【工装夹具类】阀体加工工艺及钻M18底孔夹具设计【全套CAD图纸+毕业论文】
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【工装夹具类】阀体加工工艺及钻M18底孔夹具设计【全套CAD图纸+毕业论文】,工装,夹具,阀体,加工,工艺,m18,底孔,设计,全套,cad,图纸,毕业论文
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I 宁学 毕业设计 (论文 ) 阀体工艺规程制定与夹具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 体 工艺规程制定与夹具设计 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。 阀体 零件的工艺规程及 铣 75凸台面及钻、攻 4工装夹具设计 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。 of hi of 5 In of of to of to a of of of is to of of as of to in 平学院 本科生毕业设计 （论文） 录 第 1 章 绪论 . 1 1 1 引言 . 1 1 2 机械加工工艺规程的作用 . 1 1 3 阀体常用材料说明 . 1 1 4 课题背景及发展趋势 . 2 第 2 章 工艺规程设计 . 3 2 1 毛坯的制造形式 . 3 2 2 零件分析 . 3 2 3 基面的选择 . 4 基准的选择原则 . 4 . 4 2 4制定工艺路线 . 5 2 5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 6 2 6 确定切削用量及基本工时 . 8 第 3 章钻 孔孔夹具设计 . 24 . 24 . 24 削力及夹紧力的计算 . 24 . 25 、部件的设计与选用 . 26 . 26 套、衬套、钻模板设计与选用 . 27 定夹具体结构和总体结构 . 28 . 30 总 结 . 30 致 谢 . 31 参 考 文 献 . 32 苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 1 第 1 章 绪论 1 1 引言 阀体 英文： 阀门中的一个主要零部件；根据压力等级有不同的机械制造方法。例如：铸造、锻造等。 中低压规格的阀体通常采用铸造工艺生产阀体。 中高压规格的阀体采用锻造工艺生产。 与阀芯以及阀座密封圈一起形成密封后能够有效承受介质压力。 1 2 机械加工工艺规程的作用 机械加工工艺规程是 指规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。 制订工艺规程的原则是保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产 效率，技术先进，经济效益高，劳动条件良好。 制订工艺规程的程序： 1、 计算生产纲领，确定生产类型 2、 分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查 3、 确定毛坯种类、形状、尺寸及精度 4、 制订工艺路线 5、 进行工序设计（确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、选择工艺装备，计算时间定额等。） 1 3 阀体常用材料说明 灰铸件阀以其价格低廉、适用范围广而应用在工业的各个领域。它们通常用在水、蒸汽、油和气体为介质的情况下，并广泛地应用于化工、印染、油化、纺织和许苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 2 多其它对铁污染影响少或没有影响到的工业产品上。适用于工作温度 在 00 之间，公称压力 低压阀门。 2. 球墨铸铁 球墨铸铁是铸铁的一种，这种铸铁，团状或球状石墨取代了灰铸铁中的片状石墨。这种金属内部结构的改变使它的机械性能比普通的灰铸铁要好，而且不损伤其它性能。所以，用球墨铸铁制造的阀门比那些用灰铸铁制造的阀门使用压力更高。适用于工作温度在 30 350 之间，公称压力 中低压阀门。 适用介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等。 3. 碳素钢 起初发展铸钢是为适应那些超出铸铁阀和青铜阀能力的生产需要。但由于碳钢阀总的使用 性能好，并对由热膨胀、冲击载荷和管线变形而产生应力的抵抗强度大，就使它的使用范围扩大，通常包括了用铸铁阀和青铜阀门的工况条件。 适用于工作温度在 29 425 之间的中高压阀门。其中 1630温度为 40400 之间，常用来替代 105。适用介质为饱和蒸汽和过热蒸汽。高温和低温油品、液化气体、压缩空气、水、天燃气等 1 4 课题背景及发展趋势 当今世界正经历着一场新的技术革命，新概念、新理论、新方法、新工艺不断出现，作为向各行各业提供装备的机械工业也得到了迅猛的发展。 机床夹具已成为机械 加工时的重要装备，同时是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术也正朝着高精、高效、模块、组合、通用 、经济方向发展。 机床夹具的主要功能是使工件定位夹紧，使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置，保证其被加工表面达到工序所规定的技术要求，工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢，使其在加工过程中不致因切削力、重力、离心力等外力作用而发生位置改变。 