SJ08阀盖零件毕业设计说明书

1、 机械设计工艺说明书 主 编：陈锡文 指导老师： 吴雅兰 设 计 者： 陈锡文 班 别： 高技52 目录目 录 序言中心摘要关键词 工艺设计说明书1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 1.1.2 零件技术条件分析 1.1.3 零件结构工艺性分析 1.2 毛坯选择1.2.1 毛坯类型1.2.2 毛坯余量确定 1.2.3 毛坯草图 1.3 机械加工工艺路线确定 1.3.1 加工方案的确定 1.3.2 加工方法分析确定 1.3.3 加工顺序的安排 1.3.4 定位基准选择 1.3.5 加工阶段的划分说明 1.4 重点工序的说明 1.4.1 加工余量确定及工序尺寸确定 1.4.2 基准重合时工序

2、尺寸确定 1.4.3 基准不重合时工序尺寸确定 1.5 设备及其工艺装备确定 1.6 切削用量确定 专用夹具设计 2.1 准备阶段 2.2 定位方案确定2.3定位原件确定2.4夹紧方案及元件确定2.5夹具总装草图 零件的三维建模过程详解 夹具的三维建模图 三维设计软件的介绍 设计小结 参考文献 结束语（致谢词）序 言中心摘要机械制造工业是国民经济最重要的部门之一，是一个国家或地区经济发展的支柱产业，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水平和国防实力。机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家或地区国名经济现代化的程度，而机械制造业得生产能力主要取决于机械制造装备的先进程度，

3、产品性能和质量的好坏则取决于制造过程中工艺水平的高低。本次设计课题设计的是阀盖上的车螺纹及内孔的专用夹具。阀盖是用来与阀体配合，起密封做用的。采用了数控车削、数控铣削技术，将数控原理和基本的定位原理灵活运用，在阀盖上的车螺纹专用夹具和轴零件加工上有全面的体现。从工艺规程的分析，到零件加工成型，设计过程中出现了很多的问题，借助翻阅资料和文献，对零件的经济性、工艺性、可加工性等等进行考虑，并合理的设计加工出合格的产品。关键词数控车 数控铣 工艺规程 阀盖 专用夹具1.1零件的分析 1.1.1零件的作用根据零件图分析，零件为一个阀盖，其作用是与阀体配合，实现密封。其中螺纹是为了配合阀内螺纹，4-14

4、的孔，是为了锁紧，其表面要求不高，36、41、50、53、28.5等圆柱表面，都是为了配合阀体上的圆柱表面，有粗糙度要求。1.1.2零件技术条件分析1.尺寸精度：零件为铸件，图纸上尺寸精度未标注公差，均按gb1840-2000的自由公差来取得。2.位置精度：零件未标注相应的位置精度，但是，对于20、28.5、36的内孔的轴线的同轴度需要达到gb1804-2000的自由公差标准。3.表面粗糙度：该零件表面粗糙度要求的地方很多，先一一列述如下：表面粗糙度ra值为25的表面：零件左端面、c1.5的倒角、20的内圆柱面、75x75矩形的底面、41外圆柱表面、50外圆柱表面、41圆柱的右端面、53圆柱的

5、右端面。表面粗糙度ra值为12.5的表面：28.5内圆柱面、28.5圆柱端面、36内圆柱面、36圆柱端面、50圆柱右端面。1.1.3 零件结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性，它是评价零件结构设计优劣的主要技术经济指标之一。零件切削加工的结构工艺性涉及加工时的装夹、对刀、测量和切削效率等。结论：该输出轴结构较规则且为阶梯结构，由于零件需要中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可采用铸造成型。主要加工表面有圆螺纹、孔、圆柱面、端面倒角等属于典型的加工表面，采用一般加工即可。在加工螺纹时，因不方便装夹，顾要采用专用夹具来进行定位夹紧，并对其进

6、行加工。1.2毛坯的选择1.2.1 毛坯类型毛坯是用来加工各种工件的坯料，毛坯主要有：铸件、锻件、焊件、冲压件及型材等。（1） 铸件对形状较复杂的毛坯，一般可以用铸造的方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密型铸造、压力铸造等。（2） 锻件锻件毛坯由于经锻造后得到连续和均匀的金属纤维组织，因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大批生产锻件的制造。模型锻件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件（3） 型材型材主要有板材、棒材、线材等，常用截面形状有圆形、方

