阀体零件机械加工工艺工装夹具设计【粗精车M面】【说明书+CAD】
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一. 零件的分析阀体零件是连接件,它是连接整台机器的中枢器,所以,阀体零件的加工质量对整台机器的精度,性能和使用寿命都有着直接的影响。该零件加工内容及要求如下:1 48H8,44,34H8,20,51,五个孔为同一轴线,加工时,为方便加工,故将48H8,44,34H8,于B面一起加工。然后在掉头装夹,H面与N面时,加工20,51。故加工要保证他们的同轴度。2 62,52之间的圆锥面和56于105,45的夹角,于H面N面一起加工,装夹应保证整个零件同轴度。3 M36x2螺纹,1.4x1槽及B面。孔与48H8孔的垂度为0.03。加工此部分时,用专用车夹具。来保证零件的加工效率及精度。二. 工艺规程设计 确定毛胚的制造形式 根据零件的生产纲领为1500件/年,生产类型为中批生产,查机械制造工艺设计简明手册p407,表2.1-3,得毛胚的铸造方法选用砂型机器造型,又由于阀体零件的内腔及4-14mm孔4-M6螺纹,故应安放型芯。又根据零件的材料为ZL101A,零件的加工特点,故选精铸。为消除余应力,铸造后安排人工时效处理。 确定毛胚的余量 查机械制造工艺设计简明手册p411,表2.1-6,得毛胚的制造方法及其工艺特点,IT精度为11-12,毛胚尺寸公差为0.05-0.15。 查机械制造工艺设计简明手册p471,表2.3-6得工件加工余量等级,压力铸造尺寸公差等级CT:5-7级,加工余量等级MA:E级。 查机械制造工艺设计简明手册p466,表2.3-5得各加工表面总余量。加工表面基本尺寸/mm加工余量等级加工余量数值说明B面57x57D1.5顶面降1级,双侧加工H面3E0.9底面降1级,双侧加工(取下行数)N面15E1.5底面降1级,双侧加工(取下行数)F面15E1.5侧面降1级,单侧加工(取上行数)M面M36x2E1.5侧面降1级,单侧加工(取上行数)48H848D1孔降1级,双侧加工444434H834H820205151故得出主要毛胚量的尺寸:主要尺寸零件尺寸总余量毛胚尺寸B面57X57上表面1.578.9H面3上表面0.9N面105圆上下表面1.518F面1.5M面M36x2的端面1.57048H8481+14644444234H834H832202018515149 基面的选择粗基准的选择 根据粗基准的选择原则,及加工零件的实际情况。将105外圆面和N面做粗基准。用经处理过三爪自定心卡盘定位及夹紧,来加工B面和48H8,44,34H8三个 孔。 精基准的选择根据精基准的选择原则,零件48H8,44,34H8三个孔与20,51是同一抽线,B面和N面是平行面。所以将B面做精基准,用四爪来定位和夹紧加工20,51两个孔和N面,H面,F面。 制定工艺线路制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降,故制定以下工艺路线方案。工序号工序内容工序1时效处理工序2划线工序3粗精车B面,34H8,44,48H8,三个内孔工序4粗精车H面,N面,F面,及20,51两个内孔工序5钻4-14孔工序6钻 铰4-M6螺纹底孔工序7粗精车M面,23内孔,切1.4X1槽,M36x2螺纹工序8攻4-M6螺纹工序9检测 确定切削用量根据零件的材料为ZL101A,零件为中批量生产,为提高生产效率,选用YG6硬质合金车刀。零件为精铸。计算项目计算及说明结 果工序3:加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速工序4:加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速工序7:加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速加工要求:1)确定进给量f2)确定主轴转速加工要求:粗精车B面,表面粗糙度为3.2um, ap=1.5mm。机床:CA6140刀具:YG6硬质合金端面车刀。根据教材,P392当刀杆尺寸为16mm25mm,ap3mm以及工件直径为77.5mm时,f=0.60.8mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车:f=0.66 mm/r,精车:f=0.61 mm/r根据粗车:ap=1mm,精车:ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车: Vc=80m/min, 精车:Vc=92m/min故粗车:n=1000Vc/d。=1000x80/3.14x78.4=324.97r/min精车:n=1000Vc/d。