阀体零件的工艺设计

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕 业 设 计 说 明 书 题目 阀体零件的工艺设计 二级学院 直属学部 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师姓名 职称 评阅教师姓名 职称 2014 年 11 月 常州工学院毕业设计 摘 要 二十一世纪的制造业面临着顾客需求驱动 不可预测 快速多变和来自全球不断 增加的市场竞争 而且竞争不断加剧 市场的不断变化要求制造系统加工的产品品种 能够快速变换以满足市场需求 近来的制造业发展表明 夹具能比较好的满足上述要 求并符合我国国情 作为制造系统重要组成部分的夹具设计部分 制造系统对其提出 了新的要求 夹具在机械加工起着重要的作用 它直接影响着机械加工的质量 生产 效率和成本 因此夹具设计是机械工艺准备和施工中的一项重要工作 本文主要对进行阀体零件的工艺设计 通过本次设计巩固大学所学的基础知识 并为以后走上工作岗位更好的工作打下坚实的技术 关键词 制造系统 夹具设计 阀体 机械工艺 阀体零件的工艺设计 目 录 1 绪论 1 1 1 机械加工工艺概述 1 1 2 机械加工工艺流程 1 1 3 夹具概述 2 1 4 机床夹具的功能 2 1 5 机床夹具的发展趋势 2 1 5 1 机床夹具的现状 2 1 5 2 现代机床夹具的发展方向 3 2 零件工艺规程设计 4 2 1 零件的作用 4 2 2 零件的主要技术条件分析 4 2 3 确定零件的生产类型 4 2 4 确定零件毛坯的制造形式 4 2 5 制定工艺路线 5 2 6 确定机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸 6 2 7 确定各序工艺装备及切削用量 8 2 7 1 工序 1 粗铣底平面 8 2 7 2 工序 2 粗铣台阶面 9 2 7 3 工序 3 钻镗孔 9 2 7 4 工序 4 精铣底平面 9 2 7 5 工序 5 精铣台阶面 10 2 7 6 工序 6 精镗孔 10 2 7 7 工序 7 钻螺纹孔 10 2 8 确定各序工时定额 11 3 夹具设计 14 3 1 概述 14 3 2 方案设计 14 3 3 夹紧力的计算 14 3 4 夹具工作原理及动作说明 15 4 选择加工设备 工具 16 4 1 选用加工工具 16 4 2 加工工艺设计 16 5 机床夹具零件及部件 17 常州工学院毕业设计 5 1 定位销 17 5 2 钻套 17 5 3 对刀件 17 致 谢 18 参考文献 19 常州工学院毕业设计 1 1 绪论 1 1 机械加工工艺概述 机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状 尺寸 相对位置和性质使 其成为合格零件的全过程 加工工艺是工人进行加工的一个依据 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤 采用机械加工的方法 直接 改变毛坯的形状 尺寸和表面质量等 使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程 比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 精加工 装配 检验 包装 就是个加工的 笼统的流程 机械加工工艺就是在流程的基础上 改变生产对象的形状 尺寸 相对位置和性 质等 使其成为成品 或半成品 是每个步骤 每个流程的详细说明 比如 上面说的 粗加工可能包括毛坯制造 打磨等等 精加工可能分为车 钳工 铣床 等等 每个 步骤就要有详 细的数据了 比如粗糙度要达到多少 公差要达到多少 技术人员根据产品数量 设备条件和工人素质等情况 确定采用的工艺过程 并 将有关内容写成工艺文件 这种文件就称工艺规程 这个就比较有针对性了 每个厂 都可能不太一样 因为实际情况都不一样 总的来说 工艺流程是纲领 加工工艺是每个步骤的详细参数 工艺规程是某个 厂根据实际情况编写的特定的加工工艺 1 2 机械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一 它是在具体的生产条件下 把较为合理的工艺过程和操作方法 按照规定的形式书写 成工艺文件 经审批后用来指导生产 机械加工工艺规程一般包括以下内容 工件加 工的工艺路线 各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备 工件的检验项目及 检验 方法 切削用量 时间定额等 制订工艺规程的步骤 1 计算年生产纲领 确定生产类型 2 分析零件图及产品装配图 对零件进行工艺分析 3 选择毛坯 4 拟订工艺路线 5 确定各工序的加工余量 计算工序尺寸及公差 6 确定各工序所用的设备及刀具 夹具 量具和辅助工具 7 确定切削用量及工时定额 8 