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摘 要
在本次畢業(yè)設(shè)計中主要是針對閥體工裝方面的設(shè)計。它包括工藝路線，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定以及本步驟應(yīng)選取的機床型號工作時的主要參數(shù)計算。由于工件形狀復(fù)雜，有一些加工無法在通用夾具上完成，所以設(shè)計了鉆床專用夾具，車床專用夾具。
關(guān)鍵詞：止回閥，工藝，夾具
Abstract
This graduation design is mainly aimed at the body tooling design,。It including process, Allowance, the main parameters and process dimensions determine the size of the blank and this step should be selected when the machine model calculations work. Due to the complex shape of the work piece, there are some processing will not be finished on the universal fixture, so special fixture design the drilling machine, lathe special fixture。
Key words: check vale ,process,fixture
目 錄
摘 要 III
Abstract V
緒 論 1
1.課題的提出 1
2.課題的主要內(nèi)容 1
第一章 零件的分析 1
1.1 零件的作用： 1
1.2 零件的工藝分析： 1
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 2
2.1 毛坯的制造及材料： 2
2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 2
2.3 加工工序的制定 2
2.4 機械加工余量、毛坯尺寸的擬定： 3
2.5 加工設(shè)備及本步驟應(yīng)選取的刀具類型為、夾具、量具的選擇 3
2.6 確定切削用量及基本工時 4
第三章 夾具的設(shè)計 14
3.1鉆床夾具的設(shè)計 14
3.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇 14
3.1.2鉆模板鉆套的選擇 14
3.1.3夾具體設(shè)計 14
3.1.4夾緊元件及動力裝置確定 14
3.1.5 切削力及夾緊力的計算 15
3.1.6定位誤差的計算 16
3.1.7夾具設(shè)計及操作的簡要說明 16
3.2車夾具設(shè)計 16
3.2.1設(shè)計專用夾具的原因 16
3.2.2定位基準(zhǔn)的選擇 16
3.2.3定位元件的選用 16
3.2.4定位誤差 17
3.2.5夾緊裝置 17
3.2.6夾緊力和切削力的計算 17
3.2.7夾具體 17
3.2.8夾具設(shè)計及操作的簡要說明 18
總結(jié) 19
參考文獻 20
緒論
緒 論
1.課題的提出
閥體零件的制造精度將直接影響裝配質(zhì)量，進而整個止回閥的使用和壽命。因此，制定合理的加工工藝規(guī)程和設(shè)計合理的專用夾具是閥體加工質(zhì)量的有效措施。
2.課題的主要內(nèi)容
1. 按照零件圖，進行分析，完成毛坯圖；
2. 進行工序設(shè)計，零件生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，完成機械加工工藝過程卡及工序卡；
3. 進行夾具設(shè)計，按照工藝過程，完成兩道工序的專用夾具設(shè)計；
4. 對所設(shè)計的夾具，進行CAD繪制裝配圖；
5. 編寫設(shè)計說明書。
20
第一章
第一章 零件的分析
1.1 零件的作用：
本課題研究的是閥體，其是一種三向閥。閥體和閥蓋用螺釘連接起來組成一個完整的止回閥，止回閥的主要作用是禁止內(nèi)部液體倒流，不讓泵以及電動機可能出現(xiàn)的反轉(zhuǎn)問題，以及內(nèi)部液體的泄漏。
1.2 零件的工藝分析：
