设计“阀腔”零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具

机械制造技术基础课程设计任务书课程设计说明书设计题目 设计“阀腔”零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具班级学号：设计者 指导教师 2009，7，2机械制造技术基础课程设计任务书题目: 设计阀腔的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具内容： 1.零件图 1 张2.毛坯图 1 张3. 机械加工工艺过程综合卡片 1 张4. 夹具装配图 1 张5. 夹具体零件图 1 张6. 课程设计说明书 1 张目录一、序言3二、零件分析3三、工艺规程设计5四、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定6五、确立切削量及基本工时9六、夹具设计20七、设计总结21八、参考书目21一、序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。二、零件的工艺分析(一)、零件的作用题目所给的零件是阀腔，主要作用是用于液体流通，对侧面和内腔的加工要求低，对下表面的加工精度要求比较高，对上表面的表面粗糙度要求也较高。而对孔的精度要求很高，尤其是 110mm 的孔有平行度和同轴的要求，加工有困难但是毛坯直接铸造出，可降低难度。零件图及零件的三维图分别如图 1 和图 2。 Ax AB6.316.3H1图一图二(二)、零件的工艺分析通过对该零件的重新绘制，知道图样的视图正确，完整尺寸，公差及技术要求齐全。但下表面的精度较高。要进行精铣才能达到粗糙度要求。该零件属于腔体类零件，它的内表面和侧面都是直接铸造出来的，在加工时很方便，但要同时保证 110mm 的平行度和同轴度比较困难，但毛坯基本确定位置，所以简单了许多(三)、零件的生产类型零件为成批及大批量生产，毛坯铸造出来。三、工艺规程设计（一） 、确定毛坯的制造形式零件材料为 QT45010，考虑零件结构比较简单，但内腔形状比较复杂，故选择铸件毛坯。（二） 、基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1） 、粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取阀腔的上表面为粗基准，利用一面两孔定位。（2） 、精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。（三） 、制定工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案一:工序一：先铸件回火工序二：以上表面定位，粗铣半精铣精铣下表面工序三：以下表面定位，粗铣半精铣上表面工序四：以底面和一短销定位，锪平 28 钻 4X18 圆台的通孔工序五：以上表面定位，粗精铣下表面环行槽，并刮研工序六：以外圆面和左端面定位，粗镗 110mm 的圆和 85 的圆工序七：粗镗 100mm 和 65mm 的内孔，在半精镗和精镗 100mm 和 65mm的内孔工序八：在粗镗 76mm 的孔，半精镗精镗 76mm 的孔工序九：钻扩 2 个 20mm 的锥孔工序十：组合机床钻 10*10.5mm 小孔、攻 M12 螺纹孔。工序十一：去毛刺，检验工艺路线方案二：工序一：先铸件回火工序二：以下表面定位，粗铣半精铣上表面工序三：以上表面定位，粗铣半精铣精铣下表面工序四：粗精铣底面环行槽，并刮研工序五：以外圆面和左端面定位，粗镗 110mm 的圆和 85 的圆工序六：粗镗半精镗和精镗 100mm，在粗镗半精镗和精镗 65mm 的内孔， 工序七: 在粗镗 76mm 的孔，半精镗精镗 76mm 的孔工序八：钻 4X18 圆台的通孔工序九：以底面和一短销定位，钻扩 2 个 20mm 的锥孔工序十：钻床钻 10*10.5mm 小孔、攻 M12 螺纹孔。 工序十一：去毛刺，检验上面工序无法保证加工的相对位置要求比较以上两个方案，方案二换刀过多，影响加工的效率，而方案一的回火在第一道工序，铸件有应力，回火是减小应力，有利于加工，方案一综合这两方面考虑，从而是可行的。综合以上两个方案，得出我的工艺方案，我选方案一。四、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定（一） 、毛胚的基本尺寸确定：阀腔零件材料为 QT450-10，硬度 190210HB，生产批量成批及大批量，铸造毛坯。查铸件尺寸公差与机械加工余量确定步骤如下1.求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸，长 335.5mm，宽 198mm，高 85mm。故最大轮廓尺寸为 335.5mm.。2.选取公差等级 CT 由表 5-1 铸造方法按机器造型，铸件材料按球墨铸铁得公差等级 CT 范围 8-12 级，取 9 级3. 求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级 CT，由表 5-3得，公差带相对于基本尺寸对称分布。4求机械加工余量等级 由表 5-5 知球墨铸铁用砂型铸造机器造型和壳体的方法选得机械加工余量等级 E-G 级，取为 F 级。5求 RMA，对所有加工表面取同一个数值，由表 5-4 查最大轮廓尺寸为335.5mm，机械加工余量等级为 F 级，得 RMA 数值为 2.5 mm6求毛坯基本尺寸： 底面为单侧加工，算得：R= F+RMA+CT/2=85+1+3.2/2=87.6，圆整为 88mm。孔 100 为双侧加工，算得R= F-2RMA-CT/2=100-21-3.2/2=96.4，圆整为 96mm。孔 65 为双侧加工，算得R= F-2RMA-CT/2=65-2-3.2/2=61.4，圆整为 61mm。孔 76 为双侧加工，算得R= F-2RMA-CT/2=76-2-3.2/2=72.4，圆整为 72 mm。