阀盖零件机械加工工艺规程及1-钻4-14H8孔夹具内附有图纸
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阀盖零件机械加工工艺规程及1-钻4-14H8孔夹具内附有图纸,零件,机械,加工,工艺,规程,14,h8,夹具,附有,图纸
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辽宁工程技术大学机械工程学院 机械05-6机械加工工序卡片工 序 名 称钻 铰 精铰工序 号 XIV零件数量1零件号零件名称阀盖材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量45钢铸 件设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用 夹 具准终单件组合钻床工步工 步 内 容工艺装备走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/s工步工时min1钻孔至13mm。莫氏锥柄麻花钻、游标卡尺1130.35450.370.112粗铰孔至13.95mm。锥柄机用铰刀、内径千分尺 10.950.451950.140.21设计者：孙埴指导老师张兴元 共1页第1页机械05-6机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号姓名：孙埴产品名称零件名称阀盖共1页第1页材 料 牌 号45钢毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号工 序 内 容设 备工 艺 装 备 工 时 粗铣左右两水平端面。X62卧式铣床铣刀、游标卡尺、专用夹具钻、粗铰35的孔。组合钻床床麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具锪钻鍃平35内表面。组合钻床平面锪钻、游标卡尺、专用夹具钻20的孔。组合钻床麻花钻、内径千分尺、专用夹具粗车41外圆面。CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘粗车、半精车50外圆右端面。CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘粗车、半精车50外圆CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘粗车53外圆右端面。CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘粗车53外圆。CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘粗车53外圆左端面。CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘粗车M36外螺纹。CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘车倒角。CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘XIII钻、粗铰、精铰28.5的孔组合钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具XIV锪钻鍃平28.5孔右端面。组合钻床锪钻、游标卡尺、专用夹具XV钻4-14孔。组合钻床麻花钻、内径千分尺、专用夹具XVI清洗。清洗机XVII终检。塞规、百分表、卡尺等辽宁工程技术大学课程设计11 课 程 设 计题 目：阀盖夹具设计班级：姓名：指导教师：完成日期：一、设计题目设计阀盖夹具装备二、原始材料设计的要求包括如下几个部分：1绘制零件图。 1张2. 绘制零件毛坯图。 1张3编制零件的机械加工工艺卡片。 1套4绘制夹具装配图（A0或A1） 1张5编写课程设计说明书（约50008000字）。 1份说明书主要包括以下内容（章节）（1）目录（2）摘要（中外文对照的，各占一页）（3）零件工艺性分析（4）机械加工工艺规程设计（5）指定工序的专用机床夹具设计（6）方案综合评价与结论（7）体会与展望（8）参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10条以上)三、上交材料1.零件图 1张2.毛坯图 1张3.机械加工工艺过程卡片 1张4.零件的机械加工工艺卡片 1张5.夹具装配图6.夹具零件图 1张7.设计说明书 1份五、指导教师评语 成 绩： 指导教师日期摘要设计“阀盖”零件的机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出调速杠杆零件图、毛坯图、夹具装配图，填写工艺卡片，编制课程设计说明书。通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合， 锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从而打下了良好的基础。本设计可以提高生产的效率，提高公司利润。可以更精确的加工零件，也方便了操作者。