閥體零件加工工藝及車夾具設計

一. 零件的分析閥體零件是連接件,它是連接整臺機器的中樞器，所以,閥體零件的加工質量對整臺機器的精度,性能和使用壽命都有著直接的影響。全套圖紙加 153893706該零件加工內容及要求如下:1 48H8，44，34H8，20，51，五個孔為同一軸線，加工時，為方便加工，故將 48H8，44，34H8，于B 面一起加工。然后在掉頭裝夾，H 面與 N 面時，加工20，51。故加工要保證他們的同軸度。2 62，52 之間的圓錐面和 56 于 105，45°的夾角，于 H 面 N 面一起加工，裝夾應保證整個零件同軸度。3 M36x2 螺紋， ，1.4x1 槽及 B 面。 孔與0.2130.21348H8 孔的垂度為 0.03。加工此部分時，用專用車夾具。來保證零件的加工效率及精度。二. 工藝規(guī)程設計 確定毛胚的制造形式 根據零件的生產綱領為 1500 件/年，生產類型為中批生產，查機械制造工藝設計簡明手冊p407,表 2.1-3，得毛胚的鑄造方法選用砂型機器造型，又由于閥體零件的內腔及 4-14mm 孔 4-M6螺紋，故應安放型芯。又根據零件的材料為 ZL101A，零件的加工特點，故選精鑄。為消除余應力，鑄造后安排人工時效處理。 確定毛胚的余量 查機械制造工藝設計簡明手冊p411,表 2.1-6，得毛胚的制造方法及其工藝特點，IT 精度為 11-12,毛胚尺寸公差為 0.05-0.15。 查機械制造工藝設計簡明手冊p471,表 2.3-6 得工件加工余量等級，壓力鑄造尺寸公差等級 CT:5-7 級，加工余量等級MA： E 級。 查機械制造工藝設計簡明手冊p466,表 2.3-5 得各加工表面總余量。加工表面 基本尺寸 /mm 加工余量 等級 加工余量 數值 說明B 面 57x57 D 1.5 頂面降 1 級，雙側加工H 面 3 E 0.9 底面降 1 級，雙側加工(取下行數)N 面 15 E 1.5 底面降 1 級，雙側加工(取下行數)F 面 15 E 1.5 側面降 1 級，單側加工(取上行數)M 面 M36x2 E 1.5 側面降 1 級，單側加工(取上行數)48H8 4844 4434H8 34H820 2051 51D 1 孔降 1 級，雙側加工故得出主要毛胚量的尺寸:主要尺寸 零件尺寸 總余量 毛胚尺寸B 面 57X57 上表面 1.5H 面 3 上表面 0.9 78.9N 面 1.5F 面 105 圓上下表面 1.5 18M 面 M36x2 的端面 1.5 7048H8 48 4644 44 4234H8 34H8 3220 20 1851 511+149 基面的選擇粗基準的選擇根據粗基準的選擇原則，及加工零件的實際情況。將 105 外圓面和 N 面做粗基準。用經處理過三爪自定心卡盤定位及夾緊，來加工 B 面和 48H8，44，34H8 三個 孔。精基準的選擇根據精基準的選擇原則，零件 48H8，44，34H8 三個孔與20，51 是同一抽線，B 面和 N 面是平行面。所以將 B 面做精基準，用四爪來定位和夾緊加工 20，51 兩個孔和 N 面，H 面,F 面。 制定工藝線路制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為中批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降，故制定以下工藝路線方案。工序號 工序內容工序 1 時效處理工序 2 劃線工序 3 粗精車 B 面，34H8，44，48H8，三個內孔工序 4 粗精車 H 面，N 面，F(xiàn) 面，及 20，51 兩個內孔工序 5 鉆 4-14 孔工序 6 鉆 鉸 4-M6 螺紋底孔工序 7 粗精車 M 面，23 內孔，切 1.4X1 槽，M36x2 螺紋工序 8 攻 4-M6 螺紋工序 9 檢測 確定切削用量根據零件的材料為 ZL101A，零件為中批量生產，為提高生產效率，選用 YG6 硬質合金車刀。零件為精鑄。