阀盖2的加工工艺及钻孔夹具设计设计说明书

题 目 名 称 ： 阀盖 2的加工工艺及夹具设计 学 院（部） ： 理工分院 专 业 ： 机械工程及自动化 学 生 姓 名 ： = 指导教师姓名 ： 文良起 职称 副教授 最终评定成绩 ： I 摘要 零件的加工工艺编制，在机械加工中 占有非常重要的地位，零件工艺编制得合不合理，这直接关系到零件最终能否达到质量要求；夹具的设计也是不可缺少的一部分，它关系到能否提高其加工效率的问题。因此这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。 阀盖零件的主要加工表面为孔和外圆表面。外圆表面加工根据精度要要求可选择车削和磨削。孔加工方法的选择比较复杂，需要考虑零件的结构特点、孔径大小、长径比、精度和粗糙度要求以及生产规模等各种因素。对于精度要求较高的孔往往还要采用几种不同的方法顺次进行加工。本次设计的阀盖，为保证孔的精度和表面质量将先后经过粗镗、半精镗、精镗 和滚压等四道工序加工。 在机床上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在正确位置上固定不动，这一任务就是由机床夹具完成。对于单件、小批量生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成本。但是由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往往比较费时间，并且操作复杂，生产效率低，也难以保证加工精度，为此需设计专用夹具。 ABSTRCT II Is the components craft establishment, holds the very important status in the machine-finishing, the components craft establishes reasonable, whether do this direct relation components achieve the quality requirement finally； Jigs design is also an essential part, whether does it relate raises its processing efficiency the question. Therefore this both in the machine-finishing profession are the important links. Sleeve components main processing surface for hole and outer annulus surface. The outer annulus face work needs to request according to the precision to be possible to choose the turning and the grinding. The hole processing methods choice is quite complex, needs to consider the components the unique feature, the aperture size, the length to diameter ratio, the precision and roughness request as well as the scale of production and so on each kind of factor. Often must use several different methods regarding the accuracy requirement high hole to carry on the processing in order. This designs bonnet, will pass through half finished boring, the finished boring, the fine articulation and the trundle successively for the guarantee holes precision and the surface quality and so on four working procedure processing. When the engine bed carries on the machine-finishing to the components, is guaranteed that the work piece working accuracy, first needs to guarantee the work piece holds the correct position on the engine bed, then causes the work piece in the correct