閥蓋零件機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)-鏜φ28.5孔

閥蓋零件機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)-鏜φ28.5孔,零件,機(jī)械,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì),28.5 單位 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 零 件 號(hào) 零 件 名 稱 連桿體 工序號(hào) 工 序 名 稱 設(shè)備 夾具 刀具 量具 工時(shí)(s) 名稱 型號(hào) 名稱 型號(hào) 名稱 型號(hào) 名稱 型號(hào) Ⅰ 粗銑最外端左右兩端面 臥式萬能銑床 X62W 專用夾具 圓柱形銑刀 專用量具 8.53 Ⅱ 鉆、粗鉸Φ35的孔 立式鉆床 Z575 專用夾具 錐柄麻花鉆 專用量具 3.66 Ⅲ 鉆鍃平Φ35內(nèi)端面 立式鉆床 Z575 專用夾具 直柄平底锪鉆 專用量具 8.33 Ⅳ 鉆Φ20的孔 立式鉆床 Z575 專用夾具 錐柄擴(kuò)孔鉆 專用量具 24.2 Ⅴ 粗車φ41外圓面 臥式車床 CA6140 專用夾具 硬質(zhì)合金車刀 專用量具 15.5 Ⅵ 粗車、半精車φ50外圓右端面 臥式車床 CA6140 專用夾具 硬質(zhì)合金車刀 專用量具 30.3 Ⅶ 粗車、半精車φ50外圓 臥式車床 CA6140 專用夾具 硬質(zhì)合金車刀 專用量具 213.5 Ⅷ 粗車φ53外圓右端面 臥式車床 CA6140 專用夾具 硬質(zhì)合金車刀 專用量具 3.5 Ⅸ 粗車φ53外圓 臥式車床 CA6140 專用夾具 硬質(zhì)合金車刀 專用量具 1.05 Ⅹ 粗車φ53外圓左端面 臥式車床 CA6140 專用夾具 硬質(zhì)合金車刀 專用量具 104.8 Ⅺ 粗車M36外螺紋鉆、 立式鉆床 Z575 專用夾具 錐柄機(jī)用鉸刀 千分尺 47.2 Ⅻ 粗鉸φ28.5的孔 立式鉆床 Z575 專用夾具 直柄平底锪鉆 專用量具 20.1 XIII 锪鉆鍃平φ28.5孔右端面 立式鉆床 Z575 專用夾具 錐柄麻花鉆 專用量具 9.7 XIV 鉆4-φ14孔 臥式車床 CA6140 專用夾具 硬質(zhì)合金車刀 專用量具 26 XV 清洗 XVI 終檢 機(jī)械學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 閥蓋 零件名稱 閥蓋 共1頁 第1 頁 材料牌號(hào) ZG230-450 毛坯種類 鑄鋼 毛坯外形尺寸 58 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 備注 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 05 毛坯 鑄造，清理 熱工 10 熱處理 正火 15 車 1.粗車A面至圖樣要求 金工 CA6140 90°車刀、游標(biāo)卡尺、三爪卡盤 2. 粗車Φ36mm外圓柱面至圖樣要求 CA6140 90°偏頭外圓車刀 、游標(biāo)卡尺、三爪卡盤 20 車 1. 粗車B面至圖樣要求 金工 CA6140 90°偏頭外圓車刀 、 游標(biāo)卡尺 2. 粗車Φ41mm外圓柱面至圖樣要求 CA6140 90°偏頭外圓車刀、 游標(biāo)卡尺 3. 粗車臺(tái)階面D至圖樣要求 CA6140 90°偏頭外圓車刀 、游標(biāo)卡尺 4. 粗車?53外圓面至圖樣要求 CA6140 90°偏頭外圓車刀 、游標(biāo)卡尺 5. 粗車Φ36mm至圖樣要求 CA6140 90°偏頭外圓車刀 、游標(biāo)卡尺 6. 粗車Φ20mm孔至圖樣要求 CA6140 90°偏頭外圓車刀 游標(biāo)卡尺 25 鉆 7. 鉆孔4XΦ14至圖樣要求 Z525 14鉆頭、專用心軸、 游標(biāo)卡尺 8.倒角C1.5 描圖 30 車 1.粗車Φ28.5mm孔至圖樣要求 金工 CA6140 45號(hào)刀、專用心軸、游標(biāo)卡尺 2. 倒角C1.5 CA6140 35 車 1.半精車Φ41mm外圓柱面至圖樣要求 金工 CA6140 45°車刀、游標(biāo)卡尺、專用心軸 底圖號(hào) 2. 半精車Φ36內(nèi)孔至圖樣要求 CA6140 90°偏頭外圓車刀、 游標(biāo)卡尺、專用心軸 3.精車Φ50至圖樣要求 金工 CA6140 90°偏頭外圓車刀、 游標(biāo)卡尺、專用心軸 裝訂號(hào) 40 磨 1. 磨Φ20內(nèi)孔至圖樣要求 金工 T68 20mm鏜刀、游標(biāo)卡尺 45 車 1.半精車Φ28.5孔至圖樣要求 CA6140 20mm鏜刀、游標(biāo)卡尺 2.車螺紋至圖樣要求 CA6140 游標(biāo)卡尺 50 鉗 去毛刺 55 檢 終檢入庫 設(shè) 計(jì) (日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 機(jī)械加工工序卡片 南京航空航天大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件圖號(hào) 零件名稱 共6頁 3 齒輪軸 第1頁 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 2 車右端面， 車φ35 孔 Q235A 毛 坯 種 類 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄件 1 1 設(shè) 備 名 稱 同時(shí)加工件數(shù) C620-1 1 夾具名稱 工序工時(shí)（分） 三爪卡盤 準(zhǔn)終 單件 工步 