=1000x92/3.14x77.4=378.544r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车:n=320r/min 精车:n=400r/min粗精内孔34H8,表粗糙度为3.2um,ap=2mm。机床:CA6140 刀具:YG6硬质合金内孔车刀,根据教材,P393内孔车刀直径为25mm,ap=2mm,f=0.250.5 mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车:f=0.48 mm/r,精车:f=0.41 mm/r根据粗车:ap=1.5mm, 精车:ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车:Vc =87m/min 精车:Vc=100m/min故粗车:n=1000Vc/d。=1000x87/3.14x34 =814.91 r/min 精车:n=1000Vc/d。=1000x100/3.14x35.5=897.1r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车:n=800r/min 精车:n=900r/min粗精内孔44,表粗糙度为6.3um,ap=2mm。机床:CA6140 刀具:YG6硬质合金内孔车刀根据教材,P393内孔车刀直径为30mm ap=2mm时,f=0.40.7mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车:f=0.66 mm/r,精车:f=0.51 mm/r根据粗车:ap=1.5mm, 精车:ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车:Vc =75m/min 精车:Vc=92m/min故粗车:n=1000Vc/d。=1000x75/3.14x44 =542.85 r/min精车:n=1000Vc/d。=1000x92/3.14x45.5=643.94r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车:n=560r/min 精车:n=680r/min粗精内孔48H8,表粗糙度为3.2um,ap=2mm机床:CA6140 刀具:YG6硬质合金内孔车刀根据教材,P393内孔车刀直径为30mm ap=2mm时,f=0.40.7mm/r 根据CA6140车床的进给量取粗车:f=0.66 mm/r,精车:f=0.51 mm/r根据粗车:ap=1.5mm, 精车:ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车:Vc =75m/min 精车:Vc=92m/min故粗车:n=1000Vc/d。=1000x75/3.14x46 =519.25r/min精车:n=1000Vc/d。=1000x92/3.14x47.5=616.83r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车:n=500r/min 精车:n=620r/min精车H面,表面粗糙度为6.3um, ap=0.9mm。机床:CA6140刀具:YG6硬质合金端面车刀。根据教材,P392当刀杆尺寸为16mm25mm,ap3mm以及工件直径为 56mm,f=0.60.8mm/r根据CA6140车床的进给量取f=0.61 mm/r根据ap=0.9mm查机械加工工艺师手册表27-25得Vc =92m/min 故:n=1000Vc/d。=1000x92/3.14x56.9 =514r/min根据CA6140车床的主轴转速取n=500r/min粗精车N面,表面粗糙度为6.3um, ap=1.5mm。机床:CA6140刀具:YG6硬质合金端面车刀。根据教材,P392当刀杆尺寸为16mm25mm,ap3mm以及工件直径为 105mm,f=0.81.2mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车:f=0.91mm/r,精车:f=0.81 mm/r根据粗车:ap=1mm, 精车:ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车:Vc =60m/min 精车:Vc=73m/min故粗车:n=1000Vc/d。=1000x60/3.14x105 =181.98 r/min精车:n=1000Vc/d。=1000x73/3.14x105=221.41r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车:n=200r/min 精车:n=250r/min粗精车F面,表面粗糙度为6.3um, ap=1.5mm。