position through the clamp organization fixed motionless, this duty is completes by the engine bed jig. Regarding the single unit, the small batch production, should use the universal jig as far as possible, like this may reduce the work piece the production cost. But because the universal jig is suitable each kind of work piece the attire to clamp, therefore time clamp often compares spends the time, and operates complex, the production efficiency is low, also guarantees the working accuracy with difficulty, for this reason must design the unit clamp. Key word: Craft, datum, cutting specifications, localization datum, position error. 目录 III 第一章 绪论 1 1.1 选题背景、目的和意义 1 1.2 机械加工工艺现状 1 1.3 主要设计思路和内容 2 1.4 预期设计结果 2 第二章 阀盖工艺分析及生产类型的确定 3 2.1 阀盖的用途 3 2.2 阀盖的技术要求 3 2.3 审查阀盖的工艺性 5 2.4 确定阀盖的生产类型 5 第三章 确定毛坯，绘制毛坯简图 6 3.1 选择毛坯 6 3.2 确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量 6 3.3 绘制毛坯简图 7 第四章 拟定阀盖 工艺路线 8 4.1 定位基准的选择 8 4.2 表面加工方法的确定 10 4.3 加工阶段的划分 14 4.4 工序集中与分散 14 4.5 工序顺序的安排 15 4.6 确定工艺路线 17 第五章 机床设备及工艺装备的选用 20 5.1 机床设备的选用 20 5.2 工艺装备的选用 20 第六章 加工余量、工序尺寸和公差的确定 21 6.1 40 外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定 21 6.2 52 外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定 22 6.3 80 外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定 23 6.4 94 外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定 25 6.5 50 外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定 27 6. 6 六角螺母的加工余量、工序尺寸和公差的确定 第七章 切削用量计算 32 7.1 切 削用量的选择 32 7.2 具体切削用量的计算 33 IV 第八章 钻孔工序夹具的设计 36 8.1 夹具设计的目的 36 8.2 设计准备工作 37 8.3 结构方案设计 38 8.4 对刀导向装置设计 41 8.5 钻模板设计 42 8.6 夹具体设计 43 小结 43 结论 44 参考文献 45 致谢 46 1 第一章 绪论 1.0 毕业设计是对我们大学四年所学的知识的总结，同时我们也得到了锻炼。 能熟练的运用机械制造工艺学及相关的基本理论知识，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决一个零件在加工中的定位，夹紧和工艺路线地合理拟定，从而保证零件制造的质量，生产率和经济性，通过夹具的工艺，进一步提高了我们的结构的设计能力，制图，画图的动手能力可以使我们三维，二维制图能力得到锻炼，生产实践是迈出大学校园前一个非常重要的环节，一个基本的教学环节，主要目的是让我们把书本上的理论知识和实际生活的生产实践相结合 ，为以后的工作奠定一定的基础 。 1.1 主要设计思路和内容 一、 本课体 的 设计 主要 内容包括： 对阀盖零件的使用及技术条件进行分析； 阀盖零件材料以及毛坯的选择； 阀盖零件加工工艺及热处理工艺的确定； 工序余量、工差、尺寸链的计算；主要表面切削用量的计算。 具体 技术路线是： 调研，查阅相关文献资料，了解目前 阀盖零件加工工艺 状况。 通过分析阀盖零件使用及技术条件，选择材料及毛坯； 确定阀盖零件加工工艺，确定工序尺寸、工序公差、切削用量，并绘制详细的加工工艺卡片， 最后进行优化设计。 1.4 预期设计结果 (前期分析 ) 铸造方法：砂型铸造。在砂型模板上铸造出阀盖的基本轮廓尺寸后，再在机床上车出。 (该工件只需要在车床上加工即可，先粗车大小两个端面， 1 先把大端面装夹在车床的三爪卡盘上，车出较小的端面（先粗车，再精车，），然后再以车好的较小端面为基准，装夹在三爪卡盘上，车出较大端面，（先粗车，再精车）（因为题目给出的阀盖对两端面的精度要求不高，）然后继续以小端面装夹在车床上，对阀盖中心车出大小孔。（阀盖在砂型铸造的时候，因为中间孔比较大，所以在铸造的时候，可以先铸出 30 的孔，以便减小车床的加工量。）然后再根据 30的孔进行扩孔即可。 )，该零件的材料为铸刚。 完成零件工艺的分析，工艺参数计算与分析， 确定最佳工艺方案 ，对设备的选择及验算，对零件的设计；完成设计书的编写；完成工艺卡片的制作和夹具装配图绘制；完成论文综述和英文资料翻译。 通过课题的设计锻炼和培养自己的工艺文件的编制能力，熟悉常用材料的使用性能，正确选用材料；掌握夹具设计的基本方法和机械零部件设计的基本程序 2 和方法；掌握机械加工工艺的制定过程，对一般的制造过程和方法有初步的了解，了解常用的零部件设计软件，并能熟练运用二维及三维软件进行设计；定的机械加工工 艺所加工的产品能达到图纸的各项技术要求。使自己在大学四年所学的知识得到全面总结和巩固，对以前所学的知识得以温故而知新，更好的掌握学过的知识，为将来的工作奠定一个良好基础。 通过设计阀盖零件的新型加工工艺，大大的改善原有的加工工艺及加工精度，更好的保证了产品质量，很好的提高产品的生产率。 第二章 阀盖工艺分析及生产类型的确定 2.1 阀盖的用途 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，起密封作用，具有一定的强度，防止内部的流体 流出；也可用于固定轴承，起到轴向定位的作用给阀杆定位，保证阀杆正常传动开关，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。 2.2 阀盖的技术要求 由零件图 2-1可以看出，该阀盖的结构不是很复杂，加工表面也不多，加工精度要求也不高，但主要注意其位置精度要求。 3 图 2-1 阀盖零件图 4 图 2-2 阀盖零件图 表 2-1：阀盖技术要求表 工序 5 2.2.2 加工表面粗糙度以及表面质量方面的其它要求 表面粗糙度反映的是零件被加工表面上的微观几何形状误差。它主要由加工过程中刀具和零件表面间的摩擦、切削分离时表面金属层的塑性变形以及工艺系统的高频振动等原因形成的。 从零件图上可 知表面粗糙度有 Ra12.5um, Ra6.3um。对表面质量的要求不高。 热处理及其它要求（如动平衡、未注圆角、去毛刺、毛坯要求等）。 由零件的技术要求可知，该零件的毛坯为铸件， 零件要求 退火处理。 2.4 确定阀盖的生产类型 零件的生产纲领为： N=Q n（ 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。 根据设计要求，该零件年产量 5000件，属于大批大量生产批次。 第三章 确定毛 坯、绘制毛坯简图 3.1 选择毛坯 零件材料为灰铸铁 HT200，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 加工尺寸及公差 铸件毛坯 (孔 20mm 两端面 mm290.0390.048 ） 粗铣二端面 加工前尺寸 最大 51.3 最小 50 加工后尺寸 最大 51.3 48.29 最小 50 47.61 加工余量（单边） 1 最大 2.3 最小 0.71 加工公差（单边） +0.7 -0.3 -0.22/2 6 的强度，因此应该选择铸件毛坯。由于零件的轮廓尺寸不大，生产纲领达到大批生产水平，考虑到零件不加工表面的形状，可以采用砂型铸造脱箱射压式成型，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。 3.2 确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量 零件的分析 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； 35 孔粗糙度为 12.5。 35 孔内表面，粗糙度为12.5， 20 孔，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 25 3.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。 二、工艺规程设计 1. 毛坯的选择 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，故采用铸造成形。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。零件的生产纲领：属中批量生产。 2基面的选择 基面选择是工艺规程中的重要工作之一。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，加工工艺过程中会问题百出，更有甚 7 者，还会造成零件大量报废，使生产无法正常进行。 