（1）。左右外圓，以及端面的加工，他們的表面粗糙度要求都為。左右端面孔系的加工，端面孔的要求為，水線的車削。水線的粗糙度要求為。
（2）。以下為需加工的零件的尺寸，粗糙度要求。閥體零件外圓和端面； 的螺紋，的圓孔，的圓孔。除外圓的表面粗糙度要求為。其余表面粗糙度為。。
（3）工藝內(nèi)孔的加工，表面粗糙度要求為。
第二章
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 毛坯的制造及材料：
閥體材料為低碳25號鋼，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。
因為閥體尺寸較小，形狀復(fù)雜，所以采用鑄造的方式，按照鑄造幾種方式的特點可以選取砂型和金屬型兩種形式，但是因為金屬型制造成本高，所以選擇砂型鑄造。因為閥體零件的內(nèi)部是中空的，所以要進行放置型芯操作。
2.2 定位基準(zhǔn)的選擇
由于閥體零件形狀復(fù)雜，加工面較多所以選擇右端面為粗基準(zhǔn)，并且有內(nèi)孔，鉆孔螺紋加工，選擇為精基準(zhǔn)。
2.3 加工工序的制定
在設(shè)計工藝路線時，應(yīng)當(dāng)按照先面后孔的原則，保證零件的幾何形狀、形位精度。
選擇以下加工路線:
2.4 機械加工余量、毛坯尺寸的擬定：
由砂型機器制造方式，能夠查的此毛坯的CT等級為8-10級，MA等級為H級。所以自主選擇等級為級，等級為級。按照表2.2-4各個加工面總余量如下表：
2.5 加工設(shè)備及本步驟應(yīng)選取的刀具類型為、夾具、量具的選擇
銑削選用立式銑床，本設(shè)計應(yīng)選取的刀具類型為采用端面銑刀，使用專業(yè)夾具，量具選擇游標(biāo)卡尺。
車削表面時，按照,本步驟應(yīng)選取的刀具類型為采用硬質(zhì)合金車刀，選用專用夾具、塞規(guī)。
鉆各個面的孔時都選取，刀具選取高速鋼直柄麻花鉆頭（參考《機械制造工藝手冊》表），夾具選擇專用夾具、量具選取塞規(guī)。
2.6 確定切削用量及基本工時
工步01：銑C基面端面到尺寸19.5mm
本步驟應(yīng)選取的機床型號：
本步驟應(yīng)選取的刀具類型為：套式面銑刀
a）按照《切削用量手冊》表可得，，，。
b）切削用量
銑削深度：
c）確定進給量及切削速度
由銑刀的各項參數(shù)可得
，那么可得
由機床的主要參數(shù)可得 ，
由可得
當(dāng)查機床的主要參數(shù)能夠得出
d）的確定
進給次數(shù)為1
：
本式里面，，
工步03：銑外圓端面到尺寸
本步驟應(yīng)選取的機床型號：立式銑床，
本步驟應(yīng)選取的刀具類型為：套式面銑刀
a）按照《金屬切削計算》可得，，，。
b）切削用量
銑削深度：
c）進給量和切削速度
，那么能夠得出
＝750，
由＝750r/min那么
可得
d）的確定
進給次數(shù)為1
：
本式里面 ，，
工步04；
本步驟應(yīng)選取的機床型號：
本步驟應(yīng)選取的刀具類型為
a）由車刀的各項參數(shù)進行形狀參數(shù)的選擇
b）切削用量和進給量
車削深度：
進給量從表1.4中可得按照本步驟應(yīng)選取的機床型號參數(shù)可得選擇
c) 切削速度的確定
按照，=0由表查出切削速度為，因為各種因素影響所以需乘以修正系數(shù)。
，，刀具主偏角的修正系數(shù)所以
d) 轉(zhuǎn)速
選可選擇本步驟應(yīng)選取的機床型號的實際主軸轉(zhuǎn)速為則實際切削速度為
e）的確定
=，，=
工步05：粗車B面內(nèi)孔到尺寸
本步驟應(yīng)選取的機床型號：
本步驟應(yīng)選取的刀具類型為：
a）由于這是在同一本步驟應(yīng)選取的機床型號上車削的加工并且為了減少工人的勞動量，所以選擇與工步04的相同本步驟應(yīng)選取的刀具類型為，這種本步驟應(yīng)選取的刀具類型為完全滿足其切削要求所以選擇相同的本步驟應(yīng)選取的刀具類型為參數(shù)如下所示：
b）切削用量和進給量
車削深度：
進給量從表中可得按照本步驟應(yīng)選取的機床型號參數(shù)可得選擇0
c) 切削速度的確定
按照，=由表查出切削速度為，因為各種因素影響所以需乘以修正系數(shù)。
由表查的本步驟應(yīng)選取的刀具類型為壽命系數(shù)為，工件材料修正系數(shù)，主偏角修正系數(shù).所以
d) 轉(zhuǎn)速
選可選擇本步驟應(yīng)選取的機床型號的實際主軸轉(zhuǎn)速為則實際切削速度為
e）
