机械制造技术基础课程设计-阀体零件工艺及钻4-M12×1.25-8H9H螺纹孔夹具设计【全套图纸】 .pdf

辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目：设计“阀体”零件的机械加工工艺规程 及加工 4-m121.25-8h9h 螺纹孔工艺装备 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级：机械 05-6 班 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2008.7.2 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 i 一、设计题目一、设计题目 设计“阀体”零件的机械加工工艺规程及加工 4-m12 1.25-8h9h 螺纹孔工艺装备。 二、原始资料二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型:中批或大批大量生产 三、上交材料三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程综合卡片(参附表 1) 1 张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 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(50008000 字) 1 份 四、指导教师评语四、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 日日 期期 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 ii 摘 要 分析阀体零件的零件工艺分析，确定其生产类型，然后确定毛坯 的种类与制造方法，设计其机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出 阀体零件图、毛坯图、夹具装配图和夹具零件图，填写机械加工工艺 过程卡片及机械加工工序卡片，编制课程设计说明书。 了解阀体零件的结构以及所要加工的工序，根据其加工特点和生 产类型来确定零件的定位方式，设计其夹紧装置。本设计题目是加工 四个孔径相同的螺纹孔，因此应根据其加工精度与表面粗糙度选择可 行的、合理的夹具。该零件的夹具设计应具有工作可靠、效率高的特 点，在操作方面，操作安全、省力、夹紧迅速，并且便于制造与维修。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iii abstract the analysis valve chest components components craft analysis, determined its production type, then the determination semifinished materials type and the manufacture method, design its machine- finishing technological process and the craft equipment, and draws up the valve chest detail drawing, the semifinished materials chart, the jig assembly drawing and the jig detail drawing, the filling in machine- finishing technological process card and the machine- finishing working procedure card, the establishment curriculum designs the instruction booklet. understood the valve chest components the structure as well as must process the working procedure, according to its processing characteristic and the production type determined the components the locate mode, designs its clamp.this design topic processes four aperture same threaded holes, therefore should act according to its processing precision and the surface roughness choice feasible, the reasonable jig.this components jig design should have the work reliably, the efficiency high characteristic, in the operation aspect, the operational safety, reduces effort, the clamp is rapid, and is advantageous for the manufacture and the service. