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辽宁工程技术大学课程设计11零件的工艺性分析1)该工件锻造比比较大,很容易造成应力的分布不均。因此,锻造后进行正火处理,粗加工后进行调质处理,以改善材料的切削性能。2)工序安排以台阶面和Φ100g6的外圆表面定位,装夹工件,达到了设计基准,工艺基准的统一。3)分度盘大端面对Φ35H7mm孔中心线有垂直度要求;外圆台阶面对Φ100g6mm外圆轴心线有垂直度要求;Φ100g6mm外圆与Φ35H7mm孔有同轴度要求;6×M12螺纹与和6×Φ32mm孔对100g6mm外圆轴心线有位置度要求,可在偏摆仪上用百分表检查同轴度及垂直度。2机械加工工艺规程设计2.1分度盘的工艺分析及生产类型的确定2.1.1分度盘的用途分度盘是一种高精度的分度定位元件。主要用于需要高精度分度定位的金属切削机床和专用夹具上。2.1.2分度盘的主要技术要求按表1-1形式将该分度盘的主要技术要求列于表6-1中。表2-1分度盘零件的主要技术要求加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/μm形位公差/mm大端面Φ180IT1212.5⊥0.02C外圆台阶面1.6⊥0.01D小端面Φ100g6IT612.5辽宁工程技术大学课程设计2大外圆Φ180IT1212.5小外圆Φ100g6IT61.6◎Φ0.01○MC○M6×Φ32孔6×Φ32H7IT712.5Φ0.25D○MΦ35孔Φ35H7IT73.2Φ36孔Φ36IT1312.5Φ21孔Φ21IT1312.5螺纹孔6×M12-6HIT63.2Φ0.25D○M6×Φ12孔6×Φ12±0.05IT103.2Φ0.1DΦ10销孔Φ10H7IT73.2Φ12孔底面10IT133.2Φ32孔底面20IT1312.5辽宁工程技术大学课程设计3弧形槽底面10IT133.22.1.3审查分度盘的工艺性1)零件材料45钢,切削加工性良好。2)分度盘Φ100g6mm外圆与Φ35H7mm孔有同轴度要求,为保证加工精度,工艺安排应粗、精加工分开。3)主要表面虽然加工精度较高,但可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保证质量地加工出来。2.1.4确定分度盘的生产类型依设计题目可知生产类型为:大批大量生产2.2确定毛坯绘制毛胚图2.2.1毛坯选择根据材料45钢,生产类型为大批大量生产及零件形状要求,可选择模锻件。毛坯的拔模斜度5°。2.2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1)公差等级由分度盘零件的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为普通级。2)锻件重量根据机械加工后零件的形状及零件材料,估算锻件毛坯重量为tm=7.50kg。3)锻件复杂系数对分度盘零件图进行分析计算,可大致确定锻件外廓包容体的直径d=Φ180mm,高H=60mm。由公式S=Nmmt/=7.50kg/12.0kg≈0.63。由此可确定该分度盘零件的复杂系数为2S级。4)锻件材质系数由于该分度盘零件材料为45钢,是碳的质量分数小于0.65%的碳辽宁工程技术大学课程设计4素钢,故该锻件的材质系数为1M级。5)锻件分模线形状与零件表面粗糙度根据该分度盘零件的形位特点,采用平直分模面。由零件图可知,该分度盘零件各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6μm。根据上述诸因素,可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量,所得结果列于表2-2中。表2-2分度盘锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量锻件重量/kg包容体重量/kg形状复杂系数材质系数公差等级7.311.92S1M普通级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注Φ180外圆1.21.12.3表2-142.0表2-10Φ100外圆9.19.08.2表2-142.6表2-10高度607.18.05.2表2-112.0表2-13高度25(台阶面)5.17.02.2表2-112.0表2-13注:根据表2-10的表注,将此表中所有公差按±1/2分配。