汽车制造工艺学课程设计-16008分流阀体加工工艺及铣A面夹具设计

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1、 题 目：分流阀体加工工艺及铣 A 面夹具设计全套图纸加扣全套图纸加扣 33463894113346389411 或或30122505823012250582 班级：姓名：指导教师：完成日期：目 录 目目 录录.1绪绪 论论.1第一章第一章 零件的工艺分析零件的工艺分析.21.1 零件的作用.21.2 分流阀体加工的主要问题.21.2.1 孔和平面的加工顺序.21.2.2 孔加工方案选择.31.3 分流阀体加工定位基准的选择.31.3.1 粗基准的选择.31.3.2 精基准的选择.31.4 分流阀体加工主要工序安排.4第二章第二章 机械加工工艺设计机械加工工艺设计.52.1 毛坯的制造形式.5

2、2.2.制订机械加工工艺路线.52.3 表面加工方法的确定.62.3 工序顺序的安排.62.4 确定工艺路线.6第三章第三章 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定机械加工余量、工序尺寸及公差的确定.73.1 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.73.2 确定切削用量及时间定额.8第四章第四章 铣铣 A 面夹具设计面夹具设计.134.1 定位基准的选择.134.2 切削力及夹紧力的计算.134.3 误差分析.144.4 夹具工作原理.14结结 论论.16参考文献参考文献.17绪 论生产对形状位置以及尺寸有一定要求的产品，这就是机械制造，之后装备到机械设备上去。所有机械的加工品能直接拿来给人们用

3、，还能够被当做半成品，用在别的行业上，如今的生活中有非常多的机械加工品，和我们的生活息息相关，所以对于国民经济而言，制造业是支柱行业。某种程度上来说，一个国家经济水平如何可通过机械生产的水准看出来。分流阀体加工工艺及钻床夹具设计，在将大学阶段的专业课程学完之后，所完成的一次综合作业。生产中如何去定位、夹紧产品，怎么去安排工艺路线，工艺尺寸等，这些都需要去解决，将专用夹具设计出，确保产品的生产品质，此文对学生的创新能力，自学能力进行锻炼，本次作业对学生而言有较强的实践性，知识点涉及的也比较多。设计时一定要注意基本知识点，还要注意实际加工的要求，必须联系理论和时间，如此才可将论文完成。因为本身没有

4、太高的专业水平，论文中肯定会有不完善的地方，希望老师指出来让我修改。第一章 零件的工艺分析1.1 零件的作用论文要对分流阀体去设计，它是用来对轴的中心距离符合要求，平行度达到要求，另外安装也应该正确。所以生产的分流阀体品质如何，关系到后期装配以及运动的精度，另外对工作精度也有影响，关系到他们的性能，以及工作时长。该设计是分流阀体的加工工艺和镗 40 孔的工艺装备要求：下表有详细分析：项目公差等级尺寸 mm 粗糙度 um铣 23mm 侧平面IT71463.2钻扩铰 15 孔IT111461.6钻铣 6.8 孔与椭圆孔IT11676.3铣 34.5 槽IT1186.3钻 4.5 孔IT11100.

5、31.2 分流阀体加工的主要问题依据此前分析，此分流阀体中平面还有孔系是主要生产表面。通常而言，对面生产，达到精度要求要比实现孔的精度要求简单一些。针对那些分流阀体，生产中的难题就是对孔的尺寸、位置精度去确保，让孔和平面有合理关系。 。因为有较大的加工率，对整个生产来说，主要主要怎么样实现生产率。1.2.1 孔和平面的加工顺序分流阀体类零件在生产时，应该先面后孔：首先将分流阀体上的基准平面生产出来，在对别的面生产时以基准平面去定位。之后在对孔系去生产。生产分流阀体时，也应该按照这个要求去开展。鉴于非常大的平面，定位用平面的话，夹紧时非常可靠，牢固的，所以孔对生产精度的要求能够实现。另外，首先对

