油阀座机械加工工艺规程及钻Φ10.5孔及扩φ16孔夹具设计

目录绪论1第1章 引言 21.1机械加工工艺规程制定.2 1.2机械加工工艺规程的种类.3 1.3 制订机械加工工艺规程的原始资料.3第2章 零件分析.4 2.1.零件的工艺分析.4 2.2确定毛坯5 2.3.工艺规程设计.7 2.4.确定工序尺寸.92.5.工序切削用量及工时制定.102.6.机床夹具设计.11第3章 设计体会.14参考文献15 绪论本文是有关油阀座工艺步骤的说明和机床夹具设计方法的具体阐述。工艺设计是在学习机械制造技术工艺学及机床夹具设计后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床夹具的设计，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量。据资料所示，油阀座是牛头刨床进给机构中的小零件，其主要作用是把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使油阀座绕其轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给。在设计油阀座机械加工工艺过程时要通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差，合理选择机床加工设备以及相应的加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩等用来提高加工精度，保证其加工质量。第1部分 引 言机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。 在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。1.1机械加工工艺规程制订1.1.1生产过程与机械加工工艺过程生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下：1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。2.机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。1.2机械加工工艺规程的种类机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。1.3制订机械加工工艺规程的原始资料制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料：1.产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。2.毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。3.车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。4.各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。第二部分工艺设计说明书一：零件图工艺性分析对被加工零件进行工艺分析，（1） 通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。但24.5的孔要要求精度高要精镗，没有退刀槽，应该加上。由零件图可知，该零件结构简单，但技术要求多，对基准的选择要求高，零件选用材料ZG45，该材料具有较高的强度，韧性和塑性，切屑性能良好，结构工艺性好。阀门制造工艺有如下特点： 阀门毛坯的制造工艺及检验工艺比较复杂。 阀门的铸件毛坯是结构叫复杂的薄壁壳体件。其铸件要求表面光洁、铸字清晰，特别是要有致密的缺陷。为了满足上述要求，铸造时应采取一系列工艺措施，如选用高耐火度的造型材料并控制型砂水份、造型时应分层打实以保证砂型硬度，采用合理的浇帽口系统及严格控制浇注速度和温度等。由于技术要求较高，阀门毛坯的铸造工艺远较一般铸件复杂。 此外，阀门毛坯除检查尺寸，位置精度及外观外，有的还有作金相组织、力学性能、耐腐蚀性能及无损探伤等多种检验，故阀门的检验工艺也较复杂。 机械加工难度大 由于阀门材料的各类繁多，除各种铸铁、碳素钢外，其大部分高强、耐腐蚀和高硬材料的切削性能都很差，很难使零件达到规定的加工精度和表面粗糙度。而阀门密封面的几何型状精度和表面粗糙度的要求很高，因此更增加了阀门机械加工难度。 同时，阀门材料的切削性能差，又给阀门的加工方法、刀具材料、切削用量、工艺装备等方面带来了很多新的问题。 阀门零件在机床上安装比较困难 阀门主要零件的结构、形状比较复杂，有些零件属壁薄、细长件，刚性差。