机械工艺夹具毕业设计44截止阀体零件的工艺规程及钻Φ34孔的工装夹具设计.doc
机械工艺夹具毕业设计44截止阀体零件的工艺规程及钻Φ34孔的工装夹具设计
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机械毕业设计论文
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机械工艺夹具毕业设计44截止阀体零件的工艺规程及钻Φ34孔的工装夹具设计,机械毕业设计论文
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设计说明书 题目： 截止阀体 零件的工艺规程及 钻 34孔的 工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： nts 摘 要 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。 截止阀体 零件的 加工工艺规程及其 钻 34 孔的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。 关键词 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 nts ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error nts 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2零件的工艺分析 2 二 . 工艺规程设计 3 2.1确定毛坯的制造形式 3 2.2基面的选择传 3 2.3制定工艺路线 3 2.4机械加工余 量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 2.5确定切削用量及基本工时 三 夹具设计 1 3.1 问题的提出 1 3.2 切削力及夹紧力计算 1 3.3 定位误差分析 1 3.4 夹紧误差 1 3.5 夹具设计及操作简要说明 1 总 结 致 谢 参考文献 nts 第 1 页 共 页 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术 水平的重要指标。 截止阀体零件的加工工艺规程及其 钻 34 孔的夹具设计 是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺 点错误，敬请老师们批评指正。 nts 第 2 页 共 页 一、 零件的分析 二、 1.1 零件的作用 截止阀体 的作用， 待查 1.2 零件的工艺分析 套 筒 有 2 组 加工面他们 有位置度要求。 这 2 组 加工面的分别为 1， 以 外 圆为基准的加工面，这组加工面包括， 66 的端面、30的端面， 2- 45的端面 2： 以 40 孔 为基准的加工面，这组加工面包括， 工件上所有的孔和螺纹 nts 第 3 页 共 页 二 . 工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式 零件的材料为 45，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用 锻 造。 2.2 基面的选择的选择 基面的选择是工艺规程设 计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。 粗基准的选择：对 截止阀体 这样的 类似 回转体 零件来说，选择好粗基准是至关重要。 对回转体零件我们通常以外圆 作为粗基准。 精基准的选择：精基准 的选择 要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用 40孔 作 为 精基准 2.3 制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，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。通过仔细考虑零件的技术要求后， 制定以下工艺方案 ： 工序 ： 准备锻件 毛坯 工序 ： 刷去锻件表面的毛刺 工序 ： 车 66 圆的端面，倒角 工序 ： 车 30的端面，倒角 工序 ： 车左端 45的端面，倒角 工序 ： 车右端 45的端面，倒角 工序 ： 扩 32孔至 34， 40孔至 42， 38 至 40，54至 56，钻 7孔，攻丝 M39X2.5-6H nts 第 4 页 共 页 工序 ： 扩左端 28 至 30， 30 至 32，钻 10 孔，攻丝 M30X2-7H 工序 ： 扩右端 28至 30， 30至 32，钻 10孔，攻丝M30X2-7H 工序 X： 扩 16孔至 18，攻丝 M20 工序 XI： 钻 5孔 工序 XII： 检 验合格后，交付装配 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 截止阀体 零 件材料为 45， 生产类型为大批量生产，采用 锻造成型 。 1.截止阀体 66的端面、 30的端面， 2- 45的端面 截止阀体的各端面的粗糙度为 25，进行一次粗加工，即可满足要求，查机械工艺分析，表 2-10，得 Z=1.5mm 2、 截止阀体 40， 56， 2- 45， 2- 32， M20， 2-M30X2-7H，M39X2.5-6H 各孔及螺纹 查机械工艺分析表 3-16，得 Z=1.0mm 3. 5, 6, 7, 10孔 因孔 最大才有 10mm大，很难锻造成型，所以锻造成实心 2.5 确定切削用量及基本工时 工序 I： 准备锻件毛坯 工序 II： 刷去锻件表面的毛刺 工序 III： 车 66 圆的端面，倒角 工步一： 1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择 ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为 7.5kw。查切削手册 f=0.140.24mm/z。