閥蓋夾具的機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂及夾具設(shè)計(jì)

閥蓋夾具的機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂及夾具設(shè)計(jì),夾具,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,制訂,制定,設(shè)計(jì) 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)說明書 學(xué) 院： 機(jī)械電子工程系 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 2020年12月 摘　要 設(shè)計(jì)“閥蓋”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，并繪制出調(diào)速杠桿零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖，填寫工藝卡片，編制課程設(shè)計(jì)說明書。 通過該課程設(shè)計(jì)，將所學(xué)理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合， 鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，在這個(gè)過程中我獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造的工藝問題，設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從而打下了良好的基礎(chǔ)。 本設(shè)計(jì)可以提高生產(chǎn)的效率，提高公司利潤(rùn)。可以更精確的加工零件，也方便了操作者。 Abstract Design: Design "valve cover" of mechanical parts and order processing technology and equipment, and spare parts to map out plans speed lever, rough maps, fixture assembly plans to fill in the card technology, the preparation of curriculum design specification. Design significance: the adoption of the curriculum design, the theory and practice of production, tempered their own analysis of issues, problem-solving skills, I am in the process of analyzing and solving independent parts Machinery Manufacturing Technology, a machine tool design Fixture for the typical process equipment, and improve the structure of design capability for future graduates to design their own future and will be engaged in the work of a adaptability training, thus laying a good foundation. II 目 錄 1課程設(shè)計(jì)的題目································1 2課程設(shè)計(jì)時(shí)間··································1 3課程設(shè)的目的及其要求··························1 3.1課程設(shè)計(jì)的目地······························1 3.2課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求··························1 4設(shè)計(jì)內(nèi)容······································2 4.1零件的工藝分析······························2 4.2零件的生產(chǎn)類型······························2 4.3選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖··········2 4.3.1選擇毛坯··································2 4.3.2確定機(jī)械加工余量··························3 4.3.3確定毛坯尺寸······························3 4.3.4設(shè)計(jì)毛坯··································3 4.4選擇加工方法，制定工藝路線··················3 4.4.1定位基準(zhǔn)的選擇····························3 4.4.2零件表面加工方法的選擇····················3 4.4.3制定工藝路線······························5 4.5加工設(shè)備及刀具、夾具、量具的選擇············5 4.5.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備····················5 4.5.2確定工序尺寸（工序Ⅸ）·····················6 4.6切削用量的選擇······························6 4.7基本加工時(shí)間的確定··························8 5夾具設(shè)計(jì)······································8 5.1定位方案····································8 5.2夾緊機(jī)構(gòu)····································8 5.3導(dǎo)向裝置····································8 5.4夾具與機(jī)床連接元件··························9 6心得體會(huì)······································9 7參考文獻(xiàn)······································9 1、課程設(shè)計(jì)的題目 閥蓋夾具的機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂及夾具設(shè)計(jì) 2、課程設(shè)計(jì)時(shí)間 2020年12月7日——2020年12月20日 3、課程設(shè)計(jì)的目的及其要求 