阀块类零件机械加工工艺规程设计及夹具设计毕业设计论文

机械制造工艺毕业设计是完成大学全部课程，并进行了毕业实习的基础上进行的一个重要的教学环节。这次设计要求我们能综合运用所学的基本理论并结合生产实际中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（预选阀体）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册，图表等技术资料及编写技术文件的一次实践机会，为今后从事的工作打下良好的基础。2.1设计的题目：设计预选阀体的机械加工工艺规程及镗孔工装夹具设计2.2原始资料：生产纲领：10万件／年生产类型：中批量产量车间工作制：两班制设计内容:零件毛坯合图1张机械加工工艺过程卡1套机械加工工序卡1套专用夹具体1副3．零件的分析预选阀体是一种液压元件，它五个表面均需要铣削加工，孔Φ40H7的加工精度，及各油路孔系的位置精度要求高，此外还需要加工一系列的螺纹孔。参考文献(3)中有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度，各个孔位置精度，尺寸精度均可达到。4．确定毛坯根据零件材料确定毛坯为铸件，由任务书知生产批量为中批，所以毛坯的铸件方法采用砂型机器造型。又由内孔2-Φ40均需要铸出33孔，故还应安放型芯。此外，为了消除残余应力，铸件应安排人工时效。参考文献（1）表2.2-3该种铸件的尺寸公差等经(T为8～10级)加工余量等级MA为G。故取CT为9级，MA为G级加工。参考文献(1)表2.2-4，用查表法确定各表面的总余量如下表：加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量说明低平面91×164G3单侧面加工左侧面91×84G4双侧加工右侧面91×84G4双侧加工前平面84×164G双侧加工后平面84×164G双侧加工2-Φ40孔Φ40H双侧加工主要毛坯尺寸：主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差G底平面844883左右侧平面1644＋41724前后平面91962～42-Φ40孔Φ40Φ3335．拟定工艺规程根据各表面的加工要求和各种加工原则和：“先面后孔，基准统一”以及各种加工方法所能能达到的经济精度确定各表面加工的方法和顺序。要加工的表面均采用铣平面的方法，大于30的孔选用镗孔，而直径小于30的孔选用钻孔，扩孔等加工。初步拟定加工工艺路线如下：工序号工序内容铸件时效涂底漆钳工划线10铣13×14端以164×（91－33）＝164×78底面为基准20铣84×91左右侧面30铣164×84前后两侧面40铣164×（91×13）＝164×7850车2-Φ40孔60车2-Φ64孔70车2-Φ80钻孔4-Φ90钻2-Φ7两孔，扩成Φ11，钻Φ8孔100钻4-M4-6H深8110钻6-Φ38，4-Φ6，5-4M×1.56-H（孔径为12.5）120钻2-ΦΦ6孔130钻11-Φ6，Φ8，Φ14.5，2-Φ6.1，Φ12.5，12－Φ38攻丝M16×15-6H攻丝11－M14×1.5-6H140攻螺纹各孔150磨2-Φ40孔160检验170入库以上工序过程看出基准变化，由于多次更换基准，增大了误差，而车2-Φ40时两孔的位置要求难以保证。平面加工时没排在铣槽前，也不妥。修改后的工艺路线如下：序号工序内容铸造时效涂底漆钳工划线10粗铣91下平面20以91下平面为基准30铣164左右保证164至要求40铣底平面164×9150以164×78底面为基准铣13×14端60精镗，半精镗2-Φ40H7为Φ39.5，2-Φ6270×Φ80钻俯视图上4-Φ（见C-C视图）钻2-Φ7两孔，扩Φ11成（B-B）钻Φ8钻4-M4-6H深8，回转9090钻6-Φ孔（左视图）钻4-Φ65-M14×Φ6深96，回转90100钻2-ΦΦ6孔（俯视图），回转90110钻6-Φ，Φ深6，回转90120钻主视图上各孔130攻各孔螺纹140150内磨：磨Φ40H成，保证1010.005，◎0.005，⊥160检验170入库由于生产类型加工中批量生产，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式为以通用及机床加工夹具为主。工艺计算考虑到工件的定位夹紧方案以及参考文献(1)表4.2-35及夹具结构设计问题,采用立铣.选择X52K立式铣床,选择直径为Φ160mm的参考文献(2)表3.1端铣刀.