（二） 、各工序之间的加工余量及公差：1、粗铣、半精铣、精铣阀腔下表面的加工余量及公差工序间 工序间工序名称工序间余量/mm经济精度表面粗糙度/mmRa工序间尺寸/ mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/mRa精铣 1.3 7 1.6 83.9 83.9 1.6半精铣1.7 8 2.5 85.6 85.6 2.5粗铣 2 9 6.3 87.6 87.6 6.3铸造 87.6 87.62、粗铣、半精铣阀腔上表面的加工余量及公差工序间 工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/mm表面粗糙度/mmRa工序间尺寸/ mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/mRa半精铣1.0 8 6.3 86.1 2.5粗铣 1.5 9 12.5 87.6 6.3铸造3、 粗镗、精镗、精铰 100 孔的加工余量及公差工序间 工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/mm表面粗糙度/mmRa工序间尺寸/ mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/mRa精镗 0.12 7 1.6 100 100 035.。1.6半精镗0.12 10 2.5 99.88 99.88 2.02.5粗镗 1 12 6.3 99.76 99.76 6.3铸造 98.764、粗镗、精镗、精铰 65 孔的加工余量及公差工序间 工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/mm表面粗糙度/mmRa工序间尺寸/ mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/mRa精镗 0.5 7 1.6 60.9 61.4 1.6半精镗1.5 10 2.5 59.4 59.9 2.02.5粗镗 2 12 6.3 57.4 58.4 6.3铸造 57.4 57.45、粗镗、半精镗 110 孔的加工余量及公差工序间 工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/mm表面粗糙度/mmRa工序间尺寸/ mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/mRa粗镗 0.46 12 6.3 109.18 106 6.3半精镗0.23 10 6.3 109.64 109 6.3精镗 0.13 7 6.3 109.87 110 2.06.36.粗镗 85 孔。 （分四次粗镗）的加工余量及公差工序间 工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/mm表面粗糙度/mmRa工序间尺寸/ mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/mRa粗镗 0.46 12 1.6 84.18 84.18 1.6半精镗0.23 10 1.6 84.64 84.64 1.6精镗 0.13 7 1.6 84.87 84.87 1.67、粗镗、精镗、精铰 76 孔工序间 工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/mm表面粗糙度/mmRa工序间尺寸/ mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/mRa精镗 0.12 12 1.6 75.38 76 1.6半精镗0.2 10 2.5 75.6 75.6 2.02.5粗镗 0.4 7 6.3 76 76 6.3铸造 76 768、 钻、扩、铰 20 孔的加工余量及公差2工序间 工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/mm表面粗糙度/mmRa工序间尺寸/ mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/mRa钻 0.14 9 6.3 19.72 19.72 6.3扩 0.28 8 2.5 19.86 19.86 2.02.5铰 0.14 8 1.6 20 20 1.69、 钻、扩、铰 M12 的孔的加工余量及公差工序间 工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/mm表面粗糙度/mmRa工序间尺寸/ mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/mRa钻 9 6.3 11.56 11.56 6.3扩 0.24 8 2.5 11.88 11.885 2.02.5铰 0.12 8 1.6 12 12 1.610、 钻、扩 18 孔的加工余量及公差4工序间 工序间工序名称工序间余量/mm经济精度/mm表面粗糙度/mmRa工序间尺寸/ mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/mRa钻 9 6.3 18.76 16 6.3扩 0.24 8 1.6 18 18 2.01.63. 其他尺寸直接铸造得到。 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。五、确立切削量及基本工时工序一：热处理工序二：铣下表面：（1）粗铣加件工条工件材料：铸铁，铸造。加工要求：粗铣毛坯下端面。机床：X51 立式铣床。刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 120=a e=90,深度 ap=6,故据切削用量简明手册 （后简称切削手册 ）取刀具直径 do=160mm。选择刀具前角 o5后角 o8，副后角 o=8，刀齿斜角 s=10,主刃 Kr=60,过渡刃 Kr=30,副刃 Kr=5过渡刃宽 b=1mm, z=142. 切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=2.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量 机床功率为 4.5kw。查切削手册fz=0.140.24mm/z 。由于是对称铣，选较小量 fz=0.18mm/z。3）查后刀面最大磨损查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.2mm。查切削手册表 3.8，寿命及寿命 T=180min4）计算切削速度 按切削手册 ，V c=vvqxyupmpzeCdkTafZ算得 Vc28.8m/min ，n=80r/min,据 XA6132 铣床参数，选择 nc=80r/min, ,则实际切削速度 Vc=3.14*160*80/1000=40m/min=0.65m/s, 实际进给量为 Mzfmm/min0.184201.5根据 X51 立式铣床工作台进给量表（表 5-76）选择 190mm/minMzf则实际每齿进