最终传动箱盖的工艺规程设计

1四选择加工方法，制定工艺路线4.1定位基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。1）粗基准的选择：粗基准的选择原则一般有有四个。第一，如果必须保证工件加工表面和不加工表面的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准。第二，如果必须保证某重要表面的加工余量必须以该表面作为粗基准。第三，选择为粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、或飞边等缺陷。第四，粗基准只能使用一次，不能重复使用。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取不加工外轮廓上表面作为粗基准，利用一组共两块 V 形块支承这个主要定位面，限制 5个自由度，再以一个销钉限制最后 1 个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。本工艺路线只有第 2 工序需要用到粗基准，即工序 2 粗铣半精铣底面/以上端面为粗基准。其中 M16 的圆柱面整个粗基准选择过程符合先粗后精和先面后孔的原则。在整个加工过程是起到基准的作用；M16 内孔在钻孔时也起到粗基准的作用。2）精基准的选择：精基准的选择原则一般包括以下五个方面。第一，用设计基准作为精基准以便消除基准不重合误差，即所谓的“基准重合原则” 。第二，当工件以某一个表面定位可以方便加工其它表面时，常采用该表面为精基准，即所谓的“基准统一原则” 。第三，当精加工表面或者光整加工工序余量要求尽量小而均匀时，应选择该加工表面作为精基准，即所谓的“自为基准原则” 。第四，为了获得均匀的加工余量和较高的位置精度，可采用“互为基准”的原则。第五，精基准的选择应使定位准确，夹紧可靠。为此，精基准的面积与被加工表面相比，应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。 主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算。本工艺路线的精基准选择如下：粗铣下端面/以上平面及 M16 外围为基准；粗铣 半精铣上端面/以底面及 M16 外围为基准；钻扩两孔 14.5/以底面为基准；攻螺纹孔 M16 孔/以上端面为基准；钻孔 7 孔/以上端面为基准；精绞,精绞孔 14/以 7内孔为基准。4.2零件表面加工方法的选择该零件毛坯包括上下平面及一个 M16 螺纹孔，六个 7 孔六个 14 孔，一个内孔倒角，2材料为 HT150。以公差等级和表面粗糙度要求，参考机械制造技术基础课程设计指南有关资料，其加工方法选择如下。1）端面尺寸精度要求不高，表面粗糙度为 Ra3.2。要求 Ra3.2 的端面粗铣及半精铣即可。 （P129 表 5-16）2）孔 6*7 为未注公差，公差等级按 IT14，表面粗糙度为 Ra6.3，扩孔即可。 （P128表 5-16）3）孔 6*14 为未注公差，公差等级按 IT14，表面粗糙度为 Ra12.5，扩孔即可。 （P128表 5-16）4）内螺纹 M16-7H 公差等级为 7 级，表面粗糙度为 Ra6.3,钻孔及车内螺纹即可。 （P128表 5-15，P130 表 5-21）5）M16H7 内孔边缘 2*45倒角，粗车即可。4.3 制定工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1）工艺路线方案一工序 1 铸造毛坯工序 2 以底面为基准钻扩孔 14.5工序 3 以孔 14.5 为基准半精铣底面工序 4 以底面为基准锪倒角 2X45攻螺纹 M16工序 5 以孔 16 为基准半精铣底面工序 6 以底面为精基准粗铣半精铣上平面工序 7 以上平面为精基准钻扩孔 7工序 8 以 7 中心线为基准钻扩孔 14工序 9 以 14 为基准锪平 14工序 10 去毛刺 清洗工序 11 终检2）工艺路线方案二:工序 1 铸造毛坯3工序 2 以上平面为粗基准粗铣上端面面工序 3 以地面为精基准粗铣 半精铣下端面工序 4 以上平面为精基准钻孔 14工序 5 扩孔 14.5 孔并锪倒角 2X45工序 6 以孔 14.5 中心线为基准攻螺纹 M16工序 7 再以上平面钻钻扩孔 7。工序 8 以孔 7 为基准钻扩孔 14工序 9 以孔 7 为基准锪平 14工序 10 去毛刺 清洗工序 11 终检3）工艺方案比较分析:上述两方案:方案一 是先加工内孔 14.5, 再以 14.5 孔为基准加工底面，然后加工上平面,而方案二 先加工底面,以底面为基准加工各面及 14.5 内孔.由方案一可见 14.5孔为基准加工底面精度易于保证,再以底面为基准加工上平面及孔各面基垂直度要求 ,可保证便于定位加工，符合中批生产要求,而方案二较为合理适合于小批量生产。