Abstract Design: Design valve cover of mechanical parts and order processing technology and equipment, and spare parts to map out plans speed lever, rough maps, fixture assembly plans to fill in the card technology, the preparation of curriculum design specification. Design significance: the adoption of the curriculum design, the theory and practice of production, tempered their own analysis of issues, problem-solving skills, I am in the process of analyzing and solving independent parts Machinery Manufacturing Technology, a machine tool design Fixture for the typical process equipment, and improve the structure of design capability for future graduates to design their own future and will be engaged in the work of a adaptability training, thus laying a good foundation.目 录序言11.零件的工艺分析及生产类型的确定 21.1零件的工艺分析2 2.零件的生产类型 2 二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 2 1.选择毛坯 2 2.确定机械加工余量 3 3.确定毛坯尺寸 3 4.设计毛坯 3三、选择加工方法，制定工艺路线 31.定位基准的选择32.零件表面加工方法的选择43.制定工艺路线4四、工序设计51.选择加工设备与工艺装备52.确定工序尺寸（工序）5五、确定切削用量及基本时间（工序）61.切削用量的计算62.基本时间tm的计算6六、夹具设计71.定位方案72.夹紧机构73.导向装置74.夹具与机床连接元件85.夹具体8七、设计体会8参考文献9 序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术机车和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。一、零件的工艺分析及生产类型的确定1.零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，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均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。以下是阀盖需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1.左右端面粗糙度为25，孔35，粗糙度为12.5，此孔为加工其他孔的基准。孔35内表面，粗糙度为12.5，孔20，粗糙度为25。2.41外圆面，粗糙度为25；50外圆，粗糙度为12.5，；50外圆右端面，粗糙度为12.5；53外圆右端面，粗糙度为25；53外圆，粗糙度为25；53外圆左端面，粗糙度为253.孔14H8，粗糙度为12.5；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孔，上述各孔的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。2.零件的生产类型零件的生产纲领：属中批量生产。二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1.选择毛坯该零件材料为铸钢，零件结构比较简单，生产类型为中批生产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作可靠，故采用模锻成形。这从提高生产效率保证加工精度上考虑也是应该的。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。2.确定机械加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查2-28表得。锻件孔的精铰：0.05mm.粗铰：0.95mm.钻：0.94mm.3.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。 4.设计毛坯（1）确定圆角半径查表得： 外圆角半径 r=2.5mm 内圆角半径 R=8mm（2）确定模锻斜度查表得： 模锻斜度为：510。三、选择加工方法，制定工艺路线1.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。现以零件的侧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12H7孔为精基准。2.零件表面加工方法的选择（1）左右端面 为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra25，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，需进行粗铣（2）35孔 公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra12.5，需进行钻和粗铰。（3）35内表面 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，表面粗糙度为Ra12.5，用平面锪钻。（4）20孔 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，表面粗糙度为Ra25，需进行钻。