《機械制造技術(shù)課程設(shè)計閥體加工工藝及鉆2φ10孔夾具設(shè)計【全套圖紙】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機械制造技術(shù)課程設(shè)計閥體加工工藝及鉆2φ10孔夾具設(shè)計【全套圖紙】（26頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、閥體加工工藝（鉆直徑為十孔）夾具設(shè)計說明書目 錄1第1章 引言3第2章 零件分析42.1 零件的作用42.2 零件的工藝分析4第3章 工藝規(guī)程設(shè)計63.1 確定毛坯的制造形式63.2 毛坯的設(shè)計63.3 選擇定位基準(zhǔn)73.3.1 精基準(zhǔn)的選擇83.3.2 粗基準(zhǔn)的選擇83.4 制定工藝路線93.4.1 工藝路線9第4章 確定切削用量及基本工時11第5章 夾具設(shè)計215.1 本課題夾具設(shè)計21問題的提出215.2 定位基準(zhǔn)的選擇215.3 定位元件的選擇215.4 切削力及夾緊力計算225.5 夾緊機構(gòu)設(shè)計235.6 定位誤差分析235.7 夾具設(shè)計及操作簡要說明24設(shè)計小結(jié)25參考文獻26第1
2、章 引言工具是人類文明進步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。全套圖紙，加153893706機床夾具就是在機床上將工件進行定位、夾緊，將刀具進行導(dǎo)向的一種裝置，其主要作用就是使工件相對與機床和刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變現(xiàn)代工業(yè)的一個顯著特點是：新產(chǎn)品發(fā)展快，質(zhì)量要求高，品種規(guī)格多，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期短。反映在機械工業(yè)上，多品種、小批量生
3、產(chǎn)在生產(chǎn)類型比例中，占了很大比重。為了適應(yīng)這一要求，必須做好生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，而機床夾具是這一工作的重要組成部分。閥體的加工工藝規(guī)程及鉆2-10孔的夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。第2章 零件分析2.1 零件的作
4、用圖2.1 零件圖閥體是一種一種閥上的零件，是閥的主體，起密封、定位的作用，孔系位置精度要求較高，過流孔精度要求及表面粗糙度要求較高。2.2 零件的工藝分析閥體零件的材料為HT150，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。生產(chǎn)綱領(lǐng)為10000件一年，屬于中小批量生產(chǎn)。零件有2組加工面，一組是以底面為基準(zhǔn)的加工面，一組是以中心孔為基準(zhǔn)的加工面，他們有位置度要求。以下是本零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：(1) 一組是以底面為基準(zhǔn)的加工面，這組面主要是上表面B及A、C、D面，15孔及G3/8螺紋。(2) 以10孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是M2
5、4x2、20、M36x2、32、槽18。第3章 工藝規(guī)程設(shè)計3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為HT200，由于零件為10000件/年，屬于中小批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，這樣有利于保證鑄件的尺寸要求。3.2 毛坯的設(shè)計閥體零件材料為 HT200，毛坯重約3Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機械翻砂造型，2級精度組。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯初步設(shè)計如下： 1. 閥體的D端面及B端面、A端面，C端面該閥體的下端面粗糙度都是6.3，只要進行銑加工就能滿足光潔度要求。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級為G，
6、選取尺寸公差等級為9級。所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗可知，閥體的A、B、C、D端面的單邊余量為2mm。2. 其余各孔其余各孔均為實心根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來了，毛坯的具體形狀和尺寸見圖3.1“閥體”零件毛坯簡圖。圖3.1“閥體”零件毛坯圖3.3 選擇定位基準(zhǔn)正確地選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計工藝過程的一項重要內(nèi)容，也是保證零件加工精度的關(guān)鍵。定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)和輔助基準(zhǔn)。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)(粗基準(zhǔn))。在后續(xù)工序中，則使用已加工表面作為定位基準(zhǔn)(精基準(zhǔn))。 在制定工藝規(guī)程時，總是先考慮選擇怎樣的精基
7、準(zhǔn)以保證達到精度要求并把各個表面加工出來，然后再考慮選擇合適的粗基準(zhǔn)把精基準(zhǔn)面加工出來。另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位作一輔助基準(zhǔn)，用以定位。應(yīng)從零件的整個加工工藝過程的全局出發(fā)，在分析零件的結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計基準(zhǔn)和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)粗、精基準(zhǔn)的選擇原則，合理選擇定位基準(zhǔn)。3.3.1 精基準(zhǔn)的選擇“基準(zhǔn)重合”原則應(yīng)盡量選用被加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)重合”的原則。這樣可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則應(yīng)選擇多個表面加工時都能使用的定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。這樣便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的
