阀盖的机械加工工艺及夹具设计说明书

阀盖机械加工工艺及夹具设计 一、 零件的分析 零件的工艺分析 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。该零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。以下是阀盖需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 1.左右端面粗糙度为 25； 35 孔 粗糙度为 12.5。 35 孔 内表面，粗糙度为 12.5， 20 孔 ，粗糙度为 25。 2. 41 外圆面，粗糙度为 25； 50 外圆，粗糙度为 12.5，； 50 外圆右端面，粗糙度为 12.5； 53 外圆右端面，粗糙度为 25； 53外圆，粗糙度为 25； 53 外圆左端面，粗糙度为 25 3.孔 14H8，粗糙度为 12.5； 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的孔，上述各孔的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。 二、工艺规程设计 1. 毛坯 的 选择 该零件材料为铸钢，零件结构比较简单，生产类型为中批生产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作可靠，故采用 铸造 成形。这从提高生产效率保证加工精度上考虑也是应该的。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸 出。毛坯尺寸通过确定加工余 量后再决定。 零件的生产纲领：属中批量生产。 2 基面的 选择 基面选择是工艺规程中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大量报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的 不加工表面作粗基准。现以零件的 外圆 35 为主要的定位粗基准。 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便， 依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择以圆柱体的 20 孔为精基准。 3制定工艺路线 方案一 工序： 粗铣最外端上下两端面 。 工序： 扩 、粗铰 35 的孔。 工序：锪钻鍃平 35 内表面。 工序：钻 20 的孔。 工序：粗车 41 外圆面。 工序：粗车、半精车 50 外圆右端面。 工序：粗车、半精车 50 外圆。 工序：粗车 53 外圆 下 端面 。 工序：粗车 53 外圆。 工序：粗车 53 外圆 上 端面。 工序：粗车 M36 外螺纹 。 工序：车倒角。 工序 XIII：钻、粗铰、精铰 28.5 的孔。 工序 XIV：锪钻鍃平 28.5 孔右端面 。 工序 XV：钻 4- 14 孔。 工序 XVI：清洗。 工序 XVII:终检。 方案二 工序：钻 20 的孔。 工序：粗铣 最外端上下 两端面。 工序：钻、粗铰 35 的孔。 工序：锪钻鍃平 35 内表面。 工序：粗车 41 外圆面。 工序：粗车、半精车 50 外圆右端面。 工序：粗车、半精车 50 外圆。 工序：粗车 53 外圆 下 端面 。 工序：粗车 53 外圆。 工序：粗车 53 外圆 上 端面。 工序：钻、粗铰、精铰 28.5 的孔。 工序：锪钻鍃平 28.5 孔右端面 工序 XIII：钻 4- 14 孔。 工序 XIV：粗车 M36 外螺纹。 工序 XV：车倒角。 工序 XVI：清洗。 工序 XVII:终检。 方案一是以 36 为粗基准，先对两端面进行加工。在以加工完的两端面为基准加工孔 20。在没有精基准定位时就钻、粗铰 35 的孔 ，使其与 20 的孔同轴度存在误差。其他工序安排比较合理不用改变。方案二先以 35 为粗基准，然后再加工 20 的孔，确定精基准，避免了用粗基准加工其他工序，从而提高了零件的加工精度。两个方案相比，方案 一 比较合理，所以选择方案 一 。 4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “阀盖”零件材料为 ZG230，生产类型为大批量生产，采用铸造方法铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 查 机械制造工艺设计手册（以下简称工艺手册）表 1-52 工序 工序内容 单边余量 工序尺寸 表面粗糙度 工序： 粗铣最外端上下两端面。 