单边余量1mm;然后再对铸件进行时效处理,以消除内应力。上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺除了时效处理外,对一些中大型的铸、锻、焊件,为了消除其内存的残余应力,还常采用“去应力退火”,其退火工艺通常是将工件加热到500℃~650℃,保温足够时间后随炉缓冷至200℃~300℃,出炉空冷。由于加热温度低于A1(727℃),因此金属材料的组织不发生改变。缝纫机连接头的毛坯图如图2-14所示。2.2.4确定各表面的加工方法及选择机床与工装根据缝纫机连接头的图纸要求及其结构特点,各表面的加工方法主要选择铣和钻(包括铰、锪、扩、攻)等。上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺其中对左端面和两条开口槽加工均选择铣削;由于所有孔、螺孔直径均很小,因此各孔和螺孔的加工可选择钻→铰和攻→锪→扩→攻。对于机床与工装的选择具体归纳如下:1)对于左端面和两条开口槽的铣削加工:机床选择卧式铣床X6132,夹具选用平虎钳或专用铣夹具,刀具选用ϕ150双面刃盘铣刀和ϕ60×1厚锯片铣刀,量具选用游标卡尺等;2)对于各孔和螺孔的加工:选择摇臂钻床Z3025,专用钻夹具(钻模),各种钻头、铰刀、锪钻、扩孔钻和丝锥及游标卡尺、塞规和螺纹塞规等。上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺本零件精度要求较高的加工表面为两个内孔和一个端面,其表面粗糙度值可分别通过铰孔和精铣来保证;两内孔轴线对左端面的垂直度要求以及两孔中心距的尺寸精度要求是通过以左端面为定位精基准并借助专用钻夹具(钻模)来保证的。具体详见缝纫机连接头的工艺过程卡片。2.2.5划分加工阶段和安排加工顺序根据加工阶段划分的原则和零件表面加工精度要求,该连接头加工可划分为三个阶段:(1)粗加工阶段:钻各孔等;(2)半精加工阶段:锪孔、扩孔、倒角和半精铣两条开口槽等;上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺(3)精加工阶段;精铣左端面和铰内孔等。按照机械加工顺序的安排原则:先加工连接头左端面,再粗加工、半精加工和精加工;时效处理安排在铸造后金加工前,再根据“基准先行和先面后孔”的原则,在时效处理后,先将左端面加工出来,再以左端面为精基准,借助专用钻夹具(钻模),对两孔进行粗加工(钻)和精加工(铰);接下来用已加工好的“一面二孔”为定位精基准,来加工两个螺钉螺纹孔和两个开口槽,也符合“先主后次和先难后易”的安排原则,经综合考虑,最终确定加工顺序,见工艺卡片。连接头主要表面的加工顺序为:上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺(1)ϕ14.7和ϕ9.6两内孔加工———钻孔→铰孔(表面粗糙度均为Ra1.6μm);(2)2-M5螺孔加工———钻底孔→攻螺纹(表面粗糙度为Ra12.5μm);(3)2-ϕ5.4×8螺钉孔及2-ϕ8沉孔加工———扩孔→锪沉孔(表面粗糙度为Ra6.3μm)。2.2.6基准选择及其工件装夹方式1)粗基准的选择及工件装夹方式:连接头加工的粗基准主要是圆柱ϕ22两端面、ϕ22半圆柱面及上端左侧面。上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺(1)在精铣左端面时,是以圆柱ϕ22两端面为粗基准定位,用平虎钳夹紧;(2)在钻铰ϕ14.7和ϕ9.6两内孔时,以左端面为精基准,并与粗基准ϕ22半圆柱面和上端左侧面组合定位,以限制工件6个自由度,用单副压板夹紧,借助专用钻夹具(钻模)进行加工。2)精基准的选择及工件装夹方式:连接头加工的精基准主要是一个左端面和两个内孔,即“一面二孔”作为精基准。上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺(1)在加工两个螺钉螺纹孔和铣大孔开口槽时,大孔采用削边销定位,小孔采用ϕ9.6芯轴定位,同时用螺母M8夹紧,分别利用钻模和专用铣夹具进行加工;(2)在铣小孔开口槽时,小孔采用削边销定位,大孔采用ϕ14.7芯轴定位,用开口垫与螺母M8夹紧,利用另一专用铣夹具进行加工。2.2.7拟定加工工艺路线根据图纸可知,连接头表面的最小粗糙度值为Ra1.6μm。在确定加工方法后就要划分工序,在零件加工的工步、顺序已经排定后,如何将这些工步组成工序,还需要考虑采用工序集中还是工序分散的问题。上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺对缝纫机大批量生产,大多采用工序集中的方法来安排工序和组织生产,同时每道工序所包含的工步也不能太多,所以本零件总共安排了9道工序,其加工工艺路线安排见表2-2,具体见工艺过程卡片。2.2.8确定加工余量、工序尺寸与公差缝纫机连接头为ZL102金属型铸件,外形铸造成型,所有内孔、螺孔和切割槽均铸成实心,加工端面放单边余量1mm。具体可根据毛坯图或铸造工序简图,结合零件图的最终加工要求,算出每道工序、各个表面的加工余量,也可参考各工序简图进行换算。上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺各工序的工序尺寸可以从最终加工工序开始,向前推算;公差按各自采用加工方法的经济精度确定,按入体原则进行标注。具体参数见后面的缝纫机连接头大批量生产的制造工艺流程表。