8、誤差，并簡化夾具的設(shè)計制造工作?！盎榛鶞?zhǔn)”原則 當(dāng)兩個表面的相互位置精度及其自身的尺寸與形狀精度都要求很高時，可采用這兩個表面互為基準(zhǔn)，反復(fù)多次進行精加工?！白詾榛鶞?zhǔn)”原則 在某些要求加工余量盡量小而均勻的精加工工序中，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。 3.3.2 粗基準(zhǔn)的選擇若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn)。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個表面都要加工，則應(yīng)以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可使這個表面在加
9、工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件報廢。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工時，則應(yīng)以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準(zhǔn)。若既需保證某重要表面加工余量均勻，又要求保證不加工表面與加工表面的位置精度，則仍按本原則處理。選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，以便定位準(zhǔn)確，裝夾可靠。粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。但是，當(dāng)毛坯是精密鑄件或精密鍛件，毛坯質(zhì)量高，而工件加工精度要求又不高時，可以重復(fù)使用某一粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對后面的
10、精加工至關(guān)重要。從零件圖上可以看出，D面是設(shè)計基準(zhǔn)，首先以D面為粗基準(zhǔn)，加工出B面，再以B面為基準(zhǔn)，加工出D面，再以D為精基準(zhǔn)加工其它表面，這樣可以滿足加工要求。 3.4 制定工藝路線3.4.1 工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。方案一工序1：鑄造工序2：時效處理工序3：粗銑D面。工序4：粗銑B面工序5：鉆孔23、鉆孔32、倒角C1工序6：鉆中心孔10，鉆孔20、倒C1，攻
11、絲M24工序7：銑A面工序8：銑C面工序9：鉆A面15，攻絲G3/8工序10：鉆C面15，攻絲G3/8工序11：鉆2-10，鉸孔2-10工序12：粗銑槽18，精銑槽18工序13：攻絲M36 x2方案二工序1：鑄造工序2：時效處理工序3：以D為粗基準(zhǔn)，銑B面。工序4：銑D面工序5：鉆中心孔10工序6：鉆孔23、鉆孔32、倒角C1工序7：鉆孔20、倒C1，攻絲M24工序8：銑A面工序9：銑C面工序10：鉆A面15，攻絲G3/8工序11：鉆C面15，攻絲G3/8工序12：鉆2-10，鉸孔2-10工序13：粗銑槽18，精銑槽18工序14：攻絲M36 x2工藝方案一和方案二的比較，方案一先粗銑D面，方案
12、二先銑B面，由于D面為設(shè)計基準(zhǔn)，以B為精基準(zhǔn)加工D面更能保證D面的精度，從而保證其它尺寸，因此，本工藝設(shè)計選用方案二更為合理。第4章 確定切削用量及基本工時工序3：以D為粗基準(zhǔn)，銑B面1.選擇刀具及機床刀具選取高速鋼端銑刀，機床采用X61W萬能銑床=2mm，=35mm，=42.5m/min，=3。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成=2mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X61W型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 =0.2mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取380r/minm/min當(dāng)380r/min時= =0.23380=228mm
13、/min3）計算工時切削工時：，則機動工時為.工序4：銑D面1.選擇刀具及機床刀具選取高速鋼端銑刀，機床采用X61W萬能銑床=2mm，=35mm，=42.5m/min，=3。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成=2mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X61W型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 =0.2mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取380r/minm/min當(dāng)380r/min時= =0.23380=228mm/min3）計算工時切削工時：，則機動工時為.工序5：鉆中心孔101、選擇刀具和機床機床：Z550立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加
14、工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆102、確定鉆削用量1)進給量 取=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速=955r/min與955r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為996r/min?，F(xiàn)選取=996r/min。所以實際切削速度=m/min 5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 ;其中; =4mm; =3mm;= =0.285(min)工序6：鉆孔23、鉆孔32一、鉆孔231、選擇刀具和機床機床：Z550立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆102、確定鉆削用量1)進給量 取=0.13mm/r2)切削速度V=24