6、面生产，先要将铸件周边凹凸不平的地方去掉，要想让孔生产精度变得更高，方便去对刀，调整，也能很好的对刀具保护。分流阀体的加工工艺要分开粗加工，精加工，明确对孔和平面的生产进行划分，将他们分为精加工，粗加工，确保生产孔系后的精度。1.2.2 孔加工方案选择分流阀体孔加工方案，所选的生产方式以及设备，都应该对孔系生产精度能够达标，不光要注意生产的精度以及效率，还要注意它所产生的经济效益。达到精度以及效率的要求后，最好机床用价位最便宜的。按照零件图里面所展示的精度以及效率的需求，钻孔的时候应该用机床，生产以钻模法实施最为恰当。1.3 分流阀体加工定位基准的选择1.3.1 粗基准的选择粗基准选用需符合的

7、要求：（1）生产的每一个重要孔有均匀的余量；（2）确保装到分流阀体上的零件和孔壁之间有空档。要想达到这些需求，主要基准就用主要支承孔，换句话说，粗基准时分流阀体的支撑面，零件有两个自由度被 A 基准面限制，还有四个自由度被主要支承孔限制。因为粗基准用的是支撑面，对精基准面生产，所以，在对主要支承孔生产的时候，以精基准定位孔开展，生产的余量必须要匀称。用相同一个型芯铸造出孔、箱壁所处地点。所以，孔和箱壁所处位置通过孔的余量匀称性去确保。被当做粗基准的面，它的表面不能有飞边，毛刺等不好的现象出现。此零件中 15 的上端面和右端面。采用 15 的有端面定位对他的上下端面去生产，对之后的工序而言，这就

8、是精基准。1.3.2 精基准的选择对分流阀体零件上的孔和孔，孔和平面，平面和平面的位置去确保。选用精基准的时候，在生产中所用的基准定位是统一的。分析分流阀体的零件图，因为底平面是平行于每一个主要支承孔，占据很大的面积，可将它作为精基准。零件的两个自由度被一个平面定位所限制，要是定位以“一面两孔”去进行的话，对于整个生产中所用的基准定位都是统一的要求是能够符合的。不过前端面，后端面来说，尽管他们对于分流阀体而言，是作为装配基准的，因为它会垂直于分流阀体的主要支承孔，如果把它当做精基准，去生产孔系的话，设计夹具结构，定位以及夹紧的时候有难度，故此不要使用。生产结束的 15 被当做精基准面，可用来对

9、 15 的内表面去生产，精基准就用分流阀体的侧面。1.4 分流阀体加工主要工序安排零件加工批量大的，通常需要将统一基准生产出来，生产分流阀体时，受到工序需要对统一基准去生产，详细的流程是：对粗加工，精加工顶平面的定位以孔去实现。接着生产的定位以两个工艺孔去进行。生产结束顶平面之后，持续到生产结束分流阀体，除了当中的某一些工序，他们都被当做定位基准。所以，应该在最终工序生产出面上的螺孔。后续工序设置时，应该分开粗加工、精加工，首先对面生产，之后对孔生产。首先将平面生产出来，接着对孔系生产。用多轴组合钻床钻加工螺纹底孔，因为有很大的切削力，粗加工时将它的生产做完。针对分流阀体，要对支承孔右端面精加

10、工。按照此前介绍的要求，首先对平面精加工，接着对空隙生产，真正生产的时候如果也这样操作的话，根本不能确保孔以及端面是垂直的关系。所以，所用的工艺方案应该对孔系首先精加工，之后在生产端面时，定位用支承孔可胀心轴来实现，如此可让加工产品达到图纸对于端面全跳动公差的要求。每一个螺纹孔在攻丝的时候，因为没有多大的切削力，能够穿插在粗加工，精加工中开展。第二章 机械加工工艺设计2.1 毛坯的制造形式工件的原料104，需要注意到原料的性能，投入，确保产品可开展可靠的工作，铸造生产。因为每年要生产五千件，它的生产水准为中等，并且零件体型不是很大，所以铸造生产。还要时效处理铸造零件。毛坯工艺确定毛坯的尺寸公差

