閥蓋加工工藝規(guī)程及工裝夾具設計

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1、城南學院 閥蓋加工工藝規(guī)程及夾具設計畢業(yè)設計閥蓋加工工藝規(guī)程及工裝夾具設計摘要 零件的加工工藝編制，在機械加工中占有非常重要的地位零件工藝編制得合不合理，這直接關系到零件最終能否達到質量要求，夾具的設計也是不可缺少的一部分 ，它關系到能否提高其加工效率的問 題。因此這兩者在機械加工行業(yè)中是至關重要的環(huán)節(jié)。 閥蓋零件的主要加工表面為孔和外圓表面。外圓表面加工根據精度要求可選擇車削和磨削?？准庸し?法的選擇比較復雜 ，需要考慮零件的結構特點 、孔徑大小 、長徑比 、精度和粗糙度要求以及生產規(guī)模等各種因素 。對于精度要求較高的孔往往還要采用幾種不同的方法順次進行加工。 在機床上對零件進行機械加工時，

2、為保證工件加工精度，首先要保證工件在機床上占有正確的位置，然后通過夾緊機構使工件在正確位置上固定不動 ，這一任務就是由機床夾具完成 。對于單件 、小批量生產，應盡量使用通用夾具 ，這樣可以降低工件的生產成本 。但是由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾，時往往比較費時間，并且操作復雜生產效率低，也難以保證加工精度，為此需設計專用夾具。 通過該課程設計，將所學理論與生產實踐相結合，鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，在這個過程中我獨立地分析和解決了零件機械制造的工藝問題，設計了機床專用夾具的典型結構，提高了結構設計能力，為今后的工作進行了一次適應性鍛煉，從而為以后打下了堅實的基礎。關鍵詞：工藝設

3、計；基準選擇；切削用量；定位誤差 THE VALVE COVER PROCESSING PROCEDURE AND FIXTURE DESIGN ABSTRACT Is the components craft establishment, holds the very important status in the machine-finishing, the Components craft establishes reasonable, whether do this direct relation components achieve the available quality req

4、uirement finally; Jigs design is also an essential part, whether does it relate raises its processing efficiency the question.Therefore this both in the machine-finishing are the important links. Sleeve components main processing surface for hole and outer annulus surface. The outer annulus face wor

5、k needs to request according to the precision to be possible to choose the turning and the grinding. The hole processing methods choice is quite complex, needs to consider the components the unique feature, the aperture size, the length to diameter ratio, the precision and roughness request as well

6、as the scale of production and soon each kind of factor. Of then must use several different methods regarding the accuracy requirement high hole to carry on the processing in order. This design s cylinder, will pass through half finished boring, the finished boring, the fine articulation and the tru

7、ndle successively for the guarantee holes precision and the surface quality successively for the guarantee holes When the engine carries on the bed machine-finishing to the componets , is guaranteed that the work piece work in gaccuracy, first needs to guarantee the work piece holds the correct posi

8、tion on the engine bed, then causes the work piece in the correct position through the clamp organization fixed motionless, this duty is completes by the engine bed jig. Regarding the single unit, the small batch production, should use the universal jig as far as possible, like this may reduce the w

9、ork piece the production cost. But because the universal jig is suitable each kind of work piece the attire to clamp, therefore time clamp often compares spends the time and operates complex ,the production efficiency is low ,also guarantees the work in gaccuracy with difficulty, for this reason mus

10、t design the unit clamp. Through the curriculum design, the theory and production practice, exercise their ability to analyze and solve problems,in this process,I independently analyze and solve the process problems of parts in machinery manufacturing, design of the typical structure of machine tool

11、 fixture, and improve the design ability structure, Conducted an adaptive training for future work, so as to lay a solid foundation.Key word: Craft；datum；cutting；specifications；localization； datum,；positionerror 第 4 頁 共 36 頁目錄1. 緒論61.1機床夾具在機械加工中的作用61.2 機床夾具的分類71.3機床夾具的組成81.4本設計的目的92.閥蓋加工工藝規(guī)程設計102.1

12、零件的分析102.1.2 零件的工藝分析102.1.3 零件的生產類型112.2 閥蓋加工的主要問題和工藝過程設計112.2.1 確定毛坯的制造形式112.2.2 定位基準的選擇122.2.3 確定工藝路線132.2.4 確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸152.2.5 確定切削用量172.3 小結243. 專用夾具設計253.1 對專用夾具的基本要求253.2 夾具的設計263.2.1 零件的加工工藝分析：263.2.2 定位加緊方案的確定及論證：263.3 小結31參考文獻33致謝34第 6 頁 共 36 頁1. 緒論 畢業(yè)設計是對我們大學四年所學知識的總結，同時我們也得到了鍛煉。 能熟

