毕业设计（论文）-液压阀体机械加工时工艺规程及钻20mm孔夹具工装设计.doc

四川职业技术学院毕业设计四川职业技术学院Sichuan Vocational and Technical College毕 业 设 计题 目液压阀体机械加工工艺规程及工装设计所属系部机械工程系所属专业机械设计与制造所属班级学 号学生姓名指导教师四川职业技术学院毕业设计（论文）任务书题 目液压阀体机械加工工艺规程及工装设计所属系部机械系所属专业机械设计与制造所属班级指导教师学生姓名学 号毕业设计内容与要求1.利用CAD软件绘制标准零件图 1张2.完成零件毛坯图的设计 1张3.零件加工工艺过程卡 1份4.零件加工工序卡 2-3份5.典型工序夹具设计在装配图 1张6.夹具非标准零件图 1套7.设计说明书 1份（4000字以上）原始依据1.被加工零件图 1张2.设计任务书 1份3.毕业设计规范文件 1套参考资料系部审核意见 签 名： 年 月 日注：任务书必须由指导教师和学生互相交流后，由指导老师下达并交所属系部毕业设计（论文）领导小组审核后发给学生，最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。四川职业技术学院学生毕业设计（论文）答辩情况记载表题 目液压阀体机械加工工艺规程及工装设计所属系部机械工程系所属专业机械设计与制造所属班级指导教师学生姓名学 号答辩小组成员姓 名专业技术职务或职称所属单位或部门本人签字答辩时间记录人答辩小组提出的主要问题及学生回答问题情况答辩小组组长签名：(至少三个问题) 年 月 日四川职业技术学院毕业设计（论文）综合评定表题 目液压阀体机械加工工艺规程及工装设计所属班级指导教师姓名学生姓名职称学 号 部门指导教师评语 指导教师： 年 月 日答辩小组评语总评成绩：答辩小组负责人： 年 月 日全套设计请加 197216396或401339828前 言毕业设计是我们学习完整个大学的全部基础课程、技术基础课程、以及专业课程之后进行的。这是在我们毕业前对所学的各门课程的一次全面的综合性的设计课题任务，也是一次理论联系实际的训练，它是我们大学生涯的一个总结。加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。世界制造业转移，中国正在逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。我国目前经济发展已经过了发展初期，正处于重化工业发展中期。预计未来10年将是中国机械行业发展最佳时期。工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，更重要的是对零件精度、工艺正面临着严峻的挑战，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对零件结构，工艺，夹具提出更高的要求。如何改善机械加工技术的进步，成了我们现在最迫切的任务。其中零件的加工工艺的进步起到了不可替代的作用。因此，为了适应社会发展的趋势，本课题的事以液压阀体机械加工作为样例，说明加工工艺制定过程。其中设计内容包括“阀体的加工工艺规程”和“主要专用夹具设计”两部分。其中在第一部分中详细分析了零件功用、加工工艺、加工方法、工艺拟定的原则、工序的确定等内容，在第二部分介绍了典型加工的夹具设计。目 录1零件的工艺分析及生产类型的确定 11.1零件的工艺分析 11.2零件的生产类型 2 2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 22.1选择毛坯 22.2确定机械加工余量 22.3确定毛坯尺寸 23选择加工方法，制定工艺路线 33.1定位基准的选择 33.2制定工艺路线 33.3选择加工设备与工艺装备 43.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定53.5 确定切削用量及基本工时54夹具设计94.1定位方案94.2定位误差分析及计算104.3夹紧机构104.4导向装置104.5夹具与机床连接元件114.6夹具体114.7夹具设计及操作说明11总结13致谢14参考文献151.零件的工艺分析及生产类型的确定1.1零件的工艺分析 阀体是整体装置的重要零件，它支撑中心部分，承受着部分静载荷，因为阀体与整个机体连接，并且中心部分与该零件是螺纹连接，因而该零件的螺纹承受着一定载荷，以及一定的冲击力，所以该零件承受着静、动载荷。通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。以下是调速杠杆需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1.左右端面的粗糙度为6.3，基本尺寸82mm。阶梯孔50的粗糙度为3.2，阶梯面粗糙度为6.3，孔42孔的粗糙度为3.2，孔20的粗糙度为6.3，接替面的粗糙度为6.3。2.上端面的粗糙度位6.3，阶梯面的粗糙度为6.3。螺纹孔M27，孔29的粗糙度为6.3，孔20的粗糙度位3.2，阶梯棉的粗糙度为3.2，孔10的粗糙度为6.3。3.根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。1.2零件的生产类型大批量生产。2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图2.1选择毛坯阀体的件材料为铸钢，零件结构比较复杂，生产类型为大批产，为使零件有比较高的生产率比较高的精度、表面质量和机械性能，所以采用机器造型。2.2确定机械加工余量根据铸件零件尺寸、表面粗糙度，可查表确定加工余量。2.3确定毛坯尺寸 将零件尺寸，和上一步确定的机械加工余量相加，所得到的尺寸就是毛坯的尺寸。3选择加工方法，制定工艺路线3.1定位基准的选择基准的选择 定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零件的侧面为主要的定位粗基准。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择零件阶梯通孔的轴线作为定位基准。