閥體零件的工藝設(shè)計

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 題目 閥體零件的工藝設(shè)計 二級學(xué)院 直屬學(xué)部 專業(yè) 班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名 職稱 評閱教師姓名 職稱 2014 年 11 月 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 摘 要 二十一世紀(jì)的制造業(yè)面臨著顧客需求驅(qū)動 不可預(yù)測 快速多變和來自全球不斷 增加的市場競爭 而且競爭不斷加劇 市場的不斷變化要求制造系統(tǒng)加工的產(chǎn)品品種 能夠快速變換以滿足市場需求 近來的制造業(yè)發(fā)展表明 夾具能比較好的滿足上述要 求并符合我國國情 作為制造系統(tǒng)重要組成部分的夾具設(shè)計部分 制造系統(tǒng)對其提出 了新的要求 夾具在機(jī)械加工起著重要的作用 它直接影響著機(jī)械加工的質(zhì)量 生產(chǎn) 效率和成本 因此夾具設(shè)計是機(jī)械工藝準(zhǔn)備和施工中的一項(xiàng)重要工作 本文主要對進(jìn)行閥體零件的工藝設(shè)計 通過本次設(shè)計鞏固大學(xué)所學(xué)的基礎(chǔ)知識 并為以后走上工作崗位更好的工作打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù) 關(guān)鍵詞 制造系統(tǒng) 夾具設(shè)計 閥體 機(jī)械工藝 閥體零件的工藝設(shè)計 目 錄 1 緒論 1 1 1 機(jī)械加工工藝概述 1 1 2 機(jī)械加工工藝流程 1 1 3 夾具概述 2 1 4 機(jī)床夾具的功能 2 1 5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢 2 1 5 1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 2 1 5 2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 3 2 零件工藝規(guī)程設(shè)計 4 2 1 零件的作用 4 2 2 零件的主要技術(shù)條件分析 4 2 3 確定零件的生產(chǎn)類型 4 2 4 確定零件毛坯的制造形式 4 2 5 制定工藝路線 5 2 6 確定機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸 6 2 7 確定各序工藝裝備及切削用量 8 2 7 1 工序 1 粗銑底平面 8 2 7 2 工序 2 粗銑臺階面 9 2 7 3 工序 3 鉆鏜孔 9 2 7 4 工序 4 精銑底平面 9 2 7 5 工序 5 精銑臺階面 10 2 7 6 工序 6 精鏜孔 10 2 7 7 工序 7 鉆螺紋孔 10 2 8 確定各序工時定額 11 3 夾具設(shè)計 14 3 1 概述 14 3 2 方案設(shè)計 14 3 3 夾緊力的計算 14 3 4 夾具工作原理及動作說明 15 4 選擇加工設(shè)備 工具 16 4 1 選用加工工具 16 4 2 加工工藝設(shè)計 16 5 機(jī)床夾具零件及部件 17 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 1 定位銷 17 5 2 鉆套 17 5 3 對刀件 17 致 謝 18 參考文獻(xiàn) 19 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 1 緒論 1 1 機(jī)械加工工藝概述 機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀 尺寸 相對位置和性質(zhì)使 其成為合格零件的全過程 加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個依據(jù) 機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟 采用機(jī)械加工的方法 直接 改變毛坯的形狀 尺寸和表面質(zhì)量等 使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程 比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工 精加工 裝配 檢驗(yàn) 包裝 就是個加工的 籠統(tǒng)的流程 機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上 改變生產(chǎn)對象的形狀 尺寸 相對位置和性 質(zhì)等 使其成為成品 或半成品 是每個步驟 每個流程的詳細(xì)說明 比如 上面說的 粗加工可能包括毛坯制造 打磨等等 精加工可能分為車 鉗工 銑床 等等 每個 步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了 比如粗糙度要達(dá)到多少 公差要達(dá)到多少 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量 設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況 確定采用的工藝過程 并 將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件 這種文件就稱工藝規(guī)程 這個就比較有針對性了 每個廠 都可能不太一樣 因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣 總的來說 工藝流程是綱領(lǐng) 加工工藝是每個步驟的詳細(xì)參數(shù) 工藝規(guī)程是某個 