1、课程设计说明书阀腔机械加工工艺及夹具设计目 录第 1 章 引 言.31.1 机械加工工艺规程制订.31.2 机械加工工艺规程的种类.41.3 制定机械加工工艺规程的原始资料.4第 2 章 零件的分析.42.1 零件的作用.42.2 零件的工艺分析.52.3 零件的生产纲领.52.4 零件的生产类型.52.5 零件图.5第 3 章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图.73.1 选择毛坯.73.2 确定毛坯尺寸及公差等级.73.3 设计毛坯图.9第 4 章 选择加工方法、制定工艺路线.104.1 粗基准的选择.104.2 精基准的选择.104.3 零件表面加工方法的选择.114.4 制定工艺路线.
2、114.5 各工序尺寸和偏差.13第 5 章 选择加工设备及刀具、夹具、量具.155.1 机床的选择.155.2 刀具的选择.155.3 量具、夹具的选择.16第 6 章 确定切削用量及基本时间.166.1 工序 III 切削用量及基本时间的确定.166.2 工序 IV 切削用量及基本时间的确定.196.3 工序 V 切削用量及基本事件的确定.206.4 工序 VI 切削用量及基本时间的确定.216.5 工序 VII 切削用量及基本时间的确定.286.6 工序 VIII 切削用量及基本时间的确定.296.7 工序 IX 切削用量及基本时间的确定.32第 7 章 车宽 7.3，外圆直径 100.
3、6H11 的环形槽专用夹具设计.347.1 问题的提出.347.2 夹具的设计.347.2.1 定位基准的选择.347.2.2 定位元件的设计.347.2.3 切削力夹紧力和夹紧力.357.3 确定夹具体结构和总体结构.387.4 夹具操作说明.39总结.40参考文献.42致谢.43 第 1 章 引 言机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对
4、某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。1.1 机械加工工艺规程制订 生产过程与机械加工工艺过程。生产过程是指将原材料转变为成品的
5、全过程。它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下：1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。2.机械加工工艺
6、规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。1.2 机械加工工艺规程的种类机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。1.3 制定机械加工工艺规程的原始资料制订机械加工工艺规
7、程时，必须具备下列原始资料：1.产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。2.毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。3.车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。4.各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。第 2 章 零件的分析2.1 零件的作用设计中所给定的阀腔是普通油阀中的阀腔，从零件图上分析，大体作用为：通过阀腔作为油的分油岔口，将液压
8、油输送到阀体，其中100mm的内孔与阀体结合，100mm的内孔有110mm的凹槽，用于垫密封胶圈，阀腔底部孔65mm外圆有宽 73mm深 3.5mm的凹槽与阀座配合，用于垫密封橡胶圈，保证密封性，防止漏油。2.2 零件的工艺分析 通过零件图的绘制（上图）、分析、研究。该零件的结构要求合理，符合工艺要求。从零件图上可以看出，阀腔零件还算比较规则，属于箱体零件，上、下端面通过粗铣、半精铣、精铣即可达到所需表面粗糙度。100H8mm孔、65mm孔、76mm孔通过镗孔加工可以达到所需技术要求，与76mm孔端面有平行度要求，加工精度要求较高。6M12-6H 的螺纹孔相对100mmH8 孔的轴线互成 60
9、分布，其径向设计基准为110H11mm孔的轴线，轴向设计基准是100mmH8 孔外圆的左端面，220mm孔分布于100mmH8 孔两侧，加工要求在阀腔的对称中心线上。2.3 零件的生产纲领 零件的生产纲领主要是指包括备品、废品在内的计划期内产量。在制定机械加工工艺规程时，零件的生产纲领是一项非常重要的指标。零件的年生产纲领计算式如下：N=Qn(1+a%)/(1-b%)式中：N零件的年产量，件/年；Q产品的年产量，台/年；n每台产品中该零件的数量，件/台；a%备品率；b%废品率。本设计中备品率 a=5%,废品率 b=1%，已知批量为 600 件。因为产品年产量未给定，故本设计中无法计算零件的年生