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給 次數(shù) 工步工時(shí) 刀具 量具 r/min m/min mm/r mm 基本(s) 輔助 1 粗車車右端面到尺寸6mm 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 400 154 0.4 12.5 1 12 2 粗車孔φ35，保證尺寸70-0.22 內(nèi)孔車刀 游標(biāo)卡尺 400 154 0.4 7.5 2 18.5 設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 日期 機(jī)械加工工序卡片 南京航空航天大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件圖號(hào) 零件名稱 共6頁 3 閥蓋 第2頁 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 3 粗車φ41、φ50、φ53 外圓 Q235A 毛 坯 種 類 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄件 1 1 設(shè) 備 名 稱 同時(shí)加工件數(shù) CA6140-普通車床 1 夾具名稱 工序工時(shí)（分） 心軸 準(zhǔn)終 單件 工步 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 刀具 量具 r/min m/min mm/r mm 基本(s) 輔助 1 粗車φ41 外圓到尺寸40+0.18 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 400 144 0.6 2 1 6.5 2 粗車φ50 外圓 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 400 144 0.6 12.5 1 5.2 3 粗車φ53 外圓 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 400 144 0.6 11.5 1 5.0 設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 日期 機(jī)械加工工序卡片 南京航空航天大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件圖號(hào) 零件名稱 共6頁 3 閥蓋 第3頁 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 4 擴(kuò)孔φ20 Q235A 毛 坯 種 類 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄件 1 1 設(shè) 備 名 稱 同時(shí)加工件數(shù) Z525-立式鉆床 1 夾具名稱 工序工時(shí)（分） 空心圓柱銷，壓板 準(zhǔn)終 單件 工步 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 刀具 量具 r/min m/min mm/r mm 基本(s) 輔助 1 擴(kuò)孔φ20 硬質(zhì)合金YT5鏜刀 游標(biāo)卡尺 315 92.98 0.21 2 1 28.2 設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 日期 機(jī)械加工工序卡片 南京航空航天大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件圖號(hào) 零件名稱 共6頁 3 閥蓋 第4頁 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 5 車左端面，車φ36 外圓，車M36 螺紋，倒角 Q235A 毛 坯 種 類 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄件 1 1 設(shè) 備 名 稱 同時(shí)加工件數(shù) CA6140-普通車床 1 夾具名稱 工序工時(shí)（分） 心軸 準(zhǔn)終 單件 工步 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 刀具 量具 r/min m/min mm/r mm 基本(s) 輔助 1 車左端面 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 400 168 0.6 12.5 1 5.4 2 車Φ36外圓 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 400 168 0.6 1.5 1 5.4 3 車M36x2-6G 螺紋 螺紋車刀 游標(biāo)卡尺 100 42.2 1 49.5 4 倒角1x45o 外圓車刀 游標(biāo)卡尺 400 168 0.6 1 5.4 設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 日期 機(jī)械加工工序卡片 南京航空航天大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件圖號(hào) 零件名稱 共6頁 3 閥蓋 第5頁 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 6 鉆φ28，擴(kuò)φ28，絞φ28 Q235A 毛 坯 種 類 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄件 