机械制造技术基础课程设计-阀体零件的加工工艺及钻φ18H11孔夹具设计【全套图纸】.pdf

辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目：阀体的机械加工工艺规程及 18H11 孔的工艺设备 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 年 7 月 1 日 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 I 一、设计题目一、设计题目 阀体零件的机械加工工艺规程及18H11 孔的工艺装备 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、四、指导教师评语指导教师评语 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 摘摘 要要 阀体的机械加工及18H11 孔加工的工艺装备设计。并 绘制阀体的零件图，毛坯图，夹具装配图和夹具零件图，填 写机械加工工艺过程综合卡片和工序卡片。并编写设计说明 书。 阀体零件的机械加工工艺规程及工艺装备事通过对阀体 零件工艺问题的理解分析，完成工艺规程的设计和夹具的设 计。次设计为阀体零件工艺规程和夹具设计提供了方法，改 进了以往设计的不足，提高了劳动生产率。对于阀体零件的 生产具有很重要的意义。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 III Abstract The machine of valve body process and the 18 H11 the bore process of craft material design.Combine draw the spare parts diagram of valve body, semi- finished product diagram, the tongs assemble diagram and tongs spare parts diagram and fill in a machine to process the comprehensive card of the craft process and work preface card.Combine write design manual. The machine of valve body spare parts process craft regulations and craft material matter to pass the comprehension toward the valve body spare parts craft problem analysis, completion craft regulations of design and tongs of design.The time design was regulations and tongs of the valve body spare parts craft design to provide a method, improvement former design of shortage, exaltation labor rate of production.Have very important meaning to the produce of valve body spare parts. 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 3 2.1 选择毛坯 3 2.2 确定机械加工余量 3 2.3 确定毛坯尺寸 3 2.4 设计毛坯 3 3 选择加工方法，制定工艺路线 4 3.1 定位基准的选择 4 3.2 零件表面加工方法的选择 4 3.3 制定工艺路线 5 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（工序） 8 5 确定切削用量及基本时间（工序） 9 5.1 切削用量的计算 9 5.2 基本时间 tm 的计算9 5.3 辅助时间的计算10 5.4 其他时间的计算10 5.5 单件时间的计算10 6 夹具设计11 6.1 定位方案11 6.2 定位误差分析及计算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11 6.6 夹具体11 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 V 7 设计体会12 8 体会与展望13 参考文献14 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 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基础和大 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 的复习，也是一次理论联系实际的训练。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。学会使用手册及图表资料。掌握 与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。通过这 次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具 等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和 国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺 设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很 多课堂上没有学到的东西 由于所学知识所限， 缺乏设计经验， 设计中还有许多不足的地方， 希望各位老师多加指正。 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。以下是调速杠杆需要加工的表 面以及加工表面之间的位置要求： 1.左右端面的粗糙度为 25，基本尺寸 75mm。阶梯孔50 的粗糙 度为 12.5，阶梯面粗糙度为 12.5，孔35 孔的粗糙度为 12.5，孔 20 的粗糙度为 12.5，接替面的粗糙度为 12.5，孔28.5 的粗糙度为 12.5，阶梯面度为 12.5。 2.上端面的粗糙度位 25，阶梯面的粗糙度为 25。孔26 的粗糙 度为 25。螺纹孔 M24，孔24.3 的粗糙度为 25，孔22 的粗糙度位 12.5，阶梯棉的粗糙度为 12.5，孔18 的粗糙度为 6.3，对于基准 A 有垂直度 0.06 的要求。 