11、和加工余量铸造类型（砂型）基本尺寸尺寸公差等级加工余量等级公差 CT加工余量23mm 侧平面146CT9MA-G2.8615 孔100CT9MA-G1.636.8 孔与椭圆孔40CT9MA-G0.01934.5 孔11CT9MA-G0.25.52.2.制订机械加工工艺路线 生产原材料成为需要的成品就是生产过程，这当中需要前期准备材料，运送，保存，生产毛坯，对其热处理，装配后成为成品，还要进行质量检测，调试，最终对产品包装等。 工艺过程是说在生产的时候，将生产对象的性质，形状，所处地点发生变化，让他们成为半成品或者成品。产品的工艺流程比较多：铸造，锻造，冲压，机械生产，装配，热处理，涂装等。这当

12、中直接让原料成为成品的就是直接生产，而与原材料变为产品有间接关系的，比方说前期准备，运输，保管，修理等等，这就是辅助生产。因为零件有多样性，加工的机器，方式，范围都有一定的限制，产品的精度需求，加工量各不一样，正常生产流程中包含了很多个工序。所谓工序，其实是组成生产过程的一个部分。任何一个工序还能够划分，有很多个工位，工步或者走刀。按照这些工序分别去生产毛坯，最终成为需要的产品。1. 工序 工序是一个或一组工人，在相同的工作地对同一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程。 工艺过程的组成部分就是工序，同样是核算成本，加工计划的组成单元。生产零件时有好多道工序，据加工品有多复杂，精度要求多

13、少，产量是多少来决定。2.3 表面加工方法的确定按照产品的尺寸、位置精度，形状等技术要求，生产方式可实现多高的经济精度，已经确定生产纲领后，生产就用万能机床再加上专用夹具进行生产，工序尽量要集中一些，这样可让生产率变高。除了这些，还要注意所获得的利润，最好减少投入到这当中的生产资金。翻看机械设计资料中第 10 页表 1-7、1-8、1-9，确定产品的生产方式，工艺路线：2.3 工序顺序的安排机械加工工序（1）需要遵从“先基准后其他” ，将生产基准生产出，也就是分流阀体左端面和右端面。（2）需要遵从“先粗后精” ，首先展开粗加工，之后进行精加工。（3）需要遵从“先主后次” ，首先对主要表面生产（

14、4）需要遵从“先面后孔” ，首先对分流阀体端面生产，接着对孔生产，制定出工艺路线2.4 确定工艺路线多方考虑之后，根据原则将此前工序流程安排好，设计加工分流阀体的工艺路线。工 序 号工 名 序 称工序内容00铸造铸造成型10时效热处理20铣铣 23mm 侧平面保证工序尺寸要求30钻钻扩铰 15 孔保证工序尺寸要求40钻铣钻铣 6.8 孔与椭圆孔保证工序尺寸要求50钻钻 4.5 孔保证工序尺寸要求60铣铣 34.5 槽70钻钻 3 孔70钻钻侧面 4.5 孔90钳工去毛刺100检检查第 3 章 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定3.1 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“分流阀体”用的原料是

15、104，它的硬度在 170241，加工批量为大，毛坯是铸造的。（1）侧面的加工余量。遵照工序的需求，顶面要进行铣床粗加工，精铣。每一个工步的余量罗列出来：铣床粗加工：借鉴工艺手册第一卷表 3.2.23。要求余量介于，mm4 . 37 . 2此处暂定。表 3.2.27 对平面铣床粗加工时，它的厚度误差是。mm0 . 3mm28. 0精铣：参考工艺手册里的表 2.3.59，要求余量介于。mm5 . 1（3）孔实心的毛坯，并未冲孔。（4）生产端面的余量。从工艺的需求出发，下端面，下端面要进行的生产有铣床粗加工、半精铣、半精铣、精铣。每道工序的余量是：铣床粗加工：借鉴工艺手册第一卷表 3.2.23，要

