课程设计油阀座零件工艺设计Word格式.docx
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图1
3、生产纲领与生产类型
3.1生产纲领
根据零件图图1,零件名称:
油阀座。
材料:
ZG45,该产品批量生产200件,备品率5%,废品率1%,现制定该油阀座的机械加工工艺规程。
该油阀座的实际生产纲领:
N=Qn(1+α+β)
=200×
1×
(1+5%+1%)
=212(件)
式中N――零件的生产纲领(件∕年);
Q――机器产品的批量生产的件数(台/年);
n――每台产品中该零件的数量(件/台);
α――备品百分率;
β――废品百分率;
3.2确定生产类型
油阀座的年产量度212件/年,已知该产品属于轻型机械,根据表1.1—2生产类型与生产纲领关系(李益民.机械制造工艺设计简明手册.北京:
机械工业出版社,1994),可确定其生产类型为中批生产。
4、选择毛坯
选择毛胚应考虑的因素有:
1)零件的力学性能要求;
2)零件的结构形状和外廓尺寸
3)生产纲领和批量;
4)现场生产条件和发展;
油阀座是一般普通加工零件,具有一定的强度和耐热性要求,该零件材料为铸钢(ZG45),轮廓尺寸不大,形状亦不复杂,又属于中批生产,所以毛坯可采用铸造加工生产。
毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。
此外,为消除残余应力,铸造应安排人工时效。
铸件尺寸公差分为16级,由于是中批量生产,毛坯制造方法采用砂型机器造型,由工艺人员手册查得,铸件尺寸公差等级为CT10级,选取铸件错箱值为1.0mm。
该零件孔是后来加工出来的形状并不复杂,因此毛坯形状应尽可能与零件尺寸接近。
毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。
5、工艺过程设计
5.1定位基准的选择
5.1.1一般原则
1)选最大尺寸的表面为安装面,选最长距离的表面为导向面,选最小尺寸的表面为支承面。
2)首先考虑保证空间位置精度,再考虑保证尺寸精度。
3)应尽量选择零件的主要表面为定位基准。
4)定位基准应有利于夹紧。
5.1.2粗基准的选择原则
1)选加工余量小的、较准确的、光洁的、面积较大的毛面做粗基准。
2)选重要表面为粗基准。
3)选不加工表面做粗基准。
4)粗基准一般只能使用一次。
5.1.3精基准的选择原则
1)基准重合原则
2)基准单一原则
3)互为基准原则
4)自为基准原则
5.1.4精基准的选择
本零件是带孔的油阀座,孔是其设计基准(亦是装配基准和测量基准),为避免由于基准不重合而产生的误差,应选孔为定位基准,即遵循“基准重合”的原则。
具体就是选22孔及一端作为精基准。
5.1.5粗基准的选择
由于孔作为精基准要先进行加工,因此应选外圆及一端面为粗基准。
5.2零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有外圆、内孔、端面、槽及小孔等,材料为45钢。
参考有关手册的相关资料,其加工方法选择如下:
(1)端面:
未注明公差等寸,表面粗糙度为12.5µ
m,需要进行粗车。
(2)Φ63mm外圆面:
未注明公差尺寸,根据GB1800-79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为12.5µ
(3)Φ22mm内孔:
未注明公差寸,根据GB1800-79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为12.5µ
m,故采用扩孔。
(4)Φ24.50+0.13mm:
公差等级为IT10,表面粗糙度为12.5µ
m,在上一步Φ22mm内孔的基础上再进行扩孔就可以达到精度的要求。
(5)Φ2mm,Φ3mm内孔:
未注明公差尺寸,根据GB1800-79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为25µ
m,直接钻孔就可以了。
(6)Φ5mm内孔:
未注明公差尺寸,根据GB1800-79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为12.5µ
m,在上一步Φ3mm内孔的基础上再进行扩孔就可以达到精度的要求。
(7)Φ10.5mm内孔:
m,需要进行钻孔和镗孔。
(8)Φ16H10:
孔的公差等级为10,表面粗糙度为3.2µ
m,在Φ10.5mm的基础上进行扩孔,再进行铰孔即可。
(10)Φ16.80+0.24mm的退刀槽:
公差等级为IT11,表面粗糙度为12.5µ
m,直接用刀过上一刀即可。
5.3加工工艺路线
此油阀座的加工工艺路线一般先加工外表面和端面。
按照先加工基准面及先粗后精的原则,油阀座的加工可按下述工艺路线进行加工:
工序10:
车。
以Φ63处外圆及端面进行定位,粗车另一端面。
工序20:
以Φ32处外圆及端面进行定位,粗车另一端面,粗车Φ63外圆保证长度55。
工序30:
以粗车后的Φ32端面和粗车后的Φ63mm外圆及端面进行定位,粗车直径为24的端面,保证至定位基准长度为39.6。
工序40:
钻。
