一 零件的分析
(一)零件的作用
上紧定螺丝,以达到内圈周向、轴向固定的目的 但因为内圈内孔是间隙配合,一般只用于轻载、无冲击的场合。
(二)零件的工艺分析
该零件为轴承支架,安装轴承,形状一般,精度要求并不高,零件的主要技术要求分析如下:(参阅附图1)
(1)由零件图可知,零件的底座底面、内孔、端面有粗糙度要求,其余的表面精度要求并不高,也就是说其余的表面不需要加工,只需按照铸造时的精度即可。底座底面的精度为Ra1.6、内孔、端面及内孔的精度要求为6.3、1.6、3.2等。轴承座在工作时,静力平衡。
(2)铸件要求不能有砂眼、疏松等缺陷,以保证零件的强度、硬度及疲劳度,在静力的作用下,不至于发生意外事故。
二 确定生产类型
已知此轴承座零件的生产纲领为1000件/年,零件的质量不足100Kg,查《机械制造工艺与夹具》第7页表1.1-3,可确定该轴承座生产类型为小批生产,所以初步确定工艺安排为:加工过程划分阶段;工序适当集中;加工设备以通用设备为主,采用专用工装。
三 确定毛坯
(1)确定毛坏种类
零件材料为HT200,考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为小批生产,故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-9。这对提高生产率,保证产品质量有帮助。此外为消除残余应力还应安排人工时效。
(2)绘制铸造件零件图
四 工艺规程的设计
(一)定位基准的选择
根据零件图纸及零件的使用情况分析,知Φ62H6的孔,轴承端面、底面、Φ17 及Φ12的孔等均需正确定位才能保证。故对基准的选择应予以分析。
(1)粗基准的选择
按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置要求,应选择不加工表面为粗基准。根据零件图所示,故应选轴承底座下表面为粗基准,以此加工轴承底座底面以及其它表面。
(2 )精基准的选择
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以粗加工后的底面为主要的定位精基准,即以轴承座的下底面为精基准。
(二) 工艺路线的拟定
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:
方案:
工序一:粗铣、精铣轴承座的下底面。以轴承座的底座的上表面为定位粗基准,采用X6132卧式铣床加工。
工序二:粗铣20*20正方形的端面,以轴承座的下底面为基准,使用X6132卧式万能铣床进行加工。
工序三:粗铣、精铣Ф100前后两个端面。
工序四粗镗及半精镗Ф43、56、63内孔孔, 以内孔轴线为基准,采用镗床专用夹具。
工序五:钻、扩Ф12的孔,钻、扩Ф17的孔。采用Z525立式钻床加专用夹具
工序六: 攻螺纹孔M6、M8。
工序七:倒圆角、去毛刺。
工艺方案分析 :在第四道工序内容多,工序集中,操作方便。
根据工序方案制定出详细的工序划分如下所示:
毛坯为精铸件,清理后,退火处理,以消除铸件的内应力及改善机械加工性能,在毛坯车间铣削去浇冒口,达到毛坯的技术要求,然后送到机械加工车间来加工。
根据此工序安排,编出机械加工工艺过程卡及工序卡片。见附表10:机械加工工艺过程卡;附表20~80;机械加工工序卡。
(三),机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。
1 .毛坯尺寸的确定,画毛坯图。
轴承座其材料为HT200。由于产品的精度要求不高,生产纲领为中批生产,所以毛坯选用砂型铸造。毛坯铸出后进行退火处理,以消除铸件在铸造过程中产生的内应力。
由文献(1)表2-2,该种铸件的尺寸公差等级为IT9级。
由文献(1)表2-2,可查出铸件主要尺寸的公差,现将主要毛坯尺寸及公差所示:主要面尺寸 零件尺寸
总余量
公差IT
主要面尺寸
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
公差IT
Φ100两端面 65 2+2 9 内孔 Φ62 4 Φ58 9 底面 20 2 9 由此,可绘出其零件的毛坯图(见附图2)
2.粗铣底底座底面
底面由粗铣和精铣两次加工完成,采用三面刃圆盘铣刀(高速钢),铣刀的规格为Ф120x15, 机床的型号………X6132
刀具:YG6硬质合金端铣刀。由于铣刀在工作时,是断续切削,刀齿受很大的机械冲击,在选择几何角度时,应保证刀齿具有足够的强度。由金属切削原理与刀具可取γ=5~λ=-10 κ =60 =10。
加工要求 粗铣轴承座的下底面。
a) 确定加工余量
由毛坯图可知:总加工余量为2mm,文献表8-30可知精加工余量为1mm,由于两脚底面较小,根据实际情况,调整为0.2mm,故其粗加工余量为(2-0.2)=1.8mm。
b)确定每齿进给量
由《切削加工简明实用手册》表8-95 ,取每齿粗铣的进给量为0.2mm/Z,取精加工每齿的进给量为1.5mm/Z.粗铣走刀一次ap=1.8mm,精铣走刀一次ap= 0.2mm。
c)计算切削用量
由表8-56,取粗铣、精铣的主轴转速分别为150r/min 和300r/min,由前面选择的刀具直径Ф120mm,故相应的切削速度分别为:V =dn/1000= =56.52m/min
V=dn/1000=m/min=113m/min d) 校核该机床功率(只需校核粗加工即可)。
