【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 熱處理分析 灰鑄鐵的熱處理只能改變基體組織，不能改變石墨的形狀 、 數(shù)量 、大小和分布，因此對(duì)提高灰鑄鐵力學(xué)性能的作用不大，故灰鑄鐵的熱處理主要來(lái)消除應(yīng)力、改善切削加工性能、穩(wěn)定尺寸、提高表面硬度和耐磨性等。由于該零件的毛坯是鑄造成 型，為了消除鑄造的殘余應(yīng)力，該毛坯采用時(shí)效處理，有利于加工和保證質(zhì)量。 生產(chǎn)類(lèi)型與生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類(lèi)型 該零件的成品產(chǎn)量一年為 1萬(wàn)件，屬于大批量生產(chǎn)，要求生產(chǎn)該零件時(shí)，廢品百分率小于 2％備品百分率為 5%。 由計(jì)算公式： N=Qn(1+α )(1+β ) N— 零件的年產(chǎn)量； Q— 產(chǎn)品的年產(chǎn)量（該產(chǎn)品中 Q=10000）； n— 產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（由于是端蓋， n=1）； α — 備品的百分率； β — 廢品的百分率； 5 N=10000（ 1+α） (1+β N=10710 結(jié)構(gòu)工藝分析 零件的結(jié)構(gòu)分析 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理應(yīng)遵循工藝為原則，并貫穿產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全部過(guò)程中的各階段，一般從下列方面考慮： ①、合理劃分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)操作組件。 ②、盡量利用典型結(jié)構(gòu)。 ③、力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 ④、合理化基準(zhǔn)、力求統(tǒng)一。 ⑤、貫徹標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一原則。 ⑥、結(jié)構(gòu)應(yīng)能進(jìn)行調(diào)整和定位。 ⑦、合理選擇零件的材料。 ⑧、機(jī)械加工工藝結(jié)構(gòu)是否合理。 綜上考慮，該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為合理。 零件工藝性分析 該零件圖上可以看出，主要加工面有左、右端面φ 18mm、φ 32mm、φ 34mm、φ 3mm、φ 6mm、φ 10mm 的孔，這些加工面之間有一定的尺寸精度 ，分析如下： 左、右端面的表面粗糙度為 Ra=，尺寸為 25；左端面為φ 34mm、φ 3mm、φ 6mm 孔的工序基準(zhǔn)各定位基準(zhǔn)，相對(duì)于 34+00。 033mm 的垂直度誤差不超過(guò) ；右端面為φ 32mm、φ 18mm 孔的定位基準(zhǔn)，所以都為重要加工面。 以φ 32mm、φ 34mm、φ 18mm 的孔為主要加工面；除φ 34 的孔的表面粗糙度為 Ra= 外其余的表面粗糙度為 Ra=，公差等級(jí)為 IT7 級(jí)，其余的為 IT10～11。 φ 3mm、φ 6mm 的孔，因太小無(wú)法鑄造，只能鉆削 加工，在φ 6mm 孔上擴(kuò)φ 10mm 的孔。 6 第四章 毛坯設(shè)計(jì) 毛坯類(lèi)型及制造的選擇 因?yàn)橥廨喞耐庑伪容^復(fù)雜 ,其余非加工表面用不去除材料的方法得到，零件的生產(chǎn)類(lèi)型為大批量 ,數(shù)量多 ,宜選用鑄造毛坯 ,又因零件的精度要求不高，宜用砂型鑄造。 毛坯余量的確定 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》該鑄件的尺寸公差等級(jí)為 CT11~CT13 加工余量為等到級(jí) E~H。做 CT 為 CT11，加工余量為 H。 表 41 加工表面 基本尺寸 加工余量等級(jí) 加工余量數(shù) 說(shuō)明 兩端面 25mm H 4mm 兩端面加工 φ 18 的孔 φ 18mm H 4mm 內(nèi)孔加工 左端面 9mm H 2mm 左端面加工 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，確定鑄件主要尺寸公差 主要毛坯尺寸 表 42 主要加工表面 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 左端面 9mm 2mm 11mm 兩端面 25mm 2+2mm 29mm φ 18mm 的孔 18mm 4mm Φ 10m 7 第五章 工藝路線設(shè)計(jì) 加工方案的選擇 選擇加工方法中 ,除應(yīng)保證加工表面的表面質(zhì)量粗糙度要求之外 ,應(yīng)綜合考慮下列因素 ,工件的材料 ,工件的結(jié)構(gòu)類(lèi) 型和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件 . 