阀体机械加工工艺规程及3-钻4-M12孔夹具内附有图纸
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阀体机械加工工艺规程及3-钻4-M12孔夹具内附有图纸,阀体,机械,加工,工艺,规程,m12,夹具,附有,图纸
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论文题目：阀体零件加工工艺及夹具设计 班 级： 专 业： 学生姓名： 指导教师： 日 期: 摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差合与测量等多方面的知识。阀体零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 录序言 1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 2二. 工艺规程设计22.1确定毛坯的制造形式 22.2基面的选择传 22.3制定工艺路线 22.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 42.5 确定切削用量及基本工时4三 夹具设计 83.1夹具设计概述83.2方案设计93.3定位基准的选择93.4切削力及夹紧力计算93.5定位误差分析103.6导向装置设计103.7夹具设计及操作简要说明11总 结13致 谢14参考文献 15序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。阀体零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。一、 零件的分析1.1 零件的作用阀体是整体装置的重要零件，它支撑中心部分，承受着部分静载荷，因为阀体与整个机体连接，并且中心部分与该零件是螺纹连接，因而该零件的螺纹承受着一定载荷，以及一定的冲击力，所以该零件承受着静、动载荷。1.2 零件的工艺分析阀体有3个加工面他们有位置度要求。这三个加工面的分别为：1，以底面为基准的加工面，这组加工面包括，左右面，和直径为20的孔。2：以直径为18孔的轴线为基准，这组面包括M24X1.53：以直径为50的圆和直径为43的圆为基准的加工面，这组加工面主要是车孔。二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为ZG230-570，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。2.2 基面的选择的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。粗基准的选择：对阀体这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。以零件的8080加工平面作为粗基准。选取已加工的内圆为精基准。2.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一工序：铸造工序：时效处理工序：铣75x75平面；工序：车50和43、47孔及其端面工序：车M48X2的端面和外圆43工序：铣上端成90的端面,铣右端面工序：车20，24.3，24螺纹底孔，车24X1.5螺纹孔工序VIII：钻4-M12工序IX：质检工序X：入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定阀体零件材料为ZG230-570，重量为450G，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、 阀体的底面由于阀体底面要与其他接触面接触，所以要进行铣，其加工余量为3mm。3、阀体的孔直径为25孔毛坯为实心，不铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为钻 孔表面粗糙度均为1.61、 孔端面采用铣一次走刀完表面加工，表面粗糙度为3.6，根据参考文献，其余量为Z=3mm2.5 确定切削用量及基本工时工序：铣75x75的平面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取800当800r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序II：铣右端面 1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取800当800r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序III：钻20孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.80，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为其他的车床，铣床的计算如上，在此不在累述工序III：钻4-M12的孔钻M12螺纹底孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.80，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步II：攻丝M12攻螺纹M12mm。 按机床选取，则机动时，攻M12孔第三章：夹具设计3.1概述在机床对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件正确位置固定不动，这一任务就是由夹具来完成。对于单件、小批生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成本。但由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往比较费时间，并且操作复杂，生产效率低。 本零件属于大量生产，零件外形也不适于使用通用夹具，为了保证工件精度， 提高生产效率，设计专用夹具就显得非常必要。3.2 定位方案的确定由工序卡可知，左侧面孔无位置要求，在本夹具设计中，限制该零件的六个自由度。其具体定位可采用一面一孔再加一个挡销（限制旋转）组合定位方式，一面一孔再加一个挡销（是座盖、盖类零件加工常用的定位方式。一面，就是座盖的底面。销子直径公称尺寸与定位销孔公称直径相同，公差一般选用n6。一面，限制了3个自由度。必须是一个圆柱销否则会过定位。2个定位孔的中心距是有公差（误差）的，与两销中心距不可能非常一致的，圆柱销是限制两个自由度。3.3 切削力及夹紧力的计算刀具：钻头 D=12。则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。3.4 夹紧机构的设计根据生产要求，用手动夹紧方式可以满足要求。为了方便夹紧，螺旋夹紧机构进行夹紧。夹紧力的主要作用是防止工件在钻削力作用下产生倾覆和振动。3.5 定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在间隙心轴上定位，心轴为垂直放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。不过这时的径向定位误差不再只是单向的了，而是在水平面内任意方向上都有可能发生，其最大值也比心轴水平放置时大一倍。见下图。式中 定位副间的最小配合间隙（mm）； 工件圆孔直径公差（mm）； 心轴外圆直径公差（mm）。