15、34m/min. 取V=30m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速=415.4r/min與415.4r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為351r/min?，F(xiàn)選取=351r/min。所以實際切削速度=m/min 5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 ;其中; =6mm; =0mm;= =0.4(min)一、鉆孔321、選擇刀具和機床機床：Z550立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆102、確定鉆削用量1)進給量 取=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速=298r/min與298r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為250r/min?，F(xiàn)選
16、取=250r/min。所以實際切削速度=m/min 5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 ;其中; =6mm; =0mm;= =2.01(min)工序7：鉆孔201、選擇刀具和機床機床：Z550立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆102、確定鉆削用量1)進給量 取=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速=477r/min與477r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500r/min?，F(xiàn)選取=500r/min。所以實際切削速度=m/min 5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 ;其中; =6mm; =0mm;= =0
17、.32(min)工序8：銑A面1.選擇刀具及機床刀具選取高速鋼端銑刀，機床采用X61W萬能銑床=2mm，=35mm，=42.5m/min，=3。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成=2mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X61W型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 =0.2mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取380r/minm/min當(dāng)380r/min時= =0.23380=228mm/min3）計算工時切削工時：，則機動工時為.工序9：銑C面1.選擇刀具及機床刀具選取高速鋼端銑刀，機床采用X61W萬能銑床=2mm，=35mm，=42.
18、5m/min，=3。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成=2mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X61W型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 =0.2mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取380r/minm/min當(dāng)380r/min時= =0.23380=228mm/min3）計算工時切削工時：，則機動工時為.工序10：鉆A面15，攻絲G3/81、選擇刀具和機床機床：Z550立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆102、確定鉆削用量1)進給量 取=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m
19、/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速=636.9r/min與636.9r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500r/min?，F(xiàn)選取=500r/min。所以實際切削速度=m/min 5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 ;其中; =6mm; =3mm;= =0.88(min)工序11：鉆C面15，攻絲G3/81、選擇刀具和機床機床：Z550立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆102、確定鉆削用量1)進給量 取=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速=636.9r/min與636.9r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500r/min?，F(xiàn)
20、選取=500r/min。所以實際切削速度=m/min 5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 ;其中; =6mm; =3mm;= =0.88(min)工序12：鉆2-101、選擇刀具和機床機床：Z550立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆102、確定鉆削用量1)進給量 取=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速=955r/min與955r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為996r/min。現(xiàn)選取=996r/min。所以實際切削速度=m/min 5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 ;其中; =3mm; =2mm;=
