【文章內(nèi)容簡介】 =5000， n=1， a%=3%， b%=%； 代入 式 ()有： ? ?? ?%1%1 baQnN ??? = ? ? ? ?%%3115000 ????? =(件 /年 ) 根據(jù)計算結(jié)果，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》第 292 頁，表 73[3]可確定 該 套筒 零件 屬北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 于輕型零件，其 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 由于零件機(jī)械加工工 藝過程與其所采用的生產(chǎn)組織類型密切相關(guān)，所以在制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時，應(yīng)首先確定零件機(jī)械加工的生產(chǎn)組織類型。而生產(chǎn)組織類型又主要是與零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)有關(guān)。 現(xiàn)在所制定的車床尾座套筒生產(chǎn)類型主要針對大批量 生產(chǎn)的情況下制定的。因此車床尾座套筒的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特征如表 21。 表 21 車床尾座套筒生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特征 生產(chǎn)類型 大量生產(chǎn) 工 藝 特 征 毛坯特點 廣泛采用模鍛，機(jī)械造型等高效方法，毛坯精度高、余量小 機(jī)床設(shè)備及組織形式 廣泛采用自動機(jī)床、專用機(jī)床，采用自動線或?qū)Ｓ脵C(jī)床流 水線排列 夾具及尺寸保證 高效專用夾具，采用定程及在線自動測量來控制尺寸 刀具、量具 專用刀具、量具，自動測量儀 零件的互換性 全部互換，高精度偶件采用分組裝配、配磨 工藝文件的要求 編制詳細(xì)的工藝規(guī)程、工序卡片、檢驗卡片和調(diào)整卡片 生產(chǎn)率 高 成本 低 發(fā)展趨勢 用計算機(jī)控制的自動化制造系統(tǒng)、車間或無人工廠，實現(xiàn)自適應(yīng) 控制 車床尾座套筒 的材料和毛坯 確定 車床尾座套筒 毛坯 材料 、 加工 方法 及技術(shù)要求 選擇毛坯應(yīng)綜合考慮一下幾方面的因素： 1） 零件材料及對零件力學(xué)性能的 要求。圖紙上明確要求零件材料是 45 號鋼料，且零件力學(xué)性能要求較高，所以不管形狀簡單與復(fù)雜，套筒毛坯都應(yīng)該選擇鍛件。如果零件材料是鑄鐵或青銅，毛坯就只能夠采用鑄造，而不是鍛造。 2） 零件結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸。 套筒外圓表面直徑均勻，所以可以選擇棒料。屬于小型零件，可以選用模鍛。 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 3） 生產(chǎn)類型。車床尾座套筒生產(chǎn)屬于大批量生產(chǎn)，應(yīng)選毛坯精度和生產(chǎn)率都較高的先進(jìn)毛坯制造方法，使毛坯的形狀、尺寸精良接近零件的形狀、尺寸 ，以節(jié)約材料減少機(jī)械加工工作量，因此所節(jié)約的費用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出毛坯制造所增加的費用，獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。 4） 生產(chǎn)條件。選擇 套筒毛坯時應(yīng)盡可能考慮現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有的毛坯制造水平和設(shè)備情況、外協(xié)的可能性等。 5） 充分考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料。 本次設(shè)計 套筒 采用的是 45 號 鋼。 由于該 套筒 在工作過程中要承受沖擊載荷 和摩擦 ，為增強(qiáng) 套筒 的 耐摩 強(qiáng)度和 抗 沖擊韌度，獲得更好的纖維組織，毛坯選用鍛件。