选较小nts 第 5 页 共 页 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=180min 4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc 98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 据 CA6140 卧式车床 车床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实 际 进 给 量 为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册 Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为 PcmPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tm L/ Vf=(66+1.5)/475=0.052min。 工步二： 倒角 工序： 车 30 的端面，倒角与工序 III 相似，在此就不多做说明 工序 V： 车左端 45 的端面，倒角与工序 III 相似，在此就不多做说明 工序 VI： 车右端 45的端面，倒角与工序 III 相似，在此就不多做说明 工序 VII： 扩 32 孔至 34， 40孔至 42， 38至 40， 54 至 56，钻 7孔，攻丝 M39X2.5-6H nts 第 6 页 共 页 工 步一 扩 32 孔至 34 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2-7，当钢的MPab 800 ， mmd 340 时， rmf /47.039.0 。由于本零件在加工 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则 rmmf /35.029.075.047.039.0 根据 Z525 机床说明书，现取 rmmf /25.0 切削速度：根据参考文献 表 2-13 及表 2-14，查得切 削速度 min/18 mv 所以 m in/15234 181 0 0 01 0 0 0 rd vnws 根据机床说明书，取 min/175 rnw ，故实际切削速度为 m in/98.711000 175341000 mndv ww 切削工时： mml 33 ， mml 11 ， mml 32 ，则机动工时为 m in235.025.0375313321 fnllltwm工步 二 ：扩孔至 4 利用钻头将 mm38 孔扩大至 mm40 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 nts 第 7 页 共 页 rmmff/87.0585.075.065.08.12.18.12.1 钻 根据机床说明书，选取 rmmf /57.0 m in/461231213121 mvv 钻则主轴转速为 m in/346.51 rn ，并按车床说明书取 min/68 rnw ，实际切削速度为 m in/38.5100 0 6840100 0 mndv ww 切削工时： mml 7 ， mml 11 ， mml 32 ，则机动工时为 m in386.057.06831721 fnllltwm工步 三 ： 扩 40孔至 42 利用钻头将 mm40 孔扩大至 mm42 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 rmmff/87.0585.075.065.08.12.18.12.1 钻 根据机床说明书，选取 rmmf /57.0 m in/461231213121 mvv 钻则主轴转速为 m in/346.51 rn ，并按车床说明书nts 第 8 页 共 页 取 min/68 rnw ，实际切削速度为 m in/62.5100 0 6842100 0 mndv ww 切削工时： mml 7 ， mml 11 ， mml 32 ，则机动工时为 m in386.057.06831721 fnllltwm工步四：扩孔至 利用钻头将 mm54 孔扩大至 mm56 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 rmmff/87.0585.075.065.08.12.18.12.1 钻 根据机床说明书，选取 rmmf /57.0 m in/461231213121 mvv 钻则主轴转速为 m in/346.51 rn ，并按车床说明书取 min/68 rnw ，实际切削速度为 m in/31.61000 68561000 mndv ww 切削工时： mml 5 ， mml 11 ， mml 32 ，则机动工时为 m in383.057.06831521 fnllltwmnts 第 9 页 共 页 工步五：钻 7孔 选用 mm7 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 3.1 6） 由切削表 2.7和工艺表 4.2 16查得 0 .2 8 /f m m r机1 6 / m incVm查（切削表 2.15） 1000 1 0 0 0 1 6 6 0 0 ( / m i n )8 . 5cVnrD 查查按机床选取 5 4 5 / m innr机8 . 5 5 4 5 1 4 5 5 ( / m i n )1 0 0 0 1 0 0 0c DnVm 机机基本工时：12 1 0 3 3 0 . 1 0 ( m i n )5 4 5 0 . 2 8l l lt nf 机 机工步六：攻丝 M39X2.5-6H 选择 M39mm高速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 1 .2 5 /f m m r 7 .5 / m incVm机1000 1 0 0 0 7 . 5 2 9 8 ( / m i n )8cVnrD 查按机床选取 2 7 2 / m innr机6 .8 / m incVm机基本工时：12 1 0 3 3 0 . 0 5 ( m i n )2 7 2 1 . 