阀座加工工艺及夹具设计与制造.docx
- 文档编号:8231900
- 上传时间:2023-01-30
- 格式:DOCX
- 页数:27
- 大小:147.11KB
阀座加工工艺及夹具设计与制造.docx
《阀座加工工艺及夹具设计与制造.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《阀座加工工艺及夹具设计与制造.docx(27页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
阀座加工工艺及夹具设计与制造
序言
机床夹具设计课程设计是在全部学完机械制造工艺学及机床夹具设计,并进行了生产实习的基础是进行的一个教学环节。
它要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行工艺及结构的设计,也为以后搞好进行一次预备训练。
其目的在于:
(1)培养学生运用机械制造工艺学及有关课程(工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削机床、金属切削原理与刀具等)的知识,结合生产实践中学到的知识,独立地分析和解决工艺问题,初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。
(2)能根据被加工零件的技术要求,运用夹具设计的基本原理和方法,学会,拟订夹具设计方案,完成夹具结构设计,初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。
(3)培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。
(4)进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。
对于我本人来说,希望能通过本次课程设计学习,学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来,并应用于解决实际问题之中,从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力;同时,又希望能超越目前工厂的实际生产工艺,而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中,为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径。
由于时间及水平有限,缺点和错误在所难免,恳请读者批评指正。
2011年12月
摘要
仔细阅读任务书中的内容,看零件图的形状、尺寸。
明确设计的目的,根据零件的要求,选择毛坯的类型、形状和尺寸。
由零件图上的尺寸,选择定位的粗基准和精基准。
然后根据图中的尺寸、零件的形状来拟定工艺路线。
根据工艺路线确定粗、精加工的加工余量和工序尺寸。
完成以上工作后,选择加工的机床和工艺设备。
查找资料,分析、计算各工序中的切削用量及工时定额。
同时,由各工序的要求,分析、设计其夹具。
再确定各工序的技术要求及检验方法。
从整体上分析各工序的安排,参数的确定等是否合理。
根据要求填写工艺文件。
关键词:
加工工艺、工装、夹具、工艺
第一部分:
阀体零件加工工艺规格的编制
一、阀座加工工艺设计。
1,1定生产纲领,定生产类型
1,2分析零件
1,2,1主要技术要求
1,2,2加工过程
1,3确定毛坯。
1,3,1铸件的尺寸公差与加工余量
1,3,2零件毛坯综合图
1,4工艺规程设计。
1,4,1定位基准的选择
1,4,2确定工艺路线
1,4,2,1议定加工方案
1,4,3加工设备及工艺装备的选择
1,5加工工序设计。
1,5,1工序①②③④⑨⑪粗车以及精车
1,5,2工序⑥粗精铣
第二部分:
盘套类零件夹具的设计
二、设计机床夹具的概述。
2,1设计夹具的基本要求。
2,1,1保证工件的加工精度
2,1,2提高生产效率
2,1,3工艺性好
2,2深入生产实际调查研究。
2,3分析原始材料
2,4确定方案和选择定位元件。
2,4,1定位元件
2,4,1,1定位衬套的制造
2,4,1,2圆盘加工制造
2,4,2定位方案
2,5定位误差。
2,6确定夹紧方案。
2,6,1钩形压板
2,6,2压板回转角度
2,6,3螺母
2,6,4六角头夹螺母
2,6,5压板座
2,6,6压紧螺母
2,7补充部分。
2,8绘制夹具总图。
2,8,1确定绘制总装图应该注意的问题
2,8,2精度、要求标注
2,8,3公差确定
2,9后记。
参考文献
设计项目
一.
阀座加工工艺设计
1,1定生产纲领,定生产类型。
1,2分析零件.