表 51 加工方法 加工精度等級(jí) 偏差值 表面粗糙度值 粗車(chē)端面 IT11~13 粗車(chē)內(nèi)孔 IT11~13 精車(chē)內(nèi)孔 IT7~8 鉆孔 IT11~13 擴(kuò)孔 IT9~10 加工各表面的加工方法如下 : 左、右端面：粗車(chē) ① 16 的孔：粗車(chē) ② 32 的孔：粗車(chē) ③ 34 的孔：粗車(chē)→精車(chē) ④ 3 的孔：鉆孔 ⑤ 6 的孔： 鉆孔 ⑥ 10 的孔：擴(kuò)孔 加工路線的比較分析 根據(jù)各表面的加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度 ,確定各表面的加工方法如下 : 方案一 序號(hào) 工序內(nèi)容 設(shè)備 10 鑄造毛坯 砂型 20 時(shí)效 30 檢驗(yàn) 40 車(chē)左端面 .車(chē)內(nèi)孔φ 18mm 及φ 32mm 達(dá)到圖樣要求 . CA6140 50 車(chē)右端面 .粗、精內(nèi)孔φ 34+ 2 45176。 .達(dá)到圖樣要求 . CA6140 8 60 鉆φ 6mm 的孔 .再锪φ 6mm 孔到φ 10mm.達(dá)到圖樣要求 . Z3025 70 鉆 4φ 3mm 的孔 Z3025 80 去毛刺 90 終檢 100 入庫(kù) 方案二 序號(hào) 工序內(nèi)容 設(shè)備 10 鑄件 20 時(shí)效 30 檢驗(yàn) 40 銑右端面 X5012 50 銑左端面 X5012 60 車(chē)左端面 .車(chē)內(nèi)孔φ 18mm 及φ 32mm 達(dá)到圖樣要求 . CA6140 80 鉆φ 6mm 的孔、再锪φ 6mm 孔到φ . Z3025 90 鉆 4φ 3mm 的孔 Z3025 100 去毛刺 110 終檢 120 入庫(kù) 確定最優(yōu)的加工方案 加工方法的選擇就 是為零件上每一個(gè)有質(zhì)量要求的表面選擇一個(gè)合理的加工方法 ,在選擇合中不光要滿(mǎn)足零件的加工質(zhì)量要求 ,同時(shí)要兼顧生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性 .由于可供選擇的方法很多即使對(duì)相同的精度 (表面粗糙度 )要求的同類(lèi)表面可供選擇的加工方法也較多 ,所以具體選擇時(shí) ,應(yīng)充分考慮選擇成本較低的那種 ,從而降低零件的制造成本 ,上面的兩種方案都可以滿(mǎn)足零件的加工要求 ,但是為了減少裝夾誤差 ,降低加工成本 ,該零件應(yīng)采用工序集中加工比較合理 ,而且還能減少裝夾誤差 ,所以加工路線的比較與優(yōu)化路線如下 (方案一 ): 序號(hào) 工序內(nèi)容 設(shè)備 10 鑄件 20 時(shí) 效 9 30 檢驗(yàn) 40 車(chē)左端面 .車(chē)內(nèi)孔φ 18mm 及φ 32mm 達(dá)到圖樣要求 . CA6140 50 車(chē)右端面 .粗、精車(chē)內(nèi)孔φ 34+.倒角 2 45176。 .達(dá)到圖樣要求 . . CA6140 60 鉆φ 6mm 的孔 .再锪φ 6mm 孔到φ 10mm.達(dá)到圖樣要求 . Z3025 70 鉆φ 3mm 的孔達(dá)到圖樣要求 . Z3025 80 去毛刺 90 終檢 100 入庫(kù) 10 第六章 工序設(shè)計(jì) 工序的安排 因?yàn)樵摿慵袑?duì)φ 34+00。 033mm 的孔的垂直度要求比較高，且生產(chǎn)類(lèi)型為大批量，為降低成本，故它們應(yīng)采用工序集中的原則，工序集中生產(chǎn)率高，有利于一次裝夾后加工較多的表面，不僅保證各個(gè)加工面之間的相互位置精度，而且減少了工序間的工作運(yùn)輸量和裝夾工件的輔助時(shí)間。 根據(jù)基準(zhǔn)先行原則、先面后孔、先主后次、先粗后精的加工原則，輔助工序穿插在各階段之間。根據(jù)這些原則，該零件的加工工序安排如下： 粗加工左端面 粗加工右端面 粗加工φ 18mm、φ 32mm 的孔 粗、精加工φ 34mm 的孔 鉆φ 3mm 的孔 鉆φ 6mm 的孔、擴(kuò)φ 10mm 的孔 熱處理 工序的安排： 由于該零件的材料屬于灰口鑄鐵。而零件要采用砂型鑄造件。根據(jù)材料的不同，所承受的載荷不同。所以采用的熱處理是為消除殘余應(yīng)力，對(duì)于尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件，需在粗加工前、后各安排一次時(shí)效處理：對(duì)于一般鑄件在鑄造后或粗加工后安排一次時(shí)效處理： 為了保證零件的質(zhì)量和有利于加工，而該零件的精度不高。所以把時(shí)效處理安排在零件的精加工前進(jìn)行。 基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇：粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)遵循下列原則： 1) 如果必須保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為 粗基準(zhǔn) 2) 如果必須保證 工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn) 3) 如需要保證各加工面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加余量較小的表面作為粗基準(zhǔn) 4) 選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 該零件滿(mǎn)足上面的第二點(diǎn)，所以選擇左端面為粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)按下列原則選擇： 1) 基準(zhǔn)重合原則 2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 3) 自為基準(zhǔn)原則 11 4) 互為基準(zhǔn)原則 5) 保證工件定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，操作方便的原則。 