壳体零件制造工艺及夹具设计

壳体零件制造工艺及夹具设计内容摘要：

段（ 工 序 0—— 工序 65） 本加工阶段严格地讲应再细划分为粗加工阶段和半精加工阶段，但由于为了便于保证各加工表面间的相互位置精度，各工序，尤其是工序比较集中沈阳理工大学学士学位论文 10 的几个工序中（ 工序 20， 工序 30， 工序 35， 工序 40）均采用了一次装夹工作的方法来予以保证，这样就很难明确地划分出哪是粗加工阶段，哪是半精加工阶段，因此，就统一合并为一个加工阶段。 (2) 精加工阶段（ 工序 70—— 工序 105） 本加工阶段主要完成 60176。 内锥孔的精加工，保证其对外螺纹的跳动量要求。 (3) 光整加工阶段（ 工序 110—— 工序 150） 本加工阶段主要完 成对 Φ16  mm、三个 60176。 内锥孔及  球面的研磨加工，确保其加工表面光洁度达到设计图纸要求。 基准的选择 (1) 精基准的选择 在制定零件的机械加工工艺规程时，一般是先考虑选择怎样的精基准定位把各个表面加工出来，然后考虑选择怎样的粗基准把精基准加工出来。 因此，我们先确定精基准。 研磨孔及锥孔时，由于加工表面余量在非常小而且均匀，按照“自为基准原则”，选择基本身为 精基准。 车锥度时，由于设计 要求 60176。 内 锥孔对外螺纹的跳动量不大于 ， 所以选择设计基准 —— 外螺纹的中心线为定位基准，即所谓“基准重合原则”。 加工 工序 30—— 工序 60 时， 按照“基准统一原则”，在这些道工序中均采用同一组精基准 —— 第一组加工表面中 的 Φ16  mm 内孔表 面及M27 螺纹 外径端面来定位（详见机械加工工艺综合卡片）。 这样既保证了各表面间的相互位置精度，又简化了夹具的设计与制造，缩短了生产准备的时间，这对减少生产成本，提高经济效益均为有利。 (2) 粗基准的选择 通过分析零 件图可以看出 ，在 Φ22mm 和 Φ23mm 及 R9  1 毛 坯表面处，零件壁厚最小，为了满足设计要求，（这两处壁厚分别不小 于 和），降低 废品率，在 工序 20 车外 圆内孔工序中，选择了这几处毛坯表面为粗基准，这体现了通常所说的“相互位置要求原则”。 沈阳理工大学学士学位论文 11 工艺规程的分析 工序 0 模锻件 : 此工序中包括：模锻、热处理、 吹砂三个工步。 热处理安排在毛坯制造完之后，采用回火， 目的是消除毛坯因为锻造加工所产生的内应力和脆性，增加塑性和韧性，提高材料的综合机械性能并改 善材料的加工性能。 热处理后对毛坯表面进行吹砂，消除氧化皮，有利于以后切削加工。 工序 5 锉毛边 : 本工序主要清楚毛坯上的残留毛边及沿分模面的错移，尤其是基准面上的毛边，因为如果不在其它加工工序之前将这些毛边去除，将会严重影响工作的定位精度。 工序 10 铣端平面 : 此工序所加工出的端平面主要是为后续工序做定位基准，并起定向夹紧、压紧的作用。 工序 15 铣平面 : 本工序包括铣工作大头端的两组相 距  mm 的 平行平面。 工序 20 车外圆内孔 : 本工序除 60176。 内锥孔及 Φ16mm 以 外， 其余表面均加工到图样设计尺 寸。 Φ16mm 的 孔要求在本道工序加工之后达到较高的精度及表面粗糙度，目的是为后续工序提供基准，因此，加 工 Φ16mm 孔的最 后工步为精铰。 本工序虽然在尺寸精度及位置精度上没有过高的要求，但由于加工面多，需要保证的尺寸多，所以操作者应头脑清醒，技术熟练，经验丰富。 工序 25 攻螺丝 毫 M18： 内螺纹要求对端面 LC 垂直，因此要求定位基 准精度较高，所以选用已加工外圆柱表面作定位基准，由夹具保证内螺纹对端面 LC 的 垂直度要求。 工序 30 钻孔和车球面 ： 本工序加工球面用 YG8 成 形 车刀，为达到光洁度要求，再对其进行抛光处理， 并着色检查球面，密接度沿圆周无间断，球面对外环槽的跳动量，由一次装夹保证。 与 工序 20 相似，本道工序尺寸精度要求没有多高，但需要保证的尺寸较多，所以操作者需要头脑清醒，技术熟练，经验丰富。 工序 35 钻 孔和车槽 ： 本工序 除 60176。 