本式里面 ，，=
07：粗車到尺寸到角
本步驟應(yīng)選取的機床型號：0
本步驟應(yīng)選取的刀具類型為
a）由于這是在同一本步驟應(yīng)選取的機床型號上車削的加工并且為了減少工人的勞動量，所以選擇與工步04的相同本步驟應(yīng)選取的刀具類型為，這種本步驟應(yīng)選取的刀具類型為完全滿足其切削要求所以選擇相同的本步驟應(yīng)選取的刀具類型為參數(shù)如下所示：
b）的確定
由表查出：
的得出， 時為
由選定機床相對應(yīng)的參數(shù)能夠得出
c）的確定
V：按照《金屬切削計算》表1.10，可選擇
：，可選擇
在加工過程中的：
d）的確定
進給次數(shù)為
：
本式里面 ，
工步08：粗車面外圓到尺寸
本步驟應(yīng)選取的機床型號：
本步驟應(yīng)選取的刀具類型為：
a）由于這是在同一本步驟應(yīng)選取的機床型號上車削的加工并且為了減少工人的勞動量，所以選擇與工步04的相同本步驟應(yīng)選取的刀具類型為，這種本步驟應(yīng)選取的刀具類型為完全滿足其切削要求所以選擇相同的本步驟應(yīng)選取的刀具類型為參數(shù)如下所示：
c）的確定
：
：，和工件直徑為時為
由選定機床相對應(yīng)的參數(shù)能夠得出
d）的確定
V：，可選擇
：，可選擇
在加工過程中的：
e）的確定
實際進給次數(shù)為
：
本式里面 ，，
工步11：粗車閥體的外圓到尺寸
本步驟應(yīng)選取的機床型號：
本步驟應(yīng)選取的刀具類型為：
a）由于這是在同一本步驟應(yīng)選取的機床型號上車削的加工并且為了減少工人的勞動量，所以選擇與工步04的相同本步驟應(yīng)選取的刀具類型為，這種本步驟應(yīng)選取的刀具類型為完全滿足其切削要求所以選擇相同的本步驟應(yīng)選取的刀具類型為參數(shù)如下所示：
b）的確定
：
,以及工件直徑為時為按與其相對應(yīng)得參數(shù)取
c）的確定
：，可選擇
：，可選擇
在實際加工過程中的：
d）的確定
實際刀具進給次數(shù)為
：
本式里面 ，=
工步12：粗車法蘭面水線
本步驟應(yīng)選取的機床型號：
本步驟應(yīng)選取的刀具類型為
a）由于這是在同一本步驟應(yīng)選取的機床型號上車削的加工并且為了減少工人的勞動量，所以選擇與工步04的相同本步驟應(yīng)選取的刀具類型為，這種本步驟應(yīng)選取的刀具類型為完全滿足其切削要求所以選擇相同的本步驟應(yīng)選取的刀具類型為參數(shù)如下所示：
b）的確定
：
： 以及工件直徑為時為按CA6104與其相對應(yīng)得參數(shù)取
c）的確定
：，可選擇
：，可選擇
在實際加工過程中的：
d）的確定
實際加工過程中的進給次數(shù)為
：
本式里面 ，，=
工步15：粗車閥體內(nèi)孔?到尺寸
本步驟應(yīng)選取的機床型號：
本步驟應(yīng)選取的刀具類型為：
a）由于這是在同一本步驟應(yīng)選取的機床型號上車削的加工并且為了減少工人的勞動量，所以選擇與工步04的相同本步驟應(yīng)選取的刀具類型為，這種本步驟應(yīng)選取的刀具類型為完全滿足其切削要求所以選擇相同的本步驟應(yīng)選取的刀具類型為參數(shù)如下所示：
b）的確定
：
從表中可得按照本步驟應(yīng)選取的機床型號參數(shù)可得選擇
c）切削速度的確定
按照，=由表查出切削速度為，因為各種因素影響所以需乘以修正系數(shù)。
由表查的本步驟應(yīng)選取的刀具類型為壽命系數(shù)為，工件材料修正系數(shù)，主偏角修正系數(shù).所以
d）轉(zhuǎn)速
選可選擇本步驟應(yīng)選取的機床型號的實際主軸轉(zhuǎn)速為則實際切削速度為
e）的確定
本式里面 =，，
工步16：粗車閥體面到尺寸
本步驟應(yīng)選取的機床型號：
本步驟應(yīng)選取的刀具類型為：硬質(zhì)合金外圓車刀
a）由于這是在同一本步驟應(yīng)選取的機床型號上車削的加工并且為了減少工人的勞動量，所以選擇與工步04的相同本步驟應(yīng)選取的刀具類型為，這種本步驟應(yīng)選取的刀具類型為完全滿足其切削要求所以選擇相同的本步驟應(yīng)選取的刀具類型為參數(shù)如下所示：
b）的確定
：
： 以及工件直徑為時為
按照車床相對應(yīng)的參數(shù)選擇
c）的確定
：，可選擇
本步驟應(yīng)選取的機床型號主軸轉(zhuǎn)速：，可選擇
在實際加工過程中的：
