K108-閥體工藝及加工4-M12×1.25-8H9H螺紋孔夾具設計【含CAD圖紙、工序卡、說明書】

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遼寧工程技術大學機械學院 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 閥體 共 1 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 19 鉆—鉸孔徑 ZG230-450 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄 件 75×75×93.5 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆孔4—Ф10.7～11.4mm 莫氏錐柄麻花鉆、游標卡尺 680 22.8 0.2 5.35 1 7.3s 1.46s 2 鉸孔4—Ф11.5～12mm 錐柄機用鉸刀、內徑千分尺 97 3.7 0.4 6 1 86.5s 17.3s 設計者 機械05-6班陳慶頗 指導教師 張興元 頁數(shù) 1 遼寧工程技術大學機械學院 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 閥體 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 ZG230-450 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 75×75×93.5 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序號 工 名序 稱 工 序 內 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 1 銑端面 粗銑閥體左、右兩個端面，Ra25μm 金工 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 2 鏜孔 粗鏜?35mm的孔,Ra12.5μm 金工 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 3 銑端面 粗銑?35孔的右端面,Ra12.5μm 金工 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 4 鏜孔 粗鏜?43的孔 金工 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 5 鏜孔 粗鏜?50的孔,Ra12.5μm 金工 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 6 銑端面 粗銑?50孔的右端面,Ra12.5μm 金工 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 7 鉆 鉆?20的孔,Ra25μm 金工 Z525鉆床 鉆頭、游標卡尺、專用夾具 8 鏜孔 粗鏜?28.5的孔,Ra12.5μm 金工 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 9 銑端面 粗銑?28.5孔的左端面,Ra12.5μm 金工 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 10 銑端面 粗銑閥體上端面,Ra25μm 金工 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 11 鉆-鏜 鉆、鏜?18的孔,Ra25μm 金工 Z525鉆床 鉆頭、游標卡尺、專用夾具 12 鏜孔 粗鏜?22的孔,Ra6.3μm 金工 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 13 鏜孔 粗鏜?24.3的孔,Ra12.5μm 金工 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 14 鏜孔 粗鏜?26的孔,Ra25μm 金工 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 15 銑端面 粗銑上端臺階面,Ra12.5μm 金工 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 16 銑端面 粗銑?26孔的下端面,Ra25μm 金工 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 17 銑端面 粗銑?22孔的下端面,Ra12.5μm 金工 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 18 攻 攻螺紋M24 金工 Z525 絲錐、專用攻螺紋夾具 19 鉆、攻 攻螺紋4-M12×1.25-8H9H 金工 Z525 麻花鉆、絲錐、專用攻螺紋夾具 20 清洗 金工 清洗機 21 終檢 金工 塞規(guī)、百分表、卡尺等 設計者 機械05-6班陳慶頗 指導教師 張興元 頁數(shù) 1 遼寧工程技術大學課程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　14 遼寧工程技術大學 課 程 設 計 題 目：設計“閥體”零件的機械加工工藝規(guī)程及加工4-M12×1.25-8H9H螺紋孔工藝裝備 班　　級：機械05-6班 姓　　名： 陳慶頗 指導教師： 張 興 元 完成日期： 2008.7.2 一、設計題目　　 設計“閥體”零件的機械加工工藝規(guī)程及加工4-M12×1.25-8H9H螺紋孔工藝裝備。 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產類型:中批或大批大量生產 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 毛坯圖 1張 (3) 機械加工工藝過程綜合卡片(參附表1) 1張 (4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張 (4) 夾具裝配圖 1張 (5) 夾具體零件圖 1張 (6) 課程設計說明書(5000～8000字) 1份 四、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 分析閥體零件的零件工藝分析，確定其生產類型，然后確定毛坯的種類與制造方法，設計其機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，并繪制出閥體零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖和夾具零件圖，填寫機械加工工藝過程卡片及機械加工工序卡片，編制課程設計說明書。 了解閥體零件的結構以及所要加工的工序，根據(jù)其加工特點和生產類型來確定零件的定位方式，設計其夾緊裝置。