13、練的運用機械制造工藝學及相關課程的基本理論，以及在生產實習中所學到的實踐知識，正確的分析和解決一個零件在加工中的定位，加緊和工藝路線地合理擬定等問題，從而保證零件制造的質量，生產率和經濟性。通過夾具的工藝，進一步提高了我們的結構設計能力，你能夠根據被加工零件的加工要求設計出高效省力，既經濟合理有能保證質量的夾具。進一步提高我們的計算設計制圖能力，能比較專業(yè)熟練地查閱和使用各種技術資料在設計制造中培養(yǎng)我們嚴謹的工作作風和獨立的工作能力。課程，進行了生產實習之后，所進行的一個重要實踐性教學環(huán)節(jié)。其主要目的是讓學生不所學的工藝理論和實踐知識在實踐的工藝，夾具設計中綜合地加以應用，進而得以加深和發(fā)展，

14、提高學生分析和解決生產實際問題的能力，為以后從事工作奠定了一定基礎。 在設計中，由于理論知識和實踐經驗不足，設計中的不妥之處，敬請老師批評指正。在這次設計過程中，廣泛的收集各種資料及標準，課程設計中另一個重要的設計為專用夾具的設計。專用夾具的設計是為了特殊加工工序的技術要求的加工。夾具是機械制造廠使用的一種工藝裝備,分為機床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗夾具等。各種金屬切削機床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱機床夾具，如車床上使用的三爪自定心卡盤、銑床上使用的平口虎鉗等。1.1機床夾具在機械加工中的作用 對工件進行加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于刀具及機床有正確的位置，并使這個位置在加

15、工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進行機械加工前，首先要將工件裝夾好。 工件的裝夾方法有兩種：一種是工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上；另一種是工件裝夾在夾具上。采用第一種方法夾工件時，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法無需專用裝備但效率低，一般用于小批生產。批量較大時，大都用夾具裝夾工件。 用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點： 1、能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 2、能提高勞動生產率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需

16、要劃線找正，可顯著地減少輔助工時，提高勞動生產率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動生產率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構，進一步提高生產率。 3、能擴大機床的使用范圍 4、能降低成本 在批量生產中使用夾具后，由于勞動生產率的提高、使用技術等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯地降低了生產成本。夾具制造成本分攤在一批工件上，每個工件增加的成本是極少的，遠遠小于由于提高勞動生產率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經濟效益就愈顯著。1.2 機床夾具的分類 機床夾具的種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。常用的分類方法有以下幾

17、種。1.按夾具的使用特點分類 通用夾具 已經標準化的，可加工一定范圍內不同工件的夾具，稱為通用夾具，如三爪定心卡盤、機床用平口虎鉗、萬能分度頭、磁力工作臺等。這些夾具已作為機床附件的專門工廠制造供應，只需選購即可。 專用夾具 專門為某一工件的某道工序設計制造的夾具，稱為專用夾具。專用夾具一般在批量生產中使用。 可調夾具 夾具的某些元件可調整或可更換，以適應多種工件加工的夾具，稱為可調夾具。它還分為通用可調夾具和成組夾具兩類。 組合夾具 采用標準的組合夾具元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。 拼裝夾具 用專門的標準化、系列化的拼裝夾具而成的夾具，稱為拼裝夾具。它具有組合夾

18、具的優(yōu)點，但比組合夾具精度高、效能高、結構緊湊。它的基礎板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。 此類夾具更適合在數控機床上。 2、按使用機床分類 夾具按使用機床可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機床夾具、數控機床夾具、自動機床夾具、自動線隨行夾具以及其它機床夾具等。 3、按夾緊的動力源分類 夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。1.3機床夾具的組成 機床夾具的種類和結構雖然繁多，但它們的組成均可概括為下面幾個部分： 1、定位裝置 定位裝置的作用是使工件在夾具中占據正確的位置。 2、夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件

19、在加工過程中受到外力作用是不離開已經占據的正確位置。 3、對刀或導向裝置 對刀或導向裝置用于確定刀具相對于定位元件的正確位置。 4、連接元件 連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。 5、夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件。 6、其它裝置或元件 它們是指夾具中因特殊需要而設置的裝置或元件。如需加工按一定規(guī)律分布的多個表面時，常設置分度裝置；為能方便、準確地定位，常設置預定位裝置；對于大型夾具，常設置吊裝元件等。1.4本設計的目的 本設計的目的是：設計零件的工藝規(guī)程以及對典型夾具進行結構分析與精度分析；通過本課程的設計使學生具有一定的設計專用夾具的能力和分析生產中與夾具有關的技術問題的能力。 加