因此，最后的加工路线确定如下：工序 1 铸造毛坯工序 2 粗铣底面，以上平面为基准工序 3 粗铣 半精铣上端面，以底面为基准工序 4 准钻孔 14，以底面及 26 外围为基准工序 5 扩孔 14.5 孔并锪倒角 2X45 以底面为基准工序 6 以孔 14.5 中心线为基准攻螺纹 M16 工序 7 钻孔 7 ，以上端面为基准 工序 8 以孔 7 为基准钻扩孔 14 工序 9 以孔 7 为基准锪平 14 工序 10 去毛刺清洗工序 11 终检4五工序设计5.1选择加工设备与工艺装备5.1.1选择机床1）工序一铸造毛坯2）工序二是用粗铣，应选卧式铣床，成批生产不要求很高的生产率，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的 X51 型铣床能满足加工要求。 （P152 表 5-74）3）工序三是用粗铣半精铣，应选卧式铣床，成批生产不要求很高的生产率，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的 X51 型铣床能满足加工要求。 （P152 表 5-74）4）工序四，工序五钻孔、扩孔，成批生产不要求很高的生产率，所选机床使用范围较广为宜，故选常用选用 Z3025 摇臂钻床。 （P150 表 5-71）5）工序六攻螺纹 M16 应选卧式镗床，成批生产不要求很高的生产率，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的 T611 卧式镗床能满足加工要求。 （P150 表 5-71）6）工序七、八钻孔。扩孔，故选常用选用 Z3025 摇臂钻床。 （P150 表 5-71）7）工序九锪平，选用 T611 卧式铣镗床能满足加工要求。 （P150 表 5-71）8）工序十、十一，不用机床。5.1.2选择夹具本零件钻削小孔时用专用的分度夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。5.1.3 选择刀具1）铣刀按 P170 表 5-103 选镶齿套式面铣刀。 （GB/T 7954.1-1999）2）钻头按 P156 表 5-84 选用莫氏锥柄麻花钻。 （GB/T 1438.1-1996）3）绞刀按 P165 表 5-96 硬质合金锥柄机用绞刀。(GB/T 4252-1984)4）丝锥按 P166 表 5-97 选用细柄机用和手用丝锥。 （GB/T 3464.1-1994）5）锪钻按 P160 表 5-89 选用直柄锪钻(GB/T 4260-1984)5.1.4 选择量具本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的粗糙度要求，尺寸和形状特点，参考本书 P173 表 5-108，选择如下：1）加工平面经过粗铣及半精铣，粗铣时均为 IT11，半精铣时为 IT9，可选用读数值为0.02，测量范围为 125*0.02 的三用游标卡尺进行测量。2）孔加工分别经过钻，扩钻及精镗和粗铣、半精铣和精铣或钻削。14.5 扩孔时为 IT11，选读数值为 0.01mm，测量范围为 0-25mm 的内径千分尺。孔56*7 钻削时为 IT10，选读数值为 0.01mm，测量范围为 0-10mm 的百分表。孔 6*14 粗铣是为 IT12 选读数值为 0.01mm，测量范围为 10-18mm 的内径百分表和选读数值为 0.01mm，测量范围为 10-18mm 的内径百分表。5.2确定工序尺寸由 P138 表 5-42 得毛坯 钻 扩孔钻 14.5 10.9 13.5 14.5 由 p137 表 5-42 得 14.5 第一次钻为 13.5 扩孔钻 14.5由 P141 表 5-52 得 M16-7H，攻丝得 M16由 p140 表 5-49 得粗铣上表面铣削加工余量为 1.6，公差为+0.5；由 p140 表 5-49 得粗铣下表面铣削加工余量为 1.5，公差为+0.5， 半精铣下表面铣削加工余量为 1.0，公差为+0.3；由 p137 表 5-42 得 7 第一次钻为 6.8 铰 7。六确定切削用量及基本时间6.1工序二切削用量及基本时间的确定6.1.1切削用量 本工序为粗铣上端面，根据表 5-103，选择用一把镶齿套式面铣刀，其参数为：铣刀外径 d0=100mm，铣刀齿数 Z=10。根据 p196 表 5-143 选择铣刀的基本形状。已知铣削宽度 ae=98mm ，粗铣削深度 ap=1.6mm。机床选用 X51 型铣床。1）确定进给量 根据 p197 表 5-146，用硬质合金铣刀在功率为 4.5kw 的 X51 铣床加工时，选择每齿进给量 fz=0.140.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。现取：fz=0.18mm/z2）选择刀具磨顿标准及耐用度 根据表 5-148，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.01.5mm，现取 1.2mm，根据表 5-149铣刀直径 d0=100mm 的硬质合金面铣刀的耐用度 T=180min。