廠根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝 1 2 機(jī)械加工工藝流程 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一 它是在具體的生產(chǎn)條件下 把較為合理的工藝過程和操作方法 按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件 經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn) 機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容 工件加 工的工藝路線 各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備 工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及 檢驗(yàn) 方法 切削用量 時間定額等 制訂工藝規(guī)程的步驟 1 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng) 確定生產(chǎn)類型 2 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖 對零件進(jìn)行工藝分析 3 選擇毛坯 4 擬訂工藝路線 5 確定各工序的加工余量 計算工序尺寸及公差 6 確定各工序所用的設(shè)備及刀具 夾具 量具和輔助工具 7 確定切削用量及工時定額 8 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法 9 填寫工藝文件 在制訂工藝規(guī)程的過程中 往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整 以提高經(jīng) 濟(jì)效益 在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中 可能會出現(xiàn)前所未料的情況 如生產(chǎn)條件的變化 新技術(shù) 新工藝的引進(jìn) 新材料 先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等 都要求及時對工藝規(guī)程進(jìn)行修 訂和完善 閥體零件的工藝設(shè)計 2 1 3 夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備 它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工 熱 處理 裝配 焊接和檢測等工藝過程中 在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具 在現(xiàn)代生產(chǎn)中 機(jī)床夾具是一種 不可缺少的工藝裝備 它直接影響著加工的精度 勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等 幫機(jī)床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位 機(jī)床夾具設(shè)計是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作 工欲善其事 必先利其器 工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志 自 20 世紀(jì)末期以來 現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展 但工具 含夾具 刀具 量 具與輔具等 在不斷的革新中 其功能仍然十分顯著 機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量 生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響 因此 無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中 夾具都是重要的工藝裝備 1 4 機(jī)床夾具的功能 在機(jī)床上用夾具裝夾工件時 其主要功能是使工件定位和夾緊 1 機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)床夾具的主要功能是裝工件 使工件在夾具中定位和夾緊 1 定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程 定位是通過工件定位基準(zhǔn)面 與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的 正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精 度要求 2 夾緊 工件定位后將其固定 使其在加工過程中保持定位位置不變的操作 由于工件在加工時 受到各種力的作用 若不將工件固定 則工件會松動 脫落 因 此 夾緊為工件提供了安全 可靠的加工條件 2 機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向 1 對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置 如銑床夾具中的對刀塊 它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置 2 導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套 能迅速地確定鉆頭的位置 并引導(dǎo)其 進(jìn)行鉆削 導(dǎo)向元件制成模板形式 故鉆床夾具常稱為鉆模 鏜床夾具 鏜模 也具 有導(dǎo)向功能 1 5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會生產(chǎn)力的迅速提高 