3042_课程设计-套筒零件加工工艺及钻孔夹具设计1

IT8
1.6
◎ Φ 0.04 A
表面
长 20 的 外 Φ132
IT12
12.5
表面
两 外 表 面 的 20
IT10
3.2
过渡面
长 49 的 凹 Φ85
IT12
12.5
表面
空刀槽
Φ 93
IT12
12.5
外表面窄槽 16
IT12
12.5
两个Φ10 的 Φ40
IT12
12.5
孔
两个边长 36 36
IT12
三 审查套筒的工艺性
由 于 工 件 内 表 面 和 内 外 表 面 的 同 周 度 要 求 较 高 ，所 以 应 采 取 互 为 基准的原则。在一次安装中加工内外圆表面与端面。这种工艺方案由 于消除了安装误差对加工精度的影响，因而能保证较高的相互位置精 度。在这种情况下，影响零件内外圆表面间的同轴度和孔轴线与端面 的垂直度的主要因素是机床精度。但是此零件初主要工作表面外其余 表面的加工精度要求都比较低不需要高精度机床加工，而主要表面的 加工精度相对要求较高但也可以在正常的生产条件下，采用较低的经 济方法保质保量的生产出来。因此该零件的工艺性较好。
12.5
粗车
表 1-6
表面
两 外 表 面 的 IT10
3.2
粗 车 - 半 表 1-8
过渡面
精车
长 49 的 凹 IT12
表面
空刀槽
IT12
宽 40 的 内 IT11
槽
两个Φ10 的 IT12
孔
两个边长 36 IT12
的方孔
两个Φ40 的 IT12
孔
M8 盲孔
M6 盲孔
外表面窄槽 IT12
12.5
12.5
的方孔
两个Φ40 的 Φ40
IT12
12.5
孔
M8 盲孔 M6 盲孔
M8 深 10 M6 深 8
宽 40 的 内 40 槽
· 孔的技术要求
IT12
6.3 6.3
12.5
孔是套筒类零件起支承或导向作用的最主要表面。孔的直径尺寸 公 差 等 级 为 IT7 为 了 保 证 零 件 的 功 用 和 提 高 其 耐 磨 性 ，孔 的 表 面 粗 糙 度 值为 Ra1.6μm。
(2)粗 铰 工 步
1、 背 吃 刀 量 的 确 定 ap=0.16mm 2、 进 给 量 的 确 定 由 表 5-31,选取 该工 步的 每转进 给量 f=0.4mm/r 3、 切 削 速 度 的 计 算 由表 5-31,按 工件 材料为 45 的条 件选取 ,切削 速度 v 可取为 2m/min. 由 公 式 (5-1)n=1000v/π d 可求 得该 工 序铰 刀转 速 n=80r/min 参 照表 4-9 所 列 Z525 型立 式钻 床的 主轴转速,取 转速 n=97r/min.再 将此转速 带 入 公 式 (5-1),可求 出 该 工序的 实 际钻削速 度 v=nπ d/1000=97r/min ×π ×7.96mm/1000=2.4m/min.
5、 锻 件 分 模 线 形 状
根据该套筒的形位特点，选宽度方向的对称面为分模面，属于平直分 模线。
6、 零 件 的 表 面 粗 糙 度
加工表面的粗糙度均大于等于 1.6um.
根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所
得结果列于下表中
锻 件 质 量 包 容 体 重 量 形 状 复 杂 系 材质系数
Ra(um)
案
套筒左端面 IT12
12.5
粗车
表 1-8
套筒右端面 IT12
12.5
粗车
表 1-8
深 8 的凹槽 IT9
3.2
粗 扩 - 精 表 1-7
扩
内孔表面 IT7
1.6
粗 扩 - 精 表 1-7
扩 -绞
长 270 的外 IT7
1.6
粗 车 - 半 表 1-6
表面
精 车 -精
车
长 20 的 外 IT12
内 孔 径 60 3.0
3.6+2.4 -1.2
表 2-10 表 2-14
外 表 面 95
2.3~3.0 取 3.0
4.0+2.7 -1.3
表 2-10 表 2-13
外 表 面 132
2.3~3.0 取 3.0
4.5+3.0 -1.5
表 2-10 表 2-13
三 绘制套筒锻造毛坯简图
6 -M8-6H深 10 空深 12均布
的方孔
16
钻 两 个 Φ 40 的 四面组合钻床 麻花钻
孔
17
铣 外表 面窄 槽 立 式铣 床 X5012 立 铣刀
18
M6 盲孔
数控机床
丝锥
19
M8 盲孔
四面组合钻床 麻花钻,铰刀
四 加工余量、工序尺寸和公差的确定
工序 19-钻-粗铰-精铰 m8 盲孔的加工余量、工序尺寸和公差
的确定
查 表 2-28 得 ,精 铰 余 量 Z 精 铰=0.04mm;粗 铰 余量 Z 粗 铰 =0.16mm, 钻 孔 余 量 Z 钻 =7.8mm.查 表 1-20 可 依 次确定 各 工 序尺 寸 的加 工等 级 为 ,精 铰 ,IT7;粗 铰 ,IT10;钻:IT12.根据上述 结 果,再 查 标准 公 差表 可 确 定 各 工 步 的 公 差 值 分 别 为 ,精 铰 :0.015mm;粗 铰 :0.058mm; 钻 :0.15mm.
