离合器座机械加工工艺规程及表面处理.doc

零件分析
(一) 零件的作用
题目所给的零件是离合器座,他的作用是在动力传动中切断动力,也就是说在动力传动中发动机侧还在转动的情况下,切短了动力的连接,使的后端不在获得动力.
(二) 零件的工艺分析
零件的材料为12Cr2Ni4A，所以使用棒料。以下是离合器座需加工表面及加工表面之间的位置要求.
(1) 车端面、钻中心孔25。扩孔48.
(2) 车13mm的槽
(3) 半精车左端面余量,车外圆81，车槽60，车R0.75的槽，车62外圆及其台阶面、车50内孔并倒0.545°角.
(4) 调头(以50内孔为定位)车右端面、车R0.75的槽,车54的盲孔并到角.
(5) 钻3-5.5,3-5的孔
(6) 铣侧面外型
由以上分析知，可先粗车两端面及外圆,然后以此为基准采用采用专用夹具，并保证位置精度要求，再跟据各加工方法的经济，精度及机床所能达到的位置精度。采用各种常规加工方法均可。
（三）
二确定毛坯
1、 零件材料为12Cr2Ni4A的棒料，查《机械制造工艺设计简明手册》选用尺寸工差HB761-66确定毛坯加工余量。
2、 确定工件的加工余量及型状，查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级。毛坯的各面加工余量如下表

加工面代号
基寸本
加余量等级
加工余量
说明
A1
22.5
H
1
外圆车刀加工
A2
50
H
0.2
孔降一级双侧加工
A3

13
H
0
轴双侧加工
A4
54
H
0
孔降一级双侧加工
A5
62
H
0
轴双侧加工
A6
60
H
0
轴双侧加工
A7
5

H
0.1
孔降一级双侧加工
A8
5.5
H
0.1
轴双侧加工

工艺规程设计及表面处理
（二） 选择定位基准
1 粗车，以外圆为基准
2半精加工，以20的中心孔为定位基准，以13㎜的槽为辅基准，
3以内孔为定位基准
（二）制定工艺路线
跟据零件的几何型状，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，精度等。在生产纲领已确定的情况下，可以考虑提高生产率，处此之外还要考虑经济效果，以便生产成本下降查《简明手册》得零件的加工方法及工艺路线方案如下：
1下料。切8630㎜的棒料，用锯床加工。
2 粗车加工，车两端面至长度26。钻铰孔用25的麻花钻， 扩孔至36，扩孔至48.
3粗车加工，车两端面至长度24，扩孔至49.7。
4车外圆至83。切深11，宽12的槽
5调质处理HRC35-38
6车削加工，半精加工，车端面至23，半精车内孔54深11.5，半精车：倒角145°
7掉头，车端面至长度22.5，车内孔至50，深度为12，到角分别为0.545°，0.845°。
8半精车：车外圆至81，车外圆台阶面为62，车槽的外圆为60。车半径为0.75的圆弧槽。
9钻床：钻3-5的孔。
10钻床：钻3-5.5的孔。
11粗铣：铣平面
12精铣:铣平面
13去毛刺
14探伤处理
15终检
16发兰
（三） 机械加工余量、工序尺寸及工差的确定
（1）. 外圆表面（Φ81 Φ62 Φ60）
外圆Φ81, Φ62 Φ60表面粗糙度为Ra3.2 ，公差等级IT7级，查《机械制造工艺设计简明手册》表3-9采用先粗车，然后再半精车（可达到7级精度）。根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=3mm，半精车的双边余量为2Z=0.5mm，查《机械制造工艺设计简明手册》15-13。
（2）、内孔表面（Φ50 Φ54）
内孔Φ50表面粗糙度为Ra3.2 ，公差等级IT7级，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-8采用扩孔，根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=1mm。
内孔Φ54表面粗糙度为Ra12.5 ，公差等级IT7级，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-8，采用扩孔，根据其尺寸选用钻孔的双边余量为2Z=1m3。
（3）、左右端面
1）右端面粗糙度无要求， 轴向无公差要求，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-2采用先粗车后半精车，粗车的加工余量Z=1mm 精车的加工余量为0.5mm。

