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目錄
一、零件分析————————————————————1
二、鑄造工藝方案設(shè)計————————————————3
三、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計——————————————6
四、夾具設(shè)計————————————————————73
五、總結(jié)——————————————————————75
六、參考文獻(xiàn)————————————————————76
1零件分析
1.1 計算生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類型
圖紙所示是產(chǎn)品的換擋撥叉,該產(chǎn)品年產(chǎn)量10000件臺,其設(shè)備廢品率為10%,機(jī)械加工廢品率為1%,故柔性連接座的生產(chǎn)綱領(lǐng)為:
N=Qn1+α%+β%=10000×1×1+10%+1%=11100件/年
1.2 零件的工藝分析
該零件主要加工面有平面、光孔和螺紋孔,可通過銑、鉆、擴(kuò)、鉸及攻螺紋來獲得。加工參數(shù)如下:
銑T1,T2面至尺寸75-0.30mm,表面粗糙度要求12.5;
銑T3,T4面至尺寸8-0.10mm,表面粗糙度要求3.2,以?25孔軸線為基準(zhǔn)有0.05的垂直度要求;
銑T5,T6面至尺寸1360+0.5mm, 表面粗糙度要求3.2,兩平面有0.05的平行度要求,以?15.5孔軸線為基準(zhǔn)有0.04的平行度要求;
銑T7面至尺寸30-0.210mm,表面粗糙度要求12.5;
銑方形槽至尺寸18-0.0180mm,表面粗糙度要求3.2;
鉆Φ25mm的孔至尺寸Φ250+0.021mm,表面粗糙度要求3.2;
鉆Φ15.5mm孔至尺寸Φ15.50+0.07mm,表面粗糙度要求6.3;
攻長為20的M18螺紋孔,表面粗糙度要求6.3;
根據(jù)以上的分析可知,可以先加工一個平面作為基準(zhǔn)加工其他平面。以T1面為粗基準(zhǔn)加工T2面。
1.3 零件的作用
題目所給的零件是C415017車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換擋,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連接,而下方的Φ136半圓孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下放的齒輪變速。兩件零件鑄為一體,加工時分開。
2 鑄造工藝方案設(shè)計
2.1確定毛坯種類
零件材料為ZG310-0570.考慮零件在運(yùn)行過程種所受的沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡單,生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn),故選擇熔模鑄造生產(chǎn)方法。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-7。此外應(yīng)盡可能選擇各種已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用刀具、通用量具、檢具及輔助工具加工及檢驗(yàn)工件。
2.2確定鑄件加工余量及形狀
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 第41頁表2.2-5, 選用加工余量為MA-E級,并查表2.2-4確定各個加工面的鑄件機(jī)械加工余量,鑄件的加工余量,如下表2-1所示:
表2-1鑄件加工余量
加工面代號
基本尺寸
加工余量等級
加工余量
說明
T1
Ф40
E
1
單側(cè)加工
T2
Ф40
E
1
單側(cè)加工
T3
107
E
1
單側(cè)加工
T4
25.75
E
1
單側(cè)加工
T5、T6
136
E
2
雙側(cè)加工
T7
30
E
1
單側(cè)加工
D1
Ф15.5
E
15.5
孔降一級雙側(cè)加工
D2
Ф25
E
25
孔降一級雙側(cè)加工
2.3繪制鑄造毛坯圖
2.4 確定鑄造工藝參數(shù)
2.4.1 鑄造壁的最小厚度
在鑄造工藝上為保證鑄造工件質(zhì)量,當(dāng)鑄造壁厚小于《機(jī)械制造工藝簡明手冊》44頁2.2-7上尺寸時不可鑄出,據(jù)此可以判定零件上較大面積6mm薄壁結(jié)構(gòu)的可以通過熔模鑄造鑄出。
2.4.2鑄造斜度
參照《機(jī)械制造工藝簡明手冊》44頁表2.2-8,據(jù)此可判定零件上斜度為7°的肋可以通過熔模鑄造鑄出。
2.4.3圓角半徑
參照《機(jī)械制造工藝簡明手冊》45頁表2.2-9的圓角半徑計算表,熔模鑄造選擇圓角半徑為2mm。
3 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 基面的選擇及工序安排
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一,基面選擇得正確合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得到提高。否則,加工過程中會問題百出,甚至造成零件大批量報廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇
以T1面為粗基準(zhǔn),在銑床上銑面T2,以T2面為精基準(zhǔn)加工其他表面。以T5、T6面為粗基準(zhǔn),在鉆床上銑面D2。
3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇
以T2為精基準(zhǔn)加工T3面,以T1內(nèi)表面為精基準(zhǔn)加工T4面,以D1、D2為精基準(zhǔn)對T5、T6面加工。
3.1.3 制訂工藝路線
