閥體零件大批量生產(chǎn)機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)

閥體零件大批量生產(chǎn)機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì),閥體,零件,大批量,生產(chǎn),出產(chǎn),機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計(jì) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 《機(jī)械制造技術(shù)》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 閥體課程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 目錄 序言 …………………………………………………… 3 一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定…………………… 3 二、選擇毛胚，確定毛胚尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 ……………… 4 三、選擇加工方法，制定工藝路線……………………………… 6 四、工序設(shè)計(jì)………………………………………………… 7 五、確定切削用量及時(shí)間……………………………………… 7 六、夾具設(shè)計(jì) ………………………………………………… 10 七、設(shè)計(jì)小結(jié)…………………………………………………… 11 八、參考文獻(xiàn) ………………………………………………… 12 序言 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)師在學(xué)完了機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問題，設(shè)計(jì)了機(jī)床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)及未來的從事工作打下了良好的基礎(chǔ)。 一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.零件的作用 題目所給定的零件是容積式壓縮機(jī)的閥體，如圖1所示。它是將閥內(nèi)介質(zhì)壓縮，一端連接壓縮活塞，一端與輸出口螺紋連接。通過閥體內(nèi)的活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，壓縮介質(zhì)，產(chǎn)生壓縮作用。 2.零件的工藝分析 通過對(duì)該零件的重新繪制，對(duì)零件進(jìn)行分析，該零件屬于類回轉(zhuǎn)體零件，主體部分以中心軸為回轉(zhuǎn)中心，但是在外圓上附有兩個(gè)尺寸不同的凸臺(tái)，二者軸線之間角度為90度，回轉(zhuǎn)中心在同一徑向平面上。該工件兩端的沉孔和內(nèi)腔的壁精度要求高，內(nèi)腔壁的精度為7級(jí)，且粗糙度要求為3.2，要求高。零件兩端的沉孔精度為11級(jí)。 該零件屬于類回轉(zhuǎn)體的，兩個(gè)端面和內(nèi)腔需要加工，各表面的加工精度和表面粗糙度能夠通過機(jī)械加工獲得。首先加工兩個(gè)端面，其中大端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，內(nèi)腔各尺寸以軸線和大端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，要求較高的精度，且內(nèi)腔尺寸較大，可采用鏜削加工。大端的各個(gè)孔，位置分布均勻，且大端厚度不大，便于對(duì)空的加工?？偟膩碚f，該零件的工藝性較好。 3.零件的生產(chǎn)類型 根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知：Q=8000件/年，且零件總體尺寸適中，為輕型零件，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。 二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 1.選擇毛坯 根據(jù)零件圖要求，零件材料為HT300，形狀簡單，故采用鑄件毛坯。由于零件的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，故采用砂型鑄件，效率高，同時(shí)保證了毛坯尺寸，便于加工。 2.確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差 根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》第6頁的表格內(nèi)容，確定零件的公差等級(jí)CT為13級(jí)，加工余量等級(jí)MA為H級(jí)。