阀体加工工艺规程的编制
设计内容及说明
根据任务书要求
毛胚为45钢材料铸铁
阀件是阀的一个组成部分,它直接和管路连接。
具有一定压力和温度的介质在阀体内流动,那么,要加工的零件与阀体连接,其一端面为密封面。
而且由内外圆柱面,端平面所组成。
主要结果
大批量生产
材料:
45
毛胚:
铸件
1,2,1主要技术要求
1,2,2加工过程
1,3确定毛坯。
1,端面与圆柱面应分别垂直,并满足同轴度要求。
2,密封的端面应平整,光洁,不得有划线,刀痕,气孔,裂纹等缺陷。
3,端面的硬度要求要均匀,再同一平面上的硬度差不得超过规定值。
4,基面的粗糙度一般不低于6.3um。
5,端面的粗糙度一般为V7~V9。
机械加工过程比较简单,采用车削工序即可完成。
根据零件的任务要求得知毛坯为铸件。
铸造的主要特点:
(1)成型方便且适应性强
(2)成本较低
(3)铸件的组织性能差
(4)因此,根据要求,铸造方案合适,为了消除残余应力,满足技术要求,铸造后安排时效处理。
以零件中心轴线为基准A。
Ø60、Ø70、Ø80内孔轴线与中心轴线同轴度应满足<Ø0.06u
1,3,1铸件的尺寸公差与加工余量
根据铸件大小,形状选择其加工余量,公差。
查阅相关资料,根据经验得一般余量为1~4mm。
公差为±0.3~3mm。
精度等几位F级各表面的总余量建表1-1.铸件主要尺寸共登记建表1-2.
加工表面
基本尺寸
加工余量
说明
零件端面距离
123.5
2
单侧加工
左端内孔及通孔
Ø80
Ø60
4.5
4.5
双侧加工
右端内孔
Ø70
Ø80
4.5
4.5
双侧加工
外圆右端
Ø80
双侧加工
右端Ø200外
Ø200
4
双侧
圆
左端平面G到轴线的距离
45
4
单侧
左端Ø200圆盘壁厚
8
2
单侧
确定加工余量
表1-2
铸件主要尺寸公差等级
所有内孔尺寸
粗糙度
公差等级
Ø80
32um
IT9~IT6
Ø60
Ø70
Ø100
其余尺寸
6.3
IT10
通过表H,我们可以完成毛坯尺寸的确定,及加工余量的大小。
通过表1~2,我们可以查阅资料可知内孔,外空及端面应该采取的车削方法。
1,3,2零件毛坯综合图
1,4工艺规程设计。
1,4,定为基准的选择
图1-2零件毛坯图
(1)因为左端毛坯为不规则形状。
无法或很难用三抓卡盘夹持车削。
故先以右端外圆为粗基准,车削在端面Ø200外圆及保证Ø200外圆壁厚及车内孔。
(2)在立式铣床上分度旋转专用夹具,以左端面E为精面(竖起安放下端面F面朝上)。
以Ø60内孔为精基准,以端面和心轴限制零件5个自由度来加工Ø200外圆端面上4个部分的Ø20的通孔,平上端面F。
最外曲线为放大后的毛坯轮廓线次层为成品轮廓线
确定粗/精基准
(3)以底面,心轴Ø20和Ø20的通也内壁为精基准限制零件的6个自由度来加工Ø200外圆水平面G、H。
图1-3零件(1-1)右视图
(4)再在车床上,用专用车床夹具以左端面E,Ø80内孔为基准,限制零件5个自由度,加工右端外圆及h=2的槽。
然后,精基准不变而把夹紧部位由右端换至Ø200外圆右端面,车削右端内孔。
限制6个自由度保证G、H水平面位置精度和尺寸精度
精基准不变保证同轴度及精度
1,4,2确定工艺路线
工艺路线主要任务是选择各个加工表面的加工方法,确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程的工序数目和工序内容。
它与零件的加工要求,生产指及生产条件等多种因素有关。
表面加工方法的选择
查阅资料可知
因零件左端面E经济粗糙度值为6.3。
故采用粗车-半精车的方法即可满足要求。
同样,在车床上加工左端Ø200外圆及其Ø200外圆右端面,均采用粗车-半精车方法满足要求。