20、工工藝及夾具畢業(yè)設計是對所學專業(yè)知識的一次鞏固，是在進行社會實踐之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是理論聯(lián)系實際的訓練。機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設計和使用是促進生產發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機械工業(yè)生產的不斷發(fā)展,機床夾具的改進和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術人員在技術革新中的一項重要任務。2.閥蓋加工工藝規(guī)程設計2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 本次畢業(yè)設計的零件是閥蓋，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面，阻止外界灰塵進入箱體內，也可用于固定軸承，起到軸向定位的作用，本設計中的閥蓋，其內部有 M 3

21、6 1.5 的螺紋可以起到定位軸的零件作用，外圓 41 和一端面均有 Ra=12.5 的配合要求，4- 14 起到固定法蘭的作用。2.1.2 零件的工藝分析 由零件圖可以看出，該閥蓋的結構不是很復雜，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 2.1 圖2.1 零件圖 1 以內孔為中心的一組加工面： 這組加工面包括：28.5 孔、M362的螺紋孔及其倒角。 2 以外圓為中心的一組加工面： 這組加工面包括：41外圓、50 外圓、53及其倒角。 3 以35 H 7 定位的四個孔 這組加工面包括：4-14孔。 4 左右端面：這組加工面包括：左端面、4

22、1的端面。以上各表面的主要技術要求如下： 1、32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、53mm外圓的 Ra=12.5，倒角為 1 45，50mm 表面粗糙度為 Ra=12.5。 3、35 mm的孔有精度要求，上偏差是0.16，下偏差是0.08。零件要求退火處理。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進行加工，然后再以加工過的表面為精基準加工其他各組表面，并保證他們之間的相互位置精度。2.1.3 零件的生產類型零件的生產綱領為：N=Qn（1+a%）（1+b%）(件/年)其中，產品年產量 Q 為臺/年, 每臺產品中該零件的數量為 n

23、 件/臺，零件備品率為 a%，零件廢品率為 b%。從初始資料和計算結果可知，該零件為中批生產。2.2 閥蓋加工的主要問題和工藝過程設計 2.2.1 確定毛坯的制造形式零件為 ZG25 鋼，在工作時閥蓋在某些場面要經常正反轉，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，要求有較高的強度，因此應該選擇鑄件毛坯。由于零件的輪廓尺寸不大，生產綱領達到中批生產水平，可以采用模鍛成型，這對于提高生產率，減少切削加工的勞動量，保證加工精度，都是有利的。2.2.2 定位基準的選擇定位基準的選擇是擬定零件的機械加工路線，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

24、件的技工質量和生產率。在選擇定位基準時，需要同時考慮一下三個問題： （1）以哪一個表面作為加工時的精基面或統(tǒng)一基準，才能保證加工時精度，使整個機械加工工藝過程順利地進行； （2）為加工上述精基面或統(tǒng)一基準，應采用哪一個表面作為精基面。 （3）是否有個別工序為了特殊的加工要求，需要采用統(tǒng)一基準以外的精基面。另外，我們還應從粗精基準選擇的基本原則為出發(fā)點：a“基準重合”原則。應盡量選擇被加工表面的設計基準為精基準。b.“基準統(tǒng)一”原則。應選擇多個表面加工都能使用的表面作為基準。c.“互為基準”原則。當兩個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，可互為基準，反復進行加工。d.“自為基準”

25、原則。在光整加工或某些精加工工序中，要求余量小且均勻，應盡量選擇加工表面本身作為基準。1、粗基準選擇：a.如果必須保證工件某重要表面的余量均勻，應選擇該表面作為粗基準。b.應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。c.應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。d.選作粗基準的表面，應盡可能平整光潔，不能有飛邊。澆冒口及其他缺陷，以保證定位準確可靠。.e.粗基準一般只使用一次，不再重復使用。精基面選擇：根據精基面的選擇原則。選擇精基面時，首先應考慮基準重合問題，即在可能的情況下，應盡量選擇螺紋孔和端面作為精基準。根據該工件的特點和加工要求，選擇20 孔和端面作為精基面。加工53 mm

26、，50mm ，35mm ，7mm ，6mm 等主要尺寸以孔和左，右端面作為基準面。這樣才能實現同軸度和位置的要求。對于 4 14mm 有相互位置要求，加工四個孔時應以20 孔和大端面為精基準。其余三個階梯外圓應以20 孔和已加工出的面作為精基準，實現周向定位。 粗基準選擇：為了加工出上述精基面，很顯然，應以外圓和一個端面作為粗基面，锪內孔。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，外還需考慮生產率和經濟方面的要求，在選擇時，應根據各種加工方法的特點及其經濟加工精度和表面粗糙度，結合零件的特點和技術要求，慎重決定。 該工件毛壞經鑄造成型，根據表 2-9 得知

