机械制造技术课程设计-KCSJ-08阀体工艺及铣上端面夹具设计（全套图纸）.doc

全套CAD图纸机械制造课程设计(论文)题 目: 阀体的机械加工工艺规程及铣面夹具设计 所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日目 录目 录- 2 -序 言- 4 -1 阀体的工艺分析及生产类型的确定- 5 -1.1阀体的作用- 5 -1.3阀体的工艺分析- 5 -1.4阀体的生产类型- 6 -2 确定毛坯、绘制毛坯图- 6 -2.1选择毛坯种类- 6 -2.2毛坯形状的确定- 7 -2.3毛坯尺寸的确定- 8 -3 拟定阀体工艺路线- 8 -3.1定位基准的选择- 8 -3.2表面加工方法的确定- 8 -3.3加工阶段的划分- 9 -3.4工序的集中与分散- 10 -3.5工序顺序的安排- 10 -3.6确定阀体工艺路线- 11 -4 工艺装备的选择- 12 -4.1机床的选用- 12 -4.2刀具的选用- 14 -4.3量具的选用- 14 -5加工余量、工序尺寸的确定- 14 -5.1确定加工余量的目的- 14 -5.2工序余量的选用原则- 14 -5.3阀体零件的加工余量- 15 -6 切削用量、时间定额的计算- 15 -6.1切削用量的计算- 15 -6.1.1粗铣下端面的切削用量计算- 16 -6.1.2精铣下端面的切削用量的计算- 16 -6.1.3钻螺纹孔- 17 -6.2时间定额的计算- 17 -6.2.1基本时间的计算- 17 -6.2.2辅助时间的计算- 18 -6.2.3其他时间的计算- 19 -第2章 铣面夹具设计- 19 -2.1 研究原始质料- 19 -2.2 定位、夹紧方案的选择- 19 -2.3切削力及夹紧力的计算- 20 -2.4 误差分析与计算- 23 -2.5夹紧装置的选用- 24 -2.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构- 24 -2.7 夹具设计及操作的简要说明- 26 -结论- 26 -参考文献- 27 -全套图纸加153893706序 言机械制造技术基础学是以机械制造中的工艺问题为研究对象，实践性较强的一门学科，通过对此门学科的课程设计，使我在下述各方面得到了锻炼：能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册及图表资料。培养了一定的创新能力。通过对拔叉的工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如互换性与测量技术基础、机械设计、金属切削机床概论、机械制造工艺学、金属切削原理与刀具等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！1 阀体的工艺分析及生产类型的确定1.1阀体的作用题目所给的零件时阀体，主要作用是通过螺纹与其他零件连接，达到控制流体开关、方向、压力及流量。1.2阀体的技术要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度um形位公差mm阀体下端面72IT106.3阀体上端面72IT106.3阀体前端面57IT106.3阀体后端面57IT106.3对于A垂直度0.0628H7孔28IT83.235孔35IT1212.536孔36IT1212.522H8孔22IT83.2对于B垂直度0.0632H8孔32IT83.2对于B垂直度0.06M8螺纹孔8IT13M6螺纹孔6IT131.3阀体的工艺分析阀体是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，其加工内孔的精度要求较高，此外还有上下端面，孔端面需要加工，对精度要去也很高。其内孔对孔端面有垂直度要求，因为其尺寸精度，几何形状精度和相互位置精度以及表面质量均影响阀是否能够良好的密封，进而影响其使用性能，因此它的加工时非常关键和重要的作用1.4阀体的生产类型根据设计题目和设计要求确定生产类型是大批大量2 确定毛坯、绘制毛坯图2.1选择毛坯种类毛坯种类的选择主要依据的是以下几种因素：（1）设计图样规定的材料及机械性能；（2）零件的结构形状及外形尺寸；（3）零件制造经济性；（4）生产纲领；（5）现有的毛坯制造水平。由零件图可知零件材料为HT250，生产批量为大批大量，零件结构一般复杂，所以选择金属型浇铸，因为生产率很高，所以可以免去多次造型，工件尺寸较小，单边余量不大，需要结构细密，能承受较大的压力，所以选择铸件做毛坯。确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2.2毛坯形状的确定毛坯形状应力求接近成品形状，以减少机械加工余量。（1）铸件孔的最小尺寸，根据机械制造技术基础课程设计表2-7可查得，铸件孔的最小尺寸为1020mm。（2）铸件的最小壁厚。根据机械制造工艺设计简明手册表2.2-7查得，铸件的最小壁厚为4mm。（3）铸件的拔模斜度。铸件垂直于分型面上，需要铸造斜度，且各面的斜度数值应尽可能一致，以便于制造铸模。根据机械制造技术基础课程设计表2-8可得：斜度位置铸造方法金属性铸造外表面030内表面1（4）铸件圆角半径。铸件壁部连接处的转角应有铸造圆角。主要是为减少应力集中，防止冲砂、裂纹等缺陷。一般为邻壁厚度的1/31/5，中小铸件圆角半径为35mm。（5）铸件浇铸位置及分型面选择。铸件的重要加工面或主要工作面一般应处于底面或侧面，应避免气孔、砂眼、疏松、缩孔等缺陷出现在工作面上；大平面尽可能朝下或采用倾斜浇铸，避免夹砂或夹渣缺陷；铸件的薄壁部分放在下部或侧面，以免产生浇铸不足的情况。