但因震动影响,应采用精车内也的加工,查阅《加工工艺手册》可知达到3.2um的粗糙度比较经济的加工方法是粗车-精车(车孔)。
因为有同轴度要求,故在加工中宜采用工序集中的原则,则在一次装夹下将两孔同时加工出来,以保证位置精度,右端同理加工。
震动影响表面质量。
精车切削余量小。
易保证质量
1,4,2,1拟定加工方案
方案一:
铸造
铸造修整
时效
1.粗车E端面
2.粗车Ø200外面
3.粗车Ⅰ端面
4.钻孔(中心孔)
5.粗车孔(Ø60、Ø80)(中心孔)
6.铣床装夹
7.钻4XØ20孔
8.粗铣G、H面
9.粗铣F端面
10.车床定位装夹
11.粗画Ø100外圆
12.切2x2工艺槽
13.粗车Ø70、Ø80(右端)内孔
14.掉头
15.精车E端面、Ø200外圆Ⅰ端面
16.精车Ø80(左端)内孔Ø60内孔并倒角
端面车刀(左、右)
粗车刀
麻花钻
镗刀
17.铣床定位装夹
18.精铣4Xø20孔;G、H平面F端面
19.车床定位装夹
20.精车Ø100外圆,并倒角
21.精车Ø70、Ø80(右端)内孔,并倒角
22.检验
23.入库
方案二:
铸造
铸造修整
时效
1.粗车E端面,200外圆,精车E端面,200外圆
2.粗车Ⅰ端面半精车Ⅰ端面
3.钻孔
4.粗车Ø60内孔,Ø80内孔(左端),精车Ø60内孔,Ø80内孔(左端,并倒角)
5.铣床定位装夹
6.钻削4xØ20瞳孔,以及粗/精铣F端面
7.粗/精铣F端面
8.车床定位装夹
9.粗车Ø100外圆,精车Ø100外圆,并倒角
10.切槽
11.粗车Ø70、Ø80(右端)内孔,精车Ø70、Ø80(右端)
消除内应力
90°菱形车刀(副偏角较大)右偏刀
麻花钻
分度市夹具
Ø20钻头
Ø10平铣刀端面铣刀专用夹具装夹
夹紧装置于前端面
夹紧于Ⅰ端面
内孔,并倒角。
12.检验
13.入库
1.4.3加工设备及工艺装备的选择
方案一与方案二对比可知,为满足大指生产、降低成本养活工序,减少工序、减少工人装卸工件次数节约时间,故同一端处,粗精加工在一次装夹下完成。
故选择方案二为加工工艺路线。
由于生产类型为大批量生产,故加工设备宜以通用机床加专用夹具的流水线生产线。
工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由工人完成。
⑴粗/精车,钻中心孔。
选择CA6140卧式数控机床选择90°外圆车刀。
专用夹具,游标卡尺百分表。
⑵铣孔、铣端面,选择立铣。
选择Φ20的圆柱形钻孔铣刀,专用夹具,游标卡尺。
1.5加工工序设计
1.5.1工序①②③④⑨⑪粗车以及精车
确定工序尺寸一般的方法是:
由加工表面的最后工序往前推算,最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注;当无基准转换时,同一表面的多项加工的工序尺寸与工序(或工步)的加工余量有关,有基准转换时,工序尺寸应用工艺,尺寸链解算。
⑴确定加工余量
查有关手册,车削加工余量表,得精加工余量Z’=0.3~0.5mm。
已知,端面总余量Z=4mm,故粗车加工余量Z=4-0.5=3.5mm。
⑵计算工序尺寸及其公差以F端面为基准确性,则尺寸链为
图1-3尺寸链
1.5.2工序6粗/精G、H平面以及工序7粗/精铣F端面
则粗车后的工序尺寸为123.5+0.5=124查粗车加工公差等级为IT11~IT13。
取IT11,其公差为T=0.16mm。
所以X0为124±0.081对称标注。
校核精车余量Z':
Z'=[(124-0.16)-123.5]mm=0.34mm所以余量足够。
⑶确定切削用量
