陈家煊车床尾座体零件的机械加工工艺及工装设计(编辑修改稿)

陈家煊车床尾座体零件的机械加工工艺及工装设计(编辑修改稿)内容摘要：

较简单的零件毛坯。 其锻造方法有自由锻和模锻两种。 自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低 ，适用于单件小批量生产以 泉州信息职业技术学院 17 及大型零件毛坯。 模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高，但成本也高，适用于中小型零件毛坯的大批大量生产。 型材 型材有热轧和冷拉，热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。 焊接件 焊接件是根据需要将型材或钢板焊接而成的毛坯件，它简单方便，生产周期短。 但需经过时效处理后才能进行机械加工。 冷冲压件 冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。 但因冲压模具昂贵而仅用于大批大量生产。 毛坯 选 择 时应考虑的因素 1. 零件的材料及机械性能要求 由于材料的工艺特性，决定了其毛坯的制造方法， 当零件的材料选定后，毛坯的类型就大致确定了。 例如材料为灰口铸铁的零件比用铸造毛坯；对于重要的钢质零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件，在形状较简单及机械性能要求不高时可用型材毛坯，有色金属零件常用型材或铸造毛坯。 2. 零件结构形状与大小 大型且结构简单的零件毛坯多用型砂铸造或自由锻；结构复杂的毛坯多用铸造；小型零件可用模锻件或压力铸造毛坯；板状钢质零件多用锻件毛坯；轴类零件的毛坯，如直径和台阶相差不大可用棒 料；如各台阶尺寸相差较大，则宜选用锻件。 当零件的生产批量较大时，应选用精度和生产率均较高的毛坯制造方法，如模锻、 金属型铸造和精密铸造等。 当单件小批生产时，则应选用木模手工造型铸造或自由锻造。 4. 现有生产条件 确定毛坯时，必须结合具体的生产条件，如现场毛坯制造水平和能力、外协的可能性。 5. 充分利用新工艺、新材料 为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精炼、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械中的应用，这样，可大大减少机械加工量，甚至不需进行加工，大大提高 经济效益。 确定毛坯的类型及制造方法 泉州信息职业技术学院 18 由于零件材料为 HT200，零件的形状不规则，由零件的生产纲领为成批生产 和零件图技术要求可知，选择的零件应为铸件，采用砂型铸造方法。 确定毛坯的形状、尺寸及公差 毛坯的形状如图 图 1 毛坯图 尺寸公差为： GB/T1804— m 机械加工余量等级为： AMH 确定毛坯的技术要求： 铸件无明显的铸造缺陷 未注圆角 ～ 3 基准的选择 基准是用来 确定工件上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线、面。 基准可分为：设计基准、工艺基准、定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。 由于零件在加工过程中，定位基准选择不仅对保证加工精度和确定加工顺序有很大影响，而且对工装的设计、制造成本也有很大的影响。 因此，定位基准的选择实际上是定位基面的选择。 根据作为定位基准的工件表面状态不同，定位基准有粗基准和精基准两种。 粗基准的选择原则 泉州信息职业技术学院 19 为保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面为粗基准。 粗基准的选择，应合理分配各加工表面的加工余量。 作为粗基准的表面 应平整光洁，没有浇口、冒口或飞边等其它表面缺陷，以便使工件定位可靠，夹紧方便。 粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。 精基准的选择原则 基准重合原则 应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准。 统一基准原则 当工件以某一组精基准可以比较方便地加工其它各表面时，应尽可能在多数工序采用此同一组精基准定位。 