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iv 目目 录录 序言1 1.零件的工艺分析及生产类型的确定 2 1.1 零件的工艺分析 2 1.2.零件的生产类型 2 2.选择毛坯， 确定毛坯尺寸， 设计毛坯图 4 2.1 选择毛坯 4 2.2 确定机械加工余量 4 2.3 确定毛坯尺寸 4 2.4 确定拔模斜度 4 3.选择加工方法，制定工艺路线 5 3.1 定位基准的选择 5 3.2 零件表面加工方法的选择 5 3.3 制定工艺路线 6 4.工序设计 7 4.1 选择加工设备与工艺装备 7 4.2 确定工序尺寸 7 5.确定切削用量及时间定额 9 5.1 切削用量的计算 9 5.2 时间定额的计算 9 6.夹具设计11 6.1 定位方案 11 6.2 定位误差分析与计算 11 6.3 夹紧机构 11 6.4 导向装置 11 6.5 夹具与机床连接元件 12 6.6 夹具体 12 7.方案综合评价与结论13 参考文献 14 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 序言序言 机械制造工艺学课程设计是在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， 为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 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。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 1.零件的工艺分析及生产类型的确定零件的工艺分析及生产类型的确定 1.1 零件的工艺分析零件的工艺分析 通过对该零件图的绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公 差及技术要求齐全。该零件需要加工的表面需切削加工，各表面的加 工精度和表面粗糙度由图示而得。以下是阀体零件需要加工的表面以 及加工表面之间的位置要求： (1)左右两端面粗糙度为 25m，在左端面上要求加工四个孔径为 m12 的螺纹孔。 (2)孔35h11，上偏差 0.16mm，下偏差 0mm，粗糙度为 12.5m，以 及其右端面，粗糙度为 12.5m。 (3)加工孔43。 (4)孔50h11，上偏差为 0.16mm，下偏差为 0mm，粗糙度为 12.5m， 以及该孔的右端面，粗糙度为 12.5m。 (5)孔20，粗糙度 25m。 (6)孔 28.5，粗糙度 12.5m。 (7)孔18h11，上偏差 0.11mm，下偏差 0mm，粗糙度为 6.3m，其该 孔的中心轴线与基准平面 a 垂直。 (8)孔22h11，上偏差 0.15mm，下偏差 0mm，粗糙度 6.3m，以及该 孔的下端面，粗糙度 12.5m。 (9)孔24.3，粗糙度 12.5m。 (10)攻螺纹孔 m241.5。 (11)上端面36，其粗糙度 25m，以及台阶面，粗糙度为 12.5m。 (12)钻、攻螺纹孔 4-m121.25-8h9h。 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该 零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺 均可以保证。 1.2 零件的生产类型零件的生产类型 零件的生产类型一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按 零件的年生产纲领和产品特征来确定。此阀体零件的生产纲领 n=qm(1+%a)(1+%b)=50001（1+4%）（1+0.5%）=5226 件/ 年。根据以上结果可查表得，该阀体零件的生产类型为大批量生产。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 2.选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 2.1 选择毛坯选择毛坯 该零件材料为铸钢，零件形状比较复杂，因此毛坯宜用铸件，生 产类型为大批量生产，为使零件有较好的机械性能，保证零件加工余 量等，故采用砂型铸造。 2.2 确定机械加工余量确定机械加工余量 根据铸件的生产类型与铸件材料选取毛坯铸件的加工余量等级， 然后依据铸件的最大尺寸查表选取铸件的机械加工余量，即，铸件左 右两端面的为 2mm，上端面为 1mm，水平孔的单面余量为 1mm，铸件孔 的右端面加工余量为 0.7mm。 2.3 确定毛坯尺寸确定毛坯尺寸 毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可。 2.4 确定拔模斜度确定拔模斜度 该毛坯的拔模斜度为 35 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 3.