设计阀腔的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具镗φ100H8孔夹具（全套含CAD图纸）
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外文翻译 译文题目 一种自动化夹具设计方法 原稿题目 A 稿出处 2001)18:784 789 一种自动化夹具设计方法 塞西尔 美国，拉斯克鲁塞斯，新墨西哥州立大学，工业工程系，虚拟企业工程实验室（ 在这片论文里， 描述了一种新的计算机辅助夹具设计方法。对 于一个给定的工件，这种夹具设计方法包含了识别加紧表面和夹紧位置点。通过使用一种定位设计方法去夹紧和支撑工件，并且当机器正在运行的时候，可以根据刀具来正确定位工件。 该论文还给出了自动化夹具设计的详细步骤。 几何推理技术被用来确定可行的夹紧面和位置。要识别所完成工件和定位点就 还 需要一些输入量包括型的技术要求、特征。 关键词：夹紧；夹具设计 1. 动机和目标 夹具设计是连接设计与制造间的一项重要任务。自动化夹具设计和计算机辅助夹具设计开发（夹具 下一代制造系统成功实现目标的关键。在这片论文里， 讨论了一种夹 具设计的方法，这种方法有利于在目前环境下夹具设计的自动化。 夹具设计方法的研究已成为国内多家科研工作的重点。 作者：周在 1中对工件的稳定和总需求约束了双重标准，突出重点的工作。在夹具设计中广泛的运用了人工智能（ 及专家系统。部分 型几何信息也被用于夹具设计。4描述了一个基于规则的专家系统，以确定回转体零件的定位和夹紧。夹紧机制同时用于执行定位和夹紧功能。 其他研究者（如 ， 5,6）分析了切削力钻井机械和建筑模型及其他金属切削加工。 康有为等在 2中定义了装配约束 建模的模块化与夹具元件之间的空间关系。一些研究人员采用模块化夹具设计原则，用以生成 2,7 另一些夹具设计工作者已经报告了 1,3,9,12可以在 21,24中找到夹具设计相关的大量的审查工作。 在第二节中，对夹具设计任务中各种步骤进行了概述。在 第 3 节和第四节中描述了工件的加工过程，要夹紧工件表面，否则将面临工件的全面自动测定。 第5 节讨论了对工件的夹紧点的测定。 2. 夹具设计的整体方法 在本节中，描述了整体夹紧的设计方法。 通常对较理想的位置的那一部分进行夹紧，并减低切削力的影响。 夹紧的位置和 夹具设计中定位的位置是高度相关的。 通常，夹紧和定位可以通过同样的方法来完成。 但是，不明白这两个是夹具设计中不同的方面，可能导致夹具设计的失败。多数人的在规划过程中首先解决定位问题， 这样可以使开发的定位与设计的定位相契合。 不过，整体定位及设计方法不在本文讨论范文内。 除了零件的设计（ 为此夹具设计有待开发 ），公差规格，过程序列，定位点和设计等因素外，还应投入 型到夹具设计方法中。这样的夹具可以夹紧并支撑定位器。指导使用的主要内容应尽量不抵制切割或加工过程和中所涉及的操作。相反，应定位夹具，使切削力在正确的 方向，这将有助于保持在一个特定的部分加工操作安全。通过引导对定位器的切割力量，部分（或工件）被固定，固定定位点，因此不能移动的定位器。 在这里讨论的夹具的设计方法必须在整体夹具设计方法的范围内。在此之前进行定位器 /支撑和夹具设计的初步阶段，涉及到的分析和识别的功能、相关的公差和其他规范是必要的。 根据初步的评估和测定，定位 /支撑设计与夹具设计结果的在此基础上可以同时进行。 本文对所描述夹具设计的方法讨论基于定位器/支撑设计与先前已经确定的假设（包括适当的定位和支持测定一个工件的定位，以及识别和夹具，如 V 元素的支 持面块，基础板，定位销等）。 （ 1） 夹具设计的输入 输入包括对特定产品的设计翼边模型，公差信息，提取的特征，过程顺序和部分在给定的每一个设计的相关特性的加工方向，面向的位置和定位装置，以及加工过程中的各种工序，须出示每个相应的功能。 （ 2）夹具设计的方法 图一是自动化夹具设计主要步骤总结图。 对这些步骤概述如下： 第 1 步：设置配置清单以及相关的 进程 _功能 条目。 第 2 步： 确定方向和夹紧力。 输入必要的加工方向向量 面对 支持力，并确定法向量。 如果加工方向向下（对应的方向向量 0， 0， ，和面的支持向量平行于加工方向，那么， 夹紧力方向平行向下加工方向 0， 0， 如果必需要侧面夹紧并没有可夹紧的地方，那么在其中放置一个夹具夹紧下调，然后边钳方向计算如下。让 助常规的向量代替次要的和三级定位孔。然后，使用夹紧机构夹紧一个方向，例如， 平行于这两个法向量，即，正常向量应分别与每块表面的 量平行。侧面夹紧面应该是一对分别平行于面 平面孔。 第三步：从列表中选出最大有效加工力 。这样能够有效的平衡各加工力。 第四步：利用计算出的最高有效加工力，才能确定用来支撑工件加工的面积的夹具尺寸（例如，一个带夹子可以作为一个夹紧机构使用）。 第五步：确定给定工件的夹紧面。这一步在第 4 步中所述过。 第六步： 该夹具的夹紧面的实际位置自动在第 5 节中确定。考虑接下来的步骤并返回第一步。 3. 判断夹具尺寸 在这项工作中所用到的夹具都来自一个系列。