計算項目 計算及說明 結 果工序 3：加工要求：1）確定進給量 f2）確定主軸轉速加工要求：1）確定進給量 f粗精車 B 面，表面粗糙度為 3.2um, ap=1.5mm。機床：CA6140刀具：YG6 硬質合金端面車刀。根據教材，P392 當刀桿尺寸為 16mm×25mm,ap3mm 以及工件直徑為77.5mm 時，f=0.60.8mm/r根據 CA6140 車床的進給量取粗車：f=0.66 mm/r，精車：f=0.61 mm/r根據粗車：ap=1mm，精車：ap=0.5mm查機械加工工藝師手冊表 27-25 得粗車： Vc=80m/min， 精車：Vc=92m/min故粗車：n=1000Vc /d。=1000x80/3.14x78.4=324.97r/min精車：n=1000Vc /d。=1000x92/3.14x77.4=378.544r/min根據 CA6140 車床的主軸轉速取粗車：n=320r/min 精車：n=400r/min粗精內孔 34H8，表粗糙度為 3.2um，ap=2mm。機床：CA6140 刀具：YG6 硬質合金內孔車刀，根據教材，P393 內孔車刀直徑為 25mm，ap=2mm，f=0.250.5 mm/r根據 CA6140 車床的進給量取粗車：f=0.48 mm/r，精車：f=0.41 mm/r根據粗車：ap=1.5mm, 精車：ap=0.5mm查機械加工工藝師手冊表 27-25 得粗車：Vc =87m/min 精車： Vc=100m/min1粗車：n=320r/min精車：n=400r/min2）確定主軸轉速加工要求：1）確定進給量 f2）確定主軸轉速故粗車：n=1000Vc /d。=1000x87/3.14x34=814.91 r/min精車：n=1000Vc /d。=1000x100/3.14x35.5=897.1r/min根據 CA6140 車床的主軸轉速取粗車：n=800r/min 精車： n=900r/min粗精內孔 44，表粗糙度為 6.3um，ap=2mm。機床：CA6140 刀具：YG6 硬質合金內孔車刀根據教材，P393 內孔車刀直徑為 30mm ap=2mm 時，f=0.40.7mm/r根據 CA6140 車床的進給量取粗車：f=0.66 mm/r，精車：f=0.51 mm/r根據粗車：ap=1.5mm, 精車：ap=0.5mm查機械加工工藝師手冊表 27-25 得粗車：Vc =75m/min 精車： Vc=92m/min故粗車：n=1000Vc /d。=1000x75/3.14x44=542.85 r/min精車：n=1000Vc /d。=1000x92/3.14x45.5=643.94r/min根據 CA6140 車床的主軸轉速取粗車：n=560r/min 精車： n=680r/min粗精內孔 48H8，表粗糙度為 3.2um，ap=2mm機床：CA6140 刀具：YG6 硬質合金內孔車刀粗車：n=800r/min精車：n=900r/min粗車：n=560r/min精車：n=680r/min加工要求：1）確定進給量 f2）確定主軸轉速工序 4：加工要求：1）確定進給量 f根據教材，P393 內孔車刀直徑為 30mm ap=2mm 時，f=0.40.7mm/r 根據 CA6140 車床的進給量取粗車：f=0.66 mm/r，精車：f=0.51 mm/r根據粗車：ap=1.5mm, 精車：ap=0.5mm查機械加工工藝師手冊表 27-25 得粗車：Vc =75m/min 精車： Vc=92m/min故粗車：n=1000Vc /d。=1000x75/3.14x46=519.25r/min精車：n=1000Vc /d。=1000x92/3.14x47.5=616.83r/min根據 CA6140 車床的主軸轉速取粗車：n=500r/min 精車： n=620r/min精車 H 面，表面粗糙度為 6.3um, ap=0.9mm。機床：CA6140刀具：YG6 硬質合金端面車刀。