（5）41外圆面 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，表面粗糙度为Ra25，粗车即可。（6）50外圆右端面，为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，粗糙度为12.5，对35H11孔的垂直度为0.05，采用粗车 半精车（7）50外圆， 公差等级为IT11，粗糙度为12.5，采用粗车 半精车。（8）53外圆右端面 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，粗糙度为25，粗车即可。（9）53外圆 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，粗糙度为25，粗车即可。（10）53外圆左端面 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，粗糙度为25，粗车即可。（11）M36外螺纹 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，采用粗车。（12）28.5孔 公差等级为IT8，粗糙度为12.5，采用钻，铰。（13）28.5孔右端面 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，粗糙度为12.5，用平面锪钻（14）倒角 粗糙度为25，粗车即可。（15）4-14孔 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，表面粗糙度为Ra12.5，需进行钻3.制定工艺路线工序：粗铣左右两水平端面。工序：钻、粗铰35的孔。工序：锪钻鍃平35内表面。工序：钻20的孔。工序：粗车41外圆面。工序：粗车、半精车50外圆右端面。工序：粗车、半精车50外圆。工序：粗车53外圆右端面工序：粗车53外圆。工序：粗车53外圆左端面。 工序：粗车M36外螺纹工序：车倒角。工序XIII：钻、粗铰、精铰28.5的孔。工序XIV：锪钻鍃平28.5孔右端面工序XV：钻4-14孔。工序XVI：清洗。工序XVII:终检。四、工序设计1.选择加工设备与工艺装备 2.确定工序尺寸由表可查得，14mm的孔粗铰余量Z粗铰=0.95mm；钻孔余量Z钻=13.0mm。查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，粗铰：IT10钻：IT12；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，粗铰：0.070mm;钻：0.180mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，粗铰：13.95+0.0700 mm钻孔：13.0+0.1800mm.工序号设备工 艺 装 备工序X62卧式铣床铣刀、游标卡尺、专用夹具工序组合钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具工序组合钻床锪钻、游标卡尺、专用夹具工序组合钻床麻花钻、内径千分尺、专用夹具工序CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘工序CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘工序CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘工序CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘工序CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘工序CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘工序CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘工序CA6140卧式车床车刀、游标卡尺、三角卡盘工序XIII组合钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具工序XIV组合钻床锪钻、游标卡尺、专用夹具工序XV组合钻床麻花钻、内径千分尺、专用夹具工序XVI清洗机工序XVII塞规、百分表、卡尺等五、确定切削用量及基本时间1.切削用量的计算（1）钻孔工步被吃刀量的确定 取ap=13.0mm。进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。切削速度的计算 由表5-22，按工件材料为45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=538.95r/min,参照表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=545r/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=22.2m/min. (2)粗铰工步被吃刀量的确定 取ap=0.95mm。进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.45mm/r。切削速度的计算 由表5-31，切削速度v可取为4m/min。