7、形和特殊截面形状。就其制造方法，又分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。（4） 焊接件焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、重量轻。但其抗震性较差、变形大、需经时效处理后才能进行机械加工。零件材料为zg25钢。考虑到零件在工作过程中经常承受交变载荷记冲击性载荷，因此应该选用锻件，已使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件需要中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可采用铸造成型。这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。1.2.2 毛坯余

8、量确定毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，即毛坯精度越高，则零件的机械加工劳动量越少，材料消耗越少，可充分提高劳动生产率，降低成本，但是毛坯制造费用会提高，在确定毛坯时，应根据机械加工和毛坯制造两个方面考虑。由于毛坯制造技术的限制，零件被加工表面的技术要求还不能从毛坯制造直接得到，因此毛坯上某些表面需要留一定的加工余量，通过机械加工达到零件的质量要求。考虑其加工总长度为55mm，加工外圆表面直径为40、60mm，因不需要加工矩形尺寸为75x75x13，内孔尺寸为查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表2.2-14，其中铸件重量16kg，铸件复杂形状系数为s1，铸件材质系数取m1，铸件轮廓尺

9、寸（长度方向）>5060，故长度方向偏差为+2.0 -1.0mm。长度方向的余量查工艺手册表2.314，其余量值规定为2.02.5，现取为2.0mm。宽度方向的余量查工艺手册表2.313，其余量值规定为2，现取2mm。1.2.3 毛坯草图1.3机械加工工艺路线确定方案：工序1：下料砂型铸造工序2：热处理调质工序3：粗车粗车右端面及外圆各段工序4：精车精车右端外圆各段工序5：检验检验右端加工后各尺寸工序6：扩孔将15内孔扩至20工序7：粗车内孔粗车36内孔工序8：精车内孔精车36内孔工序9：检验检验右端加工后各尺寸工序10：粗铣粗铣4-14孔工序11：精铣精铣4-14孔工序15：检验检验孔

10、尺寸工序13：粗车粗车左端面各段工序14：精车精车左端面各段工序15：车螺纹车36x2螺纹工序16：粗车内孔粗车28.5内孔工序17：精车内孔精车28.5内孔检验终检方案： 工序1：下料砂型铸造工序2：热处理调质工序3：粗铣粗铣4-14孔工序4：精铣精铣4-14孔工序5：检验检验孔尺寸工序6：粗车粗车右端面及外圆各段工序7：精车精车右端外圆各段工序8：检验检验右端加工后各尺寸工序9：扩孔将15内孔扩至20工序10：粗车内孔粗车36内孔工序11：精车内孔精车36内孔工序12：检验检验右端加工后各尺寸工序13：粗车粗车左端面各段工序14：精车精车左端面各段工序15：车螺纹车36x2螺纹工序16：粗

11、车内孔粗车28.5内孔工序17：精车内孔精车28.5内孔检验终检根据生产纲领，零件结构特点及技术要求条件和产品的发展情况等因素来综合考虑分析，对于数控机床零件的一般采用工序集中地原则（缩短辅助时间，而且易于保证加工表面之间的相互位置精度，并且减少了操作工人的人数和生产面见，缩短了工艺流程），所以选择加工方案。1.3.1加工方法分析确定由于零件精度要求高，为使其达到要求，加工方法有粗车、半精车、精车、粗铣、精铣。根据各表面加工要求各种加工方法所能达到的经济精度查表选择零件主要表面的加工方法。50外圆柱面加工方案：粗车精车公差等级：it11it9粗糙度：2512.536内圆柱面加工方案：粗车精车公

12、差等级：it11it9粗糙度：2512.54-14的通孔加工方案：粗铣精铣公差等级：it11it7粗糙度：2512.51.3.2加工顺序的安排通常在粗加工时，离换刀点近的部位先加工，离换刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间，并且有利于保持坯件或半成品件的刚度，改善其切削条件。因为零件加工后变形较大，需粗、精加工分开，且毛坯为锻件。所以根据零件的形状、尺寸精度等因素，零件需要按粗、精加工分开的原则，先粗加工，再精加工。铣孔车端面车外圆车内孔车螺纹 加工基准面由图可知，先以两端面为开始工序进行加工这样就可以为后序的加工提供精基准。 划分加工阶段该零件的加工质量要求较高，因此加工

