K382-泵体铸造及加工工艺设计【含CAD图纸+PDF图纸+文档】
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K382
铸造
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切削工艺设计说明书 课 程 名 称 ： 切削工艺课程设计 目录一、 计算产品数量N、确定生产类型3二、 工艺审核3三、 机械加工工艺设计4四、 确定机械加工余量5五、 综合分析审查8六、 课程总结8七、 参考文献一、 计算产品数量N、确定生产类型生产的零件为泵体，根据下面的公式计算可得生产数量为11件，属于单件小批量生产，采用铸造后加工的方法得到产品。 N = Q n ( 1 + A% + B% ) (台 / 年） Q ：产品的年产量 (台 / 年）； n ：每台产品中，该零件的数量 （件）； A ：备品率 （5 10 %） B ：废品率 （= 1 %）n=1, A=5%, B=1% ,Q=10, N=10.6, 取整N=11二、工艺审核1. 图样审核零件图中给出5个视图，分别为主视图，左视图，俯视图，仰视图以及局部剖视图，局部剖视图给出了泵体内部的结构，表达清楚。见下图图1各个图中尺寸公差粗糙度（已改为最新标准表示）以及技术要求明确。所包含的信息基本完整。图1泵体是一个结构较复杂的零件，要求材料易成型，切削性能好，同时要求强度要高，重要表面的表面硬度也要高，故选用铸铁材料HT200，铸铁材料是最常见的材料，其优点是：容易成型，切削性能好，价格低廉，且吸振性好。为了得到较好的强度和表面硬度，可在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理。根据零件图和铸造工艺图，做出铸模，进行铸造，结合零件和经济的考虑，用砂型铸造的方法。2. 零件的结构工艺性（1）成型工艺的结构工艺性零件所用材料为HT200，属于单件小批量生产，通过铸造获得毛坯，零件中的50、 30、54、42的孔需铸出，其他的孔例如M6、M10、M14、7、14、15、22等孔均需要机加工。 零件的技术要求如下表：加工表面偏差（mm）公差及精度等级粗糙度Ra（m）形位公差零件的下端面（C）IT116.3145倒角IT106.314深5和22深3的孔IT116.3上端面凸台上表面IT83.2零件左侧表面IT83.2内腔凸台上表面IT83.2底座用于固定位置的孔内壁IT82.530孔内壁+0.021 0IT81.642孔轴线+0.025 0IT81.650孔轴线+0.025 0IT81.630孔轴线+0.021 0IT81.66孔IT60.8（2）切削工艺的结构工工艺性零件中除去上表面的左侧平面和右侧面，其他表面均需要机加工。由于工件为箱体类零件平面的加工个方式选择铣床铣平面；主要用平口虎钳装夹，孔的加工方式选择镗刀，并且在同一道工序中完成，保证同轴度要求。见图2，图3（3）装配工艺的结构工艺装配工艺的结构工艺性是指在满足使用情况的前提下，使装配工艺的简易型和经济性达到最佳，便于装配，便于拆卸，以及合理的基准面，为此，选择底平面是主要的设计基准和加工基准。图2图2三、 机械加工工艺设计1、零件表面加工方法的选择该零件总的加工件数为11件，属于单件小批量生产，零件材料为铸铁。铸铁（HT200）切削性能好，价格低廉，抗振性和耐磨性也较好，且零件尺寸较小，形状简单，故不用特意制作夹具和刀具，采用通用设备进行加工即可。在装卡过程中，采用直接装卡找正。孔的加工有两种选择，一是选择用钻孔，扩孔，铰孔；二是用镗孔进行加工，镗孔主要是针对已有的孔。50、 30、54、42是铸造出来，其表面粗糙度都为Ra1.6，宜采用镗床进行精镗加工。泵体底面的表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣、半精铣和精铣。对于平面的加工，还可以选择刨削加工。但是刨削的刨刀实际参加切削的切削刃长度有限，一个表面往往要经过多次行程才能生产出来，基本工艺时间长。