本設計題目是加工四個孔徑相同的螺紋孔，因此應根據(jù)其加工精度與表面粗糙度選擇可行的、合理的夾具。該零件的夾具設計應具有工作可靠、效率高的特點，在操作方面，操作安全、省力、夾緊迅速，并且便于制造與維修。 Abstract 　 The analysis valve chest components components craft analysis, determined its production type, then the determination semifinished materials type and the manufacture method, design its machine-finishing technological process and the craft equipment, and draws up the valve chest detail drawing, the semifinished materials chart, the jig assembly drawing and the jig detail drawing, the filling in machine-finishing technological process card and the machine-finishing working procedure card, the establishment curriculum designs the instruction booklet. Understood the valve chest components the structure as well as must process the working procedure, according to its processing characteristic and the production type determined the components the locate mode, designs its clamp.This design topic processes four aperture same threaded holes, therefore should act according to its processing precision and the surface roughness choice feasible, the reasonable jig.This components jig design should have the work reliably, the efficiency high characteristic, in the operation aspect, the operational safety, reduces effort, the clamp is rapid, and is advantageous for the manufacture and the service. 目 錄 序言……………………………………………………………1 1.零件的工藝分析及生產類型的確定……………………… 2 1.1零件的工藝分析 ……………………………………… 2 1.2.零件的生產類型……………………………………… 2 2.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖… …………………4 2.1選擇毛坯………………………………………………… 4 2.2確定機械加工余量……………………………………… 4 2.3確定毛坯尺寸…………………………………………… 4 2.4確定拔模斜度…………………………………………… 4 3.選擇加工方法，制定工藝路線…………………………… 5 3.1定位基準的選擇………………………………………… 5 3.2零件表面加工方法的選擇……………………………… 5 3.3制定工藝路線…………………………………………… 6 4.工序設計…………………………………………………… 7 4.1選擇加工設備與工藝裝備……………………………… 7 4.2確定工序尺寸…………………………………………… 7 5.確定切削用量及時間定額………………………………… 9 5.1切削用量的計算………………………………………… 9 5.2時間定額的計算………………………………………… 9 6.夾具設計……………………………………………………11 6.1定位方案 ……………………………………………… 11 6.2定位誤差分析與計算 ………………………………… 11 6.3夾緊機構 ……………………………………………… 11 6.4導向裝置 ……………………………………………… 11 6.5夾具與機床連接元件 …………………………………12 6.6夾具體 …………………………………………………12 7.方案綜合評價與結論………………………………………13 參考文獻…………………………………………………… 14 序言 機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。 由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。 1.零件的工藝分析及生產類型的確定 1.1零件的工藝分析 通過對該零件圖的繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。該零件需要加工的表面需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度由圖示而得。以下是閥體零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1)左右兩端面粗糙度為25μm，在左端面上要求加工四個孔徑為M12的螺紋孔。 (2)孔φ35H11，上偏差0.16mm，下偏差0mm，粗糙度為12.5μm，以及其右端面，粗糙度為12.5μm。 (3)加工孔φ43。 (4)孔φ50H11，上偏差為0.16mm，下偏差為0mm，粗糙度為12.5μm，以及該孔的右端面，粗糙度為12.5μm。 (5)孔φ20，粗糙度25μm。 (6)孔28.5，粗糙度12.5μm。 (7)孔φ18H11，上偏差0.11mm，下偏差0mm，粗糙度為6.3μm，其該孔的中心軸線與基準平面A垂直。 (8)孔φ22H11，上偏差0.15mm，下偏差0mm，粗糙度6.3μm，以及該孔的下端面，粗糙度12.5μm。 (9)孔φ24.3，粗糙度12.5μm。 (10)攻螺紋孔M24×1.5。 (11)上端面φ36，其粗糙度25μm，以及臺階面，粗糙度為12.5μm。 (12)鉆、攻螺紋孔4-M12×1.25-8H9H。 根據(jù)各加工方法的經濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 1.2零件的生產類型 零件的生產類型一般分為大量生產、成批生產和單件生產三種類型，不同的生產類型有著完全不同的工藝特征。零件的生產類型是按零件的年生產綱領和產品特征來確定。