液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计说明书

本科生毕业设计 题 目： 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 摘要 ： 本毕业论文主要讲的 是液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计，设计镗孔夹具的设计过程。首先进行零件的分析，利用 析结构特点，接着确定零件主要加工要求然后进行工艺规程及夹具设计，确定毛坯利用 毛坯图，确定定位基准，制定工艺路线，计算切削余量，最后再做镗 100和 76两孔的夹具设计。在设计的时候应该选择定位基准和夹紧方案，选用合适的定位元件和夹紧装置，接着进行定位误差的分析、计算切削力及夹紧力，判断夹具设计的合理性。 本文的研究重点在于通过 对液压阀腔 的工艺性和力学性能分析，对加工工艺进行合理分析，选择确定 合理的毛坯、加工方式、设计高效、省力的夹具 以及设计出简单、实用的数控加工程序， 通过实践验证，最终加工出合格的 液压阀腔 零件。 关键词： 液压阀腔，加工余量，工艺，夹具 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 in of of on of if is it In of is it of to of of of of of a of of a of of of of At of of to to to is to on of is so a is an As in of is an is is a of to 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 目 录 摘 要 . I . 一章 绪论 . 1 第二章 零件的分析 . 5 件的作用 . 错误 !未定义书签。 件的工艺分析 . 5 第三章 确定毛坯 ，绘制毛坯 图 、零件图 . 7 . 7 序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 7 第四章 工艺规程设计 . 1 . 1 . 1 、量具 . 2 定切削用量及基本工时 . 2 下平 面 ，见光即可 . 2 证厚度尺寸 到位 . 2 铣厚度 . 2 0 深 . 2 铣 深 . 2 镗 10 、 76 孔 . 2 镗 65 孔。 . 2 5 深 3凹台 . 2 - 18 通孔，愡平 4- 28 孔 . 2 . 2 纹孔 . 2 第五章 镗孔夹具 的设计 . 1 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 . 7 . 7 结 论 . 7 致 谢 . 7 参考文献 . 错误 !未定义书签。 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 1 绪论 本文首先对液压阀腔的零件进行分析，通过对液压阀腔进行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老协商后，觉得用夹具比较合适。 在这次毕业设计中，根据课 题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了液压阀腔的机械加工工艺及夹具设计。整个设计的指导思想“简便、高效、经济”。力求生产处符合要求的产品。 2 零件的分析 具的发展史 题目所给的零件是液压阀腔，而液压阀腔一般是板状物，上面钻或铣有直孔或者是凹台，其是液压阀的腔体，而本课题的任务就是“液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计”。 件的工艺分析 （ 1）以 主视图 为主要加工表面的加工面。 这一组加工 表面包括： 液压阀腔上下表面的铣削加工，上表面表面粗糙度为 下表面的表面加工精度要高，粗糙度为 下表面深 表面粗糙度为 100， 176， 65 孔的镗削加工， 110， 85 凹台的铣削加工，其表面粗糙度为 （ 2）以 俯视图 为主要加工表面的加工面。 这一组加工表面包括： 4纹孔的钻、攻 加工 ， 6纹孔的钻、攻加工， 4- 18 直孔的钻削加工， 28沉孔的愡削加工， 2- 20盲孔的钻削加工。 以下是该 液压阀腔 的零件图 ： 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 图 1液压阀腔零件主视图 图 1液压阀腔俯视图 液压阀腔零件机 械加工工艺规程及工装设计 3 确定毛坯，绘制毛坯图、零件图 定毛坯的制造形式及材料 “ 液压阀腔 ”零件材料采用 铸造 。 液压阀腔 材料为 需做人工时效处理 ，生产类型为大批量生产，采用 铸造 毛坯。 由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用 铸造 的形式，从而提高劳动生产率，降低成本。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 100 内孔 的加工余量 根据工序要求， 液压阀腔的 100内孔 的 加工分粗、精 镗 加工。各工步余量如下： 粗 镗 ：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为 2165取 表 7 时厚度偏差取 精镗 ：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为 取 1 毛坯的基本尺寸为 1000 根据实用机械制造工艺设计手册表 2锻 件尺寸公差等级选用 得 毛坯 尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为： 100 30坯最小尺寸为： 坯最大尺寸为： 30+ 镗 后最大尺寸为： 镗 后最小尺寸为： 镗 后尺寸与零件图尺寸相同，即 100 76内孔的加工余量 根据工序要求，该孔的加工分为粗 镗 、 精镗 两个工序完成，各工序余量如下： 粗 车 ：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 精 车 ：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 76 30； 根据实用机械制造工艺设计手册表 2316尺寸公差等级选用 得 毛坯尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 76 30； 毛坯最大尺寸为 30+ 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 毛坯最小尺寸为 粗 镗 工序尺寸为 70； 精 镗 后尺寸与零件图尺寸相同，即 76； 下端面的加工余量 根据工序要求， 上下端面 的加工 需要粗铣、精铣两 个工序完成，各工序余量如下： 粗铣 ：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 3 毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 85+3+3=91 根据实用机械制造工艺设计手册表 2316尺寸公差等级选用 得 毛坯尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 85+3+3=91 毛坯最大尺寸为 91 毛坯最小尺寸为 粗铣后工序尺寸为 87 精铣后 工序尺寸为 85 4 工艺规程设计 位基准的选择 基准的选择： 粗基准选择应当满足以下要求： A、保证各重要支承孔的加工余量均匀； B、保证 液压阀腔 的内壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择 液压阀腔 的主要 面作为定位基准 。即以 液压阀腔 的 上表面 作为粗基准 来 限制工件的 3 个自由度，再以另一个 面作为 定位 基准来 限制第 四 个自由度。 