商用车制动系统空气干燥器本体加工工艺设计

商用车制动系统空气干燥器本体加工工艺设计 1 / 31 1.序言 本次毕业设计主要是设计一零件的机加工艺设计，其零件的机械加工工艺规程设计，是在学习了《机械制造工程学》等机械类专业基础课程，进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合地运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计，其目的在于：

（1） 培养学生运用《机械制造工程学》及相关课程（《工程材料与热处理》、《机械设计》、《公差与技术测量》等）的知识，综合生产实习中学到的实践知识,独立地分析和解决零件机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。

（2） 培养学生熟悉并运用有关手册，规范，图表等技术资料的能力。 （3） 进一步培养学生识图，制图，运算和编写技术文件等基本技能。 （4） 当然本次毕业设计的目的除了上述所述之外，还有一个让学习了机械类专业课的我们熟悉机械加工工艺规程设计的基本步骤和流程，为以后的进一步学习其它专业知识或进行工程实践设计工作打下基础，同时也是对我们已经学过的专业课和基础课的知识的检验，也为以后加强工程设计意识。

（5） 本次毕业设计的内容为空气干燥器本体的工业设计，这一零件的复杂程度高，工序长，且加工精度要求高，所以在设计的时候充分的考虑了工艺安排的合理性和现场的可操作性。

2.零件工艺分析 零件的名称：空气干燥器本体 零件的结构特点：分析空气干燥器本体的结构图可以知道，本体的结构属于较复杂程度的零件。空气干燥器本体加工工艺中须保证Φ112.5的环形槽相关尺寸及粗糙度；阀口尺寸及粗糙度；Φ20尺寸及粗糙度；Φ38孔，阀口及粗糙度；本体密封性等重要尺寸及要求。 商用车制动系统空气干燥器本体加工工艺设计 2 / 31 零件的结构工艺性分析：空气干燥器本体的零件图及其加工要求说明中，对于钻孔攻丝简单工艺，可在立钻和台钻上完成；而环槽和阀口面这两个重点及难点需在数控车床上加工。加工大端面及环形槽定位夹紧面的选择，直接影响到加工精度，该部位为后序多处加工的定位面，并且六个底孔的位置精度要求较高，需要专用夹具。小端面的阀口尺寸及粗糙度，严重影响到产品的密封性能，Φ20052.00的孔精度和粗糙度要求非常高，所以此处粗精车后可以滚压。气压调节装置部位的本体加工部分，复杂且精度和粗糙度要求高，原来是用镗床加工，可是粗糙度达不到要求且费时，所以现在将铣面、扩孔、铰孔、镗孔都集中在加工中心上完成，既提高了效率也满足了技术要求，阀口上的Φ38062.00孔精度和粗糙度要求比较高，需用微调刀片才能满足要求 。在本体中还有两个工艺孔，其深度和堵孔工艺也是关键部分，也是工艺的一个重点，因为其效果将直接影响本体的气密性。

关键表面的技术要求分析：阀口Φ20052.00孔的精度和粗糙度要求较高，可以在粗精车后进行滚压。阀口面的加工，采用成形阀口刀；Φ38062.00内孔的加工采用可微调（可更换刀片）的刀具；为了提高工艺效率，夹紧采用快速夹紧装置。

3.确定生产类型 依设计任务书知该零件生产纲领为一万件，零件属于中重型的零件，由生产类型的划分，可知生产类型为大批量生产。

4.毛坯选择与毛坯图说明 毛坯的选择：由于毛坯的选择要考虑零件的力学性能要求，结构形状，外轮廓的尺寸，气密性，零件生产纲领和批量以及现场生产条件和发展等。考虑该设计零件的以上因素及各种生产类型的生产纲领及工艺特点，该毛坯的制造方法选用压铸模，材料为EYL-2。压铸毛坯的流线较好，承受的力较大，毛坯精度高，商用车制动系统空气干燥器本体加工工艺设计 3 / 31 加工余量小等优点。其切削加工性能一般，冲击韧性较好。 分析该零件的加工要求，确定其毛坯的尺寸为：两阀口加工精度较高，需要多种工序加工，其留有的加工余量较多，其它可以较少。部分曲面属于不加工表面，其加工余量可以不留，直接为压铸尺寸。

根据压铸件公差和机械加工余量标准，各面加工余量为：底部外圆面5mm，耳部端面7mm，其它不加工表面为0.5mm。

确定圆角和拔模斜度及分模面：由于该铸件的尺寸较小，为保证加工余量，直接选择铸造圆角为3~5mm，拔模斜度不大于70。为节省材料，分模面在耳部和轮毂的最大尺寸

图1.干燥器本体毛坯图 5.零件工艺路线的制定 零件的工艺路线的制定要考虑的因素很多，为了制定出更好的工艺路线，需商用车制动系统空气干燥器本体加工工艺设计 4 / 31 要先拟制出多种工艺路线，将这几种路线进行比较，从中找到较好的一种，结合该零件的各因素，现拟制以下两种工艺方案进行比较：

