毕业设计（论文）-液压阀体工艺规程及钻4M6螺纹孔夹具设计（全套图纸）.doc

四川职业技术学院毕业设计四川职业技术学院Sichuan Vocational and Technical College毕 业 设 计题 目液压阀体工艺规程及钻4M6螺纹孔夹具全套图纸加153893706所属系部所属专业所属班级学 号学生姓名指导教师起讫日期四川职业技术学院教务处制四川职业技术学院毕业设计任务书题 目所属系部所属专业所属班级指导教师学生姓名学 号一、毕业设计（论文）内容与要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）：1.毕业设计内容：完成液压阀体的机械加工工艺规程及工装设计。2.毕业设计要求：（1）液压阀体零件图1张；（2）液压阀体毛坯图1张；（3）工艺过程卡一套；（4）工序卡片1套（5）指定工序夹具装配图1张，指定夹具零件图1张；（6）毕业设计说明书1份。二、原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等）工作基础：xxxx的年产量为xx万件。工作目的：1.锻炼专业知识的综合运用能力；2.掌握查阅与毕业设计相关的资料与手册的方法与技巧；3.提高分析问题与解决问题的能力；4.提高绘图软件的运用能力；5.提高文字的编辑与排版能力；6提高文章的写作的条理性与逻辑性。三、主要参考文献系部审核意见 签名： 年 月 日 注：任务书必须由指导教师和学生互相交流后，由指导老师下达并交所属系部毕业设计（论文）领导小组审核后发给学生，最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。四川职业技术学院学生毕业设计答辩情况记载表题 目所属系部所属专业所属班级指导教师学生姓名学 号答辩小组成员姓 名专业技术职务或职称所属单位或部门本人签字答辩时间记录人答辩小组提出的主要问题及学生回答问题情况答辩小组组长签名：(至少三个问题) 年 月 日四川职业技术学院毕业设计综合评定表题 目所属班级指导教师姓名学生姓名职称学 号 部门指导教师评语 指导教师： 年 月 日答辩小组评语总评成绩：答辩小组负责人：年 月 日前言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、公差配合与测量等多方面的知识。液压阀体的工艺规程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。25目录1绪论11.1 机械加工工艺概述11.2机械加工工艺流程12零件的分析31.1 零件的作用31.2 零件的工艺分析33工艺规程设计43.1 确定毛坯的制造形式43.2 基准的选择43.3 制定工艺路线44 夹具设计154.1钻46孔夹具设计154.2问题的提出154.3定位基准选择154.4切削力及夹紧力计算154.5定位误差分析164.6夹具设计及操作的简要说明16设计体会25参考文献26致谢27 1绪论1.1 机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。1.2机械加工工艺流程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。四川职业技术学院毕业设计 2零件的分析1.1 零件的作用 液压阀体主要起到连接,密封以及固定的作用，,承受较大的力，也具有保护内部零件的作用，使零件之间保持正确的位置。1.2 零件的工艺分析液压阀体有几组加工表面，并有一定位置要求.其中尺寸要求较高的有：分述如下：1.以钻扩30孔为中心的加工表面：这一组加工表面包括：钻扩30孔及其倒角，尺寸为91mm两孔相垂直的上下两平面,其中，主要加工表面为30孔。2.以铣60mm右平面为中心的加工表面这一组加工表面包括：铣91mm两侧平面,车50端成型，铣60mm左平面，这些加工表面之间有着一定的位置要求.：由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。3工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式“液压阀体”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT150，硬度为HB100-220，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。3.2 基准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。3.2.1 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，现选取工件前侧平面作为粗基准。