油阀座的机械加工工艺及铣135度缺口专用夹具设计说明书.doc
油阀座的铣135度缺口专用夹具设计及机械加工工艺装备含proe三维及4张CAD图
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共24页)
编号：145549609
类型：共享资源
大小：13.13MB
格式：ZIP
上传时间：2021-09-23
上传人：QQ14****9609
认证信息
个人认证
郭**（实名认证）
陕西
IP属地：陕西
70
积分
- 关 键 词：
-
油阀座
135
缺口
专用
夹具
设计
机械
加工
工艺
装备
proe
三维
CAD
- 资源描述：
-
油阀座的铣135度缺口专用夹具设计及机械加工工艺装备含proe三维及4张CAD图,油阀座,135,缺口,专用,夹具,设计,机械,加工,工艺,装备,proe,三维,CAD
- 内容简介：
-
摘要制造业中尤其是机械制造业，在产品生产过程中按照特定工艺，不论其生产规模如何， 都需要种类繁多的工艺装备，而制造业产品的质量、生产率、成本无不与工艺装备有关。随着不规则形状零件在现代制造业中的广泛应用，如何保证这类零件的加工精度就显得尤为重要。本文通过分析注油器油阀座零件的结构特点和加工要求，制定了一套较合理的夹具设计，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。对于夹具设计来说，最重要的就是定位、夹紧方案的确定。通过对各种定位夹紧装置的分析比较，选择并组合了一套既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置。同时，通过对一系列定位误差和夹紧力的计算，验证了该零件的加工是可以保证其要求的精度的， 它的加工误差在规定的范围内。通过夹紧力的计算，也验证了零件在被夹紧的前提下，它受到的夹紧力也并不大，满足夹具设计所要求的既要保证一定的夹紧力不使工件在加工过程中发生位移，但同时又不能过大致使工件发生变形。关键词：工艺装备，夹具设计，定位，夹紧目录摘要1前言1第 1 章油阀座零件工艺分析21.1 油阀座零件的作用与结构21.1.1 油阀座零件的作用21.1.2 油阀座零件的结构特点21.1.3 油阀座的结构工艺特性21.2 油阀座关键表面的技术要求3第 2 章油阀座零件工艺设计42.1 油阀座零件生产类型的确定42.2 油阀座毛坯的选择和毛坯图说明42.2.1 油阀座材料的选择42.2.2 铸件尺寸公差42.2.3 铸件机械加工余量42.3 油阀座工艺路线的确定62.3.1 定位基准的选择62.3.2 各表面加工的加工方法72.3.3 工序的集中与分散82.3.4 工序的顺序安排82.3.5 工艺路线的比较与分析82.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定102.4.1 外圆表面（63 ）112.4.2 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量（63 端面、32 端面）112.4.3 扩孔16 112.4.4 车外圆端面（24 ）112.4.5 铣缺口（16 ）11第3章 油阀座铣 135缺口夹具设计123.1 铣 135缺口总体方案设计123.2 定位分析及误差计算133.2.1 定位分析133.2.2 定位误差的计算133.3.3 油阀座夹紧机构设计与夹紧力的计算143.3 油阀座对刀及导引装置设计153.4 油阀座夹紧操作动作说明16设计心得17参考文献18附录 铣 135缺口夹具三维图19前言夹具是涵盖了从加工到组装的几乎所有操作过程的一种装夹设备。装夹最重要的标准是位置精度、工件稳定性、最小工件变形和最小位移，以及夹具和切割工具之间无干涉等要求。由于大量的加工操作需要装夹，夹具设计在制造系统中就变得非常重要，它直接影响加工质量，生产率和制造成本。在机床上加工工件时，为了保证工件在该工序所加工的表面能达到图纸上规定的尺寸及位置精度等技术要求，必须使得工件相对于刀具和机床占有正确的加工位置（即工件的定位），并把工件压紧夹牢，以便在加工过程中，工件受到切削力、离心力的作用及冲击、振动等影响时，能保持这个确定了的位置稳定不变（即工件的夹紧）。