夹具设计课程设计说明书(共21页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：阀体加工工艺规程及工艺装备设 计 者：王丛邦班 级：君远1001学 号：（3）指导教师：汪群、黄如林 设计时间：2012.06.27机械制造技术基础课程设计任务书题目：阀体加工工艺规程及工艺装备内容：1.零件图 1张2.毛坯图 1张3.机械加工工艺过程卡片 1张4.机械加工工序卡片 2张5.夹具装配图 1张6.夹具零件图 1张7.课程设计说明书 1份目录序言 4一、零件的工艺分析及生产类型的确定 4 1零件的作用 4 2零件的工艺分析 5 3. 零件的生产类型 6二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 6 1.选择毛坯 62.

2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 6 3.设计毛坯图 8三、选择加工方法，制定工艺路线 91.定位基准的选择 92.零件表面加工方法的选择 93.制定工艺路线 10四、工序设计 121.选择加工设备 122.确定工序尺寸 14五、确定切削用量及基本时间161.确定切削用量162. 确定基本时间18六、 定位及加紧方案的选择191、定位方案的选择192、夹紧方案的选择20七、小结21序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，是本专业进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合以往实习中学到的实践知识，独立的分析和解决了零件机

3、械制造工艺问题，设计了机床专用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从事的工作打下了良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望指导老师多加指教。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，如图一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

4、工件两端的沉孔和内腔的壁精度要求Ra为3.2，要求高。零件两端的沉孔精度为10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，且内腔的尺寸较大，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、生产类型查表知，可知属于轻型零件，大批量生产。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，该零件材料为HT300，形状简单，故采用铸件毛坯。由于零件的生产类型为大批量生产，故采用

5、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 、最大轮廓尺寸 零件长233.5mm，宽160mm，高160mm,故最大轮廓尺寸为233.5mm 、选取公差等级CT查表5-1，铸造方法按铸造机器造型，逐渐材料按灰铸铁，得公差等级CT范围812，取为10级。 、求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由表5-3得，公差带相对于基本尺寸对称分布。 、求机械加工余量等级 查表5-5，铸造方法按及其造型、逐渐材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围EG，取为F级。 、求RAM（要求的机械加工余量） 对所有加工表面取同一个数值，由表5-4查最大轮廓尺寸为

6、140mm、机械加工余量等级为F级，得RAM数值为2mm。 、求毛坯基本尺寸 414孔较小、4M8-6H螺纹孔较小，铸成实心。A面：RFRMACT24022.8243.4B面: RFRMACT23022.6233.3C面：RFRMACT26823.2271.6D面：RFRMACT25522.8258.460：RF2RMA-CT260222.8254.648H7: RF2RMA-CT248222.6242.654H7: RF2RMA-CT254222.8248.6M602-6H: RF2RMA-CT260222.822 52.6M482-6H: RF2RMA-CT248222.82240.6 表

7、1：阀体零件毛坯（铸件）尺寸项目A面B面C面D面6048H754H7M60M48公差等级CT101010101010101010加工面基本尺寸403068556048546048铸件尺寸公差2.82.63.22.82.82.82.82.82.8机械加工余量等级FFFFFFFFFRMA222222222毛坯基本尺寸43.433.371.658.454.642.648.652.640.63、设计毛坯图根据零件图纸要求，未注圆角半径为6mm,其余圆角半径见图纸要求，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轴线上，分型面为过零件轴心

8、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（下图）。三、 选择加工方法、制定工艺路线1、定位基准的选择 类回转类零件，以不加工表面为粗基准，故选择外圆表面为粗基准。大端面和内腔孔轴线为设计基准，又采用大端面和内孔及端面小孔为精基准，这样设计基准和定位基准重合，基准不重合误差为零。2、零件表面加工方法的选择 （1）大端面 表面粗糙度要求较高，尺寸较大，回转类，采用车削加工，保证精度要求，查表516，进行粗车、半精车。 （2）小端面 采用车削加工，外圆定位，保证精度，进行粗车、半精车。（3）两端面的沉孔 精度较高，尺寸适中，采用车削，半精