确定各主要工序的技术要求及检验方法 9 填写工艺文件 在制订工艺规程的过程中 往往要对前面已初步确定的内容进行调整 以提高经 济效益 在执行工艺规程过程中 可能会出现前所未料的情况 如生产条件的变化 新技术 新工艺的引进 新材料 先进设备的应用等 都要求及时对工艺规程进行修 订和完善 阀体零件的工艺设计 2 1 3 夹具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备 它广泛地应用于机械制造过程的切削加工 热 处理 装配 焊接和检测等工艺过程中 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具 在现代生产中 机床夹具是一种 不可缺少的工艺装备 它直接影响着加工的精度 劳动生产率和产品的制造成本等 帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位 机床夹具设计是一项重要的技术工作 工欲善其事 必先利其器 工具是人类文明进步的标志 自 20 世纪末期以来 现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展 但工具 含夹具 刀具 量 具与辅具等 在不断的革新中 其功能仍然十分显著 机床夹具对零件加工的质量 生产率和产品成本都有着直接的影响 因此 无论在传统制造还是现代制造系统中 夹具都是重要的工艺装备 1 4 机床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时 其主要功能是使工件定位和夹紧 1 机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件 使工件在夹具中定位和夹紧 1 定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程 定位是通过工件定位基准面 与夹具定位元件面接触或配合实现的 正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精 度要求 2 夹紧 工件定位后将其固定 使其在加工过程中保持定位位置不变的操作 由于工件在加工时 受到各种力的作用 若不将工件固定 则工件会松动 脱落 因 此 夹紧为工件提供了安全 可靠的加工条件 2 机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向 1 对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置 如铣床夹具中的对刀块 它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置 2 导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套 能迅速地确定钻头的位置 并引导其 进行钻削 导向元件制成模板形式 故钻床夹具常称为钻模 镗床夹具 镗模 也具 有导向功能 1 5 机床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高 夹具已从一种辅助工具发展 成为门类齐全的工艺装备 1 5 1 机床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明 目前中 小批多品种生产的工作品种已占工件种 类总数的 85 左右 现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代 以适应市场激 烈的竞争 然而 一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具 另一方面 在多品种 生产的企业中 约 4 年就要更新 80 左右的专用夹具 而夹具的实际磨损量仅为 15 左 右 特别是近年来 数控机床 NC 加工中心 MC 成组技术 GT 柔性制造系统 常州工学院毕业设计 3 FMS 等新技术的应用 对机床夹具提出了如下新的要求 1 能迅速而方便地装备新产品的投产 以缩短生产准备周期 降低生产成本 2 能装夹一组具有相似性特征的工件 3 适用于精密加工的高精度机床夹具 4 适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具 5 采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置 以进一步提高劳动生产率 6 提高机床夹具的标准化程度 1 5 2 现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化 高效化 柔性化 标准化四个方面 1 精密化 随着机械产品精度的日益提高 势必相应提高了对夹具的精度要求 精密化夹具 的结构类型很多 例如用于精密分度的多齿盘 其分度精度可达 0 1 用于精密车削 