閥體銑夾具設(shè)計(jì)說明書

PAGEIV說明書題目：閥體零件工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)姓名： 學(xué)號(hào)：系別：專業(yè)：年級(jí)：指導(dǎo)教師：系主任：

摘要本次設(shè)計(jì)的課題是閥體零件的加工工藝與夾具設(shè)計(jì)。首先，對零件進(jìn)行分析，零件的材質(zhì)為HT200，選用鑄造的形式制作毛坯，了解零件的加工工藝，根據(jù)粗基準(zhǔn)選用原則，選擇零件外形為主要的定位粗基準(zhǔn)，根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一，選擇加工后的表面定位精基準(zhǔn)，根據(jù)先粗后精、先面后孔、先加工基準(zhǔn)面等原則，制定出合理的加工工藝路線。其次，通過相關(guān)工藝路線，選擇出加工需要的刀具、切削用量，計(jì)算出加工工時(shí)等有關(guān)參數(shù)。最后，對各工序進(jìn)行分析、比較，判斷是否有必要設(shè)計(jì)夾具，選擇其中一個(gè)工序進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，確定它們的定位元件和定位方式，設(shè)計(jì)夾緊方案、夾具體，完成了一套專用夾具設(shè)計(jì)并進(jìn)行圖紙的繪制。關(guān)鍵詞：加工工藝；基準(zhǔn)；工序；夾具；定位；AbstractThesubjectofthisdesignistheprocessingtechnologyofvalvebodypartsandfixturedesign.Firstofall,analyzetheparts,thematerialofpartsforHT200,selectionofcastingblank,intheformofpartsprocessingtechnology,basedontheroughbenchmarkselectionprinciple,selectpartsasthemainshapeofthepositioningbenchmarkcrude,accordingtothedatumcoincidence,thebenchmarkisunified,chooseafterprocessingthesurfaceofthepositioningbenchmark,accordingtothefirstroughthenessence,firstsurfaceholes,afterthefirstprincipleofmachiningdatum,thereasonableprocessingtechnologyisobtained.Secondly,throughtherelevantprocessroute,selecttheprocessingneedsofthetool,cuttingparameters,calculatetheprocessinghoursandotherrelevantparameters.Finally,analyzeandcompareeachprocess,judgewhetheritisnecessarytodesignthefixture,chooseoneoftheprocesstodesignthefixture,determinetheirpositioningcomponentsandpositioningmethods,designtheclampingscheme,specificclamping,completedasetofspecialfixturedesignanddrawing.Keywords:processingtechnology;Benchmark;Process;Fixture;Positioning;

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 IIAbstract III第1章前言 5第2章零件的分析 62.1零件的作用 62.2零件的工藝分析 72.3毛坯制造形式及結(jié)構(gòu)的確定 7第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 103.1基準(zhǔn)的選擇 103.2加工工藝路線的確定 113.3切削用量及切削時(shí)間的確定 11第4章夾具設(shè)計(jì) 134.1設(shè)計(jì)類型及機(jī)床選擇 134.2定位方案的確定 134.3夾緊方案的確定 144.4定位誤差分析 144.5切削力和夾緊力的計(jì)算 154.6夾具簡要操作說明 15總結(jié) 17致謝 18參考文獻(xiàn) 19PAGE9第1章前言機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。夾具是能夠使產(chǎn)品按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝置，它主要用于保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、輔助產(chǎn)品檢測、展示、運(yùn)輸?shù)?。夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本，在當(dāng)今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求下，企業(yè)對夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會(huì)的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，也就對機(jī)械加工工藝等提出了要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨(dú)在一種機(jī)床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經(jīng)過一定的工藝過程。因此，不僅要根據(jù)零件具體要求，選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來。

