液壓泵蓋加工工藝規(guī)程及夾具設計(優(yōu)秀含CAD圖紙+設計說明書)
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畢 業(yè) 設 計
專 業(yè): 機械設計制造及其自動化
液壓泵蓋加工工藝規(guī)程及夾具設計
The Process Planing And Fixture Design of Hydraulic Pumb Cover
摘 要
畢業(yè)設計是對大學的全部基礎課程、技術基礎課以及專業(yè)課所學各課程的一次深入的綜合性的鏈接,也是一次理論與實際生產的結合。該次畢業(yè)設計是將機械制造基礎知識和機械設計等知識有機的結合,結合當今機械制造的實際生產情況和目前比較先進成熟的制造技術的應用。同時結合當今企業(yè)實際生產過程及現(xiàn)狀,運用理論知識,對生產加工進行分析。設計出合適的夾具,在保證工件的加工精度、產品的質量的同時,提高勞動生產率、降低成本。
該畢業(yè)設計課題是:液壓泵蓋的加工工藝規(guī)程及夾具設計。依照液壓泵蓋零件圖圖紙要求對其進行加工設計,使其從一個鑄件成為一個合格的所需產品。這次畢業(yè)設計的主要內容:液壓泵蓋零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖,以及機械加工工藝過程卡片的編制、加工工序卡片及檢驗卡片。通過這次設計對自己將來從事的工作進行一次適應性訓練,從中鍛煉自己的分析問題、解決問題的能力。
關鍵詞:液壓泵蓋;工藝規(guī)程;夾具;設計。
ABSTRACT
Graduation design is an in-depth comprehensive link of basic course, technical basic course and specialized course. It is also a combination of theory and practical production. Therefore, it is very important in our university life. This graduation design is the combination of basic knowledge of mechanical manufacturing and mechanical design. It also is the light of practical production situation of today's machinery manufacturing and more advanced and mature manufacturing technology application at present. At same time, it is good to use the knowledge to analysis in the manufacturing process with the combination of the practical production in company. Design to the fixture, it is not only to ensure the machining accuracy of workpiece and the quality of the products, but also can improve labor productivity, reduce cost and ensure safety in production if we used machine tool fixture in the manufacturing process.
Processing procedure and fixture design of hydraulic pump cover is the topic of the graduation design. According to the requirement of the part drawing of hydraulic pump cover to design and make it from a casting to a qualified product. The main content of this graduation design including: hydraulic pump cover part drawing, blank drawing, fixture assembly drawing and the preparation of machining process card. The design is a fitness training for my future job.It is also a workout for my ability to analyze and solve problems.
Key words: hydraulic pump cover;processing procedure ;fixture ;design.
目 錄
1 緒 論 1
1.1 設計的目的 1
1.2 設計內容的分析 1
1.3 設計的可行性分析 2
2 零件的分析 3
2.1 零件的作用 3
2.2 零件的工藝分析 3
2.3 零件的主要加工面及要求 4
3 毛坯的選擇選擇 5
3.1 零件的生產類型 5
3.2 確定毛坯的制造形式及其公差 5
3.3 確定毛坯的技術要求 5
3.4 確定毛坯機械加工余量及毛坯尺寸公差 6
3.5 基準的選擇 6
3.5.1 粗基準的選擇 6
3.5.2 精基準的選擇 6
4 擬定機械加工工藝路線 7
4.1 確定各加工面的加工方法 7
4.1.1 工序順序的安排及分析 7
4.2 擬定加工工藝路線 8
4.3 工藝路線方案的分析與比較 9
5 工序設計 10
5.1 選擇加工設備及工藝裝備 10
5.2 夾具選擇 10
5.3 選擇刀具 10
6 確定機械加工余量、工序尺寸及公差 11
7 確定切削用量及加工工時定額 13
7.1 工序三切削用量及工時的確定 13
7.2 工序四切削用量及工時的確定 14
7.3 工序五切削用量及工時的確定 15
7.4 工序六切削用量及工時的確定 16
7.5 工序七切削用量及工時的確定 17
7.5.1 精車Φ66外圓 17
7.5.2 精車尺寸為14的右端面 17
7.6 工序八切削用量及工時的確定 18
7.7 工序九切削用量及工時的確定 19
7.8 工序十切削用量及工時的確定 20
7.9 工序十一切削用量及工時的確定 21
7.10 工序十二切削用量及工時的確定 22
