机械制造技术课程设计-滑阀前盖机械加工工艺规程及铣13x18槽夹具设计

目录TOC\o"1-2"\h\u4066第1章分析零件图 分析零件图全套图纸加V信153893706或扣3346389411题目所给定的零件为滑阀前盖，装有阀杆密封件的阀零件，用于连接或是支撑执行机构，阀盖与阀体可以是一个整体，也可以分离。与阀芯以及阀座密封圈一起形成密封后能够有效承受介质压力。1.1零件分析由零件图分析可知，滑阀盖采用灰铸铁HT15-33。该材料具有较高强度、耐磨性、耐热性及减震性。适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。图1-1滑阀前盖零件图主要加工表面：1.以中间孔为中心定位的加工表面这一组加工面包括Ф17mm的孔以及其左右端面，孔左端面粗糙度为Ra1.6，孔右端面的粗糙度为Ra1.6。孔的内表面的粗糙度为Ra0.8为保证精度需进行铰孔。同时孔左段面有槽宽13深18mm。2.以凸端台为加工中心的面该凸台的基本尺寸为54mm×40mm×10mm

共有6个面，四周面精度要求不高，粗糙度Ra12.

5只需粗铣即可。左端面粗糙度Ra12.

5，左侧Ф25mm外圆及其端面粗糙度Ra12.

5，只需粗车即可，右端面粗糙度要求为Ra1.6，需要粗车、精车才可达到要求，右侧Ф25mm粗糙度要求为Ra1.6，需要经粗车、精车、磨才可达到要求。而4×Ф5.5孔精度是Ra12.5,钻削即可。4×Ф9沉孔精度是Ra12.5,锪削即可。4×Ф5.5孔、4×Ф9沉孔，粗糙度Ra12.5，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7知，两步钻削即钻——锪方可满足其精度要求，故设计夹具时主要考虑劳动生产率，4×Ф5.5孔、4×Ф9沉孔精度则不予考虑。1.2确定毛坯制造形式滑阀前盖的零件材料HT15-33，依据《机械制造工艺设计简明手册》表1.3-1，P8知，毛坯精度等级CT8，加工余量等级MA-F。1.3械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定由上述资料，再根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4、表1.4-6、表1.4-7和表1.4-8，查出滑阀前盖表面和孔的加工余量如下：1.滑阀前盖左侧Ф25端面的加工余量滑阀前盖左侧Ф25端面，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知，左侧Ф25端面单边余量2.0mm，由滑阀前盖零件知，左侧Ф25端面粗糙度Ra12.5，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，粗车即可满足其精度要求。2.滑阀前盖54×40左端面的加工余量滑阀前盖54×40左端面，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知，54×40左端面单边余量2.0mm，由滑阀前盖零件知，54×40左端面粗糙度Ra12.5，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，粗车即可满足其精度要求。3.滑阀前盖54×40四周面的加工余量滑阀前盖54×40四周面，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知，54×40四周面单边余量2.0mm，由滑阀前盖零件知，54×40四周面粗糙度Ra12.5，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，粗铣即可满足其精度要求。4.滑阀前盖54×40右端面的加工余量滑阀前盖54×40右端面，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知，54×40右端面单边余量2.0mm，由滑阀前盖零件知，54×40右端面粗糙度Ra1.6，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，粗车——半精车——精车方可满足其精度要求。5.滑阀前盖右侧Ф25端面的加工余量滑阀前盖右侧Ф25端面，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知，右侧Ф25端面单边余量2.0mm，由滑阀前盖零件知，右侧Ф25端面粗糙度Ra1.6，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，粗车——半精车——精车方可满足其精度要求。6.滑阀前盖右侧Ф25外圆的加工余量滑阀前盖右侧Ф25外圆，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知，右侧Ф25外圆单边余量1.5mm，由滑阀前盖零件知，右侧Ф25外圆粗糙度Ra0.8，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，粗车——半精车——磨方可满足其精度要求。7.滑阀前盖Ф17孔的加工余量滑阀前盖Ф17孔，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知，Ф17孔单边余量1.5mm，由滑阀前盖零件知，Ф17孔粗糙度Ra0.8，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7知，扩——粗铰——精铰方可满足其精度要求。8.滑阀前盖13×18槽的加工余量滑阀前盖13×18槽，因13×18槽尺寸不大，故采用实心铸造，由滑阀前盖零件知，13×18槽粗糙度Ra12.5，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，粗铣即可满足其精度要求。9.滑阀前盖4×Ф5.5孔的加工余量滑阀前盖4×Ф5.5孔，因4×Ф5.5孔尺寸不大，故采用实心铸造，由滑阀前盖零件知，4×Ф5.5孔粗糙度Ra12.5，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7知，钻削即可满足其精度要求。10.滑阀前盖4×Ф9沉孔的加工余量滑阀前盖4×Ф9沉孔，因4×Ф9沉孔尺寸不大，故采用实心铸造，由滑阀前盖零件知，4×Ф9沉孔粗糙度Ra12.5，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7知，锪削即可满足其精度要求。图1-2滑阀前盖毛坯图1.4制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线：工序01：铸造工序02：时效处理工序03：粗车右侧Ф25端面；粗车右侧Ф25外圆；粗车54×40右端面工序04：掉头粗车左侧Ф25端面；粗车左侧Ф25外圆；粗车54×40左端面工序05：扩Ф14孔至Ф16.85；粗铰Ф16.85孔至Ф16.95；精铰Ф16.95孔至Ф17工序06：粗铣54×40四周面工序07：钻4×Φ5.5孔；锪4×9沉孔工序08：半精车右侧Ф25端面；半精车右侧Ф25外圆；半精车54×40右端面工序09：精车右侧Ф25端面；精车54×40右端面工序10：磨右侧Ф25外圆工序11：铣13×18槽工序12：钳工去毛刺工序13：检验至图纸要求工序14：包装、入库1.5计算切削工时工序11：铣13×18槽1.选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀，刀片采用YG8,铣刀直径，齿数2.决定铣削用量①决定铣削深度铣13×18槽，故②决定每次进给量及切削速度根据卧式铣床X62说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，切削速度则按机床标准选取＝150③进给量当＝150r/min时按机床标准选取3.计算工时公式如下：式中13×18槽最长为25mm，取=25mm≈38.4+（1～3）mm≈（39.4～41.4）mm取，=

