阀体零件大批量生产机械加工工艺规程及夹具设计文档格式.docx
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这次设计使我们能综合运用机械制造装备设计中的基本理论,并结合生产实习中学到的实践知识,独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题,设计了机床夹具这一典型的工艺装备,提高了结构设计能力,为今后的毕业设计及未来的从事工作打下了良好的基础。
一、零件的工艺分析及生产类型的确定
1.零件的作用
题目所给定的零件是容积式压缩机的阀体,如图1所示。
它是将阀内介质压缩,一端连接压缩活塞,一端与输出口螺纹连接。
通过阀体内的活塞的往复运动,压缩介质,产生压缩作用。
2.零件的工艺分析
通过对该零件的重新绘制,对零件进行分析,该零件属于类回转体零件,主体部分以中心轴为回转中心,但是在外圆上附有两个尺寸不同的凸台,二者轴线之间角度为90度,回转中心在同一径向平面上。
该工件两端的沉孔和内腔的壁精度要求高,内腔壁的精度为7级,且粗糙度要求
为3.2,要求高。
零件两端的沉孔精度为11级。
该零件属于类回转体的,两个端面和内腔需要加工,各表面的加工精度和表面粗糙度能够通过机械加工获得。
首先加工两个端面,其中大端面为设计基准,内腔各尺寸以轴线和大端面为设计基准,要求较高的精度,且内腔尺寸较大,可采用镗削加工。
大端的各个孔,位置分布均匀,且大端厚度不大,便于对空的加工。
总的来说,该零件的工艺性较好。
3.零件的生产类型
根据设计要求可知:
Q=8000件/年,且零件总体尺寸适中,为轻型零件,生产类型为成批生产。
二、选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图
1.选择毛坯
根据零件图要求,零件材料为HT300,形状简单,故采用铸件毛坯。
由于零件的生产类型为成批生产,故采用砂型铸件,效率高,同时保证了毛坯尺寸,便于加工。
2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差
根据《金属加工工艺及工装设计》第6页的表格内容,确定零件的公差等级CT为13级,加工余量等级MA为H级。
根据表1-9,根据零件尺寸和精度等级,确定铸件毛坯的单边和双边毛坯加工余量。
根据各加工表面的加工余量和零件尺寸,确定毛坯的尺寸。
对于毛坯尺寸直径小于30mm的孔,在毛坯上应为实心。
根据《金属加工工艺及工装设计》第6页表1-9,查得零件两端和孔为双边加工余量,而外圆上的两个凸台的高度均为单边加工余量。
根据零件尺寸,双边加工余量中,确定孔的每边加工余量为4.5mm,两端面每边加工余量为7mm,单边加工余量中,确定大小凸台高度方向的加工余量分别为6.5mm和4.5mm。
零件其余部分无需加工,故无加工余量。
综上所述,确定毛坯尺寸见表1,具体参见毛坯图附图。
表1阀体零件毛坯(铸件)尺寸
零件尺寸(mm)
单面加工余量(mm)
毛坯尺寸(mm)
233.5
7
247.5
∮60
4.5
∮51
∮48H7×
2
∮39
∮54H7
∮45
M60
68
6.5
74.5
M48
∮36
55
59.5
M18
4×
∮14
M8
3.设计毛坯图
根据零件尺寸,确定外圆叫半径为3mm,内圆角半径为3mm,是圆角尺寸能保证各表面的加工余量。
确定分模位置零件为类回转体零件,结构简单。
为便于起模,分模位置选在零件的中心周线上,分型面为过零件轴心和大凸台轴线的面。
热处理方式采用时效处理,消除毛坯内部应力,以保证加工精度。
综上所述,具体毛坯见毛坯图附图。
三、选择加工方法,制定工艺路线
1.定位基准选择
该零件为类回转类零件,故选择外圆为粗基准。
由大端面和内腔孔轴线为设计基准,故遵循“基准重合”原则,采用大端面和内孔及端面的小孔为精基准。
2.零件表面加工方法的选择
(1)大端面表面粗糙度要求高,尺寸较大,且为回转类,故采用车削加工,为保证精度要求,进行粗车和精车。
(2)小端面采用车削加工,外圆定位,为保证精度,进行粗车和精车。
(3)两端面的沉孔由于精度高,为10级精度,尺寸适中,故采用车削,且为精车加工。
(4)内腔各孔内腔各孔精度高,为7级精度,尺寸适中,故采用精镗加工,保证精度。
(5)凸台端面采用车床加工,同时进行车螺纹,小凸台的螺纹孔直接打孔而成。
(6)大端面孔进行钻削加工,在钻床上打孔,攻螺纹孔。
3.制定工艺路线
加工工艺路线为有端面至内腔,按照先加工基准面级先粗后精的原则,零件的加工工艺路线确定,具体工艺路线见附加工工级过程卡。
四、工序设计
