1、3.1 定位基准的选择本零件是有精度较高要求的孔的盘状零件,平面和孔是设计的基准,也是装配和测量的基准,在加工时,应尽量以大平面为基准。先铣出下表面,以下表面为基准,加工出上端面和上表面,再以上端面为基准加工下端面,以上端面为基准钻出 I,II,III 3 个孔;加工前后端面时,先以上端面和 I,II,为基准,在铣床上铣出后端面,再以后端面为基准,加工出2 个 9 的孔的前端面。由于扇形部分的表面比较不易加工,首先以加工出来的下端面为基准加工出I,II,III 孔处的各个上端面,再以上端面为基准,加工出 I 孔处的下端面;零件的 2 个 9 孔的上边缘表面是不能用来作为定位基准的。图 2.1图
2、 2.23.2 制订工艺路线下 表 面上 表 面上 端 面 下 端 面 前 端 面后 端 面本设计任务给的零件需要加工的表面有:端面,内孔,园角等,其加工方法如下:(1)下表面(大面积表面):虽然不是重要的表面,没有粗糙度要求,但是定位基准面,用铣车进行端铣平面,粗铣即可。(2)上边缘面:不是重要表面,粗铣即可。(3)I,II,III 孔处的上端面:是重要表面,表面粗糙度 R6.3,可以进行粗铣后,再进行半精铣或精铣。(4)I 孔处的下端面:无表面粗糙度要求,只需进行粗铣即可。(5)前端面:是重要表面,也是定为基准面,表面粗糙度 R6.3,进行粗铣再半精铣或精铣。(6)2 个 9 孔的后端面:
3、表面粗糙度 R12.5,只需进行粗铣。(7)2 个 9 孔的加工:表面粗糙度 R12.5,以下端面为基准,粗铰出 2 个9 孔;普通铰床即可。(8)I 孔的加工:表面粗糙度 R6.3,可用铰床进行铰孔,粗铰或扩孔均可。(9)II,III 孔的加工:表面粗糙度 R3.2,是要求较高的孔,可进行粗铰半精铰,或者扩孔精扩,既可满足要求。(10)园角:有 R3,R5,R6.5,R15 几种园角,可用立铣刀周铣出园角。方案一:工序号 工序内容01 铸造02 时效03 涂漆04 铣 9 端两侧面05 铣 10 端两端面06 铣 9 端两端面07 钻通孔 10 与钻通孔 608 钻通孔 909 镗孔 10,
4、孔口倒角 0.5X度10 检验11 入库方案二:表 3工序号 工序内容01 铸造02 时效03 涂漆04 铣 9 端两端面05 铣 10 端两端面06 铣 9 端两侧面07 钻通孔 10 与钻通孔 608 镗孔 10,孔口倒角 0.5X度09 钻通孔 910 检验11 入库3.3 选择加工设备及刀、夹、量具3.31 选择加工设备(1)工序,5 和 9,10,11,12 用的是铣床,分别进行粗铣,精铣。用普通的卧铣床 X62W 型万能卧铣床即可。(2)工序和工序是铰孔工序,分别是粗铰和半精铰。使用普通的铰床即可。(3)工序,13 加工一个 10 孔,2 个 6 孔,2 个 9 孔,采用花盘加紧,
5、在立式钻床即可。可选用 Z518 型立式钻床。3.32 选择刀具(1)在工序,铣平面时,铣刀可以选择直齿或错齿的端铣刀和周铣刀,工序中有粗铣和精铣,在粗铣后,要留有一定的加工余量,供精铣工序加工。(2)钻孔有 10, 6,9 三种孔,需要留一定的加工余量,可用 5, 8 麻花钻直接钻出来。(3)铰孔需要铰三种孔 10, 6 和 9,有粗铰和精铰,粗加工可用 YT15,精加工可用 YT30。3.33 选择量具本零件是单件大批量生产,故采用的是通用量具。选择量具的方法有两种:一是按计量器具的不确定度选择;二是按计量器具的测量方法的极限误差来选择。在这里选的是第一种方法。3.33.1 选择平面的量具
6、:由零件图上看,各平面的相互位置要求不是非常严格,其最小不确定度为0.2mm,选用分度值为 0.02mm,测量范围为 0-150mm 的游标卡尺就行了,因为其不确度为 0.02mm,显然满足要求。3.33.2 选择内孔的量具:此零件对孔的精度要求较高,其中例如 I 孔的下偏差要求在 0.013 之内,故可选用分度值为 0.01mm,测量范围为 0-150mm 的内径百分尺,其不确定度为0.008,满足测量精度的要求。3.34 加工量计算表工序加工位置毛坯(mm)粗加工(mm)半精加工(mm)精加工(mm)总加工余量(mm)上表面 13.5 11.5 11 2 5上端面 12.5(双面) 10.