方案一：车大端面、内孔及环形槽——车小端面、内孔、阀口及内槽——钻6－φ9孔，去毛刺——铣M22X1.5-6H孔口平面——铣φ38孔口平面——镗φ38孔及阀口——扩4－M6-6H底孔——4－M6-6H螺纹孔口倒角——攻4－M6-6H螺纹——钻2－M3底孔——2－M3底孔倒角——攻2－M3螺纹——钻M5底孔——钻φ2.5深孔同φ19孔根部——钻环形槽处φ4通气孔——钻M12X1.5底部φ1.5小孔——扩M22X1.5-6H底孔——M22X1.5-6H孔口倒角——攻M22X1.5-6H螺纹——扩M12X1.5-6H底孔——锪M12X1.5-6H端面——M12X1.5-6H孔口倒角——攻M12X1.5-6H螺纹——去内角毛刺——清洗、吹净、吹油——铆φ3钢球——铆另一处φ3钢球——在铆钢球处涂胶——另一钢球处涂胶——本体密封性试验——检查

方案二：车大端面、内孔及环形槽——车小端面、内孔、阀口及内槽——钻6－φ9孔，去毛刺——铣M22X1.5-6H孔口平面——加工φ38及阀口——钻2－M3底孔——2－M3底孔倒角——攻2－M3螺纹——钻M5底孔——攻M5螺纹——钻φ2.5深孔同φ19孔根部——倒角——钻另一处φ2.5深孔——φ2.5深孔孔口处扩孔——钻环形槽处φ4通气孔——钻M12X1.5底部φ1.5小孔——φ20孔挤光——锪φ14孔端面——扩M22X1.5-6H底孔——M22X1.5-6H孔口倒角——攻M22X1.5-6H螺纹——锪M12X1.5-6H端面——M12X1.5-6H孔口倒角——攻M12X1.5-6H螺纹——去内角毛刺——清洗、吹净、吹油——铆φ3钢球——铆另一处φ3钢球——在铆钢球处涂胶——另一钢球处涂胶——本体密封性试验——检查

通过比较两种方案，区别在于如何选择粗基准与如何提高产品质量及使工艺集中，减少装夹误差。两种方案对比分析，就可知第二种方案较好。所有选择第二种方案。

6.加工余量、切削用量、工时定额的确定 已知加工材料为EYL-2，σb =240Mpa， 机床为J1BNC320B型数控车床，商用车制动系统空气干燥器本体加工工艺设计 5 / 31 工件装卡在三爪自定心卡盘中。 6.1.车大端面、内孔及环形槽 采用J1BNC320B型数控车床加工，工件装卡在三爪自定心卡盘中,采用程序编制的方法，分别用1把车刀加工大端面及内孔保证ф112.5±0.1，7.4±

6.1、1把切槽车刀加工环形槽，保证尺寸ф130±0.1，3.6±0.1，2.5±0.05。

6.1.1.车大端面及内孔 6.1.1.1.选择刀具 6.1.1.1.1.车大端面及内孔保证ф112.5±0.1，7.4±0.1，选择端面车刀 J1BNC320B型数控车床的中心高为160mm，故选刀杆尺寸B×H=20mm×20mm，刀片厚度为6mm。

6.1.1.1.2选择刀具材料和角度

加 工 面 大 端 面 内 孔 刀具材料 YG6牌号硬质合金 YG6牌号硬质合金 前角γ0（°） 0 0 后角αo（°） 8 8 主偏角Kr（°） 93 20 副偏角κr’（°） 20 93 刃倾角λs（°） 0 0 刀尖圆弧半径rε（mm） 0.4 0.4 6.1.1.2.选择切削用量 6.1.1.2.1.确定背吃刀量ap

加 工 面 端 面 内 孔 商用车制动系统空气干燥器本体加工工艺设计 6 / 31 加工余量Δ（mm） 0.5 0.5 走刀次数（次） 1 1 背吃刀量ap（mm） 0.5 0.5 6.1.1.2.2.确定进给量f 根据硬质合金车刀车端面的进给量表、硬质合金端面车刀的进给量表如下， 加 工 面 端 面 内 孔 选用的进给量f（mm/r） 0.07 0.07 校核车削力Fz

根据高速钢车刀车削压鋳铝合金（σb=240MPa）的车削速度、车削力及车削功率表，车削条件改变时的修正系数表，

加 工 面 端 面 内 孔 YG6车削铝合金的车削力Fz(N) 1895 2005 车刀耐用度修正系数kTFz 1.02 1.02 工件材料修正系数kMFz 1.0 1.0 车刀的主偏角修正系数kkrFz 1.0 0.89 车刀的前角修正系数kγ.Fz 1.08 1.08

车削力Fz(N) 2154 2354 因为该机床采用系统控制进给量，切削时的进给力小于进给机构允许的进给力，故所选f=0.07mm/r的进给量可用。

6.1.1.2.3.选择车刀磨钝标准与耐用度T 根据车刀的磨钝标准及耐用度表，取车刀后刀面最大磨损限度为1mm，T=60min。