查阅有关资料,粗车端面1.5mm,每次1mm,共1刀;粗车给量为101.5/min,精车进给量为93.7mm/min,查有关资料可知,精铣加工余量E为1.5mm。
①故在用Φ10立铣刀粗铣Φ200外圆获得G、H基平面,然后采用顺铣,精铣G、H平面。
设计项目
二、概述
2.1机床夹具设计的基本要求
2.1.1保证工件的加工精度
第二部分
盘套类零件夹具设计
设计内容及说明
在机械加工中,使用各种刀具,量具及装夹刀具用的辅助工具等。
称为工艺装备。
夹具在工艺装备中占有重要地位,因为夹具设计得恰当与否,在很大程度撒谎能够影响着加工质量,生产率,劳动条件和加工成本。
因此夹具设计是机械加工中一项重要的工作。
专用夹具应有合理的定位方案,合适的尺寸,公差和技术要求,并进行必要的精度分析确保夹具能满足工件的加工精度要求。
主要结果
机床夹具在机加工中起到重要作用
2.1.2提高生产效率
2.1.3工艺性好
2.1.4使用性好
2.1.5效益高
2.2深入生产实际调查研究
2.3分析原始
2.4确定定位方案和选择定位元件
2.4.1定位元件
专用夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应。
应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效夹紧装置,以缩短辅助时间,提高生产效率。
专用夹具的结构应简单,合理,便于加工,装配检验和维修。
专用夹具的生产属于单件生产,当最终精度由调整或修改结构,如适当的调整间隙,可修磨的垫片等。
专用夹用的操作应简单省力,安全可靠,排悄应方便,必要时可设置排悄结构。
除考虑专用夹具本央结构简单,标准化程度高,成本低廉外,还应该根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析,以提高在生产中得经济效益。
在深入生产实际调查研究中,应当掌握下面一些资料:
(1)工艺文件,了解工件的工艺过程,本工序的加工要求,工件已加工面及待加工面的状况基准面选择的情况可用的机床设备的主要规格,与夹具边接部分的尺寸及切削用量等。
(2)生产纲领,夹具的结构形式应与工件指大小相适应,做到经济合理
(3)制造与使用夹具的情况,有无通用零件可供使用;工厂有无压缩空气钻;制造和使用夹具的工人的技术状况等。
毛胚料为45钢,生产类型为大批量生产其主要技术要求条件如下:
Ø60、Ø70、Ø80、内孔与中心轴线之间的同轴度要求是<Ø0.06mm。
以Ø80(左)内表面为基准A面。
内也表面粗糙度要求3.2um。
其余6.3um。
根据零件结构和工序安排,本工序加工时的主要定位基准是Ø80内孔(左)以和左端面。
(1)定位件Ø80圆柱定位元件,12.5mm。
周围均匀4个螺纹孔,中心一个较大的螺纹孔。
(2)圆盘平面定位
查有关资料可知:
圆盘内侧需要一衬套防磨定位衬套标准尺寸有22、25、30、35、40、47、55、65等根据要求。
选择d1=30+0.05+0.034=20.5+0.250
D1=410-0.25(d1为内径,L1为长度,D1=外径)
材料CrMn/T10A
技术条件:
(1)d1对D的径向跳动不打与0.005mm。
(2)端面对的跳动不大于0.015mm。
(3)锐边倒钝
(4)热处理:
流传活HR060~64
(5)配合精度(1.6um外,3.2um的粗糙度要求)。
(6)配合精度(内1.6um外3.2um的)
2.4.1.1定位衬套的制造
2.4.1.2圆盘加工制造
因为此定位衬套完全符合国标只需直接购买,无需加工,提高夹具制造效率。
提高效率
2.4.2定位方案
2.5定位误差
2.6确定夹紧方案和夹紧机构
2.6.1构形压板
