确定工序图样的技术要求有以下两项内容:
一是工序尺寸公差,这是在工序基准与设计基准重合时所进行的工作。一般是查《金属机械加工工艺人员手册》[1]中的表4-29圆柱形表面加工精度来确定。
二是本工序加工表面的表面粗糙度。同上也是查《金属机械加工工艺人员手册》[1]中的表4-41圆柱形表面粗糙度来确定。
下面介绍设计结合子ϕ70mm外圆表面的工序尺寸及技术条件。
(1)确定ϕ70mm外圆表面的工序余量、工序尺寸及技术条件
1)确定工序余量
第一步列出ϕ70mm外圆表面的机械加工工序和热处理工序,其顺序为:粗车工序→调质工序→半精车工序→精车工序。
第二步用查表修正法,按照先精车工序,后中间工序顺序,确定出精车工序余量和半精车工序余量。查《金属机械加工工艺人员手册》[1]表5-48确定。由于手册的缺陷,只有粗车外圆后的精车外圆的加工余量,可以根据经验将磨削外圆表面余量修改为精车的工序余量(也可以采用经验估计法来估算精车工序余量),而将粗车外圆后的加工余量再考虑调质和其他因素影响,将其加大后修改为半精车工序余量。如此可得:
精车工序余量:Z精=0.4mm。
半精车工序余量:Z半精=1.1mm+0.5mm=1.6mm(《金属机械加工工艺人员手册》中表5-48粗车外圆后精车外圆加工余量为:1.1mm,考虑调质和其他因素的影响,将其加大0.5mm后得半精车工序余量为1.6mm)。
第三步计算粗车工序余量Z粗。粗车工序余量等于毛坯总余量减去精车工序余量与中间工序余量(这里指半精车工序余量)之和。其计算公式如下:
Z粗=Z坯-(Z精+Z半精)
式中 Z坯=5mm(见毛坯选择);
Z精=0.4mm;
Z半精=1.6mm。
则Z粗=5mm-(0.4+1.6)mm=3mm
结论:ϕ70mm外圆表面的工序余量如下:
毛坯余量:Z坯=5mm。
粗车工序余量:Z粗=3mm。
半精车工序余量:Z半精=1.6mm。
精车工序余量:Z精=0.4mm。
2)计算工序尺寸。因为本工序的工序基准与设计基准重合,则ϕ70mm外圆表面各工序的工序尺寸可以由图2-10进行计算。
图2-10 外圆表面工序余量、工序尺寸
图中符号意义:
ϕd精———精车工序尺寸(mm)。
ϕd半精———半精车工序尺寸(mm)。
ϕd粗———粗车工序尺寸(mm)。
ϕd坯———毛坯表面尺寸(mm)。
Z坯———毛坯余量(mm)。
Z粗———粗车工序余量(mm)。
Z半精———半精车工序余量(mm)。
Z精———精车工序余量(mm)。
计算工序尺寸顺序是由最后一道工序开始向前计算,即:精车工序尺寸→半精车工序尺寸→粗车工序尺寸→毛坯尺寸顺序。
①精车工序工序尺寸ϕd精的计算:由于精车工序是ϕ70mm外圆表面的最终加工工序,因此其工序尺寸即为零件工作图样上标注的尺寸。即ϕd精=ϕ70mm。
②半精车工序工序尺寸ϕd半精的计算:由图2-10可进行计算
ϕd半精=ϕd精+Z精=70mm+0.4mm=70.4mm,即ϕd半精=ϕ70.4mm。
③粗车工序工序尺寸ϕd粗的计算:
ϕd粗=ϕd半精+Z半精=70.4mm+1.6mm=72mm,即ϕd粗=ϕ72mm。
④毛坯尺寸ϕd坯的计算
ϕd坯=ϕd粗+Z粗=72mm+3mm=75mm,即ϕd坯=ϕ75mm。
3)确定工序技术条件并列表。
第一步:查表确定各工序技术条件。查《金属机械加工工艺人员手册》[1]表4-29圆柱形表面加工精度和表4-41圆柱形表面粗糙度,可得:
半精车工序:精度为IT11~IT8级,取IT11级,公差为0.19mm,表面粗糙度为Ra6.3μm。
粗车工序:精度为IT13~IT11,取IT13级,公差为0.46mm,表面粗糙度为Ra12.5μm。
精车工序的精度和表面粗糙度为零件工作图样所标注的技术条件:精度为IT6~IT7级,其上极限偏差为+0.025mm,下极限偏差为+0.003mm,表面粗糙度为Ra1.6μm。
