CA1340自动车床杠杆工艺分析.docx
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CA1340自动车床杠杆工艺分析
CA1340自动车床杠杆工艺分析
1．CA1340杠杆加工工艺分析
1.1泵体工艺分析及生产类型确定
1.1.1杠杆的技术要求
杠杆技术要求表
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差及精度等级
表面粗糙度Ra/μm
形位公差/mm
杠杆叉头左侧两端面
12
IT9
6.3
杠杆叉头右侧两端面
12
IT9
6.3
Φ20mm孔
Φ20H7
IT7
1.6
Φ8mm锥形孔
Φ8
IT12
12.5
Φ4mm圆柱孔
Φ4
IT12
12.5
杠杆叉轴孔两端面
800-0.2
IT11
3.2
杠杆叉脚槽内侧面
8
IT9
6.3
杠杆叉脚槽内上表面
12
IT9
6.3
M4螺孔
M4
IT7
1.6
Φ6mm孔
Φ6H7
IT7
1.6
∥
0.06
A
Φ8mm孔
Φ8H7
IT7
1.6
∥
0.08
B
1.1.2审查杠杆的工艺性
该零件材料为QT45-5，该材料具有良好的铸造性能、耐磨性、切削加工性能及低的缺口敏感性等。
另外球墨铸铁可通过热处理大大提高其性能。
球墨铸铁工艺简单，一般铸造车间均可生产。
分析零件可知，杠杆叉头和叉轴孔两端面均需要切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样减少了加工面积，又提高了杠杆端面的接触刚度；Φ20mm，Φ6mm孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。
由此可见，该零件的工艺性较好。
1.1.3．确定杠杆的生产类型
依设计题目知：
N=4500件/年，泵体重量为3.0kg，泵体属轻型零件。
该泵体的生产类型为中批生产。
1.2、确定毛坯，绘制毛坯简图
1.2.1选择毛坯
根据零件材料确定毛坯为铸件，毛坯的拔模斜度为3～5°。
1.2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
已知零件的生产类型为中批生产。
目前，多数铸件采用砂型铸造，其中金属模机器造型生产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好，故毛坯的铸造方法选用金属型铸造。
根据表2-5和表2-1查得公差等级为8~10级，即CT8~CT10，机械加工余量等级为D~F级。
选取E级，查表2-4得，加工余量RAM为1.1mm。
由于铸造孔的最小直径为15mm,所以Φ8、Φ6、Φ4的孔都在铸造时铸成实体，用机械加工的方法制造，所以没有加工余量。
计算需加工表面的毛坯余量：
公式R=F+2RMA+CT/2，R=F-2RMA-CT/2
（1）杠杆叉头两端面
R=12+2*1.1+1.6/2=15（mm）
（2）Φ20H7孔内表面
R=20-2*1.1-1.2/2=17.2（mm）
（3）杠杆叉轴孔Φ20H7端面
R=80+2*1.1+3.2/2=83.8（mm）
1.3.工拟订杠杆的工艺路线
1.3.1定位基准的选择
Φ8mm锥形孔
Φ8
IT12
12.5
粗铣
Φ4mm圆柱孔
Φ4
IT12
12.5
粗铣
杠杆叉轴孔两端面
800-0.2
IT11
3.2
粗铣-半精铣
杠杆叉脚槽内侧面
8
IT9
6.3
粗铣
杠杆叉脚槽内上表面
12
IT9
6.3
粗铣
M4螺孔
M4
IT7
1.6
钻-攻
Φ6mm孔
Φ6H7
IT7
1.6
钻-粗铰-精铰
Φ8mm孔
Φ8H7
IT7
1.6
钻-粗铰-精铰
1.3.3加工阶段的划分
由于该杠杆加工质量要求较高,所以可将加工阶段划分为粗加工—半精加工—精加工。
在粗加工阶段,先将精基准（杠杆Φ20H7孔和其左端面）准备好,使后续工序都可采用精基准进行加工.保证其他加工表面的加工精度要求，然后粗铣Φ20H7孔右端面、杠杆叉头两侧左右端面、Φ8mm锥形孔、Φ4mm圆柱孔以及杠杆叉脚槽内表面与其上表面；在半精度加工阶段,完成对叉轴孔Φ20H7两端面的铣削；在精加工阶段,完成Φ8mm和Φ6mm孔的精铰.