又因為該 套筒 屬于輕型零件，且生產(chǎn)類型屬大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率和鍛件精度，現(xiàn)采用模鍛 [5]方法制造毛坯。 其鍛造工藝過程為：將 棒料 80? ㎜ 165 ㎜ 坯料加熱至 1180～ 1240℃ ，經(jīng)模鍛 尺寸為 60? ㎜ 165 ㎜ ；在壓床上切邊；再在模鍛錘上進(jìn)行熱校正；最后經(jīng)熱處理消除內(nèi)應(yīng)力， 調(diào)整其硬度值到 28～ 32HRC。 套筒 毛坯主要技術(shù)要求有： 1)熱處理： 正火 28～ 32HRC。 正火：指將鋼材或鋼件加熱到 或 （鋼的上臨界點溫度）以上， 30～ 50℃ 保持適當(dāng)時間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理的工藝。正火的目的：主要是提高 材料 的力學(xué)性能，改善切削加工性，細(xì)化晶粒，消除組織缺陷，為后道熱處理作好組織準(zhǔn)備等。 2)棒料 端面對主軸中心線的垂直度不大于 1mm； 3)棒料 彎曲不大于 1mm。 車床尾座套筒 毛坯的 尺寸公差 和機(jī)械加工余量 由 套筒 零件的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。 鍛 造的毛坯 尺寸確定 鍛造后的毛坯尺寸應(yīng)該為 Ф60285mm， 選擇標(biāo)準(zhǔn)熱軋圓鋼 (GB/T 7021986)，d=80mm， 根據(jù)體積相等的原則， 所選坯料尺寸為 Ф80165mm,則滿足 ≤H≤要求 。 對 套筒 零件圖 進(jìn)行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的長度、寬度和高度，按照 圓形鍛件進(jìn)行處理 ；鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)是鍛件重量 fm 與相應(yīng)的鍛件外廓包容體重量 Nm 之比 ，即： NfmmS? () 則此 套筒 零件的 1??NfmmS 根據(jù) S 值的大小，鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)分為 4 級： S1 級 (簡單 )： S≤1； S2 級 (一般 )： S≤； 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 S3 級 (較復(fù)雜 )： S≤； S4 級 (復(fù)雜 )： 0S≤； 故該 套筒 的形狀復(fù)雜系 數(shù)屬于 1S 級， 簡單 。 M 由于該 套筒 選用的 材料為 45 鋼， 其中 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) [4]小于 %，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬 M1 級。 由零件圖可知，該 套筒 待加工表面中，粗糙度值既有大于等于 ，也有小于 。 根據(jù)上述因素， 查 《 金屬切削 手冊》 [6]表 18 有 該鍛件的 錯差公差為 ,殘留飛邊公差為 ,最大尺寸方向上的公差值為 。 其機(jī)械加工余量為 主軸頸和連桿軸頸的余量取 7mm，法蘭盤外圓余量取 6mm,內(nèi)孔直 徑的加工余量取 ，水平方向單面余量為 ～ ,徑 向 余量為 ～ 。 繪制 車床尾座套筒 毛坯簡圖 結(jié)合加工的實際情況，綜合上面的數(shù)據(jù)，繪制毛坯簡圖如圖 所示 。 圖 套筒毛坯簡圖 擬定 車床尾座套筒 工藝路線 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn) [7]。 1)精 基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時，應(yīng)從整個工藝過程來考慮 ，如何保證工件尺寸精度和位置精度，并使工件裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)該遵循以下原則： （ 1）“基準(zhǔn)重合”原則；（ 2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則；（ 3）“互為基準(zhǔn)”原則；（ 4）“自為基準(zhǔn)”原則。