机械制造技术课程设计-阀体加工工艺及铣前侧平面夹具设计

目录1绪论12 阀体加工工艺规程设计22.1零件的分析22.1.1零件的作用22.1.2零件的工艺分析22.2阀体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施32.2.1确定毛坯的制造形式32.2.2基面的选择32.2.3确定工艺路线32.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.2.5确定切削用量62.3小结153.1铣前侧平面铣床夹具163.1问题的提出：163.2定位基准的选择163.3、切削力及夹紧力计算163.4定位误差分析173.5夹具结构设计及操作简要说明174总结18参考文献19致 谢201绪论机械加工过程当中的机械加工的工艺编制以及专用夹具的设计是在学完了大学期间的所有的课程以后，而进行的一次理论和实际相联系在一起的设计；综合的运用所学知识，提高了我们对所学的机械类专业的知识以及技能，也为以后自己从事的这类技术的工作打下比较强的基础。产品的加工工艺设计是体现产品的设计，以及确保证产品的质量和能源的节约与减少生产成本比较重要的方法，是企业单位进行产品生产的准备，计划的调度、加工的操作、生产的安全以及技术的检测与健全的劳动组织的比较重要的根据，也是生产企业生产新品种、提高质量、提高生产水平，对零件的新老更换与调高经济效益的技术都有了保障。专用夹具也是加工系统中非常主要的构成部分，不管是传统还是现代的制造系统的加工，专用工装都是非常主要的。所以，比较好的专用工装可以提高工人加工的产量的校率，对提高工件加工的精度降低，工件加工的成本等都有了保障，也可以扩大机床的使用范围，就能让零件在满足加工精度的条件下，提高效率以及降低生产的成本。现在的社会市场的竞争非常的激烈以及企业信息化的要求,厂家对专用工装的设计与加工要求都比较的高。夹具的使用从出现到至今，大概能够分成几个阶段：首先主要体现在夹具和人的相结合上面，这时段的夹具主要作为人的辅助的工具来使用，是机械加工过程加速的完善；其次，夹具成为了人以及加工机床之间的桥梁，夹具的机能所发生的变化，其主要用来加工工件的定位以及夹紧。人们越来越能够体会到，夹具和操作人员的改进工作以及及加工机床的性能的增高都有着比较密切的关系，因此对专用夹具引起了足够的重视；现阶段夹具表现在夹具以及机床相结合，夹具当作加工机床的一个部分，成为了机械加工当中不能够减少的工艺的装备。2 阀体加工工艺规程设计全套图纸加扣30122505822.1零件的分析2.1.1零件的作用机械制造工艺课程设计我的零件是阀体。阀体起到定位联接作用。本设计中的阀体，其有各螺纹孔可以起到定位安装零件作用，端面均有配合要求， 2.1.2零件的工艺分析 零件的材料为铸 150，生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。阀体需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：（1）主要加工面：1）铣上侧平面,以下端平面及侧面定位，保证图示88mm尺寸2）铣102mm两侧平面, 采用互为基准及侧面定位，保证图示102mm尺寸3）钻铰锥孔, 以左端平面及侧面定位，保证图示尺寸4）钻攻21/2孔, 以右端平面及侧面定位，保证图示52mm尺寸5）钻攻2M10孔, 以右端平面及侧面定位，保证工序孔内各尺寸要求2.2阀体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1确定毛坯的制造形式零件的材料铸钢 150。年产量5000件，达中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较小，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合中批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.2.2基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除x、向自由度，达到定位,目的。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的平面作为精基准。2.2.3确定工艺路线工艺路线方案一工 号工 名 序 称 工 序 内 容1铸造铸造成型, 保证尺寸要求2时效人工时效消除内应力，使铸件内部组织均匀3钻钻攻21/2孔, 以右端平面及侧面定位，保证图示52mm尺寸4钻钻攻2M10孔, 以右端平面及侧面定位，保证工序孔内各尺寸要求5钻钻铰锥孔, 以左端平面及侧面定位，保证图示尺寸6铣铣上侧平面以下端平面及侧面定位，保证图示88mm尺寸7铣铣102两侧平面, 采用互为基准及侧面定位，保证图示102mm尺寸8钳工去除交口锐边毛剌9终检按图纸尺寸进行逐一检查工艺路线方案二工 号工 名 序 称 工 序 内 容1铸造铸造成型, 保证尺寸要求2时效人工时效消除内应力，使铸件内部组织均匀3铣铣上侧平面以下端平面及侧面定位，保证图示88mm尺寸4铣铣102两侧平面, 采用互为基准及侧面定位，保证图示102mm尺寸5钻钻铰锥孔, 以左端平面及侧面定位，保证图示尺寸6钻钻攻21/2孔, 以右端平面及侧面定位，保证图示52mm尺寸7钻钻攻2M10孔, 以右端平面及侧面定位，保证工序孔内各尺寸要求8钳工去除交口锐边毛剌9终检按图纸尺寸进行逐一检查工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将铣平面工序放到前面。加工完各孔平面后以平面这基准加工其它各孔,其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零件的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。 