d）的確定
在實際加工過程中進給次數(shù)是
機動時間：
本式里面，
工步180：鉆閥體零件面的孔
本步驟應(yīng)選取的機床型號：
本步驟應(yīng)選取的刀具類型為：
a）按照《金屬切削計算》表及應(yīng)選取鉆頭幾何形狀為修磨橫刃
b）
，進給量
按照鉆床相對應(yīng)的參數(shù)應(yīng)選取，選擇
3）切削速度：《金屬切削計算》表，可選擇
c）本步驟應(yīng)選取的機床型號主軸轉(zhuǎn)速：，可選擇
由于本工步所選取的轉(zhuǎn)數(shù)較高于上面計算出來的轉(zhuǎn)數(shù)，會使本步驟應(yīng)選取的刀具類型使用壽命下降，所以應(yīng)該讓進給量向下一級，即應(yīng)取或者可以選取向下一級轉(zhuǎn)數(shù)，用，將兩種方案進行篩選：
1.第一方案
2.第二方案
由于一式中乘積較大，所以取方案1。
d）的計算
：
本式里面 ，，
工步200：鉆閥體零件面的孔
本步驟應(yīng)選取的機床型號：立式鉆床，
本步驟應(yīng)選取的刀具類型為：高速鋼直柄麻花鉆頭
a）按照《金屬切削計算》表及應(yīng)選取的鉆頭幾何形狀
b）
，可得到鉆頭強度允許的進給量
按照鉆床相對應(yīng)的參數(shù)應(yīng)選取，選擇，
c）的確定：《金屬切削計算》表，可選擇
本步驟應(yīng)選取的機床型號主軸轉(zhuǎn)速：，可選擇
由于本工步所選取的轉(zhuǎn)數(shù)較高于上面計算出來的轉(zhuǎn)數(shù)，會使本步驟應(yīng)選取的刀具類型使用壽命下降，所以應(yīng)該讓進給量向下一級，即應(yīng)取或者可以選取向下一級轉(zhuǎn)數(shù)，用，將兩種方案進行篩選：
1.第一方案=0.28mm/r，
==109.76mm/min
2. 第二方案
=
由于第一個乘積較大，所以選擇方案1。
d）的計算
：
本式里面，，
第三章
第三章 夾具的設(shè)計
3.1鉆床夾具的設(shè)計
本夾具用來鉆閥門頂端的的孔，其有粗糙度要求Ra。由于在通用夾具中無法保證其技術(shù)要求。是以在設(shè)計專用夾具時要考慮其可行性，合理性能夠滿足工件的各項精度要求。
3.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇
本夾具以工件上端面內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)，可以有效地保證其孔的同軸度。
具體的為其內(nèi)孔用膨脹心軸作為定位元件，限制X,Y方向的轉(zhuǎn)動。因為鉆孔主要控制X,Y方向的移動，Z方向的轉(zhuǎn)動。但是由于其8個孔是均勻分布的所以Z軸方向轉(zhuǎn)動無需控制。
3.1.2鉆模板鉆套的選擇
1.鉆模板的選擇
本套夾具所采用的是翻轉(zhuǎn)式，其裝夾方便，工作效率高，生產(chǎn)規(guī)模可滿足中批生產(chǎn)。
2.鉆套的選擇
零件為中批量生產(chǎn)，這個工步為單一鉆孔加工，應(yīng)選用可換鉆套。
3.1.3夾具體設(shè)計
本工步夾具體底部中間有凹槽，一是為了減少鑄造應(yīng)力，二也可以節(jié)省材料。設(shè)計耳座是為了工作臺的安裝。
3.1.4夾緊元件及動力裝置確定
本夾具選擇螺旋壓緊裝置。工件在夾具體上安裝后，通過手動擰緊螺釘將工件夾緊。
3.1.5 切削力及夾緊力的計算
由資料《本步驟應(yīng)選取的機床型號夾具設(shè)計手冊》查表可得：
切削力公式：
本式里面
查表得：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《本步驟應(yīng)選取的機床型號夾具設(shè)計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（）有：：
本式里面：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《本步驟應(yīng)選取的機床型號夾具設(shè)計手冊》表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用壓板機構(gòu)。
可選擇，，
螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力，由式（）有：
[16]《本步驟應(yīng)選取的機床型號夾具設(shè)計手冊》表得：原動力計算公式：
由上述計算易得：