Φ60内孔和左端面定位,限制零件5个自由度。
销:
根据国标选择合适销钉
夹紧机构,钩形压板构形压板的计算
确位定位误差
图形及符合含义
2.6.2压板回转角度
H-构形压板的导向长度1Q接力,L加压点到轴心线的距离,u-摩擦系数。
D-构形压板导向部分直径(mm)
由构形压板夹紧时W(实际所需夹紧力)与Q(所需接力)之间的关系图可选L=28mm;H=45mm;
其它d1-M8×30
B=20
Φ-压板的回转角度(90°)
2.6.3螺母
2.6.4六角头压紧螺钉
螺母:
M8×1.5
螺母简图
D=22
H=2
H=12
S=14
六角头压紧螺钉:
此螺钉选取M10
由图可知数据
参见《机床夹具设计手册》
P69-70
P383-384
此螺母作用为夹紧构形压板
(1)材料:
45按GB699-65《优质碳素结构钢钢号和一般技术条件》
(2)热处理:
HRC35~40
2.6.5压板座
2.6.6连接螺钉
(3)其他技术要求按GB2259-80《机床夹具零件及部件技术条件》。
压板座:
查阅资料可选取推荐值:
当D选120mm。
锥度k为左右
选L=250mm
L1=30mm
L2=5mm
L3=8mm
L4=10mm
L5=197mm
d1=45mm
d2=52mm
d3=54.2mm
D=120mm
通过相关资料,为了加大压板座与圆盘连接强度,采用4螺线连接
螺母型号选用如下:
倒角2×45°
2.7补充夹紧元件-双头螺母螺杆(垫片)
M8
D1=13,L=30
H=8,S=6
技术要求
材料:
Q235
表面处理:
氧气或镀锌钝化
查阅资料选取型号为
M20x12总长165
其中bm=15
d=30
b=15
垫片尺寸可选取
确定螺母尺寸型号
2.8绘制夹具总图
2.8.1确定绘制总装图应注意的问题
L=50mm
d=32mm
H=4mm
相适应螺母的选择
M30×2
S=46
e=50.85
M=15
绘制总装图章地,除应遵循应遵循机械制图的规定外,还应注意,夹具设计的一些习惯与规定。
①尽可能采用比例1:
1,以求直观不产生错觉。
2.8.2夹具总图上尺寸及精度,位置精度与技术要求的标注
2.8.3公差确定
②被加工工件,应用双点划线表示,在图中作透明体处理,它不影响夹具原件的投影。
①夹具体与机床的连接面与定位元件工件表面之间的联系尺寸。
②夹具外形的最大轮廓尺寸。
③其他配合尺寸。
为满足加工精度要求,夹具本身应有较高的精度。
由于技术方面不够完善,因此对夹具公差低按经验来确定。
后记
本次的课程设计,时间很短张。
回顾这充实的设计和学习过程,着实让人欣慰,因为我看到了自己所学的知识,同时也看到了自己的不足,通过向老师和同学请教解决了一个个的难点、疑点,所以我以这封致谢信来为我的论文画上一个圆满的句号。
在本次课程设计中,指导老师----李强老师给了我很大的帮助,他负责的工作态度,严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我受益匪浅。
在撰写论文阶段,李老师几次提出他宝贵意见,让我们的论文完善。
没有他的指导,我们就不能较成功地完成课题设计的任务。
主要的参考文献
1、《机械制造工艺学课程指导》赵家齐主编北京机械工业出版社
2、《机械加工公差及余量手册》码贤智主编中国标准出版社
3、《机械制造工艺与装备》倪森寿主编中国化学工业出版社
4、《金属机械加工工艺手册》赵如福主编上海科技技术出版社
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 加工 工艺 夹具 设计 制造
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)