K382-泵體鑄造及加工工藝設計參考素材

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切削工藝設計說明書 課 程 名 稱 ： 切削工藝課程設計 目錄 一、 計算產品數(shù)量N、確定生產類型…………………………………………3 二、 工藝審核……………………………………………………………………3 三、 機械加工工藝設計…………………………………………………………4 四、 確定機械加工余量…………………………………………………………5 五、 綜合分析審查………………………………………………………………8 六、 課程總結……………………………………………………………………8 七、 參考文獻…………………………………………………………………… 一、 計算產品數(shù)量N、確定生產類型 生產的零件為泵體，根據(jù)下面的公式計算可得生產數(shù)量為11件，屬于單件小批量生產，采用鑄造后加工的方法得到產品。 N = Q n ( 1 + A% + B% ) (臺 / 年） Q ：產品的年產量 (臺 / 年）； n ：每臺產品中，該零件的數(shù)量 （件）； A ：備品率 （5 — 10 %） B ：廢品率 （<= 1 %） n=1, A=5%, B=1% ,Q=10, N=10.6, 取整N=11 二、工藝審核 1. 圖樣審核 零件圖中給出5個視圖，分別為主視圖，左視圖，俯視圖，仰視圖以及局部剖視圖，局部剖視圖給出了泵體內部的結構，表達清楚。見下圖圖1 各個圖中尺寸公差粗糙度（已改為最新標準表示）以及技術要求明確。所包含的信息基本完整。 圖1 泵體是一個結構較復雜的零件，要求材料易成型，切削性能好，同時要求強度要高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵材料HT200，鑄鐵材料是最常見的材料，其優(yōu)點是：容易成型，切削性能好，價格低廉，且吸振性好。為了得到較好的強度和表面硬度，可在加工過程中進行調質處理，淬火，同時為了消除內應力對工件的影響，可進行適當?shù)娜斯r效處理。根據(jù)零件圖和鑄造工藝圖，做出鑄模，進行鑄造，結合零件和經濟的考慮，用砂型鑄造的方法。 2. 零件的結構工藝性 （1）成型工藝的結構工藝性 零件所用材料為HT200，屬于單件小批量生產，通過鑄造獲得毛坯，零件中的?50、 ?30、?54、?42的孔需鑄出，其他的孔例如M6、M10、M14、?7、?14、?15、?22等孔均需要機加工。 零件的技術要求如下表： 加工表面 偏差（mm） 公差及精度等級 粗糙度Ra（μm） 形位公差 零件的下端面（C） IT11 6.3 1×45°倒角 IT10 6.3 Φ14深5和Φ22深3的孔 IT11 6.3 上端面凸臺上表面 IT8 3.2 零件左側表面 IT8 3.2 內腔凸臺上表面 IT8 3.2 底座用于固定位置的孔內壁 IT8 2.5 Φ30孔內壁 +0.021 0 IT8 1.6 Φ42孔軸線 +0.025 0 IT8 1.6 Φ50孔軸線 +0.025 0 IT8 1.6 Φ30孔軸線 +0.021 0 IT8 1.6 Φ6孔 IT6 0.8 （2）切削工藝的結構工工藝性 零件中除去上表面的左側平面和右側面，其他表面均需要機加工。由于工件為箱體類零件平面的加工個方式選擇銑床銑平面；主要用平口虎鉗裝夾，孔的加工方式選擇鏜刀，并且在同一道工序中完成，保證同軸度要求。見圖2，圖3 （3）裝配工藝的結構工藝 裝配工藝的結構工藝性是指在滿足使用情況的前提下，使裝配工藝的簡易型和經濟性達到最佳，便于裝配，便于拆卸，以及合理的基準面，為此，選擇底平面是主要的設計基準和加工基準。 圖2 圖2 三、 機械加工工藝設計 1、零件表面加工方法的選擇 該零件總的加工件數(shù)為11件，屬于單件小批量生產，零件材料為鑄鐵。鑄鐵（HT200）切削性能好，價格低廉，抗振性和耐磨性也較好，且零件尺寸較小，形狀簡單，故不用特意制作夾具和刀具，采用通用設備進行加工即可。在裝卡過程中，采用直接裝卡找正。 孔的加工有兩種選擇，一是選擇用鉆孔，擴孔，鉸孔；二是用鏜孔進行加工，鏜孔主要是針對已有的孔。?50、 ?30、?54、?42是鑄造出來，其表面粗糙度都為Ra1.6，宜采用鏜床進行精鏜加工。 泵體底面的表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑、半精銑和精銑。對于平面的加工，還可以選擇刨削加工。但是刨削的刨刀實際參加切削的切削刃長度有限，一個表面往往要經過多次行程才能生產出來，基本工藝時間長。