转换套加工工艺设计Word文档格式.doc
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设计要求:
中批量生产手动夹紧通用工艺装备
设计时间:
2012.6.18---2012.6.29
设计内容:
1、熟悉零件图;
2、绘制零件图(CAD制图,三维造型图);
3、绘制毛坯图(CAD制图);
4、编写机械加工工艺过程卡片;
5、所有工序卡片;
6、设计说明书(一份);
一、零件的分析
(一)零件的作用
转换套一般用在接头处,比如电钻安装钻头的接头,受扭转力矩作用。
所以要有好的韧性,表面硬度也要高,故选用20钢,再进行去表面、渗碳、淬火HRC62-65。
(二)零件的工艺分析
零件图下图:
因为转换套的作用要求,所以该转换套的左端Φ40n6外圆、左端Φ40外圆台阶面和Φ30内孔,需要精加工,表面粗糙度要求为Ra0.8,左端的Φ40外圆与Φ30内孔同轴度为0.01;
而且还要进行去表面、渗碳、淬火HRC62-65;
其余加工表面粗糙度均为Ra12.5只要半精加工就可以了。
(三)确定零件的生产类型
由已知转换套的生产类型为中大批量。
所以初步确定工艺安排为:
加工过程划分阶段;
工序适当集中;
加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。
二、确定毛坯类型及绘制毛坯简图
(一)选择毛坯种类:
零件材料为20钢。
由于转换套是套内且尺寸不是很大,对力学性能要求一般,为了方便生产,提高效率,故选用毛坯为棒料型材。
(二)确定毛坯尺寸公差及机械加工余量
1、因为毛坯选用的是棒料,所以要先进行粗车,故需要把这个余量算进去,左右端面取:
各2mm;
最大外圆面Φ70取3mm。
2、粗加工型面时左右端面取1mm;
最大外圆面Φ70取1mm。
3、半精加工型面时走右端面取1mm;
整理如下表:
加工表面
零件尺寸
机械加工余量
毛坯尺寸
左右端面
58mm
各4mm
66mm
最大外圆面Φ70
Φ70mm
5mm
Φ75
(三)毛坯简图:
三、工艺规程设计
(一)定位基准的选择
定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
定位基准选择得正确、合理,可以保证加工质量,提高生产效率。
否则,就会使加工工艺过程问题百出,严重的还会造成零件大批报废,使生产无法进行。
定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精基准,然后在确定粗基准。
1、精基准的选择
转换套是套类零件,又由其零件图可知内孔是其设计基准(亦是设计基准和测量基准),但是又考虑到装夹问题,所以选择外圆面和端面作为基准。
适合基准统一原则。
2、粗基准的选择
选择外圆Φ40和端面作为粗基准,这样可以保证加工面和不加工面的相互位置精度,图中Φ30H7和Φ40n6要求同轴,因此在钻小孔时应选择外圆作为粗基准。
(二)零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有端面、台阶面、外圆面、平面、内孔、通孔、螺纹,材料为20钢。
根据尺寸精度、公差等级和表面粗糙度要求,查表2.23平面加工方案的经济精度和表面粗糙度;
表2.24孔加工方案的经济精度和表面粗糙度;
表2.25平面加工方案的经济精度和表面粗糙度;
表2.27米制螺纹加工方案的经济精度和表面粗糙度;
各表面加工方法的选择如下表:
尺寸及尺寸偏差/mm
尺寸精度等级
表面粗糙度/um
加工方案
备注
12.5
粗车—半精车
左端Φ40n6外圆
Φ40
IT6
0.8
粗车—半精车—磨削
右端Φ40外圆
6.3
左端Φ40外圆台阶面
右端Φ40外圆台阶面
Φ70外圆
Φ70±
0.1
内孔Φ30H7
Φ30
IT7
粗镗—半精镗—磨削
螺纹孔M8
Φ8
钻—扩—攻螺纹
通孔Φ7
Φ7
钻
沉孔Φ12
Φ12
钻—锪沉孔
Φ70外圆上的平面
铣
(三)制定工艺路线
1、加工阶段的划分
该转换套的加工质量要求较高,可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工几个阶段。
在粗加工阶段,首先将精基准准备好,是后续工序都可采用精基准定位加工,保证其他加工表面的精度要求;
然后粗车两端面、各外圆面、台阶面、钻Φ5通孔和粗镗内孔。
在半精加工阶段,半精车两端面、各外圆面、台阶面、扩孔攻螺纹、半精镗内孔、铣Φ70外圆小平面、钻3-Φ7孔通孔和锪沉孔3-Φ12。
在精加工阶段磨左端Φ40外圆、左端Φ40外圆台阶面和Φ30内孔。
2、工序集中与分散
选用工序集中原则安排转换套的加工工序。
该转换套的生产类型为中大批量生产,可以采用万能型机床配以专用工、夹具,以提高生产效率;
而且运用工序集中原则可使工件装夹次数减少,不但可以缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。
3、工序顺序的安排
如下表:
方案一:
工序号
工序内容
简要说明
10
下料Φ75x66
20
粗车两端面保总长62
粗车外圆Φ72
“先基准后其他”
30
粗车右端面保总长61
粗车右端Φ42外圆台阶面,保长30
粗车右端Φ42外圆
钻Φ5通孔
“先基准后其他”,
“先面后孔”
40
粗车左端面保总长60.