7.11 工序十三切削用量及工時的確定 23
7.12 工序十四切削用量及工時的確定 24
8 機床夾具設計 26
8.1 問題的提出及分析 26
8.2 定位方案及定位元件選擇和設計 26
8.3 定位誤差分析 26
8.4 切削力和夾緊力的計算 27
8.5 夾緊裝置的設計 27
8.6 夾具設計及操作的簡要說明 28
9 結論和體會 29
9.1 結論 29
9.2 體會與展望 29
參考文獻 30
附錄1:外文資料 31
附錄2:中文翻譯 38
致 謝 43
II
畢業(yè)設計
1 緒 論
44
1.1 設計的目的
此次課題來源于當今企業(yè)批量生產的農用機械——玉米收割機,以液壓泵蓋的為研究主要內容。該課題的選取主要是依據(jù)當今企業(yè)在生產及未來發(fā)展中可能遇到的困境,提前尋找出路,解決可能遇到的發(fā)展困境。提前與相關學校及相關專業(yè)學生取得聯(lián)系,為使學校培養(yǎng)相適應企業(yè)發(fā)展需要的學生,以及使即將畢業(yè)的學生提前了解以后自己將面臨的行業(yè)與相關專業(yè)中,工作的性質及特點。提前綜合運用自己理論知識解決實際問題的能力。
通過此次課題,綜合運用機械制造工藝學課程知識分析和解決零件工藝問題的能力。結合金屬工藝學理論知識及大學幾年的實習經(jīng)驗,運用到實踐工作中,解決零件在加工中的定位問題,并運用機械加工零件加工工藝編制夾緊及工藝路線的安排。在工藝尺寸的確定問題上,使用機械制造基礎及互換性測量技術知識,確保零件的加工質量。能夠將機械設計、精度設計理論知識運用實際生產中,提高產品結構設計能力。在設計過程中,不斷地培養(yǎng)自己檢索中外文獻資料的能力,用CAD、UG計算機輔助設計手段對產品進行分析設計。
1.2 設計內容的分析
此次畢業(yè)設計主要是對液壓泵蓋的加工工藝規(guī)程及夾具進行設計,主要包含了使用UG軟件對零件進行三維圖形的繪制、建立效果圖對零件進行分析,在此基礎上根據(jù)相關技術及參數(shù)要求,結合學習過的金屬工藝學、機械制造工程、機械設計等課程制定合理的加工工藝規(guī)程,計算相關數(shù)據(jù),完成夾具設計。使用CAD繪圖軟件完成相關零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖圖紙的繪制。填寫機械加工工藝規(guī)程卡片和加工工序卡片。
首先應對所需加工零件進行分析,利用UG軟件依據(jù)零件圖紙進行三維圖形的繪制,根據(jù)零件在企業(yè)生產玉米收割機中占據(jù)的位置,分析零件的主要作用及使用原理。接著對零件進行工藝分析,依據(jù)圖紙所給的主要參數(shù),分析各重要尺寸,各尺寸之間的相互聯(lián)系。明確哪些表面為主要加工表面,哪些為次要加工表面,各加工表面之間的相互聯(lián)系。分析一些尺寸的形位公差、位置公差,如:垂直度公差、平行度公差等。加工精度要求、尺寸精度要求。根據(jù)年產量結合相關資料確定生產類型。依據(jù)材料的性能、零件的形狀、機械的相關性能確定毛坯的制造形式。由零件的尺寸參考相關資料,確定毛坯機械加工余量及毛坯尺寸。為了減小加工過程中的尺寸精度誤差,選擇合理的定位基準以及粗精加工基準,也方便后續(xù)工序的確定。
其次進行加工工藝路線的確定。根據(jù)各表面的加工精度和表面粗糙度的要求,確定各加工表面的加工方法。按照有關加工順序的選擇原則、加工階段的劃分、熱處理的安排、相關輔助工序,同時結合企業(yè)生產加工所處的實際環(huán)境、工序集中與分散、實際的經(jīng)濟效益等對工藝路線進行分析對比,利用現(xiàn)代輔助設計手段及經(jīng)驗,從生產效率、經(jīng)濟效果、材料損耗進行多方面對比分析,確定在企業(yè)現(xiàn)有加工手段條件下的經(jīng)濟適用方案。在有合適的加工方案后,選擇相應的加工設備及裝備的選擇,并選擇適當?shù)募庸さ毒摺8鶕?jù)相關資料確定各工序的加工時間,并制定相應的工藝規(guī)程卡片及檢驗卡片。
最后進行夾具的設計。查閱相關夾具設計圖紙集,依據(jù)自己所需要做的加工外圓Φ66f9夾具設計,確定定位方案及定位元件,計算相關的定位誤差。計算加工過程中切削力和夾緊力的計算。并進行相應夾緊裝置的設計,同時對夾具的操作進行簡要的說明。
1.3 設計的可行性分析
通過大學四年期間的學習積累,已經(jīng)完成機械設計、機械制造工程基礎、金屬工藝學、互換性與測量技術基礎等機械相關專業(yè)課程和金工實習、生產實習等實習課程。同時實訓中心和圖書館提供了良好的學習、設計環(huán)境,熟悉掌握了實訓中心車床、鉆床等操作與運用,使我更加明白加工的一些工藝過程。圖書館為提供了大量豐富的中外文獻和資料,能夠使用相關指導書籍,技術手冊,圖集等專業(yè)書籍。同時在指導老師的引導和幫助下,一定能夠順利完成設計。
2 零件的分析
2.1 零件的作用
題目所給定的零件是液壓泵蓋,屬于蓋體類零件,其主要作用是保證泵體的密封作用,配合泵體一起裝配使用構成腔體結構,用來儲存、輸送分配液壓油,并且使泵體工作時達到油液不滲漏。由于在工作過程中,零件內表面可能會受到液壓力的沖擊,需要對零件剛度有一定要求。
2.2 零件的工藝分析
通過對液壓泵蓋的零件圖并進行三維建模分析知:該零件圖紙尺寸正確完整,公差及相應技術要求也齊全完整。下平面加工精度要求較高。2×Φ25.5H8,2×Φ32H8孔加工精度要求也高。Φ4小孔是油孔,位置與精度要求都不高,不難加工。零件表面大部分需要切削加工,表面粗糙度及加工精度較容易獲得。零件工藝性良好。
圖2-2-1 零件三維圖
2.3 零件的主要加工面及要求
1.下端面平面精度要求較高,表面的粗糙度Ra=0.8,同時與上端面距離43mm,平面度公差為0.15,并且與孔Φ25.5H8軸的垂直度為0.03。
圖2-3-1零件圖
2.上端面:與下端面的距離為43mm,平行度為0.1,平面度為0.15,表面粗糙度Ra=3.2。
3.以通孔Φ25.5H8和盲孔Φ25.5H8的孔位中心的加工表面,孔的表面粗糙度要求為Ra=1.6。
包括:尺寸為Φ26H8的孔,表面粗糙要求為Ra=3.2;尺寸為Φ32H8的孔,
表面粗糙度要求為Ra=1.6;直徑為Φ66f9與孔25.5H8的同軸度為0.93的外圓且外圓的粗糙度要求為Ra=3.2;還有與Φ25.5H8孔軸線垂直的液壓泵蓋上端面,其軸線與左端面有垂直度公差為0.03mm,左端面平面度為0.01/100。
4.液壓泵蓋上端面上以Φ26H8的孔為中心均勻分布三個孔,3個Φ11孔與A-A軸有對稱關系, 表面粗糙度為Ra=12.5, 需要倒角。
5.泵蓋上端面上有7個Φ8.5和Φ15的階梯孔,表面粗糙度為Ra=12.
