阀体机械加工工艺及工装设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 摘 要 本设计说明书共分两部分，内容包括工艺规程设计，其中包括零件的分析，分析毛坯余量，工艺规程设计以及一些常用的公式和表格等；另一部分是工艺装备设计，包括夹具设计，专用刀具设计，专用量具设计等。 本论文理论观点清晰，设计特点突出，内容详尽，简单易懂。论文的每一部分都是经过我的 详细分析论证和计算，每一种设计都是有据可依的。此论文是在催老师的指导下，又经过我的查阅资料，分析计算，编排汇总而来。 此论文能够体现出我的独特设计风格，也能表现出我设计此套方案的价值观。 这也说明了我所学知识，说明我能够将自己的知识 更好更充分的运用与实际的工作实践中。经过了年的大学学习，我们是否有所收获很大程度上都体现在了此次设计中，在我们即将走出校门的时候，我将充分发挥自己的才能，运用自己的知识为培育我的老师，栽培我的学校留下自己的设计作品。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目录 绪论 （ 2） 1、 工艺规程设计 （ ） 零件分析 （ ） 零件的作用 ( ) 零 件的工艺分析 （ ） 定毛坯 （ 3） 艺规程设计 （ 5） 定位基准的选择 （ 5） 制定工艺路线 （ ） 选择加工设备及刀、夹、量具 （ ） 确定加工余量和主要表面的工序尺寸 （ 8） 加工工序设计 （ ） 序 1粗铣底面和工序 2精铣底面 （ ） 间定额计算 （） 、工艺装备设计（ ） 具设计 （ ） 铣底面 夹具设计 （ 10） . 夹具设计的目的和条件 （ 10） 2 确定设计方案 （ 10） 确定并设计对刀元件 （） 夹紧力的计算和设计夹紧机构 （） 加工精度分析 （） 夹具体的设计 （） 绘制夹具装配总图 （ ） 钻底面孔夹具设计（ ） 研究原始材料，明确设计任务 （） 确定夹具设计方案，结构，绘制结构草图 （） 确定零件的定位方式，选择定位元件 （） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 确定并设计导向元件 （） 计算所需夹紧力，设计夹紧机构 （） 用刀具设计 （ ） 设计条件和要求 （） 初选主要结构设计 （） 用量具设计 （ ） 工件螺纹的牙型尺寸 （） 自文献 (8)表 （） 计算螺纹环规 的大 ,中 ,小径尺寸 （） 毕业设计结论 （ ） 致谢 （ 1 ） 毕业设计参考文献 ( ) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 绪论 通过这次毕业设计，我学到了许多课堂上学不到的知识，增强了我的实践能力和空间想象能力。这次设计是为了适应本专业学生理论联系实践的需要，培养学生综合 运用所学理论知识，独立解决一般机械类技术问题的能力，树立正确的设 计思想和工作作风，为社会培养更多的人才。 本设计论文中包括工艺规程设计和工艺装备设计两大部分。并主要以阀体的工艺规程设计和工艺装备设计为重点，阐述其设计原理和方案。我还设计了一套与之配套的专用刀具和量具及两套夹具。在整个设计方案中，力求以经济技术指标来指导设计，并掌握一般夹具，刀具，量具的设计方法，使工艺科学性强，并在此基础上 贯穿了自己的整个设计思想。 在此次毕业设计过程中，我得到了催广臣等老师的热情指导和帮助，及广大同学提出了宝贵的意见，在此对他们的关心和帮助表示最衷心的感谢。 编者：吴飞 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 工艺规程设计 零件分析 零件的作用 : 阀体是东风汽车等内燃机的一个主要零件 , 内燃机通过该零件的安装平面既低面与阀体相连 ,用四个螺栓固定 ,实现内燃机车的正确连接 ,底面上 4个直径 11毫米孔为螺栓连接孔 ,由于没有定位销定位 ,故对它的位置要求 零件的工艺分析 ： 有零件图可知，其材料为，该材料具有较高的韧性、塑性，在低温下有较低的韧性 脆性转变，温度及较高的低温冲击值，且有一定抗温度急发性，耐腐蚀 性。适用于承受较好韧性，要求耐腐蚀的零件。该零件的 主要加工面为直径、的锥孔，螺纹，直径、，螺纹，直径， 螺纹孔，个直径孔的底面。底面的加工精度直接影响阀体与其他零件的接触精度及密封，在加工底面时，应有一定的精度要求。