由文献表2.4-96得切削功率为P =92.4x10-5ZnK 取Z=16 n= =2.5r/s =10mm =0.2mm =1.8mm 而K =KKF2
由文献表2.4-94可知K =1 KF2=1 故K =1 故 =92.4xxxxx1.8x16x2.5x1=0.35KW
其所消耗量功率远小于机床功率,故可用。
3.Ф100两端面的加工。
两端面的加工由铣削来完成,此时,刀具:YG6硬质合金端铣刀,刀具不变,机床不变。工序单边总余量由毛坯图与零件图可知为2mm,由于本工序为粗加工,尺寸精度和表面质量可不考虑,从而可采用不对称端铣,以提高进给量提高加工效率。由表8-95可得: =2mm f=2mm/r 由文献表8-56可得n=600r/min 则就可确定相应的切削的速度:故V= ==226.08m/min 4.Ф12顶面的加工
顶面的加工由铣削来完成,工序余量为2mm 由文献表8-95可得 =3mm 且上表面精度要求不高,故上表面可一次性加工完成。由于上表面较小,可采用端铣刀加工,但是增加了换刀时间,降低了效率。故刀具仍可用刀具刀具直径为Ф120的YG6硬质合金面铣刀。可取f=1.5mm/r 由文献表8-56可取n=600r/min 则相应的切削速度V= ==117.75m/min 5.Ф62H6
由零件图及毛坯图知,加工总余量为4mm,由于精度要求,须粗镗和半精镗各一次。由文献表8-86,粗加工时,取进给量F=0.5mm/r =3mm 精加工时, =1mm,F=0.2mm/r。 由表8-87查得粗镗Ф62.5mm内孔的切削速度 V =1.2m/min V=1.6m/min 由此算出转速为 n ===61.15r/min n==81.5m/min
6.钻Ф12孔
该孔可选由高速钢钻头钻出底孔后,再由扩孔钻钻出。由文献表8-81得扩孔时的余量为3mm,根据实际情况可取为2mm,故钻孔的余量为Z =12-2=10mm
钻孔工序尺寸及公差为Ф拉孔工序尺寸及公差为Ф12H9( )
由文献表8-69,钻孔的进给量f=0.2mm/r,由文献表8-71求得钻孔时的切削速度v=0.35m/s=21m/min由8-79知扩孔的进给量为0.8mm/s
由此算出转速为:n= ==668.8r/min
按钻床的实际转速取n=600r/min,则实际切削速度为:v= dn/1000==21.85m/min 由表8-78得F=CFd FfFK=588.6xdxfxK
M=CdmfKx10=225.63x dxfx Kx0
因为加工灰铸铁时K =K 由文献表8-78,可查的K =1,故F=588.6x11.6x0.2 x1=1884.1N M=225.63x11.6x0.2x1x10=6.6N.m 它们均小于机床所能提供的进给率和扭转力矩,故机床刚度足够。 7.钻Ф17孔该孔先由高速钢钻头钻出底孔后,再由圆孔拉刀拉出。由文献表8-24拉孔时的余量为0.5mm,故 Z ==7.75mm 钻孔:工序尺寸及公差为Ф16.5 拉孔:工序尺寸及公差为Ф17 H9()由文献表8-69取钻孔的进给量F=0.25mm/r 由文献表8-71求得钻孔时的切削速度为V=0.35m/s=21m/min 由此算出转速为:n= ==431.4r/min。按钻床的实际转速为480r/min。则实际切削速度为V= ==23.36m/min。由表8-78得F=588.6xd xfxK
M=225.63xxfxKx10 因为加工灰铸造铁时,K = K
由8-78可查得K =1 故F=588.6 x15.5x0.25 x1=3009.6N
M=225.63x15.5x0.25x1x10=13.6N.m
它们均小于机床所能提供的进给率和扭转力矩,故机床刚度足够。
8.时间定额计算
由于时间有限,只计算一道工序的工时,下面计算加工Ф12孔的工时定额。,
(1)机动时间
由文献《机械加工工艺手册》表2.5-7得钻孔时的计算公式为:t= 式中l =cotK+(1~2) l=1~4,钻盲孔时,l=0 l=30 l=2 f=0.3 n=600 l=cot()+1.5=5.1 因此,t= =0.151min (2)辅助时间
由机械加工工艺手册表2.5-41确定
开停车 0.015min
升降钻杆0.015min
主轴运转0.02min
清除铁屑0.04min
卡尺测量0.1min
装卸工件时间由机械加工工艺手册表2.5-42取1min
故辅助时间t =(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1)=1.19min
(3)作业时间
T=t +t=0.151+1.19=1.341min
(4)布置工作地、休息和生理需要时间查表6.3-36知,立式钻床布置场地、休息和生理需要时间共占作业时间百分比为15.7%。
(5)准备与终结时间T
由机械加工工艺手册可知表2.5-44取部分时间为
简单件 26min
深度定位 0.3min
使用钻模式 6min
由设计给定5000件,则T /n=(26+0.3+6)/1000=0.0323min
(6)单件时间
T=(t +t )*1.157+0.0323=1.58min
有两个孔,所以T=1.58*2=3.16min。
五:工装设计分析提设计任务书;
从前述的基准选择的分析及制定的工艺规程和工序卡。选择几个工序的工艺装备提出“专用工艺装备设计任务书”以便交给工装设计人员进行的