夹具的原理与图二相同。在这一节里，描述了一个自动化夹具。 锁模力所需的有关螺杆的螺纹装置大小或保存到位钳。 夹紧力平衡加工工件使工件保持恰当的位置。 让锁模力为 W 和 螺杆直径为 D。 各种螺丝夹紧力大小，可以按以下方式确定：最初，极限拉伸强度（抗拉强度）和该夹具的材料（供应情况而定）可以从数据检索库检索。各种材料有不同的拉伸强度。该夹具材料的选择，也可直接采用启发式规则进行。例如，如果部分材料是低碳钢，那么钳材料可低碳钢或机器钢。为了确定设计应力，抗拉强度值应除以安全系数（如 4 或 5）。 根区的螺丝格 一个螺丝钳）可以被确定： 锁模力 /设计应力 。随后，螺栓截面全面积可以计算为等于 格 （ 65）， （因为螺丝的地方可能会发生根切面积约为 65螺栓的总面积） 。螺钉 的直径 D 可以被确定等同于（ 4）。另一项涉及可用于方程有关的宽度 B，高度 H 和跨度的钳 L 的螺丝直径为 D（ B， H 和 L 可以为不同的值计算 D）： 4/3 . 4. 判断夹紧表面 确定夹具经常出现的相关参数包括了产品的 型，提取的特征信息，特征尺寸，定位面和定位器的选择。考虑所有潜在的加紧面，如图 3。 最关键的是夹紧表面不应重叠或与该面相交，如图 4 所示。夹紧面积是与工件表面（或触的是一个二维轮廓线段组成的（见图 6）。 利用线段相交测试，可以测定在给定的光子晶体光纤的任何范围内是否可能有接触面夹紧面重叠。 夹紧面的确定可以如下所示： 第 1 步：鉴别平行于二级和三级定位面（ 分别到 远的距离的面。如下所示：（一）鉴别面 面 行 行（二）在 列出面对 面。 （三）通过检查所有 面对 面，确定的面对 面是到 别最远的面，并舍弃所有其他 第 2 步： 鉴别平行面的位置， 除了不相邻的附加面。 最好是选择一个不与其他定位面垂直相邻的面。这一步如下所示： (a) 考虑 表中的 ，获得与每个 垂直或相邻的面然后，在表中插入每个 。 (b) 检查每个 ，并执行以下测试：如果 相邻、垂直于 后从列表中舍弃它并插入 表中。 第 3 步 :确定加紧面都在有效的加紧面上，如下所述夹紧面： 例 1:如果没有条目在列表 ，就使用 的面并继续执行步骤 4。如果任何面发现，垂直于第二，第三位置的面孔 将要面临的是 下次选择可行的夹具。在这种情况下，唯一剩下的选择是重新审视在列表 面。 例 2：如果列表中 目数为 1 时，可行夹紧面为 法向量垂直相邻的相应轴是夹紧轴。 例 3： 如果在列表 数大于 1，确定最大的 紧面再进行步骤 4。 例 4： :夹紧力的方向可以是 1， 0， 0或 0， 1， 0，可以夹紧 的中心位置。 在其他几何位置可确定使用零件几何形状和拓扑信息，这在下一节中描述。 5. 判断夹紧表面上的夹紧点 确定夹紧面后，必须确定实际夹紧位置。输入夹具侧面积，沿着 x， Y， Z和 潜在的夹紧面 向。 容下使用 何获得夹具侧面积： 第一步是确定一个箱体的大小，这是用来测试它是否包含在它里面的任何部分。 相交测试也可以在前面介绍的方法使用。 如果相交测试返回一个负的结果，那么有部分箱体与夹具相交，如图 4 所示。 如果相交测试返回一个正的结果，可以执行下列步骤： 1 划分成更小的矩形大小条（ 1 W）夹框轮廓 (图 5 和图 6)。 2 执行指定与功能配置文件出现在 的零件设计的相交测试。 3 没有功能相交的条形区域，都是可行夹紧区域。如果有一个以上的长方形候选 面， 矩形配置文件，向中沿轴夹紧 点的是夹紧配置文件（夹点）。 如果没有发现配置文件，夹具宽度可减少一半，夹具数可以增加两个。使用这些修改过的夹具尺寸，执行前面描述的特征相交测试。如果此测试也失败了，那么可以用相邻的面作为夹紧面用于执行端夹紧。这面可以重复进行 功能相交测试。 : 输入需要的二维轮廓 用下列方法可以自动确定该配置文件的交集。每一个输入的资料组成一个封闭环。此配置文件测试的步骤如下： (考虑 段中的 L（ i， 1）和 段中的 L（ 2， j）。 (采用 L（ i， 1）线段和 L（ 2， j）线段的相交段。如果边缘相交测试返回一个正值，那么特征面和潜在面相交。如果它返回一个负值，继续执行步骤 3。 （ 复与步骤（ 同的部分或者缓慢走过其余 的 ()段直到的 (j 1) j n1段。 (其余部分边和 的 重复（ （ 骤。 如果特征面与夹紧面重复，线相交测试将决定该事件。相交的边可以进行自动检测两个面是否相互交叉。输入所需的边 接 (和 (和接 (和 (。 方程的可表示为： F(x,y) =0 (1) H(x,y) =0 (2) . 第一步：使用等式（ 1）计算 (用 取代 3;计算(用 取代 4。 第二步：如果 4都与 0不相等，但 4结果相同（ 2在相同的一边），则边 34不相交。如果这样不满足条件，那么进行第三步。 第三步：使用等式（ 2）计算 (接着，计算 (进行第四步。 第四步：如果 2都不等于 0，且 2的结果相同，那么把 2放在相同的一边并输入不相交。如果，这个也不满足条件，那么进行第五步。 第五步：给定相交线段。 这样就完成了测试。考虑如图 7 所示的 一部分样品。将要生产一个盲孔。