K480-阀体零件机械加工工艺工装夹具设计【粗精车M面】【最大直径105】参考素材
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粗精车M面
最大直径105
K480
阀体
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粗精车
最大
直径
105
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一. 零件的分析阀体零件是连接件,它是连接整台机器的中枢器，所以,阀体零件的加工质量对整台机器的精度,性能和使用寿命都有着直接的影响。该零件加工内容及要求如下:1 48H8，44，34H8，20，51，五个孔为同一轴线，加工时，为方便加工，故将48H8，44，34H8，于B面一起加工。然后在掉头装夹，H面与N面时，加工20，51。故加工要保证他们的同轴度。2 62，52之间的圆锥面和56于105，45的夹角，于H面N面一起加工，装夹应保证整个零件同轴度。3 M36x2螺纹，1.4x1槽及B面。孔与48H8孔的垂度为0.03。加工此部分时，用专用车夹具。来保证零件的加工效率及精度。二. 工艺规程设计 确定毛胚的制造形式 根据零件的生产纲领为1500件/年，生产类型为中批生产，查机械制造工艺设计简明手册p407,表2.1-3，得毛胚的铸造方法选用砂型机器造型，又由于阀体零件的内腔及4-14mm孔4-M6螺纹，故应安放型芯。又根据零件的材料为ZL101A，零件的加工特点，故选精铸。为消除余应力，铸造后安排人工时效处理。 确定毛胚的余量 查机械制造工艺设计简明手册p411,表2.1-6，得毛胚的制造方法及其工艺特点，IT精度为11-12,毛胚尺寸公差为0.05-0.15。 查机械制造工艺设计简明手册p471,表2.3-6得工件加工余量等级，压力铸造尺寸公差等级CT:5-7级，加工余量等级MA：E级。 查机械制造工艺设计简明手册p466,表2.3-5得各加工表面总余量。加工表面基本尺寸/mm加工余量等级加工余量数值说明B面57x57D1.5顶面降1级，双侧加工H面3E0.9底面降1级，双侧加工(取下行数)N面15E1.5底面降1级，双侧加工(取下行数)F面15E1.5侧面降1级，单侧加工(取上行数)M面M36x2E1.5侧面降1级，单侧加工(取上行数)48H848D1孔降1级，双侧加工444434H834H820205151故得出主要毛胚量的尺寸:主要尺寸零件尺寸总余量毛胚尺寸B面57X57上表面1.578.9H面3上表面0.9N面105圆上下表面1.518F面1.5M面M36x2的端面1.57048H8481+14644444234H834H832202018515149 基面的选择粗基准的选择 根据粗基准的选择原则，及加工零件的实际情况。将105外圆面和N面做粗基准。用经处理过三爪自定心卡盘定位及夹紧，来加工B面和48H8，44，34H8三个 孔。 精基准的选择根据精基准的选择原则，零件48H8，44，34H8三个孔与20，51是同一抽线，B面和N面是平行面。所以将B面做精基准，用四爪来定位和夹紧加工20，51两个孔和N面，H面,F面。 制定工艺线路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。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降，故制定以下工艺路线方案。工序号工序内容工序1时效处理工序2划线工序3粗精车B面，34H8，44，48H8，三个内孔工序4粗精车H面，N面，F面，及20，51两个内孔工序5钻4-14孔工序6钻 铰4-M6螺纹底孔工序7粗精车M面，23内孔，切1.4X1槽，M36x2螺纹工序8攻4-M6螺纹工序9检测 确定切削用量根据零件的材料为ZL101A，零件为中批量生产，为提高生产效率，选用YG6硬质合金车刀。零件为精铸。计算项目计算及说明结 果工序3：加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速工序4：加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速工序7：加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速加工要求：1）确定进给量f2）确定主轴转速加工要求：粗精车B面，表面粗糙度为3.2um, ap=1.5mm。机床：CA6140刀具：YG6硬质合金端面车刀。根据教材，P392当刀杆尺寸为16mm25mm,ap3mm以及工件直径为77.5mm时，f=0.60.8mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车：f=0.66 mm/r，精车：f=0.61 mm/r根据粗车：ap=1mm，精车：ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车： Vc=80m/min， 精车：Vc=92m/min故粗车：n=1000Vc/d。=1000x80/3.14x78.4=324.97r/min精车：n=1000Vc/d。=1000x92/3.14x77.4=378.544r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车：n=320r/min 精车：n=400r/min粗精内孔34H8，表粗糙度为3.2um，ap=2mm。