1mm mm290.0390.048 umRa 5.12 工序 ： 钻、粗铰 35 的孔。 7.5mm mm160.0035 umRa 5.12 工序： 工序： 钻 20 的孔。 10mm 20mm umRa25 工序：粗车 41 外圆面。 2mm 41mm umRa25 工序：粗车、半精车 50 外圆 下 端面。 1mm mm0390.044 umRa 5.12 工序：粗车、半精车 50 外圆。 2mm 50 umRa25 工序：粗车 53 外圆 下 端面。 1mm mm0480.039 umRa25 工序： 粗车 53 外圆上端面。 1mm mm0480.038 umRa25 工序： 粗车 53 外圆。 0.5mm 53 umRa25 工序：钻、粗铰、精铰 28.5 的孔。 4.25mm 28.5 umRa 5.12 工序：锪钻鍃平 28.5 孔 内 端面 1mm 5 umRa 5.12 工序 XIII： 钻 4- 14 孔。 7mm 14 umRa25 工序 XIV：粗车 M36 外螺纹。 1mm M36 工序 XV：车倒角。 C1.5 umRa25 阀盖的铸造毛坯尺寸如图； 表 1 加工余量计算表 5 确定切削用量及基本时工 工序 ：粗铣左右两水平端面。 (1)切削速度 刀具耐用度 min60t pa=10mm 加工尺寸及公差 工序 铸件毛坯 (孔 20mm 两端面 mm290.0390.048 ） 粗铣二端面 加工前尺寸 最大 51.3 最小 50 加工后尺寸 最大 51.3 48.29 最小 50 47.61 加工余量（单边） 1 最大 2.3 最小 0.71 加工公差（单边） +0.7 -0.3 -0.22/2 vpueyxpmvvp kZafat qdCVvvvv 0 查工艺手册表 1-152 得 取 f =0.2 0d=20mm 查工艺手册表 4.2-8 得vk=0.96 查工艺手册表 2-13得到系数vC=26 x=0.1 y=0.4 Z=3 m=0.2 vq=0.25 vp=0.1 u =0.15 ea=1 pa=4 0d=20mm 可得： V 96.0312.046025.020261.015.04.01.02.0 )min(7.81 m )36.1( sm (2)确定机床主轴转速 )(7.212014.3 36.110001000 srd vnws (3)切削工时 根据工艺手册表 7-5 刀具加工长度 。试切出度，切入长度 mmlmmlmml 0,136 21 fnlllts21 2.07.21 136 )(53.8 s 工序 ：钻、粗铰 35 的孔。 (1)切削速度 刀具耐用度 min60t vyxpmzv kfatdCVvvv 0 根据pa=7.5mm f =1.0 查的vk=0.93 查工艺手册表 2-13 得到系数 vC =8 x=0.2 y=0.3 z=0.6 m=0.25 可得： V 93.00.15.7603583.02.025.006 )min(9.15 m )27.0(sm (2)确定机床主轴转速 )(46.23514.3 27.010001000 srd vnws (3)切削工时 根据工艺手册表 7-5 刀具加工长度 mmlmml 271 ， fnllts1 0.146.2 27 )(66.3 s 工序 ：锪钻鍃平 35 内表面。 (1)切削速度 刀具耐用度 min60t vyxpmzv kfatdCVvvv 0 根据pa=1mm f =1.0 查的vk=0.93 查工艺手册表 2-13 得到系数vC=8 x=0.2 y=0.3 z=0.6 m=0.25 可得： V 93.00.10.1603513.02.025.006 )min(28.2 m )04.0( sm (2)确定机床主轴转速 )(36.03514.3 04.010001000 srd vnws (3)切削工时 根据工艺手册表 7-5 刀具加工长度 mmlmml 21 1 ， fnllts1 0.136.0 21 )(33.8 s 工序：钻 20 的孔。 (1)切削速度 刀具耐用度 min60t pa=10mm vyxpmzv kfatdCVvvv 0 查工艺手册表 1-161 得钻 20 的孔取 f =0.65 查工艺手册表 4.2-8 得vk=0.94 查工 艺手册表 2-13 得到系数vC=11.1 x=0 y=0.4 z=0.25 m=0.125 可得： V 94.065.060201.114.0125.0025 )min(7.15 m )26.0( sm (2)确定机床主轴转速 )(14.42014.3 26.010001000 srd vnws (3)切削工时 根据工艺手册表 7-5 刀具加工长度 。