根據教材，P392 當刀桿尺寸為 16mm×25mm,ap3mm 以及工件直徑為 56mm，f=0.60.8mm/r根據 CA6140 車床的進給量取 f=0.61 mm/r根據 ap=0.9mm查機械加工工藝師手冊表 27-25 得Vc =92m/min 故：n=1000Vc /d。=1000x92/3.14x56.9=514r/min根據 CA6140 車床的主軸轉速取 n=500r/min粗車：n=500r/min精車：n=620r/min粗車：n=500r/min2）確定主軸轉速加工要求：1）確定進給量 f2）確定主軸轉速加工要求：粗精車 N 面，表面粗糙度為 6.3um, ap=1.5mm。機床：CA6140刀具：YG6 硬質合金端面車刀。根據教材，P392 當刀桿尺寸為 16mm×25mm,ap3mm 以及工件直徑為 105mm，f=0.81.2mm/r根據 CA6140 車床的進給量取粗車：f=0.91mm/r，精車：f=0.81 mm/r根據粗車：ap=1mm, 精車：ap=0.5mm查機械加工工藝師手冊表 27-25 得粗車：Vc =60m/min 精車： Vc=73m/min故粗車：n=1000Vc /d。=1000x60/3.14x105=181.98 r/min精車：n=1000Vc /d。=1000x73/3.14x105=221.41r/min根據 CA6140 車床的主軸轉速取粗車：n=200r/min 精車： n=250r/min粗精車 F 面，表面粗糙度為 6.3um, ap=1.5mm。機床：CA6140刀具：YG6 硬質合金端面車刀。根據教材，P392 當刀桿尺寸為 16mm×25mm,ap3mm 以及工件直徑為 105mm，f=0.81.2mm/r根據 CA6140 車床的進給量取粗車：f=0.91mm/r，精車：f=0.81 mm/r根據粗車：ap=1mm, 精車：ap=0.5mm查機械加工工藝師手冊表 27-25 得粗車：n=200r/min精車：n=250r/min1）確定進給量 f2）確定主軸轉速加工要求：1）確定進給量 f粗車：Vc =60m/min 精車： Vc=73m/min故粗車：n=1000Vc /d。=1000x60/3.14x105=181.98 r/min精車：n=1000Vc /d。=1000x73/3.14x105=221.41r/min根據 CA6140 車床的主軸轉速取粗車：n=200r/min 精車： n=250r/min粗精內孔 20，表粗糙度為 12.5um，ap=2mm。機床：CA6140 刀具：YG6 硬質合金內孔車刀根據教材，P393 內孔車刀直徑為 16mm，ap=2mm，f=0.10.2mm/r根據 CA6140 車床的進給量取粗車：f=0.2 mm/r，精車：f=0.16 mm/r根據粗車：ap=1.5mm, 精車：ap=0.5mm查機械加工工藝師手冊表 27-25 得粗車：Vc =108m/min 精車： Vc=123m/min故粗車：n=1000Vc /d。=1000x108/3.14x18=1910.8 r/min精車：n=1000Vc /d。=1000x123/3.14x19.5=2008.8r/min根據 CA6140 車床的主軸轉速以及實際生產情況取粗車：n=320r/min 精車： n=400r/min粗車：n=200r/min精車：n=250r/min粗車：n=320r/min精車：n=400r/min2）確定主軸轉速加工要求：1）確定進給量 f2）確定主軸轉速粗精內孔 51，表粗糙度為 6.3um，ap=2mm。機床：CA6140 刀具：YG6 硬質合金內孔車刀根據教材，P393 內孔車刀直徑為 30mm，ap=2mm，f=0.40.7mm/r，根據 CA6140 車床的進給量取粗車：f=0.66 mm/r，精車：f=0.51 mm/r根據粗車：ap=1.5mm, 精車：ap=0.5mm查機械加工工藝師手冊表 27-25 得粗車：Vc =75m/min 精車： Vc=92m/min故粗車：n=1000Vc /d。=1000x75/3.14x49=487.46 r/min精車：n=1000Vc /d。