机械制造技术课程设计-阀腔的加工工艺及钻10-M12螺纹孔夹具设计【全套图纸】 .doc

提供各专业全套设计设计说明书题目：阀腔的工艺规程及钻10-m12螺纹孔夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师：摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。阀腔加工工艺规程及其夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。全套图纸，加153893706abstrctthis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.the reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; after that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.keywords: the craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 录序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 3二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 32.2毛坯的设计42.3基面的选择52.4制定工艺路线 52.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.6确定切削用量及基本工时7三 夹具设计163.1问题的提出163.2定位基准的选择173.3定位元件的设计193.4切削力及夹紧力计算203.5定位误差分析213.6夹具设计及操作简要说明22总 结23致 谢24参考文献 25序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。阀腔的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。一、 零件的分析1.1 零件的作用阀腔的作用，待查1.2 零件的工艺分析阀腔有3组加工面他们有位置度要求。这3组加工面的分别为1，以基准面b为基准的加工面，这组加工面包括，基准面b面和基准面b对应的上端面4-18孔锪孔282：一个是以2-18孔为基准的加工面，这个主要是76 6585 100 100孔，2-20孔3：以65孔为基准 的加工面，这组加工面主要是9-m12螺纹孔。二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为ht200。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 2.2 毛坯的设计阀腔零件材料为 ht200，硬度选用200hbs，生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1. 76mm的孔 因为孔为76mm大，76孔的粗糙度为3.2粗车和半精车即可达到加工工序要求，查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为3mm1. 65mm的孔所在的同轴孔系 因为孔为65mm所在的同轴孔系粗糙度要求为1.6需要粗车，精车2道工序加工，查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为3mm2. 阀腔的上下端面该阀体的上端面粗糙度要求是12.5一次粗加工即可满足要求，下端面粗糙度为1.6需要粗铣，精铣，等加工才能满足光洁度要求。根据资料可知，选取加工余量等级为g，选取尺寸公差等级为9级。所以根据相关资料和经验可知，阀腔的上端面的单边余量为2.5mm，下端为3mm符合要求。3. 其余孔系不铸造出孔，因此在此不再累述根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了，毛坯的具体形状和尺寸见图“阀体”零件毛坯简图。2.3 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，阀腔零件还算比较规则，所以粗基准容易选择。为了保证前后端面的位置精度的要求，选择阀腔顶面作为粗基准，依照粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。工件被放在夹具体，底面端顶住夹具体限制3个自由度；工件的大外半圆用活动v型块夹紧，在两个支承钉的外圆柱面上，限制3个自由度；因为我们限制一个自由度，实现完全定位。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 2.4 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来方案一工序：铸造工序：时效处理工序：铣底端面。工序：铣上端面工序：精铣底面工序：钻 扩 铰 4-18孔 锪平28孔工序：车76 65 85 100 110 工序：钻 扩2-20孔工序：钻10m12螺纹底孔，攻丝m12工序x：检验方案二工序：铸造工序：时效处理工序：铣底端面。工序：铣上端面工序：钻 扩 铰 4-18孔 锪平28孔工序：车76 65 85 100 110 工序：钻 扩2-20孔工序：钻10m12螺纹底孔，攻丝m12工序：检验工艺方案一和方案二的区别在于方案一铣完底面后以底面为基准铣削上端面，然后以已经加工好的上端面为基准加工下端面，这样能更好的保证工件的平行度和平面度，更好地保证了工件的加工精度，综合考虑我们选择方案一具体的工艺路线如下工序：铸造工序：时效处理工序：铣底端面。工序：铣上端面工序：精铣底面工序：钻 扩 铰 4-18孔 锪平28孔工序：车76 65 85 100 110 工序：钻 扩2-20孔工序：钻10m12螺纹底孔，攻丝m12工序x：检验2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定阀腔零件材料为ht200，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、 阀腔的上下端面因为泵体的上下和左右端面没有精度要求，粗糙度要求也不高，其加工余量为2.5mm。3、阀腔的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于it7it8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为单边余量为2.52.6 确定切削用量及基本工时1、工序iii：粗铣底面 1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用yg8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成2） 决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为.