阀体零件工艺规程及钻2-M14底孔夹具设计【优秀机械课程毕业设计论文】
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阀体
零件
工艺
规程
m14
底孔
夹具
设计
优秀
优良
机械
课程
毕业设计
论文
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份，29页，7400字左右。
工艺卡一张。
工序卡一套。
图纸共5张，如下所示
A1-夹具装配图.dwg
A3-夹具体零件图.dwg
A3-支座.dwg
A3-钻模板.dwg
A3-阀体零件图.dwg
- 内容简介：
-
设计说明书 题目： 阀 体 零件的工艺规程及 攻 2 工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 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 加工工艺规程及其 攻 2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。 so on 140 is as as on in to is on to a of is on to as as in to 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 3 二 . 工艺规程设计 4 4 5 8 、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 11 14 三 夹具设计 20 题的提出 20 位基准的选择 20 削力及夹紧力计算 20 位误差分析 21 套设计 22 具设计及操作简要说明 24 总 结 27 致 谢 28 参考文献 29 第 1 页 共 29 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。 阀 体 的加工工艺规程及其 攻 2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。 第 2 页 共 29 页 一、 零件的分析 零件的作用 阀 体 的作用， 待查 零件的工艺分析 阀 体 有 两 组 加工面他们 之间没有 位置度要求。 这 两 组 加工面的分别为 1， 以 底 面 为基准的加工面，这组加工面包括， 底 面 ， 68孔的上表面， 68， 64孔 2： 另一组面是以底面和 18 为基准的加工面，这组面包括， 50 孔的左右端面， 50， 56， 66， 2 12第 3 页 共 29 页 二 . 工艺规程设计 确定毛坯的 制造形式 零件材料为 虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。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 2 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。 毛坯的设计 阀体 零件材料为 度选用 200坯重约 10产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型， 2级精度组。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1. 50， 56， 66的孔 50孔的粗糙度为 ， 半精镗 ， 精镗， 磨几道工序加工，查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为 5 56孔的粗糙度为 要粗镗，半精镗，精镗几道工序加工， 查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为 5 66孔的粗糙度为 要粗镗一次即可满足要求， 查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为 5. 68， 64及 2些孔最大的只有 24，所以铸成实心 3. 阀体的 底 面 ， 68孔的上表面， 50孔的左右端面 这些面的粗糙度均为 次铣削即可满足要求，查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为 312度为 因其比较小，所以铸造成实心 根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了，毛坯的具体形状和尺寸见图 “ 阀体 ” 零件毛坯简图。 第 4 页 共 29 页 基面的选择的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生 产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出， 阀体零件还算比较规则，所以粗基准 容易选择。选择 阀体 80外圆面 作为 粗基准，依照粗基准的选择原则 （即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。 第 5 页 共 29 页 工件被放在 侧面有一挡销，共限制六个 自由度 ， 实现完全定位。 另一侧用一个螺旋夹紧机构将工件夹紧。 对于精基准而言，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。 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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来 方案一 工序 ： 铸造 工序 ： 时效处理 工序 底面 工序 ： 铣 68孔的上表面 工序 ： 钻 68孔，锪 64深 2 工序 ： 铣 50的左端面 工序 ： 铣 50的右端面 工序 ： 粗镗 50， 56孔，半精镗 50， 56 孔，半精镗 50， 56 孔 工序 ： 粗镗 50， 66孔，半精镗 50，精镗 50孔，攻序 X： 钻 28的螺纹底孔，攻 2工序 铣 12工序 磨 50孔 工序 质检，入库 方案二 工序 ：铸造 工序 ：时效处理 第 6 页 共 29 页 工序 底面 工序 ： 铣 68孔的上表面 工序 ： 铣 50的左端面 工序 ： 铣 50的右端面 工序 ： 粗镗 50， 56孔，半精镗 50， 56 孔，半 精镗 50， 56 孔 工序 ： 粗镗 50， 66孔，半精镗 50，精镗 50孔，攻序 ： 钻 68孔，锪 64深 2 工序 X：钻 28的螺纹底孔，攻 2工序 铣 12工序 50孔 工序 检，入库 工艺方案一和方案二的区别在于 方案 一加工底面之后，就加工 68孔 ， 这样为以后工序的加工提供了定位基准，方便了后道工序的加工，节约了时间，由加工知识，先面后孔，和基面先行的原则，我们选择方案一 具体的工艺路线如下 工序 ：铸造 工序 ：时效处 理 工序 底面 工序： 铣 68孔的上表面 工序： 钻 68孔，锪 64深 2 工序： 铣 50的左端面 工序： 铣 50的右端面 工序： 粗镗 50， 56孔，半精镗 50， 56 孔，半精镗 50， 56 孔 工序： 粗镗 50， 66孔，半精镗 50，精镗 50孔，攻序 X：钻 28的螺纹底孔，攻 2 第 7 页 共 29 页 工序 铣 12工序 50孔 工序 检，入库 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 阀 体 零 件材料为 生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。 