互为基准原则 为了使加工面间有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均匀可采取反复加工、互为基准的原则。 自为基准原则 某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，可选择 加工表面本身作为定位基准。 便于装夹原则 由附图 （零件图）所示的尾座体上的多数尺寸及公差以底面为设计基准，因此，必须先加工底面，为后续的工序准备基准。 根据粗、精基准的选择原则，确定各加工表面的基准如下： Φ 60H6 的孔： 底面 左端面： 右端面 右端面： 左端面 底部右端面： 左端面 Φ 35H8 的孔： 底面 Φ 18H8 的孔： 底面 Φ 5的孔： Φ 35H8 的孔 Φ 32H7 的孔： 底部右端面 Φ 10H9 的孔： Φ 32H7 的孔 Φ 10H7 的孔： 左端面 Φ 16H7 的孔： Φ 60H6 的孔 Φ 32H8 的孔： Φ 60H6 的孔 槽： 底面及右端面 泉州信息职业技术学院 20 机械加工工艺路线 的拟订 的选 择 确定各表面的加工方法： 表面加工的选择，就是为零件上每一个有质量要求的表面，选择一套合理的加工方法。 在选择加工方法时，首先要满足加工质量，同时也要兼顾生产率和经济性。 确定加工方法时必须根据被加工表面的精度和粗糙度要求，选定最终加工方法，然后再选定精加工前的一系列准备工序的加工方法，由粗到精逐渐达到要求。 选择加工方法时还应考虑到工 件材料的性质，工件的结构和尺寸，生产类型，具体生产条件和其它特殊要求。 加工Φ 60H6 的孔，加工精度 IT6，查《简明机械加工工艺手册》 P10 表 1— 9，加工方法有细铰、细镗、研磨。 而孔的表面粗糙度为 ，对于 D 面的平行度为 ，对于 A 面的垂直度为 ，圆柱度为 ，查《简明机械加工工艺手册》 P11 表 1— 11，查得其加工路线为粗镗 — 半精镗 — 精镗 — 细镗。 对于孔进行研磨不方便，因此，不采用。 细铰不能保证其形位公差，所以也不采用。 加工Φ 16H7 的孔，加工精度 IT7，查《简明机械加工工艺手册》 P10 表 1— 9，加工方法有细铰，粗拉或钻孔后精拉，细镗，精磨，挤扩孔。 而孔的表面粗糙度为 ，考虑到加工的经济和方便，查《简明机械加工工艺手册》 P11 表 1— 11，查得其加工路线为钻 — 扩 — 粗铰 — 精铰 — 细铰。 由于孔在零件的位置和形状，采用粗拉或钻孔后精拉，不能对孔进行加工。 而细镗又会在加工中增加设备和工序，不够经济。 精磨孔不方便；挤扩孔，不能保证孔的位置和精度要求，所以这些加工方法不选择。 加工底面，查《简明机械加工工艺手册》 P9 表 1— 8，加工方法有刨削及铣削，拉削，磨削，研磨，滚压，刮研，由于其表面粗糙度为 ，查《 简明机械加工工艺手册》 P12 表 1— 12，其加工方法应为粗铣 — 精铣 — 刮研。 刨削及铣削不能保证其表面粗糙度，拉削加工不方便，磨削、研磨滚压等均不能对工件方便的加工。 平面的加工 加工要求 加工方案 说明 IT7~IT8 表面粗糙度Ra(~) μ m 粗刨 — 半精刨 — 精刨 1. 因刨削生产率较低故常只用于单件 和中小批生产 2. 加工一般精度的未淬硬表面 泉州信息职业技术学院 21 3. 因调整方便故适应性较大，可在工件的一次装夹中完成若干平面、斜面、倒角、槽等加工 IT7 表面粗糙度Ra(~) μ m 粗铣 — 半精铣 — 精铣 1. 大批大量生产中一般平面加工的典型方案 2. 若采用高速密齿精铣，质量和生产率更有所提高 IT5~IT6 表面粗糙度 Ra(~ m) 粗刨 (铣 )—半精刨 (铣 )— 精刨 (铣 )— 刮研 1. 刮研可达很高的精度 (平面度、表面接触斑点数、配合精度 ) 2. 但劳动量大，效率低、故只适用于单件、小批生产 IT5 表面粗糙度 Ra(~ m) 粗刨 (铣 )—半精刨 (铣 )— 精刨 (铣 )— 宽刀低速精刨 1. 宽刀低速精刨可大致取代刮研 2. 适用于加工批量较大，要求较高的不淬硬平面 IT5~IT6 表面粗糙度 Ra(~ m) 粗铣 — 半精铣 — 粗磨 —精磨 1. 适用于加工精度要求较高的淬硬和不淬硬平面 2. 对要求更高的平面可后续滚压或研磨工序 IT8 表面粗糙度 Ra(~ m) 粗铣 — 拉削 1. 适用于加工中、小平面 2. 生产率很高，用于大量生产 3. 