27、孔已鍛出。金屬加工工藝及工裝設計黃如林主編。其各表面加工方法選擇如下： 20mm 孔， 锪孔； 各外圓表面 ， 粗車； 4*14mm 孔 鉆； M361.5mm螺紋孔 車螺紋。2.2.3 確定工藝路線 制定工藝路線主要是確定加工方法和劃分加工階段。 (1) 機械加工順序的安排：根據機械加工順序安排時應遵循的原則，考慮到該工件的具體特點，先安排外圓，端面，內孔的加工。由于螺紋內孔是主要精基準，又由于車螺紋后作為定位基準，會破壞螺紋，須以精加工后的未車螺紋之前的內孔作為主要精基準，精車外圓，端面，然后加工出一個孔，最后加工出四個孔。 (2) 熱處理工序的安排：由于毛坯為模鍛件，在機械加工之前，首先

28、安排正火處理，以消除鍛造應力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次熱處理時效處理，以獲得均勻細致的回火索氏體，提高零件的綜合力學性能。 (3) 輔助工序安排：檢驗工序：在熱處理工序后安排中間檢驗工序，最后安排終結檢驗工序。在終檢前應安排清洗工序，最后將零件油封，入庫。在初步加工方法選定以后，就需進一步考慮這些加工方法在工藝路線中的大致順序，以定位基準面的加工為主線，妥善安排熱處理工序及其他輔助工序。 (4)制定工藝路線 在確定加工順序后，根據該工件的生產規(guī)模以及工件的結構特點與技術條件，為了盡可能地減少工件的安裝次數，在一次安裝中加工多個表面，以便于保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機床配

29、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，應根據零件的生產綱領，技術要求，現場的生產條件和產品的發(fā)展情況來綜合考慮。一般情況下，單件小批生產適于采用工序集中的原則。而大批量生產則可以集中，也可以分散。由于數控機床，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。 零件閥蓋由于是中批生產，又考慮到該零件結構特點，選用通用機床配以夾具，這樣得到零件的工藝路線如下表： 表2-1 工藝路線方案一 工序 1鑄造工序 2粗車小端外圓，端面，鏜孔及倒角工序 3粗車大端外圓，端面，鏜孔及倒角工序 4調質處理工序 5檢驗工序 6精車各檔外圓，端面

30、，倒角，車螺紋工序 7鉆 14mm 孔工序 8清洗工序 9終檢工序 10防銹入庫 表2-2 工藝路線方案二工序 1鑄造工序 2車右端面，車41的外圓工序 3車左端面，車36的外圓工序 4鉆孔20，锪孔35工序 5锪孔28.5 工序 6車外圓50、53及端面工序 7車 M36x2-6g 螺紋,R5的圓弧工序 8鉆 4*14 孔工序 9清洗，終檢 工序 10防銹入庫 工藝路線的比較與分析： 第二條工藝路線不同于第一條的是先以左端定位加工右端面，后以右端面定位加工20 孔和28.5 孔。比較可見表 2 方案更為合理，表 1 方案違背了先加工平面，后加工孔的原則，方案 2 雖然比方案 1 多了一道工序

31、，但是這樣便保證了左、右兩平面的平行度要求，同時為加工各孔保證了垂直度要求。符合先加工面再鉆孔的原則，這樣我就確定了第二種工藝路線。鑒于上述比較，從提高效率和保證精度這兩個前提下，所以用第二個方案進行生產。具體的工藝過程見工藝卡片所示。2.2.4 確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 合理選擇加工余量對零件的加工質量和整個工藝過程的經濟性都有很大影響。余量過大，則浪費材料及工時，增加機床和刀具的消耗；余量過小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質量，造成廢品。所以合理確定加工余量是一項很重要的工作。故應在保證在保證加工質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：

32、1）分析計算法； 2）查表修正法； 3）經驗估算法。 工藝路線確定后，就要計算各個工序加工時所應能達到的工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標注方法，基準選擇中間工序安排等密切相關，是一項繁瑣的工作，但就其性質和特點而言，一般可以歸納為以下兩大類： a.在工藝基準不變的情況下，某表面本身各次加工工序尺寸的計算。對于這類簡單的工序尺寸，當決定了各工序間余量和工序所能達到的加工精度后，就可計算各工序的尺寸和公差。計算順序是從最后一道工序開紿，由后向前推。 b.基準不重合時工序尺寸的計算。在零件的加工過程中，為了加工和檢驗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計。