· 外圆表面的技术要求
外圆是套筒类零件的支承面，常以过盈配合或过渡配合与孔相连 接 。外 径尺 寸公 差等 级通 常 取 IT7 ，表面 粗糙 度值 为 Ra3.2μm 。
· 孔与外圆的同轴度要求
套筒 内外 圆间 的同 轴度要求较高 ，为 Φ 0.04mm 。
总上所述 各项技术要求制定的较合理，符合也满足该零件的功 用。
六 确定工艺路线
工艺路线图如下
工序号
工序名称
机床设备
1
扩 内 孔 作 为 基 四面组合钻床
准
2
校正
钳工台
刀具 麻花钻
手锤
3.
车长 270 的外 表 数 控机床
900 车刀
面
4
车 长 20 的外 表 数 控机床
900 车刀
面
5
车空刀槽
数控机床
车槽刀
6
车长 49 的凹面 数控机床
车槽刀
7
车两端面
数控机床
四 确定套筒的生产类型
N=5000 件/年，m=8.0 千克 查表 1-3 ，1-4 可知该套筒的生产零件为情形零件大批生产
二 确定毛坯、绘制毛坯简图
一、选择毛坯
选 45 号 钢 做 套 筒 ，以 离 心 铸 造 法 在 钢 内 壁 上 浇 注 巴 氏 合 金 轴 承 合 金材料，既可节省有色金属，又能提高轴承的寿命。 45 刚 的可锻性 好，因 此可 用锻 造的 方法 因为 是成批生 产，采 用模锻 的方法生产锻件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工 余量小等优点。毛坯的拔魔亵渎为 5 度。
（ 1） 遵 循 先 基 准 后 其 它 的 原 则 ， 先 加 工 内 孔 。 （ 2） 遵 循 先 粗 后 精 的 原 则 ， 先 安 排 粗 加 工 工 序 再 安 排 精 加 工 工 序 。
（ 3） 遵 循 先 主 后 次 的 原 则 ， 先 加 工 内 孔 和 外 表 面 再 加 工 其 他 的 孔 。 2.热 处 理 工 序
四 工序的集中与分散
本零件选择工序集中的原则安排加工工序，该零件的生产类型为 大批生产，可以采用万能机床配以专用夹具，来提高生产率。而且用 工序集中的原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且 可以在一次装夹中完成多表面的加工，有利于保证各表面之间的相对 位置和精度要求。
五 工序顺序的安排
1.机 械 加 工 工 序
三 拟定套筒的工艺路线
一 定位基准的选择
定位基准有粗基准和精基准之分，先确定精基准，再确定粗基准。 1、 精 基 准 的 选 择
套筒的内空和外圆表面要求较高的位置要求，因此应该用互为基 准的原则，先以孔为基准加工外表面，在以外表面加工孔。为了提高 套筒的精度，利用基准统一的原则，即利用孔和外表面一次定位，尽 量加工较多的表面。
五 切削用量的计算
(1)钻 孔 工 步
1、 背 吃 刀 量 的 确 定 ap=7.8mm 2、 进 给 量 的 确 定 由 表 5-22,选取 该工 步的 每转进 给量 f=0.1mm/r 3、 切 削 速 度 的 计 算 由 表 5-22,按 工 件 材 料 为 45 的 条 件 选 取 ,切 削 速 度 v 可 取 为 22m/min. 由 公 式 (5-1)n=1000v/ π d 可 求 得 该 工 序 钻 头 转 速 n=897.6r/min 参照表 4-9 所 列 Z525 型立 式钻 床的 主轴转速,取转 速 n=960r/min.再 将 此 转 速 带 入 公 式 (5-1),可 求 出 该 工 序 的 实 际 钻 削 速 度 v=nπd/1000=960r/min×π ×7.8mm/1000=23.5m/min.
