畢業(yè)設(shè)計（論文）-閥體零件的加工工藝及夾具設(shè)計（全套圖紙三維）

1、.蝶閥閥體的工藝工裝設(shè)計目 錄摘要4緒論61、零件的分析.71.1、零件的作用71.2、零件的技術(shù)要求.72、確定毛坯、畫毛坯零件合圖.122.1、確定毛胚的制造形式及材料.122.2、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.132.3、選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具133、工藝規(guī)程設(shè)計.173.1、定位基準(zhǔn)的選擇.173.2、定位元件. .173.3、切削力及夾緊力的計算. 183.4 加工工序設(shè)計194、鏜孔夾具的設(shè)計.204.1定位基準(zhǔn)的選擇.204.2切削力的計算與夾緊力分析.204.3夾緊元件及動力裝置確定.214.4定位銷及夾具體設(shè)計.224.5夾具精度分析.235、鉆孔夾具的設(shè)計.2

2、05.1定位基準(zhǔn)的選擇.205.2切削力的計算與夾緊力分析.205.3夾緊元件及動力裝置確定.215.4夾緊裝置的設(shè)計.225.5夾具操作的簡要說明.23小結(jié).24致謝.25參考文獻(xiàn)26摘 要在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。關(guān)鍵詞：工序，工位，工步，加工余

3、量，定位方案，夾緊力全套圖紙，加153893706AbstractEnable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the

4、 craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and spe

5、ed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.Keywords：The process, worker one,

6、worker's step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp strength緒 論加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識。獨(dú)立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件（閥門閥體）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會，為

7、未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)機(jī)車和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問題，設(shè)計了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。1、零件的分析1.1、零件的作用：題目所給的零件是閥門閥體。閥門閥體是在一定條件下，能使液壓泵卸荷的閥。 閥體通常是一個帶二位二通閥(常為電磁閥)的溢流閥

8、,功能是不卸荷時用作設(shè)定系統(tǒng)(油泵)主壓力,當(dāng)卸荷狀態(tài)時(靠二位二通閥動作轉(zhuǎn)換)壓力油直接反回油箱,系統(tǒng)壓力為0.值以實(shí)現(xiàn)一些回路控制和提高油泵壽命,減少功耗.在回路中屬于并入回路的。減壓閥用于調(diào)整執(zhí)行元件所需壓力,是串聯(lián)在回路中的，一般不能互換使用。閥體的主要作用是連通不同介質(zhì)的連通作用，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)之間的流通。1.2、零件的工藝分析：（1）以50.8中心孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：兩側(cè)端面216面的銑削加工； 的孔加工，的斜孔加工，64H10的斜孔加工，兩側(cè)端面上的11.9×7.9凹槽加工。其中兩側(cè)面有表面粗糙度要求為，64H10孔的表面粗糙度要求。（2）以中間孔中

9、心的孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：226端面銑削加工，25.4孔的加工。以及端面上11.9×7.9凹槽加工。以下是該閥門閥體的零件圖。 閥體主剖視圖閥體左視圖 閥體局部剖視圖2、確定毛坯、畫毛坯零件合圖2.1、確定毛坯的制造形式及材料：“閥體”零件材料采用304鑄造件制造。閥體材料為ZG 1Cr18Ni9Ti，硬度HB為170241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。由于零件尺寸不大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此我們采用鑄造的形式，從而提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。2.2、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定：2.2.1、頂面和底面的加工余量根據(jù)工序要求，頂面和底面加工分粗、精

10、銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表7-23。其余量值規(guī)定為2.73.5mm，現(xiàn)取3mm。 表7-27粗銑平面時厚度偏差取-0.28mm。精銑：參照實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表7-24。其余量值規(guī)定為0.81.0mm，現(xiàn)取1mm。鑄造毛坯的基本尺寸為371.3+3+3+1=378.3mm。根據(jù)實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2-5，鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.6mm。 毛坯的名義尺寸為：371.3+3+3+1=378.3mm 毛坯最小尺寸為：378.3-0.8=367.5mm 毛坯最大尺寸為：378.3+0.8=379.1mm 粗銑后最大尺寸為：371.3

11、+1+1=373.3mm 粗銑后最小尺寸為：373.3-0.28=372.1mm 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即371.3mm。2.2.2、50.8孔的加工余量，根據(jù)工序要求，該孔的加工分為粗鏜、精鏜兩個工序完成，各工序余量如下：粗鏜：參照實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表7-13，其余量值為2.0mm;精鏜：參照實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表7-13，其余量值為0.3mm。鑄件毛坯的基本尺寸分別為：毛坯基本尺寸為50.8-2-1-0.3=47.5根據(jù)實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2-5，鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.1mm。毛坯名義尺寸為50.8-2-1-0.3=47.5；毛坯最大尺寸為