起初，完成定位设计。 定位器的（或主要定位器）是一个基盘（放在 ）和二级和三级定位器面临 应到定位面 第 4 节中讨论）。 一个辅助定位器也被使用，这是一个 V 型块（对 辅助定位），如图 8 所示。 在前面讨论的夹具设计方法中所述的步骤的基础上，候选面孔（这是平行的，并在从 遥远的距离）是面对 。 没有面孔，这是平行到定位面，但他们不相邻。在这种情况下使用的优先权规则（如步骤 3 第 4 步讨论），剩余的候选面面对的是 。夹具方向向下的 V 型块径向定位器和其他与对工件夹紧底面提供所需位置。 根据第五步选择夹具的位置。如果没有功能发生在面 ，那么也没有必要进行相交测试确定夹具优美加紧。 夹具位置应远离 V 型定位器（这是辅助定位位置）的夹紧面毗邻辅助定位面（这确保了更好的快速夹紧）。最终位置和夹具的设计如图 8 所示。 本文讨论的方法，毫不逊色于其他夹具设计文献中讨论的方法。本文所讨论的方法的独特性是零件的夹紧面的几何形状，拓扑和功能发生了被加工为基础的系统鉴定。 其他方法都没有利用了定位器的位置，该方法使用定位器在对持有一级，二级和三级定位器加 工的工件。这种方法的另一个好处是在可行的候选面上确定在面上用夹具面交点测试（如前所述），并迅速和有效地确定潜在的下游过程中可能出现问题，夹紧和加工的功能检测。 6. 总结 在这篇论文中，对在一个夹具设计方法的总体框架内进行了夹具设计方面的讨论。 设计定位器，规范零件设计，和其他相关被用来确定夹紧面和夹紧方向。并讨论了各种自动化步骤。 2001) 18:784789 2001 an in of on a be in a to to AD is an is an of to of In a in of of 1 on of of as in 2,3. a to a to is to . 8003, et 5,6) et 2to to 2,711. 1,3,9,1223. An of be 21,24, in of to a , of or on a of on a is to to of in be to of in a is of of to be to is to is to to a be in in a By 85or is so be of a of is on of in is on of on as as of of of in to in of 1. An of . Ui in 20841 . of .,of 0, 0, 1), of is to of is to 0, 0, 1. If is no at to a a is sv tv be of by a as a be to of of in be to sv be a of to sv . i = 1,.,n). E be . of E, of to be to 1. be a as a . on a be as . of on is in an as U(i + 1) to of to of to as A is on as of 2). In of a is is to of in to be d. of be in of of on a of if is be . 2. or To TS be by a ). 1 of a be S. A be as 65%)(of 5% of of d be by A ). be , of to d (B, H, be of d): 4/3 of to AD of on a CF as 3. be is on as is in is a 2D of 6). By it be of on of be as 3. 4. . to at is as a) is to is to b) in c) By . is to to It is a to a be a) in CF to in b) f is to it CF it in . on as a). If no in in CF to . If to to be is to in b). If of in , is of is c). If of in is ,to . on of is + )1, 0, 0 (+ ) 0, 1, 0, of of be is 875. of of a on be x,y, z, F. as in g) F as is to a is it be If a no as 4. If a be . 1 w) ( )on F 6. of no If is of F is If no i be be by of to on If to CF be as be D 1 2. of be i of a of in as a (i,1) 1 (2, j)(i,1) (2, j), of be If a If it a to .(or ) (j+1) j = n1 2.