直径凸台面是与其他零件的接触表面，直接影响该零件与其他工件之间的接触精度。 ， 个直径毫米的孔是用于链接的表面，在加工它们时，应有一定的精度要求。 直径的锥孔是该零件中精度要求最高的表面，因而具有较 高的加工精度要求。 由参考文献中有关面和孔加工经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。 确定毛坯： 根据零件材料确定毛坯为铸件又由设计任务书已知零间的生产纲领为件 /年，该零件质量约为 参考文献表，表可知，其生产类型为大批生产，毛坯的铸造方法选用砂型及其造型。又由于阀体零件的内腔及内孔均需铸出，故应安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效 和检验。参考文献表、表可知，该 种铸件的尺寸公差等级为级，加工余量等级为级，取为级，为级。 铸件分型面选择通过直径毫米，直径毫米孔轴线且与底面垂直的面，浇冒口位置分别位于底面和直径毫米凸台两侧。参考文献表，用查表法确定各表面的总余量如下表所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 加工表面 基本尺寸（ 加工余量等级 加工余量数值(说明 安装平面 10 G 面：单侧加工 直径 26端面 107 G 面：单侧加工 直径 27孔 27 H 降一级， 双侧 加工 凸台面 10 G 面：单侧加工 直径 41孔端面 22 G 面：单侧加工 48 G 面：单侧加工 直径 35孔 30 H 降一级，双侧加工 33 G 面：双侧加工 直径 20孔 20 H 降一级，双侧加工 直径 36外圆 36 G 面：双侧加工 参考文献 3表 12主要面尺寸 零件尺寸（ 总余量 (毛坯尺寸(公差 底面轮廓尺寸 10 10 1 N 底面直径 26 孔端面尺 寸 107 C 面距直径 26 孔端面尺寸 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 凸台面表面距直径 43 空轴线 中心尺寸 10 大孔深 22 5 1 直径 27孔 27 2 1 直径 20孔 20 5 1 直径 35孔 35 0 4248 4 3333 9 径 36外径尺寸 36 2 工艺规程设计 ： 定位基准的选择 ： 精基准的选择：阀体底面是装配基准，又是设计基准，用它做精基准， 遵循 基准 重合原则，实现阀体零件一面二孔的定位方式，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样就遵循了基准统一原则。此外，底面的面积较大，定位比较稳定，夹紧也比较简单，可靠，操作方便。 粗基准的选择：选择底面的对面 重要孔的加工余量尽可能均匀； 两定位夹紧方案： 方案一：用 个自由度，侧面用一个支撑板限制 2个自由度，这种夹紧方案简单，但不适合大批量生产，加工稳定性不高。 方案二 ;在小孔处以销定位限制两个自由度，侧面用 3 个支撑钉限制 3 个自由度，底面本生限制一个自由度，这种定位准确、可靠、随行夹具简单，适用于大批量生产，所以该方案可行。 制定工艺路线 方案一：根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下： 底面： 粗铣 精铣 两侧面：粗铣 直径 35孔：粗铣 底面孔 44 钻 锪 直径 41内锥孔 : 粗车 -半精车精车 直径大孔： 粗镗 ：粗车半精车精车攻螺纹 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 直径小孔： 粗镗 直径孔： 粗镗 ： 粗车半精车精车 攻螺纹 凸台面 直径、直径孔： 粗车半精车 ： 钻孔攻螺纹 根据先面后孔，先主要表面后次要表面，先粗加工后精加工的原则，将底面，两侧面级底面空的加工放前面，后钻孔， 纹孔、等次要表面放在最后加工。 