3.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 大批量生产。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 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 阀体的件材料为铸钢，零件结构比较复杂，生产类型为大批产， 为使零件有比较高的生产率比较高的精度、表面质量和机械性能，所 以采用机器造型。 2.2 确定机械加工余量确定机械加工余量 根据铸件零件尺寸、表面粗糙度，可查表确定加工余量。 2.3 确定毛坯尺寸确定毛坯尺寸 将零件尺寸，和上一步确定的机械加工余量相加，所得到的尺寸 就是毛坯的尺寸。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 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 基准的选择 定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确 与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工 艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无 法正进行。 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，选择零件阶梯通孔的轴线 作为定位基准。 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）粗铣左右端面 公差等级为 IT12，表面粗糙度为 Ra25m。 （ 2） 粗 镗 35mm 的 孔 公 差 等 级 为IT11， 表 面 粗 糙 度 为 Ra12.5m。 （3）粗铣 35mm 孔的右端面, 公差等级为 IT12，表面粗糙 度为 Ra12.5m。 （4）粗镗 43mm 的孔 未注公差尺寸，公差等级按 IT14。 （5）粗镗 50mm 的孔 表面粗糙度为 Ra12.5m。 （6）粗铣 50mm 孔的右端面 公差等级为 IT12，面粗糙度 为 Ra12.5m。 （7）钻 20mm 的孔 公差等级为 IT14，表面粗糙度 为 Ra25m。 （8）粗镗 28.5mm 的孔 公差等级为 IT12，表面粗糙 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 度为 Ra12.5m，需粗镗即可。 （9）粗铣 28.5mm 孔的左端面 公差等级为 IT12，表面粗糙 度为 Ra12.5m，粗铣即可。 （10）粗铣阀体上端面 公差等级为 IT12，表面粗糙度为 Ra25m，粗铣。 （11）钻、镗 18mm 的孔 公差等级为 IT11，表面粗糙 度为 Ra6.3m (12) 粗镗 22mm 的孔 公差等级为 IT11，表面粗糙度 为 Ra6.3m (13) 粗镗 24.3mm 的孔 公差等级为 IT14， 表面粗糙度 为 Ra12.5m (14) 粗镗 26mm 的孔 公差等级为 IT14，表面粗糙度 为 Ra25m (15) 粗铣上端台阶面 公差等级为 IT14，表面粗糙度为 Ra25m (16) 粗铣 26mm 孔的下端面 公差等级为 IT14， 表面粗糙度 为 Ra25m (17) 粗铣 22mm 孔的下端面, 公差等级为 IT11，表面粗糙 度为 Ra12.5m。 （18）攻螺纹 M24 和 4- M121.25-8H9H。 3.3 制定工艺路线制定工艺路线 工序 粗铣阀体左右端面 工序粗镗 35mm 的孔 工序粗铣 35mm 孔的右端面 工序粗镗 43mm 的孔 工序粗镗 50mm 的孔 工序粗铣 50mm 孔的右端面 工序钻 20mm 的孔 工序粗镗 28.5mm 的孔 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 工序粗铣 28.5mm 孔的左端面 工序粗铣阀体上端面 工序钻、镗 18mm 的孔 工序粗镗 22mm 的孔 工序 XIII 粗镗 24.3mm 的孔 工序 XIV 粗镗 26mm 的孔 工序 XV 粗铣上端台阶面 工序 XVI 粗铣 26mm 孔的下端面 工序 XVII 粗铣 22mm 孔的下端面, 工序 XVIII 攻螺纹 M24 和 4-M121.25-8H9H 工序 XIX 清洗 工序 XX 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 表 4- 1 阀体工艺路线及设备，工装的选用表 工 序 号 工 序 内 容 设 备 工 艺 装 备 1 粗 铣 阀 体 左 右 两 个 端 面 ， Ra25m X62 卧式铣床铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 2 粗镗 35mm 的孔,Ra12.5m 镗床 镗刀、卡尺、塞规 3 粗 铣35孔 的 右 端 面 Ra12.5m X62 卧式铣床铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 4 粗镗 43 的孔 镗床 镗刀、卡尺、塞规 5 粗镗 50 的孔,Ra12.5m 镗床 镗刀、卡尺、塞规 6 粗 50 孔的右端面,Ra12.5m X62 卧式铣床铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 7 钻 20 的孔,Ra25m 钻床 钻头、游标卡尺、专用夹具 8 粗镗 28.5 的孔,Ra12.5m 镗床 镗刀、卡尺、塞规 9 28.5 孔的左端面,Ra12.5m X62 卧式铣床铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 10 粗铣阀体上端面,Ra25m X62 卧式铣床铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 11 钻、镗 18 的孔,Ra25m 钻床 钻头、游标卡尺、专用夹具 12 粗镗 22 的孔,Ra6.3m 镗床 镗刀、卡尺、塞规 13 粗镗 24.3 的孔,Ra12.5m 镗床 镗刀、卡尺、塞规 14 粗镗 26 的孔,Ra25m 镗床 镗刀、卡尺、塞规 15 粗铣上端台阶面,Ra12.5m X62 卧式铣床铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 16 粗铣26孔的下端 面,Ra25m X62 卧式铣床铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 17 粗 22 孔的下端面,Ra12.5m X62 卧式铣床铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 18 攻螺纹 M24 Z525 组合钻床 专用攻螺纹夹具 19 攻螺纹 4- M121.25-8H9H Z525 组合钻床 专用攻螺纹夹具 20 清洗 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 21 终检 塞规、百分表、卡尺等 4.2 确定工序尺寸（工序确定工序尺寸（工序） （1）确定加工方案：由表可查得，孔的基本尺寸为18mm。