为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 安装方法有找正法和用 专用夹具，找正法用于单件、小批生产中，而专用夹具用于生产批量较大或特殊需要时。 苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 3 第 2 章 工艺规程设计 2 1 毛坯的制造形式 零件材料为 由于零件 成批生产 ，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 9级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 2 2 零件分析 要对该零件的槽、平面和 孔进行加工。具体加工要求如下： 160 端面 86 端面 57 孔 48孔 孔 60 孔 粗糙度 54孔 60 2 公差等级 4- 14孔 75凸台面 32凸台面 48 2 公差等级 公差等级 4 公差等级 其加工的技术要求： B/T 6431积式压缩机用灰铸铁技术要求的规定。 苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 4 得有型砂、芯砂、浇冒口、多肉、结疤及粘沙等存在，加工表面不应有影响质量的裂纹、缩松、砂眼和铁豆、碰伤及刻痕等缺陷。 圆角半径 190% 2 3 基面的选择 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，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出， 严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 基准的选择 原则 1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。 2）如果必须 首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。 3）如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。 4）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。 5）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。 对于类似回转类零件，一般选用外圆面作这定位粗基准，本套设计采用 86外圆面作为定位粗基准。 基准选择的原则 选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。 精基准选择应当满足以下要 求： 1） 用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。 2） 当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一 ” ，以免生产基准转换误差。 苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 5 3） 当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。 4） 为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。 5） 有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精 基准。 由上及零件图知，选用 48个 14 孔及 160端面作为定位精基准。 2 4 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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。 工艺方案一： 工序 01铸造 工序 02人工时效 工序 03车 160工序 04车 86工序 05锪 57镗、半精镗 48倒 601 工序 06锪 镗、半精镗 54镗 545660 22 工序 07钻 4工序 08铣 75工序 09铣 32工序 10 镗、攻 22 工序 11 钻、攻 工 序 12 钻、攻 4工序 13 去毛刺 苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 6 工序 14 检验至图纸要求并入库 工艺方案二： 工序 01铸造 工序 02人工时效 工序 03车 160工序 04车 86工序 05锪 57镗、半精镗 481 锪 601 工序 06锪 镗、半精镗 54镗 545660 22 工序 07铣 75工序 08铣 32工序 09镗、攻 22 工序 10 钻、攻 工序 11：钻 4工序 12 钻、攻 4工序 13 去毛刺 工序 14 检验至图纸要求并入库 工艺方案的比较与分析： 上述两个方案的差别在于，方案一把 4- 14的加工放得相对靠前，方案二则相反，采用方案一的好处在于， 4- 14早早加工出来，为后面工序的加工，提供了定位基准，节约了后序加工的工时及夹具设计的难度，故采用方案一。 2 5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 1. 160面 的加工余量 查 机械制造工艺设计简明手册 表 =件 尺寸公差为 工余量为 。 一步车削即可满足其精度要求。 2. 86面 的加工余量 查 机械制造工艺设计简明手册 表 余量 Z=州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 7 铸件 尺寸公差为 ，加工余量为 。一步车削即可满足其精度要求。 3. 57 的加工余量 查 机械制造工艺设计简明手册 表 =件 尺寸公差为 ，加工余量为 。