其中4個Φ8.5孔與A-A軸有對稱關系,3個Φ8.5與A-A軸有角度關系。
6.以盲孔Φ25.5H8軸線的垂線成23度角的斜孔Φ4。
7其他未標注的表面粗糙度要求為Ra=12.5。
3 毛坯的選擇選擇
3.1 零件的生產類型
依據(jù)設計課題的內容要求知:零件年產量為3000件,查《機械制造工程基礎》知該生產類為大批量生產。
3.2 確定毛坯的制造形式及其公差
1.由于液壓泵蓋零件輪廓外形狀復雜,需要承受高載荷,氣密性要求高,工藝性能良好,精度要求較高。依據(jù)圖紙要求知零件材料為ZL106,查相關書籍知:ZL106材料性能鑄造性良好、氣密性好、產生縮松及氣孔傾向性好,可加工性較好。主要應用適用于鑄造形狀復雜、承受高載荷的零件及要求氣密性高的零件。經(jīng)分析知:該材料符合所需要求。由于液壓泵蓋的輪廓尺寸不大,且有需要較多的切削加工表面,對于圖紙的要求使用硬模鑄造,并使用熱處理??紤]到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。零件輪廓尺寸不大,采用鑄造成型,對提高生產率,保證加工精度方面都有現(xiàn)實意義。
2.液壓泵蓋屬于特形零件,且加工利用不加工表面進行定位的工序較多,故零件毛坯選用精鑄件,鑄件尺寸公差等級為CT9(《機械工程及自動化簡明手冊》P245頁表5-7),加工余量等級按CT-MA-H/G級(表5-6)。
3.3 確定毛坯的技術要求
1.硬模鑄造,鑄件不應有裂紋,沙眼和局部縮松,氣孔及夾渣等缺陷,鑄件表面應清除毛刺,結瘤和粘砂等。材料為:ZL106。
2.熱處理后硬度為90-140HBS,已消除內應力,改善切削加工性能。
3.未標注倒角0.5×45,粗糙度要求為Ra=12.5。未注圓角為R5。
3.4 確定毛坯機械加工余量及毛坯尺寸公差
通過查相關資料得表3-1
表3-1
項目
上面
下面
Φ25.5H8
Φ66f9
公差等級IT
9
9
9
9
加工基本尺寸
43
48
25.5
66
毛坯基本尺寸
48
54
20
74
3.5 基準的選擇
該液壓泵蓋零件圖中較多尺寸及形位公差是以Φ25.5H8孔及上下端面為設計基準,因此必須首先加工出以Φ25.5H8孔及上下端面,為后續(xù)工序作為基準。
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與否,直接影響加工質量,生產效率。選擇不好的話,不僅會使在加工過程中問題百出,而且嚴重的還會造成零件大批報廢,使生產無法進行。所以基面的選擇特別重要,加工選擇時要特別注意。
3.5.1 粗基準的選擇
由于該零件基本上輪廓是由圓弧組成,且不規(guī)則零件,重量較輕,加工難度較大,但材料易于加工。按照有關粗基準選擇原則(保證某重要加工表面加工余量均勻時,該表面為粗基準。若工件每個表面都需加工,為了保證各表面都有足夠的余量,應選擇加工余量最小的表面為粗基準)。作為粗基準的表面應該平整,沒有飛邊,毛刺,其他表面缺陷。為此對于本零件選擇液壓泵蓋底座大端面為粗基準,可以更好的為后續(xù)工序做準備。
3.5.2 精基準的選擇
精基準的選擇應重點考慮如何減少工件定位誤差,保證加工精度,夾具結構簡單,工件裝夾方便。按照有關精基準的選擇原則:基準重合原則;基準統(tǒng)一原則;可靠方便原則,便于裝夾原則。主要應該考慮基準統(tǒng)一的原則。對于本零件由于有中心孔,以Φ25.5H8孔軸線為精基準,此時零件上很多表面都可以以此作為基準進行加工,所以以該中心孔作為統(tǒng)一的基準。
4 擬定機械加工工藝路線
加工工藝路線的制定,要根據(jù)相應的零件的幾何形狀、尺寸精度及相關位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經(jīng)確定為大批生產的條件下,盡量使工序集中來提高生產率,除此以外,還應考慮經(jīng)濟效果,以便降低生產成本。
4.1 確定各加工面的加工方法
根據(jù)各表面的加工精度和表面粗糙度的要求,選定如下加工方法:
1.下端面加工方法:采用車削加工方法,需要經(jīng)過粗車、精車、超精車,最后達到所需精度要求。
2.上端面加工方法:采用車削加工方法,需要經(jīng)過粗車、精車。
3.內孔及盲孔Φ25.5H8為鉆,擴,絞和孔倒角;
4.孔Φ26H8擴,絞孔加工。
5.孔Φ32H8擴,絞孔加工
6.孔3×Φ11,7×Φ8.5,孔7×Φ15需鉆孔,擴孔和孔口倒角;
7.Φ4孔的加工為鉆孔。
8.Φ66f9外圓采用粗車、精車。
4.1.1 工序順序的安排及分析
1.機械加工順序:遵循“先基準后其他,先主后次,先面后孔,先粗后精”原則。
(1)有先基準后其他知:先加工上下端面,以此為基準加工其他表面;以Φ25.5孔為基準加工其他各孔。
(2)有先主后次知:先加工主要表面下端面,由于上表面與其下表面有平行度為0.1,平面度為0.15的公差,該表面為次要表面,以及其他孔的加工。
(3)有先面后孔知:需要先加工上下表面,加工出來后以此作為定位基準面.來進行各孔的加工。
(4)有先粗后精知:對于下平面加工表面粗糙度要求為Ra=0.8,精度要求較高,首先需要進行粗加工,其次進行精加工,最后需要進行超精車加工。對于其
他精度要求較高的表面加工也應進行如此安排。
2.熱處理:為了改善材料切削性能,消除毛坯內應力,鑄造后需要對毛坯
行熱處理,零件進行加工后為了改善材料力學性能,仍然需要進行淬火處理,方便工件獲得較高的硬度和耐磨性。