的高精度三爪卡盘 其定心精度为 5 m 精密心轴的同轴度公差可控制在 1 m 内 又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具 工件的圆度公差可达 0 2 0 5 m 2 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间 以提高劳动生产率 减轻工人的劳动强度 常见的高效化夹具有 自动化夹具 高速化夹具 具有夹紧动 力装置的夹具等 例如 在铣床上使用电动虎钳装夹工件 效率可提高 5 倍左右 在 车床上使用的高速三爪自定心卡盘 可保证卡爪在 试验 转速为 2600r min 的条件下 仍能牢固地夹紧工件 从而使切削速度大幅度提高 3 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似 它是指机床夹具通过调整 拼装 组合 等方式 以适应可变因素的能力 可变因素主要有 工序特征 生产批量 工件的形 状和尺寸等 具有柔性化特征的新型夹具种类主要有 组合夹具 通用可调夹具 成 组夹具 拼装夹具 数控机床夹具等 在较长时间内 夹具的柔性化将是夹具发展的 主要方向 4 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面 在制订典型夹具结构的基础 上 首先进行夹具元件和部件的通用化 建立类型尺寸系列或变型 以减少功能用途 相近的夹具元件和部件的型式 屏除一些功能低劣的结构 通用化方法包括夹具 部 件 元件 毛坏和材料的通用化 夹具的标准化阶段是通用化的深入 主要是确立夹 具零件或部件的尺寸系列 为夹具工作图的审查创造良好的条件 目前我国已有夹具 零件及部件的国家标准 GB T2148 T2259 91 以及各类通用夹具 组合夹具标准等 机床夹具的标准化 有利于夹具的商品化生产 有利于缩短生产准备周期 降低生产 总成本 阀体零件的工艺设计 4 2 零件工艺规程设计 2 1 零件的作用 阀体是整体装置的重要零件 它支撑中心部分 承受着部分静载荷 因为阀体与 整个机体连接 并且中心部分与该零件是螺纹连接 因而该零件的螺纹承受着一定载 荷 以及一定的冲击力 所以该零件承受着静 动载荷 2 2 零件的主要技术条件分析 1 为了适合铸件技术要求 因而采用精度等级为 CT12 2 为了保证铸件整个零件的中心高度 首先以底平面为基准 粗镗直径为 36H8 的孔 再以该孔为基准 粗铣底平面 最后以底平面为精基准 精镗以上的孔 再精铣底平面 以上步骤均需要专用铣夹具等 3 两螺纹孔的中心距为 68 该尺寸的要求较高 为了保证尺寸的配合 这两个 螺纹孔应该到最后进行钻孔 4 内孔承受着较高工作力 因而它的内孔配合度较高 要求有较高的粗糙度 只有这样的粗糙度才能满足零件工作时的需要 5 有关螺纹的技术要求 阀体在工作时 将受到一定的载荷 这一载荷又将传到螺纹上 因此 对于安装 这两个螺纹端面有一定的粗糙度 该粗糙度为 3 2 属于铸造件中较高的粗糙度要求 6 有关结合面的技术要求 阀体在工作中受到冲击性质动载荷以及静载荷 结合面的歪斜将使中心部分不能 正常工作 最终导致机体整体不能正常工作 因此 对结合面的平面度要求较高 2 3 确定零件的生产类型 生产纲领的确定 N 零 Q n 1 式中 N 零 零件的生产纲领 Q 产品的生产纲领 Q 5000 台 年 n 每一产品中包含该零件的数量 n 1 零件的备品率 一般情况下为 3 5 取 4 零件的平均废品率 取 1 N 零 5000 1 1 4 1 5 025 件 年 根据任务书可知零件为大量生产 2 4 确定零件毛坯的制造形式 影响毛坯选择的因素通常包括 1 零件材料的工艺性及对材料组织的要求 2 零件的结构形状和外形尺寸 3 零件对毛坯精度 表面粗糙度和表面层性能的要求 4 零件生产纲领的大小 5 现有生产能力和发展前途 常州工学院毕业设计 5 由于阀体要求有较高的强度和刚度 以及良好的耐磨性和疲劳强度 材料选择 HT200 因为阀体在工作中承受静载荷以及小量的动载荷 为了使金属纤维尽量不被切断 非加工表面对称均匀 使零件工作可靠 并且铸件的铸造性能较好 由于该零件的轮 廓尺寸不大 生产类型为大量生产 又考虑零件的加工条件要求较高 为了保证加工 质量 提高生产率 降低成本 减少工人的劳动强度 确定采用铸造成型 2 5 制定工艺路线 1 工艺过程的安排 在阀体加工中 影响加工精度的主要因素有 阀体本身的刚度比较地 在外力 切削力 夹紧力 的作用下 容易变形 阀体是铸造件 孔的加工余量大 切削时将产生的残余内应力 并引起应力重 新分布 因此 在安排工艺过程中 就需要把各主要表面的粗精加工工序分开 既把粗加 工安排在前 半精加工安排在中间 精加工安排在后面 这是由于粗加工工序的切削余量大 因此 切削力 夹紧力必然大 加工后容易 变形 粗精加工分开后 粗加工产生的变形 可以在半精加工修正 半精加工中产生 的变形可以在精加工中修正 