采用互为基准的原则，先加工各螺纹孔平面，然后以平面为精基准再加工平面上的各孔，这样便保证了，平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加工时不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先平面后加工孔，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔便能保证孔形位公差要求从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。工艺过程综合卡片简要写明各道工序，作为生产管理使用。工艺卡片详细说明整个工艺过程，作为指导工人生产和帮助管理人员、技术人员掌握整个零件加工过程的一种工艺文件，除 写明工序内容外，还应填写工序所采用的切削用量和工装设备名称、代号等。工序卡片用于指导工人进行生产的更为详细的工艺文件，在中批量生产的关键零件的关键工序才使用。2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定阀体的材料是铸钢150，生产类型为中批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为中批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。2.2.5确定切削用量工序：铣上侧平面,以另一端平面及侧面定位（1）粗铣上侧平面1.加工条件工件材料：150,b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：X62W铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度ap=4,齿数z=10,故根据切削用量简明手册（后简称切削）取刀具直径do=80mm，根据切屑选择刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm。2.切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=3mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量根据X62W型铣床说明书，机床功率为7.5KW。查切削表3.5，f=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。3）查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4）计算切削速度和每分钟进给量V 查切屑表3.16，当d=80mm，z=10，ap=2mm，f zPcc，所选用切屑用量可用。最终确定 ap=2mm，n=375r/min,Vf=375mm/s，V c=94.2m/min，f z=0.1mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/375=0.297min。因铣前后侧面，故该工序工时为工序：精铣上侧平面1. 加工条件工件材料：150,b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：X62W型铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度apPcc，故已选切削用量可用。最终确定 ap=0.5mm，n=475r/min,Vf=375mm/min，V c=119.3m/min，f z=0.08mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/375=0.297min。工序：铣102mm两侧平面：粗铣102mm两侧平面1. 加工条件工件材料：150,b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：X62W型铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae60,深度apPcc=2.7kw。故校验合格。6）计算基本工时tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.精铣102mm两侧平面1. 加工条件工件材料：150,b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：X62w型铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae60,深度apPcc=2.7kw。故校验合格。6）计算基本工时tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.结果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.工序：钻铰锥孔工件材料为150铁，孔的直径为32mm。加工机床为Z535床，加工工序为钻孔至24，选用32的麻花钻头。