3.輔助工序:精加工后需要安排鉗工去毛刺、清洗和終檢。
4.加工階段的劃分:由于液壓泵蓋零件圖紙知:工件的加工要求較高,需要將加工階段劃分為粗加工階段、精加工階段、超精加工階段。
5.工序的集中與分散:在加工過程中盡可能的采用工序集中原則,這樣可以在加工時盡可能的在一次安裝過程中加工更多的表面,并且盡量在同一臺機床設備上連續(xù)完成更多的加工,減少加工路線,方便提高工作效率。
4.2 擬定加工工藝路線
工藝路線的制定應該使零件的尺寸精度、位置精度、幾何形狀等技術要求得到合理保證。結合工序順序的安排及分析擬定一下兩個方案。
工藝路線方案一
工序1:硬膜鑄造。
工序2:熱處理,熱處理后硬度為90-140HBS。
工序3:粗、精車液壓泵蓋下端面,并以Φ78定位。
工序4:粗、精車液壓泵蓋上端面,并以通孔Φ25.5H8定位。
工序5:鉆孔Φ25.5H8至Φ25.5,以下端面定位。
工序6:粗車Φ66f9外圓,以下端面及通孔Φ25.5H8定位。
工序7:精車Φ66f9外圓和尺寸14右端面及倒角,以下端面及通孔Φ25.5H8定位。
工序8:鉆、擴3×Φ11孔,以下端面及通孔Φ25.5H8定位。
工序9:鉆、擴7×Φ8.5 , 以下端面及通孔Φ25.5H8定位。
工序10:鉆、擴孔7×Φ15及倒角,以下端面及通孔Φ25.5H8定位。
工序11:鉆孔Φ4。
工序12:擴孔、鉸孔2×Φ26H8及倒角,以下端面定位。
工序13:擴孔、鉸孔2×Φ32H8及倒角,以上端面定位。
工序14:超精車液壓泵蓋下端面,以外圓Φ66f9定位。
工序15:熱處理,去毛刺,清洗,送檢
工藝路線方案二
工序1:硬膜鑄造
工序2:熱處理,熱處理后硬度為90-140HBS
工序3:粗、精車液壓泵蓋下端面,并以Φ78定位。
工序4:粗、精車液壓泵蓋上端面,并以通孔Φ25.5H8定位。
工序5:鉆孔Φ25.5H8至Φ25.5H8,以下端面定位。
工序6:粗車Φ66f9外圓,以下端面及通孔Φ25.5H8定位。
工序7:精車Φ66f9外圓和尺寸14右端面,以下端面及通孔Φ25.5H8定位。
工序8:擴孔、鉸孔2×Φ26H8及倒角,以下端面定位。
工序9:擴孔、鉸孔2×Φ32H8及倒角,以上端面定位。
工序10:鉆、擴3×Φ11孔,以下端面及通孔Φ25.5H8定位。
工序11:鉆、擴7×Φ8.5 , 以下端面及通孔Φ25.5H8定位。
工序12:鉆、擴孔7×Φ15及倒角,以下端面及通孔Φ25.5H8定位。
工序13:鉆孔Φ4。
工序14:超精車液壓泵蓋下端面,以外圓Φ66f9定位。
工序15:熱處理,去毛刺,清洗,送檢。
4.3 工藝路線方案的分析與比較
以上兩個加工方案:加工方法及定位基準基本上是一樣的,不同的是先后順序不同,方案二是先加工孔Φ25.5H8、Φ32H8、Φ26H8,這幾個精度要求高的孔,后加工Φ11、Φ8.5、Φ15、Φ4,加工精度要求較低的孔。方案一是先加工精度要求低的孔,在加工精度要求高的孔。根據(jù)工序安排順序的分析可知,考慮選擇方案一。
由于該零件形狀不規(guī)則,加工分散,要適宜大批量生產,可采用自動機床或專用機床配以專用夾具,盡量使工序集中以滿足生產率和保證質量的要求,結合企業(yè)的加工情況,現(xiàn)狀及實際情況,綜合比較,考慮選擇方案一更為合理。
5 工序設計
5.1 選擇加工設備及工藝裝備
工序3、4、6、7、14是粗車、精車、超精車,由于零件尺寸不是太大,選擇CA6140臥式車床。
工序8、9、10、11為鉆孔,且精度要求不高,采用C336-1回輪車床。
工序5、12、13為鉆孔,精度要求較高,選用Z3040鉆床。
在每個工序加工結束時,需要用相應的輔助工具,檢測已加工的零件是否達所需。需要選擇:游標卡尺(0-25mm,0-50mm)、孔用塞規(guī)(Φ11、Φ8.5、Φ15、Φ25.5、Φ26、Φ32)。
5.2 夾具選擇
在鉆孔3×Φ11、7×Φ8.5、擴7×Φ15、Φ4、2×Φ25.5H8、2×Φ26H8加工外圓Φ66f9需要專業(yè)夾具,其他用通用夾具。
5.3 選擇刀具
1.在使用車床加工過程中,一般選擇硬質合金車刀,在此次零件加工過程中選擇的刀具為YG8。
2.鉆孔使用直柄麻花鉆(GB/T6135.3-1996)。擴孔選用錐柄擴孔鉆(GB/T1141-1984)。鉆Φ11孔選取Φ11的麻花鉆頭。鉆Φ8.5選取Φ8.5的麻花鉆頭。鉆Φ4孔選取Φ4的麻花鉆頭。擴孔Φ25.5使用Φ25的錐柄擴孔鉆。擴孔Φ32使用Φ32的錐柄擴孔鉆。
6 確定機械加工余量、工序尺寸及公差
液壓泵蓋零件材料為ZL106,硬度為90-140HBS,毛坯重量約為2.0kg,生產類型為大批量生產,采用硬模鑄造。
根據(jù)圖紙所給零件原始資料及加工工藝,分別確定個加工表面的機械加工余量、工序尺寸、公差及毛坯尺寸如下:
1.由零件圖紙知:液壓泵蓋兩端面軸線長度為48mm
查《機械工程及自動化簡明手冊》P244表5-6與鑄件尺寸公差配套使用的鑄件機械加工余量知:其余量值規(guī)定為:單邊加工余量為:1.5-3.5mm,雙側加工每側加工余量為:1.0-3.0mm,取3mm,則2Z=6 mm。
2.孔Φ25.5H8mm
通孔的軸線是基準軸線,盲孔軸線與孔Φ32H8軸線重合。表面粗糙度為Ra=1.6。鑄出毛坯孔Φ20。查《機械工程及自動化簡明手冊》P261表5-45加工孔為基孔制8級孔(以下簡稱《簡明手冊》)確定工序尺寸及余量為
鉆孔 Φ24mm