这样逐步减少加工余量 切削力及内应力作用 逐步修 正加工的变形就能最后达到零件的技术要求 2 各主要表面的工序安排如下 一端面 粗铣 精铣 中心孔 大螺纹孔 钻孔 粗镗 半精镗 精镗 两螺纹孔 钻 镗 一些次要表面的加工 则视需要和可能安排在工艺过程的中间或后面 3 阀体工艺路线的方案之一 钻通孔 粗铣底平面 粗铣台阶面 精铣底平面 精铣台阶面 精镗通孔 钻螺纹孔 检查 人工清理 最终检验 4 此方案具有如下特点 加工阶段划分得较合理 a 阀体本身的刚度比较地 在外力 切削力 夹紧力 的作用下 容易变形 b 阀体是铸造件 孔的加工余量大 切削时将产生的残余内应力 并引起应力重新 阀体零件的工艺设计 6 分布 因此 在安排工艺过程时 就需要把各表面的粗 精加工工序分开 即把粗加工 安排在前 半精加工安排在中间 精加工安排在后面 这样避免了由于粗加工工序切 削余量大 切削力 夹紧力必然大 加工后易产生变形 如 内应力引起的变形 夹紧力较大引起的变形 切削温度过高引起的变形 工 艺系统的热变形等的影响 粗 精加工分开后 粗加工产生的变形可以在半精及精加 工中得到修正 就能最后达到零件的技术要求 同时 还能合理地使用设备 保证加 工质量 在粗加工各表面后及早地发现毛坯缺陷 避免损失更多的工时和费用 定位基准的选择 阀体加工作为精基准的表面是大端面 以及两台阶面为定位面 而作为精基准的 表面应该提前加工完 在选择粗基准时考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余 量 使不加工表面的尺寸 位置符合图纸要求 因此按照粗基准选择原则 以端面为 粗基准来加工底平面 精基准 在阀体的加工过程中定位基准满足基准重合原则 简化了工艺过程的制定 使夹具的设计 制造简单 降低成本 按照工序分散的原则来拟定工艺路线 阀体的加工过程中 各加工工序的组合基本上是按照工序分散的原则进行的 由 于阀体的形状复杂 要加工表面不便于集中加工 为了适应大批量生产的快节奏 必 须在各工序采用高效率的专用机床和夹具 以提高生产率 保证加工质量 使各工序 的时间趋于平衡 按一定的节拍组织流水生产 虽然现代生产的发展多趋向于工序集 中 但工序分散在大批量生产中仍应用很广泛 2 6 确定机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸 阀体材料为 HT200 机械加工余量对工艺过程有一定的影响 余量不够 不能保证零件的加工质量 余量过大 不但增加机械加工的劳动量 而且增加了成本 所以 必须合理地安排加 工余量 本设计采用查表法确定各表面的加工余量 工序尺寸 毛坯尺寸及公差等级 1 单边 双边的加工余量及工序尺寸的确定 由 表 2 1 6 5 4 5 常州工学院毕业设计 7 表 2 1 铸件机械加工余量 基本尺寸 大于 至 加工余量数值 5 5 6 0 6 5 7 5 8 5 9 0 10 11 12 100 3 5 4 0 4 5 5 5 6 0 5 5 6 5 6 5 7 5 6 5 7 0 8 0 9 0 10 11 12 13 14100 160 4 0 4 5 5 5 6 0 7 0 7 0 8 0 8 0 9 0 7 5 8 5 9 5 11 13 13 15 15 17160 250 5 0 6 0 7 0 8 5 9 0 8 5 10 9 5 11 8 5 9 5 11 13 15 15 17 18 20250 400 5 5 6 5 8 0 10 11 10 12 12 14 10 11 13 16 18 17 20 20 23400 630 6 5 7 5 9 5 12 13 12 14 13 16 12 13 15 18 20 20 23 23 26630 1000 7 5 9 11 14 15 14 17 15 18 13 15 17 20 23 23 26 27 301000 1600 8 5 10 13 16 17 16 19 18 21 注 1 表中每拦有两个加工余量数值 上面的 数值是以一侧为基准 进行单侧加工的加工余量 进行单侧加工的加工余量值 下面为双侧加工时 每侧的加工余量值 2 表中略去基本尺寸大于 1600 10000mm 的加工余量数值 阀体零件的工艺设计 8 1 铸件公差等级的确定 型铸造的铸件 顶面 相对浇注位置 的加工余量等级 比底 侧面的加工余量 等级需降低一级选用 例 尺寸公差为 CT12 级 加工余量底 侧面为 MA H 级 型铸造铸件的底 侧面所采用加工余量等级为选定的尺寸公差等级所对应的全部 加工与量等级中最粗级时 例 底 侧面加工与量为 CT12 级 MA H 级 砂型铸造孔的加工余量等级可与底面 侧面相同的等级 2 铸造孔的最小尺寸 在铸造工艺上为制造方面 一般当铸造孔径小于规定尺寸时可不铸出 零件上的 孔如难以机械加工 最小孔径也可放宽到特殊情况数值 3 铸造壁的最小厚度 各种铸造方法铸件的最小壁厚可见表 4 铸造斜度 对于砂型及硬型铸件常选用 3 