2.2.3绘制分度盘锻造毛坯简图由表2-2所得结果,绘制毛坯简图如图2-1所示。辽宁工程技术大学课程设计5图2-12.3拟定分度盘工艺路线2.3.1定位基准的选择3.1.1精基准的选择根据该分度盘零件的技术要求和装配要求,选择分度盘大端面为精基准,零件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。分度盘35H7mm的轴线是设计基准,选用其作为精基准定位加工分度盘100g6mm外圆柱面和台阶面,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工表面的垂直度和同轴度要求。在钻削均布圆周孔时采用100g6mm的轴心线作为精基准,做到了设计基准与工艺基准的统一。3.1.2粗基准的选择作为粗基准的表面应平整,没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。此处选择分度盘100g6mm轴线作为粗基准,可以为后续工序准备好精基准。辽宁工程技术大学课程设计62.3.2表面加工方法的确定根据分度盘零件图上个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工工件各表面的加工方法,如表2-3所示。表2-3分度盘零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/μm加工方案备注大端面IT1112.5粗车表1-8外圆台阶面IT61.6粗车—半精车—精车表1-8小端面IT1112.5粗车表1-8大外圆IT1012.5粗车—半精车表1-6小外圆IT61.6粗车—半精车—精车表1-86×Φ32孔IT1312.5钻—扩表1-7Φ35孔IT73.2钻—粗镗—半精镗—精镗表1-8Φ36孔IT1312.5粗车表1-8Φ21孔IT1312.5钻表1-7螺纹孔(6个)IT63.2钻—攻螺纹表2-396×Φ12孔IT93.2钻—铰表1-7Φ10销孔IT73.2钻—粗铰—精铰表1-7弧形槽底面IT133.2铣Φ10圆锥形孔IT1212.5钻表1-72.3.3加工阶段划分该分度盘加工质量要求较高,可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。2.3.4工序集中与分散采用工序集中原则,尽可能在一次安装中加工许多表面,或尽量在同一台设备上连续完成较多的加工要求。2.3.5工序顺序的安排1)机械加工工序遵循”先基准后其他“、“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”的原则。2)热处理工序辽宁工程技术大学课程设计7因模锻件的表面层有硬皮,会加速刀具磨损和钝化,为改善切削加工性,模锻后对毛坯进行正火处理,软化硬皮;零件Φ100g6mm外圆面和台阶面需进行淬火,由于零件壁厚小,易变形,加之加工精度要求高,为尽量控制淬火变形,在零件粗加工后安排调质处理作预处理。3)辅助工序在粗加工和半精加工后各安排一次中间检验,精加工后安排去毛刺、清洗和终检工序。2.3.6确定工艺路线在综合考虑上述工序安排原则基础上,表2-4列出了分度盘的工艺路线。表2-4分度盘工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1正火2粗车大端面C62090偏刀游标卡尺3粗车大外圆C62090偏刀游标卡尺4钻大端孔立式钻床Z550麻花钻游标卡尺5粗车小端面C62090偏刀游标卡尺6粗车小外圆C62090偏刀游标卡尺7粗车台阶面C62090偏刀游标卡尺8钻Φ21孔立式钻床Z550麻花钻卡尺、塞规9中间检验塞规、百分表、卡尺等10调质处理硬度230~250HB11半精车大端面C62090偏刀游标卡尺辽宁工程技术大学课程设计812粗镗—半精镗—精镗卧式镗床镗刀内径千分尺、塞规13车内槽C620内槽车刀游标卡尺14半精车小外圆C62090偏刀游标卡尺15半精车台阶面C62090偏刀游标卡尺16车削退刀槽C620切槽刀游标卡尺17钻—铰6×Φ12孔立式钻床Z550钻头复合铰刀卡尺、塞规18铣弧形槽立式铣床X51键槽铣刀游标卡尺19钻—粗铰—精铰Φ10销孔立式钻床Z550麻花钻、铰刀内径千分尺20中间检验塞规、百分表、卡尺等21热处理—淬硬40~45HRC淬火机等22精车小外圆C62090偏刀外径千分尺23精车台阶面C62090偏刀外径千分尺24钻—攻螺纹孔立式钻床Z550麻花钻、丝锥卡尺、塞规25钻—扩孔6×Φ32孔立式钻床Z550麻花钻、扩孔钻卡尺、塞规26去毛刺钳工台平锉27清洗清洗机28终检塞规、百分表、卡尺等2.4工序25—加工余量、工序尺寸和公差的确定1)钻孔余量钻Z=10.0mm2)由于需要保证Φ10圆锥形孔的尺寸要求,所以不能继续使用麻花钻进行扩孔,而采用多次扩孔的方法达到Φ32mm孔的尺寸要求。