33、圖2.2 毛坯圖 基準作定位基準，出現基準不重合的情況。形狀較復雜的零件在加工過程中需要多次轉換定位基準，這時工藝尺寸的計算就比較復雜，應利用尺寸鏈原理進行分析和計算，并對工序間余量進行必要的驗算，以確定工序尺寸及其公差。 機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量，余量過大，增加機械加工勞動量，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。 根據零件毛坯條件：材料為 ZG25 鋼，硬度為 HRC30-45，生產類型為中批生產，采用在鑄造毛坯。 本設計采用查表修正法和分析計算法相結合確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。 外圓表

34、面加工余量 （雙側面）計算公式 2Zb=a+2(Ha+Ta)+2(Pa+b) （1）右端面 表面粗糙度為Ra12.5 ， 經查表加工表面公差等級為 IT12-IT14，查機械加工工藝手冊 取a=0.2，Ha=0.2, Ta=0.05, Pa+b=1, 故加工余量Zb=2.7，取整為3，同理，左端面的加工余量Zb=3.查表也可得Zb=3. （2）軸向長度方向加工余量，中間臺階面的加工余量查表得 Zb= 3，故毛坯總長為 486mm，大端臺階長為 62mm。經過分析計算后，和查表結果十分接近，故結果可靠。 （3）內孔表面加工余量 工件內孔為光孔。由于 53 mm和 50 mm相差較小， 故鍛造時取

35、統(tǒng)一內徑，加工余量按 20 內孔查表得：車螺紋 M362，2Z=3；鉆孔20，由入體原則，P2=P1+Z2,Z2=0.14mm,故P1=19.8mm；擴孔 P1=P0+Z1,查表得Z1=1.8mm,所以P0=18mm；28.5mm的孔，锪孔 P2=P1+Z2,Z2=0.16mm,故P1=28.34mm, P1=P0+Z1, Z1=2.3,故P0=26mm; 35mm的孔，锪孔 P2=P1+Z2, Z2=1.8mm ,故P1=33.2mm, 擴孔 P1=P0+Z1 ，Z1=2.3mm, 故P0=31mm。毛坯圖見圖2.2，其余各表面加工余量及工序尺寸詳見工序卡片。2.2.5 確定切削用量 切削用

36、量應在機床、刀具、加工余量等確定以后，綜合考慮工序的具體內容、加工精度、生產率、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）p ，其次要根據機床動力和剛性限制條件或已加工表面粗糙度的規(guī)定等，選取盡可能大的進給量 f，最后利用切削用量手冊選取或用公式計算確定最佳切削速度v。 工序一：車右端面及41的外圓 （1）車右端面 加工條件： 工件材料： ZG25， b =0.35GPa，鑄造 機床：CA6140 臥式車床，采用三抓卡盤裝夾 查機械加工工藝手冊刀具：端面車刀，刀具材料YT15，刀桿尺寸1625 mm 2 ， K r =90，r0 =15，0 =

37、12，r=0.5mm。車端面時，根據加工余量 Z=3，即p =3mm，走刀量 f=0.3 mm，計算切削速度，耐用度 t=3600S，Cv=189.8，Xv=0.15，Yv=0.20, m=0.20, k=0.8， m/min確定機床主軸轉速 r / min 按機床選取 = 320 r /min 所以實際切削速度v = 41.20 m/min 切削工時：lm = 29mm, =3mm, =0min工序二， 粗車36外圓端面以及外圓 加工條件： 工件材料： ZG25， b =0.35GPa，鑄造。 機床：C3180 立式車床。 查機械加工工藝手冊 刀具：外圓車刀，刀具材料 YT15 車外圓時，根

38、據加工余量 Z=6， p =3.0 mm，取走刀次數 i=1，走刀量 f=0.25mm （表3-13）；計算切削速度，耐用度 t=3600S， 33.02 m/min 確定機床主軸轉速 r / min 按機床選取 =300 r /min 所以實際切削速度 v = 34.00 m/min 切削工時： lm = 9.5mm , =7mm, =0 min 車36的左端面 加工條件： 工件材料：ZG25，b =0.35GPa，鑄造。 機床：C3180 立式車床，端面車刀采用圓套和壓板定位夾緊。 查機械加工工藝手冊 刀具：端面車刀，刀具材料 YT15，刀桿尺寸 16 25 mm 2，K r =90，r0