生產(chǎn)為小批量生產(chǎn),采用普通機(jī)床機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。同時還可降低生產(chǎn)成本。
工序1熔模鑄造
工序2粗銑ф40右端面(T2),以左端面T1為粗基準(zhǔn),采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工,尺寸至760 -0.3,表面粗糙度為12.5
工序3粗銑ф40左端面(T1),以右端面T2為精基準(zhǔn),采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工,尺寸至750 -0.3,表面粗糙度為12.5;
工序4鉆ф25,以ф40右端面T2和外表面為基準(zhǔn),采用Z525立式鉆床加專用夾具加工,尺寸至ф23+0.21 0,表面粗糙度為12.5;
工序5粗銑叉口左端面(T3),以ф25孔和ф40右端面T2為基準(zhǔn),采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工,尺寸至58.750 -0.3,表面粗糙度為12.5;
工序6粗銑叉口右端面(T4),以ф25孔和ф40左端面T1為基準(zhǔn),采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工,尺寸至25.250 -0.21,表面粗糙度為12.5;
工序7粗銑方槽上端面(T7),以T1面,ф25孔和T5T6為基準(zhǔn),采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工,尺寸至300 -0.21,表面粗糙度為12.5;
工序8粗銑方槽,以T1面,ф25孔和T5T6為基準(zhǔn),采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工,尺寸至190 -0.21,表面粗糙度為12.5;
工序9粗銑ф32圓柱體上槽,以T1面,ф25孔和T5T6為基準(zhǔn),采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工,表面粗糙度為12.5;
工序10鉆ф15.5孔,以T1面,ф25孔和T5T6為基準(zhǔn),采用Z525立式鉆床加專用夾具加工,尺寸至ф14.5+0.18 0,表面粗糙度為12.5;
工序11粗銑叉口內(nèi)側(cè)面1(T5),內(nèi)側(cè)面2(T6),以T1面和ф15.5孔為基準(zhǔn),采用XA5032立式銑床加專用夾具,尺寸至1350 -0.4,表面粗糙度為12.5
工序12擴(kuò)ф25孔,以T2面和ф40外表面為基準(zhǔn),采用XA5032立式銑床加專用夾具加工,尺寸至ф24.8+0.084 0,表面粗糙度為6.3;粗鉸ф25孔,尺寸至ф24.94+0.031 0,表面粗糙度為3.2;
工序13半精銑叉口左端面(T3),以ф25孔和ф40右端面T2為基準(zhǔn),采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工,尺寸至58.450 -0.19,表面粗糙度為6.3;
工序14半精銑叉口右端面(T4),以ф25孔和ф40左端面T1為基準(zhǔn),采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工,尺寸至24.950 -0.13,表面粗糙度為6.3;
工序15半精銑方槽,以T1面,ф25孔和T5T6為基準(zhǔn),采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工,尺寸至18.30 -0.13,表面粗糙度為6.3;
工序16擴(kuò)ф15.5孔,以T1面,ф25孔和T5T6為基準(zhǔn),采用Z525立式鉆床加專用夾具加工,尺寸至ф15.5+0.07 0,表面粗糙度為6.3;
工序17半精銑叉口內(nèi)側(cè)面1(T5),內(nèi)側(cè)面2(T6),以T1面和ф15.5孔為基準(zhǔn),采用XA5032立式銑床加專用夾具,尺寸至135.60 -0.25,表面粗糙度為6.3;
工序18精鉸ф25孔,以T2面和ф40外表面為基準(zhǔn),采用XA5032立式銑床加專用夾具加工,尺寸至ф25+0.021 0,表面粗糙度為1.6;
工序19精銑叉口左端面(T3),以ф25孔和ф40右端面T2為基準(zhǔn),采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工,尺寸至58.250 -0.03,表面粗糙度為3.2;
工序20精銑叉口右端面(T4),以ф25孔和ф40左端面T1為基準(zhǔn),采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工,尺寸至24.850 -0.021,表面粗糙度為3.2;
工序21精銑方槽,以T1面,ф25孔和T5T6為基準(zhǔn),采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工,尺寸至180 -0.018,表面粗糙度為3.2;
工序22精銑叉口內(nèi)側(cè)面1(T5),內(nèi)側(cè)面2(T6),以T1面和ф15.5孔為基準(zhǔn),采用XA5032立式銑床加專用夾具,尺寸至1360 -0.04,表面粗糙度為3.2;
工序23攻M18的螺紋,以T1面,ф25孔和T5T6為基準(zhǔn),采用Z525立式鉆床加專用夾具加工,保證精度等級6H;
工序24去毛刺
工序25技術(shù)要求面淬火
工序26總檢
3.2 確定機(jī)械加工余量及工序尺寸
根據(jù)以上原始資料及機(jī)械加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸如下:
3.2.1 加工T1,T2面