7、5(双面) 7 8(双面) 3 7下端面 8.5(双面) 2前端面 19(双面) 17(双面) 14(双面) 3后端面 15(双面) 210 孔 0 96 孔 0 5 5.79 孔 0 93.35 工序 加工尺寸 尺寸公差 使用量具 (1) 28 0.5 分度值为 0.02mm,测量范围为 0-150mm 的游标卡尺 (2)12 0.2 分度值为 0.02mm,测量范围为 0-150mm 的游标卡尺 (3)14 - 分度值为 0.02mm,测量范围为 0-150mm 的游标卡尺 (4)10 0.013 分度值为 0.01mm,测量范围为 0-150mm 的内径百分尺6 0.030 9 - 分度
8、值为 0.02mm,测量范围为 0-150mm 的游标卡尺注:本零件要求测量的尺寸并不是很复杂,故只要这两种量具就足够了。3.4 加工工序设计五 加工工序设计(一) 确定切削用量及基本工时(机动时间)在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量。(1)切削用量指:背吃刀量 asp(即切削深度 ap)、进给量 f 及切削速度 Vc 。(2)确定方法是:确定切削深度确定进给量确定切削速度 (3)具体要求是:由工序或工步余量确定切削深度:精、半精加工全部余量在一次走刀中去除;在中等功率机床上一次走刀 ap 可达 8 10mm。按本工序或工步加工表面粗糙度确定进给量:对粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初选进
9、给量后还要校验机床进给机构强度:可用查表法或计算法得出切削速度 Vc 查 ,用公式换算出查表或计算法所得的转速 nc 查 ,根据 Vc 查 在选择机床实有的主轴转速表中选取接近的主轴转速 n 机作为实际的转速,再用换算出实际的切削速度 Vc 机 填入工艺文件中。对粗加工,选取实际切削速度 Vc 机 、实际进给量 f 机 和背吃刀量 asp 之后,还要校验机床功率是否足够等,才能作为最后的切削用量填入工艺文件中。 工序钻个 9mm 孔(1)、 加工条件工件材料:HT200 正火,b=220MPa ,190220HBS加工要求:钻扩孔 9mm机床选择:选用立式钻床 Z525(见工艺手册表 4.2-
10、14)(2)、 确定切削用量及基本工时选择 9mm 高速钢锥柄标准麻花钻(见工艺手册P84)d=9 L=14mm f 机 =0.48mm/r (见切削手册表 2.7 和工艺手册表 4.2-16)Vc 查 =13m/min (见切削手册表 2.15)按机床选取 n 机 =195r/min(按工艺手册表 4.2-15)所以实际切削速度: m/min.14.3v基本工时: l=80mm ) l2=(14)mm(取 4mm)按工艺手册表 6.2-5 公式计算 1.24(min) 工序 粗、精铣左右端面() 粗铣1)、选择刀具:根据工艺手册表 3.1-27,选择用一把 YG6 硬质合金端铣刀,其参数为:
11、铣刀外径 d0=100mm,铣刀齿数 Z=10。2)、确定铣削深度 a p:单边加工余量 Z=1.50.27,余量不大,一次走刀内切完,则:a p=1.5mm3)、确定每齿进给量 fz:根据切削手册表 3.5,用硬质合金铣刀在功率为 4.5kw 的 X51 铣床加工时,选择每齿进给量 fz=0.14 0.24mm/z,由于是粗铣,取较大的值。现取:fz=0.18mm/z4)、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度:根据切削手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.01.5mm ,现取1.2mm,根据 切削手册 表 3.8 铣刀直径 d0=100mm 的硬质合金端铣刀的耐用度 T=180min。5)