由公式n=1000v/d可求得该工序铰刀转速n=150.85 r/min,参照表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=195 r/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=8.5m/min.2.基本时间tm的计算（1）钻孔工步 根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l=12mm;l2=1mm;l1=(D/2)cotkr+(12)=（13mm/2）cot54+1mm=5.7mm;f= 0.3mm/r;n= 545r/min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(12mm+1mm+5.7mm)/(0.3mm/r545r/min)=0.114min=6.86s。（2） 粗铰工步 根据表5-41，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5-42按kr=15、ap=(D-d)/2=(13.95mm-13mm)/2=0.475mm的条件查得l1=2.8mm；l2=3mm；而l=12mm；f=0.45mm/r; n=195r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=（12mm+2.8mm+3mm）/（0.45mm/r195r/min）=0.203min=12.2s。六、夹具设计1.定位方案工件以一端面和20孔为定位基准，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。由于加工的孔是与20共轴线的，所以绕Z轴的旋转不需要限制。2.夹紧机构根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用弹簧压板夹紧机构，通过拧螺母实现对工件的上表面夹紧。压板夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。由于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。3.导向装置采用可换钻套作为导向装置，选用JB/T 8045.3-1999。钻套高度H=20mm，排削间隙h=5mm.4.夹具与机床连接元件在夹具体上设计座耳，用T形螺栓固定。5.夹具体见夹具体零件图。七、设计体会在这次设计中，我明确设计目的.综合应用了所学专业知识,培养了自主动手能力.将理论与实际结合起来.在设计过程中,我遇到了很多的困难,出现过很多的错误,但是这并不影响我学习知识的积极性,我懂的设计人员的艰辛,也对他们的付出表示敬意.经过这次课程设计,我有了更充分的自信.我相信一切困难都会有解决的办法.同时通过这次设计为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。参考文献1哈尔滨工业大学 .机床夹具设计.上海科学技术出版社 .1990。2顾崇衡 .机械制造工艺学.陕西科学出版社.1995。3邹青 .机械制造技术基础课程设计指导教程 . 机械工业出版社，200.8。4崇凯 .机械制造技术基础课程设计指南.化学工业出版社 .2006.12。5周开勤 .机械零件手册.高等教育出版社 .1994。6大连组合机床研究所 .组合机床设计.机械工业出版社 .1978。7李云.机械制造及设备指导手册.北京:机械工业出版社 .1997.8。8孟少农.机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社.1991.9。9李庆寿.机床夹具设计.北京：机械工业出版社 .1984。10于骏一 .机械制造技术基础.北京：机械工业出版社.2000。11薛源顺.机床卡具设计.北京：机械工业出版社.2000。12赵家奇 .机械制造工艺学课程设计指导书2版.北京:机械工业出版社.2000.10。13陶崇德.葛鸿翰 .机床夹具设计.第二版.上海：上海科技技术出版社 .1989。 单位 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片零 件 号零 件 名 称连杆体工序号工 序 名 称设备夹具刀具量具工时(s)名称型号名称型号名称型号名称型号粗铣最外端左右两端面卧式万能铣床X62W专用夹具圆柱形铣刀专用量具8.53钻、粗铰35的孔立式钻床Z575专用夹具锥柄麻花钻专用量具3.66钻鍃平35内端面立式钻床Z575专用夹具直柄平底锪钻专用量具8.33钻20的孔立式钻床Z575专用夹具锥柄扩孔钻专用量具24.2粗车41外圆面卧式车床CA6140专用夹具硬质合金车刀专用量具15.5粗车、半精车50外圆右端面卧式车床CA6140专用夹具硬质合金车刀专用量具30.3粗车、半精车50外圆卧式车床CA6140专用夹具硬质合金车刀专用量具213.5粗车53外圆右端面卧式车床CA6140专用夹具硬质合金车刀专用量具3.5粗车53外圆卧式车床CA6140专用夹具硬质合金车刀专用量具1.05粗车53外圆左端面卧式车床CA6140专用夹具硬质合金车刀专用量具104.8粗车M36外螺纹钻、立式钻床Z575专用夹具锥柄机用铰刀千分尺47.2粗铰28.5的孔立式钻床Z575专用夹具直柄平底锪钻专用量具20.1XIII锪钻鍃平28.5孔右端面立式钻床Z575专用夹具锥柄麻花钻专用量具9.7XIV钻4-14孔卧式车床CA6140专用夹具硬质合金车刀专用量具26XV清洗XVI终检机械学院机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称阀盖零件名称阀盖共1页第1 页材料牌号ZG230-450毛坯种类铸钢毛坯外形尺寸58每毛坯可制件数每台件数备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件05毛坯铸造，清理热工10热处理正火15车1.