夾具已從一種輔助工具發(fā)展 成為門類齊全的工藝裝備 1 5 1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明 目前中 小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種 類總數(shù)的 85 左右 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代 以適應(yīng)市場激 烈的競爭 然而 一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具 另一方面 在多品種 生產(chǎn)的企業(yè)中 約 4 年就要更新 80 左右的專用夾具 而夾具的實(shí)際磨損量僅為 15 左 右 特別是近年來 數(shù)控機(jī)床 NC 加工中心 MC 成組技術(shù) GT 柔性制造系統(tǒng) 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 FMS 等新技術(shù)的應(yīng)用 對機(jī)床夾具提出了如下新的要求 1 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn) 以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 降低生產(chǎn)成本 2 能裝夾一組具有相似性特征的工件 3 適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具 4 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具 5 采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置 以進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率 6 提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度 1 5 2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化 高效化 柔性化 標(biāo)準(zhǔn)化四個方面 1 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高 勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求 精密化夾具 的結(jié)構(gòu)類型很多 例如用于精密分度的多齒盤 其分度精度可達(dá) 0 1 用于精密車削 的高精度三爪卡盤 其定心精度為 5 m 精密心軸的同軸度公差可控制在 1 m 內(nèi) 又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具 工件的圓度公差可達(dá) 0 2 0 5 m 2 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間 以提高勞動生產(chǎn)率 減輕工人的勞動強(qiáng)度 常見的高效化夾具有 自動化夾具 高速化夾具 具有夾緊動 力裝置的夾具等 例如 在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件 效率可提高 5 倍左右 在 車床上使用的高速三爪自定心卡盤 可保證卡爪在 試驗(yàn) 轉(zhuǎn)速為 2600r min 的條件下 仍能牢固地夾緊工件 從而使切削速度大幅度提高 3 柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似 它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整 拼裝 組合 等方式 以適應(yīng)可變因素的能力 可變因素主要有 工序特征 生產(chǎn)批量 工件的形 狀和尺寸等 具有柔性化特征的新型夾具種類主要有 組合夾具 通用可調(diào)夾具 成 組夾具 拼裝夾具 數(shù)控機(jī)床夾具等 在較長時間內(nèi) 夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的 主要方向 4 標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面 在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ) 上 首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化 建立類型尺寸系列或變型 以減少功能用途 相近的夾具元件和部件的型式 屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu) 通用化方法包括夾具 部 件 元件 毛壞和材料的通用化 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入 主要是確立夾 具零件或部件的尺寸系列 為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件 目前我國已有夾具 零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn) GB T2148 T2259 91 以及各類通用夾具 組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化 有利于夾具的商品化生產(chǎn) 有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 降低生產(chǎn) 總成本 閥體零件的工藝設(shè)計 4 2 零件工藝規(guī)程設(shè)計 2 1 