阀体工艺规程及夹具设计【含9张CAD图纸、文档全套】【GJ系列】
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南通职业大学毕业设计(论文)摘要生产制造机械产品是通过对原材料加工到出库成为成品的过程。此外还有毛坯生产过程,及其机械加工与热处理过程,包括装配、检验、涂色与测试机器步骤。其加工工艺保证产品使用性能的前提下可以用生产率高、劳动量少、材料消耗少和生产使用成本低的方法制造出来。工序中包含毛坯加工时所需的加工方法与步骤,除此之外还需要包括实现零件加工的机床的设备以及这些机床设备上所使用的刀具和夹具等必须的设备。首先需要考虑零件的生产要求和其生产成本,在满足技术要求的情况下尽可能的选择生产成本低,消耗低的生产设备。最后据企业拥有的设备,来选择已拥有的生产设备。在工艺过程中的任一工序,用来迅速、方便、安全地来安装工件所使用的装置就叫做夹具。使用夹具可以保证加工精度、提高劳动的生产率、改善操作员工的劳动条件、降低生产的成本、以及扩大机床的工艺范围。零件的结构是否完善合理,还要根据它是否符合工艺方面的要求,即在保证产品使用性能的前提下是否能用生产率高、劳动量少、材料消耗少和生产使用成本低的方法制造出来。工序中包含毛坯加工时所需的加工方法与步骤,除此之外还需要包括实现零件加工的机床的设备以及这些机床设备上所使用的刀具和夹具等必须的设备。关键词:毛坯 、夹具、设备、工艺、工序、工步、加工精度AbstractManufacture of mechanical products is based on raw material processing to become the finished product of the outbound process. In addition to blank production process, and its machining and heat treatment process, including assembly, testing, painting and test machine steps. Under the premise of its processing technology to ensure product performance can use high productivity, less amount of labor, material consumption and production, the use of low cost method. Process includes blank processing methods and steps of the necessary processing, in addition also need to include implementation of machine tool parts processing equipment, and the machine tool equipment of the cutting tool and fixture must be used on the equipment. In the case of meet the technical requirements as far as possible choose low production cost, low consumption of production equipment. Finally, according to the enterprises have the equipment to choose has production equipment. Any process in the process used to fast, convenient and safe to install the artifacts used by the device is called a fixture. Using jig can ensure the machining accuracy, improve labor productivity, improve the operating staff labor condition, reduce the cost of production, as well as the expanding process of machine tool. The structure of the parts are perfect and reasonable, but also according to whether it meets the requirement of process, namely on the premise of guarantee products using performance whether can use the high productivity, less amount of labor, material consumption and production, the use of