(12, . .,in of be to 12 34 12 be (x,y) = 0 (1)34 (x,y) = 0 (2). q. (1) F(by y3 x y F(by x4 y4 x . If r3 is , r4 is , of r3 r4 (r1 on 12 34 do is 3) is . q. (2), H( G(to . If r1 is to r2 is to of r1 r2 , r2 . 7. to do if is to . do 7. be a or is f6 to An is is a f3 8. on in 8. at no to to in as in ), is is of is on . As no is no of be is as is in in of is of on of to be of to of of on of of in a in to Y. C. V. . “A of 111(4), 299306, Y. Y. . “fixtureassem文件编号机械工程学院机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号页产品名称 零(部)件名称阀腔第 页车间工序号工序名称材料牌号7铣QT450毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件100x68x15611设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式镗床T681夹具编号夹具名称冷却液工序时间工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度/(m/min)进给量/(mm/r)背吃刀量/(mm)走刀次数工时定额基本（s）辅助描图07粗镗110mm的圆和85mm的圆圆形镗刀、游标卡尺 80401902.010.492描校底图号装订号编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片机械加工工序卡片文件编号机械工程学院机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共11页产品名称 零(部)件名称阀腔第 9 页车间工序号工序名称材料牌号8铣QT450毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件100x68x15611设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式镗床T681夹具编号夹具名称冷却液工序时间工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度/(m/min)进给量/(mm/r)背吃刀量/(mm)走刀次数工时定额基本（s）辅助描图08粗镗76mm的孔圆形镗刀、游标卡尺160801502.010.538描校底图号装订号编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期大学机械加工工艺过程卡片零 件材料牌号设计时间阀腔QT450-102009.06工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规格名 称规 格名 称规 格1、热处理2、铣下表面立式铣床X51K专用夹具硬质合金钢端铣刀游标卡尺100mm0.492min3、铣阀腔上端面立式铣床X51K专用夹具硬质合金钢端铣刀游标卡尺200mm0.621min4、铣四个台面卧式铣床X62K专用夹具高速钢错齿三面刃铣刀游标卡尺100mm0.24min5、铣下表面环形槽立式铣床X51K专用夹具硬质合金直柄立铣刀游标卡尺50mm0.23min6、粗镗110mm的圆和85mm的圆卧式镗床T68专用夹具硬质合金圆刀游标卡尺、塞尺50mm0.492min7、粗精镗110mm的圆和85mm的圆卧式镗床T68专用夹具硬质合金圆刀游标卡尺、塞尺100mm0.32min8、粗半精镗760mm的孔卧式镗床T68专用夹具硬质合金圆刀游标卡尺100mm0.538min9、钻扩2个粗镗20mm的锥孔Z550型立式钻床Z550专用夹具圆头钻刀游标卡尺50mm0.46min10、攻M12的螺纹Z550型立式钻床Z550专用夹具，游标卡尺、塞尺50mm0.0635min 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 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 张 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 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 110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。 