其公差 等级为 IT11，在查表可得确定其加工方案为钻-扩。 （2）用查表法确定加工余量。查表可知，对于大批量生产砂型铸造 机器造型，可以取公差等级为 IT12，加工余量等级为 H 级。查表得到 毛坯每侧的加工余量为 0.7mm，查表得到： Z（拉）=0.5mm Z（钻）=1mm （3）计算各基本尺寸。扩孔后的基本尺寸为18mm。 （设计尺寸）其 他的工序尺寸为： 钻：18-1=17mm 毛坯为实心 （4）确定工序尺寸公差及偏差。 扩：IT11 尺寸公差为 0.11 钻：IT12 尺寸公差为 0.18 毛坯：CT12 实心 工序尺寸按如体原则标注，扩：18 +0.0.110 0 钻：17 +0.180 0 毛坯为实 心。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 9 5 确定切削用量及基本时间（工序）确定切削用量及基本时间（工序） 5.1 切削用量的计算切削用量的计算 （1）钻孔工步 被吃刀量的确定 取 ap=17mm。 进给量的确定 由表，选取该工步的每转进给量 f=0.2mm/r。 切削速度的计算 由表，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=412r/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=n d/1000=29.1m/min. (2)扩孔工步 被吃刀量的确定 取 ap=1mm。 进 给 量 的 确 定 由 表 ， 选 取 该 工 步 的 每 转 进 给 量 f=0.50mm/r。 切削速度的计算 由表，切削速度 v 可取为 56.5/min。由公 式 n=1000v/d 可求得该工序铰刀转速 n=1008 r/min,参照表所列 Z525 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=1360 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=76.9m/min. 5.2 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=34.5mm;l2=1mm;l1=(D/2) cotkr+(1 2)= （ 17mm/2 ） cot54 +1mm=7.2mm;f= 0.2mm/r;n= 545r/min. 将 上 述 结 果 代 入 公 式 ， 则 该 工 序 的 基 本 时 间 tj=(34.5mm+1mm+7.2mm)/(0.2mm/r545r/min)= 0.16min=23.5s。 （2）扩孔工步 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=(18mm-17mm)/2=0.5mm 的条件查得 l1=1mm；l2=3mm；而 l=34.5mm；f=0.5mm/r; n=272r/min.将上述结果代入公式，则该工序 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 10 基 本 时 间tt= （ 34.5mm+1mm+3mm ） / （ 0.5mm/r 1360r/min ） =0.02min=3.4s。 5.3 辅助时间的计算辅助时间的计算 钻孔工步的辅助时间：tf =0.15x9.6=1.44s 扩孔工步的辅助时间：tf =0.15x.12=0.18s 5.4 其他时间计算其他时间计算 钻孔工步的其他时间：tb+ tx=%6x(23.5s+3.5s)=1.62s 扩孔工步的其他时间：tb+ tx=%6x(3.4s+0.5s)=0.24s 5.5 单件时间的计算单件时间的计算 钻孔公布：tdj 钻=23.4s+3.5s+1.62s=28.52s 扩孔工步：tdj 扩=3.4s+0.5s+0.24s=4.14s 单件时间：tdj=28.52s+4.14s=32.66s 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 6 夹具设计夹具设计 6.1 定位方案定位方案 工件以43 孔的轴线为定位基准， 采用平面和定位销组合定位方 案，工件在定位平面及定位销的圆柱面上定位，其中平面限制工件的 3 个自由度、短圆柱销限制 2 个自由度，一共限制了五个自由度。在 定位平面上加一个圆柱销来限制工件 X 方向上转动的自由度，这样六 个自由度都被限制了。 6.2 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 定位误差分为基准不重合误差和基本位移误差。在本工序中，采 用面和销的定位方案，故定位基准为工件的左端面。工序基准也为工 件的左端面，所以基准重合，不存在基准不重合误差。由于本加工方 案中，定位平面做的比较平整，故在同一批零件中不存在基准位移误 差。所以本工序的定位方案的定位误差为 0。 6.3 夹紧机构夹紧机构 根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用钩形压板夹紧机 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。 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。 钻 套 高 度 H=32mm，排削间隙 h=15mm. 6.5 夹具与机夹具与机床连接元床连接元件件 在夹具体上设计座耳，用 T 形螺栓固定。 6.6 夹具夹具体体 由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面与定位圆柱销 在安装时垂直度在43 范围内允差 0.02mm. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 12 7 方案综合评价及结论方案综合评价及结论 这个方案，通过一面两销定位，单螺旋夹紧机构带动活块做轴向 运动。比较简单实用，可以较好的实现夹具功用，这种方案，定位误