机床：CA6140 刀具：YG6硬质合金内孔车刀，根据教材，P393内孔车刀直径为25mm，ap=2mm，f=0.250.5 mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车：f=0.48 mm/r，精车：f=0.41 mm/r根据粗车：ap=1.5mm, 精车：ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车：Vc =87m/min 精车：Vc=100m/min故粗车：n=1000Vc/d。=1000x87/3.14x34 =814.91 r/min 精车：n=1000Vc/d。=1000x100/3.14x35.5=897.1r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车：n=800r/min 精车：n=900r/min粗精内孔44，表粗糙度为6.3um，ap=2mm。机床：CA6140 刀具：YG6硬质合金内孔车刀根据教材，P393内孔车刀直径为30mm ap=2mm时，f=0.40.7mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车：f=0.66 mm/r，精车：f=0.51 mm/r根据粗车：ap=1.5mm, 精车：ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车：Vc =75m/min 精车：Vc=92m/min故粗车：n=1000Vc/d。=1000x75/3.14x44 =542.85 r/min精车：n=1000Vc/d。=1000x92/3.14x45.5=643.94r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车：n=560r/min 精车：n=680r/min粗精内孔48H8，表粗糙度为3.2um，ap=2mm机床：CA6140 刀具：YG6硬质合金内孔车刀根据教材，P393内孔车刀直径为30mm ap=2mm时，f=0.40.7mm/r 根据CA6140车床的进给量取粗车：f=0.66 mm/r，精车：f=0.51 mm/r根据粗车：ap=1.5mm, 精车：ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车：Vc =75m/min 精车：Vc=92m/min故粗车：n=1000Vc/d。=1000x75/3.14x46 =519.25r/min精车：n=1000Vc/d。=1000x92/3.14x47.5=616.83r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车：n=500r/min 精车：n=620r/min精车H面，表面粗糙度为6.3um, ap=0.9mm。机床：CA6140刀具：YG6硬质合金端面车刀。根据教材，P392当刀杆尺寸为16mm25mm,ap3mm以及工件直径为 56mm，f=0.60.8mm/r根据CA6140车床的进给量取f=0.61 mm/r根据ap=0.9mm查机械加工工艺师手册表27-25得Vc =92m/min 故：n=1000Vc/d。=1000x92/3.14x56.9 =514r/min根据CA6140车床的主轴转速取n=500r/min粗精车N面，表面粗糙度为6.3um, ap=1.5mm。机床：CA6140刀具：YG6硬质合金端面车刀。根据教材，P392当刀杆尺寸为16mm25mm,ap3mm以及工件直径为 105mm，f=0.81.2mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车：f=0.91mm/r，精车：f=0.81 mm/r根据粗车：ap=1mm, 精车：ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车：Vc =60m/min 精车：Vc=73m/min故粗车：n=1000Vc/d。=1000x60/3.14x105 =181.98 r/min精车：n=1000Vc/d。=1000x73/3.14x105=221.41r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车：n=200r/min 精车：n=250r/min粗精车F面，表面粗糙度为6.3um, ap=1.5mm。机床：CA6140刀具：YG6硬质合金端面车刀。根据教材，P392当刀杆尺寸为16mm25mm,ap3mm以及工件直径为 105mm，f=0.81.2mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车：f=0.91mm/r，精车：f=0.81 mm/r根据粗车：ap=1mm, 精车：ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车：Vc =60m/min 精车：Vc=73m/min故粗车：n=1000Vc/d。=1000x60/3.14x105 =181.98 r/min精车：n=1000Vc/d。