一步镗削即可满足其精度要求。 4. 48 的加工余量 查 机械制造工艺设计简明手册 表 =件 尺寸公差为 ，加工余量为 。二步镗削，粗镗 半精镗即可满足其精度要求。 5. 的加工余量 查 机械制造工艺设计简明手册 表 =件 尺寸公差为 ，加工余量为 。一步锪孔即可满足其精度要求。 6. 60 的加工余量 查 机械制造工艺设计简明手册 表 =件 尺寸公差为 ，加工余量为 。一步镗孔即可满足其精度要求。 7. 54 加工余量 查 机械制造工艺设计简明手册 表 =件 尺寸公差为 ，加工余量为 。二步镗孔即粗镗 半精镗可满足其精度要求。 8. 2纹 查 机械制造工艺设计简明手册 表 铸件的单边加工余量 Z=件 尺寸公差为 ，加工余量为 9. 4- 14 的加工余量 孔的尺寸不大，采用实心铸造。 10. 75凸台面 查 机械制造工艺设计简明手册 表 =件 尺寸公差为 ，加工余量为 。一步铣削即可满足其精度要求。 11. 32凸台面 查 机械制造工艺设计简明手册 表 =件 尺寸公差为 ，加工余量为 。一步铣削即可满足其精度要求。 苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 8 12. 2纹 查 机械制造工艺设计简明手册 表 =件 尺寸公差为 ，加工余量为 。 13. 寸小于 30，故采用实心铸造。 14. 4纹 4寸小于 30，故采用实心铸造。 2 6 确定切削用量及基本工时 工序 01 铸造。 工序 02 人工时效 工序 03车 160 b=220 铸 造 加工要求： 车 160刀具：采用刀片的材料为 杆尺寸 16K=90 ,0=15 , 0=12 ,=计算切削用量 1) 已知毛坯长度方向的加工余量为 .0 。 7) 进给量 f 根据实用机械加工工艺手册中表 刀杆尺寸为 16 25 3及工件直径为 160 时， f =r 按 切削手册）取 f =r 3) 计算切削速度，按切削手册表 削速度的计算公式为 (寿命T=60m/其中：42, m=正系数削手册表 所以 42 58.6(m/4)确定机的主轴转速 160 16r/州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 9 按机床说明书 (见工艺手册表 与 316r/近的机床转速为300r/00r/选取00r/ 所以实际切削速度 v=110r/ 5) 切削工时，按工艺手册表 =801l =2l =0, 3l=0 tm= =工序 04车 86 b=220 铸 造 加工要求： 车 86刀具：采用刀片的材料为 杆尺寸 16K=90 ,0=15 , 0=12 ,=计算切削用量 1) 已知毛坯长度方向的加工余量为 .0 。 7) 进给量 f 根据实用机械加工工艺手册中表 刀杆尺寸为 16 25 3及工件直径为 160 时， f =r 按 切削手册）取 f =r 3) 计算切削速度，按切削手册表 削速度的计算公式为 (寿命T=60m/其中：42, m=正系数削手册表 所以 42 58.6(m/4)确定机的主轴转速 86 87r/机床说明书 (见工艺手册表 与 587r/近的机床转速为500r/00r/选取00r/ 所以实际切削速度 v=180r/ 5) 切削工时，按工艺手册表 =431l =2l =0, 3l=0 苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 10 tm= =工序 05锪 57镗、半精镗 481 锪 601 工步一： 锪 571、加工条件 加工材料 : 度 200220件。 工艺要求：孔径 d=57，精度 13,用乳化液冷却。 机床：选用 床专用夹具 2、选择 锪孔钻 选择高速钢 锪刀 （如图 3所示），其直径 d=573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 铸铁硬度 200H 有 。 （ 2）计算切削速度 根据切削用量手册表 铸铁硬度 b =200 220 0 /f m m r , 当 d20v=200mm/ 切削速度的修正系数为： ， ， 0.1 故 vc =200 50 m/1000vn d= 501000 =据 床技术资料（见简明手册表 选择 n=800r/ 4计算基本工时 苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 11 根据公式 式中， l=2切量及超切量由切削用量手册表 y ，计算得， L=（ 2+6） 故有： t= =步二： 粗镗、半精镗 481 1加工条件 加工要求： 粗镗、半精镗 481，单侧加工余量 Z= 机床：选用 刚 镗床和专用夹具。 刀具：硬质合金单刃镗刀。 2、选择切削用量 （ 1）选择切削深度 由于单侧加工余量 Z=可在 二 次镗去全部余量，则 2)选择进给量 根据【 6】实用机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表 11得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁： v =40 f=r 选择 v =150m/ m i n/ m i 5010001000 rD 根据简明手册表 择 0 /zf m m r ， 000 。 （ 3）计算基本工时 根据公式 ，式中32 ，当加工一个孔时 l=56， l ，33l 苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 12 L=（ 56+） 0有 0 步三： 锪 1、加工条件 加工材料 : 度 200220件。 工艺要求：孔径 d=度 13,用乳化液冷却。 机床：选用 床专用夹具 2、选择 锪孔钻 选择高速钢 锪刀 （如图 3所示），其直径 d=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 铸铁硬度 200H 有 。 （ 2）计算切削速度 根据切削用量手册表 铸铁硬度 b =200 220 0 /f m m r , 当 d20v=200mm/ 切削速度的修正系数为： ， ， 0.1 故 vc =200 50 m/1000vn d= 501000 =据 床技术资料（见简明手册表 选择 n=700r/ 4计算基本工时 根据公式 式中， l=切量及超切量由切削用量手册表 平学院 本科生毕业设计 （论文） 13 查出 6y ，计算得， L=（ ） 故有： t= 步四： 镗 60并倒角 加工条件 加工要求： 镗 601，单侧加工余量 Z= 机床：选用 刚 镗床和专用夹具。 刀具：硬质合金单刃镗刀。 2、选择切削用量 （ 1）选择切削深度 由于单侧加工余量 Z=可在 二 次镗去全部余量，则 2)选择进给量 根据【 6】实用机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表 11得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁： v =40 f=r 选择 v =150m/ m m 5010001000 rD 根据简明手册表 择 0 /zf m m r ， 00 。 （ 3）计算基本工时 根据公式 ，式中32 ，当加工一个孔时 l=l ，33l L=（ ） 有 序 06锪 镗、半精镗 54苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 14 镗 545660 22 工步一： 锪 1、加工条件 加工材料 : 度 200220件。 工艺要求：孔径 d=度 13,用乳化液冷却。 机床：选用 床专用夹具 2、选择 锪孔钻 选择高速钢 锪刀 （如图 3所示），其直径 d=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 铸铁硬 度 200H 有 。 （ 2）计算切削速度 根据切削用量手册表 铸铁硬度 b =200 220 0 /f m m r , 当 d20v=200mm/ 切削速度的修正系数为： ， ， 0.1 故 vc =200 50 m/1000vn d= 501000 =据 床技术资料（见简明手册表 选择 n=700r/ 4计算基本工时 根据公式 式中， l=切量及超切量由切削用 量手册表 y ，计算得， 苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 15 L=（ ） 故有： t= 步二： 粗镗、半精镗 541加工条件 加工要求： 粗镗、半精镗 54单侧加工余量 Z= 机床：选用 刚 镗床和专用夹具。 刀具：硬质合金单刃镗刀。 2、选择切削用量 （ 1）选择切削深度 由于单侧加工余量 Z=可在 二 次镗去全部余量，则 2)选择进给量 根据【 6】实用机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表 11得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁： v =40 f=r 选择 v =150m/ m i n/ m i 5010001000 rD 根据简明手册表 择 0 /zf m m r ， 00 。 （ 3）计算基本工时 根据公式 ，式中32 ，当加工一个孔时 l=l ，33l L=（ ） 有 步三： 镗 5456加工条件 苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 16 加工要求： 镗 5456侧加工余量 Z= 机床：选用 刚 镗床和专用夹具。 刀具：硬质合金单刃镗刀。 2、选择切削用量 （ 1）选择切削深度 由于单侧加工余量 Z=可在 二 次镗去全部余量，则 2)选择进给量 根据【 6】实用机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）表 11得粗镗时，硬质合金刀头，加工材料铸铁： v =40 f=r 选择 v =150m/ m i n/ m i 5010001000 rD 根据简明手册表 择 0 /zf m m r ， 00 。 （ 3）计算基本工时 根据公式 ，式中32 ，当加工一个孔时 l=l ，33l L=（ ） 有 步四： 攻丝 22 切削速度：参考有关手册， 选取 V=150mm/f=r( 参考相关手册 ) 1000Vn d =(1000 150)/( 60)=选用 查金属机械加工手册选取 00r/苏州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 17 f=r 实际切削速度为 1000=削工时 切入长度 切出长度 工长度 l=t= （ l2+l） / +（ 800） =序 07钻 4工件材料：灰铸铁 具：高速钢钻头 加工要求： 钻 4切削速度：参考有关手册， 选取 V=45mm/f=r( 参考相关手册 ) 1000Vn d =1000 45/（ 14） =1024r/选用 臂 钻床 查金属机械加工手册选取 000r/f=r 实际切削速度为 1000=削工时 切入长度 切出长度 加工长度 l=162ml l lt f 7+3+16） /（ 1000） =总的工时 T=4t=州科技学院 天平学院 本科生毕业设计 （论文） 18 工序 08铣 75切削速度：参考有关手册， 选取 V=200mm/z( 参考相关手册 ) 1000Vn d =1000 200/（ 75） =选用 床 查金属机械加工手册选取 00r/际切削速度为 1000=削工时 切入长度 切出长
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