内锥孔 以外其余表面均达到图样设计尺寸。 沈阳理工大学学士学位论文 12 工序 40 钻孔和车度 ： 本工序 除 60176。 内锥孔以外其余表面加工均达到图样设计尺寸。 孔Φ6  mm 的精度，采用分组钻套夹予以保证，分组钻套套在孔  mm内，在加工 Φ6mm 孔之前，通过测量孔  mm 的实际尺寸选用不同的钻套，即可有效地保证加工精度。 孔 Φ6  mm 还不允许有倒锥，这由合格刀具来保证。 工序 45 铣两侧面 ： 加工两侧面的目的是为了以后工序的加工做定向加紧面。 工序 50、 5 60 铣螺纹 ： 由于本零件是薄壁工作，强度和刚度均不够，因此采用铣削加工螺纹而不采用滚压法加工。 因为铣螺纹时，工作只需要较小的夹持力 即可，从而减少了工作变 形，有利于保证产品质量。 该零件也不宜用螺纹车刀或板牙来加工外螺纹，因为螺纹车刀加工螺纹，虽然精度和光洁度较高，但需要多次走刀才能切出完整的螺纹廓形，故生产率较低；而板牙虽然加工生产率较高，但由于板牙成形表面是内螺纹表面，热处理后很难磨削，以至螺纹廓形难予保证，故板牙加工精度较低， 同时，板牙使用寿命也较短，所以均不宜采用。 工序 65 打磨锐边 ： 该工序目的是打光铣螺纹后的毛刺，为以后工序的定位和操作方便打下基础。 工序 70、 75 车锥度 ： 设计零件图要求椎体对其外螺纹的跳动量不大于 ，今采用工艺方法保证， 即以外螺纹定位夹紧，精车即可。 并且从理论上看，精车加工也可以达到表面光洁度要求。 工序 80 打磨锐边 ： 打光不加工表面上的缺陷。 如：皱、折、裂缝、发纹等。 打光机械加工后的锐边，为以后的磁力探伤检验做准备。 工序 85 洗涤 ： 将零件放于汽油中仔细的洗涤，并用干燥而洁净的压缩空气吹干。 工序 90 电镀前检验 ： 由于下道工序安排的是磁力探伤检验，需要换车间，所以之前安排在中间检验工序，便于分清责任，更好地保证质量。 沈阳理工大学学士学位论文 13 工序 95 磁力探伤检验 ： 磁力探伤又称磁粉探伤。 它能发现工作表面及近表面的缺陷（如：裂纹、气孔、夹渣等）， 而不能发现较深的缺陷。 它的基本原则是：磁性材料制成的工件若放在磁场中，在外加磁场的作用下即被磁化，在材料中产生磁力线的传布。 当被检工作不存在缺陷时，磁力线在工件表面上均匀分布 ；若被检工件存在缺陷，则缺陷会阻碍磁力线通过，使磁力线产生弯曲，当缺陷位于表面附近时，会产生漏磁场，形成一个小 NS 磁极；若工件表面事先撒上了一层很细的磁性粉末（ 通常用 Fe2 O3 或 Fe3 O4 ） ，此时就会被小磁极吸引，缺陷处由于堆积较多的磁粉而被显示出来。 另外，工件进行磁力探伤时，只有当磁力线方向与缺陷（裂纹）方向相垂直或接近垂直时，漏磁场最大，灵敏度最高，才能将缺陷显露出来，若两者平行就不能显露出来，因此，必须将工件分别在垂直成 90176。 的两个方向上进行磁化，才能将所有 可能的缺陷检查出来。 零件磁化后，其上的剩余磁场影响航空仪表的正常工作，也会对部件的工作起不良影响，因此，零件经磁力探伤后必须进行退磁处理。 工序 100 钳工打磨 ： 工件经 磁力探伤以后，对于有严重缺陷的工作 ，即可以断定为废品；对于只有轻度缺陷的工件，如：表面 裂纹、发纹，则可以由钳工打磨去除，而且完成打磨之后，应重新进行探伤检验，直到 没有缺陷为止。 工序 105 洗涤 ： 将零件放于汽油中仔细的洗涤，并用干燥而洁净的压缩空气吹干。 工序 110 镀铜 ： 前面已经叙述，零件上的三个外螺纹因为要与外加螺母进行配合，为了防止其高温下的粘结而不能正常工作，所以安排在此工序对三个外螺纹进行表面镀铜处理，镀层厚度 35um（ HB89966）。 工序 115 研磨孔 Φ16  mm： 在 工序 20 工 序中，孔 Φ16  mm 的最后加工工步为精铰，理论上来说，精铰 Φ16  mm 孔即可达到图样设计尺寸精度及表面光洁度要求，但由于设备、刀具等原因或后续工序中 Φ16  mm 孔作精基准定位时，难免对其表面有划伤，故在光整加工阶段，为保证其质量，对其经行研磨加工。 