3H 1 1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 110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 10，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 48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 110圆和 85的圆 工序七：粗镗 100 65内孔，在半精镗和精镗 100 65工序八：在粗镗 76精镗精镗 76工序九：钻扩 2个 20工序十：组合机床钻 10* 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 110圆和 85的圆 工序六：粗镗半精镗和精镗 100粗镗半精镗和精镗 65内孔， 工序七 : 在粗镗 76精镗精镗 76工序八：钻 48 圆台的通孔 工序九：以底面和一短销定位，钻扩 2个 20工序十：钻床钻 10* 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 度 190 210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 根据零件图计算轮廓尺寸，长 19885 故最大轮廓尺寸为 T 由表 5造方法按机器造型，铸件材料按球墨铸铁得公差等级 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 表 5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为 F 级。 5 求 所有加工表面取同一个数值，由表 5械加工余量等级为 值为 2.5 求毛坯基本尺寸： 底面为单侧加工，算得： R= F+T/2=85+1+=整为 88 孔 100为双侧加工，算得 R= =100=整为 96 孔 65为双侧加工，算得 R= =整为 61 孔 76为双侧加工，算得 R= =整为 72 （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 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 表面粗糙度Ra/寸、公差 /面粗糙度 m 精铣 精铣 铣 2 9 造 2、粗铣、半精铣阀腔上表面的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 /面粗糙度Ra/寸、公差 /面粗糙度 m 半精铣 铣 造 3、 粗镗、精镗、精铰 100 孔的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 /面粗糙度Ra/寸、公差/面粗糙度 m 精镗 00 精镗 0 镗 1 12 造 4、粗镗、精镗、精铰 65 孔的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 /面粗糙度Ra/寸、 公差 /面粗糙度 m 精镗 精镗 0 镗 2 12 造 5、粗镗、半精镗 110 孔的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 /面粗糙度Ra/寸、公差 /面粗糙度 m 粗镗 2 106 精镗 0 109 镗 5 孔。（分四次粗镗）的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 /面粗糙度Ra/寸、公差 /面粗糙度 m 粗镗 2 精镗 0 镗 、 粗镗、精镗、精铰 76 孔 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 /面粗糙度Ra/寸、公差 /面粗糙度 m 精镗 2 76 精镗 0 镗 6 76 造 76 76 8、 钻、扩、铰 2 20 孔的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度/面粗糙度Ra/寸、公差/面粗糙度 m 钻 0 20 、 钻、扩、铰 孔的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序 间 经济精度/面粗糙度Ra/寸、公差/面粗糙度 m 钻 9 2 12 0、 钻、扩 4 18 孔的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度/面粗糙度Ra/寸、公差 /面粗糙度 m 钻 9 16 8 . 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： 式铣床。 刀具：硬质合金钢端铣刀 ,牌号 削宽度 120= =90,深度 r, 按机床强度选择 0 /f m m r 最终决定选择机床已有的进给量 f mm r 经校验m a F f 校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切） 为 命 4500 （ 3）切削速度 查切 0 5 /cv m s，由于孔深与孔径比小于三，故不用乘以修正系数， 01 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 3 5 / m i 1 4 0 . 