因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。
3.1.6定位誤差的計算
1）分析 由于本工件的定位基準(zhǔn)是內(nèi)孔，工步基準(zhǔn)為內(nèi)孔中心線，所以基準(zhǔn)重合。 定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，。
2）計算 心軸的公差為內(nèi)孔直徑其公差參照為 其鉆孔的公差為0.11mm在其范圍之內(nèi)。
3.1.7夾具設(shè)計及操作的簡要說明
本夾具在裝夾工件時，先將工件放入V型塊中，進行工件的輔助定位，然后將短圓柱芯軸放入上端面內(nèi)孔中進行主要定位，然后蓋上鉆模板，用螺釘壓緊，通過鉆套可以對閥體進行加工，加工完成后翻轉(zhuǎn)鉆模板，松開壓緊裝置就可以拿出工件。進行下一個工件的加工。
3.2車夾具設(shè)計
此夾具是用來車削閥體零件的右側(cè)外圓。
3.2.1設(shè)計專用夾具的原因
由于閥體的形狀不規(guī)則，無法使用三爪卡盤，如果使用四爪單動卡盤裝夾，則需將工件的外圓中心調(diào)到與本步驟應(yīng)選取的機床型號的旋轉(zhuǎn)中心一直才可以，比較費時。所以采用專用夾具。
3.2.2定位基準(zhǔn)的選擇
由于加工外圓時要以內(nèi)孔定位，這樣可以保證其良好的位置，加工精度。但是由于其形狀復(fù)雜所以采用左端與其內(nèi)控同軸的直徑的孔作為精基準(zhǔn)。
3.2.3定位元件的選用
內(nèi)孔定位采用短圓柱心軸，限制Y，Z方向的移動。端面采用支撐板由于其是圓柱端面，所以采用非標(biāo)支撐板如下圖所示。它限制了Y,Z方向的轉(zhuǎn)動，X方向的移動，還有一個X方向的轉(zhuǎn)動。但是它與主軸旋轉(zhuǎn)的方向一致，也沒有影響到工件的加工，所以不需要限制。
3.2.4定位誤差
車外圓其公差為
1）分析 由于本工件的定位基準(zhǔn)是內(nèi)孔，工步基準(zhǔn)為內(nèi)孔中心線，所以基準(zhǔn)重合。 定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，。
2）計算 心軸的公差為內(nèi)孔直徑其公差參照為 在其誤差范圍之內(nèi)。
3.2.5夾緊裝置
本夾具采用手動夾緊方式，通過三個壓板將工件固定。其作用力方向垂直于定位基面，作用點在其支撐范圍之內(nèi)，夾緊點與支撐點相對應(yīng)。
3.2.6夾緊力和切削力的計算
車外圓所用本步驟應(yīng)選取的刀具類型為材料為硬質(zhì)合金鋼所以其切削力的計算公式為 ，為背吃刀量，為每轉(zhuǎn)進給量，為切削速度，為修正系數(shù)。所以
夾緊力的計算：理論夾緊力為，安全系數(shù)可選擇。則實際本夾具體采用移動壓板壓緊，原動力為，，，，，螺紋升角為。得出.實際夾緊力大于理論夾緊力夾緊機構(gòu)可以滿足要求。
3.2.7夾具體
夾具體采用的材料為，其屬于裝配夾具體，制造成本低，周期短，精度穩(wěn)定等特點。在夾具體上為了找正方便特添加了找正基面。
3.2.8夾具設(shè)計及操作的簡要說明
車削平面的夾具在裝夾時以左端內(nèi)孔，端面定位，采用移動壓壓緊。拆卸式只需松開移動壓板即可。
總結(jié)
總結(jié)
在畢業(yè)設(shè)計過程當(dāng)中，非常感謝毛志偉老師的指導(dǎo)。
在本次畢業(yè)設(shè)計中，我在查詢機械設(shè)計制造，機械設(shè)計基礎(chǔ)等書籍，在有了一定的理論基礎(chǔ)知識的狀態(tài)下，我嘗試著設(shè)計一個較為復(fù)雜的零件（閥體）的工藝規(guī)程。這次設(shè)計需要我做好工序過程卡，根據(jù)實際加工狀況設(shè)計出適合的夾具。理論聯(lián)系實際完成最終的設(shè)計。
本次畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)到了很多，但是仍有很多缺陷，希望各位老師能夠給我指正。
參考文獻
參考文獻
參考文獻內(nèi)容
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[4] 主編 陳宏鈞 金屬切削工藝技術(shù)手冊 機械工業(yè)出版社 2013年5月第1次印刷
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