13、阶段划分为：粗加工、精加工两个阶段由于材料是铸造成型的，为了消除零件的内应力保证尺寸要求，提高它的加工性能，在加工该零件前要进行正火处理。加工顺序安排得合理与否，将直接影响到零件的加工质量、生产率和加工成本。1.3.3定位基准选择以毛坯方形外轮廓为粗基准，铣削4个孔，外圆为粗基准，加工右端外轮廓。然后用专用夹具配合三爪自定心卡盘装夹车削左端轮廓。精加工选择已加工外圆面和中心孔定位，采用专用夹具及传统方法以保证图纸上零件同轴度的要求。1.3.4加工阶段的划分说明铣削部分：工序内容工序号热处理20用10粗铣4-14孔，至余量尺寸30精铣4-14孔，至精度要求40车削部分： 工序内容工序号粗车右端外

14、轮廓，至余量尺寸60精车右端外轮廓，保证精度尺寸要求70扩孔至2090粗车右端内孔，至余量尺寸100精车右端内孔，保证精度尺寸要求110粗车左端外轮廓，至余量尺寸130精车左端外轮廓，保证精度尺寸要求140车左端螺纹，保证精度尺寸要求150粗车左端内孔，至余量尺寸160精车左端内孔，保证精度尺寸要求1701.4重点工序的说明1.4.1加工余量确定和工序尺寸确定零件的材料为zg25，硬度为207241hbw，生产类型为中、大批生产，可采用铸造毛胚。根据上诉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、工序尺寸及毛胚尺寸如下：1外圆表面（40及60）考虑其加工长度为49 mm ,为简化模锻

15、毛胚外型，直接取外圆表面直径为40mm。表面摩擦度值要求为25，此时直径余量z=2mm已能满足加工要求。2.外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差查机械制造工艺设计简明手册得长度方向偏差为0.1mm.长度方向的余量查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5，其余量值规定为单边2.02.5mm,先取为左端3.0mm右端2.0mm。1.4.2 基准重合时工序尺寸确定当表面需经多次加工时，各工序的加工尺寸及公差取决于各工序的加工余量及所采用加工方法的经济加工精度，计算的顺序是由最后一道工序向前推算。1.4.3 基准不重合时工序尺寸确定其加工表面采取基准重合原理进行设计与加工，考虑其切削参数及切削用量的

16、选择，必要的考虑基准不重合时的工序尺寸。 因此零件公差范围比较大，零件制造制造精度低，属于易加工类型，顾不考虑其基准不重合时的工序尺寸，按照基准重合进行推算，加上夹具的制造精度误差，保证其在零件图纸的制造误差范围之内。 1.5设备及其工艺装备确定选择机床ck6140、 wc850选择夹具夹具有：三爪自定心卡盘、螺纹专用夹具选择刀具在车床上加工的工序，均采用yt15硬质合金车刀，内孔合金车刀、螺纹车刀在铣床上加工的工序，分别采用10立铣刀。选择量具该零件属于中批量生产，一般情况下尽量采用通用量具，根据零件表面的精度要求和形状特点，参考有关资料如下：外圆表面的公差级别为7级，在粗车中使用读数值0.

17、02，测量范围0500游标卡尺，在精车中因为批量较大，为提高效率，故采用专用卡规来测量。1.6切削用量确定工序号工步号工步内容切削深度mm主轴转速r/min进给速度mm /r301用8的键槽刀粗铣4-14的通孔单边留0.3mm余量/600160/320401用8的键槽刀粗铣4-14的通孔0.565080/100601用95°外圆车刀粗车53、50、41留加工余量1.0mm0.55400.22粗车右端面留0.5余量701用95°外圆车刀精车53、50、41至尺寸要求0.510000.082精车右端面至尺寸要求901用20扩孔钻扩孔/300/1001用内孔车刀粗车右端内孔，留1

18、.0mm余量0.55400.21101用内孔车刀精车右端内孔，至尺寸0.2510000.081301用95°外圆车刀粗车m36螺纹外圆，留加工余量1.0mm0.55400.21401用95°外圆车刀精车m36螺纹外圆，至尺寸要求0.510000.081501用螺纹车刀车m36x2螺纹/50021601用内孔车刀粗车左端内孔，留1.0mm余量0.55400.21701用内孔车刀精车左端内孔，至尺寸0.510000.082.1 专用夹具设计2.1 准备阶段首先对零件图各尺寸进行分析，观察其定位面和定位尺寸，大概确定以36短销与75x75x12零件下端面进行定位，对75x75x1