12、47.5+0.55=48.05；毛坯最小尺寸為47.5-0.55=46.95；粗鏜工序尺寸為46.95；精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即50.8 2.2.3、64孔的公差0+0.12根據(jù)工序要求，側(cè)面孔的加工分為粗鏜、半精鏜、精鏜三個工序完成，各工序余量如下：粗鏜：參照實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表7-13，其余量值為2.0mm；半精鏜：參照實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表7-13，其余量值為1.3mm；精鏜：參照實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表7-13，其余量值為0.3mm。鑄件毛坯的基本尺寸分別為：毛坯基本尺寸為64-2-1.3-0.3=60.4mm；根據(jù)實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2-5，鑄件尺寸公差等級選

13、用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.1mm。毛坯名義尺寸為64-2-1.3-0.3=60.4mm；毛坯最大尺寸為60.4mm+0.55=60.95mm；毛坯最小尺寸為60.4mm-0.55=59.95mm；粗鏜工序尺寸為61.3mm；半精鏜工序尺寸為62mm；精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即64 0+0.12mm。3、工藝規(guī)程設(shè)計3.1、定位基準(zhǔn)的選擇：3.1.1、粗基準(zhǔn)的選擇：粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：A、保證各重要支承孔的加工余量均勻；B、保證閥體的內(nèi)壁有一定的間隙。為了滿足上述要求，應(yīng)選擇閥體的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以閥體箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面

14、最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。3.1.2、精基準(zhǔn)的選擇：從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證閥體箱體在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從閥體箱體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則

15、可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是閥體箱體的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c閥體箱體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。3.2、制定工藝路線對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。閥體體加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的四個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到閥體體加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循先面后孔的原則。先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系。因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完

16、成。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段后分散進(jìn)行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%1.1%蘇打及0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將閥體加工工藝路線確定如下：工序1：毛坯制造。工序2：對毛坯進(jìn)行時效處理，確定并在毛坯上畫出各孔的位置。工

17、序3：粗銑和精銑上頂面即226面，保證尺寸42到位。工序4：鉆226大端面上的10個25.4的工藝孔。工序5：粗鏜兩側(cè)端面斜孔2-50.8。工序6：粗鏜和精鏜斜孔2-64H10，保證16寬度尺寸到位。工序7：銑兩側(cè)端面216和104端面，保證尺寸371.3和7.9到位。工序8：銑兩側(cè)端面上的2處11.9×7.9凹槽。工序9：銑頂面上的11.9×7.9凹槽。工序10：鉆兩側(cè)端面216上的16-25.4孔。工序11：清洗加工零件。工序12：檢查零件。3.3、選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加

18、專用夾具為主，專用機(jī)床為輔的流水生產(chǎn)線。工件在機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。銑削平面時，由于該加工對象均有加工表面?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用立銑，選用X5032（參考文獻(xiàn)1表3.1-73）。選擇直徑D為400mm的C類可轉(zhuǎn)位面銑刀（參考文獻(xiàn)1表4.4-40）、專用夾具和游標(biāo)卡尺。 鏜各主要孔系時均采用臥式雙面組合鏜床，選擇功率為1.5KW的1TA20鏜削頭（參考文獻(xiàn)1表3.2-44）.選擇鏜通孔的鏜刀、精鏜刀、專用夾具、游標(biāo)卡尺。 臥式鏜床選用T613式鏜床，及鏜刀YG3X。鉆削各表面孔系時，選用搖臂鉆床Z3050（參考文獻(xiàn)1表3.1-30），選用錐柄麻花

19、鉆，專用夾具、快換夾頭、游標(biāo)卡尺和塞規(guī)。 3.4 確定切削用量及基本工時工序3：粗、精銑上平面機(jī)床：銑床X5032刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)（1）粗銑銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表2.4-73，取銑削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表2.4-81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時間：（2）精銑銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表2.4-73，取銑削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀

20、具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時間： 本工序機(jī)動時間工序4: 鉆頂面10個工藝孔機(jī)床：Z3050組合鉆床刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀（1）鉆定位孔切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表2.4-39，取切削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-41，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機(jī)動時間：（2）擴(kuò)定位孔切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表2.4-52，擴(kuò)盲孔取切削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-53，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機(jī)動時間：工序5：粗鏜50.8、精鏜64H10機(jī)床：T613臥