擴孔 Φ25.2mm 2Z=1.2mm
精鉸 Φ25.5mm 2Z=0.3mm
3.表面Φ66f9mm
Φ66f9mm外圓為一個凸臺,外圓表面粗糙度為Ra=3.2。
粗車 f=4mm 余量為20mm
粗車 f=4mm 余量為3mm
精車 f=0.5mm 余量為1mm
4.孔3×Φ11mm
該孔的要求不高,通過鉆孔和擴孔就可以達到所需要求。表面粗糙度為Ra=12.5。
鉆孔 Φ10mm
擴孔 Φ10.96mm 2Z=0.96mm
精孔 Φ11mm 2Z=0.04mm
5.孔7×Φ8.5mm
鉆該孔的要求不高,通過鉆孔和擴孔就可以達到所需要求。表面粗糙度為Ra=12.5。
鉆孔 Φ8mm
粗鉸 Φ8.46mm 2Z=0.46mm
鉆孔 Φ8.5mm 2Z=0.04mm
6.擴孔7×Φ15mm
鉆孔 Φ14mm
擴孔 Φ14.85mm 2Z=0.85mm
精孔 Φ15mm 2Z=0.15mm
7.孔Φ26H8mm
該孔是基準軸線,且按其基孔制8級公差加工孔, 表面粗糙度為Ra=3.2。查《機械工程及自動化簡明手冊》P261表5-45加工孔為基孔制8級孔,則加工余量為:
鉆孔 Φ24mm
擴孔 Φ25.8mm 2Z=1.8mm
粗鉸 Φ25.94mm 2Z=0.14mm
精鉸 Φ26H8mm 2Z=0.06mm
8.孔Φ32H8mm
一個孔的孔軸線與通孔孔軸線重合。另一孔與盲孔孔軸線重合,表面粗糙度為Ra=1.6。查《機械工程及自動化簡明手冊》P261表5-45加工孔為基孔制8級孔,則加工余量為:
鉆孔 Φ30mm 2Z=15mm
擴孔 Φ31.75mm 2Z=1.75mm
粗鉸 Φ31.93mm 2Z=0.18mm
精鉸 Φ32H8mm 2Z=0.07mm
9.孔Φ4mm
鉆孔 Φ3.9mm
精鉸 Φ4mm 2Z=0.1m
7 確定切削用量及加工工時定額
7.1 工序三切削用量及工時的確定
1.加工條件:機床為CA6140臥式車床;工件材料:ZL106,硬模鑄造;刀具:YG8,刀桿尺寸為B×H=16mm×25mm。 加工要求:粗車、精車下端面,表面粗糙度為Ra=0.8。
2.計算切削用量
(1)確定最大加工余量
已知毛坯長度方向加工余量為6mm,單邊為3mm ,粗車上端面的最大加工余量為4mm,
(2)確定進給量f
根據(jù)《機械工程及自動化簡明手冊》P264表5-52硬質合金車刀和高速鋼車刀粗車外圓和端面時的進給量知: 當?shù)稐U尺寸為16mm25mm,以及工件直徑為126mm時,f=0.8-1.2mm/r
查P253表5-26CA6140車床說明書知:橫向進給可取:f=0.81-1.15 mm/r,取f=0.94 mm/r。
(3)計算切削速度
按《簡明手冊》P267表5-58車削時切削速度的計算公式(壽命選T=60min)知:
(7-1)
有f=0.94 mm/r>f=0.7 mm/r可知式中=235; ; m=0.2。
查表P268表5-59車削過程使用條件改變時切速度修正系數(shù)
硬度對切削速度修正系數(shù)=1.44
車削方式改變時切削速度的修正系數(shù)=1.0
毛坯表面狀態(tài)對切削速度的修正系數(shù)=0.9
主偏角對切削速度的修正系數(shù)=1.0
則==1.05
(4)確定機床主軸轉速
按表5-26選擇機床說明書中與其相近的轉速選取250r/min,此時有公式可得實際切削速度==106.75m/min
(5)計算基本加工時間T1
切削加工長度:L1=27mm,端面車刀選用主偏角=90,背吃刀量
查表5-56車削時切入量與切出量知,得切入量與切出量知:L2=Y+△=2mm
(6)輔助時間T2
按表5-74典型動作輔助時間確定T2定額知:裝夾工件時間0.8 min,起動機床時間:0.02 min,啟動切削液時間:0.05 min,取量具時間;0.5 min。則共計時間T2=1.37 min。
7.2 工序四切削用量及工時的確定
1.加工條件:機床為CA6140臥式車床;刀具:YG8,刀桿尺寸為B×H=16mm25mm;工件材料:ZL106,硬模鑄造。 加工要求:粗車、精車上端面,表面粗糙度為Ra=12.5。
2.計算切削用量
(1)確定最大加工余量
已知毛坯長度方向加工余量為6mm,單邊為3mm ,粗車上端面的最大加工余量為4mm,
(2)確定進給量f
根據(jù)《機械工程及自動化簡明手冊》P264表5-52硬質合金車刀和高速鋼車刀粗車外圓和端面時的進給量知: 當?shù)稐U尺寸為16mm25mm,以及工件直徑為126mm時,f=0.8-1.2mm/r
查P253表5-26CA6140車床說明書知:橫向進給可取:f=0.81-1.15 mm/r,取f=0.94 mm/r。
(3)計算切削速度
按《簡明手冊》P267表5-58車削時切削速度的計算公式(壽命選T=60min)由公式(7-1)知:
有f=0.94 mm/r>f=0.7 mm/r可知式中=235;=0.45;=0.15 =0.2。
查表P268表5-59車削過程使用條件改變時切速度修正系數(shù)
硬度對切削速度修正系數(shù)=1.44
車削方式改變時切削速度的修正系數(shù)=1.0
毛坯表面狀態(tài)對切削速度的修正系數(shù)=0.9
主偏角對切削速度的修正系數(shù)=1.0
則==1.05
(4)確定機床主軸轉速
按表5-26選擇機床說明書中與其相近的轉速選取250r/min,此時有公式可得實際切削速度為:
V==106.75m/min