这样就能够很好地保证工件的定位，从而达到了加工各个工序的目的。 基准的选择： 从保证 液压阀腔 孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证 液压阀腔零件 在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。 从 液压阀腔 零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都 采用统一的基准定位的要求。 至于前后端面，虽然它是 液压阀腔 箱体的装配基准，但因为它与 液压阀腔 箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 定工艺路线 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。 液压阀腔 体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。 具体安排是先以 液压阀腔零件的上表面作为定位基准来加工液压阀腔的下表面及左右端面，然后已经镗削好的 100 和 76 孔 为基准来加工主视图上面的各个孔位 。由于 外圆 面加工完成后一直到 液压 阀腔 体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。 后续工序安排应当遵循先面后孔的原则。先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系。因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。 按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。 因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各 外圆 孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段后分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 根据以上分析过程，现初步拟定 液压阀腔 加工工艺路线如下； 方案一： 1 铸造毛坯 2 粗铣上下平面，见光即可。 3 精铣上下平面，保证厚度尺寸 到位。 4 粗、精铣厚度 5 铣主视图中 10 深 台。 6 粗铣、精铣 深 7 粗镗、精镗 10 、 76 孔。 8 粗镗、精镗 65 孔。 9 铣主视图中 85 深 3 凹台。 10钻俯视图中 4- 18 通孔，愡平 4- 28 孔。 11钻攻俯视图中 6 12钻攻俯视图中 4 13去毛刺倒棱角。 14检验。 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 方案 二 ： 1 铸造毛坯 2 粗铣上下平面，见光即可。 3 精铣上下平面，保证厚度尺寸 到位。 4 粗、精铣厚度 5 铣主视图中 10 深 台。 6 粗铣、精铣 深 7 铣主视图中 85 深 3 凹台。 8 粗镗、精镗 10 、 76 孔。 9 粗镗、精镗 65 孔。 10钻俯视图中 4- 18 通孔，愡平 4- 28 孔。 11钻攻俯视图中 6 12钻攻俯视图中 4 13去毛刺倒棱角。 14检验。 方案 三 ： 1 铸造毛坯 2 粗铣上下平面，见光即可。 3 精铣上下平面，保证厚度尺寸 到位。 4 粗、精铣厚度 5 粗铣、精铣 深 6 粗镗、精镗 10 、 76 孔。 7 粗镗、精镗 65 孔。 8 铣主视图中 10 深 台。 9 铣主视图中 85 深 3 凹台。 10钻俯视图中 4- 18 通孔，愡平 4- 28 孔。 11钻攻俯视图中 6 12钻攻俯视图中 4 13去毛刺倒棱角。 14检验。 其中，方案二的工艺路线虽能方便工人安装加工，但在装夹加工过程中会对零件已加工好表面造成破坏，造成零件损失；方案三，能加工出所要的零件，但加工时 对零件的装夹和拆卸较频繁，时间耽搁较长，生产率下降；所以，综合选定，方案一可用。 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 择加工设备及刀、夹、量具 由图样分析，该图样需要铣削液压阀腔的上下表面，镗削 10 ， 76 ， 65 内孔，钻攻 纹孔，以及钻削 20 盲孔。在这里我们在铣上下端面时选用面铣刀。而镗削加工时我们可以选择内孔镗刀，钻削加工时我们选择麻花钻头，量具可选用 05径千分尺，游标深度卡尺，螺纹塞规等等。 确定切削用量及基本工时 铣上下平面，见光即可 （ 1）、铣削宽度的选择 查机械制造工艺设计简明手册表 27可知： 粗铣： 8 这里取 3 （ 2）、铣削每齿进给量的选择 查机械制造 工艺设计手册表 3 28 3 29可知： 里取 （ 3）、铣削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 30可知： V = 0.6 m/s 这时取 s = 30m/ 0 0 0 1 0 0 0 3 0 1 5 9 / m i 1 4 6 0 查机械制造工艺设计 实用 手册表 11 51 取 160 / m 由于是粗铣，故整个铣刀盘不必铣过整个工件 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 1212. . 0 . 2 1 6 1 6 0 5 1 215951 3 1 325130a z nL l l ll a D 所以， 3 .1 m i 查机械制造工艺设计手册表 3 25有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 16z 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 3 0 . 2 6 0 1 1 61 3 6 . 8 N 铣上下平面，保证厚度尺寸 到位 切削深度,进给量 f ：根据参考文献 7机械加工工艺手册杆伸出长度取 切削深 度 为 因此确定进给量 切削速度 V ：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 ：m 3.0 机床主轴转速 n ，由式（ m 0 01 0 0 00n ，取 50 实际切削速度 V ，由式（ ： 工作台每分钟进给量 由式（ ： m 035.0 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 被切削层长度 l ： 0 刀具切入长度 1l ，由式（ ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1式（ ： m mj 切削深度给量 f ：根据参考文献 7机械加工工艺手册表 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 m 8/3.0 机床主轴转速 n ，由式（ ： m 81 0 0 01 0 0 00n ，取 50 实际切削速度 V ，由式（ ： 工作台每分钟进给量式（ ： m 02 5 028.0 被切削 层长度 l ： 0 刀具切入长度 1l ，由式（ ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1式（ ： m i mj 、精铣厚度 口到位 本工序为 粗、精铣厚度 口到位 的工序，在这里，我们选择 铣 床 为铣削设备，加工刀具选择 硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z （ 1）粗铣 铣削深度 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 每齿进给量 根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中，取f / 铣削速 度 V ：参照 实用机械工艺简明手册中 表 ，取 4 机床主轴转速 n ： m 041 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m 即 7 0 0 . 