1.3.4工序的集中与分散
本课题选用工序集中原则来安排杠杆的加工工序，该杠杆的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；
由于Φ6的孔对叉轴孔Φ20H7轴线有较高的平行度要求和Φ8的孔对Φ6孔轴线也有平行度要求,故选用工序集中,来减少装夹次数,提高加工精度.不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求。
1.3.5工序顺序的安排
一、机械加工工序
（1）先基准后其他首先加工精基准—杠杆Φ20H7孔和其左端面；
（2）先粗后精先安排粗加工工序,后安排精加工工序；
（3）先主后次先进行主要表面——杠杆Φ20H7孔及其左、右
端面，杠杆叉头Φ6mm孔，杠杆叉脚Φ8mm孔，
后加工次要表面——杠杆叉脚槽内、上表面以
及Φ8mm锥形孔、Φ4mm圆柱孔；
（4）先面后孔先加工叉轴孔左端面，再加工叉轴孔Φ20H7；先
加工杠杆叉头左右端面，再加工Φ6H7孔；先铣
杠杆叉脚槽内、上表面，再加工Φ8H7孔；
二、热处理工序:
铸造成型后进行时效处理,来消除残余应力
三、.辅助工序:
粗加工杠杆叉头两端面和杠杆叉脚槽内、上表面后安排校直，去毛刺，清洗，终检工序。
综上所述：
该杠杆工序的安排顺序：
基准加工——主要表面加工——主要表面半精加工和次要表面粗加工——热处理——主要表面精加工。
1.3.6确定工艺路线
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
粗铣叉轴孔Φ20H7两端面
立式铣床X51
端铣刀
游标卡尺
2
半精铣叉轴孔Φ20H7两端面
立式铣床X51
端铣刀
游标卡尺
3
粗扩，精扩，铰孔Φ20H7
四面组合钻床
扩孔钻，绞刀
卡尺、塞规
4
校正杠杆叉头
钳工台
手锤
5
粗铣杠杆叉头左右两端面
立式铣床X51
端铣刀
游标卡尺
6
钻，粗铰，精铰孔Φ6H7
四面组合钻床
钻头复合绞刀
卡尺、塞规
7
校正杠杆叉脚
钳工台
手锤
8
粗铣杠杆叉脚槽内，上表面
立式铣床X51
键槽铣刀
卡规深度游标卡尺、内径千分尺
9
钻，粗铰，精铰孔Φ8H7
四面组合钻床
钻头复合绞刀
卡尺、塞规
10
钻、攻底角M4螺纹孔
立式钻床Z525
麻花钻、细柄机用丝锥
卡尺、塞规
11
钻直径为Φ4的圆柱孔
立式钻床Z525
麻花钻
卡尺、塞规
12
钻直径为Φ8的锥形孔
立式钻床Z525
锪钻
卡尺、塞规
13
去毛刺
钳工台
平锉
14
热处理
淬火机等
15
校正杠杆叉头、脚
钳工台
手锤
16
清洗
清洗机
17
终检
卡尺、塞规、百分表
1.4加工余量、工序尺寸和公差的计算
（1）、工序1和工序2——加工杠杆叉轴孔Φ20H7两端面
第1、2两道工序的加工工艺过程：
1）以右端面定位，粗铣左端面，保证工序尺寸P1；
2）以左端面定位，粗铣右端面，保证工序尺寸P2；
3）以右端面定位，半精铣左端面，保证工序尺寸P3；
4）以左端面定位，半精铣右端面，保证工序尺寸P4，达到零件的设计尺寸D的要求，D=800-0.2mm。
1）P4=800-0.2mm
2）由图b可知，Z4为半精铣余量，查表2-36确定Z4=1mm,则P3=80+1=80mm,由于工序尺寸P3是在半精铣加工中保证的，查表1-20，半精铣工序的经济加工精度等级可达到表面的最终加工要求——IT11，因此确定该工序尺寸公差为IT11，其公差值为0.22mm,则P3=81+0.11mm。
3）从C所示尺寸链知，P2=P3+Z3，其中Z3为半精铣余量。
同理P2=81+1=82mm,工序尺寸P2是在粗铣加工中保证的，查表1-20知粗铣工序的经济加工精度等级可达到最终加工要求——IT11，因此，确定工序尺寸公差为IT11，其公差值为0.22mm，则P2=82+0.11（mm）。