机床:CA6140刀具:YG6硬质合金端面车刀。根据教材,P392当刀杆尺寸为16mm25mm,ap3mm以及工件直径为 105mm,f=0.81.2mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车:f=0.91mm/r,精车:f=0.81 mm/r根据粗车:ap=1mm, 精车:ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车:Vc =60m/min 精车:Vc=73m/min故粗车:n=1000Vc/d。=1000x60/3.14x105 =181.98 r/min精车:n=1000Vc/d。=1000x73/3.14x105=221.41r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车:n=200r/min 精车:n=250r/min粗精内孔20,表粗糙度为12.5um,ap=2mm。机床:CA6140 刀具:YG6硬质合金内孔车刀根据教材,P393内孔车刀直径为16mm,ap=2mm,f=0.10.2mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车:f=0.2 mm/r,精车:f=0.16 mm/r根据粗车:ap=1.5mm, 精车:ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车:Vc =108m/min 精车:Vc=123m/min故粗车:n=1000Vc/d。=1000x108/3.14x18 =1910.8 r/min精车:n=1000Vc/d。=1000x123/3.14x19.5=2008.8r/min根据CA6140车床的主轴转速以及实际生产情况取粗车:n=320r/min 精车:n=400r/min 粗精内孔51,表粗糙度为6.3um,ap=2mm。机床:CA6140 刀具:YG6硬质合金内孔车刀根据教材,P393内孔车刀直径为30mm,ap=2mm,f=0.40.7mm/r, 根据CA6140车床的进给量取粗车:f=0.66 mm/r,精车:f=0.51mm/r根据粗车:ap=1.5mm, 精车:ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车:Vc =75m/min 精车:Vc=92m/min故粗车:n=1000Vc/d。=1000x75/3.14x49 =487.46 r/min精车:n=1000Vc/d。=1000x92/3.14x50.5=580r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车:n=450r/min 精车:n=560r/min粗精车M面,表面粗糙度为3.2um, ap=1.5mm。机床:CA6140刀具:YG6硬质合金端面车刀。根据教材,P392当刀杆尺寸为16mm25mm,ap3mm以及工件直径为38mm时,f=0.40.5mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车:f=0.48 mm/r,精车:f=0.41 mm/r根据粗车:ap=1mm,精车:ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车: Vc=92m/min, 精车:Vc=100m/min故粗车:n=1000Vc/d。=1000x92/3.14x38=771r/min精车:n=1000Vc/d。=1000x100/3.14x38=838r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车:n=710r/min 精车:n=900r/min粗精内孔23,表粗糙度为3.6um,ap=2mm。机床:CA6140 刀具:YG6硬质合金内孔车刀根据教材,P393内孔车刀直径为16mm,ap=2mm,f=0.10.2mm/r 根据CA6140车床的进给量取粗车:f=0.2mm/r,精车:f=0.16 mm/r根据粗车:ap=1.5mm, 精车:ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车:Vc =118m/min 精车:Vc=123m/min故粗车:n=1000Vc/d。=1000x118/3.14x21 =1789.8 r/min精车:n=1000Vc/d。