第2章确定夹具结构方案、工作原理2.1夹具结构方案1.确定定位方案，选择定位元件，计算定位误差。2.确定对刀或导向方式，选择对刀块或导向元件。3.确定夹紧方案，选择夹紧机构。4.确定夹具其他组成部分的结构形式，例如分度装置、夹具和机床的连接方式等。5.确定夹具体的形式和夹具的总体结构。2.2工序卡图图2-1工序卡图2.3第3章确定夹具定位方案3.1定位分析六点定位原理对于任何形状工件的定位都是适用的，如果违背这个原理，工件在夹具中的位置就不能完全确定。然而，用工件六点定位原理进行定位时，必须根据具体加工要求灵活运用，工件形状不同，定位表面不同，定位点的布置情况会各不相同，宗旨是使用最简单的定位方法，使工件在夹具中迅速获得正确的位置。此工序的夹具我们采用滑阀前盖Ф25端面、Ф17孔和Ф5.5孔定位，对应的定位元件为A型固定式定位销和B型固定式定位销。定位分析如下：①滑阀前盖Ф25端面与A型固定式定位销端面配合定位，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。②滑阀前盖Ф17孔与A型固定式定位销外圆配合定位，限制两个自由度，即X轴移动和Y轴移动。③滑阀前盖Ф5.5孔与B型固定式定位销配合定位，限制一个自由度，即Z轴转动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位。3.2定位误差的计算定位误差是指采用调整法加工一批工件时，由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。1、移动时基准位移误差（式3-1）式中：————A型固定式定位销孔的最大偏差————A型固定式定位销孔的最小偏差————A型固定式定位销孔与A型固定式定位销最小配合间隙代入（式3-1）得：=0.019mm+0+0.016mm=0.035mm2、转角误差（式3-2）式中：————A型固定式定位销孔的最大偏差————A型固定式定位销孔的最小偏差————A型固定式定位销孔与A型固定式定位销最小配合间隙————B型固定式定位销孔的最大偏差————B型固定式定位销孔的最小偏差————B型固定式定位销孔与B型固定式定位销最小配合间隙其中：则代入（式3-2）得：则：≈0.1639°