21、式鏜床刀具：硬質(zhì)合金鋼刀具YG3X（1） 粗、精鏜孔粗鏜孔切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量切削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-66，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度： 工作臺每分鐘進(jìn)給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機(jī)動時間：精鏜孔切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)切削深度，再參照文獻(xiàn)7表2.4-66。因此確定進(jìn)給量切削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-66，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度：工作臺每分鐘進(jìn)給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機(jī)動時間：（2）粗鏜 孔粗鏜 孔切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表2.4-6

22、6，刀桿伸出長度取200mm，切削深度為。因此確定進(jìn)給量切削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-66，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度： 工作臺每分鐘進(jìn)給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機(jī)動時間：4、鏜側(cè)邊斜孔夾具的設(shè)計在本夾具主要用來粗、精鏜，的孔。這些孔表面粗糙度要求Ra。并作為左右端面垂直度的基準(zhǔn)，其質(zhì)量直接影響洗左右端面的精度。因此在本道工序加工時主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。4.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知兩側(cè)和分別在同一軸線上，并且此軸線分別于地面成5度的斜角。由于在鏜孔之前上平面已經(jīng)進(jìn)行了銑削加工，所以選

23、擇上平面即大端面226為定位基準(zhǔn)面，10個25.4孔也已經(jīng)加工，選擇對角兩個孔作為定位銷孔，則兩對角25.4孔為定位孔。4.2定位元件的設(shè)計本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進(jìn)行設(shè)計。由加工工藝孔工序簡圖可計算出兩工藝孔中心距。由于兩工藝孔有位置度公差，所以取其尺寸公差為。所以兩工藝孔的中心距為 ，而兩工藝孔尺寸為。根據(jù)文獻(xiàn)16削邊銷與圓柱銷的設(shè)計計算過程如下：圖1 定位元件示意圖（1）確定兩定位銷中心距尺寸及其偏差 = （2）確定圓柱銷直徑及其公差 （基準(zhǔn)孔最小直徑） 取f7 所以圓柱銷尺寸為 （3）削

24、邊銷的寬度b和B （由機(jī)床夾具設(shè)計手冊） （4）削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙 其中： 基準(zhǔn)孔最小直徑 圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙（5）削邊銷直徑及其公差 按定位銷一般經(jīng)濟(jì)制造精度，其直徑公差帶為，則削邊銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為 。4.3切削力及夾緊力的計算 由于三種大小的孔切削力各不相同，因此選擇最大孔的切削力為標(biāo)準(zhǔn)。鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)18查表可得：圓周切削分力公式： 式（3.1）式中 式（3.2）查表得： 取 由表可得參數(shù)： 即：同理：徑向切削分力公式 ： 式（3.3）式中參數(shù)： 即：軸向切削分力公式 ： 式（3.4）式中參數(shù)： 即：根據(jù)工件受力切削力

25、、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： 式（3.5）安全系數(shù)K可按下式計算： 式（3.6）式中：為各種因素的安全系數(shù)，見簡明機(jī)床夾具設(shè)計手冊表，可得： 所以，由式（3.5）有： 4.4鏜套與襯套的設(shè)計根據(jù)工藝要求此鏜孔夾具為鏜斜孔的50.8和64孔，所以本次采用的鏜套為60×45，鏜套用襯套選用75×45。選用鏜套如圖所示:鏜套其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：表1 鏜套基本結(jié)構(gòu)參數(shù)dHD公稱尺寸允差604575-0.012-0.0279085182540403襯套選用鏜套

26、用襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 襯套其機(jī)構(gòu)參數(shù)如下表：表2鏜套用襯套結(jié)構(gòu)參數(shù)dHDC 公稱尺寸允差公稱尺寸允差75+0.02204585+0.039+0.020314.5夾緊元件及動力裝置確定根據(jù)設(shè)計要求保證夾具一定的先進(jìn)性且夾緊力并不是很大，所以采取螺旋夾緊裝置。工件在夾具體上安裝后，通過推動移動壓板將工件夾緊。整個壓緊裝置大致圖如下：閥體鏜孔夾具夾緊裝置4.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明鏜孔的夾具，裝卸工件時，通過定位軸將工件的工藝孔放入兩個定位銷中，保證工件的定位，然后將移動壓板轉(zhuǎn)移到工件上方，通過壓板，將工件夾緊，然后鏜桿引導(dǎo)可以對工件進(jìn)行加工，加工完成后仍然通過將工件取走。 鏜孔夾具裝配圖5、 鉆孔夾具設(shè)計本夾具主要用來鉆兩側(cè)面216端面上的共16-25.4孔，所考慮的要確定定位基準(zhǔn)面和定位基準(zhǔn)中心，鉆孔要考慮使用鉆套，夾緊裝置要考慮用手