3.2 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一工序：铸造工序：时效处理工序：铣80X80平面；工序：车54和42、47孔及其端面工序：车M48X2的端面和外圆42工序：铣上端成90°的端面面工序：车17，27.3，27螺纹底孔，车27X1.5螺纹孔工序VIII：钻4-M12工序IX：质检工序X：入库方案二工序：铸造工序：时效处理工序：铣床80x80平面；工序：铣上端面工序：车48的端面和外圆工序：车54和47的内孔工序：钻25的孔工序：钻17孔锪孔24深28工序：车退刀槽和螺纹孔。工序X：钻4-M12工序XI：质检工序XII：入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一加工的时间在一个定位的情况下，把可以加工的孔全部加工完，这样可以保证加工的质量和精度，同时也能提高生产效率，适合于大批量生产，因此我们综合考虑选择方案一具体的方案如下工序：铸造工序：时效处理工序：铣80x80平面；工序：车54和4247孔及其端面工序：车M48X2的端面和外圆，M48X2螺纹车25和28.5的孔工序：铣上端成90°的端面面工序：车25，22，27.3，27螺纹底孔，26孔，车27螺纹孔工序VIII：钻4-M12工序IX：质检工序X：入库3.3选择加工设备与工艺装备 表4-1阀体工艺路线及设备，工装的选用表1钻孔至9mm-9.180mm1莫氏锥柄麻花钻圆柱塞规0.750.32钻孔至18mm-19mm1莫氏锥柄麻花钻圆柱塞规0.750.33钻孔至23mm-23.03mm1莫氏锥柄麻花钻圆柱塞规0.750.34扩孔至10mm-10.110mm1扩孔钻圆柱塞规0.3960.95扩孔至19mm-20mm1扩孔钻圆柱塞规0.3960.96扩孔至24mm-24.03mm1扩孔钻圆柱塞规0.3960.97铰孔至10.110mm-10.110mm1铰刀圆柱塞规0.39600.98铰孔至19mm-19mm1铰刀圆柱塞规0.39600.99铰孔至24.03mm-24.03mm1铰刀圆柱塞规0.39600.9 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定阀体零件材料为Cr25Ni2Mo2Ti，重量为454G，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、 阀体的底面由于阀体底面要与其他接触面接触，所以要进行铣，其加工余量为3mm。3、阀体的孔直径为25孔毛坯为实心，不铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为钻 孔表面粗糙度均为1.61、 孔端面采用铣一次走刀完表面加工，表面粗糙度为3.6，根据参考文献，其余量为Z=3mm3.5 确定切削用量及基本工时工序：铣80X80的平面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取800当800r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序II：车48的外圆和端面 选硬质合金车刀工步一：车48外圆端面1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.27mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=254min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=479r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=480r/min,Vfc=480mm/s,则实际切削速度V c=3.14×80×480/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=480/(300×10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=480r/min,Vfc=480mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(12+15)/480=0.052min。工步二：车48外圆 选择硬质合金车刀1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.27mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=254min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=479r/min,Vf=490mm/s据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=480r/min,Vfc=480mm/s,则实际切削速度V c=3.14×80×480/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=480/(300×10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=480r/min,Vfc=480mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(12+25)/480=0.054min。工序III：钻25孔钻孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.80，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为其他的车床，铣床的计算如上，在此不在累述工序III：钻4-M12的孔钻M12螺纹底孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.80，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步II：攻丝M12攻螺纹M12mm。 按机床选取，则机动时，攻M12孔4夹具设计4.1定位方案工件以43孔的轴线为定位基准，采用平面和定位销组合定位方案，工件在定位平面及定位销的圆柱面上定位，其中平面限制工件的3个自由度、短圆柱销限制2个自由度，一共限制了五个自由度。在定位平面上加一个圆柱销来限制工件X方向上转动的自由度，这样六个自由度都被限制了。4.2定位误差分析1.