2 5 =切机床实际转速为 7 3 5 / m 实际的切削速度 m/s=s （ 4）校验扭矩功率 c 60 m 所以 M 验成立。 3 3 9 0 . 0 6 3 5 m i 5 0 . 9 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。 扩铰和精铰的切削用量如下： 扩钻： 735 / m f mm r 3 4 / m i 孔： 735 / m f mm r 3 4 / m i 40序十 钻、扩、铰 孔 加工条件： b=450度 190 左右，铸件。 加工要求：钻 、 扩 、 铰 机床： 立式钻床 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 8头采用双锥、修磨横刃、棱带磨法。后角 o 11 ，双重刃长度 刃长 b=面长度 l=6带长度1 2l （ 1）决定进给量 查切 0 . 7 8 0 . 9 6 /f m m r 321836 所以不用乘以修正系数， f=r 按钻头强度选择 f2mm/r, 按机床强度选择 0 /f m m r 最终决定选择机床已有的进给量 f mm r 经校验m a F f 校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切）为 命 4500 （ 3）切削速度 查切 0 5 /cv m s，由于孔深与孔径比小于三，故不用乘以修正系数， 01 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 3 5 / m i 1 4 0 . 2 4 =切机床实际转速为 7 3 5 / m 实际的切削速度 s （ 4）校验扭矩功率 c 60 m 所以 M 验成立。 3 3 9 0 . 0 6 3 5 m i 5 0 . 9 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。 扩铰和精铰的切削用量如下： 扩钻： 735 / m f mm r 3 4 / m i 孔： 735 / m f mm r 3 4 / m i 序十一 钻、扩 4 18 孔 加工条件： b=450度 190 左右，铸件。 加工要求：钻 、 扩 、 铰 4 18孔 机床： 立式钻床 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 0头采用双头刃磨法，后角 o 11 ，二重刃长度 11刀长 b=5面长 l=9带长度 1 1202 100 30 （ 1）决定进给量 查切 按钻头强度选择 2 按机床强度选择 最终决定选择 床已有的进给量 经校验m a F f 校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切）为 命 扩孔后刀面最大磨损限度（查切）为 . 命 铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查切）为 . 命 （ 3）切削速度 查切 20，由于孔深与孔径比小于三，所以不需要乘以修正系数， 故 20。 m 7. 01 0 0 01 0 0 00rd vn s 查切机床实际转速为 51 故实际的切削速度 （ 4）校验扭矩功率 c 362 m 所以 M c 故满足条件，校验成立。 扩铰和精铰的切削用量同理如下： 钻： 51 40 扩孔： 51 铰： 51 360 m 1 933 m 所有工步工时相同。 六 、 夹具设计 本夹具是工序八用圆形镗刀纵向进给粗细 76专用夹具， 在 卧式镗床上加工，下面就以镗孔为例说明设计的有关说明。 （ 1）定位方案 工件以一面两销定位可以限制工件的六个自由度，实现完全定位。其中面定位限制三个自由度，定位圆柱销 66制两个自由度菱形销 制一个自由度。 （ 2）夹紧机构 根据生产力的要求，运用手动夹紧可以满足 ,采用二位螺旋压板联动夹紧机构 ,通过拧紧螺母使一对压板同时压紧机构 ,有效提高了工作效率 ,压板夹紧力主要是防止工件在铣削力作用下产生的振动 ,手动螺旋夹紧是可靠的 ,可以免去夹紧力计算。 （ 3）夹具与机床 连接元件 采用两个销与机床相连，用于保证正确方向，并配合恰当。 （ 4）夹具体 工件与机床由连接件相连，连接件的要求比较高 ,夹具的定位元件有定位面 ,圆柱销 ,菱形销 （ 5）结构特点 结构简单，操作方便。但也存在加工时的困难，这有带改进。 （一） 问题的提出 在本道工序中， 110 有粗糙度等级要求及公差要求。具体要求可以参见加工零件图纸。 （二） 卡具设计 1 定位基准的选择 出于定位简单和快速的考虑，选择 阀腔下表面为定位 基准，即以一个面和两个定位销定位，限制六个自由度。 