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1一、零件的分析一、零件的分析(一)零件的作用 起到支撑主轴的作用,曲轴箱承载受力,箱体内有润滑油保证润滑散热。 (二)零件的工艺分析 加工表面:149mm 的两端面及小端面 117.2mm,主轴孔及孔 80.3mm 内的槽 2.7mm,两端面上的槽 3.57mm, 99mm 孔的两面,5mm 的注油孔,二、工艺规程设计二、工艺规程设计(一)确定毛坯(一)确定毛坯 零件材料为 HT200 铸件,零件年产量 4000 件,已达大批生产水平,采用金属 型机器铸造成型。 (二)基面的选择(二)基面的选择 1、粗基准的选择 按照粗基准的选择原则,按重要表面原则,选定下表面做粗基准,一个支持板, 两个支撑钉定位,用专用夹具夹紧。 2、精基准的选择 主要应考虑基准统一的原则。当无法实现基准统一时,选择基准重合。当设计 基准与工序基准不重合时,应进行尺寸链的计算。 (三)制定工艺路线(三)制定工艺路线 采用万能型机床配以专用夹具,使工序相对集中来提高生产率。工序 1 粗铣两端面;工序 2 粗铣顶面及下面; 工序 3 精铣顶面; 工序 4 钻顶面螺纹底孔 M6.6mm; 工序 5 钻 34mm 的内孔; 工序 6 粗车主轴孔 79mm; 工序 7 车 2.7mm 槽内孔及端面止口; 工序 8 车法兰背面; 工序 9 修整大端面; 工序 10 镗顶孔 99mm; 工序 11 精镗主轴孔 80mm,保证与孔 34mm 之间的平行度为 0.04,同轴度 为 0.02;. 工序 12 精车端面止口及 3.57mm 槽,并保证其与主轴孔的同轴度为 0.05; 工序 13 车小端面及孔; 工序 14 钻回油口; 工序 15 钻大端三孔; 工序 16 钻锪攻进油孔; 工序 17 钻 5mm 斜油口; 工序 18 钻小端四孔 4*6.7mm; 工序 19 攻上面四孔螺纹 4*M8;2工序 20 攻小端四孔螺纹 4*M8; 工序 21 清理终检。(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 该零件材料为 HT200 生产类型为大批生产,采用金属型铸件毛坯 根据上述原始材料及加工工艺,分别确定个加工表面的机械加工余量、工序尺 寸及毛坯尺寸如下。 1、毛坯铸出后进行回火处理。 2、由切削手册表 2.2-5 该种铸件的尺寸公差等级为 CT 为 10 级, 加工余量等级为 MA 为 G 级。 3、由简明手册2.2-4 及 2.2-1 可用查表法确定各表面总余量及公差由此, 即可 绘制出零件的毛坯图。 4、加工两端面 由简明手册表 31-27,上表面由粗铣一次完成,采用硬质合金端 铣刀。 5、铣顶面 下表面由粗铣、精铣两次加工完成,采用高速钢端铣刀。由切削手册 表 23-21 查的精加工余量为 1mm,故粗加工余量为 4-1=3mm. 6、钻孔34 内孔表面由钻两次、扩、铰加工完成,采用硬质合金刀具。第一次钻至20mm 第二次扩至 33mm,铰至 34mm.零件尺寸总余量毛坯尺寸公差 CT120mm412411177mm41811180mm2+276834mm2+230899mm3+393112.7mm35.793.57mm36.579117mm3120915.5mm318.59149mm31529151mm3+3145113(五)确定切削用量及基本工时(五)确定切削用量及基本工时工序工序 粗铣两端面粗铣两端面1、加工条件:HT200 铸造加工要求:粗铣两端面机床:X6132A刀具:YG6 硬质合金刀片(由切削手册表 1.2 查得)由切削手册表 3.1,铣削深度 a 4mm 时,端铣刀直径 d 为p0200mm,a 为 180mm。但已知铣削宽度 a 为 170mm,故应根据铣削宽度eea 180mm,选择 d 为 200mm。由切削手册表 3.16,齿数 Z=16。e0由表 3.2 后角 =8 K =90 K=30 K =500 r0r0 r0过渡刃宽度 b = =100100铣刀前角 r =5 00刀齿斜角 =-10s02、选择切削用量(1)决定切削深度 apa =h=4mm。p(2)决定每齿进给量 fz由切削手册表 3.5,当使用 YG6,铣床功率为 7.8kw 时,f =(0.140.24)mm/z,但由于采取对称铣,故去 f =0.18mm/z。 zz(3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命由切削手册表 37 查得,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 2.0mm由切削手册表 38 查得,d =200mm,故刀具寿命 T=240min0(4)决定切削速度 v 和每分钟进给量 vcf4由切削手册表 316 得: 当 d =200mm,Z=16,a =1.5mm,f2.25 从以上三个进给量比较可以看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为 0.2880.352mm/r,选择 f=0.288mm/r。