3）确定切削速度和工作台每分钟的进给量 确定切削速度 Vc：根据表 5-157 可以查 Vc：由 a p=2mm fz=0.18mm/z，查得6Vc=98mm/min n=322r/min V=490mm/min根据 X51 型立铣床说明书（表 4.2-35）nc=300 r/min Vc=480 mm/min (横向)实际切削速度和齿进给量：V c=d 0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (ncZ) =480 /32210=0.149mm/z6.1.2 基本时间tm = L / f式中 L=210mm 根据表 2-28,对称安装铣刀,入切量及超切量 l1+l2=35 则 L=(210+35)=245mm 故 t=245 /480=0.51min6.2工序三切削用量及基本时间的确定粗铣 半精铣下端面6.2.1 粗铣切削用量 本工序为粗铣下端面，选择用一把镶齿套式面铣刀，其参数为：铣刀外径 d0=100mm，铣刀齿数 Z=10。根据 p196 表 5-143 选择铣刀的基本形状。已知铣削宽度 ae=98mm ，粗铣削深度 ap=1.5mm，半精铣 ap=1.0mm。机床选用 X51 型铣床。1）确定进给量 根据 p197 表 5-146，用硬质合金铣刀在功率为 4.5kw 的 X51 铣床加工时，选择每齿进给量 fz=0.140.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。现取：fz=0.18mm/z2）选择刀具磨顿标准及耐用度 根据表 5-148，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.01.5mm，现取 1.2mm，根据表 5-149铣刀直径 d0=100mm 的硬质合金面铣刀的耐用度 T=180min。3）确定切削速度和工作台每分钟的进给量 确定切削速度 Vc：根据表 5-157 可以查 Vc：由 a p=2mm fz=0.18mm/z，查得Vc=98mm/min n=322r/min V=490mm/min根据 X51 型立铣床说明书（表 4.2-35）nc=300 r/min Vc=480 mm/min (横向)7实际切削速度和齿进给量：V c=d 0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (ncZ) =480 /32210=0.149mm/z4）基本时间t = L / f式中 L=210mm 根据表 2-28,对称安装铣刀,入切量及超切量 l1+l2=35 则 L=(210+35)=245mm 故 t=245 /480=0.51min6.2.2 半精铣切削用量1）选择刀具：此部分为半精铣下端面，选择用一把镶齿套式面铣刀，铣刀外径 d0=100mm，铣刀齿数Z=102）确定铣削深度 ap：由于单边加工余量 Z=1，故一次走刀内切完，则：a p=1 mm3）确定每齿进给量 fz:由表 5-146，用硬质合金铣刀在功率为 4.5kw 的 X51 铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z，半精铣取较小的值。现取：fz=0.14mm/z4）选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据表 5-148，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.01.5mm，现取 1.2mm，根根据表 5-149，铣刀直径 d0=100mm 的硬质合金面铣刀的耐用度 T=180min。5）确定切削速度 vc：根据,5-157 可以查 vc：由 a p1.5mm z=0.14mm/z，查得：vc=110mm/min n=392r/min v=394mm/min根据 X51 型立铣床说明书（表 4.2-35）nc=380 r/min Vc=400 mm/min (横向)实际切削速度和每齿进给量： =3.14100380 / 1000 =120 m/min 10/ndvcFzc=fc / (ncZ) =400 / 38010=0.105mm/z6）计算基本工时t = L / f式中 L=210mm 根据表 3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量 l1+l2=35 则 L=(210+35)8=245mm 故 t=245/400=0.612min6.3工序四切削用量及基本时间的确定1）选择钻头钻头按 P156 表 5-84 选用高速钢莫氏锥柄麻花钻。 （GB/T 1438.1-1996） 查表 d 0=142）按加工要求决定进给量: 进给量 f （1）根据表 5-127 d0=14mm f=0.370.53mm/r由于 L/d=14/14=1 故应乘以孔深修正系数 kcf=1 f= 0.370.53mm/r（2）按钻头强度决定进给量根据表 5-133 当 HBS=200 d0=14mm 钻头强度允许的进给量 f=1.7mm/r（3）从以上两个进给量比较可看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为 f=0.370.53mm/r根据 Z3025 钻床,选择 f=0.5 mm/r 决定钻头磨纯标准及寿命 由表 5-130 当 d0=14 时,钻头后刀面最大磨损量取为 0.6mm,寿命 T=60min切削进度由 p191 表 5-133 暂定 f=0.5mm/r，v=13mm/min主轴转速： 295 rminDvn/10由 P147 表 5-63 得与 295rmin 相近的转速有 250rmin 和 315rmin，取 315 rmin。