制造課程設計-設計“閥腔”零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備

機械制造技術基礎課程設計說明書設計題目：設計“閥腔”零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計者：王嵩班級：機械0805學號：0401080515指導老師：武美萍江南大學2011年7月6日目錄TOC\o"1-5"\h\z機械制造技術基礎課程設計任務書3\o"CurrentDocument"零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定.4\o"CurrentDocument"選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖5.\o"CurrentDocument"選擇加工方法，定制工藝路線6\o"CurrentDocument"工序設計7.\o"CurrentDocument"確定切削用量及基本時間9\o"CurrentDocument"夾具體設計11\o"CurrentDocument"設計小結(jié)1.2.\o"CurrentDocument"參考文獻1.3.\o"CurrentDocument"附錄14江南大學機械制造技術基礎課程設計任務書題目：閥腔加工工藝規(guī)程及工藝裝備TOC\o"1-5"\h\z內(nèi)容：1.零件圖張1毛坯圖張1機械加工工藝過程卡片張1機械加工工序卡片張2夾具裝配圖張1\o"CurrentDocument"7.課程設計說明書份1每日一班原始資料：該零件圖樣，Q=20臺/年，n=1件/臺,每日一班江南大學2011-07-06零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定零件的作用題目做給的零件是容積式壓縮機用閥腔。容積式壓縮機是通過壓縮腔的內(nèi)部容積縮小來提高氣體或蒸氣壓力的壓縮機。閥腔即為壓縮機內(nèi)部控制氣流的閥門的主要零件。3 * 1 3 * 1 S 2.零件的工藝分析HDP L1 21[0..I侍詐也費令nim-群梆』作財機m廿年靴：.技*務由：?好史，曾作卷國］?耳有也眇?應冒5、施鼠?孔5 I1番T用奸IM村址5.#4:C'TOt-K-通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的師徒正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。該零件屬于箱體類零件，其大多數(shù)內(nèi)腔不需要機加工，只需鑄造成型即可，而上下表面有粗糙度要求，左側(cè)有三個孔有精度要求和形位公差，這些需要機加工，還有就是一些無法鑄造出來的孔需要鉆出來，由于大多數(shù)孔無粗糙度要求，因此加工方便。圖中只有110的沉孔有形位公差，加工較為復雜，其余加工都不成問題。應該說，這個零件加工性較好。3.零件的生產(chǎn)類型Q=20件/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率o和廢品率階別取10%和1%。代入公式(2-1)得該零件的生產(chǎn)綱領N=20x1x(1+10%)x(1+1%)=2222件/年零件是壓縮機上的閥腔，質(zhì)量為15Kg，查表2-1可知其屬于輕型零件，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖選擇毛坯該零件材料為QT450-10。為球墨鑄鐵，且零件年產(chǎn)量為2222件，屬于批量生產(chǎn)，且零件尺寸不是很大，因此采用鑄模成型，且使用砂型鑄造里面的機器造型。確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差求最大輪廓尺寸根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，長335.5mm，寬198mm，高85mm，故最大輪廓尺寸為140mm。選取公差等級CT由表5-1，鑄造方法按機器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級范圍8~12級，取10級。