1. 50， 56， 66的孔 50孔的粗糙度为 精镗，精镗，磨几道工序加工，查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为 5 56孔的粗糙度为 要粗镗，半精镗，精镗几道工序加工， 查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为 5 66孔的粗糙度为 要粗镗一次即可满足要求， 查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为 5. 68， 64及 2些孔最大的只有 24，所以铸成实心 3. 阀体的底面， 68孔的上 表面， 50孔的左右端面 这些面的粗糙度均为 次铣削即可满足要求，查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为 312其比较小，所以铸造成实心 确定切削用量及基本工时 工序 I：铸造 工序 效处理 工序 铣底面 1. 选择刀具 第 8 页 共 29 页 刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀 ，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取275 r m 75601000 w 当750r/ 2 2 02 7 按机床标准选取 2453） 计算工时 切削工时： 08 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 920821 T=3t=序： 铣 68孔的上表面 1. 选择刀具 第 9 页 共 29 页 刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀 ，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 p 5） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取275 r m 75601000 w 当750r/ 2 2 02 7 按机床标准选取 2456） 计算工时 切削工时： 08 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 920821 T=2t=序： 钻 68孔，锪 64深 2 工步一： 钻 68孔的切削用量及基本工时 第 10 页 共 29 页 (1)钻 68机床： 式钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢麻花钻 18 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定机床主轴转速 18 301000 632r/ 632r/近 的机床转速为 675r/现选取75r/ 所以实际切削速度000 m 7518 m5) 切削工时， 按工艺手册表 tm=i ;其中 l=181l =4 2l =3x（） =6x（418 ） =工步二： 锪 64深 2 机床： 式钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取锪孔刀 24 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定机床主轴转速 24 301000 594r/第 11 页 共 29 页 与 594r/近 的机床转速为 600r/现选取00r/ 所 以 实 际 切 削 速 度000 m 00 0 6 0024 5) 切削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=21l =3 2l =3x（） =6x（32 ） =工序： 铣 50的左端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀 ，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量 不大， 一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取325 r 第 12 页 共 29 页 m 0 0 325601 0 0 0 w 当750r/ 2 6 03 2 按机床标准选取 3003） 计算工时 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 33021 工序： 铣 50的右端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀 ，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大， 一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取325 r 第 13 页 共 29 页 m 0 0 325601 0 0 0 w 当750r/ 2 6 03 2 按机床标准选取 3003） 计算工时 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 33021 工序： 粗镗 50， 56孔，半精镗 50， 56 孔，半精镗 50， 56 孔 工步一：粗镗 50孔 1) 切削深度 单边余量为 Z=2 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r 3) 计算切削速度 中：42, m=正系数削手册表 所以 60 342 9m/第 14 页 共 29 页 4) 确定机床主轴转速 x 753r/ 753r/近 的机床转速为 750r/现选取50r/ 所以实际切削速度000 m 41000 75050 5) 切削工时， tm=i ;其中 l=701l =4 2l =0tm=工步二： 粗镗 56孔与工步一相似，在此就不多做说明 工步三：半精镗 50孔 1) 切削深度 单边余量为 Z= 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r 3) 计算切削速度 中：42, m= 所以 60 342 6m/第 15 页 共 29 页 4) 确定机床主轴转速 50 961000 585r/ 585r/近 的机床转速为 600r/现选取00r/ 所以实际切削速度 000 m 410 00 60 050 m5)切削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=701l =2 2l =0tm=工步四： 半精镗 65孔与工步三相似，在此就不多做说明 工步五：精镗 50 1) 切削深度 单边余量为 Z= 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r 3) 计算切削速度 中：42, m= 所以 60 342 6m/第 16 页 共 29 页 4) 确定机床主轴转速 50 961000 585r/ 585r/近 的机床转速为 600r/现选取00r/ 所以实际切削速度 000 m 410 00 60 050 m5)切削工时，按工艺手册表 tm=i ;其中 l=701l =1 2l =0tm=工步六：精镗 65孔与工步五相似，在此就不多做说明 工序： 粗镗 50， 66孔，半精镗 50，精镗 50孔，攻此就不多做说明 工序 X：钻 28的螺纹 底孔，攻 2工步一：钻 22 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2 钢的 00， 20 时， 。