39、=15，0 =12，r= 0.5mm,車端面時，根據加工余量 Z=3，即p =3mm，走刀量 f=0.25 mm ，由切削用量簡明手冊有,，耐用度 t=3600S， 計算切削速度 33.02 m/min 確定機床主軸轉速 r / min 按機床選取 = 300 r/ min 所以實際切削速度 v = 34.00 m/min 切削工時： lm = 12.5mm , =3mm, =0 min 工序三 ： 鉆孔20，锪孔35mm 加工條件： 工件材料： ZG25， b =0.35GPa，鑄造。 機床：Z5125A 立式鉆床，采用圓柱銷和壓板定位夾緊。 查機械加工工藝手冊 刀具：鉆刀，刀具材料 YT1

40、5 鉆內孔時，根據加工余量 Z=6，取p =3mm，走刀次數 i=2，走刀量 f=0.3 mm，耐用度 t=3600S， 計算切削速度 12.56 m/min 確定機床主軸轉速 r / min 按機床選取 = 200 r/ min 所以實際切削速度 v= 12.30 m/min 切削工時： lm = 6mm , =5mm , =0 min 锪孔 35mm 加工條件： 工件材料： ZG25， b =0.35GPa，鑄造。 機床：Z5125A 立式鉆床，采用圓柱銷和壓板定位夾緊。 刀具選擇：取刀桿直徑 D= 25mm，刀桿伸出量 125mm，加工余量z=2mm,一次可切除完畢。選用 90硬質合金

41、YT5 鏜刀,f=0.3mm , 計算切削速度 11.93 m/min 確定機床主軸轉速 r / min 按機床選取 = 200 r/min 所以實際切削速度: v= 12.56 m/min 切削工時： lm=13.5 , = 2mm min 工序四：锪孔28.5 計算過程同上，v=0.37m/min , n=250 r/min, t=0.50 min 工序五：車外圓50、53及端面 加工條件： 工件材料： ZG25， b =0.35GPa，鑄造。 機床：CA6140 臥式車床，采用堵塞定位夾緊。 查機械加工工藝手冊 刀具：外圓車刀，刀具材料 YT15，刀桿尺寸 16 25 mm 2 ， K

42、r =90， r0 =15，0 =12，r= 0.5mm，車端面時，根據加工余量 Z=3.0 ，可一次切除，走刀量 f=0.3 mm 機械加工工藝手冊耐用度 t=3600S， 計算切削速度 m/min 確定機床主軸轉速 r/min 按機床選取 = 200 r/min 所以實際切削速度 v= 31.50 m/min 切削工時： min （2）車53 外圓階梯 加工條件和41 外圓基本相同，切削速度的計算可以參照上一步，因切削長度不同，故切削工時： 0.10 min （3）車端面，保證尺寸53 加工條件和41 外圓基本相同，切削速度的計算可以參照第一步，因切削長度不同，故切削工時： 0.25 mi

43、n 工序六：車削M36x2 -69螺紋和圓弧半徑5，保證32的尺寸 （1）車削M36X2-69的螺紋 加工條件： 工件材料： ZG25， b =0.35GPa，鑄造。 機床：CA6140 臥式車床，采用堵塞定位夾緊。 查機械加工工藝手冊 刀具：螺紋車刀，刀具材料 YT15，刀桿尺寸 16 25 mm 2 ， K r =90， =15，0 =12，r=0.5mm，車端面時，根據加工余量 Z=3.0 ，可一次切除，走刀量 f=0.3 mm 機械加工工藝手冊，耐用度 t=3600S，計算切削速度 m/s 確定機床主軸轉速 r/min 按機床選取= 250 r/min 所以實際切削速度 v= 0.47

44、 m/s 切削工時： min （2）車削R5的圓弧刀具 刀具：外圓車刀；刀具材料： W18Cr4v 耐用度 t=60min，取p =0.15mm 切削速度的計算：則： 0.47 m/s 確定機床主軸轉速 316 r/min 按機床選取 = 350 r/min 所以實際切削速度 v= 0.47 m/s 切削工時： 切入長度 =3mm 0.15 min 倒角 2 45。 采用外圓車刀一次車出，刀具選擇同第一步 則切削工時： 5.4s 工序七：鉆4 X 14 孔 加工條件： 工件材料： ZG25， b =0.35GPa，鑄造。 機床：Z525 立式鉆床，專用夾具。 刀具選擇：高速鋼麻花鉆，直徑 D=

45、14mm查機械加工工藝手冊f = 0.42，切削速度的計算確定機床主軸轉速 325 r/min 按機床選取 = 320 r/min 所以實際切削速度 v= 0.69 m / s 切削工時：切入深度=10mm，切出 =2mm, =13.5mm, 2.3 小結機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。對加工工藝規(guī)程的設計，可以了解了加工工藝對生產、工藝水平有著極其重要的影響。生產規(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械加工工藝來體現。正確地確定工件的工藝規(guī)程，對工件是否按要求完成有直接的影響，從而也決定了成品的質量，所以，機械加工工藝規(guī)