压铸件常选用 1 30 2 待加工表面的斜 度数值可以大一些 非加工表面斜度数值可适当减小 一般参照表选取 为便于模具 制造及造型 各面斜度数值应尽量一致 2 底面加工余量及工序尺寸的确定 查表 2 2 4 可得总余量 A 6 5mm 由表可得精铣 0 5 粗铣 A 0 5 6mm 3 螺纹孔加工余量及工序尺寸的确定 由表可得钻孔直径为 8 5 加工余量 2 5 4 台阶孔加工余量的确定 由表查得总余量为 A 6 5 精铣 0 5 单面 粗铣 A 2 6 5 1 5 5 2 7 确定各序工艺装备及切削用量 2 7 1 工序 1 粗铣底平面 1 机床 立铣 X52K 立式铣床 2 夹具 专用夹具 3 量具 卡板 4 刀具 硬质合金套式面铣刀 YT15 D 160mm z 8 5 切削用量 切削深度 p 1 8mm 每齿进给量 f 0 13mm z 表 3 28 切削速度 v 1 4m s 表 3 30 计算转速 n 1000 60v D 1000 60 1 4 3 14 160 167r min 按机床取 实际转速 n w 150r min 常州工学院毕业设计 9 实际速度 vw D n w 60 1000 3 14 160 150 60 1000 进给速度 f M f z nw 0 13 8 150 156mm min 2 7 2 工序 2 粗铣台阶面 1 机床 双面四轴铣床 2 夹具 专用夹具 3 量具 卡板 4 刀具 硬质合金套式面铣刀 YT15 D 160mm z 8 5 计算转速 n 1000 60v D 1000 60 1 4 3 14 160 167r min 按机床取 实际转速 n w 150r min 实际速度 vw D n w 60 1000 3 14 160 150 60 1000 进给速度 f M f z nw 0 13 8 150 156mm min 2 7 3 工序 3 钻镗孔 1 机床 钻镗组合机床 2 夹具 专用夹具 工步 1 镗孔至 20mm 30mm 1 刀具 YT15 镗刀 2 量具 塞规 3 切削用量 p 20 2 10mm p 30 2 15mm f 0 6mm r v 0 25m s ns 60 1000 0 25 3 14 20 238 85r min ns 60 1000 0 25 3 14 30 159 23r min 按专用机床选取 nw 159 r min vw 3 14 20 159 60 1000 0 166m s vw 3 14 30 159 60 1000 0 0 24m s 2 7 4 工序 4 精铣底平面 1 机床 卧铣 X62w 2 夹具 专用夹具 3 量具 卡板 4 刀具 硬质合金三面刃铣刀 YT15 D 100 z 8 5 切削用量 p 0 5mm f 0 13mm z 表 3 28 v 1 8m s n 1000 60 1 8 3 14 100 343r min 阀体零件的工艺设计 10 按机床选取 nw 375r min vw 3 14 1000 375 60 1000 1 96m s 工作台进给速度 fM f z nw 0 13 8 375 390mm min 2 7 5 工序 5 精铣台阶面 机床 卧铣 X62w 夹具 专用夹具 量具 卡板 刀具 硬质合金三面刃铣刀 YT15 D 100 z 8 切削用量 p 0 5mm f 0 13mm z 表 3 28 v 1 8m s n 1000 60 1 8 3 14 100 343r min 按机床选取 nw 375r min vw 3 14 1000 375 60 1000 1 96m s 工作台进给速度 fM f z nw 0 13 8 375 390mm min 2 7 6 工序 6 精镗孔 机床 卧式精刚镗床 夹具 专用夹具 量具 塞规 刀具 硬质合金镗刀 YT15 切削用量 p 0 1mm f 0 06mm z 表 3 28 v 2 3m s n 1000 60 2 3 3 14 55 799r min 按机床选取 nw 800r min vw 3 14 55 800 60 1000 2 3m s 2 7 7 工序 7 钻螺纹孔 机床 钻镗组合机床 夹具 专用夹具 工步 1 镗孔至 8 5mm 刀具 W 18Cr4V 锥柄麻花钻 常州工学院毕业设计 11 量具 塞规 切削用量 p 8 5 2 4 25mm f 0 6mm r v 0 25m s ns 60 1000 0 25 3 14 4 25 1124r min 按专用机床选取 nw 1125 r min vw 3 14 8 5 1125 60 1000 0 5m s 2 8 确定各序工时定额 1 粗铣底平面 由表可知 T j L fM l l1 ls fM 而 fM fz z n 0 13 8 150 156 而主偏角 60 l1 0 5 D D2 B2 p tg 1 2 23 732 T j 113 23 732 3 156 0 896min 辅助时间 T 辅 0 47min 工作地点服务时间占工序时间的 