根據(jù)平面的精度要求,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》21頁表1.4-8,得可用粗銑達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45 表5-53確定工序間加工余量,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-1
表3-1加工T1,T2面具體工序尺寸
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量(mm)
經(jīng)濟(jì)精 度
工序尺寸(mm)
表面粗糙度
鑄件
77+0.55 -0.55
T2面
粗銑
1
IT12
760 -0.3
Ra12.5
T1面
粗銑
1
IT12
750 -0.3
Ra12.5
3.2.2加工T3面
根據(jù)平面的精度要求,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》21頁表1.4-8,得可用粗銑、半精銑、精銑達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45 表5-53確定工序間加工余量,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-2:
表3-2 加工T3面具體工序尺寸
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量(mm)
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸(mm)
表面粗糙度
毛坯
59.25+0.5 -0.5
T3面
粗銑
0.5
IT12
58.750 -0.3
Ra 12.5
半精銑
0.3
IT11
58.450 -0.19
Ra6.3
精銑
0.2
IT7
58.250 -0.03
Ra 3.2
3.2.3加工T4面
根據(jù)平面的精度要求,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》21頁表1.4-8,得可用粗銑、半精銑、精銑達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45 表5-53確定工序間加工余量,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-3:
表3-3 加工T4面具體工序尺寸
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量(mm)
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸(mm)
表面粗糙度
毛坯
25.75+0.45 -0.45
T4面
粗銑
0.5
IT12
25.250 -0.21
Ra 12.5
半精銑
0.3
IT11
24.950 -0.13
Ra6.3
精銑
0.2
IT7
24.750 -0.021
Ra 3.2
3.2.4加工T5、T6面
根據(jù)平面的精度要求,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》21頁表1.4-8,得可用粗銑、半精銑、精銑達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45, 表5-53確定工序間加工余量,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-4:
表3-4 加工T5、T6面具體工序尺寸
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量(mm)
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸(mm)
表面粗糙度
毛坯
134+0.6 -0.6
T5、T6面
粗銑
2×0.5
IT12
1350 -0.4
Ra 12.5
半精銑
2×0.3
IT11
135.60 -0.25
Ra6.3
精銑
2×0.2
IT7
1360 -0.04
Ra 3.2
3.2.5加工方槽、T7面
根據(jù)平面的精度要求,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》21頁表1.4-8,得可用粗銑、半精銑、精銑達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45 表5-53確定工序間加工余量,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-5:
表3-5 加工方槽、T7面具體工序尺寸
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量(mm)
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸(mm)
表面粗糙度
毛坯
31+0.45 -0.45
T7面
粗銑
1
IT12
300 -0.21
Ra 12.5
方槽
粗銑
11
IT12
190 -0.21
Ra 12.5
半精銑
0.7
IT11
18.30 -0.13
Ra6.3
精銑
0.3
IT7
180 -0.018
Ra 3.2
3.2.6 加工ф25孔
根據(jù)孔的精度要求,查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 21頁表1.4-8,得可用鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45 表5-53確定工序間加工余量,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-6:
表3-5 加工ф25孔具體工序尺寸
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量(mm)
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸(mm)
表面粗糙度