46、程對于零部件的加工來說是十分重要的。當然，我們也要和其他工藝方案進行比較，突出優(yōu)點，這樣更有說服力。3. 專用夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。根據設計任務書，要求設計鉆夾具，保證閥蓋端面上 4X14 孔的加工。圖1.1所示為閥蓋零件圖，生產規(guī)模為中等批量生產，零件的某些尺寸已經在前工序按要求加工完畢，本道工序要求在 Z535 立式鉆床上加工 4個 14mm 個孔，需要設計一個專用鉆床夾具以便滿足零件圖上的各項精度要求。3.1 對專用夾具的基本要求1.保證工件的加工精度專用夾具應有合理的定位方案，標注合適的尺寸、公差和技術要求，并進行必要的精度分析，確

47、保夾具能滿足工件的加工精度要求。2.提高生產效率應根據工件生產批量的大小設計不同復雜程度的高效夾具，以縮短輔助時間，提高生產效率，獲得最大效益。3.工藝性好專用夾具的結構應簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修。專用夾具的制造屬于單件生產。當最終精度由調整或修配保證時，夾具上應設置調整或修配結構，如設置適當的調整間隙，采用可修磨的墊片等。4.使用性好專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠，排屑應方便，必要時可設置排屑結構，裝夾要方便。5.經濟性好除考慮專用夾具本身結構簡單、標準化程度高、成本低廉外。還應根據生產綱領對夾具方案進行必要的經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。這在實際生產中十分重要

48、，工廠也很重視。3.2 夾具的設計3.2.1 零件的加工工藝分析：零件對 14mm 孔的要求如下：a.四個孔需要均布排列；b.兩孔的中心距為70；加工面的凸臺面積較小，故需要專用夾具，又由于上下端面均已經加工完畢，所以精基準選上下端面，側面或者中心孔，只要方便裝夾即可。3.2.2 定位加緊方案的確定及論證：根據工序加工要求分析，工件定位時只需限制六個自由度，沿法閥蓋方向的轉動自由度也必須予以限制?，F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，限制 3 個自由度，可知閥蓋右端臺階較

49、小，相當于短圓柱銷。其中右端面作為基準，限制的自由度為 Z ，X 和Y短圓柱銷限制Y 和 Z ，共有 X，Y，Y 和Z四個自由度受到限制，V形塊限制X和Z，這樣便可以保證孔的正確位置。 根據主要夾緊力由 V 形塊和削邊銷提供，當削邊銷發(fā)生磨損后，主要加緊力由V形塊提供，由于是側面提供夾緊力，故需要對端面施加較大的力。為使工件穩(wěn)定，防止產生共振現象等不穩(wěn)定現象，可以進行自定位支承，在鉆削過程中，容易產生較大的軸向力，下面設一輔助支承，以減少工件產生變形，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，分別限制了4個自由度，其小平面和長圓柱銷供限制里個自由度即X ，X，Y ，Y

50、 和 Z 。又由于短V形塊限制了Z，故6個自由度全部被限制。 根據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，故需提供較大的預緊力。為確定加工過程中工件的加工穩(wěn)定性，需設置輔助支承；為防止過定位情況的出現，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構特點，該定位基準仍采用右端面，該端面屬于大平面與閥蓋的右端面接觸，分別限制了 Z 方向上的移動自由度。又圓套限制了X和Y方向上的移動自由度，這樣保證零件的定位可靠，螺釘限制X,Y的轉動自由度。根據主要夾緊力作用于定為基準面的原則，主要夾緊力由螺旋滑柱和螺釘

51、來提供，其中螺旋滑柱上的受力較大，又由于鉆孔處的的零件較薄弱，為防止工件過大變形，零件要有一定的剛度，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。三種方案都可以滿足定位基準和設計基準相重合的原則，這是它們的主要優(yōu)點。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，均出現了局部過定位現象，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滑柱與螺釘分擔，且有定位圓套存在，沒出現過定位現象，也不需要提供自定位支承來解除過定位的自由度，且方案三結構緊湊操作方便，定位誤差較小，