1 1 設(shè) 備 名 稱 同時(shí)加工件數(shù) Z525 立式鉆床 1 夾具名稱 工序工時(shí)（分） 專用復(fù)合夾具 準(zhǔn)終 單件 工步 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 刀具 量具 r/min m/min mm/r mm 基本(s) 輔助 1 定位夾緊 2 鉆φ28 高速鋼刀具 游標(biāo)卡尺 900 15.6 0.38 5 1 4.47 3 擴(kuò)φ28 硬質(zhì)合金YT鏜刀 游標(biāo)卡尺 315 92.98 0.21 5 1 28.2 4 鉸φ28 高速鋼鉸刀 游標(biāo)卡尺 140 3.5 0.5 5 1 20 設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 日期 機(jī)械加工工序卡片 南京航空航天大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件圖號(hào) 零件名稱 共6頁 3 閥蓋 第6頁 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 7 鉆、擴(kuò)4Xφ14的孔 Q235A 毛 坯 種 類 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄件 1 1 設(shè) 備 名 稱 同時(shí)加工件數(shù) Z525 立式鉆床 1 夾具名稱 工序工時(shí)（分） 專用復(fù)合夾具 準(zhǔn)終 單件 工步 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 刀具 量具 r/min m/min mm/r mm 基本(s) 輔助 1 定位夾緊 · 2 鉆4xφ14 高速鋼麻花鉆 游標(biāo)卡尺 900 15.6 0.38 12 1 4.47 3 擴(kuò)4xφ14 硬質(zhì)合金YT鏜刀 游標(biāo)卡尺 315 92.98 0.21 12 1 28.2 設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 日期 北華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書 一、零件的分析 （一）零件的功用： 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)我們組的零件是閥蓋，閥蓋的種類很多，用途也很廣。閥蓋的一端可以是封閉的，用于變速箱用于變速箱主軸側(cè)面，阻止外界灰塵進(jìn)入箱體內(nèi)，也可用于固定軸承，起到軸向定位的作用，本設(shè)計(jì)中的閥蓋，其內(nèi)部有的螺紋可以起到定位軸的零件作用，外圓和一端面均有Ra=12.5的配合要求， 4-起到固定法蘭的作用。 （二）零件的工藝分析： 由零件圖可以看出，該閥蓋的結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，加工表面也不多，加工精度要求也不大，但主要注意其位置精度要求。 下面將主要表面分為四部分，見圖1-1。 圖1-1 1、以內(nèi)孔為中心的一組加工面： 這組加工面包括：孔、M361.5螺紋孔及其倒角。 2、以外圓為中心的一組加工面： 這組加工面包括：外圓、及其倒角。 3、以定位的四個(gè)孔 這組加工面包括： 4-孔。 4、左右端面： 這組加工面包括：的端面和4-表面的端面。 以上各表面的主要技術(shù)要求如下： 1、 φ32外圓的表面粗糙度為Ra=12.5，M361.5螺紋的表面粗糙度為Ra=12.5。 2、φ53mm外圓的Ra=12.5，同軸度要求為0.02，倒角為145°，φ50mmmm表面粗糙度為Ra=3.2。 3、4-mm的端面與軸心線有位置0.02mm的要求。 零件要求 退火處理，其坯重為2.2kg。 由分析可知，四組加 工表面可以選擇其中一組表面為粗基準(zhǔn)進(jìn)行加工，然后再以加工過的表面為精基準(zhǔn)加工其他各組表面，并保證他們之間的相互位置精度。 二、零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）確定零件的生產(chǎn)類型： 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為：N=Q·n（1+a%）（1+b%）(件/年) 其中，產(chǎn)品年產(chǎn)量Q為臺(tái)/年, 每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為n件/臺(tái)，零件備品率為a%，零件廢品率為b%。從初始資料和計(jì)算結(jié)果可知，該零件為中批生產(chǎn)。 （二）確定零件毛坯的制造形式： 零件為ZG25鋼，在工作時(shí)閥蓋在某些場面要經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，與接觸表面受摩擦作用，所以零件在工作過程中受到交變載荷和沖擊載荷，要求有較高的強(qiáng)度，因此應(yīng)該選擇鍛件毛坯。由于零件的輪廓尺寸不大，生產(chǎn)綱領(lǐng)達(dá)到中批生產(chǎn)水平，可以采用模鍛成型，這對(duì)于提高生產(chǎn)率，減少切削加工的勞動(dòng)量，保證加工精度，都是有利的。 (三)擬定零件的機(jī)械加工工藝路線： 1、定位基準(zhǔn)的選擇： 定位基準(zhǔn)的選擇是擬定零件的機(jī)械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作?；孢x擇正確、合理與否，將直接影響工件的技工質(zhì)量和生產(chǎn)率。