16、求生产余量介于，此处暂定。mm5 . 37 . 2mm0 . 3半精铣：借鉴工艺手册第一卷，暂定生产余量是。mm5 . 2精铣：参考工艺手册，暂定生产余量是。mm5 . 03.2 确定切削用量及时间定额工序：铣 23mm 侧平面铣加工用 X62W 铣床用端铣刀作为铣加工的刀具，材质硬质合金 齿数10mmdw40014Z铣削加工的深：pammap3每齿进给量：参考工艺手册中的表 2.4.73，在此faZmmaf/25. 0铣削生产时速：参考工艺手册里的表 2.4.81，在此VsmV/4机床主轴转速：，在此nmin/19140014. 3604100010000rdVnmin/200rn 实际铣削

17、生产时速：VsmndV/19. 460100020040014. 310000进给量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0每分钟工作台的进给量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm：参考工艺手册中的表 2.4.81,amma240切削部分的长 ：根据毛坯的规格得有lmml341切到这当中的刀具之长：1lmmaDDl42) 31 ()(5 . 0221切出到外部刀具的长：此处2lmml22只需要一次走刀机动时间：1jtmin55. 02 .700242341211mjflllt工序 钻扩铰 15 孔机床：CA6140刀具：借鉴资料3表 4.39 钻头与铰

18、刀就用高速钢的。 钻 15 至 10进给量：依据资料3表 2.438，在此。frmmf/33. 0切削速度：比照资料3表 2.441，在此。V0.48/Vm s机床主轴转速：n，10001000 0.48 60539.53 / min3.14 10vnrd依据借鉴资料3表 3.131，在此630 /minnr那么切削的实际速度 ：v3.14 10 6300.56/10001000 60dnvm s切削生产工时 切削部分的长 ：lmml67切到这当中的刀具之长：1l 117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 切出到外部刀具的长： 取2lmml412mml32只需要一次走刀

19、机动时间： 1 jt142630.25min0.33 630jLtfn扩孔14.7刀具：借鉴资料3表 4.354，就用硬质合金刀。切削加工的深：，还有。pa0.15pamm130Dmm进给量：依据资料3表 2.458，取。frmmf/0 . 20 . 1rmmf/0 . 2切削速度：比照资料3表 2.460，在此。VsmV/32. 0机床主轴转速：n只需要一次走刀机动时间：3jt3422.0930.07min2 315jLtnf此工序里面，生产所用的总时间：jt0.250.160.070.48minjt 铰刀刀具：借鉴资料3表 4.354，就用硬质合金刀。10001000 0.32 60305

20、.73 / min3.14 14.7VnrD切削加工的深：，还有。pammap5 . 0130Dmm进给量：依据资料3表 2.458，取。frmmf/0 . 20 . 1rmmf/0 . 2切削速度：比照资料3表 2.460，在此。VsmV/32. 0机床主轴转速：n10001000 0.32 60305.73 / min3.14 15VnrD依据借鉴资料3表 3.131 取315 /minnr切削生产的实际数值 ：v3.1431 6000.63/1000100060Dnvm s切削生产工时切削部分的长 ：l85lmm切到这当中的刀具之长，1l0120 19.7(1 2)12022.0922r

21、Ddlctgkctgmm切出到外部刀具的长： 取2lmml412mml32只需要一次走刀机动时间：3jt3422.0930.07min2 315jLtnf此工序里面，生产所用的总时间：jt0.250.160.070.48minjt 工序 钻铣 6.8 孔与椭圆孔刀具：车加工用可转位端铣刀，材质为硬质合金，材料：，15YT ， 。32Dmm单边余量：Z=3mm所以车削加工的深：=3mmpa2.2pamm此平面车床精加工时单边余量：Z=1.0mm车削加工的深：pa1.0pamm每齿进给量：依据资料3表 2.473，在此：依据资料3表fa0.15/famm Z2.481，在此车削生产时速2.8/Vm