表2-3列出了ϕ14.7和ϕ9.6两内孔的各道工序的工序尺寸与公差。2.2.9确定零件的检测方法连接头零件图是检测的依据。首先检测各表面的尺寸精度和形状精度是否合格,然后检测表面粗糙度,最后在专用检测量具上检测位置精度。成批大量生产、工艺稳定时,也可采用抽检。1)尺寸精度的检测。上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺ϕ14.7和ϕ9.6两内孔尺寸精度最终可用内径卡尺或塞规测量;对两孔中心距的测量,由于两内孔均有开口槽,故不便使用芯轴测量,可先用游标卡尺测量两孔内壁间的最小距离,再加上已测得的两孔的半径值,即为两内孔的中心距;螺孔用螺纹塞规检测;其余尺寸及各工序尺寸,用游标卡尺测量即可满足其使用要求。2)位置精度的检测。位置精度的检测则需要一定的专用检测量具。本零件主要的位置精度是两内孔轴线对左端面的垂直度公差为0.04mm。可分别用可涨芯轴与内孔配合,零件的左端面贴放在平板上,借助专用检测量具和百分表等进行检测。上一页下一页返回任务2.2连接头零件的制造工艺3)表面粗糙度的检测。表面粗糙度可采用比较法或表面轮廓仪(表面粗糙度仪)检测。2.2.10绘制工序简图,编制工艺文件根据确定的工艺路线及各工序的工艺参数,填写机械加工工艺过程卡片,见表2-4(表见书);同时为了便于阅读和理解,增加了每道工序均附有工序简图的制造工艺流程表。具体见缝纫机连接头的制造工艺流程表(表2-5(表见书))。上一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺2.3.1下达工艺任务单零件名称:缝纫机叉形曲柄;零件功用:缝纫机叉形曲柄主要功用是将某主动轴绕中间孔(ϕ9H7×18)的旋转运动转换成曲柄销轴(配合孔为ϕ9H7×15)的直线往复运动,并传递运动和动力,同时带动滑块(宽6.3h6)做旋转运动,滑块可以在叉形槽内(宽6.3+0.050)被动自由地来回滑动,最终实现缝纫机的某些功能。材料:45钢模锻件;生产类型:大批量生产;下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺热处理:调质处理HB220~250;工艺任务:a.根据图2-15所示的零件图,分析其结构、技术要求、主要表面的加工方法,拟订加工工艺路线;b.确定详细的工艺参数,编制工艺规程。缝纫机叉形曲柄的零件图如图2-15所示。2.3.2分析零件图上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺缝纫机叉形曲柄是缝纫机的主要零件,根据其结构特征,可归属于叉架类零件,除了具备叉架类零件的一些特性外,还具有中心距呈(23±0.03)mm的两个等径内孔,其中位于中间位置的孔ϕ9H7×18为旋转中心孔,与主动轴ϕ9k6相配合,单端孔ϕ9H7×15为曲柄中心孔,与曲柄销轴ϕ9k6配合,并各用一个M6紧定螺钉与配合轴固定;主动轴旋转带动叉形曲柄的曲柄销轴,将旋转运动转换成直线往复运动,并传递运动和动力,其曲柄半径为(23±0.03)mm,则行程为(46±0.06)mm,同时带动滑块(宽6.3h6)做旋转运动,滑块可以在叉形槽内(宽6.3+0.050)被动自由地来回滑动,最终实现缝纫机的某些功能。上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺从零件图可以得知:两等径内孔(ϕ9H7)与各配合轴一般以过渡配合(H7/k6)形式固定,属于静配合,单端定位并用紧定螺钉紧固后,起支承和传递扭矩作用,零件的两端面主要起定位和支承作用。该零件的主要加工表面为两内孔ϕ9H7及其两端面和叉形槽,次要表面为呈155°夹角两平面及2-M6螺孔等。零件的关键工艺有:1)两内孔ϕ9H7及其两端面和叉形槽的尺寸与形位精度较高,且具有较小的表面粗糙度值(Ra1.6μm);2)两孔ϕ9H7的中心线对右平面基准A的垂直度公差为0.02mm,且两孔中心距尺寸精度较高,允差为0.03mm;上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺3)由于叉形曲柄工作时头部叉形槽因拨动滑块受冲击而易磨损,故锻钢件在进行调质处理后,还需要进行局部淬火(45~50HRC),以提高其耐磨性和使用寿命。此处选择对叉形两侧面进行局部高频淬火,高频淬火属于感应加热表面淬火,表面淬火是指利用快速加热使钢件表面很快达到淬火温度,而不等热量传到心部,迅速予以冷却。这样,表面层被淬硬而心部仍是未淬火组织,还保持较好的韧性和塑性。生产上常用频率为100~500kHz的高频电流来加热工件,称为高频淬火。高频淬火获得的表面淬硬层较浅(0.5~2mm),适合于中碳钢、中碳合金钢制造的小尺寸钢件。上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺零件在表面淬火前,一般应先进行正火或调质处理,以改善心部性能,并为表面淬火做好组织准备。表面淬火后还应进行低温回火(回火温度<250℃),以使零件的内应力有所降低,韧性有所提高,并使叉形两侧面基本保持淬火后的高硬度和高耐磨性。缝纫机叉形曲柄的三维图如图2-16所示。2.3.3确定毛坯的制造方法及毛坯尺寸多数情况下,我们在确定零件材料时,可直接根据零件图纸上的材料进行选用;对于零件图纸上没有确定的零件材料,可根据零件的功用分析选用合理的材料。