9、车加工。（4）内腔各孔 内腔各孔精度较高，尺寸适中，采用粗镗、半精镗加工。（5）凸台端面 采用车床加工，粗车保证端面精度，同时进行车螺纹，小凸台端面也粗车，保证端面精度，小凸台的螺纹孔直接打孔而成。（6）大端面孔 进行钻削加工，划线钻孔，攻螺纹孔。3、制定工艺路线 工艺路线1： 加工工艺路线由端面至内腔，按照先加工基准面及先粗加工后精加工原则。该零件加工可按下述工艺路线进行：工序：以外圆定位，粗车大端面，粗镗60、48*2内孔工序：半精车大端面，半精车70.6H11的沉孔，半精镗60、48*2内孔，车倒角。工序：粗车小端面，粗镗60、54H7内孔。工序：半精车小端面，半精车70.6H11的沉孔

10、，半精镗60、54内孔，车倒角。工序：粗车75、32的端面，车倒角。工序：车M602-6H的螺纹。工序：粗镗48的内孔。工序：半精镗48的内孔，349的槽。工序：车M48-6H的螺纹。工序：钻414的孔，光孔背面锪面26（先划线）。工序：攻4M8-6H的螺纹孔。工序：钻-精铰18的孔。工序：攻M181.5的螺纹。工艺路线2：加工工艺路线为由大端面至内腔，按照先基准面及先粗后精的原则，零件的加工工序的划分按照以同一把刀具的加工内容划分工序，该零件加工可按下述工艺路线进行加工：工序：以外圆定位，粗车大端面，半精车大端面。工序：粗车小端面，半精车小端面。工序：粗镗孔60mm，半精镗孔60mm，粗镗孔

11、48H7，半精镗孔48H7。工序：粗镗孔54H7，半精镗孔54H7。工序：半精车70.6H11的沉孔。工序：车倒角。工序：车M602-6H的螺纹，车M482-6H的螺纹。工序：钻414的孔，光孔背面，锪平26。工序：攻M8-6H的螺纹孔。工序：钻-精铰18的孔，锪32的平面，车倒角。工序：攻M181.5的螺纹孔。 工艺路线1的工序划分按一次安装多次加工的方法划分工序，工艺路线2的工序划分按同一把刀具的加工内容划分工序。对两种工艺路线进行比较后，得知工艺路线2重新定位工件的次数较多，会引起因基准不重合而导致的定位误差。然而工艺路线1的装夹次数较少，工件重新定位的次数也相对较少，所以产生的误差也较

12、少。故选择工艺路线1作为最终的工艺加工路线。四、工序设计 工序、为大端面的加工和内墙加工。为小端面及内腔的加工。工序、为大凸台的加工、工序、为小凸台的加工、工、为大端面孔和螺纹孔德加工1、选择加工设备选择机床 根据不同的工序选择机床 工序工序是粗车、半精车、粗镗、半精镗、各工序的工步数不等。故选用卧式车床就能满足要求，本零件外廓尺寸不大、精度要求不是很高。车削螺纹的最大直径60、选择最常用的C620-1型卧式车床。查表（5-55） 工序、是钻孔、铰孔、攻螺纹孔、且孔直接不大，查表5-64选择立式钻床Z252型号。选择夹具 本零件除钻小孔需要专用夹具外，其它各工序使用通用夹具即可。前几道车床工序

13、用三抓自定心卡盘。选择刀具 车床上加工的工序 一般都选用硬质合金车到和镗刀作为加工用刀具，由于本零件材料为HT300、加工方法为粗加工和半精加工。查表2-16（机械制造技术基础），选择刀具材料为硬质合金钢，即YG6刀具。具体加工各表面的刀具见下表：表2：车床上所用刀具加工表面刀具材料刀具类型粗车、半精车端面YG6 90端面车刀粗镗、半精镗内孔48H7YG6镗刀粗镗、半精镗内孔60YG6镗刀精车70.6H11的沉孔YG6内孔车刀车内螺纹M602-6HYG6螺纹车刀粗镗、半精镗内孔60YG6内孔镗刀 钻床上加工的工序 要求刀具热塑性好和受较大冲击载荷、故采用普通普通高速钢。具体刀具选择见下表。表3

14、：钻床上所用刀具加工孔径选择刀具钻414孔高速钢14直柄麻花钻钻M181.5-6H孔高速钢14直柄麻花钻铰M181.5-6H孔手用铰刀16攻M181.5-6H孔手用丝锥M18攻4M8-6H螺纹孔手用丝锥M8（4） 选择量具 半精车沉孔70.6H11 选读数值为0.01mm，测量范围50175mm的内径千分尺。 孔深96.5mm，可用分度值为0.05的深度游标卡尺进行测量，测量范围0300mm。2、确定工序尺寸（1） 确定圆柱面的工序尺寸圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面以确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的