刨刀返回行程不進行切削，增加了輔助時間，故刨削適合于狹長平面加工。銑刀是多齒刀具，銑削時有幾個刀齒同時在工作，并且銑削的切削刃較長；銑削的主運動是銑刀的旋轉，有利于高速銑削。泵體的加工的平面不屬于狹長平面，銑削的生產率比刨削高。故選擇用銑削進行加工。對于銑削加工，有周銑和端銑兩種。周銑是指利用分布在銑刀圓柱面上的切削刃來形成平面（或表面）的銑削方法。端銑是指利用分布在銑刀端面上的端面切削刃來形成平面的銑削方法。端銑與周銑相比，其優(yōu)點是：刀軸比較短，銑刀直徑比較大，工作時同時參加切削的刀齒較多，銑削時較平穩(wěn)，銑削用量可適當增大，切削刃磨損較慢，能一次銑出較寬的平面。故選擇端銑。 2、定位基準的選擇 2.1 粗基準的選擇 粗基準的選擇有以下幾個原則： 1保證互相位置要求原則； 2 余量均勻分布原則； 3 便于工件裝夾原則； 4 粗基準在一個定位方向上只允許使用一次； 由以上原則，根據(jù)“便于裝夾原則”可選擇上端面為定位粗基準。 2.2精基準的選擇 定位精基準有以下幾個原則： 1 “基準重合”原則 2 “基準統(tǒng)一”原則 3 “互為基準”原則 4 “自為基準”原則 由以上原則，根據(jù)“基準統(tǒng)一原則”和“基準重合原則”可選擇下底面為定位精基準。 2.3工件安裝方式 由于工件為箱體類零件，則主要在銑床上加工，主要用平口虎鉗裝夾。 鏜孔時，則在鏜床上裝夾；攻螺紋時，在平口虎鉗上裝夾。 3、制定工藝路線 3.1擬定加工順序 3.1.1三先三后原則： A、先基準后其他 B、先粗后精 C、 先主后次 3.1.2加工階段的劃分 零件的加工可以分為粗加工,半精加工,精加工三個階段。 1）粗加工階段：其任務是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，包括去鑄造毛邊、粗銑端面、倒角、鉆孔。 2）半精加工階段：其目的是使主要表面達到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備，如?50、 ?30、?42孔等。 3）精加工階段：其目的是使零件表面達到規(guī)定的尺寸精度。 3.2選擇機床 單件小批生產 成批生產 大量生產 機床設備 通用設備 通用和部分專用設備 廣泛使用高效率專用設備 夾具 很少用專用夾具 廣泛使用專用夾具 廣泛使用高效率專用夾具 刀具和量具 一般刀具和通用量具 部分地采用專用刀具和量具 高效率專用刀具和量具 毛坯 自由鍛 部分采用金屬模鑄造和模鍛 機器造型、壓力鑄造、模鍛、滾鍛 表1 該零件的平面用銑床銑削。所以選擇用普通萬能銑床，鑄造出來的孔用鏜床進行半精加工和精加工，較小的孔采用臥式車床和臺式鉆床加工。 3.3選擇夾具 該軸小批量生產，采用通用手動夾具即可，能夠充分發(fā)揮機床的技術性能。車削工序四爪卡盤；鏜削用四爪卡盤，銑削用平口虎鉗裝夾。 表2 工藝路線匯總表 序號 工序名稱 定位基準 裝夾方式 工具 1 鑄造 2 清砂 3 人工時效處理 4 涂紅色防銹底漆 5 立體劃線 下底面 劃針，劃規(guī)，直尺，樣沖，劃線盤（高度游標尺），V型鐵和直角尺等 6 粗銑、半精銑零件的下底面 側面的不加工面及泵體上表面 平口虎鉗裝夾 萬能銑床 7 粗銑、半精銑、精銑零件左側表面 下底面及上表面的不加工面 平口虎鉗裝夾 萬能銑床 8 粗銑、半精銑、精銑上端面凸臺上表面、內腔凸臺上表面、 下底面、左側表面及側面的不加工面 平口虎鉗裝夾 萬能銑床 9 粗鏜、半精鏜、精鏜Φ30孔Φ42孔、Φ50孔 下底面及側面的不加工面 鏜床裝夾（四爪卡盤） 鏜床 10 粗車、半精車Φ14深5、Φ22深3的孔和Φ50孔上端倒角1×45° 下底面及側面的不加工面 平口虎鉗裝夾 車床 12 鉆孔Φ6、M10×1-7H、M14×15-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18 下底面、上端面及側面的不加工面 平口虎鉗裝夾 臺式鉆床 13 精鉸孔Φ6 下底面，左側表面 平口虎鉗裝夾 臺式鉆床 11 攻螺紋得到M10×1-7H、M14×15-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18 下底面、上端面及側面的不加工面 平口虎鉗裝夾 絲錐 13 去毛刺、檢驗、打標志 14 入庫 4、確定機械加工余量 該零件為單件小批量生產，采用的材料為灰鑄鐵，所以可以采用查表的方法來確定加工余量 查《機械加工工藝手冊》，該鑄件的尺寸公差等級CT為10-13級，加工余量等級MA為G級。故取CT為13級，MA為G級。 查《機械加工工藝手冊》，用查表法確定各表面的總余量如表所示。 