low cost method. Process includes blank processing methods and steps of the necessary processing, in addition also need to include implementation of machine tool parts processing equipment, and the machine tool equipment of the cutting tool and fixture must be used on the equipment. Keywords: blank, fixtures, equipment, technology, process, work step, the machining accuracy 目录摘要1Abstract2第一章 零件的工艺分析11.1 零件的功能、结构及生产类型的确定11.1.1 零件的作用11.1.2 零件的工艺分析21.1.3 零件的生产类型21.2 主要加工面及要求3第二章 毛坯的选择42.1 确定毛坯的类型、制造方法42.2 毛坯的技术要求42.3 确定毛坯尺寸,设计毛坯图52.3.1 毛坯加工余量、尺寸公差52.3.2 绘制毛坯图6第三章 基准的选择73.1 粗基准的选择73.2 精基准的选择7第四章 制订工艺路线84.1 确定各加工面加工方法84.2 拟定加工工艺路线84.2.1 工艺路线方案 184.2.2 工艺路线方案 294.3工艺比较分析10第五章 工序设计115.1 选择加工设备及工艺装备115.2 选择夹具125.3 选用刀具12第六章 加工余量工序尺寸及公差13第七章 确立切削用量和基本工时177.1 工序I切削用量及基本时间的确定177. 1 .1 切削用量177. 1 .2 背吃刀量177. 1 .3 定进给量177. 1 .4 切削速度187. 1. 5 校验机床功率187. 1 .6 基本时间187.2 工序II切削用量及基本时间的确定187.2.1 切削用量197.2.2 背吃刀量197.2.3 确定进给量197.2.4 确定切削速度197. 2 .5 校验机床功率197. 2 .6 基本时间197.3 工序III切削用量及基本时间的确定207.3.1 刀具选择207.3.2 背吃刀量207.3.3 确定进给量207.3.4 确定切削速度217. 3. 5 校验机床功率217. 3 .6 基本时间217.4 工序IV 切削用量及基本时间的确定217.4.1 刀具选择227.4.2 背吃刀量227.4.3 确定进给量227.4.4 确定切削速度227. 4. 5 校验机床功率227. 4 .6 基本时间237.5 工序V切削用量及基本时间的确定237. 5 .1 刀具选择237. 5 .2 背吃刀量237. 5 .3 定进给量237. 5 .4 切削速度237. 5. 5 校验机床功率247. 5 .6 基本时间247.6 工序VI切削用量及基本时间的确定247.6.1 刀具选择247.6.2 背吃刀量247.6.3 确定进给量247.6.4 确定切削速度247.6.5 校验机床功率257.6.6 基本时间257.7 工序VII切削用量及基本时间的确定257.7.1 刀具选择257.7.2 背吃刀量257.7.3 确定进给量267.7.4 确定切削速度267.7.5 校验机床功率267.7.6 基本时间267.8 工序VIII切削用量及基本时间的确定277.8.1 刀具选择277.8.2 背吃刀量277.8.3 确定进给量277.8.4 确定切削速度277.8.5 校验机床功率277.8.6 基本时间28第八章 夹具体设计298.1 定位基准的选择298.2 定位误差分析298.3 切削力及夹紧力计算298.4 切屑参数的设定308.4.1 钻孔切削用量308.4.2 确定进给量f308.4.3 确定切削速度v308.4.4 校验机床功率308.4.5 确定基本时间318.5 夹具总体设计31第九章 夹具结构设计329.1 钻模板329.2 夹具体设计329.3 夹紧机构339.4 钻套339.5 刀具选择339.6 夹具的设计与操作349.7 结构特点34第十章 设计心得35参考文献3635第一章 零件的工艺分析所谓的零件的结构工艺性是用来指所设计的零件在满足使用的前提下,其零件制造的可行性和经济性。因此零件的结构要根据其使用范围、用途及使用要求来进行合理地设计。但是,零件的结构是否完善合理,还要根据它是否符合工艺方面的要求,即在保证产品使用性能的前提下是否能用生产率高、劳动量少、材料消耗少和生产使用成本低的方法制造出来。1.1 零件的功能、结构及生产类型的确定零件是组成机器或部件的基本单位,根据零件在机器和部件的作用,通常可以分为三类:标准件、常用件、一般零件。此次我们的零件属于一般零件中的箱体盘盖类零件,此类零件的基本形状是扁平的盘状,它们的主要的结构大体上有回转体形状,通常还带有各式形状的凸缘或均布的圆孔、肋板等一些局部结构。1.1.1 零件的作用图示为闸阀的阀体的零件图,其所用材料为铸钢45号的铸件,其生产纲领要求为成批生产中的中批生产。