上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺该零件对材料的力学性能要求不是很高,但零件在工作过程中有冲击载荷,所以选用了最常用的优质碳素结构钢———45钢,该钢属于中碳钢,适合于调质处理,具有良好的综合力学性能,即具有较高的强度和硬度,较好的塑性、韧性。从外部结构及尺寸看,该零件属于异形件,毛坯选择锻件较为合适,由于是大批量生产,为使加工余量小而均匀,这里采用了45钢模锻件。毛坯制造时,首先对模锻件的体积进行计算,折算成板料型材下料;其次按照模锻图要求,外形按模锻成型,所有内孔、螺孔和叉形槽均锻成实心,其余各加工面均放单边余量1.5mm;最后对锻后件进行退火(或正火)处理,以消除内应力,并改善切削加工性。上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺缝纫机叉形曲柄的毛坯图如图2-17所示。2.3.4确定各表面的加工方法及选择机床与工装从图2-17中可以看出,该缝纫机叉形曲柄的主体结构由“二孔一叉”组成。主要机加工表面为两内孔及其两端面(粗糙度均为Ra1.6μm)、2-M6螺孔、叉形槽(粗糙度Ra1.6μm)和呈155°夹角两平面(粗糙度Ra6.3μm)等;两内孔尺寸精度为IT7级,由于内孔和螺孔均较小,故内孔加工可采用钻→扩→铰,螺孔加工可采用钻→攻;对于两孔的两端面、叉形槽和呈155°夹角两平面的加工可采用铣削来完成;在叉形槽局部淬火后再增加磨削精加工,则可完成整个零件的机加工。上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺根据该零件图纸要求及其结构特点,各表面的加工方法主要选择了铣、钻(扩、铰、攻)和磨等。对于机床与工装的选择具体归纳如下:1)对于两端面的铣削加工:机床选择卧式铣床X6132,夹具选用平虎钳,刀具选用双面刃盘铣刀ϕ150,量具选用游标卡尺等。2)对于叉形槽和呈155°夹角两平面的铣削加工:机床选择卧式铣床X6132,夹具均采用专用铣夹具,刀具分别选用三面刃盘铣刀ϕ120×6.1和155°角度铣刀ϕ100×28厚,量具选用游标卡尺等。上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺3)对于叉形槽的磨削精加工:分别选择专用磨床,专用磨夹具,薄片砂轮ϕ300×6.3和游标卡尺等。4)对于两内孔的加工:选择摇臂钻床Z3025,专用钻夹具(钻模),钻头ϕ8.2、扩孔钻ϕ8.9、铰刀ϕ9H7及游标卡尺、塞规等。5)对于两螺孔的加工:选择摇臂钻床Z3025,专用钻夹具(钻模),钻头ϕ5.2、丝锥M6及游标卡尺、螺纹塞规等。上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺本零件关键工艺的加工特点:(1)两内孔ϕ9H7的尺寸、形位精度及表面粗糙度要求,由钻→扩→铰保证;叉形槽的尺寸与形位精度及表面粗糙度要求,最后由成形磨削来保证。(2)两孔ϕ9H7中心距尺寸精度和两孔的中心线对右平面基准A的垂直度要求均由专用钻夹具(钻模)来保证。具体详见缝纫机叉形曲柄的工艺过程卡片。2.3.5划分加工阶段和安排加工顺序根据加工阶段划分的原则和零件表面加工精度要求,该叉形曲柄加工可划分为三个阶段:上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺(1)粗加工阶段:粗铣两端面及钻各孔等;(2)半精加工阶段:半精铣叉形槽和呈155°夹角两平面及扩孔等;(3)精加工阶段;精铣两端面、铰两内孔ϕ9H7及磨叉形槽至要求。按照机械加工顺序的安排原则:先加工叉形曲柄两端面,再加工孔和槽等;先粗加工,再半精加工和精加工;调质处理安排在粗加工后,半精加工之前;局部高频淬火安排在半精加工之后,精加工之前,以消除局部变形;退火(或正火)处理安排在锻造后金加工前。再根据“基准先行和先面后孔”的原则,在退火(或正火)处理后,先将两端面加工出来,再以右端面为基准,借助专用钻夹具(钻模),分别对两孔进行粗加工(钻)、半精加工(扩)和精加工(铰);上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺接下来用已加工好的“一面二孔”为定位精基准,分别加工叉形槽、呈155°夹角两平面和两个螺孔等,也符合“先主后次和先难后易”的安排原则,经综合考虑,最终确定了加工顺序,见工艺卡片。叉形曲柄主要表面的加工顺序为:(1)两端面的加工———粗铣→精铣(表面粗糙度均为Ra1.6μm);(2)ϕ9H7两内孔加工———钻孔→扩孔→铰孔(表面粗糙度均为Ra1.6μm);(3)叉形槽的加工———半精铣→磨削(表面粗糙度均为Ra1.6μm);(4)2-M6螺孔加工———钻底孔→攻螺纹(表面粗糙度为Ra12.5μm)。上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺2.3.6基准选择及其工件装夹方式1)粗基准的选择及工件装夹方式:叉形曲柄加工的粗基准主要是叉形部分两端平面和2-ϕ16外圆柱面。(1)在加工圆柱18mm尺寸两端面及15mm尺寸右端面时,是以叉形部分两端平面为粗基准定位,并用平虎钳夹紧;(2)在加工2-ϕ9H7两内孔时,除以右端2-ϕ16端平面作为精基准外,增加了以2-ϕ16外圆柱面为粗基准,进行组合定位,以限制工件6个自由度,用一对V型块定位并加以夹紧。