此閥體零件的生產綱領 N=Qm(1+%a)(1+%b)=5000×1×（1+4%）×（1+0.5%）=5226件/年。根據(jù)以上結果可查表得，該閥體零件的生產類型為大批量生產。 2.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 2.1選擇毛坯 該零件材料為鑄鋼，零件形狀比較復雜，因此毛坯宜用鑄件，生產類型為大批量生產，為使零件有較好的機械性能，保證零件加工余量等，故采用砂型鑄造。 2.2確定機械加工余量 根據(jù)鑄件的生產類型與鑄件材料選取毛坯鑄件的加工余量等級，然后依據(jù)鑄件的最大尺寸查表選取鑄件的機械加工余量，即，鑄件左右兩端面的為2mm，上端面為1mm，水平孔的單面余量為1mm，鑄件孔的右端面加工余量為0.7mm。 2.3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。 2.4確定拔模斜度 該毛坯的拔模斜度為3°～5° 3.選擇加工方法，制定工藝路線 3.1定位基準的選擇 粗基準的選擇：按有關基準的選擇原則，即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準。現(xiàn)以零件的右端面為主要的定位粗基準。 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，選擇以圓柱體的Φ20孔為精基準。 3.2零件表面加工方法的選擇 (1) 左右端面 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra12.5，需進行粗銑。 (2)孔?35內圓面 公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra12.5，需進行粗鏜。 (3)孔?35右端面 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra12.5，需進行粗銑。 (4)?43內圓面 公差等級IT14，需進行粗鏜。 (5)?50內圓面 公差等級IT11，表面粗糙度Ra12.5，需進行粗鏜。 (6)孔?50右端面 公差等級 IT12，表面粗糙度為Ra12.5，需進行粗銑。 (7)孔?20 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra25，需鉆。 (8)孔?28.5內圓面 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra12.5，需粗鏜。 (9)孔?28.5的左端面 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra12.5，需粗銑。 (10)孔?18 公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra6.3，需鉆、粗鉸。 (11)孔?22內圓面 公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra6.3，需粗鏜。 (12)孔?24.3內圓面 公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra12.5，需粗鏜。 (13)螺紋孔M24×1.5，需用絲錐攻螺紋。 3.3制定工藝路線 工序1：粗銑閥體左、右兩個端面。 工序2：粗鏜?35mm的孔。 工序3：粗銑?35孔的右端面。 工序4：粗鏜?43的孔。 工序5：粗鏜?50的孔。 工序6：粗銑?50孔的右端面。 工序7：鉆?20的孔。 工序8：粗鏜?28.5的孔。 工序9：粗銑?28.5孔的左端面。 工序10：粗銑閥體上端面。 工序11：鉆、鏜?18的孔。 工序12：粗鏜?22的孔。 工序13：粗鏜?24.3的孔。 工序14：粗鏜?26的孔。 工序15：粗銑上端臺階面。 工序16：粗銑?26孔的下端面。 工序17：粗銑?22孔的下端面。 工序18：鉆、攻螺紋M24×1.5。 工序19：鉆、攻螺紋4-M12×1.25-8H9H。 工序20：清洗。 工序21：終檢。 4.工序設計 4.1選擇加工設備與工藝裝備 工序號 設備 工藝裝備 1 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 2 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 3 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 4 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 5 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 6 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 7 Z525鉆床 鉆頭、游標卡尺、專用夾具 8 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 9 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 10 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 11 Z525鉆床 鉆頭、游標卡尺、專用夾具 12 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 13 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 14 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī)、專用夾具 15 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 16 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 17 X52K 銑刀、游標卡尺、專用夾具 18 Z525 麻花鉆、絲錐、專用攻螺紋夾具 19 Z525 麻花鉆、絲錐、專用攻螺紋夾具 20 清洗機 21 塞規(guī)、百分表、卡尺等 4.2確定工序尺寸 由表可查得，Φ12mm的孔粗鉸余量Z =0.6mm；鉆孔余量Z鉆=10.7mm。查表可依次確定各工步尺寸的加工精度等級為，粗鉸：IT8；鉆：IT9；根據(jù)上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.027mm；鉆：0.043mm。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，粗鉸：Φ12mm，上偏差為0.027mm，下偏差為0mm；鉆孔：Φ10.7mm，上偏差0.043mm，下偏差0mm。 5、確定切削用量及時間定額 5.1切削用量的計算 5.1.1工序19—鉆、粗鉸?12孔 (1)鉆孔工步 ①被吃刀量的確定 取ap=7.8mm。 ②進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量f=0.2mm/r。 ③切削速度的計算 由表5-22，按工件材料為30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速n=654.8r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=680r/min.再將此轉速代入公式，可求出該工序的實際鉆削速度v=nΠd/1000=22.8m/min. (2)粗鉸工步 ①被吃刀量的確定 取ap=0.16mm。 ②進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=0.4mm/r。 ③切削速度的計算 由表5-31，切削速度v可取為3m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉸刀轉速n=79.6r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=97r/min.再將此轉速代入公式，可求出該工序的實際切削速度v=nΠd/1000=3.7m/min. 5.2時間定額的計算 5.2.1基本時間tm的計算 (1)鉆孔工步 根據(jù)表，鉆孔的基本時間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l(wèi)=10.7mm;l2=1mm;l1=(D/2)×cotkr+(1～2)=（10.7mm/2）×cot54°+1mm=4.9mm;f= 0.2mm/r;n= 680r/min.將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=(10.7mm+4.9mm+1mm)/(0.2mm/r×680r/min)=0.122min=7.3s。 (2) 粗鉸工步 根據(jù)表，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得該工序的基本時間。l1、l2由表按kr=15°、ap=(D-d)/2=(11.3mm-10.7mm)/2=0.3mm的條件查得l1=1.1mm；l2=45mm；而l=10.7mm；f=0.4mm/r; n=97r/min.將上述結果代入公式，則該工序基本時間tj=（10.7mm+1.1mm+45mm）/（0.4mm/r×97r/min）=1.4min=86.5s。 5.2.2輔助時間t1的計算 工序19鉆工步的輔助時間：tf=0.15×7.3=1.46s 工序19粗鉸工步的輔助時間：tf=0.15×86.5=17.3s 5.2.3其他時間計算 工序19鉆工步的其他時間：tb=0.06×（7.3+1.46）=0.526s 工序19粗鉸工步的其他時間：tb=0.06×（86.5+17.3）=6.23s 5.2.4單件時間計算 工序19鉆工步的單件時間：tdj=7.3+1.46+0.526=9.286s 工序19粗鉸工步的單件時間：tdj=86.5+17.3+6.23=110.03s 6.夾具設計 6.1定位方案 此工件是以一端面、Φ20孔和零件一側面為定位基準，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個自由度、短圓柱銷限制2個自由度，共限制了五個自由度，然后在側平面上加一個長圓柱銷來限制旋轉的自由度，所有六個自由度都被限制了，使零件有了正確的位置。 6.2定位誤差的分析與計算 定位誤差是由基準不重合誤差△jb和定位副制造不準確誤差△db兩部分組成，定位誤差的大小事兩項誤差在工序尺寸方向上的代數(shù)和，△dw=△jb±△db 該工件定位方案是采用平面與定位銷定位，其定位銷與孔的配合采用?20H7/f7基孔制配合，其基本尺寸為20mm，公差IT7=0.021mm，因此定位孔與心軸外圓間最小間隙△S=0，在銷垂直放置時，定位誤差△dw=T1+T2+△S=0.021+0.021+0=0.042mm 。該定位誤差小于工件加工要求的1／5—1／3，因此該定位方案是合理的。 6.3夾緊機構 此零件的夾緊是采用液壓缸來進行的夾緊，通過液壓缸中的液體壓力的增大來使了壓板緊緊壓在零件的基準平面上，使零件在鉆削時 保持正確的位置，不產生偏置。夾緊力與鉆孔時產生的力方向相同，所以可免去夾緊力的計算。 6.4導向裝置 采用鉆套作為導向裝置，選用JB/T 8045.2-1999可換鉆套。鉆套高度H=（1～2.5）d=20.5mm，排削間隙h=（0.7～1.5）d=12.5mm. 6.5夾具與機床連接元件 在夾具體上設計座耳，用T形螺栓進行與機床的連接。 6.6夾具體 夾具體是夾具的基礎件，夾具上的所有組成部分都必須最終通過這一基礎件聯(lián)接成一個有機整體。因此夾具安裝在機床工作臺上時，需要按及夾具體上的找正基面找正其正確的位置。 7、方案綜合評價與結論 本方案在其定位上采用一面兩銷的定位方案，該定位方式共限制了工件在夾具體上的六個自由度，使其實現(xiàn)了在夾具體上保持正確的位置。在夾緊方面采用液動夾緊機構，即，通過改變液壓缸內液體的壓力來控制夾緊力，該夾緊機構在工作過程中保證了工件在受到切削力、慣性力等外力作用下，使其在夾具中保持定位的正確位置，而不致發(fā)生偏移或產生振動。 該定位方式工作可靠、簡單、方便，其定位元件便于制造、裝配與維修，具有可行性和合理性。該夾緊機構工作可靠、工作效率高，操作安全、省力、夾緊迅速，其復雜程度、工作效率與生產類型相適應，結構便于制造與維修。 參考文獻 [1]哈爾濱工業(yè)大學 .《機床夾具設計》.上?？茖W技術出版社 .1990。 [2]顧崇衡 .《機械制造工藝學》.陜西科學出版社.1995。 [3]鄒青 .《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 . 機械工業(yè)出版社，200.8。 [4]崇凱 .《機械制造技術基礎課程設計指南》.化學工業(yè)出版社 .2006.12。 [5]周開勤 .《機械零件手冊》.高等教育出版社 .1994。 [6]大連組合機床研究所 .《組合機床設計》.機械工業(yè)出版社 .1978。 [7]李云..《機械制造及設備指導手冊》.北京:機械工業(yè)出版社 .1997.8。 [8]孟少農..《機械加工工藝手冊》.北京:機械工業(yè)出版社.1991.9。 [9]李慶壽.《機床夾具設計》.北京：機械工業(yè)出版社 .1984。 [10]于駿一 .《機械制造技術基礎》.北京：機械工業(yè)出版社.2000。 [11]薛源順..《機床卡具設計》.北京：機械工業(yè)出版社.2000。 [12]趙家奇 .《機械制造工藝學課程設計指導書—2版》.北京:機械工業(yè)出版社.2000.10。 [13]陶崇德.葛鴻翰 .《機床夾具設計.第二版》.上海：上?？萍技夹g出版社 .1989。 [14]黃健求..《機械制造技術基礎》. 機械工業(yè)出版社 .2005。 [15]楊叔子. 《機械加工工藝師手冊》. 機械工業(yè)出版社 .2000。