选择YG6硬质合金刀片.6.1粗铣91下平面,91上平面由于刀具与铣床已确定,故选择切削用量确定ap由于加工余量为4mm,故可一次走刀完成得ap=h=4mm查得fz=0.14～0.24mm/z取fz=/zT=180min由于do=160mmz=14查文献(2)表3-16得:Ut=77m/minn=154r/minuft=337mm/min由于各个修正系数查参考文献(2)表KK故uc=utkc=77×1.0=77m/minN=154××1.0=154r/minUf=uft×kut=337××1.0=337mm/min经查文献(1)表4.2-36得:Nc=150r/minufc=375mm/min故可得uc=由do=160mmz=14uf=375mm/min×故机床功率足够.工时计算tm=L/uf式中L=l+y+△由于l=96根据文献(2)表3.26对称安装铣刀y+s=23mmTm=∴×6.2粗铣`半精铣左右两侧面:由于铣床,铣刀可不变,铣削深度ap=h-1=2.5-1=由fz=0.14～0.24mm/z可取Fz=/z确定粗铣时的uc以及ufUc=98m/minufc=429mm/minn=195r/min(参考文献2表3.7)故实际值由于本工序加工功率小于前道工序功率所以机床的功率足够.故采用ap=,n=190r/minUfc=475mm/minUc=/minFzc=/z进行加工计算基本工时式中L=l+y+△由于l=96根据文献(2)表3.26对称安装铣刀y+s=23mmTm=∴t总=2tm×2=0.确定半精铣的铣削深度由文献(1)表2.3-21查得ap=1mm根据所选铣床以及刀具可取fz=/z切削速度uc,ufVc=98m/minn=195r/minvft=429mm/min故uc=98m/minn=195r/minuf=429mm/min得nc=235r/minufc=475mm/min由上可得其实际值为由于机床功率明显足够故可采用::计算基本时间由于L+Y+Y+=23mm故6.3粗铣底平面:所选刀具和铣床不变,确定其铣削深度∵ap=3mm由于加工余量小,所以可以一次走刀完成.初步选定每齿进给量fz=/zT=180min切削速度vc=86m/min每分钟进给量uft=378mm/minN=175r/minNc=190r/minvft=475mm/min由于所需功率比最大所需功率小所以铣床的功率是足够的计算基本工时其中L=L+Y+查文献(2)3.26得Y+=23mm故×14选用铣床为X52K,铣刀为YG6硬质合金刀片铣刀的直径为do=80mmz=10由于切削用量为13较大,则分为4次走刀加工Fz取/z根据文献(2)表2.36得刀具寿命T=180min由文献(2)表2.27得:m=0.35xv=0.15yv=0.32fv=0.2cv=245∴又由可得又查文献(1)42-37得由上可得实际值经校核机床功率足够计算基本工时其中L=l+y+=4mm故7.镗孔的计算精镗，半精镗2-Φ40H7为Φ39.5，2-Φ×Φ1TA20m型削头,功率选为2.0kw,选择专用夹具,游标卡尺.Φ40孔由文献(1)表2-3-10查得粗镗后孔的直径为Φ粗镗余量为:查文献(1)biao2.4-180取v=/s=24m/min取进给量f=/r查文献(3)表2.4-21的:取cfz=180xfz=1YFZ=0.75Nfz=0kFz=1则又Pm=FzV=1320××10-3×由于0.528<1.7故机床功率足够大.半精镗时加工余量为故.查文献(3)表2.4-180取v=/s=72m/min取f=/r则×Φ由于镗Φ62时Φ40同时加工粗镗余量为,故可分3次走刀完成则取f=/rN与前相同n=197r/min所以机床功率足够×Φ的槽粗镗余量故查文献(1)表2.4-180取v=/s=24m/min取进给量f横=/r则机床功率验证合格所以加工工时8.钻孔的计算考虑工件的定位夹紧方案,孔位置以及夹具结构设计问题,选用摇臂钻床Z3050,选用硬质合金锥柄麻花钻,锥柄扩孔复合钻,专用夹具.快换钻套,游标卡尺及塞规Φ孔d=5.8L=138h=57由于Φ孔能一次加工完成,则钻削余量为:即按机床实际取f=/r经查文献(3)表10-3取修正系数故(文献(3)表10-3)_其中则查文献[1]表4.2-12取n=1000r/min则实际切削速度机动时间φ7两孔、扩φ11、钻φ81、按已选的机床和刀具查文献（1）表3.1-6得D=7mmL=150mmN=69mmD=8mmL=156mm切深仍用硬质合金YG8钻头，查文献[3]得取f=/r查文献[3]表10-3得经校验机床功率够大查文献[1]表4.2-12按机床实际取n=630r/min则实际切削速度扩孔φ11查表10-22f=/r查表10-23刀具寿命t=1800min查表10-24修正系数参考文献[1]表4.2-12按机床实际取n=500则实际切削速度×11×500/1000＝/min按机床实际取查文献[1]表4.2-12,按机床实际取则实际切削速度则查文献[3]表10-