在机床上对工件进行定位和夹紧，称做装夹。一切能使工件在机床上实现定位和夹紧的工艺装置，一般称为机床夹具，简称夹具。机床夹具按专门化程度分通用夹具、专用夹具、可调整夹具、专门化拼装夹具和自用化生产用夹具。通用夹具是指已经标准化，且具有较大适用范围的夹具。它由专业厂生产供应，有的已作为机床附件与通用机床配套，这类夹具主要用于单件小批生产。专用夹具是根据零件工艺机械加工过程中的某一道工序而专门设计的夹具。由于不考虑通用性，故结构紧凑、操作方便。这类夹具可保证高的加工精度和生产率。但这类夹具的针对性很强。本文通过分析注油器油阀座零件的结构特点和加工要求，制定了一套较合理的夹具设计，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。对于夹具设计来说，最重要的就是定位、夹紧方案的确定。通过对各种定位夹紧装置的分析比较，选择并组合了一套既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置。12第 1 章油阀座零件工艺分析1.1 油阀座零件的作用与结构1.1.1 油阀座零件的作用油阀座是凿岩机注油器上的重要零件。左端通过 Rc3/4 与主机联接；右端以63mm 外圆定位与油壶壳体相连，一管套穿过油壶壳体与24.5+0.13mm 孔焊接，高压气体从左端进入阀座，在负压作用下，油壶内油从2mm 孔流至22mm 孔与高压气体混合后成雾状从管道喷出。16H10 孔装入油量调节装置，缺口标志油量调节范围。1.1.2 油阀座零件的结构特点油阀座在右端面距中心线 23.5mm 处钻3 的沉孔，深 16mm,5 孔，深 6mm，距中心线 22mm 处钻2 的孔，中间轴线开有22 的孔，左端面倒角，攻 Ra3/4 螺纹，螺距为 20， 右侧为24.5 的孔，深 10mm，开退刀槽，上端面先钻10.5 孔，在钻16 的孔，在距上表面 5.5mm 开16.8 退刀槽。在上表面铣 135缺口，深度为 4mm,在距右端面 14mm 处在下表面钻2 油孔，需焊封。1.1.3 油阀座的结构工艺特性由零件图得知其材料为 ZG45。该材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性及件振性； 适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。该零件上的主要加工面为表面轮廓，两端面，三个平衡孔和主轴孔。该零件表面轮廓应在一次装夹下同时加工出来。该零件三个平衡孔应在一次装夹下同时加工出来。阀门毛坯的制造工艺及检验工艺比较复杂。 阀门的铸件毛坯是结构叫复杂的薄壁壳体件。其铸件要求表面光洁、铸字清晰，特别是要有致密的缺陷。为了满足上述要求，铸造时应采取一系列工艺措施，如选用高耐火度的造型材料并控制型砂水份、造型时应分层打实以保证砂型硬度，采用合理的浇帽口系统及严格控制浇注速度和温度等。由于技术要求较高，阀门毛坯的铸造工艺远较一般铸件复杂。 此外，阀门毛坯除长沙学院课程设计检查尺寸，位置精度及外观外，有的还有作金相组织、力学性能、耐腐蚀性能及无损探伤等多种检验，故阀门的检验工艺也较复杂。 机械加工难度大 由于阀门材料的各类繁多，除各种铸铁、碳素钢外，其大部分高强、耐腐蚀和高硬材料的切削性能都很差， 很难使零件达到规定的加工精度和表面粗糙度。而阀门密封面的几何型状精度和表面粗糙度的要求很高，因此更增加了阀门机械加工难度。 同时，阀门材料的切削性能差， 又给阀门的加工方法、刀具材料、切削用量、工艺装备等方面带来了很多新的问题。 阀门零件在机床上安装比较困难 阀门主要零件的结构、形状比较复杂，有些零件属壁薄、细长件，刚性差。在机床上加工时，定位和装夹都比较困难，因此往往需要复杂的专用夹具。 有的阀门零件，定位基面的精度较低，表面粗糙度较高，有时甚至采用非加工表面定位。而被加工密封面等部位的精度和表面粗糙度要求都很高，故得难保证加工质量。因此，为满足工艺上的需要，往往须提高定位基面的精度和降低表面粗糙度， 或在非加工表面上加工出定位基面。