选择加工方法，制定工艺路线选择加工方法，制定工艺路线 3.1 定位基准的选择定位基准的选择 粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面 时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则 应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零 件的右端面为主要的定位粗基准。 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依 据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择以圆柱体的20 孔为 精基准。 3.2 零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 (1) 左右端面 公差等级为 it12，表面粗糙度为 ra12.5， 需进行粗铣。 (2)孔 35 内圆面 公差等级为 it11，表面粗糙度为 ra12.5， 需进行粗镗。 (3)孔 35 右端面 公差等级为 it12，表面粗糙度为 ra12.5， 需进行粗铣。 (4)43 内圆面 公差等级 it14，需进行粗镗。 (5)50 内圆面 公差等级 it11，表面粗糙度 ra12.5，需进 行粗镗。 (6)孔 50 右端面 公差等级 it12，表面粗糙度为 ra12.5， 需进行粗铣。 (7)孔 20 公差等级为 it12，表面粗糙度为 ra25， 需钻。 (8)孔 28.5 内圆面 公差等级为 it12， 表面粗糙度为 ra12.5， 需粗镗。 (9)孔 28.5 的左端面 公差等级为 it12，表面粗糙度为 ra12.5， 需粗铣。 (10)孔 18 公差等级为 it11，表面粗糙度为 ra6.3， 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 需钻、粗铰。 (11)孔 22 内圆面 公差等级为 it11，表面粗糙度为 ra6.3， 需粗镗。 (12)孔 24.3 内圆面 公差等级为 it11， 表面粗糙度为 ra12.5， 需粗镗。 (13)螺纹孔 m241.5，需用丝锥攻螺纹。 3.3 制定工艺路线制定工艺路线 工序 1：粗铣阀体左、右两个端面。 工序 2：粗镗 35mm 的孔。 工序 3：粗铣 35 孔的右端面。 工序 4：粗镗 43 的孔。 工序 5：粗镗 50 的孔。 工序 6：粗铣 50 孔的右端面。 工序 7：钻 20 的孔。 工序 8：粗镗 28.5 的孔。 工序 9：粗铣 28.5 孔的左端面。 工序 10：粗铣阀体上端面。 工序 11：钻、镗 18 的孔。 工序 12：粗镗 22 的孔。 工序 13：粗镗 24.3 的孔。 工序 14：粗镗 26 的孔。 工序 15：粗铣上端台阶面。 工序 16：粗铣 26 孔的下端面。 工序 17：粗铣 22 孔的下端面。 工序 18：钻、攻螺纹 m241.5。 工序 19：钻、攻螺纹 4-m121.25-8h9h。 工序 20：清洗。 工序 21：终检。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 4.工序设计工序设计 4.1 选择加工设备与工艺装备选择加工设备与工艺装备 工 序 号 设备 工艺装备 1 x52k 铣刀、游标卡尺、专用夹具 2 镗床 镗刀、卡尺、塞规、专用夹具 3 x52k 铣刀、游标卡尺、专用夹具 4 镗床 镗刀、卡尺、塞规、专用夹具 5 镗床 镗刀、卡尺、塞规、专用夹具 6 x52k 铣刀、游标卡尺、专用夹具 7 z525 钻床 钻头、游标卡尺、专用夹具 8 镗床 镗刀、卡尺、塞规、专用夹具 9 x52k 铣刀、游标卡尺、专用夹具 10 x52k 铣刀、游标卡尺、专用夹具 11 z525 钻床 钻头、游标卡尺、专用夹具 12 镗床 镗刀、卡尺、塞规、专用夹具 13 镗床 镗刀、卡尺、塞规、专用夹具 14 镗床 镗刀、卡尺、塞规、专用夹具 15 x52k 铣刀、游标卡尺、专用夹具 16 x52k 铣刀、游标卡尺、专用夹具 17 x52k 铣刀、游标卡尺、专用夹具 18 z525 麻花钻、丝锥、专用攻螺纹夹具 19 z525 麻花钻、丝锥、专用攻螺纹夹具 20 清洗机 21 塞规、百分表、卡尺等 4.2 确定工序尺寸确定工序尺寸 由表可查得，12mm 的孔粗铰余量 z =0.6mm；钻孔余量 z 钻 =10.7mm。查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，粗铰：it8； 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 钻：it9；根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差 值分别为，精铰：0.027mm；钻：0.043mm。 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，粗铰： 12mm，上偏差为 0.027mm，下偏差为 0mm；钻孔：10.7mm，上偏差 0.043mm，下偏差 0mm。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 9 5、确定切削用量及时间定额、确定切削用量及时间定额 5.1 切削用量的计算切削用量的计算 5.1.1 工序工序 19钻、粗铰 钻、粗铰 12 孔孔 (1)钻孔工步 被吃刀量的确定 取 ap=7.8mm。 