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。现以零件的外圆 35 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制定工艺路线 方案一 工序：粗铣最外端上下两端面 。 工序：扩、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 外圆下端面。 工序：粗车 53 外圆。 工序：粗车 53 外圆上端面。 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。 3.3 工序 XVII:终检。 由【 5】表 10-8 铸 件机械加工余量表可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素： 3.2.1 尺寸公差等级 8 由【 5】表 10-6 成批大量生产铸件的尺寸公差等级表 查得，该阀盖零件的公差等级为 CT810，选取为 CT9。 3.2.2 尺寸公差 由【 5】表 10-5 铸件的尺寸公差数值 查得，该阀盖零件的各尺寸公差。 010mm 1016mm 1625mm 2540mm 4063mm 1.5mm 1.6mm 1.7mm 1.8mm 2.0mm 3.2.3 机械加工余量等级 由【 5】表 10-9铸件机械加工余量等级选 择表 查得， 该阀盖零件的机加工余量等级为 57，选择 7级。 3.2.4 机械加工余量 由【 5】表 10-8铸件机械加工余量表 查得， 该阀 盖零件的机加工余量为 5.5mm。 3.3 绘制阀盖铸造毛坯图 由于该零件的加工性，为了保证产品的质量及基本形状，有部分面不用加工，用机械加工的方法无法达到，必须用铸造满足要求，因此，铸造毛坯图和零件图一样。 集合上一步查出数据，绘制毛坯图如下： 图 3-1 阀盖毛坯图 9 10 第四章 拟定阀盖 工艺路线 4.1、定位基准的选择 基准： 基准是用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、线、面。基准根据其功用的不同可分别为设计基准和工艺基准。 在工件工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准，加工表面与工序基准之间，一般有两次核对位置要求：一是加工表面对工序基准的距离要求，即工序尺寸要求；另一次是加工表面对工序基准的形状位置要求，如平行度，垂直度等。 11 工件定位时，用以确定工件在夹具中位置的表面（或点，线）称为定位基准，定位基准的选择，一般应本着基准重合原则，尽可能选用工序基准作为定位基准，工件在定位时，每个工件的夹具 中的位置是不确定的，一般是限制工件的六个自由度，分别是指：沿三坐标轴的移动自由度，和绕三坐标轴转动的自由度。 基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一，基面选择正确合理，可以使加工质量的到保证，减轻劳动强度，生产效率得到提高。否则，会使加工困难，甚至造成加工零件报废 1）粗基准的选择 粗基准选择原则：选择粗基准，主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。为了方便地加工出精基准，使精基准面获得所需加工精度，选择粗基准，以便于工件的准确定位。选择粗基准的的出发点是：一要考虑如何合理 分配各加工表面的余量；二要考虑怎么样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求，一般应按下列原则来选择： (1) 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应优先选择该表面为粗基准。 (2)若工件每个表面都有加工要求，为了保证各表面都有足够的加工余量，应选择加工量最少的表面为粗基准。 (3)若工件必须保证某个加工表面与加工表面之间的尺寸或位置要求，则应选择某个加工面为粗基准。 (4)选择基准的表面应尽可能平整，没有铸造飞边，浇口，冒口或其他缺陷。粗基准一般只允许使用一次。 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。 2）精基准的选择 精基准选择原则：选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并要达到使用起来方便可靠。一般应按下列原则来选择： (1)基准重合原则；应选择设计基准作为定位基准。 (2)基准统一原则；应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面，采用统一基准原则可以避免基准转换过程所产生的误差，并可使各工序所使用的夹具结构相同或相似，从而简化夹具的设计和制造。 12 (3) 自为基准原则；有些精加工或光 整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择加工表面本身来作为定位基准。 (4) 互为基准原则；对于相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准，反复加工的方法。 (5) 可靠，方便原则；应选择定位可靠，装夹方便的表面作为精基准。 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 40孔和端面作为精基面。加工 50 ， 52 和 80 ，螺纹外径， 5mm， 18mm 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 4-4xR12 和 4xM10 螺纹孔，有相互同轴度的位置要求，加工四个孔时应以 40孔和大端面为精基准。其余三个阶梯外圆应以 40 孔和已加工出的面作为精基准，实现周向定位。 图 4-1 阀盖零件图 4.2 加工方法的选择 首先确定 零件主要表面最终工序的加工方法 零件是由若干个基本表面组成的。由于零件的主要表面直接影响零件和产品的质量，所以应首先确定其最终工序的加工方法。 （ 1）工件材料的性质 加工方法的选择，常受工件材料性质的限制，例如淬火钢淬火后应采用磨削加工；而有色金属磨削困难，常采用高速精密车削或金刚镗进行精加工。 （ 2）工件的结构形状和尺寸 外圆表面多采用车削或磨削，回转体零件上较大直径的孔亦可采用车削或磨削，箱体上孔径较大或长度较短的孔宜选用镗削，孔径较小时宜用铰削。 13 （ 3）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度 选定 的加工方法应能达到所需要的加工精度和表面粗糙度，并符合经济性的要求。在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺设备，以及标准技术等级的工人不延长加工时间）所能保证的加工精度，称为经济加工精度，简称经济精度。 常用加工方案所能达到的经济加工精度和表面粗糙度。 表 4-1 外圆表面加工方案的经济精度和表面粗糙度 【 3】 表 1-6 外圆表面加工方案的经济精度和表面粗糙度 序号 加工方案 经济精度 等级 表面粗糙度 Ra/m 适用范围 1 粗车 IT11 级以下 50 12.5 适用于淬火以外的各种金属零件 加工 2 粗车 -半精车 IT8 10 6.3 3.2 3 粗车 -半精车 -精车 IT7 8 1.6 0.8 4 粗车 -半精车 -精车为 -滚压 (或抛光 ) IT7 8 0.2 0.025 5 粗车 -半精车 -磨削 IT7 8 0.8 0.4 主要用于淬火钢，但不宜用于有色金属 6 粗车 -半精车 -磨削 -精磨 IT6 7 0.4 0.1 7 粗车 -半精车 -磨削 -精磨 -超精工 IT5 0.1 0.012 8 粗车 -半精车 -精磨 -金刚石车 IT5 6 0.4 0.025 主要用于要求较高的有色 金属 9 粗车 -半精车 -粗磨 -精磨 -超精磨 (镜面磨削 ) IT5 0.08 0.008 主要用于淬火钢，也用于未淬火钢，但不宜于有色金属 10 精车 -半精车 -粗磨 -精磨 - 研磨 IT5 0.32 0.008 表 4-2 孔加工方案的经济精度和表面粗糙度 【 3】表 1-7 孔加工方案的经济精度和表面粗糙度 序号 加工方案 经济精度 等级 表面粗糙度 Ra/m 适用范围 1 钻 IT11 12 12.5 加工未淬火钢及铸铁的实坯，也用于加工孔径15 20mm 5 钻 扩 粗铰 精铰 IT7 1.6 0.8 6 钻 扩 铰 IT6 9 3.2 0.32 7 钻 扩 机铰 手铰 IT5 1.25 0.08 14 8 钻 扩 拉 IT7 69 1.6 0.01 大批量生产 中小零件的通孔（精度由拉刀的精度而定） 9 粗镗（或扩孔） IT11 12 0.08 0.008 除淬火钢外的各种材料， 毛坯有铸出孔或锻出孔 10 粗镗（粗扩） 半精镗（精扩） IT8 9 3.2 1.6 11 粗镗（粗扩） 半精镗（精扩） 精镗（铰） IT7 8 1.6 0.8 12 粗镗（粗扩） 半精镗（精扩） 精镗（浮动镗刀块精镗） IT6 7 0.8 0.4 13 粗镗（扩） 半精镗 磨孔 IT7 8 0.8 0.2 主要用于加工淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属 14 粗镗（扩） 半精镗 粗磨 精磨 IT6 7 0.2 0.1 15 粗镗 半精镗 精镗 金钢镗 IT5 7 0.4 0.05 主要用于精度要求高的有色金属加工 16 钻 （扩） 粗铰 精铰 珩磨 IT5 7 0.2 0.025 黑色金属 17 钻 （扩） 拉 珩磨 18 粗镗 半精镗 精镗 珩磨 19 以研磨代替上述方案中 的珩磨 IT6 级以上 0.1 表 4-3 平面加工方案的经济精度和表面粗糙度 【 3】表 1-8 平面加工方案的经济精度和表面粗糙度 序号 加工方案 经济精度等级 表面粗糙度 Ra/m 适用范围 1 粗车 IT10 11 12.5 6.3 未淬硬钢、铸铁有色金属端面加工 2 粗车 半精车 IT8 9 6.3 3.2 3 粗车 半精车 精车 IT6 