2)精基准的选择及工件装夹方式:上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺对叉形曲柄零件图进行分析时,一般叉形曲柄的两个孔为装配基准孔,其他主要加工面与它都有一定的相互位置精度关系,因此一般选择该两孔为主要精基准,这样既能消除基准不符误差,使多数加工表面的位置精度要求得到保证,又能使工件的装夹比较稳定。所以叉形曲柄加工的精基准主要选定两端平面和两内孔ϕ9H7。(1)在加工圆柱15mm尺寸左端面时,是以圆柱18mm尺寸两端面为精基准定位,并用平虎钳夹紧;(2)在加工2-ϕ9H7内孔时,是以右端2-ϕ16端平面作为第一精基准,并用一对V型块对2-ϕ16外圆柱面进行定位和夹紧;上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺(3)在加工叉形槽、呈155°夹角两平面和两个螺孔时,均以右端2-ϕ16端平面与2-ϕ9H7内孔的“一面二孔”为精基准进行组合定位,以限制工件6个自由度,并用螺母M8夹紧,同时遵循了“基准统一”的原则。2.3.7拟定加工工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用通用(万能)性机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率;除此之外,还应当考虑经济性,以便使生产成本尽量下降。上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺对缝纫机大批量生产,大多采用工序集中的方法来安排工序和组织生产,这样可以减少工件的安装次数,保证零件各表面间的位置精度。同时每道工序所包含的工步也不能太多,所以本零件总共安排了17道工序,其加工工艺路线安排见表2-6,具体参数见工艺过程卡片。2.3.8确定加工余量、工序尺寸与公差缝纫机叉形曲柄为45钢模锻件,外形按模锻成型,所有内孔、螺孔和叉形槽均锻成实心,其余各加工面均放单边余量1.5mm。具体可根据毛坯图或模锻工序简图,结合零件图的最终加工要求,算出每道工序、各个表面的加工余量,也可参考各工序简图进行换算。上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺各工序的工序尺寸可以从最终加工工序开始,向前推算;公差按各自采用加工方法的经济精度确定,按入体原则进行标注。各加工方法的经济精度和各加工阶段的加工余量可查相关资料或手册。具体参数见后面的缝纫机叉形曲柄大批量生产的制造工艺流程表。表2-7列出了两内孔ϕ9H7和叉形槽各道工序的工序尺寸与公差。2.3.9确定零件的检测方法叉形曲柄零件图是检测的依据。首先检测各表面的尺寸精度和形状精度是否合格,然后检测表面粗糙度,最后在专用检测量具上检测位置精度。成批大量生产、工艺稳定时,也可采用抽检。上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺1)尺寸精度的检测。叉形曲柄的两个ϕ9H7内孔,其精度达到IT7级,尺寸精度最终可用内径卡尺或塞规测量;对两孔中心距的测量,可用游标卡尺测量两孔内壁间的最小距离,再加上已测得的两孔的半径值,即为两内孔的中心距,也可采用两孔插芯轴法测量;两螺孔用螺纹塞规检测;其余尺寸及各工序尺寸,用游标卡尺测量即可满足其使用要求。2)位置精度的检测。位置精度的检测则需要一定的专用检测量具。本零件主要的位置精度是两内孔轴线对右端面的垂直度公差为0.02mm。上一页下一页返回任务2.3叉形曲柄零件的制造工艺可用两根直径为ϕ9h6的可涨芯轴与内孔配合,零件的右端面贴放在平板上,借助专用检测量具和百分表等进行检测。3)表面粗糙度的检测。表面粗糙度可采用比较法或表面轮廓仪(表面粗糙度仪)检测。2.3.10绘制工序简图,编制工艺文件根据确定的工艺路线及各工序的工艺参数,填写机械加工工艺过程卡片,见表2-8（表见书）;同时为了便于阅读和理解,增加了每道工序均附有工序简图的制造工艺流程表。具体见缝纫机叉形曲柄的制造工艺流程表(表2-9)(表见书)。上一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺2.4.1下达工艺任务单零件名称:缝纫机连杆;零件功用:缝纫机中的连杆数量众多,连杆的主要功用是实现旋转运动与直线往复运动(或往复摆动)的相互转换,并传递运动和动力。本零件选定的是缝纫机中的抬牙连杆,其主要功能是将上轴传来的旋转运动,通过送料抬牙偏心轮(偏心套)的作用,转化为抬牙连杆的上下来回摆动,并通过末端孔(ϕ9.5H7×10)与抬牙摇杆的曲柄相铰接,转换成抬牙轴的来回转动,最终通过抬牙机构实现缝纫机送料机构中与送料相匹配的抬牙功能。材料:45钢模锻件;下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺生产类型:大批量生产;热处理:锻后退火处理;工艺任务:a.根据图2-18所示的零件图,分析其结构、技术要求、主要表面的加工方法,拟订加工工艺路线;b.确定详细的工艺参数,编制工艺规程。缝纫机连杆的零件图如图2-18所示。2.4.2分析零件图1)连杆零件的结构与功能分析。上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺连杆的主要功用是实现直线往复运动(或往复摆动)与旋转运动的相互转换,并传递运动和动力,根据其结构特征,连杆属于叉杆类零件,杆身细长,刚性较差,易变形,具有“一杆二孔”之特征,其中位于两端的“二孔”分别与两销轴相连接或铰链,以便传递运动和动力。