进给量的确定 由表 5-22， 选取该工步的每转进给量 f=0.2mm/r。 切削速度的计算 由表 5-22，按工件材料为 30 钢的条件选取， 切削速度 v 可取为 22m/min。由公式 n=1000v/d 可求得该工序钻头 转速 n=654.8r/min,参照表 4-9 所列 z525 型立式钻床的主轴转速， 取 转速 n=680r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速 度 v=nd/1000=22.8m/min. (2)粗铰工步 被吃刀量的确定 取 ap=0.16mm。 进给量的确定 由表 5-31， 选取该工步的每转进给量 f=0.4mm/r。 切削速度的计算 由表 5-31，切削速度 v 可取为 3m/min。由公式 n=1000v/d 可求得该工序铰刀转速 n=79.6r/min,参照表 4-9 所列 z525 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=97r/min.再将此转速代入公 式，可求出该工序的实际切削速度 v=nd/1000=3.7m/min. 5.2 时间定额的计算时间定额的计算 5.2.1 基本时间基本时间 tm 的计算的计算 (1) 钻 孔 工 步 根 据 表 ， 钻 孔 的 基 本 时 间 可 由 公 式 tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn 求 得 。 式 中l=10.7mm;l2=1mm;l1=(d/2) cotkr+(1 2)=（ 10.7mm/2） cot54+1mm=4.9mm;f= 0.2mm/r;n= 680r/min. 将 上 述 结 果 代 入 公 式 ， 则 该 工 序 的 基 本 时 间 tj=(10.7mm+4.9mm+1mm)/(0.2mm/r680r/min)=0.122min=7.3s。 (2) 粗铰工步 根据表， 可由公式 tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn 求得该工 序的基本时间。l1、l2由表按kr=15、 ap=(d-d)/2=(11.3mm-10.7mm)/2=0.3mm的 条 件 查 得l1=1.1mm ； 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 10 l2=45mm； 而 l=10.7mm； f=0.4mm/r; n=97r/min.将上述结果代入公式， 则该工序基本时间 tj=（10.7mm+1.1mm+45mm）/（0.4mm/r97r/min） =1.4min=86.5s。 5.2.2 辅助时间辅助时间 t1 的计算的计算 工序 19 钻工步的辅助时间：tf=0.157.3=1.46s 工序 19 粗铰工步的辅助时间：tf=0.1586.5=17.3s 5.2.3 其他时间计算其他时间计算 工序 19 钻工步的其他时间：tb=0.06（7.3+1.46）=0.526s 工序 19 粗铰工步的其他时间：tb=0.06（86.5+17.3）=6.23s 5.2.4 单件时间计算单件时间计算 工序 19 钻工步的单件时间：tdj=7.3+1.46+0.526=9.286s 工序 19 粗铰工步的单件时间：tdj=86.5+17.3+6.23=110.03s 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 6.夹具设计夹具设计 6.1 定位方定位方案案 此工件是以一端面、20 孔和零件一侧面为定位基准，采用平面 和定位销组合定位方案，在定位平面及定位销的圆柱面上定位，其中 平面限制 3 个自由度、短圆柱销限制 2 个自由度，共限制了五个自由 度，然后在侧平面上加一个长圆柱销来限制旋转的自由度，所有六个 自由度都被限制了，使零件有了正确的位置。 6.2 定位定位误差误差的分析与计算的分析与计算 定位误差是由基准不重合误差jb 和定位副制造不准确误差 db 两部分组成， 定位误差的大小事两项误差在工序尺寸方向上的代数 和，dw=jbdb 该工件定位方案是采用平面与定位销定位，其定位销与孔的配 合采用 20h7/f7 基孔制配合， 其基本尺寸为 20mm， 公差 it7=0.021mm， 因此定位孔与心轴外圆间最小间隙s=0，在销垂直放置时，定位误 差dw=t1+t2+s=0.021+0.021+0=0.042mm 。该定位误差小于工件 加工要求的 1513，因此该定位方案是合理的。 6.3 夹紧夹紧机机构构 此零件的夹紧是采用液压缸来进行的夹紧，通过液压缸中的液体 压力的增大来使了压板紧紧压在零件的基准平面上，使零件在钻削时 保持正确的位置，不产生偏置。夹紧力与钻孔时产生的力方向相同， 所以可免去夹紧力的计算。 6.4 导导向向装装置置 采用钻套作为导向装置，选用 jb/t 8045.2-1999 可换钻套。钻 套高度 h=（12.5）d=20.5mm，排削间隙 h=（0.71.5）d=12.5mm. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 12 6.5 夹具与机床连接元件夹具与机床连接元件 在夹具体上设计座耳，用 t 形螺栓进行与机床的连接。 6.6 夹具体夹具体 夹具体是夹具的基础件，夹具上的所有组成部分都必须最终通过 这一基础件联接成一个有机