刨刀返回行程不进行切削，增加了辅助时间，故刨削适合于狭长平面加工。铣刀是多齿刀具，铣削时有几个刀齿同时在工作，并且铣削的切削刃较长；铣削的主运动是铣刀的旋转，有利于高速铣削。泵体的加工的平面不属于狭长平面，铣削的生产率比刨削高。故选择用铣削进行加工。对于铣削加工，有周铣和端铣两种。周铣是指利用分布在铣刀圆柱面上的切削刃来形成平面（或表面）的铣削方法。端铣是指利用分布在铣刀端面上的端面切削刃来形成平面的铣削方法。端铣与周铣相比，其优点是：刀轴比较短，铣刀直径比较大，工作时同时参加切削的刀齿较多，铣削时较平稳，铣削用量可适当增大，切削刃磨损较慢，能一次铣出较宽的平面。故选择端铣。2、定位基准的选择2.1 粗基准的选择粗基准的选择有以下几个原则：1保证互相位置要求原则；2 余量均匀分布原则；3 便于工件装夹原则；4 粗基准在一个定位方向上只允许使用一次；由以上原则，根据“便于装夹原则”可选择上端面为定位粗基准。2.2精基准的选择 定位精基准有以下几个原则：1 “基准重合”原则2 “基准统一”原则3 “互为基准”原则4 “自为基准”原则由以上原则，根据“基准统一原则”和“基准重合原则”可选择下底面为定位精基准。2.3工件安装方式由于工件为箱体类零件，则主要在铣床上加工，主要用平口虎钳装夹。镗孔时，则在镗床上装夹；攻螺纹时，在平口虎钳上装夹。3、制定工艺路线3.1拟定加工顺序3.1.1三先三后原则：A、先基准后其他B、先粗后精C、先主后次3.1.2加工阶段的划分零件的加工可以分为粗加工,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，包括去铸造毛边、粗铣端面、倒角、钻孔。 2）半精加工阶段：其目的是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，如50、 30、42孔等。3）精加工阶段：其目的是使零件表面达到规定的尺寸精度。3.2选择机床 单件小批生产成批生产大量生产机床设备通用设备通用和部分专用设备广泛使用高效率专用设备夹具很少用专用夹具广泛使用专用夹具广泛使用高效率专用夹具刀具和量具一般刀具和通用量具部分地采用专用刀具和量具高效率专用刀具和量具毛坯自由锻部分采用金属模铸造和模锻机器造型、压力铸造、模锻、滚锻表1该零件的平面用铣床铣削。所以选择用普通万能铣床，铸造出来的孔用镗床进行半精加工和精加工，较小的孔采用卧式车床和台式钻床加工。3.3选择夹具该轴小批量生产，采用通用手动夹具即可，能够充分发挥机床的技术性能。车削工序四爪卡盘；镗削用四爪卡盘，铣削用平口虎钳装夹。表2 工艺路线汇总表序号工序名称定位基准装夹方式工具1铸造2清砂3人工时效处理4涂红色防锈底漆5立体划线下底面划针，划规，直尺，样冲，划线盘（高度游标尺），V型铁和直角尺等6粗铣、半精铣零件的下底面侧面的不加工面及泵体上表面平口虎钳装夹万能铣床7粗铣、半精铣、精铣零件左侧表面下底面及上表面的不加工面平口虎钳装夹万能铣床8粗铣、半精铣、精铣上端面凸台上表面、内腔凸台上表面、下底面、左侧表面及侧面的不加工面平口虎钳装夹万能铣床9粗镗、半精镗、精镗30孔42孔、50孔下底面及侧面的不加工面镗床装夹（四爪卡盘）镗床10粗车、半精车14深5、22深3的孔和50孔上端倒角145下底面及侧面的不加工面平口虎钳装夹车床12钻孔6、M101-7H、M1415-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18下底面、上端面及侧面的不加工面平口虎钳装夹台式钻床13精铰孔6下底面，左侧表面平口虎钳装夹台式钻床11攻螺纹得到M101-7H、M1415-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18下底面、上端面及侧面的不加工面平口虎钳装夹丝锥13去毛刺、检验、打标志14入库4、确定机械加工余量该零件为单件小批量生产，采用的材料为灰铸铁，所以可以采用查表的方法来确定加工余量查机械加工工艺手册，该铸件的尺寸公差等级CT为10-13级，加工余量等级MA为G级。