求鑄件尺寸公差根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，由表5-3查得，公差帶相對于基本尺寸對稱分布。求機械加工余量等級由表5-5,砂型鑄造、鑄件材料按球墨鑄鐵，得機械加工余量等級范圍E~F級，取F級。求RMA對所有加工表面取同一個熟知，由表5-4查最大輪廓尺寸為335mm、機械加工余量等級為F級，的RMA數(shù)值為2.5mm。求毛坯基本尺寸上下面屬雙側(cè)加工，四個孔屬于內(nèi)腔加工，具體公式由5-1、5-2、5-3給出，這里不做具體計算，求得得結(jié)果如下表項目上下面11016520凸臺公差等級CT101010101010加工面基本尺寸851101652016.5鑄件尺寸公差3.23.63.23.22.42.4機加工余量等級FFFFFFRMA2.52.52.52.52.52.5毛坯基本尺寸91.6103.293.458.413.428.53.設計毛坯圖見附錄選擇加工方法，定制工藝路線定位基準的選擇本零件是箱體類零件，遵循“先面后孔、先粗后精”的原則，在加工上下表面的時候應互為基準，直至加工到所要精度。而擴中間孔的時候基準應為下表面、凸臺孔和已經(jīng)鑄造好的76mm的孔。最后擴孔和攻絲的時候應為其他面和孔已加工好，基準可以任意選取。零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有平面、內(nèi)孔、圓槽等，材料為球墨鑄鐵。以公差等級和表面粗糙度要求，參考指南有關資料，其加工方法選擇如下。上下表面上表面粗糙度要求為Ra6.3um，需要粗銑和半精銑，下表面粗糙度要求為Ra1.6um，需要粗銑、半精銑和精銑。110165的孔已經(jīng)先行鑄好，只需要擴，但是孔徑太大，沒有合適的擴孔鉆，，若使用鏜孔則工件偏心較大，不合適轉(zhuǎn)動，因此使用數(shù)控銑來進行擴孔，數(shù)控精度高，也比較好控制表面粗糙度。(3)20的孔表面粗糙度要求為Ra6.3um，只要進行擴孔即可。(4)剩余10個螺紋孔因沒有精度要求，只要進行鉆孔和攻絲即可。制定工藝路線工序I：以上表面為基準粗銑下表面。工序II：以下表面為基準粗銑和半精銑上表面。工序III：以上表面為基準半精銑和精銑下表面。工序IV:在數(shù)控銑床上以下表面、和凸臺孔為基準粗銑和半精銑110的孔，粗銑、半精銑和精銑65和1的孔。工序V:以上表面和擴完的孔為基準，數(shù)控粗銑和半精銑底面環(huán)槽。工序VI：以下表面和凸臺孔為基準，擴20的孔。工序VII：以下表面和凸臺孔為基準，鉆10個螺紋孔。工序VIII：以下表面和凸臺孔為基準，擴4個底面孔。工序IX：以底面孔為基準锪平臺工序X：以螺紋孔為基準進行攻絲。工序XI：鉗工去毛刺。工序XII：終檢。工序設計選擇加工設備和工藝裝備(1)選擇機床根據(jù)不同的工序選擇機床工序I、II、III是粗銑、半精銑和精銑。各工序工部差不多，成批生產(chǎn)不需要很高的生產(chǎn)率，故選用立式銑床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大,精度要求不是很高，選用X52K立式銑床即可。工序IV、V為數(shù)控銑擴孔和銑環(huán)槽，精度要求較高，加工難度較大,因此選用XK8132數(shù)控銑床。工序VI、VII、VIII為鉆孔和擴孔，精度不高，數(shù)量也不是很大，因此選用Z525立式鉆床即可。選擇夾具本零件除銑平面、去毛刺使用通用夾具外，其他各工序使用專用夾具。選擇刀具在立式銑床上西平面一般選用三面刃銑刀，因為有平面精度較高，所以選擇鑲齒三面刃銑刀，因為銑削的平面較大，因此使用直徑為250mm的大銑刀。在數(shù)控銑床銑內(nèi)圓柱表面是應使用圓柱銑刀，由于需要銑削的內(nèi)圓柱最小為65mm。因此選用D為50的圓柱銑刀。在銑底面環(huán)槽時，因為精度不是很高，只要一次加工，而且槽寬為7.5mm，因此選用直徑為4.0的整體硬質(zhì)合金直柄立銑刀。其余鉆孔、擴孔和攻絲因精度不高，只需根據(jù)直徑找到合適的刀具即可。選擇量具本零件為中批量生產(chǎn)，一般盡可能采用通用量具。在銑上下表面時，最后所要的尺寸公差較大，使用游標卡尺即可測量，因此銑面時量具使用游標卡尺。