3.1 課程設(shè)計(jì)的目地 機(jī)械加工工藝課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類學(xué)生在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)，進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一項(xiàng)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本課程設(shè)計(jì)主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來分析處理生產(chǎn)工藝問題的能力，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固有關(guān)理論知識(shí)，掌握機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的方法，提高獨(dú)立工作的能力，為將來從事專業(yè)技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。 另外，這次課程設(shè)計(jì)也為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。通過本次課程設(shè)計(jì)，應(yīng)使學(xué)生在下述各方面得到鍛煉： 3.1.1 熟練的運(yùn)用機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)和其他有關(guān)先修課程中的基本理論，以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確的分析和解決某一個(gè)零件在加工中基準(zhǔn)的選擇、工藝路線的擬訂以及工件的定位、夾緊，工藝尺寸確定等問題，從而保證零件制造的質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。從而培養(yǎng)制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力。 3.1.2 通過夾具設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，進(jìn)一步提高夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(包括設(shè)計(jì)計(jì)算、工程制圖等方面)的能力。 3.1.3 熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)資料，學(xué)會(huì)使用有關(guān)手冊(cè)和數(shù)據(jù)庫(kù)。 3.1.4 在設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和獨(dú)立工作的能力。 3.2課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求 3.2.1對(duì)零件圖進(jìn)行工藝分析。 3.2.2對(duì)零件進(jìn)行分析后，初步擬定工藝路線、確定切削余量、繪制零件的毛坯圖，填寫機(jī)械加工工藝過程卡。 3.2.3進(jìn)行切削用量、機(jī)械加工時(shí)間等的計(jì)算和查表。 3.2.4填寫機(jī)械加工工序卡片。 3.2.5對(duì)指定工序提出工裝設(shè)計(jì)任務(wù)書。 3.2.6根據(jù)工裝設(shè)計(jì)任務(wù)書（教師指定）進(jìn)行機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)方案的確定、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、定位誤差和夾緊力的計(jì)算，繪制夾具裝配圖、零件圖等等。 3.2.7編寫課程設(shè)計(jì)說明書。 3.2.8進(jìn)行課程設(shè)計(jì)答辯。 4、設(shè)計(jì)內(nèi)容 4.1零件的工藝分析 通過對(duì)該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。該零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。以下是閥蓋需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： （1）左右端面粗糙度為25，孔φ35，粗糙度為12.5，此孔為加工其他孔的基準(zhǔn)。孔φ35內(nèi)表面，粗糙度為12.5，孔φ20，粗糙度為25。 （2）φ41外圓面，粗糙度為25；φ50外圓，粗糙度為12.5，；φ50外圓右端面，粗糙度為12.5；φ53外圓右端面，粗糙度為25；φ53外圓，粗糙度為25；φ53外圓左端面，粗糙度為25 （3）孔φ14H8，粗糙度為12.5；根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒有很難加工的孔，上述各孔的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 4.2零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：屬中批量生產(chǎn)。 4.3選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 4.3.1選擇毛坯 該零件材料為鑄鋼，零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，為使零件有較好的力學(xué)性能，保證零件工作可靠，故采用模鍛成形。這從提高生產(chǎn)效率保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再?zèng)Q定。 4.3.2確定機(jī)械加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)，查2-28表得。 鍛件孔的精鉸：0.05mm.粗鉸：0.95mm.鉆：0.94mm. 4.3.3確定毛坯尺寸 毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可。 4.3.4設(shè)計(jì)毛坯 （1）確定圓角半徑 查表得： 外圓角半徑 r=2.5mm 內(nèi)圓角半徑 R=8mm （2）確定模鍛斜度 查表得： 模鍛斜度為：5°～10°。 4.4選擇加工方法，制定工藝路線 4.4.1定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇：按有關(guān)基準(zhǔn)的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。現(xiàn)以零件的側(cè)面為主要的定位粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，選擇以圓柱體的Φ12H7孔為精基準(zhǔn)。 