在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，需要同時(shí)考慮一下三個(gè)問題： （1）以哪一個(gè)表面作為加工時(shí)的精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，才能保證加工時(shí)精度，使整個(gè)機(jī)械加工工藝過程順利地進(jìn)行。 （2）為加工上述精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，應(yīng)采用哪一個(gè)表面作為精基面。 （3）是否有個(gè)別工序?yàn)榱颂厥獾募庸ひ?，需要采用統(tǒng)一基準(zhǔn)以外的精基面。 另外，我們還應(yīng)從粗精基準(zhǔn)選擇的基本原則為出發(fā)點(diǎn)： a．“基準(zhǔn)重合”原則。應(yīng)盡量選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。 b.“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。應(yīng)選擇多個(gè)表面加工都能使用的表面作為基準(zhǔn)。 c.“互為基準(zhǔn)”原則。當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度和其自身尺寸及形狀精度都要求很高時(shí)，可互為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工。 d.“自為基準(zhǔn)”原則。在光整加工或某些精加工工序中，要求余量小且均勻，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為基準(zhǔn)。 2、粗基準(zhǔn)選擇： a.如果必須保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。 b.應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。 c.應(yīng)盡量選擇與加工表面的位置精度要求較高的非加工面為粗基準(zhǔn)。 d.選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整光潔，不能有飛邊。澆冒口及其他缺陷，以保證定位準(zhǔn)確可靠。. e.粗基準(zhǔn)一般只使用一次，不再重復(fù)使用。 精基面選擇：根據(jù)精基面的選擇原則。選擇精基面時(shí)，首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合問題，即在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇螺紋孔和端面作為精基準(zhǔn)。根據(jù)該工件的特點(diǎn)和加工要求，選擇φ20孔和端面作為精基面。加工，，，，等主要尺寸以孔和左端面作為精面。這樣才能實(shí)現(xiàn)同軸度和位置的要求。對(duì)于有相互位置要求，加工四個(gè)孔時(shí)應(yīng)以φ20孔和大端面為精基準(zhǔn)。其余三個(gè)階梯外圓應(yīng)以φ20孔和已加工出的面作為精基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)周向定位。 粗基面選擇：為了加工出上述精基面，很顯然，應(yīng)以外圓和一個(gè)端面作為粗基面，鏜，半精鏜內(nèi)孔。 零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外還需考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)方面的要求，在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種加工方法的特點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點(diǎn)和技術(shù)要求，慎重決定。 該工件毛壞經(jīng)鑄造成型，根據(jù)表2-9得知孔已鍛出?！督饘偌庸すに嚰肮ぱb設(shè)計(jì)》黃如林主編。其各表面加工方法選擇如下： 孔，螺紋孔 粗鏜——精鏜； 各外圓表面 粗車——精車； 鉆——鉸； 螺紋孔 車螺紋。 3、零件各表面加工順序的確定： 1）加工階段的劃分：為達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求，該法蘭盤的加工可分為如下三個(gè)加工階段： a.粗加工階段：車外圓，端面，內(nèi)孔； b.半精加工階段：以精車后為主要精基準(zhǔn)，精車，外圓，端面； c.精加工階段：以端面和孔定位，加工另外三個(gè)外圓。 對(duì)于精度要求很高，表面粗糙度參數(shù)值要求很?。耙陨希┑牧慵?，還需要專門精度和減小表面粗糙度為主，一般不用糾正形狀精度和位置精度。 2）加工工序的安排： a.機(jī)械加工順序的安排：根據(jù)機(jī)械加工順序安排時(shí)應(yīng)遵循的原則，考慮到該工件的具體特點(diǎn)，先安排外圓，端面，內(nèi)孔的加工。由于螺紋內(nèi)孔是主要精基準(zhǔn)，又由于車螺紋后作為定位基準(zhǔn)，會(huì)破壞螺紋，須以精加工后的未車螺紋之前的內(nèi)孔作為主要精基準(zhǔn)，精車外圓，端面，然后加工出一個(gè)孔，最后加工出四個(gè)孔。 b.熱處理工序的安排：由于毛坯為模鍛件，在機(jī)械加工之前，首先安排正火處理，以消除鍛造應(yīng)力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次熱處理——時(shí)效處理，以獲得均勻細(xì)致的回火索氏體，提高零件的綜合力學(xué)性能。 