=1000x92/3.14x50.5=580r/min根據 CA6140 車床的主軸轉速取粗車：n=450r/min 精車： n=560r/min粗精車 M 面，表面粗糙度為 3.2um, ap=1.5mm。機床：CA6140刀具：YG6 硬質合金端面車刀。根據教材，P392 當刀桿尺寸為 16mm×25mm,ap3mm 以及工件直徑為38mm 時，f=0.40.5mm/r根據 CA6140 車床的進給量取粗車：f=0.48 mm/r，精車：f=0.41 mm/r根據粗車：ap=1mm，精車：ap=0.5mm查機械加工工藝師手冊表 27-25 得粗車： Vc=92m/min， 精車：Vc=100m/min粗車：n=450r/min精車：n=560r/min工序 7：加工要求：1）確定進給量 f2）確定主軸轉速加工要求：1）確定進給量 f故粗車：n=1000Vc /d。=1000x92/3.14x38=771r/min精車：n=1000Vc /d。=1000x100/3.14x38=838r/min根據 CA6140 車床的主軸轉速取粗車：n=710r/min 精車：n=900r/min粗精內孔 23，表粗糙度為 3.6um，ap=2mm。機床：CA6140 刀具：YG6 硬質合金內孔車刀根據教材，P393 內孔車刀直徑為 16mm，ap=2mm，f=0.10.2mm/r 根據 CA6140 車床的進給量取粗車：f=0.2mm/r，精車：f=0.16 mm/r根據粗車：ap=1.5mm, 精車：ap=0.5mm查機械加工工藝師手冊表 27-25 得粗車：Vc =118m/min 精車： Vc=123m/min故粗車：n=1000Vc /d。=1000x118/3.14x21=1789.8 r/min精車：n=1000Vc /d。=1000x123/3.14x22.5=1756.5r/min根據 CA6140 車床的主軸轉速以及實際生產情況取粗車：n=320r/min 精車： n=400r/min粗精 M36x2 螺紋大徑， ap=2mm。機床：CA6140 刀具：YG6 硬質合金外圓車刀根據教材，P392 當刀桿尺寸為 16mm×25mm,ap3mm 以及工件直徑為 粗車：n=710r/min精車：n=900r/min粗車：n=320r/min精車：n=400r/min2）確定主軸轉速加工要求：1）確定進給量 f2）確定主軸轉速38mm，f=0.40.5mm/r根據 CA6140 車床的進給量取粗車：f=0.48mm/r，精車：f=0.41 mm/r根據粗車：ap=1.5mm, 精車：ap=0.5mm查機械加工工藝師手冊表 27-25 得粗車：Vc =87m/min 精車： Vc=100m/min故粗車：n=1000Vc /d。=1000x87/3.14x38=729.13 r/min精車：n=1000Vc /d。=1000x100/3.14x36.5=872.52r/min根據 CA6140 車床的主軸轉速取粗車：n=710r/min 精車： n=900r/min切 1.4x1 退刀槽，ap=1.4mm機床：CA6140 刀具：W18Cr 4V 高速鋼切槽刀根據教材，P394 附表4，工件直徑 36mm 時，f=0.160.19mm/r根據 CA6140 車床的進給量取f=0.18mm/r，根據 ap=1.4mm, 查機械加工工藝師手冊表 27-20 得Vc =67m/min 故粗車：n=1000Vc /d。=1000x67/3.14x36=592r/min粗車：n=710r/min精車：n=900r/minn=560r/min加工要求：1）確定進給量 f2）確定主軸轉速加工要求：1）確定進給量 f根據 CA6140 車床的主軸轉速取n=560r/min粗精車 M36x2 螺紋，ap=2mm機床：CA6140 刀具：硬質合金 60°螺紋刀根據 CA6140 車床的車削螺紋時的進給量取f=1mm/r，根據粗車：ap=0.2mm,走刀次數 i=9精車：ap=0.2mm,走刀次數 i=2車螺紋是切削速度就是進給量，所以 Vc=2m/min故粗車：n=1000Vc /d。