此设计要求的内容有:1、该阀体零件图一张 2、该阀体零件的毛坯图一张 3、该阀体零件的机械加工工艺规程卡片(工艺卡、工序卡)一套 4、该阀体零件的夹具装配总图及其非标零件图(工程图)一套 5、毕业设计说明书一份。图1.1 闸阀阀体图1.1所示零件是闸阀阀体,其工作原理是关闭件(闸板)沿通路中心线的垂直方向移动做全开和全切断。由于我们这个零件是手动闸阀,所以它是通过转动手轮,手轮与阀杆的进、退,提升或下降与阀杆连接的阀板,达到的开启和关闭的作用。图1.1所示的阀体其经过顶部的螺纹,将阀体的旋转运动转化成了直线运动,这样可以将对阀体的控制的扭矩转化成了控制推力。阀体底部通过螺栓与阀门连接。其具有流动阻力小、启闭时比较省力、水锤现象不易产生、介质可向两侧方向流动,易于安装等优点。1.1.2 零件的工艺分析在编制阀体零件机械加工工艺规程之前,应研究阀体零件的工作图样和清楚零件的性和用途及其适合的加工零件需要的工作条件,同时可以进一步明确该零件的位置、作用。通过合理的工艺分析可以获得零件的尺寸精度、结构形状、表面粗糙度、相互位置精度和热处理等的技术要求是否符合实际,是否有利于加工、装配。除此之外还能对该阀体零件的工艺要求有更深的了解,这样可以制定出更加符合要求的工艺规程。通过对阀体零件图的进一步的剖析,可以得出阀体零件图是正确的、完整的。阀体零件的尺寸、公差及技术要求等符合要求。其阀体零件内下部48至43的锥形孔的要求最高,表面粗糙度为Ra1.6。由于有内孔,所以采用镗加工比较适合,且符合加工要求。其次阀体零件内下部38.9和阀体上部51.3及对应的48.7的内螺纹孔也有规定要求。除此之外还有底部和阀门接触的底平面也有一定要求。由于阀体零件可以通过四爪卡盘加紧固定(但需要包裹铜皮),这样可以采用车加工,且符合零件的加工要求同时还可以合理的降低成本。1.1.3 零件的生产类型工艺过程的要求是产品质量优质、能大规模生产和具有较低的消耗。由于工业产品的种类繁多,一般可使用的工艺路线不尽相同。产品的生产纲领指的是工厂需要完成的生产任务,它的内容一般包括产品对象,整年、季度、每月的合理的产量。生产纲领对一个工厂来说也许是决定性的作用,其中有决定各工作点的专业化水平、采用的工艺、工艺装备和机床设备。所以可对产品的高质、量产、低能耗等主要问题起到重要作用。由于一类产品的产量各不相同,所以可能有不同的制造过程。产品的制造工艺必须清楚不同的生产类型的各自工艺特点。因为产品的结构与之相关的工艺有着极其重要的关系,所以对设计从业者而言,就必须据产品的生产类型的工艺特点,更加合理地确定结构形状、技术要求。图1.2 各生产类型生产纲领根据生产要求可以得知,这次的阀体零件生产类型为成批生产的中批生产规模。阀体属于小型零件,由图1.2可知,其生产纲领为500 5000件之间。根据其生产纲领可以确定:1、毛坯的制造方法及加工余量应采用部分模锻或金属模造型;毛坯的加工余量中等。2、机床设备应采用通用机床以及部分专用机床。3、夹具及尺寸应采用通用夹具和专用或成组夹具。4、量具、刀具应采用专用和标准刀具、量具。5、工艺应采用完善的工艺规程和关键工序的工序卡片。6、生产率和成本应为中等。1.2 主要加工面及要求零件的主要加工面的选择,其目的是为零件上任何有质量要求的表面选择一套尽善尽美的加工方法。其大致先根据加工表面的精度、粗糙度规定选去最后的加工方法,再选定精加工前需要的加工方法。(1) 阀体的底面,其表面粗糙度Ra为6.3。该表面与接下来的阀门接触,因此有一定的粗糙度要求。(2) 基准孔A直径为38.9,其表面粗糙度为Ra3.2。与阀体内下部48至43的锥形孔的圆跳动度为0.15、与阀体内下部的M42的同轴度为0.12。(3) 阀体内下部48至43的锥形孔的粗糙度较高,其粗糙度为Ra1.6。(4) 对应的48.7的内螺纹的孔,其表面粗糙度Ra为3.2。第二章 毛坯的选择毛坯的选择需要符合下面的原则:1)工艺性;2)适应性;3)生产条件兼顾;4)经济性;5)可持续性发展。此外毛坯的选择还要考虑下面几方面:零件的生产纲领;零件材料的工艺性;零件的结构形状、尺寸;现有的生产条件。2.1 确定毛坯的类型、制造方法机械制造中常用的毛坯有4种:铸件,用于形状较为复杂的毛坯。 锻件,用于强度要求较高的钢制件。型材,用于自动机床加工。焊接件,制造简单但要时效处理。(1)零件材料采用45号钢,具有较好的强度和切削加工性。45号钢可以满足阀体所需要的机械性能要求。(2)零件年产量是批量生产中的中批生产,产量为500 至5000件。根据图2.1可知,毛坯采用硬模铸造,此时铸造时选用金属模机械砂型。(3)零件在加工时对其不加工的面进行定位的面少,所以阀体的零件采用的毛坯为粗铸件,阀体铸件加工面的尺寸等级为IT10,不加工面的公差等级为IT12。 毛坯制造方法最大质量/kg最小壁厚/mm材料生产方式精度等级(IT)尺寸公差/mm表面粗糙度/m手工砂型制造方法不限制3至5铁碳合金、有色金属及其合金单件及小批生产14至161至8-机械砂型铸造至2503至5大批及大量生产14左右1至3-永久型铸造至1001.511至1211至1212.5表2.1 常用毛坯制造方法2.2 毛坯的技术要求技术要求是指零件加工的技术性加工内容和要求。