(5)計算基本加工時間T1
切削加工長度:L1=27mm,端面車刀選用主偏角=90,背吃刀量
查表5-56車削時切入量與切出量知,得切入量與切出量知:L2=Y+△=2mm
(6)輔助時間T2
按表5-74典型動作輔助時間確定T2定額知:裝夾工件時間0.8 min,起動機床時間:0.02 min,啟動切削液時間:0.05 min,取量具時間;0.5 min。則共計時間T2=1.37 min。
7.3 工序五切削用量及工時的確定
1.鉆Φ25.5H8mm孔至Φ25.5H8mm
加工條件:機床為Z3040鉆床;刀具:擴孔鉆Φ25
2.確定進給量:
由《簡明手冊》P253表5-25鉆床主要技術參數(shù):選取Z3040鉆床,由P273表5-64知高速鋼鉆孔時切削量f=(0.01-0.02)d取f=0.02d=002×24=0.48 mm/r。結合表5-25知:取實際縱向取: f=0.48 mm/r。
3.確定切削速度:
由表5-64知:對ZL106有V=40-70 m/min,取V=50 m/min。
4.確定機床主軸轉速
按表5-25取n=680 r/min,實際切削速度V==51.2m/min
5.計算基本輔助時間T1
被加工孔的長度為:L1= 12mm,切入量:Y=[d/2cotΦ+(1-2)]mm,(式中d為鉆頭直徑,單位mm,為鉆頭半頂角,常取60度),帶入數(shù)值的Y=7.93-8.93 mm,取Y=8mm。切出量:△=4 mm。則L2=Y+△=12mm。
6.確定輔助時間T2
取工件裝夾時間為:0.5min;起動機床時間:0.02min;共計時間T2=0.52min。
7.4 工序六切削用量及工時的確定
1.粗車外圓Φ66f9
加工條件:機床CA6140車床;刀具:YG8;
2.確定進給量
有《簡明手冊》表5-52取車刀尺寸為16mm25mm,,f=0.7-1.0 mm/r。查表5-26知CA6140車床主要技術數(shù)據(jù)知:縱向進給得:f=0.71-0.96 mm/r。此時取f=0.8 mm/r。
3.確定切削速度
按《簡明手冊》P267表5-58車削時切削速度的計算公式(壽命選T=60min,刀具選P10)由公式(7-1)
有f=0.8 mm/r>f=0.7 mm/r可知式中=235;;;m=0.2。
查表P268表5-59車削過程使用條件改變時切速度修正系數(shù)
硬度對切削速度修正系數(shù)=1.44
車削方式改變時切削速度的修正系數(shù)=1.0
毛坯表面狀態(tài)對切削速度的修正系數(shù)=0.9
主偏角對切削速度的修正系數(shù)=1.05
則==1.05
4.確定機床主軸轉速
按表5-26選擇機床說明書中與其相近的轉速選取400r/min,此時有公式可得實際切削速度V==98m/min
5.計算基本加工時間T1
切削加工長度:L1=5mm,車刀選用主偏角=75,背吃刀量
查表5-56車削時切入量與切出量知,得切入量與切出量知:L2=Y+△=3.1mm
6.輔助時間T2
按表5-74典型動作輔助時間確定T2定額知:裝夾工件時間0.8 min,起動機床時間:0.02 min,啟動切削液時間:0.05 min,取量具時間;0.5 min。則共計時間T2=1.37 min。
7.5 工序七切削用量及工時的確定
7.5.1 精車Φ66外圓
1.精車外圓Z=1mm,切削進給量f=0.1mm/r,背吃刀量(《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-2)。
2.由切削速度公式(7-1)
V=
式子中: =291;;;m=0.2。
選取車刀為75度時主偏角對切削速度的修正系數(shù)=0.86。此時則==1.1
3.確定機床主軸轉速
查車床技術數(shù)據(jù)取n=1400r/min,則實際切削速度V==299m/min
4.計算基本加工時間T1
切削加工長度:L1=5mm,車刀選用主偏角=75,背吃刀量
查表5-56車削時切入量與切出量知,得切入量與切出量知:L2=Y+△=3.1mm
5.輔助加工時間T2
取量具測量尺寸時間:0.5min;轉換刀具時間:0.05min;工件快速趨近刀具:0.04min。共計時間:T2=0.59min。
7.5.2 精車尺寸為14的右端面
1.精車端面:Z=0.4mm,切削進給量f=0.1mm/r,背吃刀量
2.由切削速度公式(7-1)
V=
式子中: =291;;;m=0.2。
選取車刀為75度時主偏角對切削速度的修正系數(shù)=0.86。此時則==1.1
3.確定機床主軸轉速
查車床技術數(shù)據(jù)取n=900r/min,則實際切削速度V==356.1m/min
4.計算基本加工時間T1
切削加工長度:L1=6.5mm,車刀選用主偏角=90,背吃刀量
查表5-56知切入量與切出量:L2=Y+△=1.0mm
5.輔助時間T2
起動車床時間0.02min;取量具測量尺寸時間:0.5min;轉換刀具:0.05;工件快速趨近刀具:0.04min。共計時間:T2=0.61min。
7.6 工序八切削用量及工時的確定
1.鉆孔Φ11
加工條件:機床:C366-1回輪車床;刀具:GB/T1438.5-1996,錐柄超長麻花鉆Φ11(《金屬切削與刀具實用技術》P143表3-5標準麻花鉆直徑D系列)
2.確定進給量
由《簡明手冊》P273表5-64切削量f=(0.01-0.02)d取f=0.02d=0.02×11=0.22 mm/r。結合表5-25回輪車床主要技術參數(shù)知:取實際縱向取: f=0.14 mm/r