=1000x2/3.14x36=17.69r/min精車：n=1000Vc /d。=1000x2/3.14x34.2=18.62r/min根據 CA6140 車床的主軸轉速取粗車：n=16r/min 精車： n=20r/min鉆 鉸 4-M6 螺紋底孔 鉆 4-14 孔時，均為手動進給。鉆床轉速取 460r/min粗車：n=16r/min精車：n=20r/min2）確定主軸轉速加工要求：三. 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,通常需要用專用夾具.經過老師的考慮提高難度,決定設計第七道工序中的粗精車 M 面，23 內孔，切1.4X1 槽，M36x2 螺紋，還要保證 23 內孔的軸線線與 48H8 內孔的軸心線的垂直度 0.03。23 內孔的軸線線與 B 面的尺寸公差為 ,M 面與 48H8 內0.139孔的軸心線的距離為 0.394(一) 設計主旨本夾具主要用來粗精車 M 面，23 內孔，切 1.4X1 槽，M36x2 螺紋,主要考慮提高生產率,降低勞動強度,還要保證其精度誤差。(二) 夾具設計1. 定位基面的選擇由零件圖可知，23 內孔的軸線線與 48H8 內孔的軸心線的垂直度0.03。23 內孔的軸線線與 B 面的尺寸公差為 , M 面與 48H8 內孔的軸0.139心線的距離為 ,所以,將 B 面做為基準面。0.394 定位方法的選擇由零件圖，及加工部的要求可知，零件是在車床上加工，故選用角鐵式機床夾具。定位方法選用一面兩銷定位，將 B 面做基準面，B 面處限制 3 個自由度，48H8 內孔處用一個長軸定位，限制 2 個自由度，選 4-M6 螺紋底孔的一個孔做為工藝孔，用棱形銷在此處定位，限制一個自由度。零件的夾緊，選用螺旋夾緊，將 48H8 處的定位長軸做成螺桿。用來夾緊零件，并用連接角鐵和工件，夾緊處，用開口墊片，方便工件的拆卸。(三) 夾緊力和切削力計算 夾緊力與切削力計算機床在車 M36x2 螺紋的時候力最大。所以查機械加工工藝師手冊表 17-12 表 17-13 表 17-10 得=1.802FFcfiK1.80.29=580.36N所以 FK=FCK 0213456KFK=FCK=580.36×1.2×1.2×1.2×1.0×1.3×1.0×1.0=1303.7N查機械加工工藝師手冊表 17-30 得 M10 的螺紋用 120mm 的扳手在45N 的作用下，夾緊力為 3500N 所以夾緊力大于切削力。(四) 平衡塊的計算對角鐵式結構不對稱的車床夾具，設計時應采取平衡措施，以減少由離心力產生的振動和主軸軸承的磨損。離心力 Fj 的計算公式為Fj=0.01mjR(n*n)式中 mj-工件和夾具不平衡部分的合成質量（kg） ；R-工件和夾具不平衡部分的合成質量中心至回轉中心的距離（m） ；n-主軸轉速（r/min） 。由離心力引起的力矩 Mj 為Mj=FjL平衡塊引起的離心力 Fp(N)為Fp=0.01mpr(n*n)式中 mp-平衡塊的質量r-平衡塊中心至回轉中心的距離（m）由 Fp 引起的力矩 Mp 為Mp= Fpl在綜合考慮徑向位置和軸向位置平衡的情況下，滿足平衡關系式Mp=Mj即0.01mjR(n*n)L=0.01mpr(n*n)l化簡后得 Mp=mjRL/rl=4.47KG為了彌補估算法的誤差，平衡塊上應開有環(huán)形槽或徑向槽，以便夾具裝配時調整其位置。(五) 車夾具的加工誤差定位誤差D由于 B 面是工序基準,又是定位基準,所以B 為零.工件在夾具上定位時.定位基準與限位基準是重合的,基準位移誤差 y 也為零，因此，尺寸 的定位0.139誤差D 等于零。夾具誤差J夾具誤差為限位基面與 23 內孔的軸線線的距離誤差，即夾具總圖上尺寸的公差-0.013，以及限位基面相對安裝基面 A ，B 的平行度，垂直度誤0.139差 0.01mm。