2 切削力和卡紧力计算 本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。 轴向力 0 扭矩 算时可忽略。 卡紧力为 f 取系数 2=4=实际卡紧力为 F=2*4*F=用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。 3. 定位误差分析 本工序采用三个定位销定位，是面定位。通过零件 图纸我们可以知道，阀腔上表面的设计基准是下表面，那么设计基准与定位基准是重合的，故没有基准不重合误差，而且工件以平面定位是可以认为没有基准位移误差的。故本道工序的定位误差是可以忽略不计的。 所以 D=0 4. 卡具设计及操作的简要说明 卡具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。在夹具的右边是用的两个单螺旋夹紧机构，左边是在一个凸台上安装两块衔铁来做为死挡铁来卡住工件。 单螺旋机构是通过螺栓连接到夹具体上，同样凸台是通过螺钉连接到夹具体上。由于阀腔的定位面积比阀腔 上表面的面积小，而且阀腔的下表面有很 大一部分的面积都未用做定位，故为防止工件在加工过程中出现不应该有的晃动或移动，故设计了一个辅助支承，这样就加强了零件的刚度，有利于保证加工精度。 七、设计小结 通过此次的课程设计使我知道了在设计方面还存在许多不足 在设计方面又使自己成熟了许多 ,同时自己也感到在设计上又多了很多勇气 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 程设计对自己的四年的大学生活做出总结 ,同时为将来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，为今后自己的工作打下一个良好的基础。 在这次设计中我是苦中有乐 ,苦的是自己要一步一步的熟悉设计的内容一步一步的去画图有时候还得加班 ,乐得是通过设计我学到了很多东西 ,总之这次课程设计受益颇多 ! 八、参考书目： 1：机械制造技术基础课程设计指南 2：机械设计课程设计手册 3：机械装备 4：机械制造工程原理 5：材料成型 6：金属加工工艺设计 7 机械设计 8,互换与测量 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 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 张 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 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 110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。 3H 1 1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 110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 10，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 48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 110圆和 85的圆 工序七：粗镗 100 65内孔，在半精镗和精镗 100 65工序八：在粗镗 76精镗精镗 76工序九：钻扩 2个 20工序十：组合机床钻 10* 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 110圆和 85的圆 工序六：粗镗半精镗和精镗 100粗镗半精镗和精镗 65内孔， 工序七 : 在粗镗 76精镗精镗 76工序八：钻 48 圆台的通孔 工序九：以底面和一短销定位，钻扩 2个 20工序十：钻床钻 10* 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 度 190 210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 根据零件图计算轮廓尺寸，长 19885 故最大轮廓尺寸为 T 由表 5造方法按机器造型，铸件材料按球墨铸铁得公差等级 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 表 5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为 F 级。 