8 1.6 0.8 4 粗车 半精车 磨削 IT7 9 0.8 0.2 刚、铸铁端面加工 5 粗刨（粗铣） IT11 13 12.5 6.3 不淬硬的平面加工 6 粗刨（粗铣） 半精刨（半精铣） IT8 11 12.5 3.2 15 7 粗刨（粗铣） 精刨（精铣） IT7 9 6.3 1.6 8 粗刨（粗铣） 半精刨（半精铣） 精刨（铣） IT6 8 3.2 0.63 9 粗铣 拉 IT6 9 0.8 0.2 大量生产未淬硬的小平面 10 粗刨（粗铣） 半精刨（半精铣） 宽刃刀精刨 IT6 7 0.8 0.2 未淬硬钢、铸铁及有色金属工件 11 粗刨（粗铣） 半精刨（半精铣） 精刨（精铣） 宽刃刀低速精刨 IT5 0.8 0.16 12 粗刨（粗铣） 精刨（精铣） 刮研 IT5 6 0.8 0.1 13 粗刨（粗铣） 半精刨（半精铣） 精刨（精铣） 刮研 IT5 6 0.8 0.04 14 粗刨（粗铣） 精刨（精铣） 磨削 IT6 7 0.8 0.2 淬硬或未淬硬的黑色金属工件 15 粗刨（粗铣） 半精刨（半精铣） 精刨（精铣） 磨削 IT5 6 0.4 0.2 16 粗铣 精铣 磨削 研磨 IT5 6 0.16 0.008 表 4-4 各种加工方法的加工经济精度 【 3】表 1-20 各种加工方法的加工经济精度 加工方法 经济精度 加工方法 经济精度 外 圆 表 面 粗车 IT11 13 内 孔 表 面 钻孔 IT12 13 半精车 IT8 10 钻头扩孔 IT11 精车 IT7 8 粗扩 IT12 13 细车 IT5 6 精扩 IT10 11 粗磨 IT8 9 一般铰孔 IT10 11 精磨 IT6 7 精铰 IT7 9 细磨 IT5 6 细铰 IT6 7 研磨 IT5 粗拉毛孔 IT10 11 平 粗车端面 IT11 13 精拉 IT7 9 16 面 精车端面 IT7 9 粗镗 IT11 13 细车端面 IT6 8 精镗 IT7 9 粗铣 IT9 13 金刚镗 IT5 7 精铣 IT7 11 粗磨 IT9 细铣 IT6 9 精磨 IT7 8 拉 IT6 9 细磨 IT6 粗磨 IT7 10 研磨 IT6 精磨 IT6 9 细磨 IT5 7 研磨 IT5 基于上述要求，将重要的表面的加工方法列于如下表 4-5： 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度等级 Ra/ m 最终加工方案 备注 A IT8 1.6 钻 粗铰 精铰 【 3】表 1-7 B 6h 3.2 粗车 -半精车 车螺纹 【 3】表 1-10 C IT8 3.2 粗车 -半精车 【 3】表 1-6 D IT7 1.6 粗车 半精车 精车 【 3】表 1-6 E IT7 1.6 粗车 半精车 精车 【 3】表 1-6 F IT6 1.6 粗镗 精镗 精铰 【 3】表 1-7 G IT8 1.6 粗车 半精车 精车 【 3】表 1-8 H IT7 0.8 钻 扩 粗铰 精铰 【 3】表 1-7 I IT8 3.2 粗车 半精车 【 3】表 1-8 4.3 加工阶段的划分 当零件的加工质量要求比较高时，往往不可能在一道工序中完成全部加工工作，而必须分几个阶段来进行加工。 加工阶段：整个工艺过程一般需划分为如下几个阶段： 预先加工阶段：这一阶段的主要任务是毛坯的准备和预先热处理。 粗加工阶段：这一阶段的主要任务是切大部分余量，关键问题是提高生产率 。 半精加工阶段 ：这一阶段的主要任务是为零件主要表面的精加工做好准备，并完成一些次要表面的加工。 精加工阶段 ：这一阶段的主要任务是保证零件主要表面的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度要求。这是关键的加工阶段，大多数零件的加工经 17 过这一加工阶段就已完成。 光整加工阶段 ：对于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面，还要安排光整加工。这一阶段的主要任务是提高尺寸精度和减小表面粗糙度值，一般不用来纠正位置误差。位置精度由前面工序保证。 划分加工阶段的原因 1）利于保证加工质量。 2）合理使用设备。 3）便 于安排热处理。 4）便于及时发现毛坯缺陷，以及避免损伤已加工表面。 4.4 工序的集中与分散 工序集中与工序分散是拟定工艺路线时，确定工序数目或工序内容多少的两种不同原则，它与设备类型的选择有密切的关系。 （ 1）工序集中 工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。其特点是： 1）采用高效专业设备及工艺装备，生产率高 2）工件装夹次数减少，易于保证表面间位置精度，还能减少工序间运输量，缩短生产周期。 3）工序数目少，可减少机床数量、操作工人数和生产面积，还可简化生产计划和生产组 织工作。 4）因采用结构复杂的专业设备及工艺设备，故投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较费时。 （ 2）工序分散 工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少，最少时每道仅有一个简单的工步。其特点是： 1）设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，工人容易掌握，生产准备工作量少，又易于平衡工序时间，易适应产品的更换。 2）可采用最合理的切削用量，减少机动时间。 3）设备数量少，操作工人多，占用生产面积大。 （ 3）工序集中与分散的选用 18 工序集中与工序分散各有利弊 ，应根据生产类型、现有生产条件、工件结构特点和技术要求等进行综合分析后选用。 一般来说，大批量生产适于采用工序集中原则，可采用较复杂的机械集中，如多刀、多轴机床、各种高效组合机床和自动机加工；对于一些结构简单的产品，如轴承生产，也可采用分散的原则。成批生产应尽可能采用效率高的机床，使工序适当集中。单件小批生产采用组织集中，以便简化生产组织工作。 （ 4）该设计选用工序集中原则安排阀盖的加工工序。 阀盖的生产类型为大批量生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数 少，不但可缩短辅助工时，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 4.5 工序顺序的安排 4.5.1 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。 4.5.2 热处理工序的安排 由于毛坯为铸件，在机械加工之前，首先安排退火处理，以消除铸造应 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。 4.5.3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。 4.5.4 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 19 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。 综上所述：该阀盖零件工序安排顺序为：基准加工 主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工 主要表面半精加工和次要表面加工 热处理 主要表面精加工。 4.6 确定工艺路线 零件阀盖由于是大批量生产，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表 4-6： 表 4-6 阀盖工艺路线及设备、工装的选用 工序号 工序名称 机床设备 刀具 夹具 量具 05 下料 10 铸造毛坯 15 毛坯检验 20 退火 25 铣右端面 立式铣床X51 63 直柄立铣刀 专用夹具 0125mm游标卡尺 20 26 铣盖体 数控铣床XK5032 10 直柄立铣刀 28 铣左端面 立式铣床X51 45 直柄立铣刀 30 粗车 1 卧式车床C6132 90硬质合金外圆车刀 45端面车刀 35 粗车 2 三爪卡盘 40 钻孔扩孔 立式钻床Z3040 18 直柄麻花钻 19.7 直柄扩孔钻 专用夹具 45 人工时效 50 半精车 1 卧式车床C6132 卧式车床C6132 90硬质合金外圆车刀 45端面车刀 专用夹具 0125mm游标卡尺 55 半精车 2 三爪卡盘 60 钻扩孔 立式钻床Z3040 26 硬质合金锥柄麻花钻 28 锥柄扩孔钻 专用夹具 62 粗铰孔 立式铣床X51 26 直柄机用铰刀 28 锥柄机用铰刀 2550mm内径千分尺 0125mm游标卡尺 21 65 镗孔 卧式车床C6132 8x8 单刃镗刀 三爪卡盘 0125mm游标卡尺 70 中检 0125mm游标卡尺 检验样板 75 精铰 1 立式铣床X51 28 锥柄机用铰刀 专用夹具 2550mm内径千分尺 0125mm游标卡尺 80 精铰 2 20 锥柄机用铰刀 36 锥柄机用铰刀 85 精车 卧式车床C6132 90硬质合金外圆车刀 45端面车刀 三爪卡盘 0125mm游标卡尺 90 钻孔铰孔 立式钻床Z3040 13 硬质合金锥柄麻花钻 13.5 锥柄扩孔钻 14 锥柄机用铰刀 专用夹具 95 车螺纹 卧式车床C6132 螺纹车刀 0125mm游标卡尺 螺纹塞规 100 去毛刺倒棱 钳工台 平锉 0125mm游标卡尺 22 105 清洗烘干 清洗机 110 终检 115 油封入库 阀盖的铸造毛坯尺寸如图； 表 1 加工余量计算表 第五章 机床设备及工艺装备的选用 5.1 机床设备的选用 选择设备时应考虑以下几点： （ 1）机床精度与工件精度相适应 （ 2）机床规格与工件的外形尺寸、工序的性质。另外，机床的切削用量范围应和工件要求的合理切削用量相适应。 （ 3）所选设备与现有加工条件相适应，如设备负荷的平衡状况等。如果没有现成设备供选用，经过方案的技术经济分析后，也可提出专用设备的设计任务书或改装旧设备。有时在试制新产品及小批生产时，较多地选用数控机车或加 工中心设备，以减少工艺装备的设计与制造，从而大大缩短生产周期和提高经济性。 根据现有的设备具体选择机床，