辽宁工程技术大学课程设计 11CA1340 杠杆加工工艺分析杠杆加工工艺分析1.11.1 泵体工艺分析及生产类型确定泵体工艺分析及生产类型确定1.1.1 杠杆的技术要求杠杆的技术要求杠杆 技术要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/m形位公差 /mm杠杆叉 头左侧两端面12IT96.3杠杆叉 头右侧两端面12IT96.320mm孔20H7IT71.68mm锥形孔8IT1212.54mm圆柱孔4IT1212.5杠杆叉 轴孔两端面800-0.2IT113.2杠杆叉脚槽 内侧面8IT96.3杠杆叉脚槽 内上表面12IT96.3M4螺孔M4IT71.66mm孔6H7IT71.60.06A8mm孔8H7IT71.60.08B1.1.2 审查杠杆的工艺性审查杠杆的工艺性该零件材料为QT45-5，该材料具有 良好的铸造性能、 耐磨性 、切削加工性能及低的缺口敏感性等。另外球墨铸铁可通过热处理大大提高其性能。球墨铸铁工艺简单，一般铸造车间均可生产。分析零件可知，杠杆叉头和叉轴孔两端面均需要切削加工，并在轴向辽宁工程技术大学课程设计 2方向上均高于相邻表面，这样减少了加工面积，又提高了杠杆端面的接触刚度； 20mm，6mm 孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。1.1.31.1.3确定杠杆的生产类型确定杠杆的生产类型依设计题目知： N=4500 件/年，泵体重量为3.0kg，泵体属轻型零件。该泵体的生产类型为中批生产。1.21.2、确定毛坯，绘制毛坯简图、确定毛坯，绘制毛坯简图1 1.2.1 选择毛坯选择毛坯根据零件材料确定毛坯为铸件，毛坯的拔模斜度为35。1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量已知零件的生产类型为中批生产。目前，多数铸件采用砂型铸造，其中金属模机器造型生产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好，故毛坯的铸造方法选用金属型铸造。根据表2-5 和表 2-1 查得公差等级为 810 级，即 CT8CT10，机械加工余量等级为DF 级。 选取 E级， 查表 2-4 得，加工余量RAM 为 1.1mm。由于铸造孔的最小直径为15mm,所以 8、6、4 的孔都在铸造时铸成实体，用机械加工的方法制造，所以没有加工余量。计算需加工表面的毛坯余量：公式R=F+2RMA+CT/2，R=F-2RMA-CT/2(1)杠杆叉头两端面R=12+2*1.1+1.6/2=15(mm)(2)20H7 孔内表面R=20-2*1.1-1.2/2=17.2(mm)(3)杠杆叉轴孔 20H7 端面R=80+2*1.1+3.2/2=83.8(mm)1.3.工拟订杠杆的工艺路线工拟订杠杆的工艺路线辽宁工程技术大学课程设计 3 1.3.1 定位基准的选择定位基准的选择（1）精基准的选择根据该杠杆的技术要求和装配要求，选择杠杆20H7 孔和其左端面为精基准。零件图上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了 “基准统一 ”原则， 杠杆叉轴孔 20H7 的轴线是设计基准，选用其做精基准定位加工杠杆叉头两端面和孔20H7，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的平行度要求。选用该叉轴孔20H7 左端面作为精基准同样遵循了“基准重合 ”的原则，因为该杠杆在轴向方向上的尺寸多以该端面做设计基准；另外，由于该杠杆零件强度较差，受力易产生弯曲变形，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力的作用点不能作用在叉杆上。选用叉轴孔 20H7 左端面作精基准，夹紧可作用在叉轴孔20H7 右端面上，夹紧稳定可靠。（2）粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边或其它表面缺陷，在本题中，选择叉轴孔 20H7 的外圆面和杠杆叉脚右端面作为粗基准。采用20H7 的外圆面定位加工内孔，可以保证孔的壁厚均匀；采用杠杆叉脚右端面作为粗基准加工叉轴孔20H7 的左端面，可以为后序准备好精基准。1.3.2 表面加工方法的确定表面加工方法的确定根据 杠杆 图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定各加工表面的加工方法如下表 :加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/m加工方案杠杆叉头左侧两端面12IT96.3粗铣杠杆叉头右侧两端面12IT96.3粗铣20mm 孔20H7IT71.6粗扩 -精扩 -铰辽宁工程技术大学课程设计 48mm 锥形孔8IT1212.5粗铣4mm 圆柱孔4IT1212.5粗铣杠杆叉轴孔两端面800-0.2IT113.2粗铣 -半精铣杠杆叉脚槽内侧面8IT96.3粗铣杠杆叉脚槽内上表面12IT96.3粗铣M4 螺孔M4IT71.6钻-攻6mm 孔6H7IT71.6钻-粗铰 -精铰8mm 孔8H7IT71.6钻-粗铰 -精铰1.3.3 加工阶段的划分加工阶段的划分由于该 杠杆 加工质量要求较高 ,所以可将加工阶段划分为粗加工半精加工 精加工 。