3.2.2 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。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,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,在生产纲领已确定中批的情况下,可以考虑采用通用机床配以专用工装卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。同时液压阀体应有足够的刚度，良好的结构工艺性、形状应力求匀称和美观。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降，提高生产率、保证加工质量、减轻工人劳动强度。1. 工艺路线方案一：工序号工序名称工 序 内 容1铸铸造毛坯2热处理去除铸造应力3钻钻扩30孔4钻钻17孔5钻钻410孔6钻钻攻M8孔7钻钻攻46孔8钻钻攻38孔9铣铣60mm右平面10铣铣60mm左平面11铣铣91mm两侧平面12钻钻攻4-8孔13车车50端成型14钳工去锐边毛剌15检检验工艺路线方案二工序号工序名称工 序 内 容1铸铸造毛坯2热处理去除铸造应力3铣铣60mm右平面4铣铣60mm左平面5铣铣91mm两侧平面6钻钻攻4-8孔7车车50端成型8钻钻扩30孔9钻钻17孔10钻钻410孔11钻钻攻M8孔12钻钻攻46孔13钻钻攻38孔14钳工去锐边毛剌15检检验工艺路线方案的比较与最终工艺路线方案如下： 两种工艺路线方案的工序是一样，只是加工顺序不一样。在第一个方案中，是铣平面工序放在后面，不够合理，而方案二侧是放在前面，符合先面后孔的加工原则，对于整个加工工艺路线看来,以上两种加工方案大致看来都是合理的.但是通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后,最后选加工工艺路线方案二。3.3.1机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定液压阀体零件材料为HT150，生产类型为中批量，采用铸造毛坯。据以上原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下图：3.3.2 确立切削用量及基本工时工序 铣60mm右平面 零件材料：HT150 铸件 机床：铣床X62W 选择铣刀半径为25mm，齿数（见工艺手册表3.529） ，（切削表3.4和切削表3.9） （切削表3.7） 按机床选取 实际切削速度： 工作台每分钟进给量： 铣床工作台进给量： 基本工时：铣60左平面进行两次铣削，第一次，第二次 选用主轴为 实际切削速度： 工作台进给量： 基本工时：工序 铣91mm两侧平面选用铣床，型号为X62W 刀具选用：选用合金铣刀，刀杆尺寸为1、 切削用量的选择：查机械制造工艺设计手册表531可知，取相应的切削用量如下：切削深度 mm进给量mm/r切削速度m/s 2、 计算切削时间： 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.619 可知： (2-1) (2-2) (2-3) (2-4) 查表1.513，取 所以有: n/min min 因为是铣平面,所以:T= T 所以，总切削时间 min工序 钻4-M8孔1加工条件材料为HT150,硬度为, (机械制造工艺设计简明手册)18工艺要求:孔径mm,粗糙度要求为Rz6.3.选用钻床型号为Z3025型钻床. (查机械制造工艺设计简明手册)表4.1-18和4.3-16主轴转速: 进给量: 2选择钻头： 查切削用量简明手册表2.7,选用高速钢麻花钻钻削,麻花钻直径为d=6.8mm.钻头几何形状为：双锥修磨横刃, 后角，二重刃长度mm,横刃长mm,弧面长度mm,棱带长度 3选择切削用量:1）决定进给量f：按加工要求决定进给量：根据（切削手册表2-7），因为材料为HT150, 硬度为, mm时，所以mm/r。 由于,所以mm/r。2)按钻头强度决定进给量:根据（切削手册表28）,材料为HT150,硬度为 dmm,钻头强度允许的进给量是 (或)mm/r从以上三个进给量比较可以看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为mm/r根据Z3025钻床说明书,选择mm/r，由于是加工孔,为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断,故在孔即将钻穿的时候停止自动进给采用手动进给.机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力在进行比较来校验。由（切削手册表319）可以查出钻孔时的轴向力，轴向力F 轴向力的修正系数为 (或) ,故F.