工序iv：铣上面 1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用yg8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成5） 决定每次进给量及切削速度 根据x51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为 工序v：精铣底面精铣前后端面的两个平面(1) 精铣平面1) 切削深度 查机械加工工艺师手册表10-119,取=1mm2) 进给量 查机械加工工艺师手册表10-118与表10-119按机床行选取f=0.2mm/齿3) 切削速度根据机械加工工艺手册表10-70,及10-66,查得v=190min/s. 即v=11.4m/min4) 确定机床主轴转速ns= 36.3r/min按机床说明书(见工艺手册表6-39),与36.3r/min相近的机床转速为37.5r/min。现选取=37.5r/min。所以实际切削速度=当=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为=fz=0.21037.5=75(mm/min) 查机床说明书有=80(mm/min)5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=4x（）=4x（）=4.5(min)工序v：钻2-7孔，锪孔13工步一：钻7孔的切削用量及基本工时(1)钻7mm孔机床：z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻51)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度v=2434m/min. 取v=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 1364r/min与1364r/min相近的机床转速为1450r/min。现选取=1450r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm; tt=2x（） =2x（）=0.0234(min)工序vi：工序xi：钻，扩，绞18销孔钻4-17(1)钻17mm孔机床：z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻4.51)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度v=2434m/min. 取v=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 2388r/min与2388r/min相近的机床转速为2012r/min。现选取=2012r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=25mm; =4mm; =3mm; t= =0.1108(min)(2) 扩17.85mm孔 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻6.1) 进给量 查机械加工工艺师手册表28-13，取f=0.13mm/r2) 切削速度v=2434m/min. 取v=30m/min3) 确定机床主轴转速ns= 1592r/min与1592r/min相近的机床转速为1969r/min。现选取=2012r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1 t=i ;其中l=25mm; =4mm; =3mm; t= =0.110(min)工步三：铰孔至18： 选择18的铰刀 按机床选取 基本工时： 其余钻，扩孔的切削用量及基本工时计算，如上，在此不再述。工序vii：粗车，精车76的内圆工步一：粗车76的内圆粗车mm内圆柱面1) 切削深度 单边余量为z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 753r/min与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时， t=i ;其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.966(min)工步二：精车76内圆1) 切削深度 单边余量为z=0.3mm 分两次切除。 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 585r/min与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=0.4833(min)其余车的切削用量及基本工时计算，如上，在此不再述。工序vii：钻10-m12孔工步一：钻m12螺纹底孔10.2钻m12螺纹底孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工序ix、：攻丝m12攻螺纹m12mm。 按机床选取，则机动时，攻m12孔三、 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，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计第9道工序钻10-m12螺纹孔的钻床夹具。3.1 问题的提出 本夹具主要用于钻10-m12螺纹孔，精度要求不高，主要考虑如何提高加工效率。3.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。采用已加工好的下端面和2-18孔作为定位基准，下端面采用两个支撑板，限制3个自由度，在2-18孔分别采用圆柱销和削边销定位，圆柱销限制2个方向的自由度，削边销限制1个方向的自由度，这样空间的六个自由度就限制完全了，同时采用移动压板压紧工件即可满足要求。3.3定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两孔定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和短削边销进行设计。根据加工要求和基准重合原则，则以底面和2个8孔定位，定位元件采用1面2销，定位孔和定位销的主要尺寸如图2定位孔中心距l及2定位销中心距l 所以l=158.36mmmm取l=158.36mmmm取圆柱销直径8g6菱形销的直径公差取it6为0.09mm，得菱形销的直径为83.4切削力与夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 式（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 3.5定位误差分析 (1)移动时基准位移误差 （式5-5）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙代入（式5-5）得： = = (2) 转角误差 （式5-6）式中： 圆柱销孔的最大偏差 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 削边销孔的最大偏差 削边销孔的最小偏差 削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中： 则代入（式5-6）得：则： 3.6 夹具设计及操作简要说明 使用圆柱销和削边销定位，移动压板的压紧力即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产。总 结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设