粗车A面至图样要求金工CA614090车刀、游标卡尺、三爪卡盘2. 粗车36mm外圆柱面至图样要求CA614090偏头外圆车刀 、游标卡尺、三爪卡盘20车1. 粗车B面至图样要求金工CA614090偏头外圆车刀 、 游标卡尺2. 粗车41mm外圆柱面至图样要求CA614090偏头外圆车刀、 游标卡尺3. 粗车台阶面D至图样要求CA614090偏头外圆车刀 、游标卡尺4. 粗车53外圆面至图样要求CA614090偏头外圆车刀 、游标卡尺5. 粗车36mm至图样要求CA614090偏头外圆车刀 、游标卡尺6. 粗车20mm孔至图样要求CA6140 90偏头外圆车刀 游标卡尺25钻7. 钻孔4X14至图样要求Z525 14钻头、专用心轴、 游标卡尺8.倒角C1.5描图30车1.粗车28.5mm孔至图样要求金工CA6140 45号刀、专用心轴、游标卡尺2. 倒角C1.5CA614035车1.半精车41mm外圆柱面至图样要求金工CA614045车刀、游标卡尺、专用心轴底图号2. 半精车36内孔至图样要求CA614090偏头外圆车刀、 游标卡尺、专用心轴 3.精车50至图样要求金工CA614090偏头外圆车刀、 游标卡尺、专用心轴装订号40磨1. 磨20内孔至图样要求金工T68 20mm镗刀、游标卡尺45车1.半精车28.5孔至图样要求CA6140 20mm镗刀、游标卡尺2.车螺纹至图样要求CA6140游标卡尺50钳去毛刺55检终检入库设 计 (日期)审核(日期)标准化(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南京航空航天大学机械加工工序卡片零件图号零件名称共6页3齿轮轴第1页工序号工序名称材 料 牌 号2车右端面，车35 孔Q235A毛 坯 种 类每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设 备 名 称同时加工件数C620-11夹具名称工序工时（分）三爪卡盘准终单件工步工 步 内 容 工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时刀具量具r/minm/minmm/rmm基本(s)辅助1粗车车右端面到尺寸6mm外圆车刀游标卡尺4001540.412.5112 2粗车孔35，保证尺寸70-0.22内孔车刀游标卡尺4001540.47.5218.5设计者指导老师日期机械加工工序卡片南京航空航天大学机械加工工序卡片零件图号零件名称共6页3阀盖第2页工序号工序名称材 料 牌 号3粗车41、50、53 外圆Q235A毛 坯 种 类每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设 备 名 称同时加工件数CA6140-普通车床1夹具名称工序工时（分）心轴准终单件工步工 步 内 容 工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时刀具量具r/minm/minmm/rmm基本(s)辅助1粗车41 外圆到尺寸40+0.18外圆车刀游标卡尺4001440.6216.52粗车50 外圆外圆车刀游标卡尺4001440.612.515.23粗车53 外圆外圆车刀游标卡尺4001440.611.515.0设计者指导老师日期机械加工工序卡片 南京航空航天大学机械加工工序卡片零件图号零件名称共6页3 阀盖第3页工序号工序名称材 料 牌 号4扩孔20Q235A毛 坯 种 类每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设 备 名 称同时加工件数Z525-立式钻床1夹具名称工序工时（分）空心圆柱销，压板准终单件工步工 步 内 容 工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时刀具量具r/minm/minmm/rmm基本(s)辅助1扩孔20硬质合金YT5镗刀游标卡尺31592.980.212128.2设计者指导老师日期机械加工工序卡片南京航空航天大学机械加工工序卡片零件图号零件名称 共6页3阀盖第4页工序号工序名称材 料 牌 号 5车左端面，车36 外圆，车M36 螺纹，倒角Q235A毛 坯 种 类每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设 备 名 称同时加工件数CA6140-普通车床1夹具名称工序工时（分）心轴准终单件工步工 步 内 容 工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时刀具量具r/minm/minmm/rmm基本(s)辅助1 车左端面外圆车刀游标卡尺4001680.612.515.42车36外圆外圆车刀游标卡尺4001680.61.515.43车M36x2-6G 螺纹螺纹车刀游标卡尺10042.2149.54倒角1x45o外圆车刀游标卡尺4001680.615.4设计者指导老师日期机械加工工序卡片南京航空航天大学机械加工工序卡片零件图号零件名称共6页3阀盖第5页工序号工序名称材 料 牌 号6钻28，扩28，绞28Q235A毛 坯 种 类每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设 备 名 称同时加工件数Z525 立式钻床1夹具名称工序工时（分）专用复合夹具准终单件工步工 步 内 容 工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时刀具量具r/minm/minmm/rmm基本(s)辅助1定位夹紧2钻28高速钢刀具游标卡尺90015.60.38514.473扩28硬质合金YT镗刀游标卡尺 