3.確定切削速度:
由表5-64知:對ZL106有=40-70 m/min,取=50 m/min。
4.確定機床主軸轉速
按表5-27取n=1450 r/min,得實際切削速度V==50.1m/min
5.計算基本加工時間T1
被加工孔的長度為:L1= 14mm,切入量:Y=[d/2cotΦ+(1-2)]mm,(式中d為鉆頭直徑,單位mm,Φ為鉆頭半頂角,常取60度),帶入數(shù)值的Y=4.18-5.18 mm,取Y=5 mm。切出量:△=4 mm。則L2=Y+△=9mm。
6.孔口倒角C1
取n=1450r/min,基本時間:T1=0.005min;輔助時間:T2=0.08min
7.7 工序九切削用量及工時的確定
1.加工7個通孔Φ8.5mm
加工條件:機床選取C336-1回輪車床;刀具:GB/T1438.5-1996,錐柄超長麻花鉆 Φ7mm。
(1)確定進給量
由P273表5-64取f=0.02d=0.02×8=0.16 mm/r。結合表5-25回輪車床主要技術參數(shù)知:取實際縱向取: f=0.14 mm/r
(2)確定切削速度:
由表5-64知:對ZL106有V=40-70 m/min,取V=50 m/min。
(3)確定機床主軸轉速
按表5-27取n=1450 r/min,得實際切削速度:V==50.1m/min
(4)計算基本加工時間T1
被加工孔的長度為:L1= 8mm,切入量:Y=[d/2cotΦ+(1-2)]mm,(式中d為鉆頭直徑,單位mm,Φ為鉆頭半頂角,常取60度),帶入數(shù)值的Y=3.31-4.31 mm,取Y=4 mm。切出量:△=4 mm。則L2=Y+△=8mm。
(5)輔助時間T2
起動車床時間0.02min;取量具測量尺寸時間:0.5min;轉換刀具:0.05;工件快速趨近刀具:0.04min。共計時間:T2=0.61min
2.鉸孔Φ8.5mm
(1)同上知:查表5-68知:選擇進給量:f=0.2mm/r,吃刀量:
選切削速度為:V=10m/min。
(2)確定機床轉速和切削速度
查C336-1主要參數(shù)知取n=380r/min。此時得實際切削速度為V=10.1m/min。
(3)計算基本加工時間T1
被加工孔的長度為L1= 8mm,切入量:Y=[d/2cotΦ+(1-2)]mm,(式中d為鉆頭直徑,單位mm,Φ為鉆頭半頂角,常取60度),帶入數(shù)值的Y=3.44-4.44 mm,取Y=4 mm。切出量:△=4 mm。則L2=Y+△=8mm。
(4)輔助加工時間T2
變換刀架時間:0.05min;變速或進給時間:0.02min;起動調節(jié)切削液時間:0.05min。共計時間:T2=0.12min。
3.孔Φ8.5倒角C0.5
取n=760r/min,基本時間:T1=0.003min;輔助時間:T2=0.08min
7.8 工序十切削用量及工時的確定
1.擴孔7個Φ15孔
加工條件:機床選取C336-1;刀具:GB/T1438.5-1996,錐柄超長麻花鉆 Φ14mm。
(1)確定進給量
由P273表5-64取f=0.02d=0.02×14=0.28 mm/r。結合表5-25回輪車床主要技術參數(shù)知:取實際縱向取: f=0.23 mm/r
(2)確定切削速度:
由表5-64知:對ZL106有=40-70 m/min,取=50 m/min。
(3)確定機床主軸轉速
按表5-27取n=1450 r/min,得實際切削速度V==63.74m/min
(4)計算基本加工時間T1
孔的深度為:L1=13mm,切入量:Y=[d/2cotΦ+(1-2)]mm,(式中d為鉆頭直徑,單位mm,Φ為鉆頭半頂角,常取60度),帶入數(shù)值的Y=5.04-6.04 mm,取Y=6 mm。切出量:△=4 mm。則L2=Y+△=10mm。
(5)輔助加工時間T2
變換刀架時間:0.05min;變速或進給時間:0.02min;起動調節(jié)切削液時間:0.05min。共計時間:T2=0.12min。
2.擴孔Φ15
(1)確定進給量
同上取f=0.02d=0.02×15=0.30 mm/r。結合表5-25回輪車床主要技術參數(shù)知:取實際縱向取: f=0.23 mm/r
(2)確定切削速度:
由表5-64知:對ZL106有V=40-70 m/min,取V=50 m/min。
(3)確定機床主軸轉速
按表5-27取n=1450 r/min,得實際切削速度:V==68.3m/min
(4)計算基本加工時間T1
孔的深度為L1=13mm,切入量:Y=[d/2cotΦ+(1-2)]mm,(式中d為鉆頭直徑,單位mm,Φ為鉆頭半頂角,常取60度),帶入數(shù)值的Y=5.04-6.04 mm,取Y=6 mm。切出量:△=4 mm。則L2=Y+△=10mm。
(5)輔助加工時間T2
變換刀架時間:0.05min;變速或進給時間:0.02min;起動調節(jié)切削液時間:0.05min。共計時間:0.12min。
7.9 工序十一切削用量及工時的確定
1.鉆孔Φ4
加工條件:由表5-25知:鉆床選用Z3040,該鉆床最大鉆孔直徑為:40mm,符合要求。刀具選擇:標準麻花鉆Φ4。
2.確定進給量:
由《簡明手冊》P273表5-64知高速鋼鉆孔時切削量f=(0.01-0.02)d取f=0.02d=0.02×4=0.08 mm/r。結合表5-25鉆床Z3040知:取實際縱向取: f=0.08 mm/r