在机床上加工时，定位和装夹都比较困难，因此往往需要复杂的专用夹具。 有的阀门零件，定位基面的精度较低，表面粗糙度较高，有时甚至采用非加工表面定位。而被加工密封面等部位的精度和表面粗糙度要求都很高，故得难保证加工质量。因此，为满足工艺上的需要，往往须提高定位基面的精度和降低表面粗糙度，或在非加工表面上加工出定位基面，这就增加了阀门制造工艺的复杂性。（2） 该零件主要加工表面及技术要求分析：1， 22作为基准孔，而且孔径小，要钻出，同一道工序加工24、63、3、5、2。同时保证22与3的距离23.5和22与2的距离22，还有保证内孔和外圆同轴。2， 上孔加工保证同轴，而且保证16和右端面的距离22。上孔的加工基准为右端面。3， 各段孔之间要求相互垂直都是通孔。零件图二：确定毛坯2.1 根据零件材料ZG45确定毛坯为铸件，为了保证孔22的加工质量和便于加工，将整个工件铸成整体毛坯，分型面通过22孔中心线，而且垂直16孔的中心线，铸件进行人工时效后，送机加工车间加工，以免工件切开后发生较大的变形。2.2 铸件尺寸公差： 由于是中批量生产，毛坯制造选方法采用砂型机器型，由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为CT10，选取铸件错箱值为1.0 mm。2.3 铸件机械加工余量 对于批量生产的铸件加工余量由工艺人员手册查得选取MA为G级，各表面的总余量见下表1，由工艺人员手册查得铸件主要尺寸见表2。表1加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明上表面39.6G2+0.4单侧加工6363H5+1轴降1级双侧加工端面55G3.5+0.5双侧加工 表2主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT16与右端面尺寸22224一般公差-c63 轴63467一般公差-c22与上表面尺寸39.62.442一般公差-c左端面与右端面尺寸55459一般公差-c 零件毛坯合图三：工艺规程设计3.1.定位基准的选择，（1） 精基准的选择：22为第一个加工孔，已孔为定位基准，故选择其作为加工其它有关表面的统一精基准。另外右端面也是加工左端面和钻16孔精基准。（2） 粗基准的选择： 粗基准应为一些非加工面，为了保证壁厚均匀及22 孔的位置精度，故选30轴面作为粗基准。3.2.表面加工方法选择： 对于开螺母下座的主要加工表面是导轨面及孔和端面其加工方法如下：（1） 右端面采用粗铣，半精铣。（2） 22孔采用钻孔，粗镗，24孔采用粗镗，半精镗，精镗。（3） 左端面采用粗铣，半精铣，倒角。（4） 上端面及缺口采用粗铣，半精铣。（5） 16 钻IT11粗糙度为12.5铰IT9粗糙度为3.2，16.8精镗孔。（6） 2 钻3钻IT11粗糙度为2.5（7） 惚平22攻Rc3/4螺孔3.3.制定工艺路线：工艺路线的确定，本着先基准后其它，先孔后面，先主要表面后次要表面，和先粗后精的加工原则。首先以不加工面32面作粗基准来粗加工右端面及63，这样能保证壁厚均匀及22与6.的同轴度，以右端面为基准一侧限制一个移动自由度。以底面上一支支撑钉配合心轴限制一个转动自由度，来精加工左端面倒角然后钻22孔及攻螺纹，扩孔粗加工24.5及退刀槽。然后钻2、3、5孔。再以一长心轴在22 孔中定位， 。钻孔2、10.5、16退刀槽及精加工16 ，然后铣平台，。3.4.选择加工设备及工艺装备： 由于是中批量生产，故加工设备以通用机床为主，其生产方式以通用机床专用夹具为主，工件在个机床上的装卸及个机床间的传送均由工人完成。（1） 车右端面，考虑到工件的定位加紧方案等问题，选用CA6140车床，端面车刀。（2） 车63、钻22孔，外圆车刀，22麻花钻。（3） 车左端面、倒角、攻螺纹，端面车刀。（4） 铣上端面，升降台式铣床。（5） 钻16孔、16孔、2孔，16麻花钻，用Z518立式钻床，钻模塞规。（6） 惚平16平台，用立式升降台铣床。宗上制定工艺卡如下：工序号工序工序内容设备工业装备10粗车，半精车粗车右端面，半精车右端面。粗车及半精车外圆63CA6140三爪自定心卡盘20粗车，半精车粗车，半精车左端面，倒角CA6140三爪自定心卡盘30钻孔钻22孔，倒角、攻螺纹CA6140三爪自定心卡盘40镗孔扩孔24.5，粗镗退刀槽，精镗孔24.5CA6140三爪自定心卡盘50钻3，5，2孔立式钻床钻模160粗铣，半精铣粗铣，半精铣上表面卧式铣床夹具270钻孔钻10.5孔,扩16孔，立式钻床夹具2 钻模80铣铣16孔下端面，铣上端面平台立式铣床夹具290镗孔粗镗孔24（退刀槽）半精镗孔16，钻2孔卧式镗床夹具3钻模100110四：确定工序尺寸 确定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的尺寸按零件图样的要求标注，当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序的加工余量有关，有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。