=1000x73/3.14x105=221.41r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车：n=200r/min 精车：n=250r/min粗精内孔20，表粗糙度为12.5um，ap=2mm。机床：CA6140 刀具：YG6硬质合金内孔车刀根据教材，P393内孔车刀直径为16mm，ap=2mm，f=0.10.2mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车：f=0.2 mm/r，精车：f=0.16 mm/r根据粗车：ap=1.5mm, 精车：ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车：Vc =108m/min 精车：Vc=123m/min故粗车：n=1000Vc/d。=1000x108/3.14x18 =1910.8 r/min精车：n=1000Vc/d。=1000x123/3.14x19.5=2008.8r/min根据CA6140车床的主轴转速以及实际生产情况取粗车：n=320r/min 精车：n=400r/min 粗精内孔51，表粗糙度为6.3um，ap=2mm。机床：CA6140 刀具：YG6硬质合金内孔车刀根据教材，P393内孔车刀直径为30mm，ap=2mm，f=0.40.7mm/r， 根据CA6140车床的进给量取粗车：f=0.66 mm/r，精车：f=0.51mm/r根据粗车：ap=1.5mm, 精车：ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车：Vc =75m/min 精车：Vc=92m/min故粗车：n=1000Vc/d。=1000x75/3.14x49 =487.46 r/min精车：n=1000Vc/d。=1000x92/3.14x50.5=580r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车：n=450r/min 精车：n=560r/min粗精车M面，表面粗糙度为3.2um, ap=1.5mm。机床：CA6140刀具：YG6硬质合金端面车刀。根据教材，P392当刀杆尺寸为16mm25mm,ap3mm以及工件直径为38mm时，f=0.40.5mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车：f=0.48 mm/r，精车：f=0.41 mm/r根据粗车：ap=1mm，精车：ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车： Vc=92m/min， 精车：Vc=100m/min故粗车：n=1000Vc/d。=1000x92/3.14x38=771r/min精车：n=1000Vc/d。=1000x100/3.14x38=838r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车：n=710r/min 精车：n=900r/min粗精内孔23，表粗糙度为3.6um，ap=2mm。机床：CA6140 刀具：YG6硬质合金内孔车刀根据教材，P393内孔车刀直径为16mm，ap=2mm，f=0.10.2mm/r 根据CA6140车床的进给量取粗车：f=0.2mm/r，精车：f=0.16 mm/r根据粗车：ap=1.5mm, 精车：ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车：Vc =118m/min 精车：Vc=123m/min故粗车：n=1000Vc/d。=1000x118/3.14x21 =1789.8 r/min精车：n=1000Vc/d。=1000x123/3.14x22.5=1756.5r/min根据CA6140车床的主轴转速以及实际生产情况取粗车：n=320r/min 精车：n=400r/min粗精M36x2螺纹大径， ap=2mm。机床：CA6140 刀具：YG6硬质合金外圆车刀根据教材，P392当刀杆尺寸为16mm25mm,ap3mm以及工件直径为 38mm，f=0.40.5mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车：f=0.48mm/r，精车：f=0.41 mm/r根据粗车：ap=1.5mm, 精车：ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车：Vc =87m/min 精车：Vc=100m/min故粗车：n=1000Vc/d。=1000x87/3.14x38 =729.13 r/min精车：n=1000Vc/d。=1000x100/3.14x36.5=872.52r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车：n=710r/min 精车：n=900r/min切1.4x1退刀槽，ap=1.4mm机床：CA6140 刀具：W18Cr4V高速钢切槽刀根据教材，P394附表4，工件直径36mm时，f=0.160.19mm/r根据CA6140车床的进给量取f=0.18mm/r，根据ap=1.4mm, 查机械加工工艺师手册表27-20得Vc =67m/min 故粗车：n=1000Vc/d。