52、并且可以滿足加工精度的要求。根據孔的位置要求，該夾具采用滑柱式鉆模裝置，從而提高了生產效率，使一次安裝能同時加工出四個孔，且裝夾方便，生產效率高。 3.2.3 定位誤差分析： 首先，在對夾具進行定位誤差分析之前，對已經選定的方案工作原理做以下說明： 該夾具用于立式鉆床，鉆削閥蓋上四個孔。工件以端面，孔和凸臺圓弧在夾具體與鉆模板定位。扳動手柄，通過齒輪、齒條傳動機構使滑柱帶動鉆模板下降，由兩個壓柱通過液性塑料對工件實行夾緊，拎緊螺塞和夾緊螺釘，工件裝夾完成。取出工件時，方法同上。了解了該專用夾具的工作原理之后，將對此夾具在使用過程中的定位誤差做如下分析: 1.四個孔均布排列： 該誤差主要存在于鉆

53、套與孔的精度問題，刀具是由可換鉆套進行引導的，在定位夾緊后，進行鉆孔時，通過鉆頭產生的軸向力會使工件發(fā)生傾斜現象，即便有輔助支承的存在，而輔助支承產生的外力很小，本身就會使工件產生傾斜，故需要在設置輔助支承時應注意到這一方面，對均布的 14mm 的四個孔有很重要的意義，盡管鉆頭軸向力產生的影響較小。 2.兩孔心距位置70 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足夠大，以防止工件產生傾斜或加工過程中的扭轉現象。由于加工的公差較大，在夾具制造過程中應稍加注意，將會消除這方面的問題，將產生的誤差為，其夾角為，鉆孔平面的尺寸為 22mm，具體參照圖 3-3。定位誤差為： = 22 t

54、an=22 (0.015 + 0.05)70 + 17.5=0.016 由于 =0.0160.05，故可以滿足其加工精度。 3.孔表面粗糙度不計：由于鉆孔的公差等級能達到 IT12-IT11，其中 Ra 值為 Ra25Ra12.5，故鉆孔能達到要求，故不需進一步采用鉸孔，簡化了加工工序和難易程度，故鉆孔 是最后一道加工工序。 3.2.4 夾具設計及操作的簡要說明本套夾具用于加工 4-14 孔。定位采用常見的面銷定位方案。閥蓋上平面（一面）及其內孔來實現完全定位。主要考慮工件便于取出夾緊裝置采用滑柱裝置夾緊。工件加工完成后，轉動手柄帶動鉆模板上升，工件就可以很方便的取出。工件裝夾時，轉動手柄通過

55、傳動裝置帶動鉆模板下降，壓緊工件，將螺栓和螺塞擰緊就可以進行加工了。加工完成以后將移動壓板退出一定距離，就可以把工件直接取出。如夾具裝配圖上圖所示。3.3 小結對專用夾具的設計，可以了解機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，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的給以性能。本夾具設計可以反應夾具設計時應注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結構的剛度和強度、結構工藝性等問題。附：在我的夾具設計中，能夠自鎖是必須的條件，下面是自鎖原理圖。 齒輪軸的左側制成螺旋齒，與中間滑柱后側的齒條相嚙合，其螺旋角為45度，軸的右端制成錐體。鉆模板下降接觸到工件后繼續(xù)施力，鉆模板通過夾緊

56、元件將工件夾緊，并在齒輪軸上產生軸向分力使錐體楔緊在夾具體的錐孔中。由于錐角小于兩倍摩擦角，所以能夠自鎖。當加工完畢后，鉆模板上升到一定高度時，使齒輪軸的另一段錐體楔緊在套環(huán)的錐孔中，將鉆模板鎖緊。 圖3.4 4. 設計總結 畢業(yè)設計是對大學四年所學知識的一種檢驗；是對自己綜合運用所學知識的考驗；同時也是鍛煉自己理論與實踐相結合能力的過程。這充分體現了我們運用知識和解決問題的能力。經過這次畢業(yè)設計，使我對所學的知識有所鞏固，理論應用到實踐的能力有所提高，同時也鍛煉了我獨立思考問題和解決問題的能力。我設計的題目是閥蓋加工工藝規(guī)程及工藝裝備的設計。在開始設計前，我做了大量的資料搜查，找到一些有箱體加工的資料，并對其分析、消化和吸收。但將所學的知識和實踐緊密聯(lián)系起來，對我來說是很棘手的，但在老師和同學的幫助下，一個個困難迎刃而解。設計中的種種困難使我感到將知識運用到實踐是我的一種欠缺。也使我學會了如何快速收集、查找、應用工具書和電子工具書及網上資料。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和能力，其復雜性就不是一門課程所能解決的，通過多門相關知識學科的學習，掌握其內在的基本規(guī)律。多門學科的綜合組成全面地分析和運用機械制造工藝過程的基本內容，基本完成了這次畢業(yè)設計的內容。通過本次畢業(yè)設計，讓我了解到生