4 7 T 服 0 896 0 47 4 7 0 08min 2 粗铣台阶面 由表可知 T i L fM l l1 ls fM 而 fM fz z n 0 13 8 150 156 而主偏角 60 l1 0 5 D D2 B2 p tg 1 2 23 732 T j 113 23 732 3 156 0 896min 辅助时间 T 辅 0 47min 工作地点服务时间占工序时间的 4 7 T 服 0 896 0 47 4 7 0 08min 3 钻镗孔 由表可得 T j L fn l l1 l2 fn l1 D d 2 ctgkr 1 2 20 0 2 ctg60 2 7 77 Tj 44 7 77 0 0 6 90 0 958min 由表可得 辅助时间 T 辅 0 48kin 工作地点服务时间占工序时间的 4 7 T 服 0 958 0 48 4 7 0 067min 镗孔时由表可得 阀体零件的工艺设计 12 Tj l l1 l2 fn 44 15 5 21 88 0 4 330 0 62min 上式中可得 l1 15 5 l2 0 4D 0 4 54 7 21 88 T 辅 0 27 T 服 Tj T 辅 4 6 0 04 4 检查 由表可得 T 辅 0 8min 工作地点服务时间占工序时间的 5 T 服 0 8 5 0 04min 5 精铣底平面 由表可得 T j L fn i l l1 l2 l3 fn 上式中 l 1 p tanKr 2 3 1 tan60 2 2 577 取 l2 4 l3 5 T j 60 2 577 4 5 0 2 400 0 895min 由表可得 T 辅 0 43min 工作地点服务时间占工序时间的 4 6 T 服 Tj T 辅 4 6 0 04 0 895 0 43 4 6 0 061min 6 精铣台阶面 由表可得 T j L fn i l l1 l2 l3 fn 上式中 l 1 p tanKr 2 3 1 tan60 2 2 577 取 l2 4 l3 5 T j 60 2 577 4 5 0 2 400 0 895min 由表可得 T 辅 0 43min 工作地点服务时间占工序时间的 4 6 T 服 Tj T 辅 4 6 0 04 0 895 0 43 4 6 0 061min 7 精镗孔 由表可得 T j L fn i l l1 l2 l3 fn 上式中 l 1 p tanKr 2 3 1 tan60 2 2 577 取 l2 4 l3 5 T j 60 2 577 4 5 0 2 400 0 895min 由表可得 T 辅 0 43min 工作地点服务时间占工序时间的 4 6 T 服 Tj T 辅 4 6 0 04 0 895 0 43 4 6 常州工学院毕业设计 13 0 061min 8 钻螺纹孔 由表可得 l p 100 l 67 l1 10 lp l1 l 1000v 177 1000 0 06 2 95min 查表可得 T 辅 0 80min 工作地点服务时间占工序时间的 3 T 服 Tj T 辅 3 2 95 0 80 3 0 1125min 9 清洗 Tj 0 30min T 辅 0 10min T 服 0 012min 10 检查 Tj 0 52min T 辅 0 20min T 服 0 032min 11 装配工艺螺纹 Tj 0 2min T 辅 0 32min T 服 0 016min 12 松开螺纹消除内应力 Tj 0 25min T 辅 0 20min T 服 0 043min 13 去毛刺 Tj 0 25min T 辅 0 20min T 服 0 043min 以上均由工厂的实践经验取 14 卸工艺螺纹 由工厂的实践经验取 Tj 0 25min T 辅 0 20min T 服 Tj T 辅 9 0 25 0 2 9 0 041min 阀体零件的工艺设计 14 3 夹具设计 3 1 概述 在机床对零件进行机械加工时 为保证工件加工精度 首先要保证工件在机床上 占有正确的位置 然后通过夹紧机构使工件的正确位置固定不动 这一任务就是由夹 具来完成 对于单件 小批生产 应尽量使用通用夹具 这样可以降低工件的生产成本 但 由于通用夹具适用各种工件的装夹 所以夹紧时往往比较费时间 并且操作复杂 生 产效率低 本零件属于大量生产 零件外形也不适于使用通用夹具 为了保证工件精度 提 高生产效率 设计专用夹具就显得非常必要 3 2 方案设计 方案设计是夹具设计的第一步 也是夹具设计关键的一步 方案设计的好 坏将 直接影响工件的加工精度 加工效率 稍不注意就会造成不能满足工件加工要求 或 加工精度不能达到设计要求 因此必须慎重考虑 设计方案的拟定必须遵循下列原则 1 定位装置要确保工件定位准确和可靠 符合六位定位原理 2 夹具的定位精度能满足工件精度的要求 3 夹具结构尽量简单 操纵力小而夹紧可靠 力争造价低 3 3 夹紧力的计算 钻镗孔工序 是属于粗加工 钻孔所采用的刀具是标准麻花钻 加工完成后的孔 可以达到六级以下的精度 