4.4.2零件表面加工方法的選擇 （1）左右端面，為未注公差尺寸，表面粗糙度為Ra25，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，需進(jìn)行粗銑。 （2）Φ35孔，公差等級(jí)為IT11，表面粗糙度為Ra12.5，需進(jìn)行鉆和粗鉸。 （3）Φ35內(nèi)表面，為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，表面粗糙度為Ra12.5，用平面锪鉆。 （4）Φ20孔，為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，表面粗糙度為Ra25，需進(jìn)行鉆。 （5）φ41外圓面，為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，表面粗糙度為Ra25，粗車即可。 （6）φ50外圓右端面，為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，粗糙度為12.5，對(duì)φ35H11孔的垂直度為0.05，采用粗車，半精車。 （7）φ50外圓，公差等級(jí)為IT11，粗糙度為12.5，采用粗車，半精車。 （8）φ53外圓右端面，為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，粗糙度為25，粗車即可。 （9）φ53外圓，為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，粗糙度為25，粗車即可。 （10）φ53外圓左端面，為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，粗糙度為25，粗車即可。 （11）M36外螺紋，為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，采用粗車。 （12）φ28.5孔，公差等級(jí)為IT8，粗糙度為12.5，采用鉆，鉸。 （13）φ28.5孔右端面，為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，粗糙度為12.5，用平面锪鉆。 （14）倒角，粗糙度為25，粗車即可。 （15）4-φ14孔，為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級(jí)按IT13，表面粗糙度為Ra12.5，需進(jìn)行鉆。 4.4.3制定工藝路線 工序Ⅰ：粗銑左右兩水平端面。 工序Ⅱ：鉆、粗鉸Φ35的孔。 工序Ⅲ：锪鉆鍃平Φ35內(nèi)表面。 工序Ⅳ：鉆Φ20的孔。 工序Ⅴ：粗車φ41外圓面。 工序Ⅵ：粗車、半精車φ50外圓右端面。 工序Ⅶ：粗車、半精車φ50外圓。 工序Ⅷ：粗車φ53外圓右端面 工序Ⅸ：粗車φ53外圓。 工序Ⅹ：粗車φ53外圓左端面。 工序Ⅺ：粗車M36外螺紋 工序Ⅻ：車倒角。。 工序XIII：鉆、粗鉸、精鉸φ28.5的孔。 工序XIV：锪鉆鍃平φ28.5孔右端面 工序XV：鉆4-φ14孔。 工序XVI：清洗。工序XVII:終檢。 4.5加工設(shè)備及刀具、夾具、量具的選擇 4.5.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備 （1）定位裝置 定位裝置的作用是使工件在夾具中占據(jù)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，保證工件在加工過程中受到外力作用是不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。 （3）對(duì)刀或?qū)蜓b置 對(duì)刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對(duì)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(jī)床上正確位置的元件。 （5）夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件。 （6)其它裝置或元件 它們是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件。如需加工按一定規(guī)律分布的多個(gè)表面時(shí)，常設(shè)置分度裝置；為能方便、準(zhǔn)確地定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對(duì)于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。 4.5.2確定工序尺寸（工序Ⅸ） 由表可查得，Φ14mm的孔粗鉸余量Z粗鉸=0.95mm；鉆孔余量Z鉆=13.0mm。查表可依次確定各工步尺寸的加工精度等級(jí)為，粗鉸：IT10鉆：IT12；根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為：粗鉸：0.070mm;鉆：0.180mm。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為： 粗鉸：Φ13.95+0.0700mm.鉆孔：Φ13.0+0.1800mm. 4.6切削用量的選擇 （1）鉆孔工步 ①被吃刀量的確定 取ap=13.0mm。 ②進(jìn)給量的確定。由表5-22,選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.3mm/r。 ③切削速度的計(jì)算 由表5-22，按工件材料為45鋼的條件選取，切削速度v可取為22m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=538.95r/min,參照表所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=545r/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實(shí)際鉆削速度v=nΠd/1000=22.2m/min. (2)粗鉸工步 ①被吃刀量的確定 取ap=0.95mm。 ②進(jìn)給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.45mm/r。 ③切削速度的計(jì)算 由表5-31，切削速度v可取為4m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=150.85 r/min,參照表所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=195 r/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實(shí)際切削速度v=nΠd/1000=8.5m/min. 