根據(jù)表1-9，根據(jù)零件尺寸和精度等級(jí)，確定鑄件毛坯的單邊和雙邊毛坯加工余量。 根據(jù)各加工表面的加工余量和零件尺寸，確定毛坯的尺寸。對(duì)于毛坯尺寸直徑小于30mm的孔，在毛坯上應(yīng)為實(shí)心。 根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》第6頁表1-9，查得零件兩端和孔為雙邊加工余量，而外圓上的兩個(gè)凸臺(tái)的高度均為單邊加工余量。根據(jù)零件尺寸，雙邊加工余量中，確定孔的每邊加工余量為4.5mm，兩端面每邊加工余量為7mm，單邊加工余量中，確定大小凸臺(tái)高度方向的加工余量分別為6.5mm和4.5mm。零件其余部分無需加工，故無加工余量。 綜上所述，確定毛坯尺寸見表1，具體參見毛坯圖附圖。 表1 閥體零件毛坯（鑄件）尺寸 零件尺寸（mm） 單面加工余量（mm） 毛坯尺寸（mm） 233.5 7 247.5 ∮60 4.5 ∮51 ∮48H7×2 4.5 ∮39 ∮54H7 4.5 ∮45 M60 4.5 ∮45 68 6.5 74.5 M48 4.5 ∮36 55 4.5 59.5 M18 4.5 0 4×∮14 4.5 0 4×M8 4.5 0 3.設(shè)計(jì)毛坯圖 根據(jù)零件尺寸，確定外圓叫半徑為3mm，內(nèi)圓角半徑為3mm，是圓角尺寸能保證各表面的加工余量。 確定分模位置 零件為類回轉(zhuǎn)體零件，結(jié)構(gòu)簡單。為便于起模，分模位置選在零件的中心周線上，分型面為過零件軸心和大凸臺(tái)軸線的面。 熱處理方式采用時(shí)效處理，消除毛坯內(nèi)部應(yīng)力，以保證加工精度。 綜上所述，具體毛坯見毛坯圖附圖。 三、選擇加工方法，制定工藝路線 1.定位基準(zhǔn)選擇 該零件為類回轉(zhuǎn)類零件，故選擇外圓為粗基準(zhǔn)。由大端面和內(nèi)腔孔軸線為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，故遵循“基準(zhǔn)重合”原則，采用大端面和內(nèi)孔及端面的小孔為精基準(zhǔn)。 2.零件表面加工方法的選擇 （1）大端面 表面粗糙度要求高，尺寸較大，且為回轉(zhuǎn)類，故采用車削加工，為保證精度要求，進(jìn)行粗車和精車。 （2）小端面 采用車削加工，外圓定位，為保證精度，進(jìn)行粗車和精車。 （3）兩端面的沉孔 由于精度高，為10級(jí)精度，尺寸適中，故采用車削，且為精車加工。 （4）內(nèi)腔各孔 內(nèi)腔各孔精度高，為7級(jí)精度，尺寸適中，故采用精鏜加工，保證精度。 （5）凸臺(tái)端面 采用車床加工，同時(shí)進(jìn)行車螺紋，小凸臺(tái)的螺紋孔直接打孔而成。 （6）大端面孔 進(jìn)行鉆削加工，在鉆床上打孔，攻螺紋孔。 3.制定工藝路線 加工工藝路線為有端面至內(nèi)腔，按照先加工基準(zhǔn)面級(jí)先粗后精的原則，零件的加工工藝路線確定，具體工藝路線見附加工工級(jí)過程卡。 四、工序設(shè)計(jì) 工序一、二為大端面的加工和內(nèi)腔的加工，工序三、四位小端面和內(nèi)腔的加工，工序五、六為凸臺(tái)的加工，工序七位凸臺(tái)上孔的加工，工序八位大端面上孔的加工。 具體附卡的加工工藝過程卡和加工工序卡。 五、確定工序內(nèi)容 工序卡一上的工序?yàn)榧庸ご蠖嗣婧蛢?nèi)腔的加工。 1.加工機(jī)床的確定 根據(jù)零件的尺寸和加工精度的要求，確定車床加工采用車床C620-1。 2.加工刀具和夾具的確定 零件材料為HT300，故選用刀具材料為YG6刀具。 工步一 YG6 90°端面車刀。 工步二 YG6 鏜刀。 工步三 YG6 鏜刀。 3.確定切削用量 （1）背吃刀量 大端面 由于粗加工余量為6mm，故背吃刀量選擇為6/2=3mm。 內(nèi)孔?60mm 粗加工余量為4.25mm，加工一次，故背吃刀量為4.25mm。 內(nèi)孔mm 粗加工余量為4.35mm，加工一次，故故背吃刀量為4.35mm。 （2）進(jìn)給量f 根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》附表4.12，附表4.13，查得本工序中個(gè)工步進(jìn)給量f。 工步一：粗車大端面 進(jìn)給量f=1mm/r 工步二：粗鏜內(nèi)孔?60mm 進(jìn)給量f=0.5mm/r 工步三：粗鏜內(nèi)孔 mm 進(jìn)給量f=0.5mm/r （3）切削速度 根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》附表4.12，根據(jù)工件材料、切削深度和進(jìn)給量，初步確定各工步的切削速度。 工步一 =60m/min 工步二 =71m/min 工步三 =71m/min 根據(jù)公式 n=， 計(jì)算出初定的機(jī)床轉(zhuǎn)速，然后根據(jù)所選機(jī)床的各級(jí)轉(zhuǎn)速，確定各個(gè)工步的機(jī)床轉(zhuǎn)速。 