零件的作用 閥體是整體裝置的重要零件 它支撐中心部分 承受著部分靜載荷 因?yàn)殚y體與 整個機(jī)體連接 并且中心部分與該零件是螺紋連接 因而該零件的螺紋承受著一定載 荷 以及一定的沖擊力 所以該零件承受著靜 動載荷 2 2 零件的主要技術(shù)條件分析 1 為了適合鑄件技術(shù)要求 因而采用精度等級為 CT12 2 為了保證鑄件整個零件的中心高度 首先以底平面為基準(zhǔn) 粗鏜直徑為 36H8 的孔 再以該孔為基準(zhǔn) 粗銑底平面 最后以底平面為精基準(zhǔn) 精鏜以上的孔 再精銑底平面 以上步驟均需要專用銑夾具等 3 兩螺紋孔的中心距為 68 該尺寸的要求較高 為了保證尺寸的配合 這兩個 螺紋孔應(yīng)該到最后進(jìn)行鉆孔 4 內(nèi)孔承受著較高工作力 因而它的內(nèi)孔配合度較高 要求有較高的粗糙度 只有這樣的粗糙度才能滿足零件工作時的需要 5 有關(guān)螺紋的技術(shù)要求 閥體在工作時 將受到一定的載荷 這一載荷又將傳到螺紋上 因此 對于安裝 這兩個螺紋端面有一定的粗糙度 該粗糙度為 3 2 屬于鑄造件中較高的粗糙度要求 6 有關(guān)結(jié)合面的技術(shù)要求 閥體在工作中受到?jīng)_擊性質(zhì)動載荷以及靜載荷 結(jié)合面的歪斜將使中心部分不能 正常工作 最終導(dǎo)致機(jī)體整體不能正常工作 因此 對結(jié)合面的平面度要求較高 2 3 確定零件的生產(chǎn)類型 生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定 N 零 Q n 1 式中 N 零 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) Q 產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng) Q 5000 臺 年 n 每一產(chǎn)品中包含該零件的數(shù)量 n 1 零件的備品率 一般情況下為 3 5 取 4 零件的平均廢品率 取 1 N 零 5000 1 1 4 1 5 025 件 年 根據(jù)任務(wù)書可知零件為大量生產(chǎn) 2 4 確定零件毛坯的制造形式 影響毛坯選擇的因素通常包括 1 零件材料的工藝性及對材料組織的要求 2 零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸 3 零件對毛坯精度 表面粗糙度和表面層性能的要求 4 零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 5 現(xiàn)有生產(chǎn)能力和發(fā)展前途 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 由于閥體要求有較高的強(qiáng)度和剛度 以及良好的耐磨性和疲勞強(qiáng)度 材料選擇 HT200 因?yàn)殚y體在工作中承受靜載荷以及小量的動載荷 為了使金屬纖維盡量不被切斷 非加工表面對稱均勻 使零件工作可靠 并且鑄件的鑄造性能較好 由于該零件的輪 廓尺寸不大 生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn) 又考慮零件的加工條件要求較高 為了保證加工 質(zhì)量 提高生產(chǎn)率 降低成本 減少工人的勞動強(qiáng)度 確定采用鑄造成型 2 5 制定工藝路線 1 工藝過程的安排 在閥體加工中 影響加工精度的主要因素有 閥體本身的剛度比較地 在外力 切削力 夾緊力 的作用下 容易變形 閥體是鑄造件 孔的加工余量大 切削時將產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力 并引起應(yīng)力重 新分布 因此 在安排工藝過程中 就需要把各主要表面的粗精加工工序分開 既把粗加 工安排在前 半精加工安排在中間 精加工安排在后面 這是由于粗加工工序的切削余量大 因此 切削力 夾緊力必然大 加工后容易 變形 粗精加工分開后 粗加工產(chǎn)生的變形 可以在半精加工修正 半精加工中產(chǎn)生 的變形可以在精加工中修正 這樣逐步減少加工余量 切削力及內(nèi)應(yīng)力作用 逐步修 正加工的變形就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求 2 各主要表面的工序安排如下 一端面 粗銑 精銑 中心孔 大螺紋孔 鉆孔 粗鏜 半精鏜 精鏜 兩螺紋孔 鉆 鏜 一些次要表面的加工 則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面 3 閥體工藝路線的方案之一 鉆通孔 粗銑底平面 粗銑臺階面 精銑底平面 精銑臺階面 精鏜通孔 鉆螺紋孔 檢查 人工清理 最終檢驗(yàn) 4 此方案具有如下特點(diǎn) 加工階段劃分得較合理 a 閥體本身的剛度比較地 在外力 切削力 夾緊力 的作用下 容易變形 b 閥體是鑄造件 孔的加工余量大 切削時將產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力 并引起應(yīng)力重新 閥體零件的工藝設(shè)計 6 分布 因此 在安排工藝過程時 就需要把各表面的粗 精加工工序分開 即把粗加工 安排在前 半精加工安排在中間 精加工安排在后面 這樣避免了由于粗加工工序切 削余量大 切削力 夾緊力必然大 加工后易產(chǎn)生變形 如 內(nèi)應(yīng)力引起的變形 夾緊力較大引起的變形 切削溫度過高引起的變形 工 藝系統(tǒng)的熱變形等的影響 粗 精加工分開后 粗加工產(chǎn)生的變形可以在半精及精加 工中得到修正 就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求 同時 還能合理地使用設(shè)備 保證加 工質(zhì)量 在粗加工各表面后及早地發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷 避免損失更多的工時和費(fèi)用 定位基準(zhǔn)的選擇 閥體加工作為精基準(zhǔn)的表面是大端面 以及兩臺階面為定位面 而作為精基準(zhǔn)的 表面應(yīng)該提前加工完 在選擇粗基準(zhǔn)時考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余 量 使不加工表面的尺寸 位置符合圖紙要求 因此按照粗基準(zhǔn)選擇原則 以端面為 粗基準(zhǔn)來加工底平面 精基準(zhǔn) 在閥體的加工過程中定位基準(zhǔn)滿足基準(zhǔn)重合原則 簡化了工藝過程的制定 使夾具的設(shè)計 制造簡單 降低成本 按照工序分散的原則來擬定工藝路線 閥體的加工過程中 各加工工序的組合基本上是按照工序分散的原則進(jìn)行的 由 于閥體的形狀復(fù)雜 要加工表面不便于集中加工 為了適應(yīng)大批量生產(chǎn)的快節(jié)奏 必 須在各工序采用高效率的專用機(jī)床和夾具 以提高生產(chǎn)率 保證加工質(zhì)量 使各工序 的時間趨于平衡 按一定的節(jié)拍組織流水生產(chǎn) 雖然現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展多趨向于工序集 中 但工序分散在大批量生產(chǎn)中仍應(yīng)用很廣泛 2 6 確定機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸 閥體材料為 HT200 機(jī)械加工余量對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 不但增加機(jī)械加工的勞動量 而且增加了成本 所以 必須合理地安排加 工余量 本設(shè)計采用查表法確定各表面的加工余量 工序尺寸 毛坯尺寸及公差等級 1 單邊 雙邊的加工余量及工序尺寸的確定 由 表 2 1 6 5 4 5 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 表 2 1 鑄件機(jī)械加工余量 基本尺寸 大于 至 加工余量數(shù)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 表中每攔有兩個加工余量數(shù)值 上面的 數(shù)值是以一側(cè)為基準(zhǔn) 進(jìn)行單側(cè)加工的加工余量 進(jìn)行單側(cè)加工的加工余量值 下面為雙側(cè)加工時 每側(cè)的加工余量值 2 表中略去基本尺寸大于 1600 10000mm 的加工余量數(shù)值 閥體零件的工藝設(shè)計 8 1 鑄件公差等級的確定 型鑄造的鑄件 頂面 相對澆注位置 的加工余量等級 比底 側(cè)面的加工余量 等級需降低一級選用 例 尺寸公差為 CT12 級 加工余量底 側(cè)面為 MA H 級 型鑄造鑄件的底 側(cè)面所采用加工余量等級為選定的尺寸公差等級所對應(yīng)的全部 加工與量等級中最粗級時 例 底 側(cè)面加工與量為 CT12 級 MA H 級 砂型鑄造孔的加工余量等級可與底面 側(cè)面相同的等級 2 鑄造孔的最小尺寸 在鑄造工藝上為制造方面 一般當(dāng)鑄造孔徑小于規(guī)定尺寸時可不鑄出 零件上的 孔如難以機(jī)械加工 最小孔徑也可放寬到特殊情況數(shù)值 3 鑄造壁的最小厚度 各種鑄造方法鑄件的最小壁厚可見表 4 鑄造斜度 對于砂型及硬型鑄件常選用 3 壓鑄件常選用 1 30 2 待加工表面的斜 度數(shù)值可以大一些 非加工表面斜度數(shù)值可適當(dāng)減小 一般參照表選取 為便于模具 制造及造型 各面斜度數(shù)值應(yīng)盡量一致 2 底面加工余量及工序尺寸的確定 查表 2 2 4 可得總余量 A 6 5mm 由表可得精銑 0 5 粗銑 A 0 5 6mm 3 螺紋孔加工余量及工序尺寸的確定 由表可得鉆孔直徑為 8 5 加工余量 2 5 4 臺階孔加工余量的確定 由表查得總余量為 A 6 5 精銑 0 5 單面 粗銑 A 2 6 5 1 5 5 2 7 確定各序工藝裝備及切削用量 2 7 1 工序 1 粗銑底平面 1 機(jī)床 立銑 X52K 立式銑床 2 夾具 專用夾具 3 量具 卡板 4 刀具 硬質(zhì)合金套式面銑刀 YT15 D 160mm z 8 5 切削用量 切削深度 p 1 8mm 每齒進(jìn)給量 f 0 13mm z 表 3 28 切削速度 v 1 4m s 表 3 30 計算轉(zhuǎn)速 n 1000 60v D 1000 60 1 4 3 14 160 167r min 按機(jī)床取 實(shí)際轉(zhuǎn)速 n w 150r min 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 實(shí)際速度 vw D n w 60 1000 3 14 160 150 60 1000 進(jìn)給速度 f M f z nw 0 13 8 150 156mm min 2 7 2 工序 2 粗銑臺階面 1 機(jī)床 雙面四軸銑床 2 夾具 專用夾具 3 量具 卡板 4 刀具 硬質(zhì)合金套式面銑刀 YT15 D 160mm z 8 5 計算轉(zhuǎn)速 n 1000 60v D 1000 60 1 4 3 14 160 167r min 按機(jī)床取 實(shí)際轉(zhuǎn)速 n w 150r min 實(shí)際速度 vw D n w 60 1000 3 14 160 150 60 1000 進(jìn)給速度 f M f z nw 0 13 8 150 156mm min 2 7 3 工序 3 鉆鏜孔 1 機(jī)床 鉆鏜組合機(jī)床 2 夾具 專用夾具 工步 1 鏜孔至 20mm 30mm 1 刀具 YT15 鏜刀 2 量具 塞規(guī) 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 按專用機(jī)床選取 