【文章內(nèi)容簡介】 次采用金屬模機器造型，這種鑄造方法的特點是鑄件內(nèi)部組織致密，機械性能較高，單位面積的產(chǎn)量高，適用于泵體、泵蓋、殼體、減速箱體、汽缸頭等中、小型鑄件。毛坯的材料是 HT200。 基準(zhǔn)的選擇 選擇工件的定位基準(zhǔn)，實際上是確定工件的定位基 面。根據(jù)選定的基面加工與否，又將定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。用加工過的表面作為定位基準(zhǔn)，則稱為精基準(zhǔn)。在選擇定位基準(zhǔn)時，是從保證精度要求出發(fā)的，因此分析定位基準(zhǔn)選擇的順序就應(yīng)為精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。 （ 1） 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇的原則是： a、 非加工表面原則 b、 加工余量最小原則 c、 重要表面原則 d、 不重復(fù)使用原則 e、便于裝夾原則 選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇對保證加工余量的均勻分 配和加工面與非加工面（作為粗基準(zhǔn)的非加工面）的位置關(guān)系具有重要影響。 根據(jù)以上選擇的原則， 可以 選擇 零件左端面 作為粗基準(zhǔn) 。 這樣便于加工 左右 兩端面，便于保證其尺寸 。 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 5 （ 2） 精基準(zhǔn)的選擇 選擇的原則是： a、 基準(zhǔn)重合原則 b、 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 c、 自為基準(zhǔn)原則 d、 互為基準(zhǔn)原則 e、便于裝夾原則 選 擇精基準(zhǔn)時應(yīng)重點考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾方便。 根據(jù)以上選擇的原則，我們就可以 φ 20 孔和 φ 50 右端面定位，用可調(diào)輔助支承 φ 90 外圓并找正 φ 20 外圓母線。精基準(zhǔn)選擇 φ 20 孔軸線 ,這樣可以便于在一次裝夾中車左右端面，完成所需零件形狀的加工，所以精基準(zhǔn)選擇 φ 20mm孔軸心線。 工序的合理組合 確定 基準(zhǔn) 以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： （ 1）工序分散原則 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 （ 2）工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短 了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 制定工藝路線 加工工藝路線制定的原則是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量提高生產(chǎn)效率和降低成本，并且能夠充分利用現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。 制訂工藝路線 的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 6 的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。 根據(jù)以上分析制定的工藝路線如下 (如圖 及 所示 )： 工藝路線： （ 1）工藝路線方案一： 工序 1：鑄造毛坯。 工序 2：時效處理。 工序 3：劃線。 工序 4： 粗 銑 左 右 φ 50mm 端 面 。 工序 5： 粗 車 φ 90mm 外圓 端面 并倒角 C2。 工序 6：鉆八個 φ 15mm 孔。 工序 7： 粗銑 頂面 φ 50mm 面。 工序 8： 鉆、擴 φ 36mm 孔。 工序 9： 鏜 梯形孔 與退刀槽 。 工序 10： 粗 鉸梯形孔。 工序 11：鉆 M8mm 底孔 φ 。 工序 12：攻螺紋 M8。 工序 13：去毛刺。 工序 14：清洗。 工序 15：檢驗。 工序 16：入庫。 （ 2）工藝路線 方案 二： 工序 1：鑄造毛坯。 工序 2：時效處理。 工序 3：劃線。 工序 4：粗銑左右 φ 50mm 端面。 工序 5：粗銑頂面 φ 50mm 面。 工序 6：粗車 φ 90mm 外圓 端面 并倒角 C2。 工序 7：鉆八個 φ 15mm 孔。 工序 8： 鏜 φ 36mm 孔。 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 7 工序 9：鏜梯形孔與退刀槽。 工序 10：粗鉸梯形孔。 工序 11：鉆 M8mm 底孔 φ 。 工序 12：攻螺紋 M8。 工序 13：去毛刺。 工序 14：清洗。 工序 15：檢驗。 工序 16：入 庫。 （ 3）工藝方案比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工以 φ 18mm 孔為中心的一組表面 ，然后以此為基準(zhǔn)加工八個 φ 15mm 孔；而方案二則先完成所有面的加工 ，再加工各孔。經(jīng)比較可見，先加工以 φ 18mm 孔為中心的一組表面，然后以此為基準(zhǔn)加工八個 φ 15mm 孔，這時的位置精度交易保證，并且定位及裝夾都較方便。但方案一中工序 4 與工序 5 中涉及到兩個不同的機床，不宜采用組合機床。故決定將方案一中工序4 粗銑面改成粗車面 ，這樣工序 4 與工序 5 可采用同一個專用夾具，也不用重新裝夾，符合工序集中原則 。 