毛坯表面的尺寸极限偏差为:±2mm,毛坯表面的粗糙度为:。
第二步:列表表示,见表2-1。
表2-1 工序、工序余量、工序尺寸及技术条件综合表
(2)确定ϕ90mm外圆表面的工序余量、工序尺寸及技术条件
1)确定工序余量。
第一步列出ϕ90mm外圆表面的加工工序为:粗车工序→半精车工序。
第二步查表确定半精车工序余量。查同上手册,再考虑热处理变形的影响,半精车工序余量为:Z半精=2mm。
第三步计算粗车工序余量Z粗。
Z粗=Z坯-Z半精=5mm-2mm=3mm
各工序的工序余量如下:
毛坯余量:Z坯=5mm。
粗车工序余量:Z粗=3mm。
半精车工序余量:Z半精=2mm。
2)计算工序尺寸。
①半精车工序尺寸ϕd半精的计算:由于半精车工序为该表面终加工工序,则工序尺寸即为零件图样要求尺寸(ϕ90mm)。
ϕd半精=ϕ90mm
②粗车工序尺寸ϕd粗与前面同样计算。
ϕd粗=ϕd半精+Z半精=90mm+2mm=92mm,即ϕd粗=ϕ92mm
毛坯尺寸ϕd坯的计算
ϕd坯=ϕd粗+Z粗=92mm+3mm=95mm,即ϕd毛坯=95mm
3)确定工序技术条件并列表:查同上手册,可得工序尺寸精度和表面粗糙度并列表,见表2-2。
表2-2 工序、工序余量、工序尺寸及技术条件综合表
(3)确定ϕ55+-00..000258mm内孔表面的工序余量、工序尺寸及技术条件
1)确定工序余量
第一步列出该表面的加工工序为:粗车孔工序→调质工序→半精车孔工序→精车孔。
第二步查表确定精车、半精车工序余量。查同上手册,表5-67磨削余量为0.4mm,可作为精车孔工序余量,即Z精=0.4mm。查同上手册表5-60中粗镗后尺寸ϕ51mm,可计算半精车孔的工序余量,即Z半精=3.6mm。
第三步计算粗车孔工序余量(毛坯孔余量为22mm)。
Z粗=Z毛坯-Z半精-Z精=22mm-3.6mm-0.4mm=18mm
各工序的工序余量如下:
毛坯余量:Z坯=22mm。
粗车孔工序余量:Z粗=18mm。
半精车工序余量:Z半精=3.6mm。
精车孔工序余量:Z精=0.4mm。
2)计算工序尺寸:计算车孔时工序尺寸,其顺序仍然和车外圆时一样,为:精车工序→半精车工序→粗车工序→毛坯尺寸。下面由图2-11进行计算:
图2-11中符号意义:
ϕD精———精车孔工序尺寸(mm)。
ϕD半精———半精车孔工序尺寸(mm)。
ϕD粗———粗车孔工序尺寸(mm)。
ϕD坯———毛坯直径尺寸(mm)。
Z坯———毛坯余量(mm)。
Z粗———粗车孔工序余量(mm)。
Z半精———半精车孔工序余量(mm)。
Z精———精车孔工序余量(mm)。
①精车孔工序尺寸ϕD精的计算:由于精车孔工序是零件的最终加工工序,因此精车孔工序所得到的尺寸即为零件工作图样所标注的尺寸。即ϕD精=ϕ55+0.008-0.025mm。
②半精车孔工序尺寸ϕD半精的计算:由图2-11可知
ϕD半精=ϕD精-Z精=55mm-0.4mm=54.6mm,即ϕD半精=ϕ54.6mm。
③粗车孔工序尺寸ϕD粗的计算:
ϕD粗=ϕD半精-Z半精=54.6mm-3.6mm=51mm,即ϕD粗=ϕ51mm。
毛坯尺寸ϕD坯的计算
ϕD坯=ϕD粗-Z粗=51mm-18mm=33mm,即ϕD坯=ϕ33mm。
3)确定工序技术条件并列表
第一步查表确定各工序技术条件。查同上手册表4-24、表4-41,可得:
半精车孔工序:精度为IT11级,公差为0.19mm,极限偏差为0+0.19mm,表面粗糙度为Ra6.3μm。
粗车孔工序:精度为IT13级,公差为0.46mm,极限偏差为+00.46mm,表面粗糙度为Ra12.5μm。
精车孔工序的技术条件为零件工作图样所标注,即精度为IT7~IT8级,极限偏差为+-00..000258mm,表面粗糙度为Ra3.2μm。