4）从d图中，P1=P2+Z2，Z2为粗铣余量，经计算可知此面的加工余量为1.9，半精铣余量为1mm,则Z2=1.9-1=0.9mm,P1=82+0.9=82.9mm。
由表1-20确定该粗铣工序的经济加工精度等级为IT12，公差值为0.35mm,则P1=82.9+0.175（mm）。
为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还要对加工余量进行校核。
1、余量Z4的校核
Z4max=P3max—P4min=（81+0.11）—（80-0.2）=1.31mm;
Z4min=P3min—P4max=（81-0.11）—（80+0）=0.89mm;
2、余量Z3的校核
Z3max=P2max—P3min=（82+0.11）—（81-0.11）=0.22mm；
Z3min=P2min—P3max=（82-0.11）—（81+0.11）=0.78mm；
3、余量Z2的校核
Z2max=P1max—P2min=（82.9+0.175）—（82-0.11）=1.185mm；
Z2min=P1min—P2max=（82.9-0.175）—（82=0.11）=0.615mm；
余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。
将工序尺寸按“入体原则”表示：
P4=800-0.2mm;P3=81.110-0.22mm;P2=82.110-0.22mm;P1=83.0750-0..35mm
（2）、工序10钻—攻底角M4螺纹孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定
1、工步一——钻孔。
根据表2-39可知，攻螺纹前用麻花钻钻孔，选用普通细牙螺纹直径为3.5mm的麻花钻，螺距为0.5mm。
由表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，钻：
IT12。
根据上述结果，再查标准公差数值表可确定该工步的公差值为：
钻：
0.15mm。
2、工步二——攻丝，依据加工要求，在钻完孔之后，选用细柄机用丝锥进行攻丝，完成对螺纹孔的加工。
查表3-38可知，细柄机用丝锥的主要参数：
公称直径：
4.0mm；螺距：
0.70mm。
同理可确定该工序尺寸的加工精度等级为，攻：
IT7。
根据上述结果，再查标准公差数值表可确定该工步的公差值为：
钻：
0.012mm。
3、综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：
钻：
3.50+0.15mm,攻：
40+0.012mm。
它们的相互关系如图：
1.5切削用量、时间定额的计算
1.5.1切削用量的计算
这里只计算需要进行工艺分析的那道工序，工序10钻—攻底角M4螺纹孔。
该工序分两个工步，工步1是钻直径为3.5mm，工步2是攻丝完成对M4螺纹孔的加工。
（1）背吃刀量的选择
1、钻孔取ap=3.5mm;
2、攻螺纹由表2-39可知，M4螺纹孔在加工前底孔直径为3.5mm,因此攻螺纹的背吃刀量ap=4—3.5=0.5mm。
（2）进给量的选择
1、钻孔由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.08mm/r。
2、攻螺纹由于攻螺纹的进给量就是被加工螺纹的螺距，因此f=0.5mm。
（3）切削速度的选择
1、钻孔由表5-22，按工件材料为QT45-5的条件选取，切削速度v可取为10m/min。
由公式（5-1）n=1000v/лa可求得该
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