以粗车后的Φ32外圆、端面和Φ22孔定位,钻Ф3通孔,保证长度22,钻Ф5通孔,保证长度6,钻Ф2通孔,保证长度14
工序50:
以粗车后的Φ32外圆、端面和Φ22孔定位,钻孔Ф2为通孔,至端面Ф63于14,并焊封其孔口
工序60:
钻。
以粗车后的Φ32外圆、端面和Φ22孔定位,钻Ф10.5
工序70:
以粗车后的Φ32外圆、端面和Φ22孔定位,扩孔Ф22
工序80:
以粗车后的Φ32外圆、端面和Φ22孔定位,在Ф10.5孔的基础上扩孔Ф16H10,保证26.6±
0.11
工序90:
以粗车后的Φ63外圆、端面和Φ22孔定位,通孔攻螺纹Rc3/4,保证长度为20,并孔口倒角1*30°
,且Ф32端面倒角1*45。
工序100:
镗。
以粗车后的Φ63外圆、端面和Φ22孔定位,镗Ф16.8+0.24,距Ф24端面2.5,宽度为1.1
工序110:
铣
以粗车后的Ф24端面和Ф22孔定位,使用专用夹具在Ф24面上粗铣135°
的缺口,其深度为4,精铣缺口
工序120:
检验
6确定机械加工余量及毛坯尺寸,设计毛坯图
6.1确定机械加工余量
ZG45材料的油阀座加工余量,可根据《机械制造工艺设计简明手册》(机械工业出版社哈尔滨工业大学李益民主编)查出。
直径方向单位加工余量为3mm,表面侧加工时以另外一侧为基准,所以单侧加工余量为3mm。
(ZG45油阀座为中批生产,选用沙型机器,选型CT为8~10,MA为H,查成批和大量生产铸件机械加工余量等级表2.2-5,根据所确定CT为10,MA为H;
查表2.2-4铸件加工余量可得)
6.2确定毛坯尺寸
本零件表面内孔表面所要求粗糙度都比较低,最高为Ra=3.2um,所以这些表面毛坯尺寸,只需将零件尺寸加上所查的余量即可,由于有的表面只需粗加工,可取所查数据中的最小值。
对于表面经粗车和精车得到,可取所查数值的最大值。
若有表面粗糙度较低,需要精加工才能得到的面时,这是所需要的毛坯尺寸还要加上各精加工的加工余量。
6.3设计毛坯图
6.3.1确定毛坯的尺寸公差(表1)(mm):
表1
主要面尺寸
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
表面轮廓尺寸
63
2+2
67
两端面
55
3+3
61
主轴孔
22
6
16
6.3.2确定毛坯尺寸的所允许的偏差(表2)(mm)
表2
铸件尺寸
偏差
根据
Φ32
2.6
表2.2-1铸件尺寸公差数值
3.2
42
2.8
Φ67
6.4确定圆角半径
根据表2.2-9选圆角砂型圆角计算公式R=1/5~1/10(A+B)mm。
取各铸件圆角半径R=3mm以上所取的圆角半径数值能保证各表面的加工余量。
6.5毛坯的热处理
钢质油阀座经铸造后应安排退火,以消除残余的内应力,并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化而均匀的组织,从而改善了加工性。
图2所示为本零件的毛坯图:
图2
7工序设计
7.1选择加工设备和工艺设备
7.1.1选择机床
由于生产类型为中批生产,故加工设备宜以通用机床为主,辅以少量专用机床。
其生产方式为通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床的流水生产线。
工件在各机床上的装卸及各机床的传送均由人工完成。
1.粗车Φ63外圆和端面以及Φ32、24端面工序步数不多,成批生产不要求较高的生产率,所以选用卧式车床就能满足要求。
本零件外轮廓尺寸不大,而且精度要求不是太高,所以选用卧式车床就能满足要求,即选用最常用的CA6140型卧式车床即可。
2.钻Φ3mm通孔,保证长度22mm,钻Φ5通孔,保证长度6mm,钻Φ2通孔,保证长度14mm选用Z3025台式钻床。
3.扩孔Φ22mm选择组合机床
4.钻Φ10.5Z3025台式钻床。
5.扩孔Φ16H10,保证26.6+/_0.11,采用组合机床。
6.镗Φ16.8±
0.24/0,距Φ24面2.5,宽度为1.1钻Φ2通孔,至端面Φ63于14mm,并焊封其孔口,选用C6136。
7.在Φ24面上精铣135°
的缺口,其深度为4mm,精铣缺口,采用X62W万能铣床。
7.1.2选择夹具
油阀座钻小孔、粗铣等工序需要选用专用夹具,其它各工序采用通用夹具即可,车削时采用三抓自定心卡盘。
7.1.3选择刀具
(1)在车床上加工的工序,一般都选用硬质合金车刀和镗刀。
加工钢质材料采用YT类硬质合金,粗加工用YT5,半粗加工用YT15,为提高生产率和经济性,可选用转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。
切槽刀宜选用高速钢。
(2)铣削加工,因为铣端面和平台缺口,所以根据加工表面特点和查表3.1-27选用端面铣刀(YT14)和直柄立铣刀
(3)钻削加工时,由于工序分两步完成加工,所以要满足能钻至Φ24.5mm的孔,可采用直柄麻花钻(GB1436-85),尺寸参数为d=13.9L=160l=108
7.1.4选择量具
油阀座属于中批生产零件,因此选用量具时一般采用通用量具。
选择量具的方法有两种:
,一种是按计量具的不确定度来选择;
二是按计算量具的测量方法及极限误差来选择。
选择时,采用其一即可。
7.1.4.1选择外圆加工面的量具
工序15中粗车外圆Φ70