扩孔至38进给量：根据参考文献5表2.4-39，取切削速度：参照参考文献5表2.4-41，取由式（2.1）机床主轴转速：，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：走刀次数为1扩孔38孔机床：Z535钻床刀具：铰孔钻进给量：切削速度：参照参考文献5表2.4-105，取由式（2.1）机床主轴转速：，取钻头回转转速：取实际切削速度： 扩孔工时被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：工序 钻攻21/2孔, 以右端平面及侧面定位，保证图示52mm尺寸钻21/2孔底孔 所选刀具为YT15硬质合金，直径为的钻头 1）确定切削深度 根据机械手册表3-126，确定 2）确定进给量 根据机械手册表3-123，确定 按Z535钻床说明书（工艺手册表4.2-20）选定 3）确定切削速度 根据机械手册表3-123，确定 即 则 按Z535钻床说明书，取 4）切削工时： 攻丝21/2孔 所选刀具为高速钢丝攻M36X2-7H 1）确定切削深度 根据机械手册表3-126，确定 2）确定进给量 根据机械手册表3-123，确定 按钻床说明书（工艺手册表4.2-20）选定 3）确定切削速度 根据机械手册表3-123，确定 即 则 按钻床说明书，取 4）切削工时： 工序 钻攻2M10孔, 以右端平面及侧面定位，保证工序孔内各尺寸要求待钻削孔的M10mm。使用Z535机床来对M10孔进行加工，现加工孔到8.5，然后使用M10的丝攻。在来攻M10的螺纹，选取M10机用丝锥来加工螺纹。首先加工至8.5孔 1）切削加工用量的确定机床进给量 的确定 按照参考书籍献7附表21.17能够得出，知道孔的深度的比为，故。依据Z535式钻床使用说明，取。依据教科书7的表21.7，钻头的强度可以承受的加工进给距离。知道Z535机床的进给机构能承受的轴向力；依据机床的使用说明能够知道，按照参考书籍7附表24.8，可以接受的钻床进给距离。知道所使用的进给距离较小和以及相比，因此所使用的能够满足要求。制造的速度， ， 与制造的功率， 依据附表23.16，由插入法得出：，由于切削的实际条件与上面的表里所能得出的条件不同，因此应该对得出的结论来进行改正。根据参考书籍7的资料表23-2，故依据Z535机床的使用说书，取。切削实际的速度为依据教科书7的表22.5，故校验机床的使用功率 制造的功率得 机床可以使用的功率因此使用制造的用量能够满足。计算，得出， 攻丝螺纹M10使用Z525式的钻床刀具使用细柄机用丝锥加工进给的距离：因为它的螺距,加工进给的距离速度加工：按照参考书籍5资料表2.3.106，取依据式子2.机床主轴制造速度：，取丝锥攻丝的转速：使用加工实际的速度： 被切削加工层的距离：丝攻切入时的距离：丝攻切出时的距离：1次加工机动所用的时间：按照参考书籍5附表2.3.41能够知道攻丝M8的螺纹的辅助的时间 2.3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。20 3.1铣前侧平面铣床夹具3.1问题的提出：本夹具主要用于铣上侧平面，由于该面精度要求高，所以，在本道工序加工时，应该考虑其精度要求，同时也要考虑如何提高劳动生产率。我们所需要设计的是利用铣床夹具加工出图中88mm面进行铣削加工。待加工的面精度要求较高，确定夹具类型工件在铣床上不好夹紧，要求我们设计出夹紧装置，设计出夹紧加工方案。拟订定位方案和选择定位元件确定夹紧方案参考夹具资料，采用螺栓螺旋夹紧工件。3.2定位基准的选择：由零件图可知，侧面应对侧面有垂直度要求。为了使定位误差为零，应该选择以侧面及底面定位。3.3、切削力及夹紧力计算：刀具：YG6硬质合金端铣刀(见切削手册表3.28)其中：CF=54.5，ap=4.5，XF=0.9，fZ=0.18，YF=0.74，ae=28，UF=1.0，d0=100，qF=1.0，n=255，WF=0，Z=10F=54.54.50.90.180.742810/(1002550)166.1(N)水平分力：FH=1.1F实182.7(N)垂直分力：FV=0.3F实49.8(N)在计算切削力时，必须安全系数考虑在内。安全系数: K=K1K2K3K4。其中：K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1F=KFH=（1.51.11.11.1）182.7=364.8 (N)实际加紧力为F加= KFH/（U1*U2）=364.8/0.5=729.6 (N)其中夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，U1=U2=0.025产生的加紧力为W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/（D2- d2)其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029， D=23mm d=16mm解得： W=1O405 (N)此时螺母的加紧力W已大于所需的729.6的加紧力F加，故本夹具可安全工作。 3.4定位误差分析由于基准重合,故轴,径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的夹具体的制造精度和安装精度。且工件是以平面在定位，侧端面靠在螺栓上，该定位螺栓的尺寸及公差现规定为与零件孔有公差相同。因为夹紧与原定位达到了重合，能较好地保证了铣端面.3.5夹具结构设计及操作简要说明：如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动率。为此，在螺母夹紧时采用移动螺栓，以便装卸，夹具体底面上的一定位面可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置，以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）4总结大学学习，让我们对机械设计与制造方面的知识有了一个系统而又全新的的认识。课程设计是我们学习中最后一个重要的实践性环节，是一个综合性较强的设计任务，它为我们以后从事技术工作打下了一个良好的基础，对我们掌握所学知识情况进行了全面而又直观的检测。为了能够较好的完成这次课程设计，我投入了万分的精力做了充分的准备工作。首先，我先针对课程课题来考虑，在指导老师的指点和帮助下，对所需的资料进行搜集和整理，根据设计的要求，再对资料做一个简单的归类。其次，依据指导老师给出的设计任务要求，先制定设计的总体方案，按照指导老师要求的设计进度，一步