2.3毛坯尺寸的确定选择的毛坯铸造方法是金属模机器造型，零件的最大尺寸 F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 其中： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：图4.1 移动压板受力简图由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。2.4 误差分析与计算该夹具以一个平面和和2个V型块定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。（1）定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和V型块间隙配合。 （2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 制造误差ZZ （1）中心线对定位件中心线位置精度. 取.（2）内外圆同轴度误差（查表P297）故，.则. 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。2.5夹紧装置的选用该夹紧装置选用移动压板，其参数如下表：表4.3 移动压板参数公称直径L6452086.67M652.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接，而且在零件的加工过程中，夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和振动，因此夹具体必须具有必要的强度和刚度。切削加工过程中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上，切屑积聚过多将影响工件的可靠的定位和夹紧，因此设计夹具体时，必须考虑结构应便于排屑。此外，夹具体结构的工艺性、经济性以及操作和装拆的便捷性等，在设计时也应加以考虑。夹具体设计的基本要求（1）应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、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定，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）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。（4）应便于排除切屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。（5）在机床上的安装应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的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，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。2.7 夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。此时虽然有过定位，但底面是经精铣的面，定位是允许的。 结论阀体的加工工艺及夹具设计，主要是对阀体的加工工艺和夹具进行设计。阀体的加工工艺设计主要是确定加工工艺路线，机械加工余量和切削用量、基本工时的确定，夹具的设计主要是要设计出正确的定位夹紧机构。在本设计中工件的加工工艺路线正确合理，夹具的定位夹紧机构也能达到定位夹紧的目的，能保证加工工件的精度。在设计中遇到了很多问题，如出现工艺路线的不合理，甚至出现不能保证加工所要求达到的精度。在进行夹具设计时，因定位基准选择不合理，出现过定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保证。在选择夹紧机构时由于机构的大小，尺寸等不合理，而达不到夹紧的目的，也可能因夹紧力作用点或作用面的位置不合理而使工件产生翻转。不过在指导老师的悉心认真的指导下，经过2个月自身的不断努力，这些问题都一一解决。在这个过程中，对机械加工工艺和夹具设计有关的知识有了更深的理解，增强了对本专业综合知识运用的能力，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。参考文献1 杨叔子，机械加工工艺师手册。北京：机械工业出版社 2001.82 陆剑中，孙家宁，金属切削原理与刀具。北京：机械工业出版社 2005.13 梁旭坤，焦建雄，机械制造基础（公差，配合，材料热加工分册）。长沙：中南大学出版社 2006.64 王先逵，机械制造工艺学（第二版）。北京：机械工业出版社2006.15 李益民，机械制造工艺设计简明手册。北京：机械工业出版社6 成大先，机械设计手册。北京：化学工业出版社 2008.17 龚定安等主编，机床夹具设计，西安交通大学出版社 19998 数字化手册编委会，设计夹具设计手册，机械工业出版社 2009.29 于光国，马俊，张兴发，机床夹具设计。重庆：重庆大学出版社，1995.1210 张世友，箱体类零件加工工艺分析。哈尔滨技师学院，哈尔滨，科技信息2010.2（17）11 王凡 宋建新主编，实用机械制造工艺设计手册，机械工业出版社2008.12 于靖华，基于特征的箱体零件CAPP系统的研究。大连，大连大学机械工程学院10012265(2006)0600940313 王先逵主编 机械加工工艺手册（第二版）1工艺基础卷 北京：机械工业出版社 2006.1214 王先逵主编 机械加工工艺手册单行本