21、 =0.1(min)2= =0.2(min)工序13：粗銑槽18，精銑槽18粗銑槽181.選擇刀具及機床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金圓周銑刀，刀片采用YG8，機床采用X61W萬能銑床=1mm，=60mm，=42.5m/min，=8。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成=1.5mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X61W型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 =0.1mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取200r/minm/min當(dāng)200r/min時= =0.18200=160mm/min3）計算工時切削工時：，則機動工時為.精銑槽181.選擇刀
22、具及機床刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金圓周銑刀，刀片采用YG8，機床采用X61W萬能銑床=1mm，=60mm，=42.5m/min，=8。2. 決定銑削用量。1）決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成=1.5mm2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X61W型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 =0.1mm/齒，則r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取200r/minm/min當(dāng)200r/min時= =0.18200=160mm/min3）計算工時切削工時：，則機動工時為.第5章 夾具設(shè)計5.1 本課題夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的
23、分配，決定設(shè)計工序12（鉆2-10，鉸孔2-10）的夾具。問題的提出 本夾具主要用于鉆2-10，鉆孔之前，其它各表面已加工好，本道工序?qū)儆诰庸ぃ庸ぞ纫筝^高，為此，本夾具主要考慮如何提高加工精度，同時要注意提高生產(chǎn)效率。5.2 定位基準(zhǔn)的選擇采用已加工的底面D 、和已加工的孔32為定位基準(zhǔn)，用底面、定位銷和一擋銷限制工件六個自由度，達到完全定位。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用螺栓壓塊作為夾緊機構(gòu)。5.3 定位元件的選擇由上可知，由底面，定位銷，擋銷定位。所以選用的元件為定位銷和擋銷。5.4 切削力及夾緊力計算 刀具：高速鋼鉆頭，直徑d=10mm，f=0.13mm/r 鉆頭轉(zhuǎn)速 n
24、=16.6r/s工件材料：灰鑄鐵 HB=20-40則： 切屑扭矩 M=10 （表336） =225.63100.41.05910 =9.1（Nm）軸向力 F=588.60100.41.059 =1148（N） 其中 K=K=()=()=1.059由零件定位、裝夾方式可知，只有鉆削時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩能引起零件的松動。由夾緊機構(gòu)產(chǎn)生的實際夾緊力應(yīng)滿足下式： M=40F F=227.7(N)式中，安全系數(shù)為基本安全系數(shù)1.5；為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；為刀具鈍化系數(shù)1.1；為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。所以 （N）5.5 夾緊機構(gòu)設(shè)計為了實現(xiàn)快速夾緊，同時要使夾緊力比較大，采用如下圖所示的夾緊機構(gòu)，由壓塊，擰緊螺栓組
25、成，其示意圖如下：5.6 定位誤差分析夾具的主要定位元件為一平面，一定位銷，一擋銷：定柱面是與孔相配合的，通過孔與零件柱面的配合來確定加工孔的中心，用一擋銷限制周轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的自由度，最后達到完全定位。因此，定位銷與其相配合的孔的公差相同。所加工孔的定位誤差由32的孔的公差決定，由于32為自由公差，由于孔距低面120mm,距中心為40mm均為自由公差。因此，采用定位銷定位，能使公差滿足要求。5.7 夾具設(shè)計及操作簡要說明在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。本道工序為鉆床夾具選擇了螺栓壓塊夾緊方式，使用過程中注意對夾具要防銹保護。設(shè)計小結(jié)這次課程設(shè)計使我
26、受益匪淺，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了一個堅實而良好的基礎(chǔ)。在此衷心感謝老師和同學(xué)的幫助和指導(dǎo)。參考文獻1 郭宗連、秦寶榮.機械制造工藝學(xué).中國建材工業(yè)出版社，1997年.2 馮道.機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊.安徽文化音像出版社，20033 艾興、肖詩綱.切削用量簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1994年.4 李益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1994年.5 哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué).機床夾具設(shè)計.上海科學(xué)技術(shù)出版社，1983年.6 東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué).機床夾具設(shè)計手冊.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990年. 7 馬賢智.機械加工余量與公差手冊.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994128 王光斗.機床夾具設(shè)計手冊.上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002826
機械制造技術(shù)課程設(shè)計閥體加工工藝及鉆2φ10孔夾具設(shè)計【全套圖紙】