Ф25孔
鉆
23
IT12
ф23+0.21 0
Ra 12.5
擴(kuò)
1.8
IT10
ф24.8+0.084 0
Ra 6.3
粗鉸
0.14
IT8
ф24.94+0.031 0
Ra3.2
精鉸
0.06
IT7
ф25+0.021 0
Ra 1.6
3.2.6 加工ф15.5螺紋孔
根據(jù)孔的精度要求,查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 21頁表1.4-8,得可用鉆、擴(kuò)達(dá)到要求精度。根據(jù)螺紋的精度要求,查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 23頁表1.4-17,得可用絲錐加工達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45 表5-53確定工序間加工余量,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-6:
表3-5 加工ф15.5螺紋孔具體工序尺寸
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量(mm)
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸(mm)
表面粗糙度
ф15.5螺紋孔
鉆
14.5
IT12
ф14.5+0.18 0
Ra 12.5
擴(kuò)
1
IT10
ф15.5+0.07 0
Ra 6.3
攻螺紋
20
IT6
6H
Ra3.2
3.3 確定切削用量及基本時間
3.3-1粗銑T2端面
(1)選擇刀具
根據(jù)《切削用量簡明手冊》5頁表1.2所選刀具為YT15硬質(zhì)合金刀片。
根據(jù)《切削用量簡明手冊》84頁表3.1,銑削深度ap≤4mm,故應(yīng)根據(jù)銑削寬度ae≤90mm,選擇d0為100mm。由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀,故齒數(shù)z=5。(2)選擇銑削用量
n 背吃刀量ap:由于加工余量為1mm,故可在一次走刀內(nèi)切完,取ap=1mm。
n 確定每齒進(jìn)給量af:
根據(jù)《切削用量簡明手冊》88頁表3.5,當(dāng)使用YT15,銑床功率為7.5kW(表3.30,XA5032型立銑床說明書),每齒進(jìn)給量af=0.09~0.18mm/z,采用對稱銑削,取af=0.18mm/z。
n 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命:
根據(jù)《切削用量簡明手冊》88頁表3.7-3.8,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.2mm,由于銑刀直徑d0=100mm,故刀具壽命T=180min。
n 確定銑削速度vc和每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)給定條件,查《切削用量簡明手冊》56頁表3.16,根據(jù)ap=1mm<5mm得
vc=154m/min
nt=491r/min
vft=393mm/min
根據(jù)《切削用量簡明手冊》98頁表3.16查出修正系數(shù):
kMv=kMn=kMvf=1.13
ksv=ksn=ksvf=0.8
故
vc=vtkv=154×1.13×0.8m/min=139.216m/min
n=ntkn=491×1.13×0.8r/min=443.864 r/min
vf=vftkvt=393×1.13×0.8mm/min=355.272 mm/min
根據(jù)《切削用量簡明手冊》111頁表3.30 X5032A型立式銑床說明書取
nc=475r/min,vf=375mm/min
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
vc=πd0n1000=3.14×100×4751000=149.15m/min
fzc=vfcncz=150475×4=0.16mm/z
(3)校驗(yàn)機(jī)床功率:
根據(jù) 《切削用量簡明手冊》 105頁表3.24,當(dāng)ae≤72mm,ap=1.7mm,每分鐘進(jìn)給量為375mm,每齒進(jìn)給量為0.16mm時由表選擇
Pcc=1.3kW
根據(jù)《切削用量簡明手冊》111頁表3.30,機(jī)床主軸允許功率為
PCM=7.5×0.75=5.63kW
故Pcc
3,所以f=0.25~0.31×1=0.39~0.47mm/r。
按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量,根據(jù)《切削用量簡明手冊》51頁表2.8,鉆頭強(qiáng)度的允許進(jìn)給量為f=1.24mm/r。
按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量:根據(jù)表2.9,進(jìn)給量f=0.88mm/r
從以上三個進(jìn)給量比較可以看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,根據(jù)Z525鉆床說明書,選擇f=0.36mm/r
由于加工通孔,為了避免孔即將鉆穿時鉆頭容易折斷,故宜在孔即將鉆穿時停止自動進(jìn)給而采用手動進(jìn)給。
機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度校核
由表2.19可查出鉆孔時的軸向力,當(dāng)f=0.13mm/r,d0<14.5mm時,軸向力Ff=6090N。軸向力修正系數(shù)為1,故軸向力Ff=6090N。
根據(jù)Z525鉆床說明書,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于·Ff
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