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 精銑底平面 1 機(jī)床 臥銑 X62w 2 夾具 專用夾具 3 量具 卡板 4 刀具 硬質(zhì)合金三面刃銑刀 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 閥體零件的工藝設(shè)計 10 按機(jī)床選取 nw 375r min vw 3 14 1000 375 60 1000 1 96m s 工作臺進(jìn)給速度 fM f z nw 0 13 8 375 390mm min 2 7 5 工序 5 精銑臺階面 機(jī)床 臥銑 X62w 夾具 專用夾具 量具 卡板 刀具 硬質(zhì)合金三面刃銑刀 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 按機(jī)床選取 nw 375r min vw 3 14 1000 375 60 1000 1 96m s 工作臺進(jìn)給速度 fM f z nw 0 13 8 375 390mm min 2 7 6 工序 6 精鏜孔 機(jī)床 臥式精剛鏜床 夾具 專用夾具 量具 塞規(guī) 刀具 硬質(zhì)合金鏜刀 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 按機(jī)床選取 nw 800r min vw 3 14 55 800 60 1000 2 3m s 2 7 7 工序 7 鉆螺紋孔 機(jī)床 鉆鏜組合機(jī)床 夾具 專用夾具 工步 1 鏜孔至 8 5mm 刀具 W 18Cr4V 錐柄麻花鉆 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 量具 塞規(guī) 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 按專用機(jī)床選取 nw 1125 r min vw 3 14 8 5 1125 60 1000 0 5m s 2 8 確定各序工時定額 1 粗銑底平面 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 輔助時間 T 輔 0 47min 工作地點(diǎn)服務(wù)時間占工序時間的 4 7 T 服 0 896 0 47 4 7 0 08min 2 粗銑臺階面 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 輔助時間 T 輔 0 47min 工作地點(diǎn)服務(wù)時間占工序時間的 4 7 T 服 0 896 0 47 4 7 0 08min 3 鉆鏜孔 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 輔助時間 T 輔 0 48kin 工作地點(diǎn)服務(wù)時間占工序時間的 4 7 T 服 0 958 0 48 4 7 0 067min 鏜孔時由表可得 閥體零件的工藝設(shè)計 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 輔 0 27 T 服 Tj T 輔 4 6 0 04 4 檢查 由表可得 T 輔 0 8min 工作地點(diǎn)服務(wù)時間占工序時間的 5 T 服 0 8 5 0 04min 5 精銑底平面 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 輔 0 43min 工作地點(diǎn)服務(wù)時間占工序時間的 4 6 T 服 Tj T 輔 4 6 0 04 0 895 0 43 4 6 0 061min 6 精銑臺階面 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 輔 0 43min 工作地點(diǎn)服務(wù)時間占工序時間的 4 6 T 服 Tj T 輔 4 6 0 04 0 895 0 43 4 6 0 061min 7 精鏜孔 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 輔 0 43min 工作地點(diǎn)服務(wù)時間占工序時間的 4 6 T 服 Tj T 輔 4 6 0 04 0 895 0 43 4 6 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 0 061min 8 鉆螺紋孔 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 輔 0 80min 工作地點(diǎn)服務(wù)時間占工序時間的 3 T 服 Tj T 輔 3 2 95 0 80 3 0 1125min 9 清洗 Tj 0 30min T 輔 0 10min T 服 0 012min 10 檢查 Tj 0 52min T 輔 0 20min T 服 0 032min 11 裝配工藝螺紋 Tj 0 2min T 輔 0 32min T 服 0 016min 12 松開螺紋消除內(nèi)應(yīng)力 Tj 0 25min T 輔 0 20min T 服 0 043min 13 去毛刺 Tj 0 25min T 輔 0 20min T 服 0 043min 以上均由工廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)取 14 卸工藝螺紋 由工廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)取 Tj 0 25min T 輔 0 20min T 服 Tj T 輔 9 0 25 0 2 9 0 041min 閥體零件的工藝設(shè)計 14 3 夾具設(shè)計 3 1 概述 在機(jī)床對零件進(jìn)行機(jī)械加工時 為保證工件加工精度 首先要保證工件在機(jī)床上 占有正確的位置 然后通過夾緊機(jī)構(gòu)使工件的正確位置固定不動 