毛坯极限偏差为+1.0-1.5mm,表面粗糙度为。
第二步列表表示,见表2-3。
图2-11 内圆表面工序余量、工序尺寸示意图
表2-3 ϕ55mm内圆表面工序余量、工序尺寸及技术条件综合表(www.daowen.com)
(4)确定ϕ40mm、ϕ47mm、ϕ74mm内孔表面工序余量、工序尺寸及技术条件
1)确定工序余量。
第一步列出3个表面机械加工工序。3个表面车孔工序均为粗车孔工序→半精车孔工序。
第二步确定半精车孔工序余量。将ϕ55mm内孔表面的半精车孔工序余量Z半精=3.6mm修正为3mm,作为ϕ40mm、ϕ47mm、ϕ74mm3个内圆表面的半精车工序余量,即Z半精=3mm。
第三步计算粗车孔工序余量
①ϕ40mm内孔表面粗车孔工序Z粗等于该孔毛坯余量(7mm)减去半精车孔余量,即:
Z粗=Z坯-Z半精=7mm-3mm=4mm,即Z粗=4mm。
②ϕ47mm内孔表面粗车孔工序余量Z粗计算同上(此时Z坯=14mm)。
Z粗=Z坯-Z半精=14mm-3mm=11mm,即Z粗=11mm。
③ϕ74mm内孔表面粗车孔工序余量Z粗计算同上(此时Z坯=41mm)。
Z粗=Z坯-Z半精=41mm-3mm=38mm,即Z粗=38mm。
注:ϕ40mm、ϕ47mm、ϕ74mm3个内孔表面的毛坯余量参看毛坯—零件综合图计算出来。
2)计算工序尺寸。
半精车孔工序尺寸计算:
①ϕ40mm内圆表面ϕD半精,即为零件工作图所标注尺寸ϕ40mm,即ϕD半精=ϕ40mm。
②ϕ47mm内圆表面ϕD半精,即为零件工作图所标注尺寸ϕ47mm,即ϕD半精=ϕ47mm。
③ϕ74mm内圆表面ϕD半精,即为零件工作图所标注尺寸ϕ74mm,即ϕD半精=ϕ74mm。
粗车孔工序尺寸计算:
①ϕ40mm内圆表面计算:ϕD粗=ϕD半精-Z半精=40mm-3mm=37mm,即ϕD粗=ϕ37mm。
②ϕ47mm内圆表面计算:ϕD粗=ϕD半精-Z半精=47mm-3mm=44mm,即ϕD粗=ϕ44mm。
③ϕ74mm内圆表面计算:ϕD粗=ϕD半精-Z半精=74mm-3mm=71mm,即ϕD粗=ϕ71mm。
3)确定技术条件并列表,分别见表2-4~表2-6。
表2-4 ϕ40mm内孔表面工序余量、工序尺寸及技术条件综合表
表2-5 ϕ47mm内孔表面工序余量、工序尺寸及技术条件综合表
表2-6 ϕ74mm内孔表面工序余量、工序尺寸及技术条件综合表
(5)确定大小头两端面工序余量、工序尺寸及技术条件
1)确定工序余量。
第一步:列出两端面的加工工序。
大头端面工序:粗车→半精车。
小头端面工序:粗车→半精车→精车。
第二步:查表确定精车、半精车的工序余量。查同上手册,将磨削端面余量取为0.3mm作为小头端面的精车余量Z精。将精车端面余量0.7mm作为小头端面半精车余量Z半精小。即:
小头端面工序余量为Z精小=0.3mm,Z半精小=0.7mm。
大头端面半精车余量取为1mm,即Z半精大=1mm。
第三步:计算粗车端面的工序余量。
小头端面粗车工序余量Z粗小等于毛坯余量(Z坯=2.5mm)减去半精车余量与精车余量之和。即:
Z粗小=Z坯-Z半精小-Z精小=2.5mm-(0.7+0.3)mm=1.5mm
则小头端面的工序余量如下:
毛坯余量:Z坯=2.5mm。
粗车余量:Z粗小=1.5mm。
半精车余量:Z半精小=0.7mm。
精车余量:Z精小=0.3mm。
大头端面的工序余量如下:
毛坯余量:Z坯=2.5mm。
粗车余量:Z粗大=1.5mm。
半精车余量:Z半精大=1mm。
2)计算工序尺寸:由图2-12进行计算。
图2-12中符号意义:
L精———小端面精车工序尺寸(mm)。
L半精———大小两端面半精车工序尺寸(mm)。