4.1.工序40设计基准与工序基准不重合，应该算工艺尺寸链，如图：L1为 L1= L2= 由尺寸链公式得：L3=本零件其他表面加工余量，工序尺寸及公差表面粗糙度见表 加工表面工序加工余量工序尺寸与公差表面粗糙度粗半精粗半精粗半精24.52.51.323.724.56.33.2165.50.415.61612.53.2634.51.564.56312.5五：确定第一道工序切屑用量及工时制定 切削用量包括背吃刀量、进给量、 和切削速度、 确定顺序是先确定、， 在确定。工序10 切削用量及基本时间的确定5.1.切削用量 本工序为粗车（车端面、外圆）。已知加工材料为45钢，=670MPa铸件，机床为CA6140型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘上1.确定粗车外圆的切削用量。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据表5-112，选刀杆尺寸B H= 刀片厚度为4mm。根据表5-113，选择车刀几何形状为卷削槽倒棱型前刀面前角=、 后角=6 主偏角=90 副偏角 =10 刃倾角=0、 刀尖圆弧半径=0.8mm 2.确定背吃刀量 粗车双边余量为4.5 mm，显然 为单边余量 =2.25mm 3.确定进给量 根据表5-114，在粗车钢料、刀杆尺寸为 、3mm 工件直径为100400mm 时，=0.61.2mm/r 按CA6140车床的进给量，选择= 0.65mm/r、 确定的进给量上需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表5-55，车床进给机构容许的进给力=3530N根据表5-123，当钢料=570670MPa、 3mm 、 0.75mm/r、=45、=45.6m/min时进给力= 760N 的修正系数为= 1.0 故实际进给力为= 889.2N 所选的进给量= 0.65mm/r 可用。4.选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀慢最大磨损量取为1mm，开转位车刀耐用度T=30min。5.确定切削速度 根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀加工= 600700MPa钢料、 3mm 、 0.75mm/r 时 ，切削速度 = 109m/min切削速度的修正系数各为 0.8，0.65，0.81，1.15，1.0 故 =52.8m/minn= =138.9r/min按CA6140车床的转速，选择 =120r/min=2r/s ，则实际切削速度 = 45.6m/min 最后确定的切削用量为 =2.25mm、= 0.65mm/r、 =120r/min 、 = 45.6m/min 同样确定精车63的切削用量 =0.75mm、= 1.3mm/r、 =120r/min 、 = 45.6m/min同样确定粗车右端面的切削用量 =1.25mm、= 0.65mm/r、 =120r/min 、 = 45.6m/min同样确定精车右端面的切削用量 =0.75mm、= 1.3mm/r、 =120r/min 、 = 45.6m/min5.2.基本时间T1=7s T2=4s T3=25s T4=13s该工序所有时间T=49s5.3.其他工序的切削用量和时间见工序卡六：机床夹具设计经过与老师协商，决定设计第70道工序的工装夹具，在给定的零件中，对本序价格的主要要求考虑尺寸22，由于公差要求较低，因此本步的重点应在加紧的方便与快速性上。6.1. 定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择孔24.5mm和端面为基准定位，侧面加定位销辅助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。6.2.切削力和卡紧力计算本步加工按钻削估算卡紧力，实际效果可以保证可靠的卡紧。 钻削轴向力 ：扭矩 卡紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1S2S3S4F=16.77N使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。6.3.