其包括一般技术要求、公差要求、切削加工件要求、热处理要求、装配要求、表面处理要求及零件棱边要求等。此次设计的阀体有四个技术要求:(1) 未标注倒角为R3 R5。(2) 铸件中无夹渣、气孔、疏松等缺陷。(3) 去除毛刺飞边。(4) 其它技术要求按Q/TFJ28-92来制定。2.3 确定毛坯尺寸,设计毛坯图由于现有毛坯制造技术和成本上的原因,随着产品零件的加工精度和表面质量要求越来越高。所以产品零件毛坯的绝大多数表面仍要留取必要的加工余量,这样可以方便使用现有设备加工以符合零件的技术要求。2.3.1 毛坯加工余量、尺寸公差毛坯尺寸和零件图样上尺寸之差为毛坯余量。于此同时,毛坯的加工余量与毛坯的形状、尺寸及部位有关联。通过查阅总结得出:表2.3 毛坯加工余量与尺寸公差序号基本尺寸/mm加工余量等级加工余量/mm选择理由1底面20G单侧余量2.5公差等级为CT10,尺寸22.5mm251G双侧余量3.0该尺寸及公差为(451.4)mm,考虑工艺性,定为(401.4)mm342.5和38.9及最小孔G双侧余量3.0该尺寸及公差为(36.51.4)和(32.91.4)mm考虑铸件工艺,定为(32.91.4)mm451.3G双侧余量3.0等尺寸公差为2.8mm,该尺寸及公差为(45.31.4)mm539G双侧余量2.5等尺寸公差为2.6mm,该尺寸及公差为(331.3)mm648.7G双侧余量3.0该尺寸及公差为(42.71.4)mm考虑铸件工艺,定为(331.3)mm2.3.2 绘制毛坯图零件图是在零件生产过程之中,为生产者供应锻造、铸造等非切削加工方法制作的坯料的详细的图样。一个好的零件毛坯对于后续的零件加工与生产起着至关重要的作用。图2.3 零件毛坯图第三章 基准的选择基准的合理选择是工艺规程设计中的重中之重。基准面的选择能否合理与后面零件加工精度、生产效率有关。倘若选择不合理,会在加工过程中发现很多问题,甚至造成零件大批报废最终使生产无法继续。3.1 粗基准的选择粗基准是以没有经过机械加工的毛坯上的表面作定位基准。其通常在第一道工序的第一次装夹中使用。为保证加工面与不加工面之间的位置要求需选择不加工的面为粗基准。如果零件有多个不加工面需选择当中与加工表面有着较高位置精度的不加工表面作为首次装夹粗基准。关于阀体的粗基准的选择。据以上准则,现在取阀体外表面为粗基准,以此来加工零件的下表面。由于阀体上部需要加紧部分不是回转体,所以不能采用传统的三爪卡盘进行加紧,必须采用四爪卡盘进行加紧。四爪同步移动方便夹持四方形的零件。用于加工阀体底部的定位基准,其可以同时限制6个自由度,最终达到完全定位。3.2 精基准的选择选择精基准要确保加工表面的尺寸精度、位置精度以及装夹的方便。其主要原则是:(1)基准重合;可避免因为基准不重合而导致的定位误差。(2)自为基准;其只能提高加工表面的尺寸精度但不可以提高表面间的位置精度。(3)互为基准;其应用于两表面间的相互间位置精度很高但表面自身的尺寸和形状精度不是很高时。(4)确保工件定位精准、夹紧可靠以及操作方便原则。根据该阀体零件的技术要求和装配要求以及以上精基准的选择的主要准则,现取阀体零件的上下两端面的中心孔也就是阀体零件内孔的轴线作为精基准。这样阀体零件的加工以内孔轴线作为统一的定位基准,可以确保各加工的内孔之间的位置精度得到保证,还可以避免基准变换时而产生的不必要的误差。除此之外,还可以减少所使用的夹具种类和简化夹具的结构。第四章 制订工艺路线工艺路线是展示零件在生产中的一个加工路线或过程在各工序中其标准工时所占用的定额情况。其可以帮助企业制定准备物料的提前期、下达车间作业计划、计算企业的成本、预算。4.1 确定各加工面加工方法查阅相关资料结合各加工面精度要求与粗糙度要求,初选如下工艺路线:(1)阀体255175的底面采用车方法,经过粗车、半精车即可达到要求。(2)阀体内下部51、42.5的孔和上部39的孔采用镗方法,粗镗可达到要求。(3)阀体内下部48至43的锥形孔采用镗方法,经过粗镗、半精镗、精镗可达到要求。(4)阀体内下部38.9和上部51.3及对应的48.7的内螺纹的孔采用镗方法,经过粗镗、半精镗可达到要求。(5)阀体70的上表面采用车方法,粗车即可达到要求。(6)阀体内下部的M42和上部的2-12UN-2B的内螺纹孔采用车方法,经过粗车、半粗车即可达到要求。(7)阀体内M8的螺纹孔先对其进行钻和扩加工再进行攻螺纹。(8)阀体上15的孔采用钻即可,最后再锪孔处理大小为27.5。4.2 拟定加工工艺路线工艺路线的制定是使加工零件的尺寸形状、尺寸与位置精度等可以符合要求。除此之外,还要想到各表面所选择的加工方法以及工序集中与工序分散,加工步骤的划分与工序的安排先后等问题。4.2.1 工艺路线方案 1综合各方面考虑制定了如下工艺路线方案:工序1 以阀体外表面为粗基准,粗车阀体255175的底面。工序2 以底面和内孔轴线为基准,粗镗阀体内下部51、42.5的孔和48至43的锥形孔、和38.9的孔。工序3 以内孔轴线为基准,粗车阀体70上表面。工序4 以上表面和内孔轴线为基准,粗镗阀体上部51.3及对应的48.7的内螺纹的孔及39的孔。工序5 以内孔轴线为基准,半精车阀体255175的底面。工序6 以底面和内孔轴线为基准,半精镗48至43的锥形孔和38.9的孔。