加工外圓表面時候應(yīng)該遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，采用 內(nèi) 孔作統(tǒng)一基準(zhǔn)加工各外圓表面，這樣可以保證個外圓表面之間較高的同軸度要求，并簡化夾具的設(shè)計和制造工作 。 2)粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時，應(yīng)從零件加工的全過程來考慮。一是要考慮如何合理分配各加工表面的余量，二是要考慮怎樣保證不加工表面與加工表面間的尺寸及相互位置關(guān)系。夾一端粗車外圓至尺寸 Ф58mm，長 200mm，車端面、鉆孔、擴(kuò)孔。倒頭，夾 Ф58mm外圓，車另外一端 外圓、車端面、鉆孔。 表面加工方法 的確定 套筒 的主要加工表面有： 外圓表面、內(nèi)圓表面及鍵槽 [8]等。根據(jù)曲軸零件圖 上各 加工表面的 尺寸精度、形位公差和表面粗糙度，選定 加工 件各 表面的加工方法如北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 表 所示。 表 曲 軸零件主要表面加工方案 加工表面 經(jīng)濟(jì)精度 表面粗糙度 Ra/μm 加工方案 套筒 外圓 面 IT6 粗車→粗磨→精磨→拋光 莫氏 4 號錐 面 IT6 粗 車 →粗磨→ 精磨 →拋光 套筒內(nèi) 孔 右表 面 IT7 鉆→擴(kuò)→ 粗 鉸 →精鉸 套筒內(nèi)孔中表面 IT12 鉆→擴(kuò) 平鍵槽 IT7 粗銑→半精銑 → 精銑 半圓鍵槽 IT8 粗銑→半精銑→精銑 加工階段的劃分 在選定了 車床 尾座套筒 主要表面的加工方法以后，還需要進(jìn)一步確定這些加工方法在工藝路線中的安排順序，這就涉及到加工階段的劃分。對于精度要求較高的表面 ，總是先粗加工后精加工，但工藝過程劃分成幾個階段是對整個加工過程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。 考慮到 車床 尾座套筒 零件的技術(shù)要求，可以 將加工階段劃分成粗加工、半精加工、 精加工 和光整加工 幾個階段 [9]。 分析 車床尾座套筒 零件， 其工藝工程大致包括以下 幾個階段：定位基準(zhǔn)的加工；粗車外圓 表面 、端面 和鉆孔 ； 調(diào)質(zhì) 28～ 32HRC； 擴(kuò)孔、半精車外圓和倒角 ； 精車孔、槽和莫氏 4 號錐孔 ； 劃線 ； 銑平鍵和半圓鍵 ； 鉆孔 ； 修毛刺 ； 左端莫氏 4 號錐孔及160mm 長的外圓部分，高頻感應(yīng)加熱淬火 45～ 50HRC； 研磨兩端 60176。 內(nèi)錐面； 粗磨、精磨外圓和莫氏 4 號錐面 。 加工工藝路線 方案 確定 工藝路線方案 工序 1 棒料 Ф80mm165mm 工序 2 鍛造尺寸 Ф600mm285mm 工序 3 正火 工序 4 夾一端粗車外圓尺寸 Ф58mm，長 200mm，車端面見平即可。鉆孔Ф20mm，深 188mm，擴(kuò)孔 Ф26mm深 188mm 工序 5 倒頭，夾 Ф58mm 外圓并找正，車另外一端面外圓至 Ф58mm，與上工序光滑接刀，車端面保證總長 280mm。鉆孔 工序 6 調(diào)質(zhì) 28～ 32HRC 工序 7 夾左端外圓，中心架托右端外圓，車右端面保證總長 278mm，擴(kuò)Ф26mm孔至 Ф28mm，深 186mm，車右端頭 Ф32mm60176。內(nèi)錐面 工序 8 采 用兩頂尖裝夾工件，上卡箍，車外圓至 55? 177。 倒頭，車另外一端外圓，光滑接刀。右端倒角 245176。，左端 R3 圓角，保持總長 276mm 工序 9 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，車 ?? mm 孔至 ?? mm，深 ，車 Ф34mm，保證 工序 10 倒頭，夾右端外圓中心架左端外圓，找正外圓，車莫氏 4 號內(nèi)錐孔，北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 至大端尺寸為 ?? mm，車左端頭 Ф36mm60176。 工序 11 劃 R2160mm槽線， ?? mm200mm鍵槽線， Ф6mm孔線 工序 12 以 55? 177。 外圓定位裝夾銑鍵槽 ?? mm200mm，并保證0 ? mm（注意外圓加工余量）保證鍵槽與 Ф 0 ? mm 外圓軸心線的平行度和對稱度 工序 13 以 55? 177。 R2 深 2mm，長 160mm圓弧槽 工序 14 鉆 Ф6mm孔，其中心距右端面為 25mm 工序 15 修毛刺 工序 16 左端莫氏 4 號錐孔及 160mm 長的外圓部分，高頻感應(yīng)加熱淬火45～ 50HRC 工序 17 研磨 60176。