其表面光洁度可以达到粗糙度 Rz80 然后再用镗刀进行镗 削 镗孔可以达到 6 级 8 级精度 表面粗糙度可达到 Ra6 3 0 8 由于标准麻花钻每个刀齿上 都要产生 Fx Fy Fz 在理想情况下 Fy 力基本相 互抵消 经过综合简化后 可以认为各个切削刃上的切削力最后构成一个扭矩 M 和轴 向力 F 通过实验结果可知 轴向力 F 是横刃产生的 扭矩 M 主要是由主切削力 F2 产 生的 由 P80 可知 高速钢标准麻花钻轴向力 F 扭矩 M 和切削功率 PM 的实验公 式及其相应的修正系数 在钻削是 夹紧力的方向是垂直于阀体端面 与麻花钻轴向 力 F 的方向相同 其作用点是作用在 48 的圆面上 轴向力 F Gd0XFYFKF 式中 d 0 53 0mm G 833 85 XF 1 YF 0 7 1 钻孔时所需夹紧力为 W 对 O 点取矩 则 M O 0 M F r W r W M F r r 常州工学院毕业设计 15 156 684 12890 7 0 25 8 5 2 0 001 0 25 31 5 0 001 18157 159 N 钻孔时所需夹紧力为 18157 159N 2 心轴的强度校核 心轴螺纹处的强度最弱 4F d 2 d220 其中 F 液压缸负载 F 26010 323N d 心轴直径 d 15mm d20 10mm 4F d 2 d220 26010 323 4 3 14 15 2 100 265N mm2 许用应力 b n 65 9 8 2 318 5N mm2 4F d 2 d220 强度合格 3 定位误差分析 为了保证阀体螺纹孔的位置精度 采用六点定位 限制六个自由度 为了减少孔 的尺寸 形状及位置误差在镗 钻时采用基准统一原则 因此 注意安装和调整事宜 可保证其定位精度满足加工要求 3 4 夹具工作原理及动作说明 夹具的优点 1 夹具结构紧凑 2 夹紧可靠 工作平稳 3 动作迅速 操作省力 适于大量生产 阀体零件的工艺设计 16 4 选择加工设备 工具 4 1 选用加工工具 由于生产类型为大批生产 故加工设备宜以通用机床为主 辅以少量专用机床 其生产方式为以通用机床专用夹具为主 辅以少量专用机床的流水生产线 工件在各 机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成 1 粗铣底平面 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题 采用立铣 选择 X52K 立式 铣床 选择直径为 200mm 的 C 类可转位面铣刀 专用夹具和游标卡尺 2 精铣底平面 由于定位基准的转换 宜采用卧铣 选 X62W 卧式铣床 选择与粗铣相同型号的 刀具 采用精铣专用夹具及游标卡尺 刀口形直尺 3 粗铣台阶面 采用立式铣床 X52K 莫氏锥柄面铣刀 专用铣夹具 专用检具 4 精铣台阶面 采用功率为 1 5Kw 的 1TXb20M 型铣削头组成的卧式双面组合铣床 精铣刀具类型 与粗铣的相同 采用专用夹具 5 粗镗孔 镗孔采用卧式双面组合镗床 选择功率为 1 5Kw 的 1TA20 镗削头 选择镗通孔的 镗刀专用夹具 游标卡尺 6 精镗孔 采用卧式双面组合镗床 选择功率为 1 5Kw 的 1TA20 镗削头 选择镗通孔的镗刀 专用夹具 7 钻螺纹孔 2 M10 螺纹底孔选用摇臂钻床 Z3025 加工 2 M10 螺纹孔选用锥柄阶梯麻花钻 选用锥柄复合麻花钻及锥柄机用铰刀加工孔 采用专用夹具 选用游标卡尺和塞规检 查孔径 2 M10 螺孔攻螺纹选用摇臂钻 采用机用丝锥夹头 专用夹具和螺纹塞规 4 2 加工工艺设计 1 粗铣底平面及精铣底平面 查表可得加工余量 得精加工余量为 1 5mm 已知底平面加工总余量为 5mm 故 粗加工余量为 3 5mm 精铣底平面中心定位以孔的中心线定位 2 粗镗孔及精镗孔 孔的钻及扩铰余量 Z 扩 0 9mm Z 铰 0 1mm 由此可以算出 Z 钻 9 2 0 9 o 1 3 5mm 由于粗 精镗孔时都以底平面为基准 故孔与底平面间的尺寸公差为 0 08mm 精 镗孔时孔与底平面的尺寸公差为 0 05mm 及平行度 0 07mm 孔与底平面的垂直度由 机床保证 常州工学院毕业设计 17 5 机床夹具零件及部件 5 1 定位销 1 小定位销 GB2202 80 材料 T8 按 GB1298 77 碳素工具钢技术条件 热处理 HRC55 60 其他技术条件按 GB2259 80 机床夹具零件及部件技术条件 如表所示 dD H 基本尺寸 极限偏差 L B C 1 2 4 3 0 016 0 010 10 D 0 3 0 2 2 3 5 5 0 023 0 015 12 D 0 6 0 4 注 D 的公差带按设计要求决定 2 固定式定位销 GB2203 80 1 材料 D 18mmT8 按 GB1298 77 碳素工具钢技术条件 D 18mm20 按 699 65 优质碳素结构钢钢号和一般技术条件 2 热处理 T8 