=1000x67/3.14x36 =592r/min根据CA6140车床的主轴转速取n=560r/min粗精车M36x2螺纹，ap=2mm机床：CA6140 刀具：硬质合金60螺纹刀根据CA6140车床的车削螺纹时的进给量取f=1mm/r， 根据粗车：ap=0.2mm,走刀次数i=9精车：ap=0.2mm,走刀次数i=2车螺纹是切削速度就是进给量，所以Vc=2m/min故粗车：n=1000Vc/d。=1000x2/3.14x36 =17.69r/min精车：n=1000Vc/d。=1000x2/3.14x34.2 =18.62r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车：n=16r/min 精车：n=20r/min钻 铰4-M6螺纹底孔 钻4-14孔时，均为手动进给。钻床转速取460r/min1粗车：n=320r/min精车：n=400r/min粗车：n=800r/min精车：n=900r/min粗车：n=560r/min精车：n=680r/min粗车：n=500r/min精车：n=620r/min粗车：n=500r/min粗车：n=200r/min精车：n=250r/min粗车：n=200r/min精车：n=250r/min粗车：n=320r/min精车：n=400r/min粗车：n=450r/min精车：n=560r/min粗车：n=710r/min精车：n=900r/min粗车：n=320r/min精车：n=400r/min粗车：n=710r/min精车：n=900r/minn=560r/min粗车：n=16r/min精车：n=20r/min三. 专用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,通常需要用专用夹具.经过老师的考虑提高难度,决定设计第七道工序中的粗精车M面，23内孔，切1.4X1槽，M36x2螺纹，还要保证23内孔的轴线线与48H8内孔的轴心线的垂直度0.03。23内孔的轴线线与B面的尺寸公差为,M面与48H8内孔的轴心线的距离为 (一) 设计主旨本夹具主要用来粗精车M面，23内孔，切1.4X1槽，M36x2螺纹,主要考虑提高生产率,降低劳动强度,还要保证其精度误差。(二) 夹具设计1. 定位基面的选择由零件图可知，23内孔的轴线线与48H8内孔的轴心线的垂直度0.03。23内孔的轴线线与B面的尺寸公差为, M面与48H8内孔的轴心线的距离为,所以,将B面做为基准面。 定位方法的选择由零件图，及加工部的要求可知，零件是在车床上加工，故选用角铁式机床夹具。定位方法选用一面两销定位，将B面做基准面，B面处限制3个自由度，48H8内孔处用一个长轴定位，限制2个自由度，选4-M6螺纹底孔的一个孔做为工艺孔，用棱形销在此处定位，限制一个自由度。零件的夹紧，选用螺旋夹紧，将48H8处的定位长轴做成螺杆。用来夹紧零件，并用连接角铁和工件，夹紧处，用开口垫片，方便工件的拆卸。(三) 夹紧力和切削力计算 夹紧力与切削力计算 机床在车M36x2螺纹的时候力最大。所以查机械加工工艺师手册表17-12 表17-13表17-10得= =580.36N所以FK=FCK FK=FCK=580.361.21.21.21.01.31.01.0=1303.7N查机械加工工艺师手册表17-30得M10的螺纹用120mm的扳手在45N的作用下，夹紧力为3500N 所以夹紧力大于切削力。(四) 平衡块的计算对角铁式结构不对称的车床夹具，设计时应采取平衡措施，以减少由离心力产生的振动和主轴轴承的磨损。离心力Fj的计算公式为 Fj=0.01mjR(n*n)式中 mj-工件和夹具不平衡部分的合成质量（kg）； R-工件和夹具不平衡部分的合成质量中心至回转中心的距离（m）； n-主轴转速（r/min）。由离心力引起的力矩Mj为 Mj=FjL平衡块引起的离心力Fp(N)为 Fp=0.01mpr(n*n) 式中 mp-平衡块的质量 r-平衡块中心至回转中心的距离（m）由Fp引起的力矩Mp为 Mp= Fpl在综合考虑径向位置和轴向位置平衡的情况下，满足平衡关系式 Mp=Mj即 0.01mjR(n*n)L=0.01mpr(n*n)l化简后得 Mp=mjRL/rl =4.47KG为了弥补估算法的误差，平衡块上应开有环形槽或径向槽，以便夹具装配时调整其位置。(五) 车夹具的加工误差定位误差D 由于B面是工序基准,又是定位基准,所以B为零.工件在夹具上定位时.定位基准与限位基准是重合的,基准位移误差y也为零，因此，尺寸的定位误差D等于零。夹具误差J 夹具误差为限位基面与23内孔的轴线线的距离误差，即夹具总图上尺寸的公差-0.013，以及限位基面相对安装基面A ，B的平行度，垂直度误差0.01mm。夹具的安装误差AA=X1max+X2max过渡盘与车床主轴的配合为莫氏锥度配合，所以X1max=0夹具体与过渡盘的配合尺寸为150H6/js5,查表：150H6为， 150js6为,所以： X2max=0.022+0.007=0.029mm故 A=0.029加工方法误差G车床夹具的加工方法误差，如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力大小等因素。一般取 G=k/3=0.1/3=0.033mm所以夹具的总加工误差为=0.09精度储备 Jc=(0.1-0.09)=0.01mm所以符合零件精度。四.毕业设计心得体会四周的毕业设计结束了，当我
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