這一任務(wù)就是由夾 具來完成 對于單件 小批生產(chǎn) 應(yīng)盡量使用通用夾具 這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本 但 由于通用夾具適用各種工件的裝夾 所以夾緊時往往比較費(fèi)時間 并且操作復(fù)雜 生 產(chǎn)效率低 本零件屬于大量生產(chǎn) 零件外形也不適于使用通用夾具 為了保證工件精度 提 高生產(chǎn)效率 設(shè)計專用夾具就顯得非常必要 3 2 方案設(shè)計 方案設(shè)計是夾具設(shè)計的第一步 也是夾具設(shè)計關(guān)鍵的一步 方案設(shè)計的好 壞將 直接影響工件的加工精度 加工效率 稍不注意就會造成不能滿足工件加工要求 或 加工精度不能達(dá)到設(shè)計要求 因此必須慎重考慮 設(shè)計方案的擬定必須遵循下列原則 1 定位裝置要確保工件定位準(zhǔn)確和可靠 符合六位定位原理 2 夾具的定位精度能滿足工件精度的要求 3 夾具結(jié)構(gòu)盡量簡單 操縱力小而夾緊可靠 力爭造價低 3 3 夾緊力的計算 鉆鏜孔工序 是屬于粗加工 鉆孔所采用的刀具是標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆 加工完成后的孔 可以達(dá)到六級以下的精度 其表面光潔度可以達(dá)到粗糙度 Rz80 然后再用鏜刀進(jìn)行鏜 削 鏜孔可以達(dá)到 6 級 8 級精度 表面粗糙度可達(dá)到 Ra6 3 0 8 由于標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆每個刀齒上 都要產(chǎn)生 Fx Fy Fz 在理想情況下 Fy 力基本相 互抵消 經(jīng)過綜合簡化后 可以認(rèn)為各個切削刃上的切削力最后構(gòu)成一個扭矩 M 和軸 向力 F 通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知 軸向力 F 是橫刃產(chǎn)生的 扭矩 M 主要是由主切削力 F2 產(chǎn) 生的 由 P80 可知 高速鋼標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆軸向力 F 扭矩 M 和切削功率 PM 的實(shí)驗(yàn)公 式及其相應(yīng)的修正系數(shù) 在鉆削是 夾緊力的方向是垂直于閥體端面 與麻花鉆軸向 力 F 的方向相同 其作用點(diǎn)是作用在 48 的圓面上 軸向力 F Gd0XFYFKF 式中 d 0 53 0mm G 833 85 XF 1 YF 0 7 1 鉆孔時所需夾緊力為 W 對 O 點(diǎn)取矩 則 M O 0 M F r W r W M F r r 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 156 684 12890 7 0 25 8 5 2 0 001 0 25 31 5 0 001 18157 159 N 鉆孔時所需夾緊力為 18157 159N 2 心軸的強(qiáng)度校核 心軸螺紋處的強(qiáng)度最弱 4F d 2 d220 其中 F 液壓缸負(fù)載 F 26010 323N d 心軸直徑 d 15mm d20 10mm 4F d 2 d220 26010 323 4 3 14 15 2 100 265N mm2 許用應(yīng)力 b n 65 9 8 2 318 5N mm2 4F d 2 d220 強(qiáng)度合格 3 定位誤差分析 為了保證閥體螺紋孔的位置精度 采用六點(diǎn)定位 限制六個自由度 為了減少孔 的尺寸 形狀及位置誤差在鏜 鉆時采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 因此 注意安裝和調(diào)整事宜 可保證其定位精度滿足加工要求 3 4 夾具工作原理及動作說明 夾具的優(yōu)點(diǎn) 1 夾具結(jié)構(gòu)緊湊 2 夾緊可靠 工作平穩(wěn) 3 動作迅速 操作省力 適于大量生產(chǎn) 閥體零件的工藝設(shè)計 16 4 選擇加工設(shè)備 工具 4 1 選用加工工具 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) 故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主 輔以少量專用機(jī)床 其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床專用夾具為主 輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線 工件在各 機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成 1 粗銑底平面 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題 采用立銑 選擇 X52K 立式 銑床 選擇直徑為 200mm 的 C 類可轉(zhuǎn)位面銑刀 專用夾具和游標(biāo)卡尺 2 精銑底平面 由于定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換 宜采用臥銑 選 X62W 臥式銑床 選擇與粗銑相同型號的 刀具 采用精銑專用夾具及游標(biāo)卡尺 刀口形直尺 3 粗銑臺階面 采用立式銑床 X52K 莫氏錐柄面銑刀 專用銑夾具 專用檢具 4 精銑臺階面 采用功率為 1 5Kw 的 1TXb20M 型銑削頭組成的臥式雙面組合銑床 精銑刀具類型 與粗銑的相同 采用專用夾具 5 粗鏜孔 鏜孔采用臥式雙面組合鏜床 選擇功率為 1 5Kw 的 1TA20 鏜削頭 選擇鏜通孔的 鏜刀專用夾具 游標(biāo)卡尺 6 精鏜孔 采用臥式雙面組合鏜床 選擇功率為 1 5Kw 的 1TA20 鏜削頭 選擇鏜通孔的鏜刀 