22、 s进给量：依据资料3表 2.473，在此依据资料3表faZmmaf/18. 02.481，在此车削生产时速2.47/Vm s机床主轴转速：n10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd依据借鉴资料3表 3.174，在此 475 /minnr实际车削生产时速 ：v 3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s进给量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 每分钟工作台的进给量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：依据资料3表 2.481，在此amma60切削生产工时切削部分的长 ：根据毛坯的

23、规格得有， l141lmm68lmm切到这当中的刀具之长：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm切出到外部刀具的长：此处2lmml22只需要一次走刀机动时间： 1jt121141 1220.36min427.5jmllltf机动时间：1jt12168 1220.19min427.5jmllltf那么本道工序中机动的总时长110.55minjjjttt工序 钻 4.5 孔采用 Z3040钻床生产用合金钻刀具，材质硬质合金 切削加工的深：mmdw63pammap1进给量：参考工艺手册中的表 2.4.73，在此faZmmaf/15. 0生产时速：参

24、考工艺手册里的表 2.4.81，在此VsmV/6机床主轴转速：，在此n010001000 6 60288 / min3.14 4.5Vnrd min/300rn 实际磨削生产时速：V03.14 4.5 3006.28/10001000 60d nVm s 进给量：fVsmmZnaVff/5 .1060/3001415. 0每分钟工作台的进给量： mfmin/630/5 .10mmsmmVffm切削部分的长 ：根据毛坯的规格得有lmml341切到这当中的刀具之长：磨床精加工时1lmmDl4001切出到外部刀具的长：此处2lmml22只需要一次走刀机动时间：2jtmin18. 1630240034

25、1212mjflllt 本工序机动时间min73. 118. 155. 021jjjttt工序 铣 34.5 槽铣削加工的深：pa4pamm进给量：参考工艺手册中的表 2.4.73，在此faZmmaf/15. 0钻削生产时速：参考工艺手册里的表 2.4.81，在此VsmV/6机床主轴转速：，在此n010001000 6 60288 / min3.14 8Vnrd min/300rn 实际 钻削生产时速：VsmndV/28. 660100030040014. 310000进给量：fVsmmZnaVff/5 .1060/3001415. 0每分钟工作台的进给量： mfmin/630/5 .10mm

26、smmVffm切削部分的长 ：根据毛坯的规格得有lmml341切到这当中的刀具之长：铣床精加工时1lmmDl4001切出到外部刀具的长：此处2lmml22只需要一次走刀机动时间：2jtmin18. 16302400341212mjflllt 本工序机动时间min73. 118. 155. 021jjjttt工序钻 3 孔钻削加工的深：pammap1进给量：参考工艺手册中的表 2.4.73，在此faZmmaf/15. 0钻削生产时速：参考工艺手册里的表 2.4.81，在此VsmV/6机床主轴转速：，在此n010001000 6 60288 / min3.14 3Vnrd min/300rn 实际

27、切削生产时速：V03.14 3 3006.28/10001000 60d nVm s 进给量：fVsmmZnaVff/5 .1060/3001415. 0每分钟工作台的进给量： mfmin/630/5 .10mmsmmVffm切削部分的长 ：根据毛坯的规格得有lmml341切到这当中的刀具之长：铣床精加工时1lmmDl4001切出到外部刀具的长：此处2lmml22只需要一次走刀机动时间：2jtmin18. 16302400341212mjflllt 本工序机动时间min73. 118. 155. 021jjjttt第四章 铣 A 面夹具设计若零件的需求量大，基本都会设计专用夹具用于生产。若能确

28、保产品的品质，满足生产的需要，有合适的通用夹具也可使用。此次设计中，用的夹具类型都是专用的，要为其专门设计，加工。此处设计铣加工 A 端的夹具。4.1 定位基准的选择在铣床加工 A 面的工序中，产品的定位通过左端、前端以及顶面，与之对于的位置固定元件有支承板、支承板。4.2 切削力及夹紧力的计算1、于生产而言，所需工具是端面铣刀，所需机器是数控铣床 7150XKFVFzFwqueyzXpFndzafaCF0翻看资料，可有修正系数0 . 1vk 68FC83. 0Fq0 . 1FX z=24 65. 0Fy83. 0Fu8Pa0Fw 算出 F=2016N 在算切削的力时，要将安全数据算进去。安全