31592.980.215128.24铰28高速钢铰刀游标卡尺1403.50.55120设计者指导老师日期 机械加工工序卡片南京航空航天大学机械加工工序卡片零件图号零件名称共6页3阀盖第6页工序号工序名称材 料 牌 号7钻、扩4X14的孔Q235A毛 坯 种 类每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设 备 名 称同时加工件数Z525 立式钻床1夹具名称工序工时（分）专用复合夹具准终单件工步工 步 内 容 工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时刀具量具r/minm/minmm/rmm基本(s)辅助1定位夹紧2钻4x14高速钢麻花钻游标卡尺90015.60.381214.473扩4x14硬质合金YT镗刀游标卡尺31592.980.2112128.2设计者指导老师日期 北华大学机械工程学院专业课程设计说明书 一、零件的分析（一）零件的功用： 机械制造工艺设计我们组的零件是阀盖，阀盖的种类很多，用途也很广。阀盖的一端可以是封闭的，用于变速箱用于变速箱主轴侧面，阻止外界灰尘进入箱体内，也可用于固定轴承，起到轴向定位的作用，本设计中的阀盖，其内部有的螺纹可以起到定位轴的零件作用，外圆和一端面均有Ra=12.5的配合要求， 4-起到固定法兰的作用。（二）零件的工艺分析：由零件图可以看出，该阀盖的结构不是很复杂，加工表面也不多，加工精度要求也不大，但主要注意其位置精度要求。下面将主要表面分为四部分，见图1-1。图1-11、以内孔为中心的一组加工面：这组加工面包括：孔、M361.5螺纹孔及其倒角。2、以外圆为中心的一组加工面：这组加工面包括：外圆、及其倒角。3、以定位的四个孔这组加工面包括： 4-孔。4、左右端面：这组加工面包括：的端面和4-表面的端面。以上各表面的主要技术要求如下： 1、 32外圆的表面粗糙度为Ra=12.5，M361.5螺纹的表面粗糙度为Ra=12.5。2、53mm外圆的Ra=12.5，同轴度要求为0.02，倒角为145，50mmmm表面粗糙度为Ra=3.2。3、4-mm的端面与轴心线有位置0.02mm的要求。零件要求 退火处理，其坯重为2.2kg。由分析可知，四组加 工表面可以选择其中一组表面为粗基准进行加工，然后再以加工过的表面为精基准加工其他各组表面，并保证他们之间的相互位置精度。二、零件的工艺规程设计（一）确定零件的生产类型：零件的生产纲领为：N=Qn（1+a%）（1+b%）(件/年)其中，产品年产量Q为台/年, 每台产品中该零件的数量为n件/台，零件备品率为a%，零件废品率为b%。从初始资料和计算结果可知，该零件为中批生产。（二）确定零件毛坯的制造形式：零件为ZG25钢，在工作时阀盖在某些场面要经常正反转，与接触表面受摩擦作用，所以零件在工作过程中受到交变载荷和冲击载荷，要求有较高的强度，因此应该选择锻件毛坯。由于零件的轮廓尺寸不大，生产纲领达到中批生产水平，可以采用模锻成型，这对于提高生产率，减少切削加工的劳动量，保证加工精度，都是有利的。(三)拟定零件的机械加工工艺路线：1、定位基准的选择：定位基准的选择是拟定零件的机械加工路线，确定加工方案中首先要做的重要工作。基面选择正确、合理与否，将直接影响工件的技工质量和生产率。在选择定位基准时，需要同时考虑一下三个问题：（1）以哪一个表面作为加工时的精基面或统一基准，才能保证加工时精度，使整个机械加工工艺过程顺利地进行。（2）为加工上述精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为精基面。（3）是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用统一基准以外的精基面。另外，我们还应从粗精基准选择的基本原则为出发点： a“基准重合”原则。应尽量选择被加工表面的设计基准为精基准。 b.“基准统一”原则。应选择多个表面加工都能使用的表面作为基准。 c.“互为基准”原则。当两个表面相互位置精度和其自身尺寸及形状精度都要求很高时，可互为基准，反复进行加工。 d.“自为基准”原则。在光整加工或某些精加工工序中，要求余量小且均匀，应尽量选择加工表面本身作为基准。2、粗基准选择： a.如果必须保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作为粗基准。 b.应选择加工余量最小的表面作为粗基准。 c.应尽量选择与加工表面的位置精度要求较高的非加工面为粗基准。 d.选作粗基准的表面，应尽可能平整光洁，不能有飞边。浇冒口及其他缺陷，以保证定位准确可靠。. e.粗基准一般只使用一次，不再重复使用。 精基面选择：根据精基面的选择原则。选择精基面时，首先应考虑基准重合问题，即在可能的情况下，应尽量选择螺纹孔和端面作为精基准。根据该工件的特点和加工要求，选择20孔和端面作为精基面。加工，等主要尺寸以孔和左端面作为精面。这样才能实现同轴度和位置的要求。对于有相互位置要求，加工四个孔时应以20孔和大端面为精基准。其余三个阶梯外圆应以20孔和已加工出的面作为精基准，实现周向定位。 粗基面选择：为了加工出上述精基面，很显然，应以外圆和一个端面作为粗基面，镗，半精镗内孔。零件各表面加工方法和方案的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外还需考虑生产率和经济方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。 该工件毛坏经铸造成型，根据表2-9得知孔已锻出。金属加工工艺及工装设计黄如林主编。