由于是加工通孔,为了避免孔即将钻穿 时钻头折断,故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。 (2)选择钻头磨钝标准及寿命 由切削手册 P54 表 2.12,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.50.8mm,寿 命 T=35min(3)决定切削速度 vc由切削手册 P57 表 2.15,v =16m/min ck=k=k=1.0tvcvlv故 v = v k=16m/min n=760.5r/minccv0d1000 v由 Z5125A 说明书,则 n =680r/minc1)第一方案 f=0.28mm/r n =680r/min n f=190.4mm/mincc2)第二方案 f=0.22mm/r n =960r/min n f=211.2mm/mincc方案二乘积较大,基本工时较少,故方案二较好。此时,V =16m/min f=0.22mm/rc(4) 校验机床扭矩及功率切削手册P62 表 2.24,=8.82Nm 由 Z5125A 说明书,CM34M=29.4Nmm由切削手册P64 表 2.23,1.0kw CP由 Z5125A 说明书,=2.26kwEP由于M,故切削用量可用,即 f=0.22mm/r , CMmCPEPn=n =960r/mincV =16m/min c3、 计算基本工时= L=l+y+ l=6mmmtfnL由切削手册P68 表 2.29,y+=5mm故=11/0.22/960min=0.05min Tm=4*0.05=0.2minmt工序工序 20 攻小端四孔螺纹攻小端四孔螺纹 M8切削用量的选择同工序 19计算基本工时= L=l+y+ l=31.3mmmtfnL由切削手册P68 表 2.29,y+=5mm故=36.3/0.22/960min=0.17min Tm=4*0.17=0.68minmt工序工序 21 清理、终检清理、终检3夹具设计夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。 经过与指导老师协商,决定设计第 3 道工序精铣顶面的铣床夹具。本夹具 将用于 X6132A 万能铣床。刀具为 YG6 硬质合金端铣刀。 (1)问题的提出 本夹具用来精铣顶面 (二)夹具设计1.定位基准的选择35由零件图可知,上下表面有平行度要求,为了使其定位误差为零, 应选择以下表面为定位基准。2.切削力及夹紧力计算刀具:硬质合金端铣刀,200,Z=16FFFFFWqu ey Zx pF ndZafacF0其中,=54.5,=1,=0.9,=0.16,=0.74,=132,=1.0,=200mmFcpaFYZfFyeaFu0d=1.0,=0FqFW所以 F=213.6N水平分力:=1.1F=234.96NHF垂直分力:=0.3F=64.08NVF安全系数 K=K1K2K3K4K6=1.5*1.2*1.1*1.2*1.3=2.85由机床夹具设计手册表 1-2-1 查得 K1 基本安全系数 1.5K2加工性质系数 1.2K3刀具钝化系数 1.1K4断续切削系数 1.2K6夹紧力稳定性系数 1.3实际所需夹紧力= 1=0.20.25 2=0.16 KW21KP所以 =1634NKW由机床夹具设计手册表 1-2-25 螺母 M10 提供的夹紧力为 3550N,故夹具可安全工作。3.定位误差的分析(1)定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为两个底支撑板和一个侧支撑板(2)加工尺寸 55.2工序基准是 34,定位基准是下表面。定0 .10-16.00 05.00-位基准与设计基准不重合,存在基准不重合误差。基准不重合误差为 0.1.4、夹具设计及操作的简要说明在设计夹具时,主要考虑到操作简单方便,兼顾劳动生产率。本工 序是精铣顶面。精加工时切削力较大,又由于是手动加紧,故应从降低切削力36入手。可以采取的措施:提高毛坯的制造精度,使大切削深得降低,以降低切 削力。在切入方向加了辅助支撑,减少切削力。夹具上装有对刀块,可使夹具 在一批零件的加工之前很好的对刀(与塞尺配合使用) ;同时,夹具体底面上的 一对定位键可使整个夹具在个夹具在机床工作台上有一正确的位置,以利于铣 削加工。
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