閥體工藝工裝設(shè)計(jì)及部分零件的制作

/閥體工藝工裝設(shè)計(jì)及部分零件的制作【摘要】本文首先對(duì)閥體進(jìn)行了分析,畫(huà)出了零件的毛坯圖和零件圖。其次對(duì)零件進(jìn)行了工藝分析,設(shè)計(jì)出了工藝路線(xiàn)和填寫(xiě)了工序過(guò)程卡，并對(duì)其中一道工序的切削用量和工時(shí)額定的計(jì)算方法進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明了。再次對(duì)粗車(chē)內(nèi)孔這道工序進(jìn)行了夾具設(shè)計(jì)的可行性分析并最終確定，從而繪制出了夾具的裝配圖和所有零件的零件圖。最后寫(xiě)出了所設(shè)計(jì)的每個(gè)夾具零件的工藝過(guò)程，并利用金工車(chē)間的機(jī)床對(duì)其各個(gè)零件進(jìn)行了加工制作.【關(guān)鍵詞】閥體；加工工藝;夾具的設(shè)計(jì)制造目錄TOC\o”1-3”\ｈ\z\uＨYPERＬIＮK3零件的工藝設(shè)計(jì) PAＧERＥＦ_Tｏc22９56８086\h4HＹＰERＬINＫ3．２工藝規(guī)程設(shè)計(jì)?PAGEＲＥF_Toc２29５68088\ｈ５HYPERLINK\ｌ＂_Toｃ2２９5６80８9"3。２。1定位基準(zhǔn)的選擇 PAGEREＦ＿Toc22９5６８0８9\ｈ5HYＰEＲＬINK3。２.4加工工序設(shè)計(jì)?PAＧERＥF＿Toc22９568092\h7HYＰEＲLIＮＫ\l＂_Toｃ２２95６８０93"４專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)?ＰＡGEREF_Toc2２9568093＼ｈ14HYＰERLINK\l＂_Toc２29５６８０9４"4.1定位基準(zhǔn)的選擇 ２29568０9４\h14HＹPERLIＮK\l＂＿Toc229568095"４。2定位誤差的分析 ＰＡGEＲEF＿Tｏｃ２2956809５\h15ＨＹPERLＩＮK\l”＿Ｔｏc229568096”4。２。1銑側(cè)面?PAGERＥF＿Tｏc２295６8096\h15ＨYPERLINK\ｌ”_Tｏc２295６８097"4．３定位精度分析?ＰＡGEREF_Tｏc229568097\h1５HYPERLINK\ｌ”_Toc229５68０98”４。4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 PＡGEREＦ_Toc229５６8０9８\h１５HYPEＲLINK\ｌ”_Toc229568099”結(jié)論?PＡGEREF_Tｏc２２956８09９\ｈ１7ＨYPERLIＮK＼l”＿Ｔｏｃ229５68１00"致謝 ＰＡGEREＦ_Ｔｏｃ229５68１00\h１81前言１。１設(shè)計(jì)的目的和意義畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成了機(jī)械設(shè)計(jì)工藝學(xué)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)及大學(xué)其它課程后，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上的一個(gè)教育環(huán)節(jié),它要求學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及有關(guān)課程的理論和實(shí)踐知識(shí),進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和加床夾具的設(shè)計(jì)。其目的和意義在于：（1)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程(工程材料于熱處理、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差與技術(shù)測(cè)量、金屬切削機(jī)床、金屬切削原理與刀具等)的知識(shí),結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題，具備設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。(２)能根據(jù)一個(gè)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的原理和方法,學(xué)會(huì)擬訂夾具設(shè)計(jì)方案,完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。（3）培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。（4）進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能.1.２設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容本次設(shè)計(jì)要求編制一個(gè)復(fù)雜程度零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，按教師指定的任務(wù)設(shè)計(jì)其中的幾道工序的專(zhuān)用夾具,并撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。學(xué)生在教師指導(dǎo)下，按任務(wù)書(shū)的規(guī)定,認(rèn)真的、有計(jì)劃的按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待自己所作的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果。注意理論于實(shí)踐的結(jié)合,以使整個(gè)設(shè)計(jì)在技術(shù)上是最先進(jìn)的，在經(jīng)濟(jì)上是合理的，在生產(chǎn)上是可行的.