=1000x123/3.14x22.5=1756.5r/min根据CA6140车床的主轴转速以及实际生产情况取粗车:n=320r/min 精车:n=400r/min粗精M36x2螺纹大径, ap=2mm。机床:CA6140 刀具:YG6硬质合金外圆车刀根据教材,P392当刀杆尺寸为16mm25mm,ap3mm以及工件直径为 38mm,f=0.40.5mm/r根据CA6140车床的进给量取粗车:f=0.48mm/r,精车:f=0.41 mm/r根据粗车:ap=1.5mm, 精车:ap=0.5mm查机械加工工艺师手册表27-25得粗车:Vc =87m/min 精车:Vc=100m/min故粗车:n=1000Vc/d。=1000x87/3.14x38 =729.13 r/min精车:n=1000Vc/d。=1000x100/3.14x36.5=872.52r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车:n=710r/min 精车:n=900r/min切1.4x1退刀槽,ap=1.4mm机床:CA6140 刀具:W18Cr4V高速钢切槽刀根据教材,P394附表4,工件直径36mm时,f=0.160.19mm/r根据CA6140车床的进给量取f=0.18mm/r,根据ap=1.4mm, 查机械加工工艺师手册表27-20得Vc =67m/min 故粗车:n=1000Vc/d。=1000x67/3.14x36 =592r/min根据CA6140车床的主轴转速取n=560r/min粗精车M36x2螺纹,ap=2mm机床:CA6140 刀具:硬质合金60螺纹刀根据CA6140车床的车削螺纹时的进给量取f=1mm/r, 根据粗车:ap=0.2mm,走刀次数i=9精车:ap=0.2mm,走刀次数i=2车螺纹是切削速度就是进给量,所以Vc=2m/min故粗车:n=1000Vc/d。=1000x2/3.14x36 =17.69r/min精车:n=1000Vc/d。=1000x2/3.14x34.2 =18.62r/min根据CA6140车床的主轴转速取粗车:n=16r/min 精车:n=20r/min钻 铰4-M6螺纹底孔 钻4-14孔时,均为手动进给。钻床转速取460r/min1粗车:n=320r/min精车:n=400r/min粗车:n=800r/min精车:n=900r/min粗车:n=560r/min精车:n=680r/min粗车:n=500r/min精车:n=620r/min粗车:n=500r/min粗车:n=200r/min精车:n=250r/min粗车:n=200r/min精车:n=250r/min粗车:n=320r/min精车:n=400r/min粗车:n=450r/min精车:n=560r/min粗车:n=710r/min精车:n=900r/min粗车:n=320r/min精车:n=400r/min粗车:n=710r/min精车:n=900r/minn=560r/min粗车:n=16r/min精车:n=20r/min三. 专用夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,通常需要用专用夹具.经过老师的考虑提高难度,决定设计第七道工序中的粗精车M面,23内孔,切1.4X1槽,M36x2螺纹,还要保证23内孔的轴线线与48H8内孔的轴心线的垂直度0.03。23内孔的轴线线与B面的尺寸公差为,M面与48H8内孔的轴心线的距离为 (一) 设计主旨本夹具主要用来粗精车M面,23内孔,切1.4X1槽,M36x2螺纹,主要考虑提高生产率,降低劳动强度,还要保证其精度误差。(二) 夹具设计1. 定位基面的选择由零件图可知,23内孔的轴线线与48H8内孔的轴心线的垂直度0.03。23内孔的轴线线与B面的尺寸公差为, M面与48H8内孔的轴心线的距离为,所以,将B面做为基准面。 定位方法的选择由零件图,及加工部的要求可知,零件是在车床上加工,故选用角铁式机床夹具。定位方法选用一面两销定位,将B面做基准面,B面处限制3个自由度,48H8内孔处用一个长轴定位,限制2个自由度,选4-M6螺纹底孔的一个孔做为工艺孔,用棱形销在此处定位,限制一个自由度。零件的夹紧,选用螺旋夹紧,将48H8处的定位长轴做成螺杆。用来夹紧零件,并用连接角铁和工件,夹紧处,用开口垫片,方便工件的拆卸。(三) 夹紧力和切削力计算 夹紧力与切削力计算 机床在车M36x2螺纹的时候力最大。所以查机械加工工艺师手册表17-12 表17-13表17-10得= =580.36N所以FK=FCK FK=FCK=580.361.21.21.21.01.31.01.0=1303.7N查机械加工工艺师手册表17-30得M10的螺纹用120mm的扳手在45N的作用下,夹紧力为3500N 所以夹紧力大于切削力。