故取CT为13级，MA为G级。查机械加工工艺手册，用查表法确定各表面的总余量如表所示。加工表面基本尺寸（mm）加工余量等级加工余量数值（mm）说明零件的下端面距底座上表面11H3.5单侧加工零件左侧表面距最近平行表面5G3.5单侧加工上端面凸台上表面距下端面62H4单侧加工内腔凸台上表面距下端面14G3.5单侧加工30孔30H3.5双侧加工42孔42H3.5双侧加工50孔50H3.5双侧加工经查表总的加工余量已在图纸中标出，各道工序的加工余量如下：工序工序名称工序内容工序余量1铸造02热处理退火，改善切削工艺03划线确定加工余量04粗铣粗铣零件的下底面，以此作为粗基准2.55半精铣铣底平面至粗糙度为6.316粗铣以下底面作为精基准，粗铣零件左侧表面27半精铣以下底面为基准，半精铣零件左侧表面18精铣精铣左侧表面至粗糙度为3.20.59粗铣以下底面、左侧表面及右侧面的不加工面作为基准，粗铣上端面凸台上表面、内腔凸台上表面2.510半精铣半精铣上端面凸台上表面、内腔凸台上表面111精铣精铣上端面凸台上表面、内腔凸台上表面至粗糙度为3.20.512粗镗粗镗30孔42孔、50孔213半精镗半精镗30孔42孔、50孔114精镗精镗30孔42孔、50孔至粗糙度为1.60.515粗车粗车14深5、22深3的孔和50孔上端倒角1452516半精车半精车14深5、22深3的孔和50孔上端倒角145117钻孔以下底面、上端面为精基准，以侧面的不加工面为粗基准，钻孔6、M101-7H、M1415-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深1818精铰以下底面，左侧表面为精基准，精铰孔60.119攻丝攻螺纹得到M101-7H、M1415-7H、M6-7H深8孔20检验测量21入库5.绘制工序简图首先加工底平面，以此作为基准加工其他表面，以泵体上表面为粗基准，加工精度为6.3，加工方式为铣平面,工件采用平口虎钳夹紧。铣零件左侧表面，加工精度为3.2，以下底面为精基准，采用平口虎钳夹紧工件。铣上端面凸台上表面、内腔凸台上表面、加工精度为3.2，以下底面为精基准，采用平口虎钳夹紧工件。镗30孔、42孔、50孔，同时加工两个孔，以保证同轴度的要求，以下底面为精基准，镗42孔、50孔、30孔，加工精度都为1.6，采用平口虎钳夹紧工件。车14深5、22深3的孔和50孔上端倒角145。以下底面为精基准，车14深5和50孔上端倒角145，以下底面为精基准，车14深5，采用平口虎钳夹紧工件。钻孔6、M101-7H、M1415-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18，以下底面为精基准，采用平口虎钳夹紧工件精铰孔6，以下底面为精基准，采用平口虎钳夹紧工件，加工精度为0.8。 最后攻螺纹得到M101-7H、M1415-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18。五、 综合分析、审查该零件属于单件小批量生产，尺寸较小，采用整模造型，均在一个砂箱内，精度较高。浇注系统采用中注式，获得毛坯后进行热处理，以方便切削。所用材料为HT200，热处理可以改善金属切削工艺，切屑完成之后可再热处理改善材料的性能，加强零件的可用性。按三先三后原则设计工艺路线，查表获得各个表面加工余量，用普通机床加工，最后获得合格产品。六、 课程总结这次课程设计，通过查阅各种资料，让我增进了机械加工过程的相关知识，同时提高了绘图操作能力，也进一步了解切削工艺方面的专业知识，同时让我明白理论与实际相结合的重要性。这次课程设计为我接下来的生产实习铺垫了理论知识基础。温故而知新，经常回顾以前的知识
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