第2章零件的分析2.1零件的作用閥體是閥門中的一個(gè)主要零部件；根據(jù)壓力等級(jí)有不同的機(jī)械制造方法。例如：鑄造、鍛造等。題目給的零件其結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：圖2.1零件圖2.2零件的工藝分析關(guān)于零件的工藝性分析，需要從多方面進(jìn)行，包括：零件形狀和尺寸，定位的基準(zhǔn)，零件的毛坯形式等。本次設(shè)計(jì)的零件形狀結(jié)構(gòu)比較簡單，并且是相對對稱的，粗糙度已經(jīng)給出加工要求，也給出了相關(guān)的公差尺寸。零件是批量生產(chǎn)的，分析其加工工藝需要注意以下兩點(diǎn)：（1）加工過程中，工件要保證便于夾緊和安裝定位。（2）加工過程盡量使用標(biāo)準(zhǔn)化的工具和刀具，保證工具便于加工，減少難以加工的面和孔等特征。機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝流程。比如一個(gè)普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包裝，就是個(gè)加工的籠統(tǒng)流程。零件的主要加工面如下：零件的端面加工，這一部分包括零件上下面端面加工，以及φ22臺(tái)階端面的加工；零件內(nèi)孔的加工，這包括有φ15的孔、φ30、φ38、φ11的孔，M36的螺紋孔，G1/4的螺紋孔，3-φ7孔锪孔φ12；粗糙度按圖紙要求加工；2.3毛坯制造形式及結(jié)構(gòu)的確定考慮和設(shè)計(jì)毛坯成型方式，必須要考慮零件材料的適應(yīng)性。要根據(jù)零件應(yīng)用的環(huán)境和調(diào)節(jié)，然后再進(jìn)行材料分析。為了把設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品變成實(shí)物，首先要把原材料制成類似零件形狀的坯料。根據(jù)機(jī)械零件不同尺寸、形狀和材料的特點(diǎn)，毛坯的生產(chǎn)方式有很多種：包括鑄造、鍛造、焊接、粉末冶金、注塑等方法。（1）零件的特性可以對零件材料的選擇產(chǎn)生影響的，材料需滿足結(jié)構(gòu)需求。毛坯的類型在很大程度上取決于設(shè)計(jì)圖中指定零件的材料。例如，鑄鐵零件必須鑄造才能產(chǎn)生毛坯。如果是鋼制零件，那就要考慮一下相關(guān)材料的力學(xué)性能。例如，應(yīng)該盡可能選擇鍛件或焊接件，以確保制造高壓閥門的材料具有良好的機(jī)械性能。（2）決定毛坯形式的主要因素就是零件的形狀。零件的外形和尺寸會(huì)是毛坯成型的一種主要的要素。舉個(gè)例子，有些很復(fù)雜的零件最好是鑄造成型。大尺寸閥體可在砂模中澆注，小尺寸閥體可在投資模中澆注。（3）選擇毛坯要考慮企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模。根據(jù)零件的生產(chǎn)計(jì)劃不同，使用高效高產(chǎn)能的方案將會(huì)是最好的方式，經(jīng)濟(jì)性良好。（4）加工生產(chǎn)毛坯的方式。要根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)情況進(jìn)行分析，依據(jù)現(xiàn)有的工藝和設(shè)備，結(jié)合后進(jìn)行最優(yōu)化的生產(chǎn)方式，最先進(jìn)的制造形式。毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達(dá)到減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量，力求達(dá)到少或無切削加工。但是，由于現(xiàn)有毛坯制造技術(shù)及成本的限制，以及產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機(jī)械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。毛坯尺寸與零件圖樣上的尺寸之差稱為毛坯余量。鑄件公稱尺寸所允許的最大尺寸和最小尺寸之差稱為鑄件尺寸公差。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯進(jìn)行初步設(shè)計(jì)如下：圖2.2毛坯圖PAGE13第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1基準(zhǔn)的選擇在制定工藝規(guī)程時(shí)，總是先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)以保證達(dá)到精度要求并把各個(gè)表面加工出來，然后再考慮選擇合適的粗基準(zhǔn)把精基準(zhǔn)面加工出來。另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位作一輔助基準(zhǔn)，用以定位。應(yīng)從零件的整個(gè)加工工藝過程的全局出發(fā)，在分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)粗、精基準(zhǔn)的選擇原則，合理選擇定位基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇①若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn)。②在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個(gè)表面都要加工，則應(yīng)以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可使這個(gè)表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件報(bào)廢。③在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工時(shí)，則應(yīng)以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準(zhǔn)。若既需保證某重要表面加工余量均勻，又要求保證不加工表面與加工表面的位置精度，則仍按本原則處理。④選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，以便定位準(zhǔn)確，裝夾可靠。⑤粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。但是，當(dāng)毛坯是精密鑄件或精密鍛件，毛坯質(zhì)量高，而工件加工精度要求又不高時(shí)，可以重復(fù)使用某一粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇①“基準(zhǔn)重合”原則應(yīng)盡量選用被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)重合”的原則。這樣可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。②“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則應(yīng)選擇多個(gè)表面加工時(shí)都能使用的定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。這樣便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的誤差，并簡化夾具的設(shè)計(jì)制造工作。③“互為基準(zhǔn)”原則

當(dāng)兩個(gè)表面的相互位置精度及其自身的尺寸與形狀精度都要求很高時(shí)，可采用這兩個(gè)表面互為基準(zhǔn)，反復(fù)多次進(jìn)行精加工。④“自為基準(zhǔn)”原則

在某些要求加工余量盡量小而均勻的精加工工序中，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。3.2加工工藝路線的確定制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，考慮必須能保證零件的形狀和尺寸精度，要能具備在加工設(shè)備上加工的調(diào)節(jié)，最終要能使零件達(dá)到使用要求，在這些前提條件下，我們應(yīng)該注重過程，縮短工作時(shí)間，并考慮經(jīng)濟(jì)效益，盡可能降低成本，實(shí)現(xiàn)處理的最佳方式。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》，本次設(shè)計(jì)擬制定以下工藝方案：01鑄造毛坯鑄造毛坯02熱處理人工時(shí)效03銑削銑閥體的底端端面04銑削銑閥體的Φ30的頂端端面05精鏜削鏜Φ36深19的孔，并倒角C2.鏜Φ38深3的孔，鏜Φ30H7的孔深6806精鏜削鏜Φ15深17的孔，并倒角C1.5，攻絲07粗銑削粗銑Φ22的兩處凸臺(tái)面08半精銑削半精銑Φ22凸臺(tái)面09鉆削鉆Φ11的孔，攻絲G1/410鉆削鉆Φ7深12的孔三個(gè)，11鉆削锪孔Φ12深1的孔三個(gè)。12去毛刺去毛刺13檢驗(yàn)檢驗(yàn)14入庫入庫3.3切削用量及切削時(shí)間的確定工序：銑閥體的Φ30的頂端端面刀具：YG6硬質(zhì)合金立銑刀,齒數(shù)z=6,刀具直徑d=40背吃刀量：=2mm每齒進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-15，取=0.2mm/z銑削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-23，取=30m/min機(jī)床主軸速度：取=255r/min實(shí)際銑削速度：刀具切入長度：查《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-38公式如下：具切出長度：查《機(jī)械加工工藝師手冊》取=2mm機(jī)動(dòng)時(shí)間：查查《機(jī)械加工工藝師手冊》公式如下：