(四) 平衡块的计算对角铁式结构不对称的车床夹具,设计时应采取平衡措施,以减少由离心力产生的振动和主轴轴承的磨损。离心力Fj的计算公式为 Fj=0.01mjR(n*n)式中 mj-工件和夹具不平衡部分的合成质量(kg); R-工件和夹具不平衡部分的合成质量中心至回转中心的距离(m); n-主轴转速(r/min)。由离心力引起的力矩Mj为 Mj=FjL平衡块引起的离心力Fp(N)为 Fp=0.01mpr(n*n) 式中 mp-平衡块的质量 r-平衡块中心至回转中心的距离(m)由Fp引起的力矩Mp为 Mp= Fpl在综合考虑径向位置和轴向位置平衡的情况下,满足平衡关系式 Mp=Mj即 0.01mjR(n*n)L=0.01mpr(n*n)l化简后得 Mp=mjRL/rl =4.47KG为了弥补估算法的误差,平衡块上应开有环形槽或径向槽,以便夹具装配时调整其位置。(五) 车夹具的加工误差定位误差D 由于B面是工序基准,又是定位基准,所以B为零.工件在夹具上定位时.定位基准与限位基准是重合的,基准位移误差y也为零,因此,尺寸的定位误差D等于零。夹具误差J 夹具误差为限位基面与23内孔的轴线线的距离误差,即夹具总图上尺寸的公差-0.013,以及限位基面相对安装基面A ,B的平行度,垂直度误差0.01mm。夹具的安装误差AA=X1max+X2max过渡盘与车床主轴的配合为莫氏锥度配合,所以X1max=0夹具体与过渡盘的配合尺寸为150H6/js5,查表:150H6为, 150js6为,所以: X2max=0.022+0.007=0.029mm故 A=0.029加工方法误差G车床夹具的加工方法误差,如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力大小等因素。一般取 G=k/3=0.1/3=0.033mm所以夹具的总加工误差为=0.09精度储备 Jc=(0.1-0.09)=0.01mm所以符合零件精度。四.毕业设计心得体会四周的毕业设计结束了,当我快要完成老师给我下达任务的时候,我仿佛进过了一次锐变,因为设计给我带来了很多很多的东西,心情也很舒畅,眼前豁然开朗。毕业设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,这是我们迈向社会,从事职业工作前一个必不可少的过程。“千里之下始于足下”通过这次毕业设计,我深深体会到这句千古名言的真正含义。今天认真地进行毕业设计,学会脚踏实地地迈开这一步,就是为明天能稳稳的在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。现在又是经济不稳定的时候,我们更要努力学习。说实话,毕业设计有点累,然而,当我一着手清理自己的设计成果,仔细回味这四周的心路历程,一种少有的成功喜悦即刻使我倦意顿消。虽然这是我刚学会走完的第一步, 我人生中的一点小小的胜利,然而它令我感觉到我自己成熟许多,令我有了一种“春眠方觉晓”的感悟。通过毕业设计,使我深深体会到,干任何事都必须耐心,细心,毕业设计过程中,也许计算有时不免令我感到有些心烦意乱,有很次因为不小心我计算出错,只能毫不情愿的重新来。但一想起老师平时对我们耐心的教导,想到今后自己应当承担的社会责任,想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震撼的事故,我不禁时刻提醒自己,一定要养成一种高度负责,一丝不苟的良好习惯,这次毕业设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练。短短的四周的毕业设计,使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的贫乏,自己综合应用所学专业知识的能力是如此的不足,几年来学习了那么多的课程,今天才知道自己并不会用。想到这里,我真的有点心急了,老师却对我说,这说明毕业设计确定使你有收获了。老师的亲切勉励像春雨注入我的心田,使我更加自信了。最后,我要由衷的谢谢老师。是您的严厉批评唤醒了我,是您的敬业精神感动了我,是您的淳朴教诲启发了我,是您的殷切期望鼓舞了我。我感谢老师您今天又为我增添了一副坚硬的翅膀。 目 录一.设计任务书毕业设计说明书正文序言一.零件的分析二.工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式(二)确定毛坯的余量(三)基面的选择(四)制定工艺路线(五)确定切削用量及基本工时三.专用夹具设计(一)设计主旨(二)夹具设计(三)夹紧力和切削力计算(四)平衡块的计算(五) 车夹具的加工误差四.毕业设计心得体会参考文献
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