辽宁工程技术大学课程设计9查表2.5-48(《机械加工工艺手册》李洪)可得扩孔工步余量:1Z=1.5mm2Z=1.5mm3Z=1.5mm4Z=1.5mm5Z=1.5mm6Z=1.5mm7Z=2.0mm;8Z=2.0mm;9Z=2.0mm;10Z=2.0mm;11Z=2.0mm;12Z=2.0mm;13Z=1.0mm。3)查表1-20可确定各工序尺寸的加工经济精度等级分别为:IT12、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11、IT11。根据以上结果,再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为:0.15mm、0.11mm、0.11mm、0.11mm、0.11mm、0.11mm、0.13mm、0.13mm、0.13mm、0.13mm、0.13mm、0.13mm、0.13mm、0.16mm。综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为,钻孔:15.0010mm:扩孔:11.005.11mm、11.0013mm、11.005.14mm、11.0016mm、11.005.17mm、13.0019mm、13.0021mm、13.0023mm、13.0025mm、13.0027、13.0029mm、13.0031mm、16.0032mm。2.5切削用量、时间定额的计算由于孔的加工精度和表面粗糙度要求不高,所以在刀具强度允许的情况下,选择较大的切削用量和进给量。2.5.1切削用量的计算1)钻孔工步背吃刀量的确定取pa=10.0mm。进给量的确定由表5-21,选取该工步的每转进给量f=0.2mm/r。切削速度的计算由表5-21,按工件材料为45钢的条件选取,切削速度v可取为20m/min。由公式(5-1)n=1000v/πd可求得该工序钻头转速n=636.9r/min,参照表4-9所列Z550立式钻床主轴转速,取转速n=735r/min。再将此转速带入公式(5-1),可求出该工序的实际切削速度v=πnd/1000=23.1m/min。2)扩钻工步扩孔工步分13次进行,切削速度可根据公式n=1000v/πd和v=πnd/1000确定。第一次扩孔辽宁工程技术大学课程设计10背吃刀量pa=1.5mm进给量f=0.6mm/r切削速度取v=42m/minn=1000v/πd≈1163.1r/min取n=996r/minv=πnd/1000≈36.00m/min第二次扩孔背吃刀量pa=1.5mm进给量f=0.6mm/r切削速度取v=42m/minn=1000v/πd≈1028.9r/min取n=996r/minv=πnd/1000≈40.66m/min第三次扩孔背吃刀量pa=1.5mm进给量f=0.6mm/r切削速度取v=42m/minn=1000v/πd≈955.4r/min取n=996r/minv=πnd/1000≈45.35m/min第四次扩孔背吃刀量pa=1.5mm进给量f=0.7mm/r切削速度取v=40m/minn=1000v/πd≈796.2r/min取n=735r/minv=πnd/1000≈36.93m/min第五次扩孔背吃刀量pa=1.5mm进给量f=0.7mm/r切削速度取v=40m/minn=1000v/πd≈727.9r/min取n=735r/minv=πnd/1000≈40.39m/min第六次扩孔背吃刀量pa=1.5mm进给量f=0.7mm/r切削速度取v=43m/minn=1000v/πd≈720.8r/min取n=735r/minv=πnd/1000≈43.85m/min第七次扩孔背吃刀量pa=2.0mm
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