工序过程排列如下： 方案一： 工序号 工序内容 铸造 时 效 涂漆 1 粗铣底面 2 精铣底面 3 铣两侧面 4 钻底 面孔 4 11，锪盘 4 22 5 车大孔，车端面，车直径 27 内孔，车直径 41 锥孔，粗车直径 48外圆，半精车直径 48外圆，精车直径 48外圆，角，车半径 3 毫米圆弧，车纹 6 车小孔（车端面，车直径 20 内孔，车直径 36 外圆，车直径 33 外圆，车 1 角，车 纹） 7 车凸台面（车直径 43 端面，车直径 43外圆，车直径 35内孔 ） 8 钻凸台面孔（钻 2 9 攻丝 2 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 10 成品检查 方案 二： 工序号 工序内容 铸造 时效 涂漆 1 车底面 2 铣两侧面 3 钻底面孔 4 11，锪盘 4 22 4 车大孔，车端面，车直径 27 内孔，车直径 41 锥孔，倒 半径3毫米圆弧 5 粗车直径 48外圆，车 6 车小孔（车端面，车直径 20 内孔，车直径 36 外圆，车 1 7 粗车 直径 33外圆，车 8 车凸台面（车直径 43孔，车直径 35孔） 9 钻凸台面 孔 ） 10 攻丝 2 1 成品检查 方案二 所制定的工序存在许多问题，须进一步讨论。如车底面，因工件和夹具的寸较大，在卧式车床上加工时，它们的惯性力较大，平衡较空难，又由于底面不是连续的圆环面，车削中出现断续切削，容易引起工艺系统的震动，故改用铣削加工较好。工序 4、5、 6、 7都分别采用车削，它们应该采用工序集中原则，因此方案一比较好。 选择加工设备及刀、夹、量具 ： 由于生 产类型为大批生产，所以加工设备以通用机床为主，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。 铣底面：考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣 ，选择 铣床，参考文献 2表 4 3，选择直径 50毫米的立铣刀，专用夹具和游标卡尺。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 铣两侧面：采用立铣，选择铣床 径 53 毫米的立铣刀，铣夹具和游标卡尺。 钻底面孔：采用摇臂钻床 择直径 11 毫米的锥柄麻花钻，锪盘专用夹具、专用夹具和游标卡尺。 车大孔 :采用 择端面车刀， 45度弯头车刀，外圆车刀，螺纹车刀，游标卡尺 ，螺纹量规和专用夹具。 车小孔：采用 择端面车刀， 45度弯头车刀，外圆车刀，螺纹车刀，游标卡尺，螺纹量规和专用夹具。 车凸台面：采用 择端面车刀， 45度弯头车刀，外圆车刀，螺纹车刀，游标卡尺，专用夹具。 钻凸台面孔：采用摇臂钻床 择直径 米钻头，游标卡尺，专用夹具。 攻丝 2 用摇臂钻床 择 机用丝锥，选择螺纹量规，丝锥专用夹具。 成品检查：检查主要尺寸 ,选择游标卡尺，螺纹量规和角度尺。 确定加工余量和主要表面的工序尺寸 根据参考文献 1 直径 41锥孔，半精膛，工序余量 Z=径 27镗，工序余量 Z=径 26镗，工序余量 Z=6径 20车，工序余量 Z=5径 35车，工序余量 Z=5径 43车，工序余量 Z=7面：粗车，工序余量 Z=2 加工工序设计 序 1 粗铣底面和工序 2 精铣底面： 查文献 1 表 13 27 平面加工余量， 的精加工余量 1 面总余量1粗 =3文献 1表 4 21得粗加工公差等级为 公差 核精铣余量： 1粗 (10+1 故余量足够。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 参考文献 1 表 14粗铣的每齿进给量 /r,粗铣走刀一次，精铣走刀一次， ，相应切削速度分别为： 粗 000=000= 精 1000=000= 间定额计算 (1)机动时间： 粗铣： L+2)/ 取 21=115+32+3/铣： L+2)/ 取 22=115+32+3/以机动时间 T=2=2)辅助时间 参考文献 4表 2 操作内容 每次所需时间 粗铣 精铣 操作次数 时间 作次数 时间 轴变速 1 换进给量 尺测量 停车 主轴运转 清除铣削 各工步辅助时间 分别为 :粗铣 :铣 :卸工件时间参数取 所以辅助时间： 3)作业时间 : a+4)布置工地时间 考文献 (1)取 a=3% 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 则 :b*a=5)休息与生理需要时间 参考文献 (1)取 B=3%,则 b*B=6)准备与终结时间 各部分时间为 : 中等件 :33刀 :7 工艺装备设计 夹具设计 铣底面 夹具设计 夹具设计的目的和条件 : 设计第五道工序粗铣、精铣安装平面的铣夹具。