图3.2 心轴垂直放置时定位分析图3.6 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 图3.3 可换钻套铰工艺孔钻套结构参数如下表3.4：表3.2 钻套dHD公称尺寸允差151523+0.018+0.007221810490.518衬套选用固定衬套其结构如图所示：图3.4 固定衬套其结构参数如下表3.3：表3.3 固定衬套dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差23+0.034+0.0161510+0.023+0.0120.523.7 夹具体的设计夹具上的各种装置和元件通过夹具体连接成一个整体。因此，夹具体的形状及尺寸取决于夹具上各种装置的布置及夹具与机床的连接。在设计夹具时对夹具体有以下几个方面的要求：（1） 有适当的精度和尺寸稳定性。夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀或导向元件的表面以及夹具体的安装基面等，应有适当的尺寸和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。（2） 有足够的强度和刚度。加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。为保证夹具体不产生不允许的变形和震动，夹具体应有足够的强度和刚度。因此夹具体需要有一定的壁厚，铸造和焊接夹具体常设置加强肋，或在不影响工件装卸的情况下采用框架式夹具体。（3） 结构工艺性好。夹具体应便于制造、装配和检验。铸造夹具体上安装各种元件的表面铸出凸台，以减少加工面积。夹具体毛面与工件之间应留有足够的间隙。夹具体结构形式应便于工件的装卸，分为开式结构，半开式结构，框架式结构等。（4） 排屑方便。切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构。在机床上安装稳定可靠。夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，重心越高则支撑面应越大;夹具底面四边应凸出，使得夹具的安装基面与机床的工作台面接触良好。由于铸造夹具体工艺性好，可铸造出各种复杂形状，具有较好的抗压强度、刚度和抗震性的零件，在生产上应用广泛，故选用铸造夹具，材料选用HT150。为使夹具体尺寸稳定，需要进行时效处理，以消除内应力，厚度采用30mm，加助板的厚度用0.70.9H，共选取20mm。采用添加助板来增加刚度。本身是铸造件加工，属于崩削加工，而且加工在高处，所以排削不成问题。3.8 夹具与机床连接元件的选择夹具在机床上的安装时通过夹具体上的安装基面与机床上相应表面的接触和配合实现的。本夹具与机床连接元件采用四个螺栓连接，根据钻床Z525的工作台是T型槽，其尺寸为18H9，所以设计夹具的耳座也用宽度为18mm。3.9 夹具的使用说明本夹具安装工件时，先将心轴装上拧紧一侧螺母，在将工件装上，垫上开口垫圈拧上螺母，然后，安装定位销，再将螺母旋紧，夹紧工件。3.10 夹具的结构特点本道工序所需的夹具压紧力不大，使用手动夹紧，所以该夹具结构简单，操作方便。为了提高生产力，使用了手动螺旋夹紧机构。 （一） 结 论毕业设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和CAXA CAD电子图板等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。经历了三个多月的探索与设计，终于要告一段落了。此次毕业设计让我深刻的体会到了实际生产与理论知识的区别，同时也让我把二者融入到了一起。毕业设计是完成教学计划达到专业培养目标的一个重要的教学环节；是教学计划中综合性最强的实践性教学环节，它在培养和提高我们综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力，并进行工程技术人员所必须具备的基本素质的训练等方面具有很重要的意义。毕业设计能使我们在以下几个方面有较大提高。1通过阅读有关资料对当前先进的机械制造业的发展有进一步的了解。2融汇、贯通几年里所学习的专业基础知识和专业理论知识。3综合运用所学专业理论知识和技能提高分析问题和解决实际问题的能力。此时回想过去做毕设的日子，体会很多，感慨也不少。我基本上按照我初定的三阶段计划认真做我的毕业设计的。设计过程也如我所料，遇到不少的问题。在查阅资料学习阶段，我重新温习了我们以前所学过的知识，查阅了许多有关夹具设计、机床的图书资料和工艺设计方面的书籍。经过这一阶段的学习，我对夹具有了大体的认识，这为接下来最主要的具体设计阶段打下坚实的基础。具体设计阶段是最主要，最重要，最艰难的阶段。万事开头难，这一阶段的第一个难点就是总体方案的确定。认真研究夹具实例的设计方案，再比较现在有类似夹具设计后，最终确定自己的设计方案的。我本以为总体方案确定后，接下来的设计应该就不难了，但真正的设计过程中的困难超出我的所料。不管是具体零部件分析选择和还是装配图的绘制，我都遇到不少问题，充分暴露以往学习的知识缺漏，自己独立解决实际问题能力的不足。幸好在此过程中常得到指导老师的指导、同学们的帮助，让我基本上解决了问题，完成了这一阶段的设计。最后的修改阶段，我自己先认真检查修改一遍自己的设计，包括零件图以及说明书。然后交给丁老师，请老师帮我检查。经过详细的检查后对我的设计给予详细的、指正和修改建议。（二） 致 谢 在本次毕业设计中，丁红军老师渊博的学识和严谨的治学态度，以及给予我支持和指导让我终生难忘，非常感谢在这段时间里给予我的帮助，对于您作为我指导老师，我感到十分荣幸。在我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，毕业题目的确定，中期说明书、图纸的修改，后期检查说明书格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。 我在设计过程中,遇到了许多的困难,但是你一直在旁边细心教导,鼓励我克服了这些困难,从而掌握了对论文写作的基本思路，感谢你在忙碌之中抽取时间给我指导论文，纠正错误。这些日子和您相处的很快乐,同时我也会好好记住你教诲,在将来的工作中,不负所望,永远做你的好学生。在此毕业设计完成之际，特别向丁老师致以衷心的感谢和崇高的敬意！同时，本次毕业设计的完成也得到了多位同学的热情帮助。感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在此，我再一次真诚地向帮助过我的老师和同学表示感谢毕业设计过程中参考和引用了许多国内外专家学者的专利及著作，亦在此表示感谢。感谢同学的帮助，在相互探讨学习的过程中增进了我们彼此的了解。最后本人谨向抽出宝贵时间评阅本文的老师、向参加答辩的诸位老师表达我诚挚的谢意。（三） 参考文献1 马晓春. 我国现代机械制造技术的发展趋势J. 森林工程.2002,(3)：10-13.2 赵志修. 机械制造工艺学M. 北京：机械工业出版社,11005：4-5.3 李益民. 机械制造工艺设计简明手册M. 北京：机械工业出版社,1994.4 王世敬，温筠. 现代机械制造技术及其发展趋势J. 石油机械.2002,(11)：8-10.5 曾爱新. 谈机械加工工艺的发展趋势J. 职园培地，2002,(8)：
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