3.確定切削速度:
由表5-64知:對ZL106,考慮到孔徑較小,鉆削速度選?。篤=20 m/min。
4.確定機床主軸轉速
按表5-25取n=1600 r/min,得實際切削速度V=20.1m/min
5.計算基本加工時間
被加工孔的長度為:L1=8.5,切入量:Y=[d/2cotΦ+(1-2)]mm,(式中d為鉆頭直徑,單位mm,Φ為鉆頭半頂角,常取60度),帶入數(shù)值的Y=4.46-5.46mm,取Y=5mm。切出量:△=4mm。則L2=Y+△=9mm。
7.10 工序十二切削用量及工時的確定
1.擴孔、鉸孔至Φ26H8
加工條件:由表5-25知:鉆床選用Z3040,該鉆床最大鉆孔直徑為:40mm,符合要求。刀具選擇:標準麻花鉆Φ24。
2.鉆孔至Φ25mm
(1)確定進給量
由P273表5-64知高速鋼鉆孔時切削量f=(0.01-0.02)d取f=0.02d=0.02×25=0.50 mm/r。結合表5-25知:取實際縱向取: f=0.40 mm/r
(2)確定切削速度:
由表5-64知:對ZL106有:V=40-70 m/min,?。篤=50 m/min。
(3)確定機床主軸轉速
按表5-25取n=800 r/min,得實際切削速度V==60.9m/min
(4)計算基本加工時間T1
被加工孔的長度為:L1= 9.5mm,切入量:Y=[d/2cotΦ+(1-2)]mm,(式中d為鉆頭直徑,單位mm,Φ為鉆頭半頂角,常取60度),帶入數(shù)值的Y=7.93-8.93 mm,取Y=8 mm。切出量:△=4 mm。則L2=Y+△=12mm。
(5)確定輔助時間T2
取工件裝夾時間為:0.5min;起動機床時間:0.02min;共計時間T2=0.52min。
3.擴孔Φ26H8至Φ25.8
同上可得:查表5-65知:進給量:f=0.6mm/r,背吃刀量:
機床轉速為n=1250r/min,切削速度為:=101.265m/min。
基本加工時間T1=0.07min,輔助時間T2=0.1min。
4.鉸孔Φ26H8
同上知:查表5-68知:選擇進給量:f=0.4mm/r,吃刀量:
機床轉速為n=250r/min,切削速度為:V=20.41m/min。
基本加工時間T1=0.07min,輔助時間T2=0.1min。
7.11 工序十三切削用量及工時的確定
1.擴孔、鉸孔至Φ32H8
加工條件:機床:Z3040鉆床;刀具:GB/T1438.5-1996,錐柄超長麻花鉆Φ30mm
2.鉆孔至Φ31mm
(1)確定進給量
由P273表5-64知高速鋼鉆孔時切削量f=(0.01-0.02)d取f=0.02d=0.02×30=0.6 mm/r。結合Z3040參數(shù)知:取實際縱向取: f=0.50 mm/r
(2)確定切削速度:
由表5-64知:對ZL106有V=40-70 m/min,取V=50 m/min。
(3)確定機床主軸轉速
Z3040參數(shù)取n=630 r/min,得實際切削速度V==59m/min
(4)計算基本加工時間T1
孔深為:L1=3mm,切入量:Y=[d/2cotΦ+(1-2)]mm,(式中d為鉆頭直徑,單位mm,Φ為鉆頭半頂角,常取60度),帶入數(shù)值的Y=9.66-10.66mm,取Y=10mm。切出量:△=4 mm。則L2=Y+△=14mm。
(5)確定輔助時間T2
取工件裝夾時間為:0.5min;起動機床時間:0.02min;共計時間T2=0.52min
3.擴Φ32H8孔至Φ31.7mm
(1)同上可得:查表5-65知:進給量:f=0.63mm/r,背吃刀量: 取切削速度取:V=50m/min
(2)確定機床主軸轉速
按表5-27取n=500 r/min,得實際切削速度V==49.77m/min
(3)基本加工時間T1
孔深:L1=3mm,切入量:Y=[d/2cotΦ+(1-2)]mm,帶入數(shù)值的Y=10.15-11.15mm,取Y=11mm。切出量:△=4 mm。則L2=Y+△=15mm。
(4)輔助加工時間T2=0.1min。
4.精鉸Φ32H8孔
(1)同理可得:給量:f=0.63mm/r,背吃刀量:
取切削速度取:V=50m/min
(2)確定轉速
取n=500 r/min,得實際切削速度:V=50.24m/min
(3)基本加工時間
孔深:L13mm,切入量:Y=[d/2cotΦ+(1-2)]mm,帶入數(shù)值的Y=10.24-11.24mm,取Y=11mm。切出量:△=4 mm。則L2=Y+△=15mm。
(4)輔助加工時間T2=0.22min
5.孔口倒角
取n=760r/min,基本時間:T1=0.003min;輔助時間:T2=0.08min。
7.12 工序十四切削用量及工時的確定
1.超精車液壓泵蓋的下端面
加工條件:選擇機床CA6140臥式車床;刀具:選擇YG8;
2.確定切削進給量
有表5-52取車刀尺寸為16mm25mm,查表5-26知CA6140車床主要技術數(shù)據(jù)知:橫向進給得:f=0.8-1.2 mm/r。此時取f=0.96mm/r。
3.確定背吃刀量
精車左端面余量由表5-43知端面精車余量知:
4.確定切削速度
按《簡明手冊》P267表5-58車削時切削
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