该夹具选择用机床型号为 确定设计方案 ： 由于该道工序是机械加工的第一道工序，要进行粗基准的选择。夹具设计必须遵循夹具设计方案的原则即“在确保加工质量的前提下，结构竟可能简单，操作省力，高效，安全 ，经济合理， 并尽量采用标准元件”。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 根据以上，拟定方案如下： 方案一：选用 个自由度，再以侧面辅以定位，限制 2个自由度，再在前后方向上用一个支撑钉限制 1个自由度。主轴顺时针正转进行铣削加工。在侧面用一压板压紧，运用联动机构一次加工两个工件，夹紧力 由液压缸通过拉杆提供。 方案二：以小孔内圆毛坯面及端面定位，再辅以侧面定位。其中长定位心轴及小孔端面限制了 4个自由度，侧面定位限制 2个自由度，在侧面方向上采用螺栓施加夹紧力。 对以上两种方案进行分析比较如下： 方案一：由于定位基准与设计基准重合，没有基准 不从合误差，当毛坯铸造精度不高时 ，不会产生安装平面与小孔轴线不垂直的缺陷，不易保证孔加工余量均匀，定位元件尺寸较小，刚性较差，手动夹紧，辅助时间长，工人劳动强度高，生产率较低，但便于设计和制造，成本较低 ，适用于小批量生产。 方案二：所选定位基准与设计基准不重合，存在的不重合误差不易保证，各孔的加工余量均匀，由于心轴定位并承受主要切削力，心轴尺寸不大，易变形，但采用液压夹紧时，辅助时间短，一次加工两个元件减少了作业时间，工人劳动强度低，生产率也高，其设计制造 较复杂，要求较高，适用于大批量生产。 综上，优先选用 方案一。 确定并设计对刀元件 ： 为迅速正确地确定铣刀 与工件的相对位置，设置了块。借助平塞尺进行对刀，控制端铣刀的中心位置和铣削深度，对刀块安装在夹具体上。 夹紧力的计算和设计夹紧机构 ： （ 1）夹具选用液压装置夹紧，用一根定位心轴连接液压缸缸杆，带动连接在心轴上的压板夹紧工件。 （ 2）夹紧力的计算 ： 粗铣时切向切削力 最大 铣削切削力，由参考文项（ 5）表 1 90 铣削深度 取 T=2 S 每齿进给量 S= 铣刀直径 D=120 B 铣削宽度 B=115 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 Z 齿数 Z=12 所以 ： 加工精度分析： （ 1）夹具外形的最大轮廓尺寸为： 605 2）与安装有关的技术要求 A： 由于铣床夹具是依靠夹具体底面和定位键侧面与机穿工作台的平面 安装平面的加工尺寸无影响故 A=0 （ 3） 对刀误差 T： T= S+ h T=4)制造误差 Z: 由夹具总图的技术要求可知 : Z= 夹具体的设计 : 由于工件形状复杂且不规则 ,夹紧选用的是液压连动夹紧 ,故选择铸造夹具体为宜底座设有两个耳座槽 ,用 在中间最远距离处安装有两个定向件 ,用以确定夹具与刀具的正确位置。 绘制夹具装配总图： 此铣床夹具的装配总图上应将定位衬套，液压夹紧装置，辅助支撑与夹具体的连接表达清楚。 钻底面孔夹具设计 研究原始材料，明确设计任务： 根据任务书可知此零件的生产纲领为 5000 /年，根据零件的工艺规程和本工序的具体要求及前后工序的相互联系，可知本工序所选用的刀具为钻头，要选用一把平挫，量具用游标卡尺，由于被加工孔 是均匀分布在同一圆周上的平行孔系，所以采用固定式钻模在摇臂钻床在 进行加工。 确定夹具设计方案，结构，绘制结构草图 ： 在确定夹具设计方案时应根据夹具设计的基本原则：在确保零件的加工质量基础上，结构尽量简单，操作方便高效，制造成本低廉，综合分析。 确定零件的定位方式，选择定位元件： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 在分析零件结构特点，尺寸，精度 ，数量的基础上，根据 6点定位原则，结合实际加工精度的要求，选择以工件的外圆表面，所加工的 4个小孔中心轴线所在的平面及侧面作为定位基面。在工件的外圆表面用一 于所用的是短 V 型快，因而用它定位限制了两个自由度，定位支撑板用圆铣刀铣成圆形，由于该支撑板圆环部分较大，因而用它定位限制了 3个自由度 ，为使该夹紧机构实现完全定位，再在侧面用一支撑钉定位限制另一自由度，从而实现工件的完全定位 。 