夾具的安裝誤差AA=X1max+X2max過渡盤與車床主軸的配合為莫氏錐度配合，所以 X1max=0夾具體與過渡盤的配合尺寸為 150H6/js5,查表：150H6 為 ， 0.215150js6 為 ,所以：150.7X2max=0.022+0.007=0.029mm故 A= =0.0292(.9)加工方法誤差G車床夾具的加工方法誤差，如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力大小等因素。一般取 G=k/3=0.1/3=0.033mm所以夾具的總加工誤差為= = =0.0922()DJAG222(0.1.90.3)O精度儲備 Jc=(0.1-0.09)=0.01mm所以符合零件精度。四.畢業(yè)設計心得體會四周的畢業(yè)設計結束了，當我快要完成老師給我下達任務的時候，我仿佛進過了一次銳變，因為設計給我?guī)砹撕芏嗪芏嗟臇|西，心情也很舒暢，眼前豁然開朗。畢業(yè)設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，這是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不可少的過程。 “千里之下始于足下”通過這次畢業(yè)設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義。今天認真地進行畢業(yè)設計，學會腳踏實地地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)穩(wěn)的在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎?，F(xiàn)在又是經濟不穩(wěn)定的時候，我們更要努力學習。說實話，畢業(yè)設計有點累，然而，當我一著手清理自己的設計成果，仔細回味這四周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使我倦意頓消。雖然這是我剛學會走完的第一步， 我人生中的一點小小的勝利，然而它令我感覺到我自己成熟許多，令我有了一種“春眠方覺曉”的感悟。通過畢業(yè)設計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細心，畢業(yè)設計過程中，也許計算有時不免令我感到有些心煩意亂，有很次因為不小心我計算出錯，只能毫不情愿的重新來。但一想起老師平時對我們耐心的教導，想到今后自己應當承擔的社會責任，想到世界上因為某些細小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震撼的事故，我不禁時刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負責，一絲不茍的良好習慣，這次畢業(yè)設計使我在工作作風上得到了一次難得的磨練。短短的四周的畢業(yè)設計，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正如此的貧乏，自己綜合應用所學專業(yè)知識的能力是如此的不足，幾年來學習了那么多的課程，今天才知道自己并不會用。想到這里，我真的有點心急了，老師卻對我說，這說明畢業(yè)設計確定使你有收獲了。老師的親切勉勵像春雨注入我的心田，使我更加自信了。最后，我要由衷的謝謝老師。是您的嚴厲批評喚醒了我，是您的敬業(yè)精神感動了我，是您的淳樸教誨啟發(fā)了我，是您的殷切期望鼓舞了我。我感謝老師您今天又為我增添了一副堅硬的翅膀。目 錄一.設計任務書畢業(yè)設計說明書正文序言一.零件的分析二.工藝規(guī)程設計(一) 確定毛坯的制造形式(二) 確定毛坯的余量(三) 基面的選擇(四) 制定工藝路線(五) 確定切削用量及基本工時三.專用夾具設計(一) 設計主旨(二) 夾具設計(三) 夾緊力和切削力計算(四) 平衡塊的計算(五) 車夾具的加工誤差四.畢業(yè)設計心得體會參考文獻