粗车左端Φ42外圆台阶面,保长18
粗车左端Φ42外圆
粗车Φ71外圆
粗镗内孔Φ28,保长49
“先基准后其他”,“先主后次”,
50
半精车右端面保总长59
半精车右端Φ40外圆台阶面,保长30
半精车右端Φ40外圆
扩孔Φ6.7
倒螺纹孔角1x45°
攻螺纹孔M8
60
半精车左端面保总长58
半精车左端Φ40.6外圆台阶面,保长17.6
车左端外圆退刀槽
半精车左端Φ40.6外圆
半精车Φ70外圆
半精镗Φ29.4孔,保长44
车内孔退刀槽Φ32宽4
“先基准后其他”,“先主后次”
“先面后孔”,“先退刀槽后表面”
70
铣Φ70外圆上的小平面,深6距离63
80
钻3-Φ7孔通孔
锪沉孔3-Φ12,深6
“先通孔后沉孔”
90
去毛刺、倒角
100
磨左端Φ40外圆
磨左Φ40台阶面,保长18
110
磨Φ30内孔
方案二:
“先退刀槽后表面”
120
130
140
方案分析:
对比方案一与方案二不难看出,方案一采用的是工序集中的原则,而方案二采用的是工序分散的原则。
工序分散增加了装夹次数,使得辅助时间变长,效率较低;
同时不易保证各加工表面的位置精度,而改转换套左端Φ40外圆面与Φ30内孔有同轴度的要求,左端Φ40外圆的台阶面与Φ30内孔有圆跳动的要求,所以选用方案一较为合理。
2、热处理工序
磨削后,进行Φ40n6,Φ30H7去表面、渗碳、淬火使硬度达到HRC62-65。
3、辅助工序
在磨削前进行去毛刺、倒角;
淬火后对Φ40n6外圆面进行涂色检查;
检查完后对零件进行清洗,最后检验、入库。
综合考虑上述工序顺序安排原则,确定转换套的加工工艺路线为:
定位基准
端面、Φ75外圆
端面、Φ72外圆
左端面、Φ72外圆
右端面、右端Φ42外圆
左端面、左端Φ42外圆
半精车左端Φ40.6外圆台阶面保长17.6
右端面、右端Φ40外圆
左端面、左端Φ40.4外圆
Φ40n6,Φ30H7去表面、渗碳、淬火硬HRC62-65
Φ40n6涂色检查
清洗
150
检验、入库
(四)加工设备及工艺装备的选用
机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下,与生产批量和生产节拍相适应,并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件,以降低生产准备费用。
转换套的生产类型为大批量生产,可以选用高效的专用设备和组合机床,也可选用通用设备,所选用的夹具均为专用夹具。
根据《工艺课程设计》第三章金属切削机床的技术参数和第四章机械加工工艺装备,各工序加工设备及工艺装备选用如下表:
工序内容
加工设备
工艺装备
锯床
车床CA6140
车刀、游标卡尺
车刀、钻头
游标卡尺
粗车左端面保总长60
车刀、镗刀
车刀、内孔车刀、
丝锥、游标卡尺
铣床X62W
洗刀、游标卡尺
台式钻床Z515
钻头、卡尺、塞规
钳工台
平锉
外圆磨床M135
内圆磨床M228
淬火机等
清洗机
塞规、百分表、卡尺
(五)加工余量、工序尺寸和公差的确定
1、左端台阶面的加工
加工过程中基准重合,同一表面需要经过多工序加工。
确定各工序的工序尺寸与工差步骤如下:
(1)确定加工方案
该表面加工粗糙度要求为0.8,相对较高,根据圆表面的典型加工方案,满足该外圆的端面经济加工精度要求应采取的加工方案为:
粗车——半精车——磨削。
(2)确定加工余量
按该加工顺序,从后向前推算确定其总余量,则工序余量为:
磨削:
Z(磨)=0.4mm
半精车:
Z(半精)=1.6mm
(3)计算各工序尺寸的基本尺寸
磨削后工序基本尺寸(至左端面的尺寸)为18mm,其他工序尺寸依次为:
半精车:
18-0.4=17.6mm
粗车:
17.6-1.6=16mm
所以粗车后尺寸应达到16mm.粗糙度为0.8。
2、Φ40n6的加工
基本尺寸为40mm,该工差等级为IT6,查标准工差值得工差为0.016mm.根据外圆的典型加工方案,满足该外圆的表面经济加工精度要求应采取的加工方案为:
按该加工顺序,从后向前推算确定其总余量,则工序余量为:
Z(磨)=0.3mm
Z(半精)=1.0mm
磨削后工序基本尺寸为Φ40mm,其他工序尺寸依次为:
40+0.3=40.3mm
40.3+1=41.3mm
所以粗车后尺寸应达到41.3mm.