工步一 n=150r/min 工步二 n=380r/min 工步三 n=470r/min 根據(jù)確定的機(jī)床轉(zhuǎn)速，根據(jù)公式 V= 再次確定各個(gè)工步的精確切削速度： 工步一 =60.29m/min 工步二 =71m/min 工步三 =70.40m/min 4.確定工時(shí)定額 根據(jù)公式 =++++/500 確定工件的工時(shí)定額。 其中 = 計(jì)算出基本時(shí)間，然后根據(jù)一定得比例，分別計(jì)算出、、、各個(gè)參數(shù)。其中 =（15%-20%） =（2%-7%） =（2%-4%） =（3%-5%） 根據(jù)以上公式，確定出各個(gè)工步的工時(shí)定額： 機(jī)動(dòng)時(shí)間 輔助時(shí)間 綜上所述，各個(gè)工步的工時(shí)定額如下： 工步一 =86.4s 工步二 =20.4s 工步三 =20.4 工序卡一各個(gè)主要參數(shù)確定，具體見附卡工序卡一。 其他工序卡參數(shù)確定方法相同，不再詳細(xì)列出，具體數(shù)據(jù)見附卡工序卡。 六、夾具設(shè)計(jì) 本夾具是工序五使用的加工大凸臺(tái)內(nèi)孔、端面和小凸臺(tái)內(nèi)孔、端面的車床專用夾具，在C620-1車床上加工，進(jìn)行精鏜內(nèi)孔、內(nèi)槽，端面和倒角的加工。所設(shè)計(jì)的夾具裝配圖和零件圖如附圖所示。有關(guān)說明如下。 （1）定位方案 工件以加工過的小端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，故采用一面兩孔定位，以小端面和內(nèi)腔孔，其中小端面定位，消除3個(gè)自由度，以內(nèi)腔孔定位消除2個(gè)自由度，以側(cè)面大孔定位，消除1個(gè)自由度，共限制了6個(gè)自由度。 （2）加緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和定位方案，工件在夾具通過液壓裝置加緊即可滿足要求。側(cè)孔軸向右伸出頂緊工件，再用液壓裝置將孔的定位套模壓緊工件的上表面即可。 （3）夾具與機(jī)床的連接元件 全部采用螺栓連接，可保證機(jī)床的穩(wěn)定情。 （4）夾具體 工件的定位元件與加緊元件由夾具體連接起來，保證了定位精度和加緊的可靠性，實(shí)現(xiàn)全部功能。 （5）使用說明 安裝工件時(shí)，松開勾形壓板上的緊固螺母，壓板上升，自動(dòng)轉(zhuǎn)過90度，此時(shí)放下零件，然后插入菱形定位銷，保證定位，然后旋下螺母，使兩個(gè)壓板聯(lián)動(dòng)加緊。加工完一個(gè)凸臺(tái)后，松開壓板，拔下菱形定位銷，使工件旋過90度，再次用菱形定位銷定位，壓緊壓板，進(jìn)行另一個(gè)凸臺(tái)的加工。 （6）機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，聯(lián)動(dòng)加緊精度高，定位準(zhǔn)確，加緊可靠。同時(shí)采用銷定位，旋轉(zhuǎn)定位準(zhǔn)確，精度高。 夾具結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)能夠和機(jī)床緊湊連接，連接方便。 七、設(shè)計(jì)小結(jié) 經(jīng)過了為時(shí)十天的課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)一個(gè)零件從毛坯、工藝、工序到夾具的設(shè)計(jì)，經(jīng)歷了一個(gè)零件的設(shè)計(jì)的全部過程，從中學(xué)習(xí)了毛坯設(shè)計(jì)，工藝、工序設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，實(shí)踐了夾具的設(shè)計(jì)，使學(xué)到的理論知識(shí)得到了應(yīng)用，體會(huì)到了一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)師的工作過程，同時(shí)隱約體會(huì)到了一些將來參加工作的感覺。 感謝在設(shè)計(jì)過程老師對(duì)我的指導(dǎo)和幫助，使我真正學(xué)到了很多，謝謝老師！ 八、參考文獻(xiàn) 黃健求 《機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)》 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 陳立德. 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》. 北京：高等教育出版社 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 《夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)》 - 12 -