3得:查文献[1]表4.2-12按机床实际取则实际切削速度其中孔查文献[3]表f=/r查文献[1]表4.2-12按机床实际取则实际切削速度机动时间钻4-φ6孔查文献[3]f=/r钻削量为故U××60=/minN=1000××查文献:〔1〕表2.4-12取n=1000r/minN实=1000××6/1000机动时间:Φ12孔:查文献〔1〕表2.18取f=/r有钻削余量可知V××60/minN=N=630r/min××630/1000=/min机动时间:钻盲孔故钻2-Φ由钻削余量可知U××60=/min则取文献〔1〕表2.4-12按机床实际取n=1000r/min机动时间:钻削余量可知×6×60=/min则查文献〔1〕表204-12按机床实际取n=1000r/min理则实际切削速度N实=1000××6/1000机动时间:钻盲孔取Φ查文献〔3〕表10-7取f=/r可知V××则N实=1000××14.5=803r/min由文献〔1〕表2.4-12按机床实际取n=630r/min××630/1000=/min机动时间:攻各螺纹孔T=30m=0.6y=0.9x=1.2又=4故则查文献〔1〕表4.2-12按机床实际取n=630r/min则实际切削速度v=加工的计算磨内孔2-Φ40考虑空Φ40的位置精度以及相对两侧平面的垂直度要求，故采用内圆磨床MZ11OA选取砂轮宽度20查文献（3）表14-129得工件回转时的圆周速度u为15—30可取u=20纵进给量校核功率由表14-123查得功率足够基本时间:(需双行程个数)双行程个数/分钟本次设计的夹具诶第60道工序-镗2-Φ40H7,2-Φ62.该夹具适用于ITA20镗床.这道工序所加工的孔均在前后平面上,且与前后平面垂直.按照基准重合原则,必须在前后表面和低平面加工后,以底平面定位而且底平面较大用其定位较可靠,容易实现,工件以底平面在夹具上定位,限制了三个自由度,其余三个自由度也必须限制.可镗模底座装上三个圆形销钉,此外在零件上表面加两块压板和连杆间用螺母拧紧,这样就限制螺纹工件六个自由度,这种方案定位可靠,夹紧也比较方便.本道工序的夹具因不需要回转,采用气动或液动夹紧,造价比较高,而产品为中批生产,选用手动夹紧,使夹具简单,操作方便.2-Φ40H孔及2-ΦΦ40两孔中心距为,与其有关夹具尺寸公差参考文献〔5〕表1-10-6,取工件公差的,即夹具两镗套的中心距尺寸公差为参考文献〔6〕表1-10-6,取衬套与夹具体模板的配合为H7/h6衬套与镗套的配合为H7/h6刀具与镗套入孔的配合为F8/h6由前面求得镗孔式镗套随镗杆一起转动,而且线速度超过20m/min.根据文献(7)P108可知,镗套必须选择回转式镗套中的滑动式镗套.镗套在镗模中的布置方式:由于加工孔Φ40的长度L=91,而孔径D=40,所以的长孔,具孔间距公差为要求比较高,查文献(7)表5-1得镗套的布置方式为双面前后导向,导向方式如下图:镗模支架与模底座分成两体,这样分体有利于铸造,时效处理,机械加工,装配和维修.镗模支架是保证镗孔位置精度尺寸精度的关键,由于本工序镗两平行孔位置精度要求比较高.所以本夹具可设计用一个镗模支架来支撑两平行镗套,从而保证镗孔时两孔的位置要求.镗模支架与镗模底座间采用螺栓紧固.镗模支架的典型结构和主要尺寸,由参考文献(7)5-4查出.镗模底座即镗模的夹具体,它要求承受连同工件在内的镗模全部重量和加工过程的切削力.这就要求底座的刚性要好,变形要小.底座的壁厚,由文献(7)表5-5可查得壁厚H=40mm,并合理布置加强筋,筋与筋之间的空间面积相等取100×100mm2,以便铸造并便铸造应力均匀.底座上应设置找正基面,以便于底座的加工,装配,检验,和镗模在机床上的找正安装.找正基面对底座的垂直度控制在内取.底座的上平面安装元件和装置的位置设置凸台表面,其凸出高度取3mm,以减少加工表面和刮研工作量,且上平面对底面保持平行.底座材料用灰铸铁HT200,毛坯铸造后经时效处理.因镗模精度要求较高,在粗加工后要进行第二次时效处理.根据工件尺寸查文献(7)表5-5得长度×宽度即L×B=370×234mm2具体尺寸如下图:镗杆结构及其设计参数

镗杆导向部分的结构对保证镗孔精度提高镗削速度都有重要意义,由于两平行孔2-Φ40的孔间距较小,即镗套内径必须选的小于镗孔直径镗杆直径选用由文献(7)表5-3查得可取d=30mm镗杆要求表面硬度高而内部有较好的韧性,本镗模中镗杆选用40Cr钢制造,淬火硬度为HRC55～60.结论进行了机械制造工艺的设计和夹具设计,在总体上使我的专业知识有了更深一步的积累.在这次的毕业设计中,我认真踏实的秉着勤奋求实严谨的态度,我感觉机械设计是工业设计的根本,设计出的成品必须以应用安全为先,其次才是实用,以及追求经济效益.从整体来看机械类设计的过程,这与企业管