其各表面加工方法选择如下： 孔，螺纹孔 粗镗精镗； 各外圆表面 粗车精车； 钻铰； 螺纹孔 车螺纹。 3、零件各表面加工顺序的确定：1）加工阶段的划分：为达到规定的技术要求，该法兰盘的加工可分为如下三个加工阶段： a.粗加工阶段：车外圆，端面，内孔； b.半精加工阶段：以精车后为主要精基准，精车，外圆，端面； c.精加工阶段：以端面和孔定位，加工另外三个外圆。 对于精度要求很高，表面粗糙度参数值要求很小（及以上，）的零件，还需要专门精度和减小表面粗糙度为主，一般不用纠正形状精度和位置精度。 2）加工工序的安排：a.机械加工顺序的安排：根据机械加工顺序安排时应遵循的原则，考虑到该工件的具体特点，先安排外圆，端面，内孔的加工。由于螺纹内孔是主要精基准，又由于车螺纹后作为定位基准，会破坏螺纹，须以精加工后的未车螺纹之前的内孔作为主要精基准，精车外圆，端面，然后加工出一个孔，最后加工出四个孔。b.热处理工序的安排：由于毛坯为模锻件，在机械加工之前，首先安排正火处理，以消除锻造应力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次热处理时效处理，以获得均匀细致的回火索氏体，提高零件的综合力学性能。c.辅助工序安排：检验工序：在热处理工序后安排中间检验工序，最后安排终结检验工序。在终检前应安排清洗工序，最后将零件油封，入库。3）工序的组合：在确定加工顺序后，根据该工件的生产规模以及工件的结构特点与技术条件，为了尽可能地减少工件的安装次数，在一次安装中加工多个表面，以便于保证高的表面相互位置精度，考虑使用通用机床配以专用夹具，并采用工序集中的原则来组合工序。工序集中和分散各有特点，应根据零件的生产纲领，技术要求，现场的生产条件和产品的发展情况来综合考虑。一般情况下，单件小批生产适于采用工序集中的原则。而大批量生产则可以集中，也可以分散。由于数控机床，加工中心，柔性制造系统等的发展，今后发展趋向于采用工序集中且柔性较高的原则来组织生产。零件阀盖由于是中批生产，又考虑到该零件结构特点，选用通用机床配以夹具，这样得到零件的工艺路线如下：（1）下料；（2）铸造毛坯；（3）退火；（4）粗车小端外圆，端面，镗孔及倒角；（5）粗车大端外圆，端面，镗孔及倒角；（6）调质处理；（7）检验；（8）精车各档外圆，端面，倒角，车螺纹；（9）钻孔（10）清洗；（11）检验；（12）油封，入库。以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡和工序卡片。（四）确定加工余量：合理选择加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性都有很大影响。余量过大，则浪费材料及工时，增加机床和刀具的消耗；余量过小，则不能去掉加工前存在的误差和缺陷层，影响加工质量，造成废品。所以合理确定加工余量是一项很重要的工作。故应在保证在保证加工质量的前提下尽量减少加工余量。确定工序加工余量的方法有以下三种：1）分析计算法；2）查表修正法；3）经验估算法。工艺路线确定后，就要计算各个工序加工时所应能达到的工序尺寸及其公差的确定与工序余量的大小，工序尺寸的标注方法，基准选择中间工序安排等密切相关，是一项繁琐的工作，但就其性质和特点而言，一般可以归纳为以下两大类：a.在工艺基准不变的情况下，某表面本身各次加工工序尺寸的计算。对于这类简单的工序尺寸，当决定了各工序间余量和工序所能达到的加工精度后，就可计算各工序的尺寸和公差。计算顺序是从最后一道工序开绐，由后向前推。b.基准不重合时工序尺寸的计算。在零件的加工过程中，为了加工和检验方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用设计 毛坯图1-2基准作定位基准，出现基准不重合的情况。形状较复杂的零件在加工过程中需要多次转换定位基准，这时工艺尺寸的计算就比较复杂，应利用尺寸链原理进行分析和计算，并对工序间余量进行必要的验算，以确定工序尺寸及其公差。机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量，余量过大，增加机械加工劳动量，而且增加了材料。刀具能源的消耗，从而增加了成本，所以必须合理安排加工余量。根据零件毛坯条件：材料为ZG25钢，硬度为HRC30-45，生产类型为中批生产，采用在铸造毛坯。1、本设计采用查表修正法和经验估计法相结合确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。（1） 外圆表面加工余量小端外圆长度15mm，加工表面公差等级为IT6-IT8，表面粗糙度Ra12.5，故铸造时外径加工余量按外圆查表得：精车，2Z=1.2；精车可以达到该公差等级，按照“入体原则”，粗车，2Z=5.8；毛坯，2Z=。（2）轴向长度方向加工余量，左、右端面及中间台阶面的加工。余量查表得Z=，故毛坯总长为542mm，大端台阶长为62mm。（3）内孔表面加工余量。工件内孔为光孔。由于和相差较小，故锻造时取统一内径，加工余量按内孔查表得：车螺纹M361.5，2Z=0.2；精镗内孔20，2Z=0.8；精镗内孔20，2Z=8；毛坯122，2Z=92，毛坯图见1-2，其余各表面加工余量及工序尺寸详见工序卡片。2、确定各工序所用机床及工艺装备：零件的加工精度和生产率在很大程度上是由使用的机床所决定的。在设计工艺规程时，主要是选择机床的种类和型号。选择时参考有关手册，产品样本。选择工艺装备即选择夹具、刀具、量具等，在选择时应考虑产品的生产纲领、生产类型及生产组织结构；产品的通用化程度及产品的寿命周期；现由设备、工艺规程的特点等情况。由于该工件生产规模为中批生产，根据工件的结构特点和技术要求，选用通用机床余专用夹具较为合适。具体的选择如下：（1）粗车各档外圆、端面，镗孔及倒角。