12、、确定切削速度 Vc:根据切削手册表 3.16 可以查 Vc:由ap=1.5mm fz=0.18mm/z,查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根据 X62W 型立铣床说明书(表 4.2-35)nc=255 r/min Vc=400 mm/min (横向)6)、计算基本工时:l=47mm l2=2 T=0. min()精铣1)、选择刀具:根据工艺手册表 3.1-27,选择用一把 YG6 硬质合金端铣刀,铣刀外径d0=100mm,铣刀齿数 Z=102)、确定铣削深度 ap:由于单边加工余量 Z=0.5,故一次走刀内切完,则:a p= 0.5 mm3)、确定每齿进给量 fz
13、:由切削手册表 3.5,用硬质合金铣刀在功率为 4.5kw 的 X51 铣床加工时,选择每齿进给量 fz=0.140.24mm/z,半精铣取较小的值。现取:fz=0.14mm/z4)、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度:根据切削手册表 3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.01.5mm ,现取1.2mm,根据 切削手册 表 3.8 铣刀直径 d0=100mm 的硬质合金端铣刀的耐用度 T=180min。5)、确定切削速度 Vc:根据切削手册表 3.16 可以查 Vc:由ap4mm z=0.14mm/z,查得:Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z根据 X62W 型立铣床说明书
14、(表 4.2-35)nc=380 r/min Vc=400 mm/min (横向)6)、计算基本工时:l=40 mm l2 =2所以本工序的基本时间为:T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min()工序镗 0 工序粗镗余量参考文献表取粗镗为.mm,精镗切削余量为0.2mm,钻孔后尺寸为 8H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表加工表面 加工方法 余量 公差等级工序尺寸及公差8 粗镗 1.8 _ 9.89.2 精镗 0.2 H8 10H8孔轴线到底面位置尺寸为 5mm,精镗后工序尺寸为 10.020.08mm,与下底面的位置精度为 0.05mm,与左右端面的位置精度为 0.06mm,且定位
15、夹紧时基准重合,故不需保证。0.06mm 跳动公差由机床保证。(2.1) 钻孔 8mm选择 8mm 高速钢锥柄标准麻花钻(见工艺手册P84)d=8 L=8mm f 机 =0.48mm/r (见切削手册表 2.7 和工艺手册表 4.2-16)Vc 查 =13m/min (见切削手册表 2.15)按机床选取 n 机 =195r/min(按工艺手册表 4.2-15)所以实际切削速度:基本工时:l=80mm ) l2=(14)mm(取 4mm)按工艺手册表 6.2-5 公式计算 1.10min粗镗孔时因余量为 1.8mm,故 ap=1.8mm,查文献表. 4-8取 V=0.4m/s=24m/min去进
16、给量为 f=0.02mm/rn=1000V/d=1000*24/3.14*20=380r/min查文献的 Fz=9.81*60nFzCFzapXFzVnFzKFzpm=FzV*10-3CF2=180, XFz=1Yfz=0.75nFz=0Rfz=9.81*60*180*2.75 *0.20.75*0.4*1=1452 NP=0.58 kw取机床效率为.0.78*0.85=0.89kw0.58kw故机床的功率足够。下面计算工序 09 的时间定额机动时间粗镗时:L/(f*n)=45/0.2*380=7.5s精镗时:f 取 0.1mm/sL/(f*n)=45/0.1*380=15s总机动时间:T=7.5+15=0.38min