還有就是方案一 工序 8 用鉆、擴 φ 36mm 孔，而方案二工序 8 用鏜 φ 36mm 孔，這兩個工序都可以完成零件的加工，但考慮到兩個方案工序 9 要鏜梯形孔及退到槽，如果用鉆、擴 φ 36mm 孔，便要更換機床，讓費時間 ，故采用鏜孔方案。 具體工藝過程如下： 工序 1：鑄造毛坯。 工序 2：時效處理。 工序 3：劃線。 工序 4：粗車左右 φ 50mm 端面。 工序 5：粗車 φ 90mm 外圓 端面 并倒角 C2。 工序 6：鉆八個 φ 15mm 孔。 工序 7：粗銑頂面 φ 50mm 面。 工序 8： 鏜 φ 36mm 孔。 工序 9：鏜梯形孔與退刀槽。 工序 10：粗鉸梯形孔。 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 8 工序 11：鉆 M8mm 底孔 φ 。 工序 12：攻螺紋 M8。 工序 13：去毛刺。 工序 14：清洗。 工序 15：檢驗。 工序 16：入庫。 以上加工方案大致看來還是合理的。但通過仔細考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后，發(fā)現(xiàn)仍有問題，主要表現(xiàn)加工 8 個 φ 15mm 孔時，因為該零件的8 個 φ 15mm 孔全是通孔且加工深度不大，并且到下一表面的距離不大，極易造成鉆頭折斷或擦到下一表面上，甚至?xí)斐闪慵髲U。為了解決這個問題，原有的加工路線仍可保持不變，只是在加工 8 個 φ 15mm 孔時，觀察到鉆頭快鉆穿零件時， 采用 手動進給 方式 。 因 為零件是小批量生產(chǎn)，故可以采用手動進給方式。 這樣既可以避免鉆頭及零件的報廢，同時也照顧了原有的加工路線中裝夾方便的特點。 還有在加工兩個φ 50mm 外圓端面以及兩個 φ 90mm 外圓端面時涉及到兩次掉頭以及需要 4 次裝夾，讓費了大量時間。為了解決這一問題，可以先加工 φ 50mm 以及 φ 90mm 外圓左端面，再掉頭一次加工右端面，減少了裝夾的次數(shù)以及掉頭的次數(shù)。 因此，最后的加工路線確定如下： 工序 1：鑄造毛坯。 工序 2：時效處理。 工序 3：劃線。 工序 4：粗車 φ 50mm 右 外圓 端面 ，粗車 φ 90mm 右外圓端面并倒角 C2。 工序 5：粗車 φ 50mm 左 外圓 端面 ，粗車 φ 90mm 左外圓端面倒角 C2。 工序 6：鉆八個 φ 15mm 孔（鉆頭快鉆穿零件時采用手動進給）。 工序 7：粗銑頂面 φ 50mm 面。 工序 8： 鏜 φ 36mm 孔。 工序 9：鏜梯形孔與退刀槽。 工序 10：粗鉸梯形孔。 工序 11：鉆 M8mm 底孔 φ 。 工序 12：攻螺紋 M8。 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 9 工序 13：去毛刺。 工序 14：清洗。 工序 15：檢驗。 工序 16：入庫。 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。 加工余量是指加工過程中從加工表面所切去的金屬 層厚度。加工余量有工序余量和加工總余量之分，工序余量是指某一工序所切去的金屬層厚度；加工總余量是指某加工表面上切去的金屬層總厚度。 （ 1）粗銑 各 表面的加工余量： 由《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》表 2—35 平面的加工余量，及考慮在鑄造過程中，表面會產(chǎn)生氣泡等部分，因此，加工余量得留大點。從而得出粗銑 各 表面的加工余量為 3mm。 （ 2） 粗車左右 φ 50mm 端 面 的加工余量 ： 由《機械 加工余量實用手冊 》 表 525 查得粗車左右 φ 50mm 面 的加工余量為。 （ 3）粗車 左右 φ 50mm 外圓 的加工余量： 由《 機械制造工藝學(xué)》查得粗車 φ 90mm 外圓 的加工余量為 2mm。 （ 4） 加工 φ 36mm 孔的加工余量： 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 得 鏜 孔 的加工余量為 。 （ 5） 加工梯形孔的加工余量： 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 得 先鏜出梯形孔，再 粗鉸 ，粗鉸 的加工余量為 。 （ 6）加工 M8 孔的加工余量：由《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》表 2—29查出先鉆孔 φ ， 攻螺紋 M8 的加工余量為 。 由上各個加工余量確定零件的鑄件尺寸，毛坯圖如圖 ： 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 10 圖 毛坯 圖 工序 4 切削用量的計算以及基本工時的確定 工序 4：粗車 φ 50mm 右外圓端面，粗車 φ 90mm 右外圓端面并倒角（第一步） （ 1）確定端面最大加工余量 毛坯的長度方向加工余量為 ， 故可一次走刀完成，所以可得 a l mm?? 長度加工公差按 IT12 級。取 （ 入 體方向）。 （ 2）確定進給量 f 根據(jù)《切削用量手冊》表 4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為 16mm25mm， 3mmpa ? 以及工件直徑在 60 到 100 之間時： mmf=~ r 按 C6201 車床說明書取： f ? （ 3）計算切削速度： 查《切削用量手冊》表 21，切削速度的計算公式為 （壽命選 T=60min）： 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 11 ? ?m invvvcvxym pc mvkT a f? （ ） 式中 ： 加工材 料系數(shù) 242vc ? 加工形式系數(shù) ? 刀具材料系數(shù) ? 系數(shù)指數(shù) ? 