(4)确定各工序尺寸的工差及偏差
磨削:
IT6 公差值:
0.016mm
半精车:
IT8 公差值:
0.039mm
粗车:
IT10 公差值:
0.10mm
工序尺寸偏差按n级偏差标注:
磨削:
mm
mm
mm
为了清除起见,把上述计算和查表结果汇总于表如下:
工序名称
工序余量
工序尺寸
工序公差
工序尺寸及偏差
磨削
0.3
0.016
半精车
1
Φ40.3
0.039
粗车
——
Φ41.3
0.10
3、Φ30H7的加工
加工过程中基准重合,同一表面需要经过多工序加工。
基本尺寸为30mm,该工差等级为IT7,查标准工差值得工差为0.025mm.根据孔的典型加工方案,满足该孔的表面经济加工精度要求应采取的加工方案为:
粗镗——半精镗——磨削。
由于生产用型材,所以需要先钻小孔,在进行粗镗毛坏孔,按该价格顺序,从后向前推算确定钻孔后的总余量,则工序余量为:
Z(精)=0.3mm
半精镗:
Z(半精)=1.7mm
精镗后工序基本尺寸为Φ30mm,其他工序尺寸依次为:
半精镗:
30-0.3=29.7mm
粗镗:
29.7-1.7=28mm
所以粗镗尺寸应达到28mm
磨削:
IT7公差值:
0.025mm
半精镗:
IT9 公差值:
0.062mm
粗镗:
IT11 公差值:
0.16mm
工序尺寸偏差按入体原则标注:
mm
粗镗:
mm
0.025
半精镗
1.7
Φ29.7
0.062
粗镗
Φ28
0.16
4、左右端面的加工
由于其加工表面粗糙度不高,只需要粗车就可以达到其要求,粗车余量取2mm。
5、右端Φ40及Φ70外圆的加工
由零件图可以知道其经济加工精度不高,所以选用加工方案为粗车——半精车。
查表可知半精车余量分别为1mm和1.1mm,所以需要粗车至Φ41和Φ71.1后进行半精车,考虑到加工方便以及方便计算,Φ70的外圆也规定粗车至Φ71.
(六)切削用量的计算
1、工序20—粗车两端面及外圆
该工序分四个工步,工步1是以右端面定位,粗车左端面;
工步2是以右端面定位,换车刀,粗车左边外圆至Φ72。
工步3是以左端面定位,粗车右端面,工步4是以左端面定位,粗车右面外圆至Φ72。
由于这4个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的,因此它们所选用的切削速度Vc和进给量f是一样的,只有背吃刀量不同。
(1)背吃刀量
端面粗加工时的背吃刀量取,等于总的长度减去剩下的长度的一半:
外圆粗加工时的背吃刀量取,等于总的直径减去剩下的直径的一半:
(2)进给量
查表3.1,粗车端面时纵向进给取f=1.02mm/r;
粗车外圆时横向进给取f=0.50mm/r。
(3)车削速度
转速选900r/min。
2、工序50——半精车右端外圆
半精加工时的背吃刀量取,等于半精加工余量的一半:
查表3.1,横向取f=0.5mm/r。
由于本工序采用硬质合金刀具,查表5.2取v=70m/min,d=40mm,则
查表3.2,取n=560r/min,则
3、工序60——半精镗内孔
半精加工时的背吃刀量取,等于半精加工的余量的一半:
半精加工纵向进给查表3.1;
横向取f=0.5mm/r。
(3)镗削速度
由于本工序采用硬质合金刀,查表5.2取v=70m/min,d=30mm,则
查表3.2,取n=900r/min,则
4、工序60——磨削内孔
精加工时的背吃刀量取,等于精加工的余量的一半:
查表3.1得,精加工横向进给取f=0.01mm/r。
(3)磨削速度
查表5.2取v=40m/min,d=30mm,则
查表3.2,取n=400r/min,则
(七)时间定额的计算
1、基本时间
(1)工序20—粗车两端面及外圆
工步2是以右端面定位,换车刀,粗车左端外圆至Φ72。
工步3是以左端面定位,粗车右端面,工步4是以左端面定位,粗车右端外圆至Φ72。
由于这4个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的。
所以:
粗车外圆时=31mm,;
=0mm;
=0mm,
f=0.5mm/r,n=900r/min.
粗车端面时,=4mm,=0mm,=75mm,
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- 关 键 词:
- 转换 加工 工艺 设计