第4章确定夹具夹紧方案在夹紧工件的过程中，夹紧作用的效果会直接影响工件的加工精度、表面粗糙度以及生产效率。因此，设计夹紧装置应遵循以下原则。1.工件不移动原则夹紧过程中，应不改变工件定位后所占据的正确位置，即在夹紧力的作用下，工件不应离开定位支承。2.工件不变形原则夹紧力的大小要适当、可靠，既要保证工件在加工过中不产生移动和振动，又应使工件在夹紧力的作用下不致产生加工精度所不允许的变形。3.工件不振动原则对刚性较差的工件，或者进行断续切削，以及不宜采用气缸直接压紧的情况，应提高支承元件和夹紧元件的刚性，并使夹紧部位靠近加工表面，以避免工件和夹紧系统的振动。4.安全可靠原则夹紧传力机构应有足够的夹紧行程，手动夹紧要有自锁性能，以保证夹紧可靠。5.经济实用原则应力求简单，便于制造、维修，工艺性能好:操作方便、省力，使用性能好。夹紧的目的：使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。1.夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。2.夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。3.夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。图4-1夹紧机构图查《简明机床夹具设计手册》表3-3得切削力计算公式：由铣13×18槽的工时计算知，，=0.25mm/r，，，由《简明机床夹具设计手册》表3-3知即≈510×10.059×0.33×0.016×13×20N≈7043N所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=2.153，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M8螺母锁紧，查表得夹紧力为2550N夹紧力远大于铣削力，故夹紧可靠。第5章确定夹具对刀导向方案定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据GB2207—80定向键结构如图所示：图5-1夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度a=14mm定向键的结构尺寸如下：表5.1定向键数据表BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D14-0.014-0.0452085105．714+0.0235对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是铣工字型通槽，所以选用直角对刀块。直角对刀块的结构和尺寸如图所示：图5-2直角对刀块塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示：图5-3平塞尺图塞尺尺寸为：表5.2平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC2-0.0060.25

第6章夹具体夹具体是将夹具上的各种装置和元件连接成个整体的最大、最复杂的基础件。夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接，而且在零件的加工过程中，夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和振动，因此夹具体必须具有必要的强度和刚度。切削加工过中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上，切屑积聚过多将影响工件可靠地定位和夹紧，因此设计夹具体时，必须考虑其结构应便于排屑。此外，夹具体结构的工艺性、经济性以及操作和装拆的便捷性等，在设计时也都必须认真加以考虑。夹具体是夹具的基础件，夹具上的各种装置和无件通过夹具体连接成一个整体。故夹具体的形状与尺寸取决于夹具上各种装置的布置及夹具与机床的连接。对夹具体的要求：1、有足够的强度与刚度，在加工过程中，夹具体在切削力、夹紧力的作用下，应不会产生不允许的变形和振动。2、尺寸稳定，为保证夹具加工后尺寸稳定，对铸造夹具体要进行时效处理；对焊接夹具体要进行退火处理，以削除内应力。3、对构工艺性好，在保证强度和刚度的前提下，夹具体应力求结构简单，便于制造、装配和检验；体积小、重量轻以便于操作。对于移动或翻转夹具，其重量一般不宜超过10kg。7.夹具装配图1、能稳定地保证工件的加工精度用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。2、能减少辅助工时，提高劳动生产率使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。3、能扩大机床的使用范围，实现一机多能根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。图7-1夹具装配图

设计小结本次设计综合了大学里所学的专业知识，是理论与实际相结合的一次考验。通过这次设计，我的综合运用知识的能力有了很大的提高，尤其是看图，绘图，设计能力为我今后的工作打下了良好的基础。在此过程中，我进一步加深了对课本知识的理解，进一步了解了零件的工艺以及夹具设计过程。收获颇丰。首先，我要感谢老师对设计的指导。本次设计是在老师的悉心指导和帮助下完成的，我的机械工艺知识有限，在设计中常常碰到问题，是老师不厌其烦的指导，不断的点拨迷津，提供相关资料，才使设计顺利完成。老师的耐心讲解，使我如沐春