2）左端面粗糙度无要求，轴向无公差要求，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-2采用先粗车后半精车，粗车的加工余量Z=1mm 精车的加工余量为0.5mm。
（4）切槽
切槽两面粗糙度为Ra3.2m，公差等级IT7级，查《机械制造工艺设计简明手册》表3-9采用先粗车，然后再半精车（可达到7级精度）。根据其尺寸，选用粗车的双边余量为2Z=1mm，精车的双边余量为2Z=0.5mm，查《机械制造工艺设计简明手册》15-13，
（5）半径0.75圆弧槽
圆弧槽的粗糙度要求为Ra3.2m，公差等级为IT7级，查《机械制造工艺设计简明手册》表3-9半精车（可达到七级）. 根据其尺寸，半精车的双边余量为2Z=0.1mm，查《机械制造工艺设计简明手册》15-13，
（6）3-5内孔，公差等级按IT11，表面粗糙度无要求，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-8需要钻、精扩
(7)铣三边
三边的粗糙度要求为Ra12.5m，差等级为IT6级，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-15先粗铣，然后在精铣(可达6级)。根据其尺寸，选用粗铣的余量为1mm，精铣的余量为0.5mm，查《机械制造工艺设计简明手册》12.3-15，
（四） 确定切削用量及时间
1. 下料，8630mm棒料
工件材料：12Cr2Ni4A 棒料。
机床：锯床
2．（1）粗车两端面至26，以外圆为基准钻铰25的孔。扩孔至48
车床：CA6140
（2）加工要求。粗车，铰孔，扩孔。
（3）刀具：YG6硬质合金车刀，25的麻花钻，故根据《机械制造工艺设计简明手册》表明取刀的直径8㎜。选择选择在头焊接式外圆车刀。确定粗车端面切削，用量，根据《切削用量简明手册》第一部分表1.1,由于CA6140机床的中心高为200mm。（表1.30）,故选刀杆尺寸，刀片厚度为6mm，根据表1.3可得，

（4）根据《切削手册》表3.16选择刀具前角r0=0°后角A0=8°副后角为A1=10°，刃倾角0=-10°，主偏角=60°。
4切削用量
（1）确定切削深度ap
因为余量关系，故选择ap=3mm分两次走刀完成。
（2）确定每刀进给量fz
由于本次工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可以不考虑，从
而可采用不对称车，以提高进给量，以提高工作效率。根据《切削手册》表3.5使用YG6硬质合金，车刀加工，机床工率405kw时。
Fz=0.09-0.18mm/z
故选择：fz=0.18mm/z
（3）确定刀具寿命及磨钝标准
据根《切削手册》表3.7车刀刀刃后面刀面最大磨损量为1.5mm：由于车刀直径为8mm。故刀具使用寿命T=180min。
（4）计算切削速度Vc及每分钟进给量Vf
根据《切削手册》表3.16。当d0=8mm，Z=12，ap=0.75，fz≤0.18时； ，
，
，
各修正系数：

切削速度计算公式
切削厚度：

切削宽度：
切削速度：
N为主轴转速
D为工件最大直径
所以
根据《切削手册》转速为1000r/min

（5）检验机床功率
根据《切削手册》3.24，近似为，根据机床使用说明书，主轴允许功率为。
故检验合格。
所以

用25的麻花钻，钻头几何形状为:双锥修磨横刀, =,
=,=,=3.5mm. =,=,=2 mm, =4 mm.
2.选用切削用量
（1）、确定进给量
按加工要求确定进给量,查表2.7可知，加工无要求，棒料强度为,=8mm,时, =0.52~0.64mm/r,由于=1.36,则取.=0.87 mm/r.
由于是加工通孔,为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断,故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而用手动进给.由表2.19可查出钻孔时的轴向力,当.=0.87 mm/r., =11 mm,时,轴向力为=5060N.轴向力的修正系数均为1.0,故=5060N..
根据Z525钻床说明书,机床进给机构强度允许最大轴向为=8830N,故.=0.87 mm/r可用
（2）、决定钻头磨钝标准及寿命.由表2.12,当,=8 mm,时,钻头后刀面最大磨损量为0.6mm,寿命为T=60min.
（3）、确定切削速度 查表2.15,切削速度为8 m/ min,修正系数为=1.0, =1.0, =0.85, =1.0,故=8 1.0 1.0 0.85 1.0=6.8 m/ min.
=373.7r/min
（3）、计算基本工时:
,=30mm,,入切量及超切量由表2.9查出. =5 mm.
所以: = =0.578min.
扩孔至
查《切削手册》表2.10，扩孔进给量为： f = 0 .7 ~ 0 .8 m m / r ，并由机床使用
说明书最终选定进给量为： f = 0 .8 1m m / r 。
根据资料，切削速度 v = 0 .4 v 钻 ，其中 v 钻 为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切
削速度，故 v = 0. 4 48 = 18.4 m / min