工序7 以上表面和内孔轴线为基准,半精镗阀体上部51.3及对应的48.7的内螺纹孔。工序8 以上表面和内孔轴线为基准,车内螺纹2-12UN-2B并倒角。工序9 以底面和内孔轴线为基准,精镗48至43的锥形孔。工序10 以上表面和内孔轴线为基准,钻扩M8的孔并攻丝。工序11 以底面和内孔轴线为基准,钻15的孔。工序12 以底面和内孔轴线为基准,对15的孔进行锪孔,孔为27.5。工序13 去毛刺。工序14 终检。4.2.2 工艺路线方案 2综合各方面考虑制定了如下工艺路线方案:工序1 以阀体外表面为粗基准,粗车阀体255175的底面。工序2 以底面和内孔轴线为基准,粗镗阀体内下部51、42.5的孔和48至43的锥形孔、和38.9的孔。工序3 以内孔轴线为基准,半精车阀体255175的底面。工序4 以底面和内孔轴线为基准,半精镗48至43的锥形孔和38.9的孔。工序5 以底面和内孔轴线为基准,精镗48至43的锥形孔。工序6 以内孔轴线为基准,粗车阀体70上表面。工序7 以上表面和内孔轴线为基准,粗镗阀体上部51.3及对应的48.7的内螺纹孔及39的孔。工序8 以上表面和内孔轴线为基准,半精镗阀体上部51.3及对应的48.7的内螺纹孔。工序9 以上表面和内孔轴线为基准,钻扩M8的孔并攻丝。 工序10 以上表面和内孔轴线为基准,钻扩M8的孔并攻丝。工序11 以底面和内孔轴线为基准,钻15的孔。工序12 以底面和内孔轴线为基准,对15的孔进行锪孔,孔为27.5。工序13 去毛刺。工序14 终检。4.3工艺比较分析在上面两种方案里,其中的制造方法与定位基准基本相似,深究可以看出不同的地方是加工的先后顺序不一样。方案1中,其加工工序比较分散。其采用的是工序分散原则,这种方案使用的设备与工艺装备相对简单,此外对职工的要求也相对低,还可以选择其恰当的切削量与减少机动时间,但是这种方案需要的生产设备繁多,同时还需要众多的操作工人。方案2中,其加工工序比较集中。其采用的是工序集中原则,这种方案可以使用效能高的机床设备,可以达到减少加工设备数目和工人以达到节省人力、物力、财力。此外减少了工件的安装的次数,除此之外还能确保各表面的位置精度。但其缺点是繁杂的设备结构,设备调整维修难度大和对操作员工技术要求较高等问题。综合考虑两个方案,最后采用第一个方案作为最终的工艺方案,因为对于批量生产换刀具和夹具比较费时,综合效能不高,所以采取换机床的方法即使用工序分散的方法来解决。第五章 工序设计工序中包含毛坯加工时所需的加工方法与步骤,除此之外还需要包括实现零件加工的机床的设备以及这些机床设备上所使用的刀具和夹具等必须的设备。为了体现这个过程就称为工序设计。5.1 选择加工设备及工艺装备在选择加工设备时首先需要考虑零件的生产要求和其生产成本,在满足技术要求的情况下尽可能的选择生产成本低,消耗低的生产设备。最后据企业拥有的设备,来选择已拥有的生产设备。综合考虑以述因素,做出了如下选择:工序1.2.3.4是粗车和粗镗加工,各工序不是特别多,精度要求也不是很高,零件轮廓尺寸也不大,所以选用如图5.1.1中的C620-1型卧式车床。工序9、10为钻孔加工,工序不多,而且其中精度要求不高,此外钻床也可以完成扩孔和攻丝,所以可以可选用如图5.1.2中的Z3025钻床。工序11为钻加工,完成钻加工后也可以对孔进行锪孔处理,也选用Z3025钻床。工序5、6、7为半精车,半精镗, 选用C620-1型卧式车床。工序8是精镗,零件轮廓尺寸不大,加工部分是回转体,故在车床上加工。由于精度要求高,对斜面的粗糙度要求也比较高,所以选用如图5.1.3所示的C616型卧式车床。图5.1.1 C620-1车床 图5.1.2 Z3025钻床 图5.1.3 C616车床 5.2 选择夹具在工艺过程中的任一工序,用来迅速、方便、安全地来安装工件所使用的装置就叫做夹具。使用夹具可以保证加工精度、提高劳动的生产率、改善操作员工的劳动条件、降低生产的成本、以及扩大机床的工艺范围。在本次设计中,阀体内M8的螺纹孔和阀体上15的孔,需要采用专用夹具,其它车加工和镗加工采用通用夹具。通用夹具为图5.2所示的四爪卡盘。图5.2 四爪卡盘5.3 选用刀具(1)在车床上的工序,一般都选用硬质合金车刀与镗刀,所以加工零件时,粗加工用YG8,半精加工用YG6,精加工用YG6X。YG8具有较高的耐磨性,能很好的抵抗冲击,但其耐磨性及其允许的切削速度比较低,所以用于粗加工。YG6具有较高的耐磨性,也可以更好的抗震动和冲击,所以用于半精加工。YG6X比YG6更加好的耐磨和使用强度,所以用于精加工。(2)钻孔使用直柄麻花钻和锥柄麻花钻。阀体上部孔为5其小于12,因此采用如图5.3.1所示规格为GB/T6135.2-1996的5直柄麻花钻。下部有10个15的孔其大于12,因此采用规格为如图5.3.2所示GB/T143.2-2008的15锥柄麻花钻。(3)锪孔采用如图5.3.3所示规格为GB/T4262-2004的22.5平底锪钻。图5.3.1 直柄麻花钻 图5.3.2 锥柄麻花钻锪钻 图5.3.3 锪钻第六章 加工余量工序尺寸及公差毛坯不能直接达到零件所要求的精度和表面粗糙度,所以必须要留以必要的加工余量,以便后面的机械加工来达到所需要求。