2 / m i n 3 . 5 /2 0 0 / m i m m a： 根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj 主视图中 10 深 台 机床： 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 16l 刀具切入长度 1l ： 2)31(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间121 1 6 4 2 2 0 . 0 9 5 m i l lt f 查参考文献 1，表 步辅助时间为： 具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=16 20z 2251)铣削进宽度的选择 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 3)铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30 可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足 够 ； 铣、精铣 深 台 本工序为 粗铣、精铣 深 台 的工序，在这里，我们选择铣床 工刀具选择 硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z （ 1）粗铣 铣削深度 每齿进给量 根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中，取f / 铣削速 度 V ：参照 实用机械工艺简明手册中 表，取 4 机床主轴转速 n ： m 041 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m 即 7 0 0 . 2 / m i n 3 . 5 /2 0 0 / m i m m a： 根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 机动时间1m mj 镗、精镗 10 、 76 孔 机床： 式镗床 刀具：硬质合金钢刀具 1)粗、精镗 10 孔 粗镗 10 孔 切削深度进给量 f ： 根据实际工况 ，我们通过实用机械工艺简明手册中 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ： 由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/15/25.0 机床主轴转速 n ： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 0 实际切削速度 V ： 即 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 工作台每分钟进给量m 6606.0 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 切削深度进给量 f ：根据切削深度 ，再 由实用机械工艺简明手册中，可以知道4此确定进给量 切削速度 V ： 由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 m 1/35.0 机床主轴转速 n ： m 211 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 4 实际切削速 度 V ： 0 0 0 00 工作台每分钟进给量m 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 镗、精镗 65 孔 机床： 式镗床 刀具：硬质合金钢刀具 1)粗、精镗 65 孔 粗镗 65 孔 切削深度进给量 f ： 根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ： 由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/15/25.0 机床主轴转速 n ： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 0 实际切削速度 V ： 即 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 工作台每 分钟进给量m 6606.0 被切削层长度 l ： 9 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 精镗 孔 切削深度进给量 f ：根据切削深度 ，再 由实用机械工艺简明手册中，可以知道4此 确定进给量 切削速度 V ： 由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/21/35.0 机床主轴转速 n ： m 211 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 4 实际切削速度 V ： 0 0 0 00 工作台每分钟进给量m 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 主视图中 85 深 3凹台 本工序为 铣主视图中 85 深 3 凹台的工序， 在这里，我们选择 机床： 数控 铣 床型号为： 率 P=13 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=16 20z 2251)铣削进宽度的选择 液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 3)铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30 可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z液压阀腔零件机械加工工艺规程及工装设计 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够 ； 俯视图中 4- 18 通孔，愡平 4- 28 孔 工件材料为 球墨铸铁 ,孔的直径 为 18 28， 表面粗糙度 工机床为 摇臂钻床 ，加工工序为钻， 愡， 加工刀具为：钻孔 18 28愡口钻。 确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28查出 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r表，由于孔深度比0/ 3 / 1 2 0 . 2 5， ，故 ( 0 . 2 5 0 . 3 1 ) 1 . 0 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r 表。查式钻床说明书，取 0 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28头强度所允许是进给量 1 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690由 机床说明书查出），根据 参考文献 7表 28许的进给量 1 f m m r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率8插入法得： 1 7 / m ， 4732 5 1 T N M表 ， 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28， ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m