小连杆的两端内孔,一般为整体式的;中大连杆的两端或大端内孔,有时为了装配方便,往往是分体(组合)式的。中大连杆是汽车发动机等中大型机器的主要传力构件之一,一般由连杆盖、连杆体和螺栓、螺母等零件组成,形体结构可分为大头、小头和杆身等部分,因为这种连杆工作时承受着急剧变化的动载荷,所以要求连杆的质量轻且有足够的刚度、足够的疲劳强度和冲击韧性,因此还需适当的热处理,如调质处理和喷丸强化等。上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺对不加工表面,还有一定的光整要求,必要时要经过表面喷丸、磁力探伤和毛坯重量检查等。缝纫机连杆是缝纫机的主要零件,大多数为整体式的小连杆,根据其结构特征,可归属于叉杆类零件,总体结构较简单,除了具备叉杆类零件的一些特性外,还具有中心距呈(197±0.04)mm的ϕ20.6H7和ϕ9.5H7的两内孔,其中大端孔ϕ20.6H7直接与送料抬牙偏心轮(偏心套)的外径ϕ20.6f6通过间隙配合(H7/f6)相连接,属于动配合;小端孔ϕ9.5H7为曲柄中心孔,与抬牙摇杆的曲柄相铰接,也为动配合,其中的ϕ3.5小孔为加润滑油孔。上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺偏心轮(套)与上轴固定在一起,此处的偏心距为1.3mm,这样缝纫机将上轴传来的旋转运动,转换为抬牙连杆行程为2.6mm(最大抬牙距离)的上下摆动,最终通过抬牙机构实现缝纫机送料机构中与送料相匹配的抬牙动作。零件的两端面主要起定位和支承作用。2)连杆零件的技术要求分析。连杆零件主要加工面为两内孔及其两端面,其尺寸误差主要为内孔直径误差,形状精度要求控制在直径公差以内或更高,位置精度主要是孔与端面的垂直度要求,有的连杆零件还有孔与孔之间的相互位置精度(如平行度)要求。上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺该连杆零件的主要加工面为两内孔ϕ20.6H7、ϕ9.5H7及其两端面,次要表面为ϕ3.5小孔等,所以该零件的主要技术要求或关键工艺为:(1)两内孔ϕ20.6H7、ϕ9.5H7及其两端面的尺寸与形位精度较高,且具有较小的表面粗糙度值(Ra1.6μm和Ra0.8μm);(2)两孔ϕ20.6H7、ϕ9.5H7的中心线对左平面基准A的垂直度公差为0.02mm,且两孔中心距尺寸精度较高,允差为0.04mm;两个右平面对基准A的平行度公差为0.03mm。缝纫机连杆的三维图如图2-19所示。2.4.3确定毛坯的制造方法及毛坯尺寸上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺连杆的材料多采用45钢或40Cr、45Mn2等优质钢或合金钢,也可采用球墨铸铁铸造成型。对用碳钢或合金钢制造的钢质中小连杆,其毛坯一般选用锻造形成,批量大时,可用模锻制造。对分体式的中大连杆,其连杆体和盖可以分开锻造,也可以整体锻造,这取决于毛坯尺寸大小及锻造毛坯的设备能力。该抬牙连杆零件对材料的力学性能要求不是很高,所以选用了最常用的优质碳素结构钢———45钢,该钢属于中碳钢,具有良好的综合力学性能,即具有较高的强度和硬度,较好的塑性、韧性。上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺从外部结构及尺寸看,该零件属于异形件,但结构较简单,毛坯选择锻件较为合适,由于是大批量生产,为使加工余量小而均匀,这里采用了45钢模锻件。毛坯制造时,首先对模锻件的体积进行计算,折算成板料型材下料;其次按照模锻图要求,外形按模锻成型,所有孔均锻成实心,其余各加工面均放单边余量1.5mm;最后对锻后件进行退火(或正火)处理,以消除内应力,并改善切削加工性。缝纫机连杆的毛坯图如图2-20所示。2.4.4确定各表面的加工方法及选择机床与工装上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺从零件图可以看出,该缝纫机连杆的主体结构由“二孔一杆”组成。主要机加工表面为两内孔(粗糙度为Ra1.6μm)、两端面(粗糙度Ra0.8μm)及小孔(粗糙度Ra12.5μm)等。两内孔尺寸精度为IT7级,由于内孔均较小(直径小于30mm),且零件无须调质处理,故两内孔加工可直接采用钻→铰;对小孔加工采用钻孔即可;对于零件两端面的加工,由于粗糙度要达到Ra0.8μm,必须采用精磨,因此可通过粗铣→精磨来完成;其中退火(或正火)热处理工序应安排在模锻后,粗加工之前,以消除内应力,并改善切削加工性,这样就完成了整个零件的机加工。根据该零件图纸要求及其结构特点,各表面的加工方法主要选择了铣、钻、铰和磨等。对于机床与工装的选择具体归纳如下:上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺1)对于两端面的粗铣加工:机床选择数控立铣床XK52,夹具选用专用铣夹具,刀具选用端面铣刀ϕ50,量具选用游标卡尺等;2)对于两端面的精磨加工:机床选择数控平面磨床MK7130,夹具选用磨床电磁吸盘,刀具选用外圆砂轮ϕ300×40,量具选用游标卡尺等;3)对于两内孔的钻铰加工:选择摇臂钻床Z3025、专用钻夹具(钻模)、钻头ϕ20.4和ϕ9.4、铰刀ϕ20.6H7和ϕ9.5H7及游标卡尺和塞规等;4)对于小孔ϕ3.5的钻加工:上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺分别选择摇臂钻床Z3025、专用钻夹具(钻模)、钻头ϕ3.5和游标卡尺等。