选用CA6140普通车床。夹具：三爪卡盘。（2）精车53mm右端面。选用CA6140普通车床。夹具：专用心轴。（3）精车左端面及mm。选用CA6140普通车床。夹具：心轴。（4）钻铰14mm孔。选用Z525。夹具：专用夹具。另外刀具的选择主要取决于各工序的加工方法、工件材料、加工精度、所用机床性能，生产率及经济性等。量具主要根据生产类型和所要求检验的精度来选择。其选择的型号详见工序卡片。3、确定切削用量及工时定额：切削用量应在机床、刀具、加工余量等确定以后，综合考虑工序的具体内容、加工精度、生产率、刀具寿命等因素正确选择。选择切削用量的基本原则是：首先选取尽可能大的背吃刀量（即切削深度），其次要根据机床动力和刚性限制条件或已加工表面粗糙度的规定等，选取尽可能大的进给量f，最后利用切削用量手册选取或用公式计算确定最佳切削速度v。a. 估算工时定额：=+=+单件时间； 作业时间； 布置工作地时间； 休息与生理需要时间； 辅助时间； 基本时间。b. 准备与终结时间 。c. 单件计算时间 =+。其具体计算过程如下：（1） 加工条件：工件材料：ZG25钢正火，=0.35GPa。 加工要求：车端面36mm,Ra3.2；粗车外圆39mm，mm。Ra分别为3.2，12.5。车螺纹M90 1.5 ，Ra3.2。机床：CA6140普通车床刀具：端面车刀，刀具材料YT15，刀杆尺寸16 25 ，=90，=15，=12，=0.5mm，60螺纹车刀；刀具材料： W18Cr4v。（2） 计算切削用量： 1)粗车端面时，根据加工余量Z= ，取Z=3，即=3mm，走刀量f=0.4 （表3-13）；计算切削速度（表3-18），耐用度t=45min， m/sm/s确定机床主轴转速按机床选取=6.67 (400)(表4-3)所以实际切削速度v=2.57 （154.4 ）切削I时：, =2mm, =0, =5mm(试切长度)2)粗车外圆: a.切削深度：单边余量Z=2.8mm可一次切除。 b.进给量：考虑刀杆尺寸、工件直径及规定的切除深度。从表3-13中选用f=0.6 。 c.计算切削速度（表3-18）d. 确定机床主轴转速：按机床选取=6.67 (400)所以实际切削速度e. 切削I时：切入长度=4mm，切出长度=0，试切长度=5mm 3）车螺纹：a.切削速度的计算（表3-55），刀具耐用度t=60min，螺距s=1.5mm，取=0.15mm。b.确定机床主轴转速按机床选取=1.67（100）所以实际切削速度c. 切削I时：取粗行程次数3次，精行程2次，切入长度=3mm 4）钻孔14mm： （表3-38） （表3-42） 按机床选取=15 (900 ) 所以实际切削速度 切削I时：切入=10mm，切出=2mm, =13.5mm,5）镗孔20mm取刀杆直径D= 25mm，刀杆伸出量125mm，加工余量，一次可切除完毕。选用90硬质合金YT5镗刀,f=0.21（表3-15） （表3-19及手册P102“镗孔切削用量”）按机床选取=5.25 (315 )所以实际切削速度:切削I时：（表7-1） =13.5 , =2mm 小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。15三、专用夹具设计图1-1所示为阀盖零件图，生产规模为中等批量生产，零件的某些尺寸已经在前工序按要求加工完毕，本道工序要求在Z525立式钻床上加工14mm个孔，需要设计一专用钻床夹具以便满足零件图上的各项精度要求。（一）零件的加工工艺分析：零件对14mm孔的要求如下：a.四个孔需要均布排列；b.两孔的中心距为1200.1；c.孔的表面粗糙度Ra为3.2；加工面的凸台面积较小，故需要专用夹具，又由于上下端面均已经加工完毕，所以精基准选上下端面，侧面或者中心孔。（二）定位加紧方案的确定及论证：根据工序加工要求分析，工件定位时只需限制六个自由度，沿法阀盖方向的转动自由度也必须予以限制。现在有三种定位夹紧方案可供选择。三种夹紧定位方案简图如下：方案1图示：图3-1方案2图示：图3-2方案3图示：图3-3A 工件以右端面为第一定位基准，限制3个自由度，可知阀盖右端台阶较小，相当于短圆柱销。其中右端面作为基准，限制的自由度为，和短圆柱销限制和，共有 X， Y， 和四个自由度受到限制，V形块限制和Z，这样便可以保证孔的正确位置。 根据主要夹紧力由V形块和削边销提供，当削边销发生磨损后，主要加紧力由V形块提供，由于是侧面提供夹紧力，故需要对端面施加较大的力。为使工件稳定，防止产生共振现象等不稳定现象，可以进行自定位支承，在钻削过程中，容易产生较大的轴向力，下面设一辅助支承，以减少工件产生变形，图3-1为该定位夹紧方案的图示。B 工件以右端面为第一定位基准，分别限制了4个自由度，其小平面和长圆柱销供限制里个自由度即，X， ，Y和。又由于短V形块限制了Z，故6个自由度全部被限制。 根据主要夹紧力由螺旋压柱提供，且螺旋压柱的面积和阀盖的接触面积较小，故需提供较大的预紧力。为确定加工过程中工件的加工稳定性，需设置辅助支承；为防止过定位情况的出现，可以采用自位支承。3-2为该定位夹紧方案示意图，但此方案需将加工路线中车螺纹放到了后面。C 由于该工件的形状和结构特点，该定位基准仍采用右端面，该端面属于大平面与阀盖的右端面接触，分别限制了，X和Y三个方向上自由度。又V形块限制了，Z和三个方向上自由度，这样保证零件的定位可靠。根据主要夹紧力作用于定为基准面的原则，主要夹紧力由螺旋压柱和垫块来提供，其中螺旋压柱上的受力较大，又由于钻孔处的的零件较薄弱，为防止工件过大变形，需设置辅助支承，图3-3所示为定位夹紧方案。比较上述的三种方案，可以看出它们的优缺点。三种方案都可以满足定位基准和设计基
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