c.輔助工序安排：檢驗(yàn)工序：在熱處理工序后安排中間檢驗(yàn)工序，最后安排終結(jié)檢驗(yàn)工序。在終檢前應(yīng)安排清洗工序，最后將零件油封，入庫。 3）工序的組合： 在確定加工順序后，根據(jù)該工件的生產(chǎn)規(guī)模以及工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)條件，為了盡可能地減少工件的安裝次數(shù)，在一次安裝中加工多個(gè)表面，以便于保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機(jī)床配以專用夾具，并采用工序集中的原則來組合工序。 工序集中和分散各有特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，技術(shù)要求，現(xiàn)場的生產(chǎn)條件和產(chǎn)品的發(fā)展情況來綜合考慮。一般情況下，單件小批生產(chǎn)適于采用工序集中的原則。而大批量生產(chǎn)則可以集中，也可以分散。由于數(shù)控機(jī)床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)等的發(fā)展，今后發(fā)展趨向于采用工序集中且柔性較高的原則來組織生產(chǎn)。 零件閥蓋由于是中批生產(chǎn)，又考慮到該零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用通用機(jī)床配以夾具，這樣得到零件的工藝路線如下： （1）下料； （2）鑄造毛坯； （3）退火； （4）粗車小端外圓，端面，鏜孔及倒角； （5）粗車大端外圓，端面，鏜孔及倒角； （6）調(diào)質(zhì)處理； （7）檢驗(yàn)； （8）精車各檔外圓，端面，倒角，車螺紋； （9）鉆孔 （10）清洗； （11）檢驗(yàn)； （12）油封，入庫。 以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程卡和工序卡片。 （四）確定加工余量： 合理選擇加工余量對(duì)零件的加工質(zhì)量和整個(gè)工藝過程的經(jīng)濟(jì)性都有很大影響。余量過大，則浪費(fèi)材料及工時(shí)，增加機(jī)床和刀具的消耗；余量過小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質(zhì)量，造成廢品。所以合理確定加工余量是一項(xiàng)很重要的工作。故應(yīng)在保證在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減少加工余量。確定工序加工余量的方法有以下三種： 1）分析計(jì)算法； 2）查表修正法； 3）經(jīng)驗(yàn)估算法。 工藝路線確定后，就要計(jì)算各個(gè)工序加工時(shí)所應(yīng)能達(dá)到的工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標(biāo)注方法，基準(zhǔn)選擇中間工序安排等密切相關(guān)，是一項(xiàng)繁瑣的工作，但就其性質(zhì)和特點(diǎn)而言，一般可以歸納為以下兩大類： a.在工藝基準(zhǔn)不變的情況下，某表面本身各次加工工序尺寸的計(jì)算。對(duì)于這類簡單的工序尺寸，當(dāng)決定了各工序間余量和工序所能達(dá)到的加工精度后，就可計(jì)算各工序的尺寸和公差。計(jì)算順序是從最后一道工序開紿，由后向前推。 b.基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)算。在零件的加工過程中，為了加工和檢驗(yàn)方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用設(shè)計(jì) 毛坯圖1-2 基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)，出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合的情況。形狀較復(fù)雜的零件在加工過程中需要多次轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)，這時(shí)工藝尺寸的計(jì)算就比較復(fù)雜，應(yīng)利用尺寸鏈原理進(jìn)行分析和計(jì)算，并對(duì)工序間余量進(jìn)行必要的驗(yàn)算，以確定工序尺寸及其公差。 機(jī)械加工余量對(duì)工藝過程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工質(zhì)量，余量過大，增加機(jī)械加工勞動(dòng)量，而且增加了材料。刀具能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理安排加工余量。 根據(jù)零件毛坯條件：材料為ZG25鋼，硬度為HRC30-45，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用在鑄造毛坯。 1、本設(shè)計(jì)采用查表修正法和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法相結(jié)合確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。 （1） 外圓表面加工余量 小端外圓長度15mm，加工表面公差等級(jí)為IT6-IT8，表面粗糙度Ra12.5，故鑄造時(shí)外徑加工余量按外圓查表得：精車，2Z=1.2；精車可以達(dá)到該公差等級(jí)，按照“入體原則”，粗車，2Z=5.8；毛坯，2Z=。 （2）軸向長度方向加工余量，左、右端面及中間臺(tái)階面的加工。 余量查表得Z=，故毛坯總長為54±2mm，大端臺(tái)階長為6±2mm。 （3）內(nèi)孔表面加工余量。工件內(nèi)孔為光孔。由于和相差較小，故鍛造時(shí)取統(tǒng)一內(nèi)徑，加工余量按內(nèi)孔查表得：車螺紋M36×1.5，2Z=0.2；精鏜內(nèi)孔20，2Z=0.8；精鏜內(nèi)孔20，2Z=8；毛坯12±2，2Z=9±2，毛坯圖見1-2，其余各表面加工余量及工序尺寸詳見工序卡片。 2、確定各工序所用機(jī)床及工藝裝備： 零件的加工精度和生產(chǎn)率在很大程度上是由使用的機(jī)床所決定的。在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，主要是選擇機(jī)床的種類和型號(hào)。選擇時(shí)參考有關(guān)手冊(cè)，產(chǎn)品樣本。選擇工藝裝備即選擇夾具、刀具、量具等，在選擇時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)；產(chǎn)品的通用化程度及產(chǎn)品的壽命周期；現(xiàn)由設(shè)備、工藝規(guī)程的特點(diǎn)等情況。 由于該工件生產(chǎn)規(guī)模為中批生產(chǎn)，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，選用通用機(jī)床余專用夾具較為合適。具體的選擇如下： （1）粗車各檔外圓、端面，鏜孔及倒角。選用CA6140普通車床。夾具：三爪卡盤。 （2）精車53mm右端面。選用CA6140普通車床。夾具：專用心軸。 （3）精車左端面及mm。選用CA6140普通車床。夾具：心軸。 （4）鉆鉸14mm孔。選用Z525。夾具：專用夾具。 另外刀具的選擇主要取決于各工序的加工方法、工件材料、加工精度、所用機(jī)床性能，生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等。量具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和所要求檢驗(yàn)的精度來選擇。其選擇的型號(hào)詳見工序卡片。 3、確定切削用量及工時(shí)定額： 切削用量應(yīng)在機(jī)床、刀具、加工余量等確定以后，綜合考慮工序的具體內(nèi)容、加工精度、生產(chǎn)率、刀具壽命等因素正確選擇。 選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量（即切削深度），其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性限制條件或已加工表面粗糙度的規(guī)定等，選取盡可能大的進(jìn)給量f，最后利用切削用量手冊(cè)選取或用公式計(jì)算確定最佳切削速度v。 a. 估算工時(shí)定額：=++=+++ ——單件時(shí)間； ——作業(yè)時(shí)間； ——布置工作地時(shí)間； ——休息與生理需要時(shí)間； ——輔助時(shí)間； ——基本時(shí)間。 b. 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間 。 c. 單件計(jì)算時(shí)間 =++++。 其具體計(jì)算過程如下： （1） 加工條件： 工件材料：ZG25鋼正火，=0.35GPa。 加工要求：車端面36mm,Ra3.2；粗車外圓39mm，mm。Ra分別為3.2，12.5。車螺紋M90 ×1.5 ，Ra3.2。 機(jī)床：CA6140普通車床 刀具：端面車刀，刀具材料YT15，刀桿尺寸16 ×25 ， =90°，=15°，=12°，=0.5mm，60°螺紋車刀；刀具材料： W18Cr4v。 （2） 計(jì)算切削用量： 1)粗車端面時(shí)，根據(jù)加工余量Z= ，取Z=3，即=3mm，走刀量f=0.4 （表3-13）； 計(jì)算切削速度（表3-18），耐用度t=45min， m/sm/s 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取=6.67 (400)(表4-3) 所以實(shí)際切削速度v=2.57 （154.4 ） 切削I時(shí)： , =2mm, =0, =5mm(試切長度) 2)粗車外圓: a.切削深度：單邊余量Z=2.8mm可一次切除。 b.進(jìn)給量：考慮刀桿尺寸、工件直徑及規(guī)定的切除深度。從表3-13中選用f=0.6 。 c.計(jì)算切削速度（表3-18） d. 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選取=6.67 (400) 所以實(shí)際切削速度 e. 切削I時(shí)： 切入長度=4mm，切出長度=0，試切長度=5mm 3）車螺紋： a.切削速度的計(jì)算（表3-55），刀具耐用度t=60min，螺距s=1.5mm，取=0.15mm。 b.確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取=1.67（100） 所以實(shí)際切削速度 c. 切削I時(shí)： 取粗行程次數(shù)3次，精行程2次，切入長度=3mm 4）鉆孔14mm： （表3-38） （表3-42） 按機(jī)床選取=15 (900 ) 所以實(shí)際切削速度 切削I時(shí)： 切入=10mm，切出=2mm, =13.5mm, 5）鏜孔20mm 取刀桿直徑D= 25mm，刀桿伸出量125mm， 加工余量，一次可切除完畢。 