第4章夾具設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)類型及機(jī)床選擇由指導(dǎo)老師的分配了工序銑Φ30端面的銑床專用夾具。根據(jù)課題，選擇了最重要的工序之一的銑面進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。根據(jù)工藝規(guī)程可知，銑削加工采用立式銑床。如圖立式銑床是一種常見的機(jī)械加工裝備，立式銑床的主軸是垂直布置的，決定了他的加工方向是工作臺(tái)水平移動(dòng)。在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到機(jī)床工作臺(tái)的進(jìn)給方向和進(jìn)給行程。圖4.1立式銑床4.2定位方案的確定選擇定位面時(shí)應(yīng)該遵循以下原則：選擇大而平整的平面或內(nèi)圓外圓進(jìn)行定位、選擇定位面后要方便后續(xù)的裝夾、定位面所對應(yīng)的裝夾位置應(yīng)該結(jié)構(gòu)牢固，在裝夾時(shí)保證不得有變形現(xiàn)象。利用φ90的外圓作為定位基準(zhǔn)，V型塊作為定位元件，V型塊限制兩個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，夾具體的端面限制兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度，在空間上就限制了零件的6個(gè)自由度，零件完全定位。4.3夾緊方案的確定考慮到本次設(shè)計(jì)的夾具其零件并不是十分的復(fù)雜，并且為本夾具是進(jìn)行銑面，其切削力是平行于水平面的。因此，采用的是對其水平方向進(jìn)行夾緊。通過夾具裝配圖可以看出，我們在零件的圓柱外圓上，使用V型塊進(jìn)行夾緊，活動(dòng)手柄壓緊螺栓帶動(dòng)V型塊移動(dòng)，夾緊零件。夾緊元件有：活動(dòng)V型塊，活動(dòng)手柄壓緊螺釘。圖4.2夾緊機(jī)構(gòu)4.4定位誤差分析定位基準(zhǔn)位移誤差是由定位副制造不準(zhǔn)確或者配合間隙引起定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變化量。只有定位誤差小于工件相應(yīng)的加工要求的公差的1/5~1/3,

定位方案才被認(rèn)為是合理的，因此在夾具設(shè)計(jì)時(shí)必須對定位誤差進(jìn)行分析與計(jì)算。根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm，Td=0.25mm，α＝96°，?dw代入得：Δdw=0.04已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，?根據(jù)夾具設(shè)計(jì)的相關(guān)要求分析，此誤差在允許的的范圍之內(nèi)，因此可知此結(jié)果符合。4.5切削力和夾緊力的計(jì)算根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-19中公式，查加工鋼時(shí)端銑刀的切削力計(jì)算公式為:公式中各參數(shù)含義如下：：各種銑刀加工不同材料的切削參數(shù)，對于端面銑刀加工鋼?。焊咚黉撱姷肚邢髁Φ男拚禂?shù)，對于40Cr取1.0：銑削時(shí)各分力與圓周力的比值，對于對稱端銑取:其余參數(shù)根據(jù)機(jī)械加工工藝數(shù)值帶入計(jì)算得:4.6夾具簡要操作說明由于該夾具使用時(shí)固定在工作臺(tái)上，且對工件的定位精度高，所以加工一批零件只需一次裝夾。裝夾時(shí)只需松開螺釘，V型塊松動(dòng)的時(shí)候，將工件取出即可；再次更換另一個(gè)工件，再次使用V型塊壓緊。圖4.3裝配圖

總結(jié)經(jīng)過這次設(shè)計(jì)之后使我掌握了機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定內(nèi)容和順序：分析被加工零件—選擇毛坯設(shè)計(jì)—工藝過程—工序設(shè)計(jì)—編制工藝文件。首先重要分析了零件的技術(shù)要求，包括被加工面的尺寸精度和幾何形狀精度，各被加工表面之間的相互位置精度，軸承孔的同軸度和平行度，被加工表面的表面加工質(zhì)量及熱處理要求，對毛坯的要求等等。并對達(dá)到各個(gè)技術(shù)要求的主要影響因素進(jìn)行了分析，進(jìn)一步明了了制訂工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)解決的主要問題，為制訂合理的工藝