工序一、二为大端面的加工和内腔的加工,工序三、四位小端面和内腔的加工,工序五、六为凸台的加工,工序七位凸台上孔的加工,工序八位大端面上孔的加工。
具体附卡的加工工艺过程卡和加工工序卡。
五、确定工序内容
工序卡一上的工序为加工大端面和内腔的加工。
1.加工机床的确定
根据零件的尺寸和加工精度的要求,确定车床加工采用车床C620-1。
2.加工刀具和夹具的确定
零件材料为HT300,故选用刀具材料为YG6刀具。
工步一YG690°
端面车刀。
工步二YG6镗刀。
工步三YG6镗刀。
3.确定切削用量
(1)背吃刀量
大端面由于粗加工余量为6mm,故背吃刀量
选择为6/2=3mm。
内孔∅60mm粗加工余量为4.25mm,加工一次,故背吃刀量
为4.25mm。
内孔
mm粗加工余量为4.35mm,加工一次,故故背吃刀量
为4.35mm。
(2)进给量f
根据《机械制造技术基础课程设计》附表4.12,附表4.13,查得本工序中个工步进给量f。
工步一:
粗车大端面进给量f=1mm/r
工步二:
粗镗内孔∅60mm进给量f=0.5mm/r
工步三:
粗镗内孔
mm进给量f=0.5mm/r
(3)切削速度
根据《机械制造技术基础课程设计》附表4.12,根据工件材料、切削深度和进给量,初步确定各工步的切削速度。
工步一
=60m/min
工步二
=71m/min
工步三
根据公式
n=
,
计算出初定的机床转速,然后根据所选机床的各级转速,确定各个工步的机床转速。
工步一n=150r/min
工步二n=380r/min
工步三n=470r/min
根据确定的机床转速,根据公式
V=
再次确定各个工步的精确切削速度:
=60.29m/min
=70.40m/min
4.确定工时定额
=
+
/500
确定工件的工时定额。
其中
计算出基本时间,然后根据一定得比例,分别计算出
、
各个参数。
其中
=(15%-20%)
=(2%-7%)
=(2%-4%)
=(3%-5%)
根据以上公式,确定出各个工步的工时定额:
机动时间
辅助时间
综上所述,各个工步的工时定额如下:
工步一
=86.4s
工步二
=20.4s
工步三
=20.4
工序卡一各个主要参数确定,具体见附卡工序卡一。
其他工序卡参数确定方法相同,不再详细列出,具体数据见附卡工序卡。
六、夹具设计
本夹具是工序五使用的加工大凸台内孔、端面和小凸台内孔、端面的车床专用夹具,在C620-1车床上加工,进行精镗内孔、内槽,端面和倒角的加工。
所设计的夹具装配图和零件图如附图所示。
有关说明如下。
(1)定位方案
工件以加工过的小端面为设计基准,故采用一面两孔定位,以小端面和内腔孔,其中小端面定位,消除3个自由度,以内腔孔定位消除2个自由度,以侧面大孔定位,消除1个自由度,共限制了6个自由度。
(2)加紧机构
根据零件结构和定位方案,工件在夹具通过液压装置加紧即可满足要求。
侧孔轴向右伸出顶紧工件,再用液压装置将孔的定位套模压紧工件的上表面即可。
(3)夹具与机床的连接元件
全部采用螺栓连接,可保证机床的稳定情。
(4)夹具体
工件的定位元件与加紧元件由夹具体连接起来,保证了定位精度和加紧的可靠性,实现全部功能。
(5)使用说明
安装工件时,松开勾形压板上的紧固螺母,压板上升,自动转过90度,此时放下零件,然后插入菱形定位销,保证定位,然后旋下螺母,使两个压板联动加紧。
加工完一个凸台后,松开压板,拔下菱形定位销,使工件旋过90度,再次用菱形定位销定位,压紧压板,进行另一个凸台的加工。
(6)机构特点
该夹具结构简单,操作方便,联动加紧精度高,定位准确,加紧可靠。
同时采用销定位,旋转定位准确,精度高。
夹具结构紧凑,同时能够和机床紧凑连接,连接方便。
七、设计小结
经过了为时十天的课程设计,使我对一个零件从毛坯、工艺、工序到夹具的设计,经历了一个零件的设计的全部过程,从中学习了毛坯设计,工艺、工序设计的相关知识,实践了夹具的设计,使学到的理论知识得到了应用,体会到了一个机械设计师的工作过程,同时隐约体会到了一些将来参加工作的感觉。
感谢在设计过程老师对我的指导和帮助,使我真正学到了很多,谢谢老师!
八、参考文献
黄健求《机械设计制造基础》北京机械工业出版社
陈立德.《机械制造技术基础课程设计》.北京:
高等教育出版社
《机械设计手册》
《夹具设计手册》
《夹具设计图册》
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- 阀体 零件 大批量 生产 机械 加工 工艺 规程 夹具 设计
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