19、2表面进行夹紧。2.2 定位方案确定通过两个75x75x12零件下端面对零件z方向的移动、y方向的转动、x方向的转动进行限制，通过短圆柱销对零件x方向的移动、y方向的移动的五个自由度的限制。因为零件的转动也就是，z方向的转动不需要限制，故对零件采取限制其五个自由度的不完全定位加工。2.3定位原件确定通过两个75x75x12零件下端面对零件z方向的移动、y方向的转动、x方向的转动进行限制，通过短圆柱销对零件x方向的移动、y方向的移动的五个自由度的限制。2.4夹紧方案及元件确定通过压板，和螺纹连接对零件进行夹紧。夹紧的过程中考虑到装夹零件及夹紧的方便，采用六角螺母和合成的压板（专用夹具压板）对零件

20、进行压紧。2.5夹具总装草图3.1零件的三维建模1、打开三维建模软件ug。如图1.1插图1.12、进入ug主界面。如图1.2插图1.23、进入ug主界面后，单机新建图标，新建一个文件。如图1.3插图1.34、新建文件命名为ljt。如图1.4插图1.45、进入主界面之后，单机应用建模。如图1.5插图1.56、单击快捷栏体素建模新建圆柱体,出现对话框如图1.6。插图1.67、单击“直径，高度”按钮出现如图1.7图样，并选择方向，出现对话框如图1.8，然后输入“直径36，高度16”，出现如图1.9输入xc、yc、zc坐标值为（0,0,0）。 插图1.8插图1.7插图1.98、单击确定，完成第一段圆柱

21、的建模，现如图2.0。插图2.09、单击快捷栏体素建模新建圆柱体,按照6-8步骤的方法，单击“直径，高度”，选择方向，输入“直径32，高度11”，再在xc、yc、zc坐标值输入栏下选取已经建模的圆柱右端面，或者在其xc、yc、zc坐标值方块中输入（0,16,0）值，如图2.1所示。插图2.1(b)插图2.1(a)10、单击确定，或者选取该面后，会立马弹出布尔操作的任务栏，如图2.2，这是根据需要，选择“并”。插图2.211、单击“并”之后，会立马弹出，新零件的模型，如图2.3。插图2.312、此时单击快捷操作栏wcs中的图标，或者单击“格式wcs-原点”。将会出现提示，将原点坐标移动至何处的对

22、话框，如图2.4所示。并在其xc、yc、zc方框中输入（-37.5，-37.5,27）。插图2.413、这时坐标移动之后，单击体素建模快捷操作新建一个矩形。此时出现如图2.5（a）操作。并在长度（xc）、宽度（yc）、高度（zc）中输入（75,75,12），在布尔运算对应栏目下滑箭头点开，选取“并”。如图2.5（b）。插图2.5(b)插图2.5（a）14、这时出现了新的模型，如图2.6所示插图2.615、这时再重新将坐标移动到圆柱体圆心位置，单击，选择36圆柱端面圆心位置，如图2.7（a）然后再在zc地址栏中输入-39，如图2.7(b)所示,最后如图2.7（c）所示。插图2.7（a）插图2.7

23、（c）插图2.7（b）16、此时，单击体素建模的快捷操作继续，添加圆柱面。单击，出现适量构成界面，如图2.8（a）所示。这时要选择圆柱添加的方向，因前面的坐标是按y正方形建模的，后面的坐标进行了更改，所以此时应根据现在的位置对其设置，这时要选择-zc方向。然后单击确定，输入“直径53，高度1”如图2.8（b）,单击确定后，出现如图2.8（c）图样模型。插图2.8(b)插图2.8(c)插图2.8(a)17、单击继续添加圆柱体，按上述的步骤一一设置，输入相应值。“直径50，高度5”得到如图2.9模型体。插图2.918、单击继续添加圆柱体，按上述的步骤一一设置，输入相应值。“直径41，高度4”得到如

24、图3.0模型体。插图3.019、单击继续添加圆柱体，按上述的步骤一一设置，输入相应值。“直径36，高度8”在将坐标方向取反，如图3.1（a），在弹出的窗口中做“差”，如图3.1（b）得到如图3.1(c)模型体。插图3.1(c)插图3.1（a）插图3.1(b)20、单击继续添加圆柱体，按上述的步骤一一设置，输入相应值。“直径20，高度49”在将坐标方向取反，如上述操作做差，得到如图3.2模型体。插图3.221、单击继续添加圆柱体，反过来做28.5按上述的步骤一一设置，输入相应值。“直径28.5，高度5”在将坐标方向取正，如上述操作做差，得到如图3.3模型体。插图3.322、单击快捷操作栏，边倒圆