在數(shù)控銑擴孔時，其所要精度要求較高，使用普通的游標卡尺無法滿足要求，根據(jù)表5-109使用三牙鎖緊式圓柱塞規(guī)。其他加工環(huán)槽和鉆擴孔的精度要求都不是很高，使用普通游標卡尺測量即可。確定工序尺寸(1)確定圓孔的工序尺寸本零件個圓孔表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度/^m粗半精精粗半精精粗半精精110的孔4.82_108+0.5411O0.220_12.56.3_1的孔3.62197^0.220990.087010O0.05406.33.21.665的孔3.6216》0.190640.074065^0.04606.33.21.620的孔3.82_1&0.2702O-0.110_12.56.3(2)確定高度方向工序尺寸確定兩加工面的工序加工余量如下表工序加工表面總加工余量工序加工余量I下3.31.8II上3.33.32.3III下3.33.30.5確定工序尺寸：根據(jù)每步加工余量、表面粗糙度和經(jīng)濟精度以及偏差入體原則來求得每步的工序尺寸。加工余量為1.8，粗糙度為6.3,精度IT13，所以得11=89.800弭加工余量為2.3,粗糙度為12.5,精度IT13,所以得L21=87.500加工余量為1,粗糙度為6.3,精度IT11，所以得L22=86.500.22加工余量為1,粗糙度為3.2,精度IT11，所以得L31=85.50022加工余量為0.5，粗糙度為1.6,精度IT7，所以得L32=8500.035確定切削用量及基本時間切削用量包括背吃刀量、進給量和切削速度。確定順序是先確定、,再確定。由于大多數(shù)步驟書上都可以查到，這里不一一列舉，這里只拿工序IV的數(shù)控銑擴孔來說明。本工序為數(shù)控銑擴孔，所選刀具為硬質(zhì)合金圓柱形銑刀。銑刀直御=50mm，寬度L=50mm，齒數(shù)z=8。1.粗銑確定每齒進給量。根據(jù)表5-146，用YG6圓柱銑刀粗銑鑄鐵，銑床功率7.5kW,工藝剛性為中等，查得每齒進給量=0.14~0.24mm/z。現(xiàn)取=0.15mm/z。選擇銑刀磨鈍標準及耐用度。根據(jù)表5-149硬質(zhì)合金鋼圓柱銑刀直徑小于80mm，耐用度=180。確定切削速度根據(jù)表2-17中公式計算：式中，=640,=0.42,=12,④校驗機床功率=58,=L0,=3.6,=8,=0.37,=0.23,=0.15，=3.6,=111.6/10X111.6=^50~==0.15x8x710==0.8,=0.9,=1.0。114.88X1.8610符合條件。⑤基本時間205+345+315852=0.19'=°.4,=8,=LO。710/852/=0,=12,=114.88=0.211.01=61=0.14,0.9,半精銑確定每齒進給量。根據(jù)表5-146，用YG6圓柱銑刀粗銑鑄鐵，銑床功率7.5kW,工藝剛性為中等，查得每齒進給量=0.14~0.24mm/z。現(xiàn)取=0.15mm/z。選擇銑刀磨鈍標準及耐用度。根據(jù)表5-149硬質(zhì)合金鋼圓柱銑刀直徑小于80mm，耐用度=180。式中，=640,=0.42, =12,確定切削速度根據(jù)表式中，=640,=0.42, =12,0.14,0.37,=0.23,=0.19,=0.4,0.14,:0.15,=2,=8,=1.0。=141.2/10X141.210X141.2 ,=9/x50=0.15x8x9=1080/校驗機床功率=58， =1.0,=2，=58， =1.0,=2， =8,=0.8, =0.9,=1.0。0，=12， =0.9,=67.6267.62x2.35-~100.16符合條件。⑤基本時間67.62x2.35-~100.16符合條件。⑤基本時間3.精銑205+345+31510800.8=48確定每齒進給量。根據(jù)表5-146，用YG6圓柱銑刀粗銑鑄鐵，銑床功率7.5kW,工藝剛性為中等，查得每齒進給量=0.04~0.075mm/z?，F(xiàn)取=0.05mm/z。選擇銑刀磨鈍標準及耐用度。根據(jù)表5-149硬質(zhì)合金鋼圓柱銑刀直徑小于80mm，耐用度=180。確定切削速度根據(jù)表2-17中公式計算：式中，=640,=0.37,=0.23,=0.19,=0.4,=0.14,=0.42,=12,=0.05,=1,=8,=1.0。=174.6/10X174.610X174.6^5011TOC\o"1-5"\h\z=0.05x8X11=440/校驗機床功率=58,=1.0,=0.8,=0.9,=0,=12,=0.9,=1,=8,=1.0。=14.8―10―100.043符合條件。基本時間205+315

