畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果材料-水壓閥閥體加工工藝設(shè)計(jì)

PAGE臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成果材料（2009屆）題目水壓閥閥體加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)單位嘉興晨人一信儀表有限公司實(shí)習(xí)崗位加工中心專業(yè)班級(jí)數(shù)控0632學(xué)生姓名鄒國(guó)杰指導(dǎo)教師林康09年5月目錄摘要 1關(guān)鍵詞 1引言 11設(shè)計(jì)任務(wù)分析 12零件分析 22.1零件的作用 22.2零件的工藝分析 22.3工藝處理 33工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 33.1毛坯的選擇 33.2零件的加工工藝 43．3制定工藝路線 43.4刀具設(shè)置 53.5加工零件余量和工序尺寸 53．6確定切削用量及基本工時(shí) 63.6加工程序 74專用夾具選用 125總結(jié) 13致謝 14參考文獻(xiàn) 15臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGE4臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGE1水壓閥閥體加工工藝設(shè)計(jì)臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院數(shù)控0632班鄒國(guó)杰摘要:本次設(shè)計(jì)是對(duì)閥體零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程涉及零件分析、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)等，在分析零件工藝性的基礎(chǔ)上，詳細(xì)敘述了加工余量、切削用量的確定，并編寫(xiě)了相應(yīng)的數(shù)控加工程序。關(guān)鍵詞：水壓閥、加工工藝、專用夾具引言制造業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，其增加值約占我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的40%以上，而先進(jìn)的制造技術(shù)是振興制造業(yè)系統(tǒng)工程的重要組成部分。21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)、不斷取得新突破的世紀(jì)，它是數(shù)控技術(shù)全面發(fā)展的時(shí)代。數(shù)控機(jī)床代表一個(gè)民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，制造技術(shù)和自動(dòng)化水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。數(shù)控車(chē)床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車(chē)床主要用于加工軸類、盤(pán)類等回轉(zhuǎn)體零件。通過(guò)數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車(chē)槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。車(chē)削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。1設(shè)計(jì)任務(wù)分析本次設(shè)計(jì)任務(wù)是通過(guò)對(duì)閥體工藝及夾具設(shè)計(jì)有關(guān)課程的知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，設(shè)計(jì)閥體加工工藝及專用夾具。主要是對(duì)零件進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)工藝規(guī)程、制定工藝路線、繪制零件圖、編制工藝文件，獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題，熟悉機(jī)床與刀具的選用，提高自身識(shí)圖制圖的能力并能熟練地運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)，快速查表得到所需的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的了解。2零件分析2.1零件的作用題目給出的零件是壓力閥。壓力閥主要作用是能夠?qū)毫δ苓M(jìn)行調(diào)節(jié)作用。它能通過(guò)內(nèi)部的調(diào)節(jié)裝置對(duì)水的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制以至達(dá)到壓力調(diào)節(jié)作用。圖1閥體2.2零件的工藝分析首先要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度、批量、毛坯形狀和熱處理要求等，以便確定該零件是否適合在數(shù)控機(jī)床上加工，或適合在哪種數(shù)控機(jī)床上加工。同時(shí)要明確加工的內(nèi)容和要求,這項(xiàng)工作的內(nèi)容包括：對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容和要求；確定加工方案；選擇適合的數(shù)控機(jī)床；選擇或設(shè)計(jì)刀具和夾具；確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。