1.2 油阀座关键表面的技术要求表 1.1 油阀座关键表面的技术要求加工表面尺寸精度等级表面粗糙度右端面IT1312.5左端面IT1312.5上端凸台IT1012.522 孔IT1312.524.5 孔IT1112.5Rc3/4 锥螺孔IT1312.510.5IT1312.516H8IT83.23IT11255IT1312.52IT11252.5*2.5*4 缺口IT1312.5内槽IT1212.5退刀槽IT1312.5第 2 章油阀座零件工艺设计2.1 油阀座零件生产类型的确定查机械设计制造基础,得到该零件的生产规模划规为中批量生产。2.2 油阀座毛坯的选择和毛坯图说明2.2.1 油阀座材料的选择根据零件材料 ZG45 确定毛坯为铸件，为了保证孔22 的加工质量和便于加工，将整个工件铸成整体毛坯，分型面通过22 孔中心线，而且垂直16 孔的中心线，铸件进行人工时效后，送机加工车间加工，以免工件切开后发生较大的变形。2.2.2 铸件尺寸公差由于是中批量生产，毛坯制造选方法采用砂型机器型，由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为 CT10，选取铸件错箱值为 1.0 mm。2.2.3 铸件机械加工余量对于批量生产的铸件加工余量由工艺人员手册查得选取 MA 为 G 级，各表面的总余量见下表 2.1，由工艺人员手册查得铸件主要尺寸见表 2.2。表 2.1 铸件表面机械加工余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明上表面39.6G2+0.4单侧加工6363H5+1轴降 1 级双侧加工端面55G3.5+0.5双侧加工表 2.2 铸件主要尺寸机械加工余量主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差 CT 16 与右端面尺寸22224一般公差-c 63轴63467一般公差-c 22 与上表面尺寸39.62.442一般公差-c左端面与右端面尺寸55459一般公差-c图 2.1 零件毛坯合图2.3 油阀座工艺路线的确定2.3.1 定位基准的选择(1) 粗基准的选择选择油阀座的表面32mm 圆柱面、作粗基准。最先进行机械加工的表面是精基准主轴孔。采用32 外圆柱面作为粗基准加工内孔可以保证孔的壁厚均匀，便于装夹。(2)精基准的选择油阀座的主轴孔24.5mm 既是装配基准又是设计基准，用它作精基准，能使加工遵循“基准重合”的；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循“基准统一”的原则。此外，右端面面积较大，定位比较稳定，夹紧方案比较简单，可靠，操作方便。加工10.5mm 孔时,以右端面及24.5mm 内孔为基准，加工内孔应以63mm 内孔为基准。2.3.2 各表面加工的加工方法加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工方案右端面IT1312.5车左端面IT1312.5车上端凸台IT1012.5铣22 孔IT1312.5钻24.5 孔IT1112.5车Rc3/4 锥螺孔IT1312.5车10.5IT1312.5钻16H8IT83.2惚、扩、铰3IT1125钻5IT1312.5钻2IT1125钻2.5*2.5*4 缺口IT1312.5铣内槽IT1212.5扩退刀槽IT1312.5车表 2.3 加工方法2.3.3 工序的集中与分散本零件选用工序集中原则安排油阀座的加工工序， 端面5、 3 的孔一次装夹完成加工， 63 外圆、 端面， 22 孔， 24. 5mm 内圆一次装夹完成。 该油阀座的生产类型为中批量生产（6000 件）， 为了提高生产效率； 运用工序集中原则使工件的装夹次数少， 不但可以缩减辅助时间， 而且由于在一次装夹中加工了多个表面， 有利于保证各加工面之间的相对位置要求。2.3.4 工序的顺序安排根据先基准后其它的原则， 首先加工精基准63mm 圆柱面、 右端面， 24. 5 孔； 根据先主后次的原则， 先加工主要面右端面， 22mm 孔, 后加工次要面10. 5mm 孔， 16mmH10 孔； 根据先面后孔的原则， 先加工右端面， 后钻轴向孔； 先加工凸台面， 后钻10. 5 孔。