L粗———大小两端面粗车工序尺寸(mm)。
L坯———毛坯两端面轴向尺寸(mm)。
Z坯———两端面的毛坯余量(mm)。
Z粗———两端面的粗车工序余量(mm)。
图2-12 大小端面工序余量、工序尺寸示意图
Z半精大———大头端面半精车工序余量(mm)。
Z半精小———小头端面半精车工序余量(mm)。
Z精小———小头端面精车工序余量(mm)。
①精车工序尺寸L精的计算。精车工序尺寸即为零件工作图标注尺寸为95mm,即L精=95mm。
②半精车工序尺寸L半精的计算。
L半精=L精+Z精小=95mm+0.3mm=95.3mm,即L半精=95.3mm。
③粗车工序尺寸L粗的计算。
L粗=L半精+Z半精大+Z半精小=95.3mm+1mm+0.7mm=97mm,即L粗=97mm。
④毛坯轴向尺寸L坯计算。
L坯=L粗+2Z粗=97mm+2×1.5mm=100mm,即L坯=100mm(Z粗大=Z粗小=1.5mm)。
3)确定技术条件并列表:其技术条件查同上手册可得,见表2-7。
表2-7 大小端面工序余量、工序尺寸及技术条件综合表
(6)确定台阶面工序余量、工序尺寸及技术条件
1)确定工序余量,台阶面加工工序为:粗车→半精车。
查同上手册第265页得精车台阶面余量为0.8mm,修正为1mm作为半精车余量。而台阶面毛坯余量为2.5mm,经计算可得粗车余量,各工序余量如下:
台阶面毛坯余量:Z毛坯=2.5mm。
台阶面粗车工序余量:Z粗=1.5mm。
台阶面半精车工序余量:Z半精台=1mm。
2)计算工序尺寸:由图2-13可进行计算。
图2-13 台阶面工序余量、工序尺寸
图2-13中符号意义:
L精———小端面精车尺寸,即零件工作图标注的尺寸(66.5mm)。
L半精———小端面、台阶面半精车工序尺寸(mm)。
L粗———小端面、台阶面粗车工序尺寸(mm)。
Z粗———小端面、台阶面粗车工序余量(mm)。
Z半精台———台阶面半精车工序余量(mm)。
Z半精小———小端面半精车工序余量(Z半精小=0.7mm)。
Z精小———小端面精车工序余量(Z精小=0.3mm)。
①半精车台阶面工序尺寸L半精的计算:由图2-13可得
L半精=66.5mm+Z精=66.5mm+0.3mm=66.8mm,即
L半精=66.8mm(66.5mm尺寸是零件图样上设计尺寸)。
②粗车台阶面工序尺寸L粗的计算。
L粗=L半精-Z半精台+Z半精小=66.8mm-1mm+0.7mm=66.5mm,即L粗=66.5mm。
L坯=66.5mm
3)确定技术条件并列表,见表2-8。
表2-8 台阶面工序余量、工序尺寸及技术条件综合表
(7)内孔表面粗车工序的轴向尺寸 图2-14所示为内孔表面粗车工序的轴向工序尺寸示意图。
图2-14中符号意义:
l1———ϕ71mm内孔表面轴向工序尺寸(mm);
l2———ϕ51mm内孔表面轴向工序尺寸(mm);
l3———ϕ44mm内孔表面轴向工序尺寸(mm);
l4———ϕ37mm内孔表面轴向工序尺寸(mm)。
1)确定工序尺寸:粗车各内圆表面时,其轴向工序尺寸应在零件工作图标注尺寸的基础上,考虑端面半精车余量和各孔底面应留的加工余量,来决定轴向工序尺寸。以下是根据这一原则来确定各表面轴向工序尺寸:l1=20mm,l2=49mm,l3=54mm,l4≥39.5mm。
2)轴向尺寸的公差等级及极限偏差。
l1的公差等级及极限偏差:IT12, 0-0.21mm。
l2的公差等级及极限偏差:IT12, 0-0.25mm。
l3的公差等级及极限偏差:IT12, 0-0.30mm。
图2-14 内孔表面粗车工序轴向工序尺寸
l4的公差等级及极限偏差:IT12,0-0.25mm。
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