這一工作要求編程人員能夠?qū)α慵D樣的技術(shù)特性、幾何形狀、尺寸及工藝要求進(jìn)行分析，并結(jié)合數(shù)控機(jī)床使用的基礎(chǔ)知識(shí)，如數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能、數(shù)控系統(tǒng)的功能等，確定加工方法和加工路線。分析零件圖樣和工藝要求的目的，是為了確定加工方法、制定加工計(jì)劃，以及確認(rèn)與生產(chǎn)組織有關(guān)的問(wèn)題，此步驟的內(nèi)容包括：1）確定該零件應(yīng)安排在哪類或哪臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行加工。2）采用何種裝夾具或何種裝卡位方法。3）確定采用何種刀具或采用多少把刀進(jìn)行加工。4）確定加工路線，即選擇對(duì)刀點(diǎn)、程序起點(diǎn)（又稱加工起點(diǎn)，加工起點(diǎn)常與對(duì)刀點(diǎn)重合）、走刀路線、程序終點(diǎn)（程序終點(diǎn)常與程序起點(diǎn)重合）。5）確定切削深度和寬度、進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速等切削參數(shù)。6）確定加工過(guò)程中是否需要提供冷卻液、是否需要換刀、何時(shí)換刀等。2.3工藝處理在分析零件圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行工藝分析，確定零件的加工方法（如采用的工夾具、裝夾定位方法等）、加工路線（如對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)、進(jìn)給路線）及切削用量（如主軸轉(zhuǎn)速f、進(jìn)給速度v和背吃刀量ap等）等工藝參數(shù)。數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，而數(shù)控編程就是將數(shù)控加工工藝內(nèi)容程序化。制定數(shù)控加工工藝時(shí)，要合理地選擇加工方案，確定加工順序、加工路線、裝夾方式、刀具及切削參數(shù)等；同時(shí)還要考慮所用數(shù)控機(jī)床的指令功能，充分發(fā)揮機(jī)床的效能；盡量縮短加工路線，正確地選擇對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)，減少換刀次數(shù)，并使數(shù)值計(jì)算方便；合理選取起刀點(diǎn)、切入點(diǎn)和切入方式，保證切入過(guò)程平穩(wěn)；避免刀具與非加工面的干涉，保證加工過(guò)程安全可靠等。3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1毛坯的選擇該毛坯為鑄件已經(jīng)基本成形，只要在通過(guò)粗車(chē)半精車(chē)進(jìn)行零件加工，該零件的材料為銅。圖3.13.2零件的加工工藝1）、毛坯的選擇：由所附的零件圖可知，該零件的材料為銅。根據(jù)實(shí)際情況，確定件1毛坯。2）、選擇機(jī)床設(shè)備：根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床和加工中心即可達(dá)到要求。故選用CAK6136/750數(shù)控車(chē)床ROBODRILL-FUNAK加工中心3）、工藝分析：由圖所示可知，該毛胚是鑄件，因而要加工的余量并不多。從結(jié)構(gòu)上看，該零件由內(nèi)孔、槽、通孔組成，結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，很適合在數(shù)控車(chē)削加工。從尺寸精度上看，閥體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)加工精度要求較高，都需要達(dá)到RA1.6，所以需仔細(xì)對(duì)刀和認(rèn)真調(diào)整機(jī)床。此外由于此零件上有斜孔，這就需要有專門(mén)的夾具來(lái)進(jìn)行鉆孔，既可減小編程工作量，又可提高效率。此外，該零件尺寸標(biāo)注均完整，且尺寸標(biāo)注有利于定位基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)的統(tǒng)一，便于編程加工。3．3制定工藝路線根據(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，槽及孔的加工方法如下：工藝路線方案：1鑄造銅的毛坯鑄造2熱處理3車(chē)采用直接三爪卡盤(pán)夾緊，夾外圓φ47，粗車(chē)外圓右端面φ47、φ42，余量為0.2mm。精車(chē)寬度為2.9的鍵槽粗車(chē)錐槽余量為0.2mm精車(chē)端面保證粗糙度1.64鉆用定位刀向零件的四個(gè)孔進(jìn)行定位用φ5的鉆頭直接鉆四個(gè)通孔5總檢6入庫(kù)3.4刀具設(shè)置1）93度菱形外圓車(chē)刀2）切槽刀3）鉆頭4）定位鉆頭5）Ф5mm鉆頭 3.5加工零件余量和工序尺寸根據(jù)以上資料及路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：閥蓋的材料為銅，硬度為190-210HB，毛坯重量為3Kg,生產(chǎn)類型為中批量，鑄件毛坯，又由<<機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)>>（以下稱〈〈工藝手冊(cè)〉〉表1.3-1查得毛坯的制造方法采用殼模鑄造級(jí)，表2.2-4查得加工余量等級(jí)為G級(jí)，選取尺寸公差等級(jí)為CT10。1、閥體加工余量及公差（Ф42mm、Ф47mm端面）查《工藝手冊(cè)》表2.2-4取Ф42mm、Ф47mm端面長(zhǎng)度余量為0.5mm(均為雙邊加工)。車(chē)削加工余量為：粗車(chē)2mm2、內(nèi)的加工余量及公差查《工藝手冊(cè)》表2.2-4、車(chē)削加工余量為：1）粗車(chē)：2mm2）精車(chē)：0.5mm3、其他尺寸及外觀由鑄造所得。3．6確定切削用量及基本工時(shí)加工條件工藝要求：孔徑d=5mm,孔深l=20mm,通孔，用乳化液冷卻。