選用90°硬質(zhì)合金YT5鏜刀,f=0.21（表3-15） （表3-19及手冊(cè)P102“鏜孔切削用量”） 按機(jī)床選取=5.25 (315 ) 所以實(shí)際切削速度: 切削I時(shí)：（表7-1） =13.5 , =2mm 小結(jié) 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。對(duì)加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，可以了解了加工工藝對(duì)生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝來體現(xiàn)。 15 三、專用夾具設(shè)計(jì) 圖1-1所示為閥蓋零件圖，生產(chǎn)規(guī)模為中等批量生產(chǎn)，零件的某些尺寸已經(jīng)在前工序按要求加工完畢，本道工序要求在Z525立式鉆床上加工14mm個(gè)孔，需要設(shè)計(jì)一專用鉆床夾具以便滿足零件圖上的各項(xiàng)精度要求。 （一）零件的加工工藝分析： 零件對(duì)14mm孔的要求如下： a.四個(gè)孔需要均布排列； b.兩孔的中心距為1200.1； c.孔的表面粗糙度Ra為3.2； 加工面的凸臺(tái)面積較小，故需要專用夾具，又由于上下端面均已經(jīng)加工完畢，所以精基準(zhǔn)選上下端面，側(cè)面或者中心孔。 （二）定位加緊方案的確定及論證： 根據(jù)工序加工要求分析，工件定位時(shí)只需限制六個(gè)自由度，沿法閥蓋方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度也必須予以限制?，F(xiàn)在有三種定位夾緊方案可供選擇。三種夾緊定位方案簡圖如下： 方案1圖示： 圖3-1 方案2圖示： 圖3-2 方案3圖示： 圖3-3 A 工件以右端面為第一定位基準(zhǔn)，限制3個(gè)自由度，可知閥蓋右端臺(tái)階較小，相當(dāng)于短圓柱銷。其中右端面作為基準(zhǔn)，限制的自由度為，和短圓柱銷限制和，共有 X， Y， 和四個(gè)自由度受到限制，V形塊限制和Z，這樣便可以保證孔的正確位置。 根據(jù)主要夾緊力由V形塊和削邊銷提供，當(dāng)削邊銷發(fā)生磨損后，主要加緊力由V形塊提供，由于是側(cè)面提供夾緊力，故需要對(duì)端面施加較大的力。為使工件穩(wěn)定，防止產(chǎn)生共振現(xiàn)象等不穩(wěn)定現(xiàn)象，可以進(jìn)行自定位支承，在鉆削過程中，容易產(chǎn)生較大的軸向力，下面設(shè)一輔助支承，以減少工件產(chǎn)生變形，圖3-1為該定位夾緊方案的圖示。 B 工件以右端面為第一定位基準(zhǔn)，分別限制了4個(gè)自由度，其小平面和長圓柱銷供限制里個(gè)自由度即，X， ，Y和。又由于短V形塊限制了Z，故6個(gè)自由度全部被限制。 根據(jù)主要夾緊力由螺旋壓柱提供，且螺旋壓柱的面積和閥蓋的接觸面積較小，故需提供較大的預(yù)緊力。為確定加工過程中工件的加工穩(wěn)定性，需設(shè)置輔助支承；為防止過定位情況的出現(xiàn)，可以采用自位支承。3-2為該定位夾緊方案示意圖，但此方案需將加工路線中車螺紋放到了后面。 C 由于該工件的形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該定位基準(zhǔn)仍采用右端面，該端面屬于大平面與閥蓋的右端面接觸，分別限制了，X和Y三個(gè)方向上自由度。又V形塊限制了，Z和三個(gè)方向上自由度，這樣保證零件的定位可靠。 根據(jù)主要夾緊力作用于定為基準(zhǔn)面的原則，主要夾緊力由螺旋壓柱和墊塊來提供，其中螺旋壓柱上的受力較大，又由于鉆孔處的的零件較薄弱，為防止工件過大變形，需設(shè)置輔助支承，圖3-3所示為定位夾緊方案。 比較上述的三種方案，可以看出它們的優(yōu)缺點(diǎn)。三種方案都可以滿足定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合的原則，這是它們的主要優(yōu)點(diǎn)。方案一和方案二分別在中心軸線處采用了削邊銷和長圓柱銷，均出現(xiàn)了局部過定位現(xiàn)象，但還是可以滿足加工要求的，但需要加上自位支承，增加了專用夾具的復(fù)雜性。前兩種方案中的V形塊都需要提供較大的夾緊力，而方案三的夾緊力由螺旋壓柱與墊塊分擔(dān)，且有輔助支承存在，沒出現(xiàn)過定位現(xiàn)象，也不需要提供自定位支承來解除過定位的自由度，且方案三結(jié)構(gòu)緊湊操作方便，定位誤差較小，并且可以滿足加工精度的要求。根據(jù)孔的位置要求，該夾具上安裝有分度裝置，從而提高了生產(chǎn)效率，使一次安裝能同時(shí)加工出四個(gè)孔。 (三) 定位誤差分析： 首先，在對(duì)夾具進(jìn)行定位誤差分析之前，對(duì)已經(jīng)選定的方案工作原理做一下說明： 該夾具用于立式鉆床，鉆削閥蓋上四個(gè)孔。工件以端面，止口和凸臺(tái)圓弧在夾具體與鉆模板定位。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，在彈簧作用下使不定期位塊向右運(yùn)動(dòng)，起角向定位作用，將工件壓緊。當(dāng)一個(gè)劃作鉆好后，拉動(dòng)手柄并旋轉(zhuǎn)壓緊，使壓柱脫離工件再向上推動(dòng)手柄，對(duì)脫離墊塊，轉(zhuǎn)動(dòng)夾具體至相應(yīng)位置時(shí)，對(duì)定位塊在彈簧的作用下，推動(dòng)定位銷的槽中分度對(duì)定，鉆削另一個(gè)工件。其余各件按同樣的方法依次加工。