5 求 所有加工表面取同一个数值，由表 5械加工余量等级为 值为 2.5 求毛坯基本尺寸： 底面为单侧加工，算得： R= F+T/2=85+1+=整为 88 孔 100为双侧加工，算得 R= =100=整为 96 孔 65为双侧加工，算得 R= =整为 61 孔 76为双侧加工，算得 R= =整为 72 （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 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 表面粗糙度Ra/寸、公差 /面粗糙度 m 精铣 精铣 铣 2 9 造 2、粗铣、半精铣阀腔上表面的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 /面粗糙度Ra/寸、公差 /面粗糙度 m 半精铣 铣 造 3、 粗镗、精镗、精铰 100 孔的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 /面粗糙度Ra/寸、公差/面粗糙度 m 精镗 00 精镗 0 镗 1 12 造 4、粗镗、精镗、精铰 65 孔的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 /面粗糙度Ra/寸、 公差 /面粗糙度 m 精镗 精镗 0 镗 2 12 造 5、粗镗、半精镗 110 孔的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 /面粗糙度Ra/寸、公差 /面粗糙度 m 粗镗 2 106 精镗 0 109 镗 5 孔。（分四次粗镗）的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 /面粗糙度Ra/寸、公差 /面粗糙度 m 粗镗 2 精镗 0 镗 、 粗镗、精镗、精铰 76 孔 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度 /面粗糙度Ra/寸、公差 /面粗糙度 m 精镗 2 76 精镗 0 镗 6 76 造 76 76 8、 钻、扩、铰 2 20 孔的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度/面粗糙度Ra/寸、公差/面粗糙度 m 钻 0 20 、 钻、扩、铰 孔的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序 间 经济精度/面粗糙度Ra/寸、公差/面粗糙度 m 钻 9 2 12 0、 钻、扩 4 18 孔的加工余量及公差 工序名称 工序间余量/序间 工序间尺寸 / 序间 经济精度/面粗糙度Ra/寸、公差 /面粗糙度 m 钻 9 16 8 . 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： 式铣床。 刀具：硬质合金钢端铣刀 ,牌号 削宽度 120= =90,深度 r, 按机床强度选择 0 /f m m r 最终决定选择机床已有的进给量 f mm r 经校验m a F f 校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切） 为 命 4500 （ 3）切削速度 查切 0 5 /cv m s，由于孔深与孔径比小于三，故不用乘以修正系数， 01 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 3 5 / m i 1 4 0 . 2 5 =切机床实际转速为 7 3 5 / m 实际的切削速度 m/s=s （ 4）校验扭矩功率 c 60 m 所以 M 验成立。 3 3 9 0 . 0 6 3 5 m i 5 0 . 9 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。 扩铰和精铰的切削用量如下： 扩钻： 735 / m f mm r 3 4 / m i 孔： 735 / m f mm r 3 4 / m i 40序十 钻、扩、铰 孔 加工条件： b=450度 190 左右，铸件。 加工要求：钻 、 扩 、 铰 机床： 立式钻床 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 8头采用双锥、修磨横刃、棱带磨法。后角 o 11 ，双重刃长度 刃长 b=面长度 l=6带长度1 2l （ 1）决定进给量 查切 0 . 7 8 0 . 9 6 /f m m r 321836 所以不用乘以修正系数， f=r 按钻头强度选择 f2mm/r, 按机床强度选择 0 /f m m r 最终决定选择机床已有的进给量 f mm r 经校验m a F f 校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切）为 命 4500 （ 3）切削速度 查切 0 5 /cv m s，由于孔深与孔径比小于三，故不用乘以修正系数， 01 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 3 5 / m i 1 4 0 . 2 4 =切机床实际转速为 7 3 5 / m 实
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