留取加工余量的目的是为在机械加工过程中切除的加工成最终成为零件时多余的金属层。选取的加工余量厚度最终会影响成品零件制造的生产率与产品质量。当零件余量制定了超过要求时会增大劳动量和降低生产率,此外可能增加刀具、原料、资源、人员的成本。由于加工余量太小不可以解决生产中可能会有的各种误差与缺陷,可能还会导致不合格产品的产生,所以需要拟定因地制宜的加工余量。加工余量确定方法有:1、经验估算法。2、查表修正法。3、分析计算法。表6.1 加工底面的各数值工序名称工序间余量/mm工序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度/mm半精车0.3H106.320.0020.00-0.1 0粗车2.2H1212.620.3020.30-0.2 0毛坯222.5022.52表6.2加工上表面的工序尺寸工序名称工序间余量/mm工序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度/mm粗车2H1212.63737.00-0.2 0毛坯139391表6.3 51.3 工序尺寸工序名称工序间余量/mm工序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度/mm半精镗0.3H103.251.351.30-0.1 0粗镗6.3H1212.651.651.60-0.2 0毛坯245.345.32表6.4 38.9工序尺寸工序名称工序间余量/mm工序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度/mm半精镗0.3H106.338.938.90-0.1 0粗镗6.3H1212.638.638.60-0.2 0毛坯232.932.92表6.548至43的锥形孔工序尺寸工序名称工序间余量/mm工序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度/mm精镗0.1H83.24343.00-0.05 0半精镗0.3H106.342.942.9-0.1 0粗镗9.7H1212.642.642.6-0.2 0毛坯232.932.92表6.6 48.7 工序尺寸工序名称工序间余量/mm工序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度/mm半精镗0.3H106.348.738.90-0.1 0粗镗3.1H1212.648.438.75-0.2 0毛坯245.345.32表6.7 39工序尺寸工序名称工序间余量/mm工序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度/mm粗镗6H1212.63939.00-0.2 0毛坯233332表6.8 51工序尺寸工序名称工序间余量/mm工序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度/mm粗镗9H1212.65151.00-0.2 0毛坯240402表6.9 42.5工序尺寸工序名称工序间余量/mm工序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度/mm粗镗H1212.642.539.00-0.2 0毛坯232.9332第七章 确立切削用量和基本工时切削用量的选定要在已选好的刀具材料和几何角度的基础上,合理地确定其背吃刀量、进给量、切削速度c。基本工时是指在一定生产条件下,规定生产一件产品或一道工序所需消耗的时间。7.1 工序I切削用量及基本时间的确定7. 1 .1 切削用量本工序为粗车阀体底面。已知加工材料为钢材料铸件,选用刀具为YG15硬质合金车刀。加工采用的机床为C620-型卧式车床。根据零件特性,工件用四爪卡盘加工。根据文献3表1.30,可知C620-1车床中心高度为,根据文献3表1.1可选用的刀杠尺寸为,其刀片的厚度为4.5mm。7. 1 .2 背吃刀量粗车单边余量为2.5mm,则有=2.5mm。7. 1 .3 定进给量根据文献3表1.4,可以得出。按车床说明书选择/r。当p2.8mm,f0.75mm/r,Vc=65m/min时,Ff=1530N。根据文献3表1.29-2,切削时Ff的修正系数有voFf=1.0,sFf=1.0,rFf=1.11,故其实际进给力为:Ff=15301.11N=1698.3N因为切削时需要的进给力小于车床进给机构要求的进给力,所以我们选用/r。7. 1 .4 切削速度根据文献3表1.28,切削时的Vc修正系数有tv=0.65,rv=0.92,sv=0.8,Tv=1.0,kv=1.0,故有:c=t=1090.650.920.8 m/min=52.1m/minn=1000cD=100052.1120 r/min=138.3 r/min根据文献3表1.30,参考C620-1车床的转速,选择n=120r/min,得出实际切削速度Vc为:c=Dnc1000=1201201000 m/min=45.2m/min7. 1. 5 校验机床功率根据文献3表1.24,当b=680-810MPa,p2.8mm,f0.75mm/r,Vc46m/min时,Pc=2.4KW。