刀具价格昂贵 IT7~IT8 表面粗糙度 Ra(~ m) 对大型圆盘、圆环等回转零件的端平面，一般常在车床（立式车床）上与外圆（或孔）一同加工（粗车 — 半精车 — 精车），这还可保证它们之间的相互位置精度 其余的加工表面的加工方法及 加工路线的选择方法按上面的方法进行查表选择。 加工工艺路线 的拟订 工艺方案一： 00 领取毛坯铸件 泉州信息职业技术学院 22 05 人工时效 10 粗铣底面 15 粗镗孔Φ 60H6 处 20 铣左右端面 25 铣底部右端面 30 钻 M207H，Φ 32H7， M87H等处的孔 35 钻Φ 10H9 处的孔 40钻Φ 35H8，Φ 5，Φ 18H8， M67H等处的孔 45 钻孔Φ 16H7，Φ 32H8 处孔 50 钻孔Φ 10H7 处 55 检验 60 去应力处理 65 精铣底面 70 粗、精铣槽 49 10处 75 半精镗孔Φ 60H6 处 80 精铣左右端面 85 精铣底部右端面 90 扩 — 粗铰 — 精铰 M207H，Φ 32H7 ， M87H 等处的孔 95 扩 — 粗铰 — 精铰 Φ 10H9 处的孔 100 扩 — 粗铰 — 精铰 Φ 35H8，Φ 5， Φ 18H8， M67H 等处的孔 105 扩 — 粗铰 — 精铰 Φ 16H7，Φ 32H8 处孔 110 扩 — 粗铰 — 精铰 Φ 10H7 处的孔 115 精镗Φ 60H6 处的孔 120 细铰Φ 32H7 的孔 125 细铰Φ 16H7 的孔 130 细铰Φ 10H7 的孔 135 细镗Φ 60H6 的孔 140 攻螺纹 M67H 145 攻螺纹 M207H， M87H 150 刮研底面 泉州信息职业技术学院 23 155 终检 工艺方案二： 00 领取毛坯铸件 05 人工时效 10 铣底面 15 铣左右端面 20 铣底部右端面 25 精铣底面 30 精铣左右端面 35 精铣底部右端面 40钻 — 扩 — 粗铰 — 精铰 — 细铰 M207H，Φ 32H7， M87H 等处的孔 45 钻 — 扩 — 粗铰 — 精铰Φ 10H9 处的孔 50 钻 — 扩 — 粗铰 — 精铰Φ 35H8，Φ 5，Φ 18H8， M67H等处的孔 55 钻 — 扩 — 粗铰 — 精铰 — 细铰Φ 16H7，Φ 32H8 处孔 60 钻 — 扩 — 粗铰 — 精铰 — 细铰Φ 10H7 处 65 检验 70 去应力处理 75 粗、精铣槽 49 10处 80粗镗 — 半精镗 — 精镗孔 — 细镗Φ 60H6 处 85 攻螺纹 M67H 90 攻螺纹 M207H， M87H 100 刮研底面 105 终检 选择工艺路线方案一，是按工序分散原则组织工序，设备及工艺装备结构简单，调整和维修方便，工人容易掌握操作技术，生产准备简单，易于平衡工序时间，易适应产品变换，可采用最合理的切削用量，既可缩减机动时间，又可更好的保证各个加工表面的加工质量。 而方案二采用结 构复杂的专用设备，使投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，不利于转产。 根据零件的形状和生产批量为成批，选择工艺方案一。 泉州信息职业技术学院 24 机械加工余量、工序尺寸及公差 的确定 加工余量是指在加工过程中，所切去的金属层厚度。 余量有工序余量和加工总余量（毛坯余量）之分。 工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差；加工总余量是毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。 为了便于加工，工序尺寸都按“入体原则”标注极限偏差。 影响加工余量的因素有 1.)上工序的各种表面缺陷和误差因素 表面粗糙度 Ra 和缺陷层 Da 上工序的尺寸公差 Ta 上工序的形位误差ρ a 2.) 本工序加工时的装夹误差。 确定加工余量的方法有经验估算法、查表法和分析计算法。 根据上述原始资料及加工工艺，查《简明机械加工工艺手册》，分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下： Φ 60H6 的孔 工序号 工序内容 加工余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度μ m 135 细镗 IT6 Φ 60 115 精镗 IT8 Φ 75 半精镗 4 IT11 Φ 15 粗镗 IT12 Φ Φ 16H7 的孔 工序号 工序内容 加工余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度μ。