在粗加工阶段 ,先将 精基准 (杠杆 20H7 孔和其左端面 )准备好 ,使后续工序都可采用精基准进行加工.保证其他加工表面的加工精度要求，然后粗铣20H7 孔右端面、杠杆叉头两侧左右端面、8mm 锥形孔、 4mm 圆柱孔以及杠杆叉脚槽内表面与其上表面；在半精度加工阶段 ,完成 对叉轴孔 20H7 两端面的铣削 ；在精加工阶段 ,完成8mm 和 6mm 孔的精 铰.1.3.4 工序的集中与分散工序的集中与分散本课题选 用工序集中原则来安排杠杆的 加工工序 ，该杠杆的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；由于 6 的孔对 叉轴孔 20H7 轴线 有较高的 平行度 要求 和 8 的孔对 6 孔轴线也有平行度要求,故选用工序集中 ,来减少装夹次数 ,提高加工精度 .不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表辽宁工程技术大学课程设计 5面，有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求。1.3.5 工序顺序的安排工序顺序的安排一、 机械加工工序(1)先基准后其他 首先加工精基准 杠杆 20H7 孔和其左端面；(2)先粗后精 先安排 粗加工 工序 ,后安排 精加工 工序；(3)先主后次 先进行主要表面 杠杆 20H7 孔及其左、右 端面，杠杆叉头6mm 孔，杠杆叉脚8mm孔，后加工次要 表面 杠杆叉脚槽内、上表面以及 8mm 锥形孔、 4mm 圆柱孔；(4)先面后孔 先加工 叉轴孔左端面，再加工叉轴孔20H7；先 加工杠杆叉头左右端面，再加工6H7 孔；先铣杠杆叉脚槽内、上表面，再加工8H7 孔；二、 热处理工序 :铸造成型后进行时效处理,来消除残余应力三、 .辅助工序 :粗加工杠杆叉头两端面和杠杆叉脚槽内、上表面后安排校直，去毛刺，清洗，终检工序。综上所述：该杠杆工序的安排顺序：基准加工主要表面加工主要表面半精加工和次要表面粗加工热处理 主要表面精加工。1.3.6 确定工艺路线确定工艺路线工序号工序名称机床设备刀具量具1粗铣叉轴孔 20H7 两端面立式铣床 X51端铣刀游标卡尺2半精铣叉轴孔 20H7 两端 面立式铣床 X51端铣刀游标卡尺3粗扩，精扩，铰孔 20H7四面组合钻 床扩孔钻， 绞刀卡尺、塞规4校正杠杆叉头钳工台手锤辽宁工程技术大学课程设计 65粗铣杠杆叉头左右两端面立式铣床 X51端铣刀游标卡尺6钻，粗铰，精铰孔 6H7四面组合钻 床钻头复 合绞刀卡尺、塞规7校正杠杆叉脚钳工台手锤8粗铣杠杆叉脚槽内，上表面立式铣床 X51键槽铣 刀卡规深度游标 卡尺、内径千 分尺9钻，粗铰，精铰孔 8H7四面组合钻 床钻头复 合绞刀卡尺、塞规10钻、攻底角 M4 螺纹孔立式钻床 Z525麻花钻、 细柄机 用丝锥卡尺、塞规11钻直径为 4 的圆柱孔立式钻床 Z525麻花钻卡尺、塞规12钻直径为 8 的锥形孔立式钻床 Z525锪钻卡尺、塞规13去毛刺钳工台平锉14热处理 淬火机等15校正杠杆叉头、脚钳工台手锤16清洗清洗机17终检卡尺、塞规、 百分表1.4 加工余量、工序尺寸和公差的计算加工余量、工序尺寸和公差的计算 (1)、工序 1 和工序 2加工杠杆 叉轴孔 20H7 两端面第 1、2 两道工序的加工工艺过程：1）以右端面定位，粗铣左端面，保证工序尺寸P1；2）以左端面定位，粗铣右端面，保证工序尺寸P2；辽宁工程技术大学课程设计 73）以右端面定位，半精铣左端面，保证工序尺寸P3；4）以左端面定位，半精铣右端面，保证工序尺寸P4，达到零件的设计尺寸 D 的要求， D=800-0.2mm。1)P4= 800-0.2mm 2)由图 b 可知， Z4 为半精铣余量，查表2-36 确定 Z4=1mm,则P3=80+1=80mm,由于工序尺寸P3 是在半精铣加工中保证的，查表1-20，半精铣工序的经济加工精度等级可达到表面的最终加工要求IT11，因此确定该工序尺寸公差为IT11，其公差值为0.22mm,则P3=81+ 0.11mm。 3)从 C 所示尺寸链知， P2=P3+Z3，其中 Z3 为半精铣余量。同理 P2=81+1=82mm,工序尺寸 P2 是在粗铣加工中保证的，查表1-20 知粗铣工序的经济加工精度等级可达到最终加工要求IT11，因此，确定工序尺寸公差为IT11，其公差值为0.22mm，则 P2=82+ 0.11（mm） 。 4) 从 d 图中， P1=P2+Z2，Z2 为粗铣余量，经计算可知此面的加工余量为 1.9，半精铣余量为1mm,则 Z2=1.9-1=0.9mm,P1=82+0.9=82.9mm。由表 1-20 确定该粗铣工序的经济加工精度等级为IT12，公差值为0.35mm,则 P1=82.9+0.175（mm） 。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还要对加工余量进行校核。 1、余量 Z4 的校核P4DP3P4Z4P2P3Z3P1P2Z2（a）(b)(c)(d)辽宁工程技术大学课程设计 8Z4max=P3maxP4min=（81+0.11）（80-0.2）=1.31mm;Z4min=P3minP4max = （81-0.11）（80+0）=0.89mm; 2、余量 Z3 的校核Z3m