最后决定的车削用量为:=2.5mm,/r,n=120r/min,c=45.2m/min。7. 1 .6 基本时间计算基本工时的公式为Tm=Lnf ,其中L=+y+,=22.5mm,根据文献3表1.26,车削时的人切量及超级量y+=2.0mm,则有L=22.5+2 mm=24.5mm,故:Tm=24.51200.65min=0.31min7.2 工序II切削用量及基本时间的确定本工序为粗镗阀体下部各孔。已知加工材料为钢材料铸件;加工使用的机床为C620-型卧式车床,工件用四爪卡盘进行夹持。7.2.1 切削用量所选刀具为YG6硬质合金直径为25mm圆形镗刀, 根据文献31.3,主偏角,副偏角,刃倾角, 刀尖圆弧半径。7.2.2 背吃刀量双边余量为6.3mm,ap=6.32mm=3.15mm。7.2.3 确定进给量根据文献31.5,当粗镗时, 镗刀直径为25mm,ap5, 镗刀伸出长度为125mm时 ,f=0.250.35,故选f=0.30mm/r。7.2.4 确定切削速度根据文献3表1.28,切削时的Vc修正系数有tv=0.65,rv=0.92,sv=0.8,Tv=1.0,kv=1.0,故有:c=t=1230.650.920.8 m/min=58.8m/minn=1000cD=100058.851 r/min=367.2 r/min根据文献3表1.30,参考C620-1车床的转速,选择n=380r/min,得出实际切削速度Vc为:c=Dnc1000=513801000 m/min=60.9m/min7. 2 .5 校验机床功率根据文献3表1.24,当b=680-810MPa,p3.4mm,f0.47mm/r,Vc70m/min时,Pc=2.9KW。最后决定的车削用量为:=3.15mm,/r,n=380r/min,c=60.9m/min。7. 2 .6 基本时间计算基本工时的公式为Tm=Lnf,其中L=+y+,=64mm,根据文献3表1.26,车削时的人切量及超级量y+=2.0mm,则有L=64+2 mm=66mm,故:Tm=663800.3min=0.58min7.3 工序III切削用量及基本时间的确定本工序为粗车阀体上表面。已知加工材料为钢材料铸件;加工使用的机床为C620-型卧式车床,工件用四爪卡盘进行夹持7.3.1 刀具选择选用刀具为YG15硬质合金车刀。本工序选用的刀具与工序1基本相同。7.3.2 背吃刀量单边余量为2.0mm,ap=1mm 。7.3.3 确定进给量根据文献3表1.4,可以得出。按车床说明书选择/r。确定进给量需要满足机床的结构强度,所以需要对其进行校验。根据文献3表1.30,可知C620-1机床允许的进给力Fmax=3530N。根据文献3表1.21,当钢料b=680-810MPa,p2.0mm,f0.75mm/r,Vc=65m/min时,Ff=905N。根据文献3表1.29-2,切削时Ff的修正系数有voFf=1.0,sFf=1.0,rFf=1.11,故其实际进给力为:Ff=9051.11N=1004.6N因为切削时需要的进给力小于车床进给机构要求的进给力,所以我们选用/r。根据文献3表1.9选择车刀的磨钝标准及寿命,车刀刀面的最大磨损量取为1mm,车刀寿命T=60min。7.3.4 确定切削速度根据文献3表1.10,当使用YT15硬质合金车刀加工b=680-700MPa、p3mm、f0.75mm/r时,Vc=109m/min。根据文献3表1.28,切削时的Vc修正系数有tv=0.65,rv=0.92,sv=0.8,Tv=1.0,kv=1.0,故有:c=t=1090.650.920.8 m/min=52.1m/minn=1000cD=100052.1120 r/min=138.3 r/min根据文献3表1.30,参考C620-1车床的转速,选择n=120r/min,得出实际切削速度Vc为:c=Dnc1000=1201201000 m/min=45.2m/min7. 3. 5 校验机床功率根据文献3表1.24,当b=680-810MPa,p2.0mm,f0.60mm/r,Vc46m/min时,Pc=1.4KW。最后决定的车削用量为:=2mm,/r,n=120r/min,c=45.2m/min。7. 3 .6 基本时间计算基本工时的公式为Tm=Lnf,其中L=+y+,=25mm,根据文献3表1.26,车削时的人切量及超级量y+=2.0mm,则有L=25+2 mm=27mm,故:Tm=271200.60min=0.38min7.3工序IV切削用量及基本时间的确定7.4 工序IV 切削用量及基本时间的确定本工序为粗镗阀体上部各孔。已知加工材料为钢材料铸件;加工使用的机床为C620-型卧式车床,工件用四爪卡盘进行夹持。7.4.1 刀具选择所选刀具为YG6硬质合金直径为25mm圆形镗刀, 根据文献31.3,主偏角,副偏角,刃倾角, 刀尖圆弧半径。7.4.2 背吃刀量双边余量为6.0mm,ap=6.02mm=3.0mm。7.4.3 确定进给量根据文献31.5,当粗镗时, 镗刀直径为12mm,ap3, 镗刀伸出长度为60mm时 ,f=0.120.18,故选f=0.15mm/r。