機(jī)床：加工中心刀具：高速鋼麻花鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑do=5mm,鉆頭幾何形狀為：由《切削手冊(cè)》表2.1及表2.2選修磨橫刃，β=28oαo=10o2Φ=118o2Φ1=70obε=3.5mmb=2mml=4mm(2)切削用量1)決定進(jìn)給量f按加工要求決定進(jìn)給量根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.7，當(dāng)鑄銅的強(qiáng)度бb200HBSdo=6mm時(shí)，f=0.70~0.86mm/r。由于L/d=30/18=1.67<3,故取修正系數(shù)K=1，所以f=(0.70~0.86)x1=(0.70~0.86)mm/r。按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量根據(jù)表2.8，當(dāng)бb=190MPa,do=6mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.6mm/r。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為11760N（鉆床允許的軸向力為15696N（見(jiàn)《工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-14）時(shí)，進(jìn)給量按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量根據(jù)表2.9，當(dāng)бb210MPa,do6mm,為1.5mm/r。從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=0.70~0.86mm/r，根據(jù)鉆床說(shuō)明書(shū)，選f=0.80mm/r（見(jiàn)《工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-16），又由《切削手冊(cè)》表2.19可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f=0.80mm/rdo<=21mm時(shí)，軸向力Ff=7260N軸向力的修正系數(shù)為1.0，故Ff=7260N根據(jù)Z535鉆床說(shuō)明書(shū)，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=15696N，由于Ff<Fmax,故f=0.80mm/r可以用。決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命由《切削手冊(cè)》表2.12，當(dāng)do<=18mm時(shí)，鉆頭后刀面最大磨鈍量取為（0.5~0.8）mm,壽命T=60min。決定切削速度由《切削手冊(cè)》表2.15可知f=0.80mm/r時(shí)，雙修磨橫刃的鉆頭，do=18mm時(shí)，Vt=17m/min，切削速度的修正系數(shù)由《切削手冊(cè)》表2.31可知Ktv=1.0Kmv=1.0KTv=1.0Klv=0.85，所以V=VtxKv=17x1.0x1.0x1.0x0.85=14.4m/min所以==255r/min，根據(jù)Z535鉆床說(shuō)明書(shū),可考慮選擇nc=275r/min(見(jiàn)《工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-15)。4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.21，當(dāng)f<=0.8mm/r，do<=19mm時(shí)，Mc=51.99N.m,根據(jù)Z535鉆床說(shuō)明書(shū),當(dāng)nc=275r/min，Mm>Mc。又根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.23，當(dāng)бb=(170~213)MPado<=20mmf<=0.9mm/rvc<=17.4m/min時(shí)Pc=1.7KW。根據(jù)Z535鉆床說(shuō)明書(shū)：Pc<PE所以有Mc<MmPc<PE故選擇的切削用量可用。即f=0.80mm/rn=nc=275r/minvc=14.4m/min。(3)計(jì)算基本工時(shí)L=l+y+Δ由《切削手冊(cè)》表2.29查得y+Δ=9mm，故=0.18min攻M8的螺紋。由〈〈工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)〉〉表6.2-14可知其中：l1=(1~3)pl2=(2~3)p公式中的no為絲錐或工件回程的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）;i為使用絲錐的數(shù)量；n為絲錐或工件每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）；d為螺紋大徑；f為工件每轉(zhuǎn)進(jìn)給量等于工件螺紋的螺距p，由上述條件及相關(guān)資料有；f=p=1mm/rd=8mmn=680r/minno=680r/mini=1所以切削速度所以＝17m/min。3.6加工程序1.車(chē)端面2.切槽.3.切錐槽4.鉆φ6的孔O0001主程序名N1T0101M03S800選每分鐘進(jìn)給，一號(hào)刀93度菱形外圓刀主軸正傳轉(zhuǎn)速800r/min進(jìn)給速度為120㎜/minN2G00X-64Z3.；刀具快速移到X-64，Z3的位置N3G01Z-0.55F200刀具直線進(jìn)給到Z-0.55的位子，進(jìn)給量為F200N4X-43.1F80刀具直線進(jìn)給到X-43，進(jìn)給量為80N5Z0.05；N7X-22刀具進(jìn)給到X-22N8X-14F200刀具進(jìn)給到X-14進(jìn)給量為200N9X0.0F80；刀具車(chē)到X0.0N10G00Z50；刀具快速移動(dòng)到Z50的位置N11T0102S900換切槽刀主軸正轉(zhuǎn)S900N13G00X-51.7；刀具快速移動(dòng)到X-51.7N14Z1；刀具快速移動(dòng)到Z1N15G01Z0F80；直線進(jìn)給到Z0進(jìn)給量為80N16X-52.1Z-0.2F60;刀具直線插補(bǔ)到X-52.1Z-0.2N17Z-0.63F50；Z-0.63.N18X-63F80；刀具進(jìn)給到X-63N19Z0.0F500；刀具進(jìn)給到Z0.0N20X-53.