修正系數(shù) vk ，見《切削用量手冊》表 21—1，即 公式 ： v m v sv kv krv bvk k k k k k? ? ? ? ? （ ） 式中： 鋼和鑄鐵的強度和硬度改變時切削速度的修正系數(shù) k ? 毛坯表面狀態(tài)改變時切削速度的修正系數(shù) ? 車削方式改變時切削速度的修正系數(shù) ? 車刀主偏角改變時切削速度的修正系數(shù) =1krvk 刀具材料改變時切削速度的修正系數(shù) k ? 所以 v m v sv k v k rv bvk k k k k k? ? ? ? ? 即 1 ? ? ? ? ? ? 所以 ? ?0 . 2 0 . 1 5 0 . 4242 m0 . 8 2 9 = 3 8 . 0 6 m in6 0 1 . 6 0 . 5cv ???? （ 4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速： ? ?1000 1 0 0 0 3 8 . 0 6n 1 3 4 m in90cs wv rd?? ?? ? ?? （ ） 按機床說明書，與 134r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 120r/min 和 150r/min?，F(xiàn) 取 機 轉(zhuǎn)速為 150r/min，如果選取 120r/min，則速度損失較大。所以 實際切削速度 v 42 /ms? 。 （ 5）計算切削工時： m wLt nf? （ ） 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 12 根據(jù)《切削用量手冊》表 20， y+ =2mm? （ y 為入切量， ? 為超切量） ， 故 ? ?m 4 5 + 2t = = 0 .6 3 m in1 5 0 0 .5? 工序 4 切削用量的計算以及基本工時的確定 工序 4：粗車 φ 50mm 右外圓端面，粗車 φ 90mm 右外圓端面并倒角 C2（第二步） （ 1）確定進給量 f 根據(jù)《切削用量手冊》表 4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為 16mm25mm, 3mmpa ? 以及工件直徑在 60 到 100 之間時： mmf=~ r 按 C6201 車床說明書?。? f ? （ 2）計算切削速度： 查《切削用量手冊》表 21，切削速度的計算公式為 （ ） （壽命選 T=60min）： 即 ? ?m invvvcvxym pc mvkT a f? 式中， 242vc ? ， ? ， ? ， ? 。修正系數(shù) vk ，見《切削用量手冊》表 21—1，即： k , , 4 , 1 , 3m v s v k v k r v bvk k k k? ? ? ? ?。 所以 1 ? ? ? ? ? ? 所以 ? ?0 . 2 0 . 1 5 0 . 4242 m0 . 8 2 9 = 3 8 . 0 6 m in6 0 1 . 6 0 . 5cv ???? （ 3）確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 由公式 得 ? ?1000 1 0 0 0 3 8 .0 6n 3 0 3 m in40cs wv rd?? ?? ? ?? 按機床說明書，與 303r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為 230r/min 和 305r/min?，F(xiàn)取機床 轉(zhuǎn)速為 305r/min。如果選 230r/min，則速度損失較大。 此時實際切削速度v 38 .10 / minm? 。 （ 4）計算切削工時： 根據(jù)《切削用量手冊》表 20， y+ =2mm? ， 由公式 得： 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 13 ? ?2 0 + 2t = = 0 .1 4 4 m in3 0 5 0 .5m ? 工序 6 切削用量的計算以及基本工時的確定 工序 6：鉆八個 φ 15mm 孔 （ 1） 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭，其直 徑 d0=15mm。 鉆頭的幾何形狀為（查切削用量手冊第三章表 1 及表二）：雙錐修磨橫刃， β=30176。，2φ =118176。， 2φ 1=70176。， b1=， a0=12176。， ψ=55176。， b=2mm， l=4mm。 （ 2） 選擇切削用量 1）決定進給量 f a、 按加工要求決定進給量：根據(jù)表 5（查切削用量手冊第三章）當(dāng)加工要求為 7級精度，鋼的強度 αb， d0=15mm 時， f=~。 由于 l/d=12/15=， 故應(yīng)乘孔深系數(shù) klf=， 則 f=(~) =~b、 按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)表 7（查切削用量手冊第三章），當(dāng)αb=,d0=15mm， 鉆頭強度允許的進給量 f=。 c、 按機床進給機構(gòu)決定進給量：根據(jù)表 8（查切削用量手冊第三章），當(dāng)αb， d0 ? ， 機床進給機構(gòu)允許的軸向力為 8330N 時，進給量為。 從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為f=~，根據(jù) Z535 機床 說明書 ，選擇 f=。 由于加工通孔，為了避免孔即將鉆穿時鉆頭容易折斷，故宜在孔即將鉆穿時 停止自動進給而采用手動進給。 2） 決定切削速度 由表 10 及 11（查切削用量手冊第三章），查得 vi=。 切削速度的修正系數(shù)為： kTv=， kcv=， klv=， ktv=，則 6 5 v k m s? ? ?