了解了該專用夾具的工作原理之后，將對(duì)此夾具在使用過程中的定位誤差做如下分析: 1.四個(gè)孔均布排列： 該誤差主要存在于銷與孔的精度問題，在加工完畢一個(gè)孔后，需轉(zhuǎn)動(dòng)夾具的角度來加工下一個(gè)孔，定位夾緊后，通過鉆頭產(chǎn)生的軸向力會(huì)使工件發(fā)生傾斜現(xiàn)象，即便有輔助支承的存在，而輔助支承產(chǎn)生的外力很小，本身就會(huì)使工件產(chǎn)生傾斜，故需要在設(shè)置輔助支承時(shí)應(yīng)注意到這一方面，對(duì)均布的14mm的四個(gè)孔有很重要的意義。 2.兩孔心距： 為保證兩孔中心距，需要可靠的夾緊力，開口墊圈上的夾緊力應(yīng)足夠大，以防止工件產(chǎn)生傾斜或加工過程中的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。由于加工的公差較大，在夾具制造過程中應(yīng)稍加注意，將會(huì)消除這方面的問題，將產(chǎn)生的誤差為，其夾角為，鉆孔平面的尺寸為22mm，具體參照?qǐng)D3-3。定位誤差為： = = =0.016 由于=0.016<0.05，故可以滿足其加工精度。 3.孔表面粗糙度Ra3.2： 由于鉆孔的公差等級(jí)能達(dá)到IT12-IT11，其中Ra值為Ra25~Ra12.5，故鉆孔遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到Ra3.2，故需進(jìn)一步采用鉸孔，而該孔又是一個(gè)沉孔，需要在鉸孔后锪鉆進(jìn)行锪孔。定位方案仍為帶凸緣的夾具定位，進(jìn)行鉸孔后便能滿足要求。 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 本套夾具用于加工4-φ14孔。定位采用常見的一面兩銷定位方案。閥蓋上平面（一面）及其內(nèi)孔來實(shí)現(xiàn)完全定位。主要考慮工件便于取出夾緊裝置采用活動(dòng)墊板夾緊。工件加工完成后，移動(dòng)壓柱向后退一定距離，工件就可以很方便的取出。工件裝夾時(shí)，先將工件放到帶大端面的長圓柱銷和固定定位銷處，然后將移動(dòng)墊板上移，壓緊工件，將螺栓擰緊就可以進(jìn)行加工了。加工完成以后將移動(dòng)壓板退出一定距離，就可以把工件直接取出。如夾具裝配圖上圖所示。 小結(jié) 對(duì)專用夾具的設(shè)計(jì)，可以了解機(jī)床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的給以性能。本夾具設(shè)計(jì)可以反應(yīng)夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)工藝性等問題。 四、結(jié)束語 要掌握零件制造過程中的共同性規(guī)律和解決具體工藝問題的知識(shí)和能力，其復(fù)雜性就不是一門課程所能解決的，通過多門相關(guān)知識(shí)學(xué)科的學(xué)習(xí)，掌握其內(nèi)在的基本規(guī)律。多門學(xué)科的綜合組成全面地分析和運(yùn)用機(jī)械制造工藝過程的基本內(nèi)容，圓滿完成了這次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我了解到生產(chǎn)零件過程中需要解決很多問題，從中發(fā)現(xiàn)了很多自己的不足，老師和同學(xué)的熱心幫助，讓我屢次樹立信心，決心完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，在設(shè)計(jì)的最后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中仍存在有問題，反復(fù)糾正，最終完成本次課程設(shè)計(jì)。 對(duì)本次設(shè)計(jì)中，幫助過指導(dǎo)過我的老師和同學(xué)最真誠的謝意！ 五、參考文獻(xiàn): 《機(jī)械制造工藝學(xué)基礎(chǔ)》 傅水根主編 清華大學(xué)出版社2000.9 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 馮辛安主編 機(jī)械工業(yè)出版設(shè) 2004.1 《機(jī)械制造工藝學(xué)》 顧崇銜主編 西科學(xué)技術(shù)出版社 2006.8 《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》 王紹俊主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 1981.8 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 濮良貴主編 高等教育出版社 2006.12 《金屬切削機(jī)床夾具圖冊(cè)》 南京機(jī)械研究所主編加工 1984.12 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》編委會(huì)主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 王先逵主編，機(jī)械制造工藝學(xué)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 馮道主編，機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)，安徽文化音像出版社 王光斗、王春福主編，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002 AutoCAD（較新版本） 機(jī)電專業(yè)期刊