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 根据 床说明书，现取 第 17 页 共 29 页 切削速度：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 8 所以 m 81 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 75121000 切削工时： 8 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 5 362821 fn =2t=步二： 攻丝 215 17 按机床选取 95 ，则 机动时 8 ， 1 ， 2 攻 m 5 )3128()( 21 nf m 总的工时 T=2t=序 铣 12 第 18 页 共 29 页 刀具选取 切槽刀 ，刀片采用 ， 80 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 5） 决定每次进给量及切削速 度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 51 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取375 r m 0 0 375181 0 0 0 w 当375r/ 按机床标准选取 3006） 计算工时 切削工时： 071 ， 2 ，则机动工时为 m 5 31 0 721 fn 50孔 (1) 磨 50孔面 机床 型内圆磨床 第 19 页 共 29 页 1)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料 50 40 127 其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为 46#,硬度为中轮 1 级，陶瓷结合剂， 6 号组织，平型砂轮，其尺寸为 350)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表 33 工件速度 18m/向进给量 20行程 ) 切削深度 )切削工时 0002式中 9502 t 工序 检，入库 第 20 页 共 29 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，决定设计第 2 床夹具。 题的提出 本夹具主要用于 钻 孔 ，精度 没有太高的 要求 ，因此本道工序加工精度要求不 高，为此， 只考虑如何 提高生产效率上，精度则不予考虑。 位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技 术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工，因此本次铣 没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提 高加工精度。 我们采用 已加工过的底面和两个 18孔做为定位基准，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用铰链压板作为夹紧机构。 削力及夹紧力计算 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 式（ 5 钻削力矩 式（ 5 式中： 第 21 页 共 29 页 m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 f m m r 代入公式（ 5（ 5 7 8 9174 . 2 015 819 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 定位误差分析 (1)移动时基准位移误差 m （式 5 式中： 1d 圆柱销孔的最大偏差 1D 圆柱销孔的最小偏差 1 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 代入（式 5： m =0 9 0 0 6 =(2) 转角误差 L m i i （式 5 式中： 1d 圆柱销孔的最大偏差 1D 圆柱销孔的最小偏差 1 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 2d 削边销孔的最大偏差 2D 削边销孔的最小偏差 2 削边销定位孔与定位销最小配合 第 22 页 共 29 页 间隙 其中： )2(2 m X 则代入（式 5： 0 . 0 0 9 0 0 . 0 1 6 0 . 0 0 9 0 0 . 0 0 4 0 . 0 0 0 0 6 2 22 3 0 5 . 2 9 则： 0 0 0 6 2 1 9 套的设计 2工需钻，攻丝，因为钻后还要攻丝，为了我们钻后能及时的的攻丝 。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 12 的麻花钻钻孔 。查机床夹具标准件可知 12 相配的快换钻套的具体结构如下 第 23 页 共 29 页 具体的尺寸如下 因为快换钻套和夹具体是间隙配合，加工的时间快换钻套靠压紧螺钉把他压紧在钻模板上，以防止加工的时间工件的旋转，有上图可知和 12 快换钻套相配的螺钉的尺寸为 机床夹具标准件可知， 换钻套压紧螺钉的具体结构如下 第 24 页 共 29 页 具体的尺寸如下 具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为 镗 床夹具选择了 铰链压板 夹 第 25 页 共 29 页 紧方式。本工序为 镗 削余量小， 镗 削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。 夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用 铰链压板的 夹紧机构。 钻 夹具装配图如下 第 26 页 共 29 页 夹具体附图如下 第 27 页 共 29 页 总 结 设计即将结束了，时间
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