定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和两定位销，孔与销间隙配合。2.工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近挡销的一面，而定位销的会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。4.3夹紧机构根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用钩形压板夹紧机构，通过拧螺母实现对工件的上表面夹紧。压板夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。由于夹紧力与钻孔时产生的力方向相同，所以可免去夹紧力的计算。4.4导向装置因为我们所加工的孔是螺纹孔，因此我们需要先钻螺纹底孔，然后攻丝，且我们是批量生产，因此用固定和可换钻套难以满足要求，为了能很好的提高生产效率，我们采用快换钻套，当我们加工完螺纹底孔后，通过压紧螺钉迅速取出钻套，然后开始攻丝，查机床夹具设计手册知，快换钻套的结构和具体尺寸如下4.5夹具与机床连接元件在夹具体上设计座耳，用T形螺栓固定。4.6夹具体由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面与定位圆柱销在安装时垂直度在43范围内允差0.02mm.4.7夹具设计及操作说明如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，本道工序就是采用了铰链压板压紧的方式。由于本夹具是对工件进行钻削加工面，因此工件的主要受力是钻削力，因为钻削力是向下的，我们采用的是铰链压板压紧，压紧力也是向下的，钻削力和压紧力方向相同，因此更容易保证工件的稳定性，我们采用定位销和挡销定位，当我们装上工件好，旋转工件，使其靠上挡销工件即定好位置，然后用铰链压板压紧，再翻转钻模板使其处于水平位置即可开始加工工件，当我们卸下工件时，首先掀开翻转式钻模板，然后松开铰链压板，即可取出工件。总 结在这次对的液压阀体机械加工工艺规程及工装设计课题毕业设计中，我受益匪浅。我深深体会到在今后的实际工作生活中，要加强自己的专业理论知识，同时也要注重自己的实践能力，提高自己的动手能力。通过这次的毕业设计，自己以前所学的专业基础知识得到了进一步巩固，同时也接触到了很多的新知识，是我更有信心更好地把自己的专业知识运用到今后的实际工作中。首先对图形零件进行分析，研究液压阀体零件的作用与工艺要求等。初步认识零件的工艺特点。选择合适的毛坯及其制造方式、尺寸，根据各种机械加工方法的特点以及可以达到的加工要求，并综合各加工方法的的经济性，确定零件的加工工艺路线及各加工表面的机械加工余量、精度，并选择合适的切削用量，夹具、刀具、量具等工艺装备，此外还要估算出加工的机动和辅助时间。对于刀具，量具的选择是有一定的要求的，要进行毛坯余量及各加工工序余量，还有关于零件尺寸的相关计算等。在对某一相关工序过程的夹具设计时，确定好工序定位夹紧方案后，需要选择合适的表达方式将夹具的装配图和零件图清楚地表达出来。在此次设计过程中，除了我们要有深厚的专业知识外，还要求我们必须掌握一些工作时运用到的一些基本应用软件，比如CAD制图软件，WORD文档工具等等。致 谢这次的毕业设计在陈鹏导师的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识、严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的崇高风范，朴实无法、平易近人的人格魅力对本人影响深远。不仅使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法，还使本人明白了许多为人处事的道理。本次毕业设计从选题到完成，每一步都是在导师的悉心指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！在做毕业设计的过程中，遇到了很多的问题，在老师的耐心指导下，问题都得以解决。所以在此，再次对老师道一声：老师，谢谢您！时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。离校日期已日趋渐进，毕业设计的完成也随之进入了尾声。从开始进入课题到设计的顺利完成，一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！在此我向四川职业技术学院机制专业的所有老师表示衷心的感谢，谢谢你们三年的辛勤栽培，谢谢你们在教学的同时更多的是传授我们做人的道理，谢谢三年里面你们孜孜不倦的教诲！三年寒窗，所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。很庆幸这三年来我遇到了如此多的良师益友，无论在学习上、生活上，还是工作上，都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在一个充满温馨的环境中度过三年的大学生活。感恩之情难以用言语量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。参 考 文 献1李庆寿 机床夹具设计M. 北京： 机械工业出版社 1983，42顾崇衡 .机械制造工艺学M.陕西科学出版社.1995。3邹青 .机械制造技术基础课程设计指导教程M . 机械工业出版社，200.8。4崇凯 .机械制造技术基础课程设计指南M.化学工业出版社 .2006.12。5周开勤 .机械零件手册M.高等教育出版社 .1994。6大连组合机床研究所 .组合机床设计M.机械工业出版社 .1978。7李云.机械制造及设备指导手册M.北京:机械工业出版社 .1997.8。8孟少农.机械加工工艺手册M.北京:机械工业出版社.1991.9。9李庆寿.机床夹具设计M.北京：机械工业出版社 .1984。10于骏一 .机械制造技术基础M.北京：机械工业出版社.2000。11赵家奇 .机械制造工艺学课程设计指导书2版M.北京:机械工业出版社.2000.10。12陶崇德.葛鸿翰 .机床夹具设计.第二版M.上海：上海科技技术出版社 .1989。13黄健求.机械制造技术基础M. 机械工业出版社 .2005。14杨叔子. 机械加工工艺师手册M. 机械工业出版社 .2000。