15、公差按加工方法的经济精度确定。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：表4：内孔工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精60孔41.412.56.348H7孔31.4112.56.33.254H7孔31.4112.56.33.2M60螺纹孔3M48螺纹孔3（2） 端面工序尺寸 本零件的端面工序尺寸见下表表5：端面工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度加工表面工序单边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精粗半精粗半精A面21.412.56.3B面21.312.56.3C面3.612.5D面3.412.5五

16、、 确定切削用量及基本时间1.确定切削用量根据表5-112，由于C620-1车床的中心高度为200mm（表5-55），故选用刀杆尺寸B x H=16mm x 25mm,刀片厚度为4.5mm。根据表5-113，选择车刀几何形状为平面带倒棱型，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角。 （1）背吃刀量大凸台 由于粗加工余量为5mm，故背吃刀量=5/2=2.5mm。内孔48mm 粗加工单边余量为3mm，加工一次，故背吃刀量=3mm。内孔3x49mm 粗加工单边余量为6.5mm，加工一次，故背吃刀量=6.5mm。 （2）进给量f 根据机械制造技术基础课程设计指南表5-114，表5-115，查得本工序中各工步

17、进给量f。 工步一：粗车小凸台 进给量f=1mm/r 工步二：粗镗内孔48mm 进给量f=0.5mm/r 工步二：粗镗内孔3x49mm 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指南表5-121，根据工件材料、切削深度和进给量，初步确定工步一的切削速度=63m/min。 按表2-8的计算公式 确定工步二及工步三的切削速度，式中，=158，m=0.2, =0.15, =0.4, T=60min, =0.9， 则 工步二 工步三 根据公式 n= 计算出初定的机床转速，然后根据表5-56所选机床的各级转速，确定各个工步的机床转速。 工步一 n=230r/min 工步二 n

18、=480r/min工步三 n=460r/min根据确定的机床转速和公式v= 再次确定各个工步的精确切削速度： 工步一 =62.14m/min 工步二 =72.38m/min工步三 =70.81 m/min2.确定基本时间 （1）工步一根据表2-21，车大凸台基本时间为，式中 =75mm, =36mm, =2mm, mm, , f=1mm/r, n=3.8r/s, i=1则由于进给次数为2，故（2）工步二根据表2-21，镗孔的基本时间为式中=31mm， =2mm, mm, , f=0.5, n=8 r/s则（3）工步三根据表2-21，镗孔的基本时间为式中=3mm， =2mm, mm, , f=0

19、.5, n=7.67 r/s则辅助时间根据金属加工工艺及工装设计表4-106计算得工步一为13.42s, 工步二为9.25s，工步三为6.75s。六、 定位及加紧方案的选择：1、 定位方案的选择：根据大端面和60孔为精基准，故而可以以大端面定位，现将大端面和60孔安置在一个大平面和一个圆销上，这是限制了五个方向的自由度，再以一个短销进行周向定位，限制在Z轴的转动自由度，这时六点定位完全。2、 夹紧方案的选择：（1） 方案一：，如图用螺钉将钩型压板压紧在零件大端面上，来夹紧零件。（2） 方案二：通过小端面压紧来实现定位，用压块通过螺钉使小端面压紧，这种夹紧方案可以保证工件加工时的刚度。选择方案一为夹紧方案。（3）夹具与机床的连接元件全部采用螺栓连接，可保证机床的稳定性。（4）夹具体工件的定位元件与夹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，实现定位和夹紧功能。（5）使用说明安装工件时，松开钩形压板上的紧固螺母，压板上升，自动转过90度，装上V 形块，安放零件，保证定位，然后旋下螺母，使两个压板联动加紧。七、 小结通过两周的机械制造课程设计，我对零件的工艺过程和零件的定位夹紧方案有了一定的认识。在这两周的学习过程中我学会了如何利用手册来查所需数据，在大脑中形成了由毛培到零件的清晰路线。通过理论与实际的结合，使我对机械制造工程原理有了更加深刻的了解。专心-专注-专业