根据Z3025钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力F远大于F,由于F F校验成功.故 mm/r可用.(1)决定钻头磨钝标准及寿命:查（切削手册表319）,当dmm时,钻头后刀面最大磨损量mm.寿命min(2)决定切削速度:查（切削手册表219），由于材料是HT150，硬度是硬度为，进给量1mm/r, d=6.8mm,.所以取切削速度Vm/min查（切削手册）切削速度的修正系数为: 故m/min根据Z3025钻床的实际钻速,可以考虑选择n.这个转速基本与计算转相符合,对麻花钻,以及其他方面的影响会比较小,所以可以直接采用(3)检验机床的扭矩及功率 根据（切削手册表123）,当/r, dmm时,MN.m . 扭矩的修正系数为 (或),故N.m根据（切削手册表329）,和以上已经的出的相关数据可以查出,高速钢钻头钻灰铸铁的时候消耗的功率为P根据Z3025钻床说明书, 远大于.由于M， ，故选择的切削用量可用，即mm/r, r/min,Vm/min.4.计算基本工时 (2-5)，入切量及超切量（查切削手册表1-25）mm。故 min因为是4个同直径的孔所以min攻丝M8孔 攻丝：选用Z3025钻床及钻头，8孔根据切削用量简明手册表2.8，进给量；根据切削用量简明手册2.18，。所以，按机床要求，取故。切削公式， (2-14)工序 车50端成型采用CA6140车床 车50外圆采用YG6硬质合金车刀， 机床进给的量：根据参考文献5表2.1-35，取切削速度：根据参考书籍5附表2.3.41，选择取根据公式2.3车床主轴的转动速度：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 次数为1车31外圆使用YG6材质的车刀，1）制造的深度尺寸与宽度尺寸 2）每一个齿进给距离 3）制造的速度与和每60秒钟的进给距离制造的速度：依据教科书籍5的表3-36， 得则 现采用CA6140车床，查车床参考书3的表4.5-31，使用，制造实际的速度得 当时，工作台每60秒进给的距离得 查车床参考书，使用4）制造所耗费的时间：依据教科书籍5的表3.29，和车刀的尺寸一样，故 所以 车环槽：采用CA6140车床， YG6硬质合金材料制作的车刀依据教科书籍7资料表得公式： ,； ，选择 ，车环槽时，依据教科书籍7资料表公式：依据教科书籍7资料表公式：工序 钻17孔1加工条件材料为HT150,硬度为, (机械制造工艺设计简明手册)39 工艺要求:孔径孔 选用钻床型号为Z3025型钻床. (查机械制造工艺设计简明手册)表4.8-19和4.9-13主轴转速: 进给量: 2选择钻头： 查切削用量简明手册表2.6,选用高速钢麻花钻钻削,麻花钻直径为d=17mm.钻头几何形状为：双锥修磨横刃, 后角，, , 3选择切削用量:1）决定进给量f：1)按加工要求决定进给量：根据（切削手册表1-9），因为材料为HT150, 硬度为, 时，所以mm/r。 由于,故mm/r。2)按钻头强度决定进给量:根据（切削手册表19）,材料为HT150,硬度为 ,钻头强度允许的进给量是mm/r从以上进给量比较可以看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为mm/r根据Z3025钻床说明书,选择mm/r，由于是加工孔,为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断,故在孔即将钻穿的时候停止自动进给采用手动进给.机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力在进行比较来校验。由（切削手册表218）可以查出钻孔时的轴向力，当mm/r,轴向力FN 轴向力的修正系数为 (或) ,故F.根据Z3025钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力为F远大于F,由于F 校验成功.故mm/r可用.(1)决定钻头磨钝标准及寿命:查（切削手册表212）,当时,钻头后刀面最大磨损量mm.寿命min(2)决定切削速度:查（切削手册表115），由于材料是HT150，硬度是硬度为，进给量,.所以取切削速度V查（切削手册）切削速度的修正系数为: 9 故m/min根据Z3025钻床的实际钻速,可以考虑选择r/min.这个转速基本与计算转相符合,对麻花钻,以及其他方面的影响会比较小,所以可以直接采用(3)检验机床的扭矩及功率根据（切削手册表221）MN.m扭矩的修正系数为1,故N.m根据（切削手册表329）,和以上已经的出的相关数据可以查出,高速钢钻头钻灰铸铁的时候消耗的功率为P.根据Z3025钻床说明书,P远大于P.由于M， ，故选择的切削用量可用，即mm/r, r/min,Vm/min.4 计算基本工时 (2-6)，入切量及超切量（查切削手册表1-28）mm。