專用夾具 7 鉆螺紋孔 2 M10 螺紋底孔選用搖臂鉆床 Z3025 加工 2 M10 螺紋孔選用錐柄階梯麻花鉆 選用錐柄復(fù)合麻花鉆及錐柄機(jī)用鉸刀加工孔 采用專用夾具 選用游標(biāo)卡尺和塞規(guī)檢 查孔徑 2 M10 螺孔攻螺紋選用搖臂鉆 采用機(jī)用絲錐夾頭 專用夾具和螺紋塞規(guī) 4 2 加工工藝設(shè)計 1 粗銑底平面及精銑底平面 查表可得加工余量 得精加工余量為 1 5mm 已知底平面加工總余量為 5mm 故 粗加工余量為 3 5mm 精銑底平面中心定位以孔的中心線定位 2 粗鏜孔及精鏜孔 孔的鉆及擴(kuò)鉸余量 Z 擴(kuò) 0 9mm Z 鉸 0 1mm 由此可以算出 Z 鉆 9 2 0 9 o 1 3 5mm 由于粗 精鏜孔時都以底平面為基準(zhǔn) 故孔與底平面間的尺寸公差為 0 08mm 精 鏜孔時孔與底平面的尺寸公差為 0 05mm 及平行度 0 07mm 孔與底平面的垂直度由 機(jī)床保證 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 5 機(jī)床夾具零件及部件 5 1 定位銷 1 小定位銷 GB2202 80 材料 T8 按 GB1298 77 碳素工具鋼技術(shù)條件 熱處理 HRC55 60 其他技術(shù)條件按 GB2259 80 機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件 如表所示 dD H 基本尺寸 極限偏差 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 的公差帶按設(shè)計要求決定 2 固定式定位銷 GB2203 80 1 材料 D 18mmT8 按 GB1298 77 碳素工具鋼技術(shù)條件 D 18mm20 按 699 65 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件 2 熱處理 T8 HRC55 60 20 滲碳深度 0 8 1 2mm HRC55 60 3 其他技術(shù)條件按 GB2259 80 機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件 5 2 鉆套 固定鉆套 GB2262 80 1 材料 d 26mmT10A 按 GB1298 77 碳素工具鋼技術(shù)條件 2 熱處理 T10AHRC58 64 3 其他技術(shù)條件按 GB2259 80 機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件 5 3 對刀件 圓形對刀塊 GB2240 80 1 材料 GB699 65 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件 2 熱處理 滲碳深度 0 8 1 2mm HRC58 64 3 其他技術(shù)條件按 GB2259 80 機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件 閥體零件的工藝設(shè)計 18 致 謝 合上漫溢墨香的設(shè)計論文 已是夜涼如水 遙望夜空 星光燦爛 歷時半載的畢 業(yè)設(shè)計撰寫工作 終于告了一個段落 掩卷而思 心中卻惶恐不安 唯恐這份代表我 四年本科學(xué)習(xí)成果的畢業(yè)論文有負(fù)師長與親友的厚望 我深知前進(jìn)的每一步 都凝聚 著眾多的關(guān)懷與愛護(hù) 在此 我只能借本文一隅表達(dá)自己內(nèi)心的感激之情 感謝我的導(dǎo)師 他將我收入門下 不棄粗礪 悉心教誨 從他那里我不僅學(xué)到了 許多知識 而且也被他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 廣博的學(xué)識 敏捷的洞察力與謙和的人格魅 力深深的感染 指導(dǎo)老師對我的論文傾注了大量的心血 從選題 提綱的擬訂 初稿 修改稿直至最后定稿 每一個環(huán)節(jié)都得到了他悉心指導(dǎo)和幫助 師恩似海 終生難忘 感謝在我大學(xué)學(xué)習(xí)期間給予我?guī)椭完P(guān)愛的所有同學(xué) 特別是同寢的同學(xué)為本文 在撰寫過程中搜集各種資料 提出各種合理的意見和建議 特別感謝他們 衷心感謝我的母親 在我的學(xué)習(xí)和生活中 她給了我無私的關(guān)懷和幫助 面對她 始終如一的理解 寬容和鼓勵 我的感激之情難以用言語表達(dá) 但愿學(xué)有所成 能報 于萬一 最后 感謝百忙之中抽出時間評閱的老師和參加論文答辯的老師 并向他們致以 深深的謝意 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 參考文獻(xiàn) 1 王仲 劉長吉 連桿機(jī)械加工工藝探討 J 內(nèi)燃機(jī) 1997 1 13 16 2 陳志亮 柴油機(jī)連桿加工工藝分析 J 湖南農(nóng)機(jī) 1997 4 22 3 馮日德 6170 柴油機(jī)連桿 機(jī)體加工中幾個難點(diǎn)問題的工藝性研究 D 天津 天津大學(xué) 2003 4 程熙 熱能與動力工程機(jī)械制造工藝學(xué) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 3 5 王啟平 機(jī)械加工工藝簡明手冊 哈爾濱 哈爾濱工業(yè)大學(xué)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 崔金嶺 柔性夾具的技術(shù)研究與創(chuàng)新設(shè)計 D 碩士學(xué)位論文 蘇州 蘇州大學(xué)機(jī) 械設(shè)計及自動化 2008 9 顧懷祥 淺談連桿加工工藝中的一些新技術(shù) J 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