本零件关键工艺的加工特点:(1)两内孔的尺寸、形位精度及表面粗糙度要求,由钻→铰保证;两端面的尺寸与形位精度及表面粗糙度要求,最后由精磨来保证。(2)两孔中心距尺寸精度及两孔的中心线对左平面基准A的垂直度要求,均由专用钻夹具(钻模)来保证;两右平面对基准A的平行度要求,由左右平面作“互为基准”来保证。具体见缝纫机连杆的工艺过程卡片。上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺2.4.5划分加工阶段和安排加工顺序由于连杆本身的刚度差,切削加工时易产生残余应力,易发生形变。因此在安排工艺过程时,要把主要表面的粗、精加工工序分开。根据加工阶段划分的原则和零件复杂程度及其表面加工精度的要求,为了简化并集中工序,降低成本,提高生产效率,该连杆加工划分为两个阶段即可:(1)粗加工阶段:粗铣两端面及钻各孔等;(2)精加工阶段:精磨两端面和铰两内孔至要求。按照机械加工顺序的安排原则:先加工连杆的两端面,再加工各孔等;先粗加工,再精加工;退火(或正火)处理安排在锻造后金加工前。上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺再根据“基准先行和先面后孔”的原则,在退火(或正火)处理后,先将两端面加工出来,再以右平面为精基准,借助专用钻夹具(钻模),分别对两内孔进行粗加工(钻)和精加工(铰);接下来用已加工好的“一面二孔”为定位精基准,加工一个小孔等,也符合“先主后次和先难后易”的安排原则,经综合考虑,最终确定加工顺序,详见工艺卡片。该连杆主要表面的加工顺序为:(1)两端面的加工———粗铣→精磨(表面粗糙度均为Ra0.8μm);(2)两内孔加工———钻孔→铰孔(表面粗糙度均为Ra1.6μm);(3)小孔加工———钻孔(表面粗糙度为Ra12.5μm)。上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺2.4.6基准选择及其工件装夹方式连杆加工大部分工序的定位,可采用基准统一或基准重合的原则,其主要基准一般为“一个端面与两内孔”,即“一面二孔”定位,这样有利于保证连杆的加工精度,而且端面面积较大,定位也较稳定。加工两端内孔时,以右端面起主要定位作用,有利于保证两端内孔中心线与两端面的垂直度要求。对于工件的夹紧问题,由于连杆的杆身细长,刚性差,易变形,因此应该合理确定夹紧力的方向、作用点及大小。一般应使夹紧力方向与连杆端面平行或垂直作用于两头或大头端面上,这样可避免连杆产生弯曲或扭转变形,有利于保证所加工内孔的圆度和平行度。上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺1)粗基准的选择及工件装夹方式:连杆加工的粗基准主要是左平面和两端ϕ28与ϕ16两外圆柱面。(1)在粗铣右端两平面时,是以左平面和两端ϕ28与ϕ16两外圆柱面为粗基准组合定位,用可调端V型块做轻微夹紧,为使夹紧可靠,在靠近连杆大头处又增加了辅助压板压紧;(2)在粗铣左平面和加工两内孔时,除了用右平面作为精基准外,均增加了两端ϕ28与ϕ16两外圆柱面为粗基准组合定位,也用可调端V型块做轻微夹紧,并在靠近连杆大头处增加辅助压板压紧。2)精基准的选择及工件装夹方式:上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺连杆加工的精基准主要是两端平面和两内孔。(1)在粗铣左平面和加工两内孔时,除了两端ϕ28与ϕ16两外圆柱面为粗基准外,均增加了用右平面作为第一精基准,进行组合定位,用可调端V型块做轻微夹紧,并在靠近连杆大头处增加辅助压板压紧;(2)在精磨两端面时,以两端平面互为定位基准的,装夹时使连杆两孔中心连线与磨床工作台纵向平行,并用磨床电磁吸盘吸住(夹紧)零件;(3)在钻小孔时,以右平面与两内孔的“一面二孔”为精基准进行组合定位,以限制工件6个自由度,并用一个M8螺母夹紧,同时遵循了局部“基准统一”的原则。上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺2.4.7拟定加工工艺路线一般来说,连杆的尺寸精度、形状精度和位置精度的要求很高,但连杆的刚性较差,容易产生变形,这给连杆的机械加工带来许多困难。所以对不同的生产类型,连杆的加工工艺略有不同。对缝纫机连杆的大批量生产,大多采用工序集中的方法来安排工序和组织生产,同时每道工序所包含的工步也不能太多,所以本零件总共安排了10道工序,其加工工艺路线安排见表2-9,具体见工艺过程卡片。2.4.8确定加工余量、工序尺寸与公差上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺缝纫机连杆为45钢模锻件,外形按模锻成型,所有孔均锻成实心,其余各加工面均放单边余量1.5mm。具体可根据毛坯图或模锻工序简图,结合零件图的最终加工要求,算出每道工序、各个表面的加工余量,也可参考各工序简图进行换算。各工序的工序尺寸可以从最终加工工序开始,向前推算;公差按各自采用加工方法的经济精度确定,按入体原则进行标注。具体见后面的缝纫机连杆大批量生产的制造工艺流程表。表2-10列出了两头内孔各道工序的工序尺寸与公差。2.4.9确定零件的检测方法上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺连杆零件图是检测的依据。