加工表面 基本尺寸 （mm） 加工余 量等級 加工余量數(shù)值（mm） 說明 零件的下端面 距底座上表面11 H 3.5 單側加工 零件左側表面 距最近平行表面5 G 3.5 單側加工 上端面凸臺上表面 距下端面62 H 4 單側加工 內腔凸臺上表面 距下端面14 G 3.5 單側加工 Φ30孔 Φ30 H 3.5 雙側加工 Φ42孔 Φ42 H 3.5 雙側加工 Φ50孔 Φ50 H 3.5 雙側加工 經查表總的加工余量已在圖紙中標出，各道工序的加工余量如下： 工序 工序名稱 工序內容 工序余量 1 鑄造 0 2 熱處理 退火，改善切削工藝 0 3 劃線 確定加工余量 0 4 粗銑 粗銑零件的下底面，以此作為粗基準 2.5 5 半精銑 銑底平面至粗糙度為6.3 1 6 粗銑 以下底面作為精基準，粗銑零件左側表面 2 7 半精銑 以下底面為基準，半精銑零件左側表面 1 8 精銑 精銑左側表面至粗糙度為3.2 0.5 9 粗銑 以下底面、左側表面及右側面的不加工面作為基準，粗銑上端面凸臺上表面、內腔凸臺上表面 2.5 10 半精銑 半精銑上端面凸臺上表面、內腔凸臺上表面 1 11 精銑 精銑上端面凸臺上表面、內腔凸臺上表面至粗糙度為3.2 0.5 12 粗鏜 粗鏜Φ30孔Φ42孔、Φ50孔 2 13 半精鏜 半精鏜Φ30孔Φ42孔、Φ50孔 1 14 精鏜 精鏜Φ30孔Φ42孔、Φ50孔至粗糙度為1.6 0.5 15 粗車 粗車Φ14深5、Φ22深3的孔和Φ50孔上端倒角1×45° 2．5 16 半精車 半精車Φ14深5、Φ22深3的孔和Φ50孔上端倒角1×45° 1 17 鉆孔 以下底面、上端面為精基準，以側面的不加工面為粗基準，鉆孔Φ6、M10×1-7H、M14×15-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18 18 精鉸 以下底面，左側表面為精基準，精鉸孔Φ6 0.1 19 攻絲 攻螺紋得到M10×1-7H、M14×15-7H、M6-7H深8孔 20 檢驗測量 21 入庫 5.繪制工序簡圖 首先加工底平面，以此作為基準加工其他表面，以泵體上表面為粗基準，加工精度為6.3，加工方式為銑平面,工件采用平口虎鉗夾緊。 銑零件左側表面，加工精度為3.2，以下底面為精基準，采用平口虎鉗夾緊工件。 銑上端面凸臺上表面、內腔凸臺上表面、加工精度為3.2，以下底面為精基準，采用平口虎鉗夾緊工件。 鏜Φ30孔、Φ42孔、Φ50孔，同時加工兩個孔，以保證同軸度的要求，以下底面為精基準，鏜Φ42孔、Φ50孔、30孔，加工精度都為1.6，采用平口虎鉗夾緊工件。 車Φ14深5、Φ22深3的孔和Φ50孔上端倒角1×45°。以下底面為精基準，車Φ14深5和Φ50孔上端倒角1×45°，以下底面為精基準，車Φ14深5，采用平口虎鉗夾緊工件。 鉆孔Φ6、M10×1-7H、M14×15-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18，以下底面為精基準，采用平口虎鉗夾緊工件 精鉸孔Φ6，以下底面為精基準，采用平口虎鉗夾緊工件，加工精度為0.8。 最后攻螺紋得到M10×1-7H、M14×15-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18。 五、 綜合分析、審查 該零件屬于單件小批量生產，尺寸較小，采用整模造型，均在一個砂箱內，精度較高。澆注系統(tǒng)采用中注式，獲得毛坯后進行熱處理，以方便切削。所用材料為HT200，熱處理可以改善金屬切削工藝，切屑完成之后可再熱處理改善材料的性能，加強零件的可用性。按三先三后原則設計工藝路線，查表獲得各個表面加工余量，用普通機床加工，最后獲得合格產品。 六、 課程總結 這次課程設計，通過查閱各種資料，讓我增進了機械加工過程的相關知識，同時提高了繪圖操作能力，也進一步了解切削工藝方面的專業(yè)知識，同時讓我明白理論與實際相結合的重要性。這次課程設計為我接下來的生產實習鋪墊了理論知識基礎。溫故而知新，經?；仡櫼郧暗闹R會有深刻的理解，將所學知識用于實踐才能學活，學深。 七、 參考文獻 【1】 張世昌，李旦. 機械制造技術基礎【M】.北京：高等教育出版社，2007. 【2】 楊慧智. 工藝材料及成形工藝基礎. 第三版【M】.北京：機械工業(yè)出版社，2006. 【3】 張萬昌. 工程材料及機械制造基礎（II）—熱加工工藝基礎【M】. 北京：高等教育出版社，1995. 【4】 楊慧智. 工程材料及成型工藝基礎【M】. 北京：機械工業(yè)出版社，2006. 【5】 李洪. 機械加工工藝手冊【M】. 北京：北京出版社，1990 15