-440-205+315

-440-1.18=71夾具體設計本夾具是工序IV用數(shù)控銑床銑擴孔的專用夾具。相關說明如下：定位方案工件是以底面凸緣上的13.mm的孔作為定位基準，采用一面兩銷的定位方案。在左上側(cè)的孔用圓柱銷定位，在其對角孔中利用菱形銷或者削邊銷定位，在已經(jīng)加工好的底面上用精度較高的平面定位，組成一面兩銷定位。其中平面限制3個自由度，圓柱銷限制2個自由度，削邊銷限制一個自由度。夾緊機構根據(jù)生產(chǎn)率的要求該零件生產(chǎn)批量較高，且在數(shù)控機床上加工，需要較高的效率，以求節(jié)省時間。因此普通的機械式或者手動式夾緊機構不符合要求。由于整個銑削過程中切削力不是很大，且方向基本為水平，已經(jīng)被兩個定位銷定位了，所以銑削力可以忽略不計。因此適合使用氣動夾緊機構，方便、動作迅速且比較潔凈，夾緊力也不是很大，不會損傷到工件。對刀裝置因為是數(shù)控銑床，刀具由程序控制，因此不需要對刀裝置。（4）夾具與機床連接元件采用標準定位鍵固定在夾具體底面同一直線的鍵槽中，并保證定位鍵寬度與機床工作臺丁形槽相匹配的要求。（5）夾具體定位板與夾具體用螺釘連接，定位銷在定位板上，定位板裝在夾具體上后應先進行磨削，保證平面度和精度要求，定位銷與定位板之間要保持垂直度要求。（6）使用說明安裝工件時，按下放氣按鈕，氣缸不充氣，手抓在彈簧的作用下打開，然后將工件從上到下安放在夾具體中，主要是要將定位銷對齊，然后將底面緊靠定位板，然后按下充氣按鈕，氣缸活塞運動帶動滑塊使手抓夾緊工件。然后銑床開始工作。松開時仍然是按放氣按鈕便可使手抓松開，然后由下到上取出工件即可。（7）結(jié)構特點該夾具最主要的特點就是操作方便，只需按按鈕即可，但是可能機械方面結(jié)構稍顯復雜，不過為大批零件加工，省時是最重要的。由于采用了氣動夾緊，精度較高，且與機床可以一起進行機電控制。設計小結(jié)經(jīng)過了兩周的課程設計，感覺自己收獲頗豐。首先是進一步將強了對機械制造的認識，懂得了編制工藝規(guī)程的全過程，也深知這整個過程的不易。然后便是在整個設計過程并不是一帆風順的，有的時候雖然向前走了，但是會后退去解決以前沒有解決的問題，不過在這個過程中確實能夠?qū)栴}有更深的理解。最后便是非常感謝老師細心的指導，哪怕對于我們很細小的問題也耐心解答，沒有老師的指導我們也不能學習到如此之多的知識。八?參考文獻略九.附錄1.數(shù)控程序G01X26.639X27.435Y20.919%G03X27.435Y20.919I-27.435J-20.919G71O01Z-41.(F:\ProEWorkplace\class_design\class_design_2011_2\op010.ncl.1)X-26.639(07/08/11-:24:56)G03X-32.742Y7.083I26.639J-20.312N10T1M06G01X32.742S710M03G02X32.931Y-6.146I-32.742J-7.083GX170.5Y0.G01X-32.931G43Z20.H01G03X-27.328Y-19.375I32.931J6.146Z0.G01X27.328Z20.G01X-7.693G01Z-2.1F850.X-11.749G01X-7.693Y-32.604G01X31.882Z-71.X7.693G01X38.062G03X27.328Y-19.375I-7.693J32.604X-38.062G01X-27.328G03X-37.877Y-7.937I38.062J-7.G02X-32.931Y-6.146I27.328J19.375G01X37.877G01X32.931G03X32.743Y7.083I-32.931J6.146G01X31.215G01X-32.742X-31.215G01X26.639G01X8.245Z-73.Z-11.X-26.639X7.693G01X32.74