工序號(hào) 設(shè)備 工 藝 裝 備 工序Ⅰ X62臥式銑床 銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 工序Ⅱ 組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 工序Ⅲ 組合鉆床 锪鉆、游標(biāo)卡尺、專用夾具 工序Ⅳ 組合鉆床 麻花鉆、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 工序Ⅴ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤 工序Ⅵ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤 工序Ⅶ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤 工序Ⅷ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤 工序Ⅸ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤 工序Ⅹ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤 工序Ⅺ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤 工序Ⅻ CA6140臥式車床 車刀、游標(biāo)卡尺、三角卡盤 工序XIII 組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 工序XIV 組合鉆床 锪鉆、游標(biāo)卡尺、專用夾具 工序XV 組合鉆床 麻花鉆、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 工序XVI 清洗機(jī) 工序XVII 塞規(guī)、百分表、卡尺等 4.7基本加工時(shí)間的確定 （1）鉆孔工步 根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時(shí)間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l(wèi)=12mm；l2=1mm；l1=(D/2)×cotkr+(1～2)=（13mm/2）×cot54°+1mm=5.7mm；f=0.3mm/r；n= 545r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間tj=(12mm+1mm+5.7mm)/(0.3mm/r×545r/min)=0.114min=6.86s。 （2） 粗鉸工步 根據(jù)表5-41，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得該工序的基本時(shí)間。l1、l2由表5-42按kr=15°，ap=(D-d)/2=(13.95mm-13mm)/2=0.475mm的條件查得l1=2.8mm；l2=3mm；而l=12mm；f=0.45mm/r; n=195r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序基本時(shí)間tj=（12mm+2.8mm+3mm）/（0.45mm/r×195r/min）=0.203min=12.2s。 5、夾具設(shè)計(jì) 5.1定位方案 工件以一端面和Φ20孔為定位基準(zhǔn)，采用平面和定位銷組合定位方案，在定位平面及定位銷的圓柱面上定位，其中平面限制3個(gè)自由度、短圓柱銷限制2個(gè)自由度，共限制了五個(gè)自由度。由于加工的孔是與20共軸線的，所以繞Z軸的旋轉(zhuǎn)不需要限制。 5.2夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿足。采用彈簧壓板夾緊機(jī)構(gòu)，通過擰螺母實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動(dòng)。由于夾緊力與鉆孔時(shí)產(chǎn)生的力方向相同，所以可免去夾緊力的計(jì)算。 5.3導(dǎo)向裝置 采用可換鉆套作為導(dǎo)向裝置，選用JB/T 8045.3-1999。鉆套高度H=20mm，排削間隙h=5mm. 5.4夾具與機(jī)床連接元件 在夾具體上設(shè)計(jì)座耳，用T形螺栓固定。 6.心得體會(huì) 在這次設(shè)計(jì)中，我明確設(shè)計(jì)目的.綜合應(yīng)用了所學(xué)專業(yè)知識(shí),培養(yǎng)了自主動(dòng)手能力.將理論與實(shí)際結(jié)合起來.在設(shè)計(jì)過程中,我遇到了很多的困難,出現(xiàn)過很多的錯(cuò)誤,但是這并不影響我學(xué)習(xí)知識(shí)的積極性,我懂的設(shè)計(jì)人員的艱辛,也對(duì)他們的付出表示敬意.經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì),我有了更充分的自信.我相信一切困難都會(huì)有解決的辦法.同時(shí)通過這次設(shè)計(jì)為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 7.參考文獻(xiàn) [1]哈爾濱工業(yè)大學(xué) .《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》.上海科學(xué)技術(shù)出版社 .1990。 [2]顧崇衡 .《機(jī)械制造工藝學(xué)》.陜西科學(xué)出版社.1995。 [3]鄒青 .《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 . 機(jī)械工業(yè)出版社，200.8。 [4]崇凱 .《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》.化學(xué)工業(yè)出版社 .2006.12。 [5]周開勤 .《機(jī)械零件手冊(cè)》.高等教育出版社 .1994。 [6]大連組合機(jī)床研究所 .《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社 .1978。 [7]李云..《機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè)》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社 .1997.8。 [8]孟少農(nóng)..《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1991.9。 [9]李慶壽.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1984。 [10]于駿一 .《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2000。 [11]薛源順..《機(jī)床卡具設(shè)計(jì)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2000。 [12]趙家奇 .《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書—2版》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2000.10。 [13]陶崇德.葛鴻翰 .《機(jī)床夾具設(shè)計(jì).第二版》.上海：上海科技技術(shù)出版社 .1989。 9