确定并设计导向元件 ： 为了迅速，准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻模上设计引导刀具且防止其在加 工过程中发生偏移的元件 钻套，由于所加工的孔为均布于同一圆表面的 4 个孔，故选用4个钻套，用以保证被加工孔的位置精度及提高工艺系统的刚度。 计算所需夹紧力，设计夹紧机构 ： （ 1） 由于工件质量不大，产量为批量生产，所以采用手动夹紧装置。 选择用夹角成 120度的 了装卸工件方便，需要 方向上能够平移 ，所以采用压紧螺钉与 支撑的槽内实现 带孔滚花螺母与压紧螺钉相连，承受主要夹紧力，在侧面辅助夹紧的支撑钉定位方向上用一球形夹紧螺栓夹紧，从而实现工件的手动 夹紧。 （ 2） 计算夹紧力 ： W=2 a+&)+ W夹紧力 原始作用力一般取 作用力臂，一般取 d D螺纹中径 a螺纹升角，取度 螺纹处摩擦角，取度 钉端部与型块的摩擦角 r螺钉端部与型块的当量摩擦半径 把以上数据代入公式得： 为了保证工件装夹可靠，因将理论夹紧力乘以安全系数，值由手册查得，一般取 以 满足 夹紧力要求 ,所以此装置可行。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 （ 3） 夹具体的设计： 夹具体须将定位，导向，夹紧 装置连接成一体，并能正确地安装在机床上。此方案采用铸造夹具体的钻床夹具。此方案安装稳定，成本较低，生产率高，夹紧可靠。 （） 绘制夹具装配总图： 钻模的装配总图上应将定位 位支撑板及钻模板与夹具体的连接及夹紧部分的连接表达清楚。 装配总图中定位用的 两个螺钉与夹具体连接，定位支撑板用 3 个螺钉与夹具体相连，并且支撑板用圆铣刀铣成圆弧形起防转作用，钻模板与夹具体用 4个内六角圆柱头螺钉和 4个销钉连接。夹紧装置用 作，用压紧螺钉伸入 使 方向平移，以至于装卸工件 。夹具装配时，待转模板位置调整准确后再拧紧螺钉，然后配钻，铰销钉孔，打入销钉定位。 装配总图中钻套孔径的尺寸和公差应根据刀具的种类和被加工孔的尺寸精度而定。由于此工序中选用的刀具是由于此工序中选用的刀具是标准的尺寸刀具，所以钻套内径按及轴制选取。刀具与钻套为间隙配合 ，钻套孔径按 （） 加工精度分析 ： （ 1） 夹具外形的最大轮廓尺寸为： 3472)夹局的的定位误差 D: D=3)夹具安装误差 A: 由于钻模的安装基面为平面 ,所以 A=0 (4)夹具制造误差 Z: 由夹具装配总图中的技术要求可知 Z= 专用刀具设计： 设计条件和要求 ： 工件材料： 作宽度 a=115工余量是 3-4 面粗糙度 床功率足够 ,要求设计硬质合金右切端铣刀。 初选主要结构设计 ： 孔径 D=30 序 项目 数据来源或公司计算 结果 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 号 1 铣刀直径 D D=(e=61 参考文献（ 7）表 =160 铣刀厚度 B 参考文献（ 7）表 =60 铣刀齿数 Z Z=(= Z=8 4 刀齿尺寸、截面 尺寸 出量 h、 刀片型号 参考文献（ 7）表 4h=12115Z 5 确定端铣刀的几何角度； 前角 后角 a; 刀倾角 J; 主偏角 K,负偏角 考文献（ 7）表 =5 a=10 J=60;0 6 计算刀槽位置参数；刀槽斜角 B; 偏距 e;刀槽倾角 S;刀体端面上刀槽底距铣刀轴线的距离 H 15)*15)*gB=2/+1214/ 考文献（ 7）表 =B/2=20/2=10=60; 0; =E=S=10; m=10买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 H=(D/2d/2160/60/2h= 刀齿几何角度的计算 8 刀体外直径 9 刀齿夹固形式及尺寸 专用量具设计 : 工件螺纹的牙型尺寸 : 螺距 P=3 d= 自文献 (8)表 的环规公差 及截形有关尺寸 : 4 m=15 6 2 表 =9 分 =13分 自表 表 表 表 =移量 ) 自表 一齿槽两牙侧面牙型高度的最大差值 通端和止端螺纹环规的中径公差带的中心线分别到 T 中径公差带中心线间的距离 T,到工件外螺纹中径 上偏差之 间的距离 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 计算螺纹环规的大 ,中 ,小径尺寸 自文献 (8)表 大径 D+有间隙槽宽 径 (D2+