公差等级
/kg
/kg
数
11.0
34.1
S4
M1
普通级
ห้องสมุดไป่ตู้
项 目 /mm
机 械 加 工 余 量 /mm
尺 寸 公 差 备注
/mm
长 294
2.3~3.0 两 端面都取 2.5
5.0+3.3 -1.7
表 2-10 表 2-13
长 20
2.3~3.0 两 端面都取 2.5
3.2+2.1 -1.1
表 2-10 表 2-13
二 套筒的技术要求
该零件的技术要求表
加工表面 尺 寸 及 偏 公 差 及 精 表 面 粗 糙 形位公差
差 (mm)
度等级
度 Ra(um) (mm)
套筒左端面 Φ95
IT12
12.5
套筒右端面 Φ132
IT12
12.5
深 8 的凹槽 Φ95
IT9
3.2
内孔表面 Φ60
IT7
1.6
长 270 的外 Φ95
12.5 12.5
12.5
12.5
12.5
6.3 6.3 12.5
三 加工精度的划分
粗车
表 1-6
粗车 粗车
表 1-6 表 1-6
钻
表 1-7
钻
表 1-7
钻
表 1-7
车螺纹 车螺纹 铣车
表 1-10 表 1-10 表 1-8
加工阶段划分分粗加工、半精加工和精加工三个阶段。粗加工阶 段高效的切除各加工表面上包括孔和外表面上的各部分余量，半精加 工加工出除精度要求不高的表面，并为精加工做准备。精加工阶段完 成内孔和外表面的加工，使其满足精度要求和同轴度要求。
二、毛坯的尺寸公差和机械加工余量
1、 公 差 等 级
有套筒的公用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。 2、 锻 件 质 量
已知机械加工后套筒的重量为 8.0 千克，由此可初步估计机械加 工前锻件毛坯的重量为 11 千克。
3、 锻 件 形 状 复 杂 系 数
对套筒零件图进行分析计算，可大致确定锻件外轮廓包容体的直 径 和高 度， 即 d=137 mm,h=299mm,由 公式 2-3 和 2-5 可 计算出该 套筒 锻件的形状复杂系数
一 套筒的工艺分析及生产类型的确定
一 套筒类零件的功用
套筒类零件是指在空心回转体零件中的空心薄壁件，是机械加工 中 常 用 的 一 类 零 件 ，在 各 种 机 器 类 应 用 广 泛 ，主 要 起 支 撑 和 导 向 作 用 ， 常与运动轴主轴活塞滑阀相配合。有些套筒的端面与凸圆端有定位和 承受载荷的作用。它的应用范围很广。如支承旋转轴的各种形式的滑 动轴承、夹具上引导刀具的导向套、内燃机气缸套、液压系统中的液 压缸以及一般用途的套筒。由于其功用不同，套筒类零件的结构和尺 寸 有 着 很 大 的 差 别 ，但 其 结 构 上 仍 有 共 同 点 ，零 件 长 度 一 般 大 于 直 径 ， 零件壁的厚度较薄且易变形；零件的主要表面为同轴度要求较高的内 外圆表面。
S=mt/mN =11/(π XdXdXhXρ /4)=11/(3.14X138X138X299X7.8/4)=0.32
由 于 t/d<0.2 所以 形状 复杂系 数属 于 S4 级 4、 锻 件 的 材 质 系 数
由 于该 套筒 材料 为 45 钢， 是碳 的质 量分数 小于 0.65%的 碳素钢， 故该锻件的材质系数属于 M1 级
2、 粗 基 准 的 选 择
为保证孔的加工精度保证各表面有足够的加工余量，先选择外表 面作为粗基准。来加工内孔等，为后面的工序准备好精基准。
二表面加工方法的确定
根据套筒零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加
工各表面的加工方法，如下表
加工表面 公 差 及 精 表面粗糙度 加 工 方 备注
度等级
套筒表面进行渗碳淬火、表面淬火、调质、高温时效等热处理以 满足套筒零件的功能要求。
3 辅助工序
粗加工后进行校直工序，在半精加工后进行去毛刺和中间检验工 序，精加工后进行去毛刺清洗和终检工序。
综上述总工序是：基准加工——主要表面粗加工——主要表面的 精加工和一些次要表面加工——热处理——主要表面精加工。
900 车刀
8
车 外 表 面 过 渡 数控机床
900 车刀
面
9
精车内孔
四面组合钻床 扩孔刀和绞刀
10
宽 40 的内槽
数控机床
内沟槽车刀
11
车深 8 的凹槽 深 8 的凹槽
内沟槽车刀
12
去毛刺
钳工台
平锉
13
中检
14
钻 两 个 Φ 10 的 四面组合钻床 麻花钻
孔
15
钻 两 个 边 长 36 四面组合钻床 麻花钻