29、数据 K=4321KKKK查阅相关资料，可有=1.51K =1.12K =1.13K =1.14K 算出 NKFF40252、算出夹紧的力 通过螺钉进行夹紧 因FKffN21 F 是夹紧部分的摩擦系数25. 021 ff F=+G G 产品的重zP NffFN503421起夹紧作用的螺钉，它的公称直径 d=10mm，用 45 钢制成 性能为 6.8 级 MPaB1006MPaBs480108它的疲劳极限数据： MPaB19260032. 032. 01极限状态的应力幅：MPakkkma76.511lim应力的许用幅： MPaSaaa3 .17lim由此气缸的作用力查表得：可选最佳气缸为：D=2

30、50,S=40,L=166,标准活塞杆推力为2000Kgf 的法兰式气缸。通过验证可知： 强度设计合理，夹具符合生产要求。4.3 误差分析成批的产品在夹具中进行定位，每一个产品所占的位置都不同，那么制作以后，产品的规格都不一样，产生形成误差。误差的产生由两个因素导致：定位与设计基准没有重合；定位与限位没有重合。从零件图得到， ，。 0.28Tmm 0.25dTmm 96a04. 012sin12TDWd）（孔在形状上的公差 0.28，通过等式，可知设计符合要求。T51T31DW4.4 夹具工作原理产品的定位，通过左端、前端以及顶面完成，分析出：1、产品的侧端是首个定位基准，同支承板进行匹配，对

31、三个自由度进行限制，也就是 X 轴、Y 轴转动以及 Z 轴移动。2、接下来的定位基准是产品的顶面，同与支承板进行匹配，对两个自由度进行限制，就是 Y 轴、Z 轴转动。3、最后的定位基准选取前端，同定位销进行匹配，对一个自由度进行限制，也就是 X 轴移动，这样产品中的六个自由度，就全部得到控制，实现了完全定位。对夹具进行设计过程中，要让生产的效率得到提高，防止出现互相干涉现象。设计的夹具，构造不可复杂，要方便生产使用，同时费用不能过高。这里夹紧选取移动压板来完成。此工序中，铣削加工的余量不大，铣削的力也较小，因此通过正常的人工夹紧即可符合要求。结 论课程设计总算是完成，在这段时间里面，相对全面的

32、对夹具的专业知识再一次温固，在对工艺路线以及夹具设计的时候，感觉难度非常大，尽管我自身专业基础薄弱，不过我并没有畏惧困难，而是趁着课程设计设计的机会，不断加强专业知识的学习，专业方面总算是有所提升，对夹具的设计，对工艺的编写都有更加深入的了解。文中在设计分流阀体的生产工艺还有夹具的时候，到处去翻找和本次设计有联系的材料，比方说相关的文献还有手册这些，在学校里面，按照老师的指示，用关键词到图书馆找寻有用的材料。课程设计可以说是相对完整的一次锻炼，对于我们来说难度也比较大。设计的时候，要不停的跟老师沟通，将工艺方案编写出来，设计出夹具，不停反复修改，一直到符合设计要求为止。自身的专业并不过硬，设计

33、的时候也是胆战心惊，一点点的向前走，经历这段过程也学到很多知识。 参考文献1 赵家齐.机械制造工艺学毕业设计指导书M.第二版，北京：北京出版社，2008.122 郑修本.机械制造工艺学M.北京：机械工业出版社，2007.3 郑修本.机械制造工艺学M.第二版，北京：机械工业出版社，1999.5 王先逵.机械制造工艺学M.北京：机械工业出版社，2004.6 金属机械加工工艺人员手册修订组.金属机械加工工艺人员手册M.第一版，上海：上海科学技术出版社，1965.6.7 美国可切削性数据中心.机械加工切削数据手册M.第一版，北京：机械工业出版社，1989.9.8 李庆余，张佳等主编.机械制造装备设计M.北京：机械工业出版社,2007.