试切出度，切入长度 mmlmmlmml 2,250 21 fnlllts21 65.014.4 2250 )(2.24 s 工序：粗车 41 外圆面。 (1)切削深度 单边余量 可一次切除。,2 mmZ (2)进给量 rmmf 4.0 （根据工艺手册）表 3-13） (3)计算切削速度（根据工艺手册）表 3-38），车刀耐用度 。t min45 查得系数vC=292 x=0.15 y=0.3 m=0.18 vyxpmv kfat CVvv 81.06007354.0245 292 3.015.018.0 )min(170 m )8.2( sm (4)确定机床主轴转速 )(7.214114.3 8.210001000 srd vnws (5)切削工时 )(5.1514.07.21 214128321 sfn llllts 工序：粗车、半精车 50 外圆 下 端面。 (1)切削深度 单边余量 可一次切除。,1 mmZ (2)进给量 rmmf 4.0 （根据工艺手册）表 3-13） (3)计算切削速度（根据工艺手册）表 3-38），车刀耐用度 。t min45 查的系数vC=242 x=0.15 y=0.35 m=0.2 vyxpmv kfat CVvv 81.04.0145 242 35.015.02.0 )min(2.126 m )1.2( sm (4)确定机床主轴转速 )(4.135014.3 1.210001000 srd vnws (5)切削工时 )(3.304.04.13 15.41571 sfn llLts 工序：粗车、半精车 50 外圆。 根据工艺手册表 1-143，根据 加工条件 取参考值 )(8.0 rmmf )(15.0 smv 确定机床主轴转速 )(96.05014.3 15.010001000 srd vnws 切削工时 根据 工艺手册表 7-5 切入深度 mmlmml 52 21 ，切入长度 fnlllts21 8.096.0 2557 )(3.83 s 工序：粗车 53 外圆 下 端面。 根据工艺手册表 1-143，根据 加工条件 取参考值 )(8.0 rmmf )(15.0 smv 确定机床主轴转速 )(90.05314.3 15.010001000 srd vnws 切削工时 根据工艺手册表 7-5 切入深 度 mmlmml 5.1121 ，切入长度 fnllts21 8.090.0 5.11 )(5.3 s 工序：粗车 53 外圆。 根据工艺手册表 1-143，根据 加工条件 取参考值 )(8.0 rmmf )(3.0 smv 确定机床主轴转速 )(8.15314.3 3.010001000 srd vnws 切削工时 根据工艺手册表 7-5 切入深度 mmlmml 5.01 21 ，切入长度 fnllts21 8.08.1 5.01 )(05.1 s 工序：粗 铣 53 外圆 上 端面。 根据工艺手册表 1-147 表 1-148，根据 加工条件 取参考值 )(2.0 rmmf )(5.0 smv 确定机床主轴转速 )(96.72014.3 5.010001000 srd vnws 切削工时 根据工艺手册表 7-5 切入深度 mmlmml 1661 21 ，切入长度 fnllts21 2.096.7 1661 )(8.104 s 工序：钻、粗铰、精铰 28.5 的孔。 根据工艺手册表 1-163，根据 加工条件 取参考值 )(8.0 rmmf )(18.0 smv 确定机床主轴转速 )(29.22514.3 18.010001000 srd vnws 切削工时 根据工艺手册表 7-5 ,5l 切 入深度 mmlmml 805.1 21 ，切入长度 fnlllts21 8.029.2 805.15 )(2.47 s 工序 XIII：钻 4- 14 孔。 根据工艺手册表 1-163，根据 加工条件 取参考值 )(7.0 rmmf )(55.1 smv 确定机床主轴转速 )(14.61414.3 55.11 0 0 01 0 0 0 srd vnws 切削工时 根据工艺手册表 7-5 切入深度 mmlmml 127 21 ，切入长度 fnlllts21 7.03.35 12744 )(7.9 s 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。 经过与指导老师协商，决定设计 工序：粗铣 最外端 下两端面 。本夹具将于专用机床配套使用，刀具圆柱形铣刀 。 1 定位基准的选择 本道工序选择 mm20 圆柱销和一 个平面定位，一平面为第一定位基准。 mm20 的定位销 与平面 限制了工件的 五 个自