2.3.5 工艺路线的比较与分析2.3.5.1 方案一：工序工序 10： 以左端面为基准，车63 圆柱面，车右端面工序 20： 以63 圆柱面为基准，钻22 孔工序 30： 以右端面为基准，车左端面，车内倒角，车锥孔，车内螺纹，车 145倒角工序 40： 以22 孔中心线为基准，半精车孔24.5，半精车退刀槽，精车孔24.5 工序 50： 以右端面为基准，钻10.5 的孔工序 60： 以孔10.5 为基准，粗镗16.8 的孔工序 70： 以22.5 孔中心线为中心，钻3 孔工序 80： 以3 孔中心线为基准，钻5 孔工序 90： 以5 孔中心线为基准，钻右端面2 孔工序 100：以右端面为基准，钻底面2 孔工序 110：以10.5 孔中心线为基准，半精镗16 孔，镗退刀槽16.8 孔工序 120：以右端面为基准，铣上表面，铣凸台，铣 135 度缺口工序 130：焊封，铣缺口工序 140：终检2.3.5.2 方案二：工序 10： 铸造工序 20： 以左端面为基准，车63 外圆柱面，右端面工序 30： 以63 圆柱面为基准，钻22 的孔。工序 40： 以右端面为基准，车左端面，车内倒角，车锥孔，车内螺纹，车 145 倒角工序 50：以22 孔中心线为基准，半精车孔24.5，半精车退刀槽工序 60： 以孔22 中心线为基准，铣上表面，保证定位尺寸 39.6 工序 70： 以右端面为基准，钻10.5 的孔，锪倒角工序 80： 上表面为基准，镗内槽16.8，扩孔16，保证定位尺寸 26.71-26.49工序 90： 以上表面为基准，铣孔16 下表面，半粗铣上端面平台工序 100： 以22 中心线为基准，钻3，5 孔，保证深度 6mm 工序 110：以右端面为基准，钻下底面2 孔，保证长度 14工序 120：以22 孔为中心，钻右端面2 孔工序 130：以上表面为基准，铣 135缺口工序 140：焊封，去毛刺工序 150：终检2.3.5.3 比较分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一工序 4 重复使用了初 32 的外圆，方案二把此工序放在了工序 2 中一次装夹加工， 且精度要求能够保证； 方案一中工序 5 钻孔时没有遵循先面后孔的原则， 方案二保证了这一原则； 16mm 孔和 16. 8 内槽一次加工就能保证精度， 所以无需像方案一中那样分粗加工和精加工， 且把镗孔的工序先于扩直径为 16 的孔， 减小了 因镗工艺造成工件变形的影响， 加之对两个直径为 2 的油孔， 先加工右端面的， 而后加工圆周面上的孔， 易于排屑和减小了加工的难度和增加刀具的使用寿命。综上从优考虑， 选择工艺路线为方案二。首先以 32 外圆为粗基准加工端面， 63 外圆， 钻 22 孔， 车 24. 5mm 内圆， 尺寸公差由机床保证。 利用 63 外圆和 24. 5mm 内圆加工 32 端面、 锥孔、倒角、 车螺纹。 利用 63 端面和 24. 5mm 内圆以及 24mm 外圆加工 24mm 端面。 由于 2 孔和 3 孔不能在同一机床上完成， 所以应分成 2 道工序在 2 个不同的机床上加工。而两个 2 孔相通， 所以先钻端面 2 孔，再钻另一个 2 孔时应以端面2mm 为定位基准。图 2.2 主要加工尺寸2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定油阀座零件材料为 ZG45，强度和切削性能良好，塑性、韧性较低。生产类型为大批量生产，采用砂型机器铸造（压实式或震压式）。查机械加工工艺手册及相关资料， 长度方向上的余量为 4 。铸造精度为 IT9-IT11，尺寸公差为 2.4-3.2mm.根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：192.4.1 外圆表面（63 ）考虑其加工长度为 9 ，与其联结的非加工外圆表面直径为70 ，为简化铸造毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为70 。63 表面为自由尺寸公差.2.4.2 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量（63 端面、32 端面）分 2 次加工。第 1 次加工 3 ，余下的 0.5 1 次加工。2.4.3 扩孔16 由于孔的直径都小于 24 毫米，故采用毛坯为实心，不冲出孔来。