；刀具進(jìn)給到X-53N21X-38.9F50；向X-38.9直線進(jìn)給N22X-26.9；向X-26.9進(jìn)給N23X-23.9Z-2.05；刀具進(jìn)給到X-23.9Z-2.05N24刀具進(jìn)給到F200；刀具進(jìn)給到N25N26X-19.19Z-0.7F300；刀具進(jìn)給到X-19.19Z-0.7N27.Z-0.5F100；刀具進(jìn)給到Z-0.5N28X-21.39Z-2.05F60；刀具進(jìn)給到X-21.39Z-2.05N29Z1F600；Z1N30X-38.9.；X-38.9N31G01Z-0.62F60；刀具進(jìn)給到G01Z-0.62N32X-27F60；X-27N33X-24Z-2.12F20；刀具進(jìn)給到X-24Z-2.12N34Z-7.3F40；Z-7.3N35X-22；X-22N36X-21.9Z-2.1F50；刀具進(jìn)給到X-21.9Z-2.1N37X-18.89Z-1F20；倒角N38X-6F80；刀具進(jìn)給到X-6N39G00Z40；刀具快速移動(dòng)到Z40N40TO103S800換寬度為6mm的切槽刀N41G00X-39.3；刀具快速移動(dòng)到X-33.3N42Z1.5刀具快速移動(dòng)到Z1.5N43G01Z0.0F60；刀具直線進(jìn)給到Z0.0N44X-39Z-0.15F30；倒角N45Z-2.35；進(jìn)給到Z-2.35N46X-38.94；刀具進(jìn)給到X-38.94N47Z-0.9；Z-0.9N48X-38.54Z-0.5；倒角N49G00Z40；刀具快速移動(dòng)到Z40N50T0104；換鉆頭N51G00X-5.8.；快速進(jìn)給到X-5.8N52Z2；Z2N53G01Z-11.56F50；直線進(jìn)給到Z-11.56進(jìn)給速度為50N54X-5.5向X-5.5進(jìn)給N55Z-0.5F500；刀具移動(dòng)到Z-0.5N56X-6.6F100；刀具進(jìn)給到X-6.6N57Z-1F60；Z-1N58X-6Z-1.3；倒角N59Z-11.6；刀具直線進(jìn)給到Z-11.6N60X-5.6；向X方向直線插補(bǔ)到X-5.6N61G00Z80；刀具快速移動(dòng)到Z80N62X43；X43N63M05；主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)N64TOIOI；回到第一把刀具N65G00X-64；刀具快速回到X-64N66M30；程序停止加工中心孔的編程1.四個(gè)孔的定位鉆2.四個(gè)Ф5的通孔O0002主程序名N01G91G28Z0;確定機(jī)械坐標(biāo)系N02G40G49G取消倒補(bǔ)、循環(huán)N03M01;暫停N04T01M06;選擇第一把刀具N05G90G00G刀具快速移到工件坐標(biāo)系為G54X0Y0的點(diǎn)上N06G43H01Z2.;確定第一把刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償Z2N07M03S3000;主軸正轉(zhuǎn)每分鐘3000N08G98G81Z-1;刀具直接定位深度為1mmN09X-35.Y0.;刀具移到點(diǎn)X-35.Y0.的位置定位N10X-35.Y-35.;刀具移到點(diǎn)X-35.Y-35的位置定位N11X0Y-35.;刀具移到點(diǎn)X0Y-35的位置定位N12G80;取消循環(huán)N13M05;主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)N14G91G28Z0;確定機(jī)械坐標(biāo)系N15G40G49G取消倒補(bǔ)、循環(huán)N16M01;暫停N17M06T02;選擇第二把刀具N18M08;冷卻液開(kāi)N19G90G00G54X0.Y0;刀具快速移到工件坐標(biāo)系為G54X0Y0的點(diǎn)上N20G43H02Z2.確定第二把刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償Z2N21M03S2000;主軸正轉(zhuǎn)每分鐘2000N22G98G81Z-16磚頭直接鉆孔深為16N23X-35.Y0.;鉆頭移到點(diǎn)X-35.Y0.的位置鉆孔N24X-35.Y-35.鉆頭移到點(diǎn)X-35.Y-35的位置鉆孔N25X0Y-35.鉆頭移到點(diǎn)X0Y-35的位置鉆孔N26M30;取消循環(huán)N27M05;主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)N28G91G28Z0;回到機(jī)械坐標(biāo)系N29M30;程序循環(huán)4專用夾具選用 將直徑為43的圓套進(jìn)圓里面旁邊有個(gè)彈簧定位裝置使零件的四個(gè)孔能夠準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)夾具的四個(gè)孔，這個(gè)專用夾具的套孔是橡膠做的他的內(nèi)圓直徑與零件43直徑公差控制在2絲.根據(jù)六點(diǎn)定位的原則,要限制零件的六個(gè)自由度.夾具下的螺母限制了Z的移動(dòng)方向,直徑為42的套口限制了Y的旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)Z的旋轉(zhuǎn)X的移動(dòng)。5總結(jié)三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)會(huì)了系統(tǒng)，綜合地運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能解決實(shí)際中所遇到的問(wèn)題，鞏固和加深了