25、角，进行倒圆角。圆角半径分别为r2、r6，如图3.4（a）、3.4（b）所示。插图3.4（b）插图3.4(a)23、单击快捷操作栏，边倒圆角，对零件矩形部分进行倒圆角。圆角半径分别为r12.5如图3.5所示。插图3.524、单击快捷操作栏，边倒角，对零件进行倒角。单击“单个偏置”如图3.6（a）输入偏置值为1.5，如图3.6（b）,得到如图3.6(c)模型。插图3.6(a)插图3.6(c)插图3.6(b)25、单击“插入设计特征螺纹”如图3.7（a）所示，添加螺纹。出现螺纹选项对话框，如图3.7（b）所示。单击“确定”出现如图3.7（c）所示模型。插图3.7(b)插图3.7(b)插图3.7(a

26、)26、单击，将坐标xy旋转45°，如图3.8。插图3.827、单击快捷操作栏，体素建模，选择方向为-zc方向，如图3.9（a）所示，单击“确定”输入相应值“直径14，高度30”如图3.9（b），单击“确定”，出现孔中心位置对话框，输入xc值为35，如图3.9（c）所示，单击“确定”出现布尔运算栏，单击“差”。如图3.9（d）所示。插图3.9(b)插图3.9(d)插图3.9(c)插图3.9(a)28、单击确定，模型如图4.0(a)所示，出现一个孔。再点击“插入-关联复制-引用”如图4.0（b）所示。弹出选择引用的类型“环形阵列”，如图4.0（c）所示。选取要阵列的孔，弹出引用对话框，

27、在数字中填4，角度中填90。如图4.0（d）所示。单击“确定”选择引用方向“轴和角度”，如图4.0（e）所示。选择zc方向，将坐标原点清零，如图4.0（f）所示。最后，单击“确定”完成建模，如图4.0（g）所示。插图4.0(a)插图4.0 (c)插图4.0 (b)插图4.0 (e)插图4.0 (d)插图4.0 (f)插图4.0 (g)29、建模完成。4.1夹具的三维建模图5.1三维设计软件的介绍 ug（unigraphics nx）是siemens plm software公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。unigraphics nx针对用

28、户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。5.2ug nx主要功能工业设计和风格造型nx 为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用 nx 建模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状， 并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。 产品设计nx 包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。 nx 具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。 nx 优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序

29、。 仿真、确认和优化nx 允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。 nc加工ug nx加工基础模块提供联接ug所有加工模块的基础框架，它为ug nx所有加工模块提供一个相同的、界面友好的图形化窗口环境，用户可以在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况并可对其进行图形化修改：如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。该模块同时提供通用的点位加工编程功能，可用于钻孔、攻丝和镗孔等加工编程。该模块交互界面可按用户需求进行灵活的用户化修改和剪裁，并可定义标准

30、化刀具库、加工工艺参数样板库使初加工、半精加工、精加工等操作常用参数标准化，以减少使用培训时间并优化加工工艺。ug软件所有模块都可在实体模型上直接生成加工程序，并保持与实体模型全相关。 ug nx的加工后置处理模块使用户可方便地建立自己的加工后置处理程序，该模块适用于目前世界上几乎所有主流 nc机床和加工中心，该模块在多年的应用实践中已被证明适用于25轴或更多轴的铣削加工、24轴的车削加工和电火花线切割。 模具设计ug是当今较为流行的一种模具设计软件，主要是因为其功能强大。 模具设计的流程很多，其中分模就是其中关建的一步。分模有两种：一种是自动的，另一种是手动的，当然也不是纯粹的手动，也要用到

31、自动分模工具条的命令，即模具导向。 自动分模的过程 1.分析产品，定位坐标，使z轴方向和脱模方向一致。 2.塑模部件验证，设置颜色面。 3.补靠破孔 4.拉出分型面 5.抽取颜色面，将其与分型面和补孔的片体缝合，使之成为一个片体。 6.做箱体包裹整个产品，用5缝好的片体分割。 7.分出上下模具后，看是那个与产品重合，重合的那边用产品求差就可以了。 手动分模的步骤就大概就这样，手动分模具有很大的优势，是利用moldwizard分模所达不到的，在现场自动分模基本上是行不通。但是里面的命令是比较的好用的，我们可以用的有关命令来提高我们的工作效率。 开发解决方案nx 产品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具，可用于管理过程并与扩展的企业共享产品信息。 nx 与 ugs plm 的其他解决方案的完整套件无缝结合。这些对于 cad 、 cam 和 cae 在可控环境下的协同、产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。 ug主要客户