7.4.4 确定切削速度tv=0.65,rv=0.92,sv=0.8,Tv=1.0,kv=1.0,故有:c=t=1560.650.920.8 m/min=74.6m/minn=1000cD=100074.648 r/min=495.0 r/min根据文献3表1.30,参考C620-1车床的转速,选择n=480r/min,得出实际切削速度Vc为:c=Dnc1000=484801000 m/min=72.3m/min7. 4. 5 校验机床功率根据文献3表1.24,当b=680-810MPa,p3.4mm,f0.47mm/r,Vc86m/min时,Pc=2.0KW。Pc=Fc=1.0,所以实际切削时的功率为Pc=2.00.94kW=1.88kW。最后决定的车削用量为:=3.00mm,/r,n=480r/min,c=72.3m/min。7. 4 .6 基本时间计算基本工时的公式为Tm=Lnf,其中L=+y+,=39mm,根据文献3表1.26,车削时的人切量及超级量y+=2.0mm,则有L=39+2 mm=41mm,故:Tm=414800.15min=0.57min7.5 工序V切削用量及基本时间的确定本工序为粗车阀体底面。已知加工材料为钢材料铸件;加工使用的机床为C620-型卧式车床,工件用四爪卡盘进行夹持。7. 5 .1 刀具选择选用刀具为YG6硬质合金车刀。7. 5 .2 背吃刀量粗车单边余量为0.5mm,则有=0.5mm。7. 5 .3 定进给量刀尖圆弧半径为1.0mm,v50m/min(预计)时,f=0.550.65mm/r。根据C620-1车床的说明书,选择,f=0.6mm/r。7. 5 .4 切削速度p1.4mm、f0.75mm/r时,Vc=123m/min。根据文献3表1.28,切削时的Vc修正系数均为1,故有:c=t=1231 m/min=123m/minn=1000cD=1000123120 r/min=326.4r/min根据文献3表1.30,参考C620-1车床的转速,选择n=305r/min,得出实际切削速度Vc为:c=Dnc1000=1203051000 m/min=114.9m/min7. 5. 5 校验机床功率根据文献3表1.24,当b=680-810MPa,p2.0mm,f0.6mm/r,Vc131m/min时,Pc=3.4KW。最后决定的车削用量为:=0.5mm,/r,n=305r/min,c=114.9m/min。7. 5 .6 基本时间计算基本工时的公式为Tm=Lnf ,其中L=+y+,=120mm,根据文献3表1.26,车削时的人切量及超级量y+=2.0mm,则有L=120+2 mm=122mm,故:Tm=1221200.65min=1.6min7.6 工序VI切削用量及基本时间的确定本工序为半精镗阀体下部半精镗48至43的锥形孔和38.9的孔。已知加工材料为钢材料铸件;加工使用的机床为C620-型卧式车床,工件用四爪卡盘进行夹持。7.6.1 刀具选择所选刀具为YG6硬质合金直径为20mm圆形镗刀, 根据文献31.3,主偏角,副偏角,刃倾角, 刀尖圆弧半径。7.6.2 背吃刀量双边余量为0.6mm,ap=0.62mm=0.3mm。7.6.3 确定进给量根据文献31.5,当半精镗时, 镗刀直径为20mm,ap2, 镗刀伸出长度为100mm时 ,f=0.150.30,故选f=0.20mm/r。7.6.4 确定切削速度根rv=0.92,sv=0.8,Tv=1.0,kv=1.0,故有:c=t=1760.650.920.8 m/min=84.2m/minn=1000cD=100084.251 r/min= 525.8r/min根据文献3表1.30,参考C620-1车床的转速,选择n=480r/min,得出实际切削速度Vc为:c=Dnc1000=514801000 m/min=76.9m/min7.6.5 校验机床功率根据文献3表1.24,当b=680-810MPa,p2.0mm,f0.25mm/r,Vc86m/min时,Pc=1.2KW。,Pc=Fc=1.0,所以实际切削时的功率为Pc=1.20.94kW=1.1kW。最后决定的车削用量为:=0.30mm,/r,n=480r/min,c=76.9m/min。7.6.6 基本时间计算基本工时的公式为Tm=Lnf,其中L=+y+,=51mm,根据文献3表1.26,车削时的人切量及超级量y+=2.0mm,则有L=51+2 mm=53mm,故:Tm=534800.20min=0.55min7.7 工序VII切削用量及基本时间的确定本工序为半精镗阀体上部51.3及对应的48.7的内螺纹的孔。已知加工材料为钢材料铸件;加工使用的机床为C620-型卧式车床,工件用四爪卡盘进行夹持。7.7.1 刀具选择所选刀具为YG6硬质合金直径为12mm圆形镗刀, 根据文献31.3,主偏角,副偏角,刃倾角, 刀尖圆弧半径。7.7.2 背吃刀量双边余量为0.3mm,ap=0.32mm=0.15mm。7.7.3 确定进给量根据文献31.5,当粗镗时, 镗刀直径为12mm,ap2, 镗刀伸出长度为60mm时 ,f=0.
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