内孔精度要求界于 IT8IT10 之间。参照机械加工工艺手册确定工序尺寸及余量为钻孔10.5 粗镗15.85 2Z=5.35 精镗15.95 2Z=0.1 2.4.4 车外圆端面（24 ）查机械加工工艺手册24 端面的余量为 4 。分两次加工，第一次加工 3，第二次加工 1 。2.4.5 铣缺口（16 ）由于题目中对16 圆柱缺口的精度要求不高。故粗铣余量为 4 。经过粗铣后即可达到题目的要求。第3章 油阀座铣 135缺口夹具设计这次设计的夹具为第 12 道工序在24 面上粗铣 135的缺口，其深度为 4，铣缺口。3.1 铣 135缺口总体方案设计图 3.14 方案一图 3.15 方案二3.2 定位分析及误差计算3.2.1 定位分析方案一:采用小平面在油阀座右端面限制 1 个自由度，长销插入22 孔内，限制 4个自由度，削边销插入16 孔内限制 1 个自由度，共限制 6 个自由度，用螺母在22 孔轴线两端进行固定。方案二：采用大平面在油阀座右端限制 3 个自由度，短销插入24.5 孔限制 2 个自由度，削边销插入16 孔内，限制 1 个自由度，用螺母在22 孔轴线两端进行固定。方案比较： 1、方案一采用小平面，不好固定右端面，夹紧不稳无法保证上端面面与右端面垂直度。方案二采用大平面，右端面更好固定，夹紧效果更好。2、方案一在3 孔内插入削边销无法限制零件在铣削在 Z 轴的转动， 而方案二在16 孔内插入削边销可以限制。综上所述，方案二比方案一更好，所以选择方案一。3.2.2 定位误差的计算加工 135缺口，用的是两孔一平面的定位形式，一孔即是零件通孔和上竖孔，一平面即是零件的右端面，根据机床夹具设计中的有关计算二、夹具定位精度的有关计算中的相关公式，得y x =0y z =1 （0.13 + 0）2= 1 0.132=0.065(mm)（注：通孔直径： 0 ，削边销的直径：16 为小间隙配合。）而通孔与削边销的轴线垂直相交，所以说它的最大定位误差为y max = 3 0=0.0（mm） 而y z y max故，符合定位精度要求。3.3.3 油阀座夹紧机构设计与夹紧力的计算1、切削力计算：刀具：高速刚直柄铣刀，5mm，z=3其中：F = CFqF. apf zae zw（3.9）uF = 0.86, d0 = 5mm, qF= 0.86, wF= 0, z = 3所以F= 650 4 0 .080 .720 .864 3 = 1128 .26 N0 .865水平分力：F = F 实FH = 1.1F实 = 1241.086 N垂直分力：FV = 0.3F 实 = 338.49N旋转力矩：T = FH * 0.021 = 26.063N / m2、夹紧力计算：计算夹紧力，必须把安全系数考虑在内。安全系数 K = K1 K2 K3 K4(3.10)式中K 1 -基本安全系数 1.5 K 2 -加工性质系数 1.1K 3 -刀具钝化系数 1.1K 4 -断续切削系数 1.1夹紧力： F = KFH =1.51.11.11.11241.086=2477.83（ N ）3.3 油阀座对刀及导引装置设计图 3.16.直角对刀块铣床用直角对刀块，用来确定夹具和刀具间相对位置。图 3.17 定位键定位键与铣床工作台 T 形槽的配合，确定夹具在机床上的正确位置。定位键还可承受铣削时产生的切削扭矩，减轻夹具固定螺栓的负荷，加强夹具在加工过程中的稳固性。3.4 油阀座夹紧操作动作说明夹具使用在 X52 立式铣床上，加工油阀座圆柱24 面上的缺口。工件以主轴和挡板， 以及削边销定位。可以一次完成所需要的工序。夹紧方式：油阀座靠右端面固定在大平面上，用压块从左端压紧。图 3.4.5 夹紧方式设计心得这次夹具课程设计让我加深了对专业知识的理解，深深领悟到：要坚持理论联系实践，只有把理论知识活学活用，才能够学得更好。下面是我对本次两周机械设计制造基础课程设计的心得体会。首先，要有严谨
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
|
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器
4:下载后的文档和图纸-无水印
5:文档经过压缩，下载后原文更清晰
|
川公网安备: 51019002004831号