具體內(nèi)容如下：（1)確定生產(chǎn)類(lèi)型（一般為中批或大批生產(chǎn))，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。（2）選擇毛坯種類(lèi)及制造方法，繪制毛坯圖（零件—毛坯合圖）.（3）擬訂零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備(刀具、夾具、量具、輔具），確定各工序切削用量及工序尺寸,計(jì)算某一代表工序的工時(shí)定額。（4)填寫(xiě)工藝文件:工藝過(guò)程卡片(或工藝卡片)、工序卡片（也可視工作量大小只填部分主要工序的工序卡片）。（5）設(shè)計(jì)指定工序的專(zhuān)用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖.（６）撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。2零件的工藝分析2。1零件的作用該閥體零件是通過(guò)三個(gè)Φ35㎜的孔與其它物體連接,在側(cè)面孔上安裝一個(gè)閥門(mén),可以利用閥門(mén)的大小來(lái)控制液體流量,或與其它物體連接進(jìn)行工作.2.2零件的工藝分析閥體共有上、下、側(cè)三個(gè)面，其中每一個(gè)面都要與其它物體連接.最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是精基準(zhǔn)I、L面，這時(shí)的定位夾緊方案為：用一定位銷(xiāo)插入Φ35㎜孔內(nèi)限制二個(gè)自由度，在用活動(dòng)壓板壓住底板來(lái)限制其余的四個(gè)自由度。由參考文獻(xiàn)【２】中有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。3零件的工藝設(shè)計(jì)3。1確定毛坯根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。由參考文獻(xiàn)【1】，該種鑄件的尺寸公差等級(jí)CT為8~10級(jí)，加工余量等級(jí)MA為G級(jí)。故取CT為10級(jí)，ＭＡ為G級(jí)。由參考文獻(xiàn)【１】表2-4，用查表法確定各表面的總余量如圖3－1所示.表3—1各加工表面總余量加工表面基本尺寸(㎜)加工余量等級(jí)加工余量數(shù)值（㎜）說(shuō)明Ｈ面１20H4頂面I面114H4頂面J面90H３頂面Ｋ面90G３底面L面１14G4底面M面１２0G4底面N面15４G4側(cè)面I、L面2－Φ35㎜孔35H3側(cè)面Ｉ、L面2—Φ2５㎜孔2５Ｈ3Ｎ面Φ35㎜孔3５H3由參考文獻(xiàn)【１】表２—5，可得鑄件主要尺寸的公差,如表３-2所示。表3-２主要毛坯尺寸級(jí)公差(㎜)主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差ＣＴH面1２04１24０.３235內(nèi)圓面13５2.537.50.24Ｉ面１14４1180.28J面9０3。5９3．50。28Φ２5內(nèi)圓面１２5２。52７。５0.１6８Φ25內(nèi)圓面2２5２.527.50.168K面903。5９３。５０．28Φ3５內(nèi)圓面２３52．５37。50．2４L面11441180.２8M面１20４1240。3２Ｎ面154415８0.3２Φ3５側(cè)面內(nèi)圓面１３52．5３7.５０。243.2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)３．2．1定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇:精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題.當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求,選擇閥體零件的重要孔（即Φ３５㎜孔)的毛坯孔與閥體內(nèi)壁作粗基準(zhǔn)：第一，在保證各加工面均用加工與來(lái)那個(gè)的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻;第二，裝入閥體內(nèi)的零件與閥體內(nèi)壁由足夠的間隙；此外還應(yīng)保證定位準(zhǔn)確、加進(jìn)可靠.最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是精基準(zhǔn)I、L面，這時(shí)的定位夾緊方案為:用一定位銷(xiāo)插入Φ35㎜孔內(nèi)限制二個(gè)自由度,在用活動(dòng)壓板壓住底板來(lái)限制其余的四個(gè)自由度,這種方案適用于中、大批生產(chǎn),故方案可行.3。2。２制訂工藝路線(xiàn)根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下：初步擬訂加工工藝路線(xiàn)如下:工序1:車(chē)上表面及臺(tái)階端面工序２：車(chē)下表面及臺(tái)階端面工序3:銑側(cè)面工序4：鉆上表面4－Φ1１㎜孔，擴(kuò)Φ２5㎜孔工序5：锪Φ3５㎜孔工序6：鉆下表面4-Φ1１㎜孔,擴(kuò)Φ2５㎜孔工序7：锪Φ3５㎜孔工序8:鉆側(cè)面2-Φ11㎜孔工序9：擴(kuò)側(cè)面Φ3５㎜孔由于在設(shè)計(jì)銑床家具時(shí)需要用下表面上Φ1１㎜孔插入菱形銷(xiāo)來(lái)定位，故銑側(cè)面這道工序應(yīng)安排在鉆孔完成后進(jìn)行,所以修改后的方案如下:工序1：車(chē)上表面及臺(tái)階端面工序２：車(chē)下表面及臺(tái)階端面工序3:鉆上表面4-Φ１1㎜孔,擴(kuò)Φ2５㎜孔工序4：锪Φ３5㎜孔工序5：鉆下表面4－Φ1１㎜孔,擴(kuò)Φ２5㎜孔工序6：锪Φ３5㎜孔工序7：銑側(cè)面工序8：鉆側(cè)面2－Φ1１㎜孔工序9：擴(kuò)側(cè)面Φ３5㎜孔以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片。