根据机床使用说明书选取 nw = 300r / min 。
基本工时：
3车外圆。车的台阶面
粗车外圆
已知加工材料为12Cr2Ni4A的棒料；机床为CA6140，型用卧式车床，工件装在三爪卡盘中。所选刀具为YT15硬质负质合金可转位车刀，选择在头焊接式外圆车刀。根据《切削用量简明手册》表1.1由于CA6140车床的中心高为200C表1.307。放选刀料尺寸BH=16mm25mm刀片厚度为6mm（2） 车刀几何形状（表1.3）；选择带倒棱角前刀面，Kr=60,= 卷肖槽尺寸为=5mm。WBn=5mm。CBn=0.7mm。
（2）、选择切削用量
1） 确定切削深度
，由于粗加工余量仅为3mm, 可在一次走刀内切完
故
2） 确定进给量f,
根据表1.4，在粗车棒料，刀杆尺寸16mm ,以及工件直径为
f=0.4
按CA6140车床说明书选择
f=0.55mm/r
确定的进给量尚需满是车床进给机构强度的要求，鼓需进行效验根据CA6140车床说明书，其进给机构允许的进给 根据表1.21,当钢的强度 进给力为Ff=1820N。切削是Ff的修正系数为 （见表1.29-2），故实际进给力为
Ff=1820
由于切削是的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故所选f=0.55mm/r 的进给量可用。
3）、选择车刀磨钝标准及寿命
根据表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm, 车刀寿命7=60min。
4）、确定切削速度，
切削速度可根据公计算，也可直接由表中查出。
根据表1.10 当用YT15硬质合金车刀加工钢料，，， 切削速度。
切削速度的修正系数为 均可见表1.281 故

根据CA6140车床说明书 选择
这时实际切削速度为=
切削速度的计算也可根据表1.27进行

式中
故
=21.2m/min

由CA6140车床说明书。选择与查表结果相同 这时。
（5）检验机床功率
切削是的功率可由表查出，也可按公式进行计算由表1.24
切削功率的修正系数
切削功率的修正系数 (表1.27)
故实际切削是的功率为
切削功率也可根据公式计算，这时 式中可由表1.19查出， ，时，。
切削力的修正系数为（表1.28），
故
根据CA6140车床说明书，当时，车床主轴允许功率，因。
故所选择之切削用量可在C620-1车床上进行。
最后的车削用量力

（1） 计算基本工时

式中 L=， 根据表1.26,车削时的入切量及超切量 。
则 L=
故
半精车外圆81
2．半精车
（1） 选择刀具
车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。半精车的刀片牌号选为YT15，车刀几何形状为（表1.3）:
。
（2） 选择切削用量
1．决定切削深度

2．决定进给量+半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。根据表1.6当表面粗糙度为（预计）时. 。
根据CA6140车床说明书，选择。
3．选择车刀磨标准及寿命 根据表1.9,选择车刀后刀面最大磨损量为0.6mm。刀具寿命T=60min
4．决定切削速度，根据1.10。当时 Vt=176m/min.切削速度修正系数均为1，故 V=176m/min

根据C620-1车床说明书。选择
这时实际切削速度
（5） 效验机床功率 根据1.24，当，， 时，
根据CA6140 车床说明书，当时 ，主轴允许功率为5.2KW。
由于，故选择的切削用量可用， 即
（6） 计算基本工时:

根据表1.26 。 故L=（22.5+1）mm=23.5mm

3 钻3-5.的小孔并倒角，钻3-5。5的孔并倒角
1、钻3个孔Φ5
选择高速钢麻花钻头,其直径为=4mm,钻头几何形状为:双锥修磨横刀, =,
=,=,=3.5mm. =,=,=1 mm, =2 mm.
2.选用切削用量
（1）、确定进给量
按加工要求确定进给量,查表2.7,当加工无精度要求,棒料强度为,=4mm,时, =0.52~0.64mm/r,由于=1.36,则取.=0.87 mm/r.
由于是加工通孔,为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断,故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而用手动进给.由表2.19可查出钻孔时的轴向力,当.=0.87 mm/r., =11 mm,时,轴向力为=5060N.轴向力的修正系数均为1.0,故=5060N..
根据Z525钻床说明书,机床进给机构强度允许最大轴向为=8830N,故.=0.87 mm/r可用
（2）、决定钻头磨钝标准及寿命.由表2.12,当,=4 mm,时,钻头后刀面最大磨损量为0.6mm,寿命为T=60min.
（3）、确定切削速度 查表2.15,切削速度为14 m/ min,修正系数为=1.0, =1.0, =0.85, =1.0,故=14 1.0 1.0 0.85 1.0=11.9 m/ min.
=373.7r/min
根据Z525钻床说明书,可考虑选择392 r/min
（4）、检验机床扭矩及功率.
根据表2.21,选取=21.58N/m扭矩的修正系数为1.0,故=21.58N/m.根据Z525钻床说明书,当.=0.87 mm/r. =11.9 m/ min时, =72.6N/m.
根据表2.23,当,=8mm,
.=0.87 mm/r. =11.9 m/ min.时, =1.0KW根据Z525钻床说明书, =2.26KW,
由此可断定所选择的切削用量可用,即.=0.87 mm/r. =11.9 m/ min,n=392 r/min.
（5）、计算基本工时:
,=21 mm,,入切量及超切量由表2.9查出. =5 mm.
所以: = =0.1min.
2、铰孔
1）、选择高速钢铰刀,其直径为=4mm,0、=10、=1.5、=15、=12
2）、选用切削用量.
a、确定进给量.
按加工要求确定进给量,查表2.11加工无精度要求,棒料强度为,=8mm,时, =1.0~2.0则取.=1 mm/r.
由于是加工通孔,由表2.24可查出铰孔时的轴向力,当.=1 mm/r., =4 mm,时,轴向力为=5060N.轴向力的修正系数均为1.0,故=5060N..
根据Z525钻床说明书,机床进给机构强度允许最大轴向为=8830N,故.=1 mm/r可用
b、决定钻铰刀头磨钝标准及寿命.由表2.12,当,=4 mm,时,钻头后刀面最大磨损量为0.6mm,寿命为T=20min.
c、确定切削速度
查表2.24,切削速度为 8 m/ min,修正系数为=1.0, =1.0, =0.85, =1.0,故=4 1.0 1.0 0.85 1.0=3.4m/ min.
=150r/min
根据Z525钻床说明书,可考虑选择130 r/min
d、检验机床扭矩及功率.
根据表2.21,选取=21.58N/m扭矩的修正系数为1.0,故=21.58N/m.根据Z525钻床说明书,当.=1 mm/r. =6.8m/ min时, =72.6N/m.
根据表2.24,当,=4 mm,
.=1 mm/r. =3.4m/ min.时, =1.0KW根据Z525钻床说明书, =2.26KW,
由此可断定所选择的切削用量可用,即.=1 mm/r. =3.4m/ min,n=130 r/min.
（3）、计算基本工时:
,=21mm,,入切量及超切量由表2.9查出. =5 mm.
所以: = =0.2min.
4铣侧面外型。以内孔为基准。
刀具：硬质合金三刃铣刀
机床:X51立式铣床
刀具：硬质合金立铣刀（镶螺旋形刀片），
根据《简明手册》查得：dw=63mm， z=16。
根据《切削手册》查得fz=0.1mm/z
因此：ns=1000L/dw=136r/min
因采用X51立式铣床取nw=100r/min
所以V=dwnw/1000=198m/min
当nw=300r/min时工作台每分钟进给量为
根据《切削手册》表4.2-37查得fm=165mm/min。
(五)表面处理

表面处理定义：表面处理的对象非常广泛,从传统工业到现在的高科技工业,从以前的金属表面到现在的塑料,非金属的表面.它使材料更耐腐蚀 ,更耐磨耗,更耐热,它使材料之寿命延长,此外改善材料表面之特性,光泽美观等提高产品之附加价值,所有这些改变材料表面之物理,机械及化学性质之加工技术统称为表面处理 (surface treatment) 或称为表面加工(surface finishing)。金属经初步加工成型后需修饰金属表面,美化金属表面 ,更进一步改变金属表面的机械性质及物理化学性质等之各种操作过程,称之为金属表面处理.或称之金属 表面加工(metal)
表面处理的目的 :
  表面处理的目的可以分四大类:
(1) 美观(appearance).
(2) 防护(protection)
(3) 特殊表面性质(special surface properties)
(4) 机械或工程性质(mechanical or engineering properties)本次设计的表面处理就是在表面的机械性质各种操作过程表现为工艺规程中的金属的切削，铣削和钻削以及去毛刺。物理化学性质等之各种操作过程,表现为调质处理和发蓝处理