故 min工序 钻攻M6孔1.钻5机床：铣床Z3025，刀具：参考选用相关参考文献3表4.510.0的高速钢锥形柄的麻花钻头。进给量：参考选用相关书籍文献3表2.438，取。切削速度：查阅书籍文献3表2.441，取。机床主轴转速：，查阅书籍文献3表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 攻丝M6孔刀具：根据查阅书籍文献3表4.374，选择丝攻。切削深度：。进给量：查阅书籍文献3表2.458，取。切削速度：参照参考文献3表2.560，取。机床主轴转速：查阅书籍参考文献3表3.131取实际切削速度：切削工时被切削层长度：刀具切入长度，丝攻切出长度： 取丝攻走刀次数为1机动时间：该工序的加工机动时间的总和是： 工序：钻扩30孔采用Z3025钻床钻孔到10刀具：高速钢麻花钻10 （见文献10.表2.9） (见文献10.表2.10）= =691.72r/min按机床选取 (见文献12.表4.2-17）故实际切削速度为V=切削工时其中钻孔，所以切削工时为0.18min扩30孔刀具：采用30麻花钻头切削深度： （见文献10.表2.8） (见文献10.表2.19）= =90r/min按机床选取 (见文献10.表4.2-11）故实际切削速度为V=切削工时其中工序 钻攻2-M10孔选用机床Z3025钻床刀具：直柄机用钻头8.6切削深度： （见文献10.表2.45） (见文献10.表2.12）= 按机床选取 (见文献10.表2.51-16）故实际切削速度为V=切削工时其中攻M8螺纹孔 由表文献【3】4.8-15选取Z3025钻床 进给量 由文献【3】表4.1-18 取 由文献【3】表6.1-7 Tj= Tj=工序 钳工工序 检验 四川职业技术学院毕业设计4 夹具设计4.1钻46孔夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序钻4M6孔的夹具。本夹具将用于Z3025钻床，刀具为麻花钻头。4.2问题的提出本夹具主要用来钻4M6孔，在加工时应保证孔的位置度要求。此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。4.3定位基准选择 由零件图可知，相对于液压阀体中线有距离的要求，为使定位误差为零，应该选择液压阀体零件中线为定位基准保证该角度。此外，还应以端面为基准，从而保证孔在液压阀体上的位置。4.4切削力及夹紧力计算 刀具：麻花钻头，5。由实际加工的经验可知,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即垂直于工作台,查切削手册表2.3，切削力计算公式为： 其中：，与加工材料有关,取；与刀具刃磨形状有关,取；与刀具磨钝标准有关,取1.0，则： 在5孔两个端面只需要采用压板和螺母适当夹紧后本夹具即可安全工作. 4.5定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为定位销，型块的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相匹配轴的尺寸与公差相同，（2）计算钻套中心线与工作台的垂直度误差。钻套外径与衬套孔的最大间隙为：衬套外径与钻模板孔的最大间隙为：则钻套中心与工作台平面的垂直度误差为： 。（3）计算定位销轴与工作台的平行度误差。定位销轴与夹具体孔的最大间隙为：夹具体孔的长度为，则上述间隙引起的最大平行度误差为： ，即。4.6夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此，设计采用了可换装置。拆卸时，松开夹紧螺母12扣，移动压板，实现工件的快换。钻床夹具的装配图见附图设计体会毕业设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.此次设计是在学完机械制造技术基础和机械装备等课程后的一次对专业知识的综合性的实际运用；更是在学完大学四年来所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。此次设计涉及到的知识面很广，涉及到了材料力学、机械工程材料、机械制造技术基础、机械制造装备设计、公差配合与技术测量、机械设计、工程材料与热处理等课程的相关知识，同时还联系到了生产实习中的一些经验，应用到的知识广、全面。这次毕业设计是一学期时间，在这一学期时间中使我对毕业设计有了很深的体会。具体如下：1. 培养了我查阅相关手册、标准、图表等技术资料的能力。2. 使我对以前所学的知识进行了一次巩固与复习。特别是在识图、手工绘图、计算机绘图、运算等方面使我有了更深的理解。3. 这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统