由于该孔的尺寸误差要求很严，所以工艺上要求保证该孔的圆柱度误差不大沈阳理工大学学士学位论文 14 于 ，并允许该孔加工超差至。 工序 1 12 1 135 研磨锥孔和球面 ： 在这四道工序进行之前，先对被加工表面进行检验，检验内容按工序图表的内容进行，若达到设计图纸要求，则不进行本工序的加工，否则进行研磨加工。 工序 140 用润滑油加压冲洗壳体 工序 145 研磨后检验（终检） ： 对检验合格的零件打上机械加工检验印，并油封保存。 确定工序间的加工余量、工序尺寸和公差 确定工序间加工余量应考虑的因素 由于零件机械加工过程中涉及的因素很多，按计算法确定工序间的机械加工余量目前还缺少充分的实践数据资料，因此查表法和经验加查 表在生产中应用广泛。 按查表法确定的工序间加工余量应考虑的因素 ： (1) 为缩短加工的时间，降低制造成本，应采用最小的加工余量。 (2) 选择加工余量时应保证得到图样上规定的精度和表面粗糙度。 (3) 选择加工余量时，要考虑零件热处理时引起的变形。 (4) 选择加工余量时，要考虑所采用的加工设备、方法以及加工过程中零件可能产生的变形。 (5) 选择加工余量时，要考虑被加工的零件的尺寸；尺寸越大 加工余量越大，因为零件的尺寸增大后，由切削力、应力等引起变形的可能性也增加。 (6) 选择加工余量时，要考虑工序尺寸 公差的选择，起工序公差不应超越出经济加工精度的范围。 (7) 选择加工余量时，要考虑上到工序留下的表面缺陷层厚度。 (8) 选择加工余量时，要考虑本道工序的余量要大于上到工序的尺寸公差和几何形状公差。 沈阳理工大学学士学位论文 15 确定工序的加工余量，工序尺寸和公差 由一个工步即可完成的加工表面，由于其加工余量即为工序总余量，故不必讨论。 下面只对一些重要表面的加工余量进行一下确定。 (1) 孔  mm 的加工余量的确定 确定孔的加工方案：钻孔→粗镗→锪孔 确定工序余量如下 ：由表 817 查得 镗孔后锪孔的加工余量： Z锪 = 钻孔后粗镗的加工余量： Z镗 = 经过调整，确定工序余量及工序尺寸为： 钻孔 Φ15mm→粗镗 →锪孔  mm Z锪 = Z镗 = (2) 孔 Φ16  mm 的加工余量的确定 确定孔的加工方案：钻孔→ 扩孔→粗铰→精铰→研磨 确定工序余量如下：由表 817 查得： 粗铰后半精铰的加工余量： Z精 = 扩孔后粗铰的加工余量： Z粗 = 由表 822 查得查得研磨的加工余量： Z研 = 钻孔后扩孔的加工余量： Z扩 =Z总 Z研 Z粗 Z精 = = 经过调整后，确定工序尺寸及工序余量为： 钻孔 Φ15mm→扩孔 →粗铰 →精铰 →研磨Φ16  mm Z扩 = Z粗 = Z精 = Z研 = (3) 孔 Φ10  mm 的加工余量的确定 确定孔的加工方案：钻孔→扩孔→粗铰→精铰 确定工序余量如下：由表 817 查得： 粗铰后半精铰的加工余量： Z精 = 扩孔后粗铰的加工余量 ： Z粗 = 钻孔后扩孔的加工余量： Z扩 =Z总 Z粗 Z精 沈阳理工大学学士学位论文 16 = = 经过调整后，确定工序尺寸及工序余量为： 钻孔 →扩孔 →粗铰 →精铰 Φ10  mm Z扩 = Z粗 = Z精 = (4) 孔 Φ6  mm 的加工余量的确定 确定孔的加工方案：钻孔→扩孔→粗铰→精铰 确定工序余量如下：由表 817 查得： 粗铰后半精铰的加工余量 ： Z精 = 扩孔后粗铰的加工余量 ： Z粗 = 钻孔后扩孔的加工余量 ： Z扩 =Z总 Z粗 Z精 = = 经过调整后，确定工序尺寸及工序余量为： 钻孔 →扩孔 →粗铰 →精铰 Φ6  mm Z扩 = Z粗 = Z精 = (5) 60176。 内锥孔加工余量的确定 确定孔的加工方案：钻孔→锪孔→半精车（镗）→研磨 由表 82表 81表 81 确定工序余量如下： Z研 = Z半 = Z锪 = 确定各工序的工艺装配， 切削用量和额定工时 切削用量的选择主要依据刀具耐用度，加工精度和加工表面粗糙度的要求。 此外，也应该相应地考虑机床的刚度、功率、 断屑和振动等情况。 对于不锈钢这一难加工材料切削用量的选择，总体上还是应该遵循以下主要原则：切削速度不。