首先检测各表面的尺寸精度和形状精度是否合格,然后检测表面粗糙度,最后在专用检测量具上检测位置精度。成批大量生产、工艺稳定时,也可采用抽检。1)尺寸精度的检测。连杆的两头内孔,其精度达到IT7级,尺寸精度最终可用内径卡尺或塞规测量,由于大头孔径较大,故连杆大孔径的尺寸精度也可采用内径百分表进行测量;对两孔中心距的测量,可用游标卡尺测量两孔内壁间的最小距离,再加上已测得的两孔的半径值,即为两内孔的中心距,也可采用两孔插芯轴法测量;其余尺寸及各工序尺寸,用游标卡尺测量即可满足其使用要求。上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺2)位置精度的检测。位置精度的检测则需要一定的专用检测量具。本零件主要的位置精度是两内孔轴线对左端面的垂直度公差为0.02,可用两根直径为ϕ9.5h6和ϕ20.6h6的可涨芯轴与两内孔配合,零件的左端面贴放在平板上,借助专用检测量具和百分表等进行检测;孔中心轴线与端面垂直度还可采用直角尺、塞尺等进行测量。在检测两个右平面对左平面(基准A)的平行度(公差0.03mm)时,也将零件的左端面贴放在平板上,借助专用检测量具和百分表等进行检测。若有其他位置精度也要在专用检测量具上进行检测。上一页下一页返回任务2.4连杆零件的制造工艺3)表面粗糙度的检测。表面粗糙度可采用比较法或表面轮廓仪(表面粗糙度仪)检测。2.4.10绘制工序简图,编制工艺文件根据确定的工艺路线及各工序的工艺参数,填写机械加工工艺过程卡片,见表2-11(表见书);同时为了便于阅读和理解,增加了每道工序均附有工序简图的制造工艺流程表,具体见表2-12（表见书）。上一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺2.5.1下达工艺任务单零件名称:缝纫机叉形送布杆;零件功用:缝纫机叉形送布杆主要功用是将上轴传来的旋转运动,通过送料抬牙偏心轮(偏心套)和滑块的作用,转化为叉形送布杆绕中间孔(ϕ7H7×8.5)的来回摆动,并通过末端孔(ϕ9.5H7×8.5)与送料轴曲柄相铰接,通过送料轴曲柄的摆动转换成送料轴的来回转动,送料轴再通过送料摇杆机构,最终实现缝纫机送料机构中的抬牙与送料功能;材料:45钢模锻件;生产类型:大批量生产;下一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺热处理:调质处理HB220~250;工艺任务:a.根据下图所示的零件图,分析其结构、技术要求、主要表面的加工方法,拟订加工工艺路线;b.确定详细的工艺参数,编制工艺规程。叉形送布杆的零件图如图2-21所示,缝纫机叉形送布杆的三维图如图2-22所示。2.5.2分析零件图上一页下一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺缝纫机叉形送布杆是缝纫机的主要零件,根据其结构特征,可归属于叉杆类零件,除了具备叉杆类零件的一些特性外,还具有中心距呈(170±0.04)mm的ϕ7H7与ϕ9.5H7的两内孔,其中靠近叉形位置的孔ϕ7H7为旋转中心孔,与针距连杆通过铰链相连接,属于动配合;下端孔ϕ9.5H7为曲柄中心孔,与送料轴曲柄相铰接,也为动配合,其中的ϕ3.5小孔为加润滑油孔;上端的叉形槽×32与滑块(宽31.3h6)也为动配合,滑块的内孔(ϕ26H7)与送料抬牙偏心轮(偏心套)的外径(ϕ26f6)形成动配合,偏心轮(套)与上轴固定在一起,其偏心距为4mm,上一页下一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺这样缝纫机将上轴传来的旋转运动最终转换为滑块行程为8mm的来回摆动,滑块带动叉形送布杆绕ϕ7H7孔来回摆动,最终通过送料摇杆机构实现了缝纫机的抬牙与送料动作,在运转过程中,滑块(宽31.3h6)可以在叉形槽×32内被动自由地来回滑动;零件的两端面主要起定位和支承作用。当旋动缝纫机的针距调节旋钮时,其顶端推动针距调节器的上斜面,使整个针距调节器绕其支点摆动,由于该支点与针距连杆的另一端相连接,因此针距调节器的摆动又通过针距连杆推动叉形送布杆(ϕ7H7孔)改变位置,由此改变送料轴的摆动幅度,从而实现了送料距离(即针距大小)的调节。上一页下一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺该零件的主要加工面为两内孔ϕ7H7、ϕ9.5H7及其两端面和叉形槽×32及其两端面,次要表面为ϕ3.5小孔等。零件的关键工艺有:(1)两内孔ϕ7H7、ϕ9.5H7和叉形槽×32及两端面的尺寸与形位精度较高,且具有较小的表面粗糙度值(Ra1.6μm);(2)两孔ϕ7H7、ϕ9.5H7的中心线对左平面基准A的垂直度公差为0.02mm,且两孔中心距尺寸精度较高,允差为0.04mm,两个右平面对基准A的平行度公差为0.03mm,叉形mm的两面对基准A的垂直度及对两内孔中心连线的对称度公差均为0.04mm;上一页下一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺(3)由于叉形送布杆工作时头部叉形槽因滑块拨动受冲击而易磨损,故锻钢件在进行调质处理后,还需要进行局部淬火(HRC45~50),以提高其耐磨性和使用寿命。