2 5l l lt nf 机工序： 扩左端 28至 30， 30 至 32，钻 10孔，攻丝 M30X2-7H 与工序 VII 相似，在此就不多做说明 nts 第 10 页 共 页 工序 IX： 扩右端 28至 30， 30至 32，钻 10孔，攻丝 M30X2-7H 与工序 VII 相似，在此就不多做说明 工序 X： 扩 16 孔至 18，攻丝 M20 与工序 VII 相似，在此就不多做说明 工序 XI： 钻 5 孔 1、加工条件 加工材料 : HT200，硬度 200220HBS，铸件。 工艺要求：孔径 d= mm。通孔，精度 H12H13,用乳化液冷却。 机床：选用 Z525钻床和专用夹具。 2、选择钻头 选择高速钢麻花钻头（如图 3所示），其直径 d= mm 钻头几何形状为（根据切削用量手册表 2.1 及表 2.2）：标准钻头， 25， 2 120 ,Kr，后角 0 11 ， 50，横刃长度 2.5b mm ，弧面长度 5l mm 。 3选择切削用量 （ 1）选择进给量 f 按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度 200H 有 rmmf /39.031.0 。 （ 2）计算切 削速度 根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度 b =200 220HBS时， 0 .4 0 /f m m r , 0 20d mm 时， 1 8 / m incv m m 。 nts 第 11 页 共 页 切削速度的修正系数为： 0.1TvK ， 0.88MvK ， 0.75SvK ，0.1tvK ， 故 vc kvv 1 8 1 . 0 1 . 0 0 . 7 5 1 . 0 / m i nm 1 3 .5 / m inm 01000vn d= mmrXX /514.3 5.131000=477.7r/mm 根据 Z525 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择 n=500r/mm， 1 3 . 0 6 / m i ncv m m 。 4计算基本工时 根据公式 nfLtm 式中， ylL ， l=2 mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出 6y mm ，计算得， L=（ 2 +6） mm=30mm 故有： t= min4.0500 30X=0.13min 工序 XII： 检验合格后，交付装配 nts 第 12 页 共 页 三、 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。 由指导老师的分配 工序 ： 钻 34 孔的工装夹具设计 3.1 问题的提出 本夹具主要用于 钻 34孔， 精 度要求 不 高，和其他面没有任何 位置 度要求 ，因此我们选用 2- 45 的外圆面来定位 3.2 切削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔 加工， 钻 削力。由切削手册得： 钻削力 6.08.026 HBDfF 式（ 5-2） 钻削力矩 6.08.09.110 HBfDT 式（ 5-3） 式中： 10.5D mm m a x m a x m i n11 1 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 .2 0f m m r 代入公式（ 5-2）和（ 5-3）得 0 . 8 0 . 62 6 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 1 6 6 4FN 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 1 0 . 5 0 . 2 0 1 7 4 4 6 3 7 9T N m m 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 3.3 定位误差分析 一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一nts 第 13 页 共 页 致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。 形成原因 有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。 根据零件图可知， T=0.28mm， Td=0.25mm， 96a 。04.012s in12TDW d ）（已知孔的形状公差为 0.28，根据经验公式， T51T31DW 易知此结果符合。 3.4 钻套设计 34 孔 的加工 后 还要 扩 40， 56 孔及攻丝 M39X2.5-6H，为了我们钻后能及时的 扩 40， 56孔及攻丝 M39X2.5-6H， 故选用快换钻套（ 其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：。即先用 34的麻花钻钻孔，根据 GB1141 84的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为 34 nts 第 14 页 共 页 图 5.3 快换钻套 图 扩工艺孔钻套结构参数如下表： 表 5.1 扩工艺孔钻套 数据表 d H D 1D 2D h 1h m1m 公称尺寸 允差 3 -0.006 -0.018 6 6 16 3.5 夹具设计及操作的简要说明 使用 V 型块 定位，采用 铰链压板 快速夹紧 ，即可指定可靠的卡紧力。 同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大nts 第 15 页 共 页 的提高了生产效率，适合于大批量生产 装配图附图如下： 夹具体附图如下 nts 第 16 页 共 页 总 结 设计即将结束了，时间虽然短暂但是 它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上
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