HRC55 60 20 渗碳深度 0 8 1 2mm HRC55 60 3 其他技术条件按 GB2259 80 机床夹具零件及部件技术条件 5 2 钻套 固定钻套 GB2262 80 1 材料 d 26mmT10A 按 GB1298 77 碳素工具钢技术条件 2 热处理 T10AHRC58 64 3 其他技术条件按 GB2259 80 机床夹具零件及部件技术条件 5 3 对刀件 圆形对刀块 GB2240 80 1 材料 GB699 65 优质碳素结构钢钢号和一般技术条件 2 热处理 渗碳深度 0 8 1 2mm HRC58 64 3 其他技术条件按 GB2259 80 机床夹具零件及部件技术条件 阀体零件的工艺设计 18 致 谢 合上漫溢墨香的设计论文 已是夜凉如水 遥望夜空 星光灿烂 历时半载的毕 业设计撰写工作 终于告了一个段落 掩卷而思 心中却惶恐不安 唯恐这份代表我 四年本科学习成果的毕业论文有负师长与亲友的厚望 我深知前进的每一步 都凝聚 着众多的关怀与爱护 在此 我只能借本文一隅表达自己内心的感激之情 感谢我的导师 他将我收入门下 不弃粗砺 悉心教诲 从他那里我不仅学到了 许多知识 而且也被他严谨的治学态度 广博的学识 敏捷的洞察力与谦和的人格魅 力深深的感染 指导老师对我的论文倾注了大量的心血 从选题 提纲的拟订 初稿 修改稿直至最后定稿 每一个环节都得到了他悉心指导和帮助 师恩似海 终生难忘 感谢在我大学学习期间给予我帮助和关爱的所有同学 特别是同寝的同学为本文 在撰写过程中搜集各种资料 提出各种合理的意见和建议 特别感谢他们 衷心感谢我的母亲 在我的学习和生活中 她给了我无私的关怀和帮助 面对她 始终如一的理解 宽容和鼓励 我的感激之情难以用言语表达 但愿学有所成 能报 于万一 最后 感谢百忙之中抽出时间评阅的老师和参加论文答辩的老师 并向他们致以 深深的谢意 常州工学院毕业设计 19 参考文献 1 王仲 刘长吉 连杆机械加工工艺探讨 J 内燃机 1997 1 13 16 2 陈志亮 柴油机连杆加工工艺分析 J 湖南农机 1997 4 22 3 冯日德 6170 柴油机连杆 机体加工中几个难点问题的工艺性研究 D 天津 天津大学 2003 4 程熙 热能与动力工程机械制造工艺学 M 北京 机械工业出版社 2000 3 5 王启平 机械加工工艺简明手册 哈尔滨 哈尔滨工业大学出版社 2006 56 68 6 SAE International Warrendale Pennsylvania Benchmarking the Industry Powder Forging Makes a Better Connecting Rod J Technical Papers 2005 7 Technological study of liquid die forging for the aluminum alloy connecting rod of an air compressor J journal of materials processing technology 2003 2 462 464 8 崔金岭 柔性夹具的技术研究与创新设计 D 硕士学位论文 苏州 苏州大学机 械设计及自动化 2008 9 顾怀祥 浅谈连杆加工工艺中的一些新技术 J 柴油机设计与制造 2003 2 45 48 10 曾景华 高国清 福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技 术专题学术年会论文集 C 2005 11 陈志亮 发动机连杆制造工艺改进分析 J 机床与液压 2003 1 281 282 12 干方建 潘晓阳 胡开文 加工误差的综合分析和铣夹具加工应用实例 J 机 械设计与制造工程 2002 31 1 20 23 13 刘燕萍 连杆夹具的设计 J 机械工程与自动化 2004 2 48 51 14 冯之敬 机械制造工程原理 M 北京 清华大学出版社 2005 305 15 郑修本 机械制造工艺学 M 北京 机械工业出版社 1999 236 16 孙丽媛 机械制造及专用夹具 M 北京 冶金工业出版社 2003 17 于俊一 典型零件的制造工艺 M 北京 机械工业出版社 1989 1 18 陈家瑞 汽车构造 M 北京 机械工业出版社 2005 166 19 许峰 满长忠 内燃机工艺制造教程 M 大连 大连理工大学出版社 2006 203 20 严绍华 热加工工艺基础 第二版 M 北京 高等教育出版社 2007 242 21 崔洪 典型零件的设计特点与加工工艺过程分析 J 山东内燃机 2002 2 22 柯建宏 机械制造技术基础课程设计 M 武汉 华中科技大学出版社 2008 23 庞学慧 武文革 成云平 互换性与测量技术 M 北京 国防工业出版社 2006 24 王先逵 机械加工工艺手册 M 北京 机械工业出版社 2007 25 孟少农 机械加工工艺手册 第一卷 M 北京 机械工业出版社 1991 阀体零件的工艺设计 20