2.5.3确定毛坯的制造方法及毛坯尺寸该零件对材料的力学性能要求不是很高,但零件在工作过程中有冲击载荷,所以选用了最常用的优质碳素结构钢———45钢,该钢属于中碳钢,适合于调质处理,具有良好的综合力学性能,即具有较高的强度和硬度,较好的塑性、韧性。从外部结构及尺寸看,该零件属于异形件,毛坯选择锻件较为合适,由于是大批量生产,为使加工余量小而均匀,这里采用了45钢模锻件。上一页下一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺毛坯制造时,首先对模锻件的体积进行计算,折算成板料型材下料;其次按照模锻图要求,外形按模锻成型,所有孔均锻成实心,其余各加工面均放单边余量1.5mm;最后对锻后件进行退火(或正火)处理,以消除内应力,并改善切削加工性。缝纫机叉形送布杆的毛坯图如图2-23所示。2.5.4确定各表面的加工方法及选择机床与工装从零件图可以看出,该缝纫机叉形送布杆的主体结构也由“二孔一叉”组成。主要机加工表面为两内孔、叉形槽、两端面(粗糙度均为Ra1.6μm)及小孔(粗糙度为Ra12.5μm)等。上一页下一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺两内孔尺寸精度为IT7级,由于内孔均较小,故内孔加工可采用钻→扩→铰;对小孔加工采用钻孔即可;对于零件两端面的加工,可采用铣削(粗铣→精铣)或粗铣→磨削来完成;对叉形槽的加工,可采用半精铣→磨削,其中磨削工序应安排在叉形槽局部淬火后,以消除局部变形,至此就完成了整个零件的机加工。根据该零件图纸要求及其结构特点,各表面的加工方法主要选择了铣、钻(扩、铰)和磨等。对于机床与工装的选择具体归纳如下:1)对于两端面的铣削或磨削加工:(1)采用铣削(粗铣→精铣)加工时:机床选择数控立铣床XK52,夹具选用专用铣夹具,刀具选用端面铣刀ϕ50,量具选用游标卡尺等;上一页下一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺(2)采用粗铣→磨削加工时:除粗铣同上外,磨削时,机床选择数控平面磨床MK7130,夹具选用磨床电磁吸盘,刀具选用外圆砂轮ϕ300×40,量具选用游标卡尺等;2)对于叉形槽的半精铣→磨削加工:半精铣时,选择卧式铣床X6132、专用铣夹具、双面刃盘铣刀ϕ150两把或厚度为31.1mm的三面刃盘铣刀一把及游标卡尺等;磨削时,分别选择专用磨床、专用磨夹具、薄片砂轮ϕ300×12两个(或圆柱砂轮ϕ300×31.3一个)及游标卡尺等;3)对于两内孔的加工:上一页下一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺选择摇臂钻床Z3025、专用钻夹具(钻模)、钻头ϕ9和ϕ6.5、扩孔钻ϕ9.4和ϕ6.9、铰刀ϕ9.5H7和ϕ7H7及游标卡尺和塞规等;4)对于小孔ϕ3.5的加工:分别选择摇臂钻床Z3025、专用钻夹具(钻模)、钻头ϕ3.5和游标卡尺等。本零件关键工艺的加工特点:(1)两内孔的尺寸、形位精度及表面粗糙度要求,由钻→扩→铰保证;叉形槽的尺寸与形位精度及表面粗糙度要求,最后由磨削来保证。上一页下一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺(2)两孔中心距尺寸精度及两孔的中心线对左平面基准A的垂直度要求,均由专用钻夹具(钻模)来保证;两右平面对基准A的平行度要求,由左右平面“互为基准”来保证;叉形槽mm的两面对基准A的垂直度及对两内孔中心连线的对称度要求,均由专用磨夹具通过“一面二孔”定位来保证。具体参数见缝纫机叉形送布杆的工艺过程卡片。2.5.5划分加工阶段和安排加工顺序根据加工阶段划分的原则和零件表面加工精度要求,该叉形送布杆加工可划分为三个阶段:上一页下一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺(1)粗加工阶段:粗铣两端面及钻各孔等;(2)半精加工阶段:半精铣叉形槽和扩孔等;(3)精加工阶段;精铣或磨削两端面、铰两内孔及磨叉形槽至要求。按照机械加工顺序的安排原则:先加工叉形送布杆两端面,再加工孔和槽等;先粗加工,再半精加工和精加工;调质处理安排在粗加工后,半精加工之前;局部高频淬火安排在半精加工之后,精加工之前,以消除局部变形;退火(或正火)处理安排在锻造后金加工前。上一页下一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺再根据“基准先行和先面后孔”的原则,在退火(或正火)处理后,先将两端面加工好,再以右端面为基准,借助专用钻夹具(钻模),分别对两孔进行粗加工(钻)、半精加工(扩)和精加工(铰);接下来用已加工好的“一面二孔”为定位精基准,分别加工叉形槽和一个小孔等,也符合“先主后次和先难后易”的安排原则,经综合考虑,最终确定加工顺序,见工艺卡片。叉形送布杆主要表面的加工顺序为:(1)两端面的加工———粗铣→精铣或粗铣→磨削(表面粗糙度均为Ra1.6μm);(2)两内孔加工———钻孔→扩孔→铰孔(表面粗糙度均为Ra1.6μm);上一页下一页返回任务2.5叉形送布杆零件的制造工艺(3)叉形槽的加工———半精铣→磨削(表面粗糙度均为Ra1.6μm);(4)小孔加工———钻孔(表面粗糙度为Ra12.5μm)。2.5.6基准选择及其工件装夹方式1)粗基准的选择及工件装夹方式:叉形送布杆加工的粗基准主要是左平面、两端ϕ16外圆柱面或圆弧凸台及叉形单端内侧面。(1)在粗铣2-ϕ16右端两平面和叉形端朝上大平面时,是以左平面、下端ϕ16外圆柱面和叉形单端内侧面为粗基准组合定