10、产量。如有产品年产量，则带入上述公式便可求得零件年产量。2.4 零件的生产类型根据设计指导书要求，生产类型选择中批生产。2.5 零件图阀腔零件图如图 1 所示：图 1 阀腔零件图第 3 章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图3.1 选择毛坯零件的材料为 QT450-10，力学性能 b450，硬度：160210HBS（查机械设计课程设计手册表 2-4 得），基本组织碳素体，能承受冲击、振动。从提高生产效率和保证加工精度方面考虑，由于零件的生产类型为中批生产，零件的轮廓不大，选用砂型铸造，采用机器造型（查机械制造手册），铸造精度 2 级，铸件应符合 JB9140-1999容积式压缩机球墨铸铁技术条
11、件的规定，能够保证铸件的尺寸要求，由于铸件的主要缺点是力学性能差，阀体在控制液压油时，在阀腔内壁会产生压力，故铸件需进行回火处理。3.2 确定毛坯尺寸及公差等级根据课程设计所提供的原始数据及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，毛坯的初步设计如下：由毛坯的选择可知，选铸铁里的球墨铸铁较好，故根据机械制造技术基础课程设计手册表 2.8，该铸件加工余量等级为 G，铸件的公差等级为 CT8-CT10。面加工为单边余量，孔加工为双边余量。1、阀腔的上下端面通过查表，该阀体的上端面的粗糙度要求是Ra6.3um，通过一次粗铣加工即可达到所需表面粗糙度，选取经济精度为 IT10,；下端面的粗糙度要求为Ra
12、1.6um，需要经过粗铣、半精铣、精铣等加工才能满足光洁度的要求，取经济精度为IT8 级，选取加工余量等级为G。通过查表 2.9 和根据加工精度等级得，阀腔的下端面单边的加工余量为 2.5mm，上端面单边余量为 3.5mm。阀腔的侧面精度要求不高，表面粗糙度也不要求。2、76mm 孔的加工76mm 孔的表面粗糙度为 Ra1.6um，粗镗、半精镗、半精镗达到工序要求。加工余量等级也为 G 级，公差等级取 IT8，通过查表阅关资料，粗镗、半精镗、精镗的单边加工余量之和为 2.5mm（双边余量之和为 5mm）。3、100H8mm孔的加工该孔的粗糙度为 Ra1.6um，通过粗镗、半精镗、精镗才可达到加
13、工工序要求加工余量仍然为 G 级，公差等级取 IT8，粗镗、半精镗、精镗的单边加工余量之和为 2mm（双边余量之和为 4mm）。4、65mm孔的加工该孔的粗糙度为 Ra1.6um，通过粗镗、半精镗、精镗才可达到加工工序要求加工余量仍为 G 级，公差等级取 IT8，粗镗、半精镗、精镗的单边加工余量之和为 2mm（双边余量之和为 4mm）。5、其他孔因直径太小，不铸造出孔，故无加工余量。由机械制造技术基础课程设计指南表达式 3-3 有：R=F+RMA+CT/2(RMA 与铸件其他尺寸间的关系)R=F+2RMA+CT/2（双侧机械加工）R=F-2RMA-CT/2（内圆面机械加工）（其中 F 为零件尺
14、寸，RAM 为机械加工余量）由以上公式，带入余量和公差计算得，零件各部分毛坯尺寸如表 1：（毛坯的偏差按1/3-2/3 入体原则标注）表 1 毛坯尺寸及公差等级项目上下端面公差等级上：10 下：8988加工面基本尺寸 F/mm857610065铸件尺寸公差 CT/mm上：3.2下：1.62.21.61.6机械加工余量等级GGGGRAM/mm（单边）上：3.5 下：2.52.522毛坯基本尺寸 R/mm913.3 设计毛坯图（1）确定拔模斜度 根据机械制造工艺手册查出拔模斜度为 5。（2）确定分型面 由于毛坯形状前后对称，且最大截面在中截面，为了起模及发现上下模在铸造过程中的错移，所以选择前后对
15、称的中截面为分型面。（3）毛坯的热处理方式 为了消除内应力，铸件取出后要进行回火处理。另附毛坯图图纸如图 2：图 2 阀腔毛坯图第 4 章 选择加工方法、制定工艺路线4.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：1、粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。2、选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准
16、加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。3、应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。4、应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。5、粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。为了满足上述要求，基准选择以后钢板弹簧吊耳外圆端面作为粗基准，先以后钢板弹簧吊耳大外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。粗基准的选择：粗基准选择时，应考虑到加工表面和不加工表面之间的位置尺寸，合理分配各表面的加工余量，毛坯误差对加工的影响等，粗基准的选择对后面精加工至关重要，从零件图可以看出，阀腔零件比较规则，为保证上、下端面的位置精度要求，选择阀腔顶面作为粗基准，根据粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基