內(nèi)錐面 工序 18 夾右端外圓，中心架左托外圓，找正外圓，粗磨莫氏 4 號錐孔，留磨余量 工序 19 采用兩頂尖定位裝夾工件，粗磨 Ф 0 ? mm 外圓，留磨余量 工序 20 夾右端外圓，中心架托左端外圓，找正外圓，精磨莫氏 4 號錐孔圖樣尺寸，大端為 Ф 177。，涂色檢查，接觸面積應(yīng)大于 75%。修研 60176。錐面 工序 21 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，精車內(nèi)孔Ф ? mm 至圖樣尺寸，深 45177。，修研 60176。錐面 工序 22 采用兩頂尖定位裝夾工件，精磨外圓至尺寸 Ф 0 ? mm 工序 23 按照圖樣檢查各部分尺寸精度 工序 24 涂油入庫 機(jī)床 設(shè)備及工藝裝備 的選用 工藝裝備 包括加工過程中所需要的夾具、量具、檢具、量儀、刀具、工具及輔助等，選擇機(jī)床及工藝裝備是制訂工藝規(guī)程的一個重要環(huán)節(jié)。機(jī)床和工藝裝備都是零件加工質(zhì)量和生產(chǎn)率 的重要保證條件。同時，機(jī)床及工藝裝備的選擇，對零件加工的經(jīng)濟(jì)性也有較大的影響。為了合理地選擇機(jī)床及工藝裝備，必須對各種機(jī)床、工藝裝備的規(guī)格、性能等有較詳細(xì)的了解。 機(jī)床設(shè)備的選用 選擇機(jī)床等加工設(shè)備時，應(yīng)做到以下四個適應(yīng)： 1）所選機(jī)床的尺寸規(guī)格應(yīng)與被加工零件的尺寸相適應(yīng)。 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 2）所選擇機(jī)床的精度應(yīng)該與被加工零件的工序加工要求相適應(yīng)。 3）所選擇機(jī)床的電動機(jī)功率應(yīng)與工序加工所需切削功率相適應(yīng)。 4）所選機(jī)床 的自動化程度和生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 工藝裝備的選用 工藝裝備主要包括刀具、夾具和量具。在工藝卡中應(yīng)簡要寫出它們的名稱。本次設(shè)計車床尾座套筒的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所選用的夾具多為專用夾具。 1）機(jī)床夾具的選擇主要考慮生產(chǎn)類型。單件小批量生產(chǎn)應(yīng)盡量選用通用夾具和機(jī)床自帶的卡盤和鉗臺、轉(zhuǎn)臺等；大批大量生產(chǎn)時，應(yīng)采用高生產(chǎn)效率的專用機(jī)床夾具，如氣、液傳動的專用夾具。在推行計算機(jī)輔助制造、成組技術(shù)等新工藝或為提高生產(chǎn)效率時，應(yīng)采用成組夾具、組合夾具。夾具的制造精度應(yīng)該與零件的制造精度相適 應(yīng)。 2）金屬切削刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸大小、工件材料、要求的加工精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等。在選擇時應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。在組合機(jī)床上加工時，由于機(jī)床按照工序集中原則組織生產(chǎn) ，考慮到加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求，可采用專用復(fù)合刀具，如復(fù)合擴(kuò)孔鉆等，這不僅可以提高加工精度和生產(chǎn)率，其經(jīng)濟(jì)效果也十分明顯。自動線和數(shù)控機(jī)床所使用的刀具應(yīng)著重考慮 其壽命期內(nèi)的可靠性，加工中心機(jī)床所使用的刀具還要注意選擇與其相適應(yīng)的刀夾、刀套結(jié)構(gòu)。 3）量具、檢具和量儀的選擇主要根據(jù)生產(chǎn)類型和要求 的檢驗精度進(jìn)行。對于尺寸誤差在單件小批量生產(chǎn)中，廣泛采用通用量具（游表卡尺、千分尺等）；成批生產(chǎn)多采用極限量規(guī)，大量生產(chǎn)多采用自動化程度高的量儀，如電動或氣動量儀等，對于形位誤差，在單件小批量生產(chǎn)中 ，一般采用通用量具（百分表，千分表等），也有采用三坐標(biāo)測量機(jī)的；在成批大