３。２.３選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類(lèi)型為中、大批生產(chǎn),故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主,輔以少量專(zhuān)用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專(zhuān)用機(jī)床為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線(xiàn)。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。車(chē)上表面及臺(tái)階端面。選擇Ｃ6２０—1車(chē)床（參考文獻(xiàn)【２】表4—3)，選擇正方形刀片結(jié)構(gòu)的端面車(chē)刀，專(zhuān)用夾具和游標(biāo)卡尺。車(chē)下表面及臺(tái)階端面。選擇C６２0—１車(chē)床(參考文獻(xiàn)【2】表４—3），選擇正方形刀片結(jié)構(gòu)的端面車(chē)刀,專(zhuān)用夾具和游標(biāo)卡尺。鉆上表面4—Φ11㎜孔，擴(kuò)Φ２5㎜孔。選用鉆床Ｚ５２5(參考文獻(xiàn)【２】表４-5），選用直柄麻花鉆（參考文獻(xiàn)【２】表5—6),直柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆，選用專(zhuān)用夾具、快換夾頭、游標(biāo)卡尺及塞規(guī)。锪Φ35㎜孔。選用Ｃ365L轉(zhuǎn)塔車(chē)床（參考文獻(xiàn)【2】表４—6）,選用90度Φ35㎜锪鉆、游標(biāo)卡尺及塞規(guī).鉆下表面4-Φ1１㎜孔,擴(kuò)Φ25㎜孔。選用鉆床Z525(參考文獻(xiàn)【2】表4—5),選用直柄麻花鉆（參考文獻(xiàn)【2】表5-6)，直柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆，選用專(zhuān)用夾具、快換夾頭、游標(biāo)卡尺及塞規(guī)。锪Φ35㎜孔.選用C3６5L轉(zhuǎn)塔車(chē)床(參考文獻(xiàn)【2】表4—6)，選用90度Φ35㎜锪鉆、游標(biāo)卡尺及塞規(guī)。銑側(cè)面。選擇Ｘ53T銑床(參考文獻(xiàn)【2】表4-16)，選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀(參考文獻(xiàn)【２】表５-33），選用專(zhuān)用夾具、游標(biāo)卡尺。鉆側(cè)面2-Φ11㎜孔.選用鉆床Ｚ５２５(參考文獻(xiàn)【２】表4—5),選用直柄麻花鉆（參考文獻(xiàn)【２】表5-6），選用專(zhuān)用夾具、游標(biāo)卡尺及塞規(guī)。擴(kuò)側(cè)面Φ3５㎜孔.選用鉆床Z5２５（參考文獻(xiàn)【2】表4－5），直柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆，選用專(zhuān)用夾具、游標(biāo)卡尺及塞規(guī).３.2.4加工工序設(shè)計(jì)工序1：車(chē)上表面及臺(tái)階端面（1）車(chē)Φ5０㎜上表面１）確定切削深度：由于粗加工余量?jī)H為4㎜，可在二次走刀內(nèi)完成，故＝2㎜2)確定進(jìn)給量ｆ:根據(jù)參考文獻(xiàn)【３】，當(dāng)?shù)稐U尺寸為㎜，≦３㎜以及工件直徑為50㎜時(shí)，f＝０.4~0。5按照C６２0—1車(chē)床說(shuō)明書(shū)取f＝０。43）計(jì)算切削速度:按參考文獻(xiàn)【3】表1。27,切削速度的計(jì)算公式為(壽命選T＝60min）4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表4—３，取機(jī)床轉(zhuǎn)速為4０0r/min則實(shí)際切削速度５)計(jì)算切削工時(shí)：(2）車(chē)Φ100㎜上表面１)確定切削深度：=2㎜２)確定進(jìn)給量f:根據(jù)參考文獻(xiàn)【3】,當(dāng)?shù)稐U尺寸為㎜,≦3㎜以及工件直徑為１０0㎜時(shí),f=０.6～0。9按照C62０—1車(chē)床說(shuō)明書(shū)取f＝0．73）計(jì)算切削速度:按參考文獻(xiàn)【3】表1。2７,切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T＝60ｍin）4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表4—3，取機(jī)床轉(zhuǎn)速為１85r／min則實(shí)際切削速度5)校驗(yàn)機(jī)床功率:主切削力按參考文獻(xiàn)【3】表1。29所示計(jì)算公式計(jì)算切削時(shí)消耗功率為由參考文獻(xiàn)【3】表1．3０中C62０—1機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知，C62０－１機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率為７。8KW，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為18５ｒ／ｍｉn,主軸傳遞的最大功率為5。9KW,數(shù)以機(jī)床功率足夠，可以正常加工.6）校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力=456。4N，徑向切削力按參考文獻(xiàn)【３】表１．29所示公式計(jì)算軸向切削力取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)了承受的最大縱向力為3５3０Ｎ，故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。