該零件的基準(zhǔn)選擇如下： 表 61 加工表面 定位、安裝基準(zhǔn) 左端面 外圓輪廓 右端面 外圓輪廓 φ 18mm 的孔 外圓輪廓 φ 32mm 的孔 外圓輪廓 φ 34mm 的孔 左端面、外圓輪廓 φ 3mm 的孔 左端面、 外圓輪廓 φ 6mm 的孔 左端面、φ 18mm 的孔 、外圓輪廓 φ 10mm 的孔 左端面、φ 18mm 的孔、 外圓輪廓 切削用量的選擇 表 62 各工序 各切削用量 參考資料 ap(mm) f(mm/r) vc(m/min) n(r/min) 車(chē)左、右各端面 2 20 500 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 表（ P563） 車(chē)φ 10 的孔至φ 18mm 4 15 500 《金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 1010（ 745） 車(chē)φ 18mm 的孔至φ 25mm 15 500 車(chē)φ 25mm 的孔至φ 32mm 15 500 車(chē)φ 32mm 的孔至φ 34mm 1 20 800 鉆φ 3mm 的孔 40 500 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表（ P567） 鉆φ 6mm 的孔 3 35 500 12 锪φ 6mm的孔至φ 10mm 2 25 500 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表（ P562） 時(shí)間定額的確定 機(jī)動(dòng)時(shí)間的 計(jì)算公式： T=fnL L—— 為工作臺(tái)行程或刀具的長(zhǎng)度； f—— 為進(jìn)給量； N—— 為轉(zhuǎn)速； 工序 10 車(chē)左端面的機(jī)動(dòng)時(shí)間： Ta=fnL= ? =\ 車(chē)φ 10mm 的孔至φ 18mm 的機(jī)動(dòng)時(shí)間 : Ta=fnL= ? = 車(chē)φ 18mm 的孔至 25mm 的機(jī)動(dòng)時(shí)間： Ta=fnL= ? = 車(chē)φ 25mm 的孔至 32mm 的機(jī)動(dòng)時(shí)間： Ta=fnL== ? 工序 20 車(chē)右端面的機(jī)動(dòng)時(shí)間： Ta=fnL= ? = 車(chē)φ 18mm 的孔至φ 25mm 的機(jī)動(dòng)時(shí)間： Ta=fnL= ? = 車(chē)φ 25mm 的孔至 32mm 的機(jī)動(dòng)時(shí)間： Ta=fnL== ? = 車(chē)φ 32mm 的孔至 34mm 的機(jī)動(dòng)時(shí)間： Ta=fnL= ? = 13 工序 30 鉆φ 6mm 的孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間： Ta=fnL=?= 锪φ 6mm 的孔至φ 10mm 的孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間： Ta=fnL=?= 工序 40 鉆 3的孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間： Ta=fnL=?= 總共機(jī)動(dòng)時(shí)間： T 機(jī) =+++++++ +++= 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)， 輔助時(shí)間 Tb=5T 機(jī) = 操作時(shí)間： TB=Tb+T 機(jī) =+= 生理需要、休息時(shí)間： Tr=5% TB= 操作、布置工作場(chǎng)地時(shí)間： Ts=7%TB= 總共加工時(shí)間： T=Tr+Ts+TB=++= 14 第七章 機(jī)床設(shè)備及切削液的選擇 機(jī)床的選擇 CA6140 臥式車(chē)床的主要參數(shù) 表 71 技術(shù)規(guī)格 CA6140 加工最大直徑（ mm） 在床身上 400 在刀架上 210 棒料（ mm） 48 加工最大長(zhǎng)度（ mm） 750 1000 1500 2020 中心距（ mm） 750 1000 1500 2020 主軸孔徑（ mm） 48 主軸錐度 莫氏 6 號(hào) 主軸轉(zhuǎn)數(shù) (r／ min) 正轉(zhuǎn) 10~1400 反轉(zhuǎn) 14~1580 刀架最大縱向行程（ mm） 650 900 1400 1900 刀架最大橫向行程（ mm） 320 刀架最大回轉(zhuǎn)角度 177。 90。 刀架進(jìn)給量（ mm／ r） 縱向 ~ 橫向 ~ 車(chē)削螺紋 米制（ mm） 1~192 15 英制 (牙／ in)