则实际切削速度：v 实 =9.89mmin10/rn3）计算基本工时t =L / nfL=L+l1+l2,L=14 mm 入切量及超切量由工艺手册表 5-12 查出 l1+l2=5.8mmt =L / nf=(14+5.8) / (3150.5)=0.13min6.4 工序五的加工用量和加工时间6.4.1 扩孔1）选择钻头选择扩刀 选择高速钢扩孔钻 d0=14.5mm92）确定切削用量进给量 f （1）按加工要求决定进给量: 根据表 5-128 d0=14.5mm f=0.70.9mm/r由于 L/d=14/14.5=0.96 故应乘以孔深修正系数 kcf=1 f=0.70.9mm/r（2）按钻头强度决定进给量根据表 5-133 当 HBS=200 d0=14.5mm 钻头强度允许的进给量 f=1.7mm/r（3）从以上两个进给量比较可看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为 f=0.70.9mm/r根据 Z3025 钻床,选择 f=0.63 mm/r 决定钻头磨纯标准及寿命 由表 5-130 当 d0=14.5 时,钻头后刀面最大磨损量取为 0.6mm,寿命 T=60min切削进度由 p191 表 5-133 暂定 f=0.63mm/r，v=13mm/min主轴转速：n=1000V c /d 0285 rmin由 P147 表 5-63 得与 285rmin 相近的转速有 250rmin 和 315rmin，取 315 rmin。则实际切削速度：v 实 =315*3.14*14.5/1000=14.5mmin10/dn3）计算基本工时t =L/nfL=L+l1+l2,L=14 mm 入切量及超切量由工艺手册表 5-12 查出 l1+l2=5.8mmt =L/nf=(14+5.8) / (3150.5)=0.13min6.4.2 切削用量及基本时间的确定 本工序 M16 内孔 2x45倒角，由表 5-55 选用卧式车床 C620-1。由于最后的切削宽度很大，故按成形车削制订进给量。根据手册机车床取 F=0.08mm/r （P144 表 5-57）当采用高速钢车刀时，根据金属加工工艺手册 ，确定切削速度 V=16m/min切削速度为 n=16.8r/min切削工时 L=2mm =1.4nfLT/106.5工序六切削用量及基本时间的确定 攻螺纹孔 M16 由表 5-142 切削速度 v=15.5 m/min fs=0.15mm/r按机床选取 nw=195r/min 则 v=4.9 m/min f w=0.15mm/r基本工时:L=14mm l 1=3mm l2=3mm 攻 M16 孔t=(L+l2+l1)/nf=(14+3+3)/195=0.1min6.6 工序七切削用量及基本时间的确定6.6.1.钻孔 6.81）钻头按 P156 表 5-84 选用高速钢莫氏锥柄麻花钻（GB/T 1438.1-1996） 查表 d0=6.82）选择切削用量（1）按加工要求决定进给量根据表 5-133 当加工要求为 H12HB 精度铸铁硬度 HBS200d0=6.8mm 时 f=0.360.44 mm/r由于 P189 修正系数表 L/d=14.8/6.8=2.1根据 P189 修正系数表 所以应乘以修正孔系数 kcf=1 则f =(0.360.44) 1=0.340.42 mm/r 由钻床 Z3025 手册取 f=0.4mm/r（2）决定钻头磨纯标准及寿命由表 5-130 ,当 d0=6.8 时,钻头后刀面最大磨损量取为 0.6mm 寿命 T=35min（3）决定切削速度由表 5-131 硬度 HBS200219 d 020mm c=22 m/minn=1000Vc /d 0=100022/(3.1420)=350 r/min由钻床说明手册选取 n=400 r/min3）计算工时t =L / nf=( L+l1+l2)/ nf=(10+4.6)/4000.4=0.1min七孔 t=70.7=0.7 min6.6.2 扩 7 孔1）钻头按 P156 表 5-84 选用高速钢莫氏锥柄麻花钻（GB/T 1438.1-1996） 查表 d 0=72）选择切削用量(1)按加工要求决定进给量11根据表 5-133 当加工要求为 H12HB 精度铸铁硬度 HBS200d0=7mm 时 f=0.360.44 mm/r由于 P189 修正系数表 L/d=14.8/7=2.1根据 P189 修正系数表 所以应乘以修正孔系数 kcf=1 则f =(0.360.44) 1=0.340.42 mm/r 由钻床 Z3025 手册取 f=0.4mm/r(2)决定钻头磨纯标准及寿命由表 5-13