7）計(jì)算切削工時(shí):工序2：車(chē)下表面及臺(tái)階端面（１）車(chē)Φ50㎜上表面1)確定切削深度:由于粗加工余量?jī)H為4㎜，可在二次走刀內(nèi)完成，故=２㎜2）確定進(jìn)給量f:根據(jù)參考文獻(xiàn)【３】，當(dāng)?shù)稐U尺寸為㎜,≦3㎜以及工件直徑為50㎜時(shí),ｆ＝０。4～０。5按照C6２0-1車(chē)床說(shuō)明書(shū)?。?0。４3）計(jì)算切削速度:按參考文獻(xiàn)【３】表1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=60min）４）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表４-３,取機(jī)床轉(zhuǎn)速為400ｒ／min則實(shí)際切削速度5）計(jì)算切削工時(shí)：(2)車(chē)Φ１００㎜上表面1）確定切削深度：=2㎜2）確定進(jìn)給量f：根據(jù)參考文獻(xiàn)【3】,當(dāng)?shù)稐U尺寸為㎜，≦3㎜以及工件直徑為1０0㎜時(shí),f＝0。６～0．9按照C620-1車(chē)床說(shuō)明書(shū)取f＝0．73）計(jì)算切削速度：按參考文獻(xiàn)【3】表1．27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T＝60ｍin）4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表4—3，取機(jī)床轉(zhuǎn)速為１8５r／min則實(shí)際切削速度5）計(jì)算切削工時(shí)：工序3：鉆上表面4—Φ11㎜孔，擴(kuò)Φ25㎜孔(1)鉆上表面4-Φ1１㎜孔1）確定進(jìn)給量f：根據(jù)參考文獻(xiàn)【3】表２.7，當(dāng)鑄鐵時(shí)，f=０．52~0．64mm/ｒ根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū),取f＝０．3６mm/r。２)計(jì)算切削速度:根據(jù)參考文獻(xiàn)【3】表２.15,查得切削速度v=14m/mｉn∴根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=392ｒ／mｉn，故實(shí)際的切削速度為3)計(jì)算切削工時(shí):ｌ＝1１㎜以上為鉆一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序的機(jī)動(dòng)時(shí)間為（2)，擴(kuò)Φ25㎜孔１）確定進(jìn)給量f:根據(jù)參考文獻(xiàn)【３】表2．7，當(dāng)鑄鐵時(shí),f＝0。0。７８~0．０.96mm/r根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取ｆ=0.62ｍm／r.２)計(jì)算切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)【3】表２.1５，查得切削速度v=1５m/ｍｉn∴根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū),取=19５r/min，故實(shí)際的切削速度為3）計(jì)算切削工時(shí)：l=10㎜工序4：锪Φ35㎜孔(1)確定進(jìn)給量f：根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔的,故,按機(jī)床取ｆ=０．２8mm/r2）計(jì)算切削速度:按機(jī)床選?。?4r/min,所以實(shí)際的切削速度3）計(jì)算切削工時(shí):l=１5㎜工序7：銑側(cè)面（1)確定進(jìn)給量f:根據(jù)參考文獻(xiàn)【3】表３．3，（２）計(jì)算切削速度:根據(jù)切削時(shí)切削速度公式為(3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：按機(jī)床選取=18r/miｎ，所以實(shí)際的切削速度當(dāng)=18r/min，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取=４0m／min（4）計(jì)算切削工時(shí):根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表７-７,切削基本時(shí)間為4專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度,通訊行需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具.經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師的指導(dǎo),決定設(shè)計(jì)第7道工序—銑側(cè)面的銑床夾具。該夾具將用于X５3立式銑床，刀具為高速鋼鑲齒三面刃銑刀,對(duì)共建的側(cè)面進(jìn)行加工；第８道工序—鉆側(cè)面2—Φ11的孔，該夾具用于Ｚ５25立式鉆床。4。1定位基準(zhǔn)的選擇(1）由零件圖可知，銑側(cè)面可以讓側(cè)面朝上，用心軸和一個(gè)菱形銷(xiāo)定位安裝在夾具體上,在工件下方用一輔助支承來(lái)避免因銑削力而使工件彎曲的情況。（2）鉆側(cè)面2—Φ1１的孔，可以采用銑側(cè)面的定位加緊方案.(3）切削力及夾緊力的計(jì)算.刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀,Φ２25mｍ,ｚ＝2０，則式中:=65０,=３.１mm，=1．0mm，=0。０８mm,=0。7２，=40ｍm（在加工面的近似值）=0.8６,＝225mｍ，＝0．86，0，z=２0,所以計(jì)算切削里時(shí)，必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)式中—-基本安全系數(shù)，１．５;——加工性質(zhì)系數(shù)，1。