机械制造技术课程设计-阀盖加工工艺规程及钻4-M10孔夹具设计.docx

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1、题目阀盖加工工艺规程及钻4-M及专用夹具设计摘要本文对阀盖的作用和工艺性进行了分析，详细介绍了阀盖加工工艺过程的制定:1、阀盖定位基准的选择，2、阀盖制定加工工艺路线，3、阀盖选择加工设备及阀盖工艺装备，4、确定阀盖切削用量及阀盖加工基本工时。然后介绍阀盖加工夹具的设计及阀盖计算，包括阀盖本工序的加工方式分析，再对确定夹具加工类型，租后确定加工方案和选择阀盖定位元件确定夹紧方案，确定加工对刀装置最终阀盖设计专用夹具。本设计上零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计，零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与

2、平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。主要加工工序安排是先加工出底平面，再以底平面定位加工出各个孔系。整个加工过程选用组合机床，夹具选用专用夹具，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于批量，流水线上加工,能够满足设计要求。关键i司：阀盖，工艺规程，夹具第一章绪论4第二章零件的分析52. 1零件的作用53. 2零件的工艺分析5第三章拟定阀盖加工工艺路线73.1 确定毛坯的制造形式74. 273.2.1粗基准的选择83.2.2精基准的选择83.3制定工艺路线9第四章加工余量确定及工序尺寸计算144.1毛坯余量144.2阀盖各平面加工工序余量154.3组装孔680加

3、工工序余量154. 4各通孔的加工工序余量155. 5切削用量及机械加工时间的计算16第五章钻4-Mlo孔夹具的设计216. 1确定设计方案215.2自由度的限制215.2计算加紧力22结论24参考文献25第一章绪论随着科技的进步，机械制造业也正日新月异地变化着，对机械产品的要求也日趋严格，特别是在加工精度方面。为了保证产品的精度要求，必须协调产品加工中的每一个方面，因为任一方面的误差累积起来，将对产品的精度产生间接的影响。制造业中尤其是机械制造业，在产品生产过程中按照特定工艺，不论其生产规模如何，都需要种类繁多的工艺装备，而制造业产品的质量、生产率、成本无不与工艺装备有关。随着不规则形状在现

4、代制造业中的广泛应用，如何保证这类的加工精度就显得尤为重要。高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一。数控加工取代传统加工占据生产制造的主导地位已成为一种趋势，但由于历史的原因，传统的加工设备与先进的数控机床并存，是目前乃至今后很长一段时期内大多数制造企业的设备现状。如何从工艺的角度根据各企业的设备现状、产品生产规模、结构形式与加工精度要求等方面来合理地进行产品工艺方案设计，充分发挥企业现有数控设备与传统设备的加工效率，使企业设备资源与人力资源得到充分利用，需要从多个方面来探讨。其中数控编程系统正向集成化，网络化和智能化方向发展。第二章零件的分析1.1 零件的作用阀盖在整个工作总成中起支

5、撑和连接作用，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各传动机构的正确安装，是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。因此阀盖的加工质量的优劣，将直接影响到轴和齿轮等零件位置的准确性，也会影响阀盖的寿命和性能。该阀盖零件是基础零件，它将轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使得它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调传递运动和动力。该阀盖零件箱壁上各个纵向孔用于安装轴承，故精度要求偏高。在同一轴线上的G11/2有位置要求。外表面需与其他部件装配，有位置要求。1.2 零件的工艺分析由图零件图可得知，此阀盖的加工可以分为三部分,分别为车削加工，铳削加工和钻销加工。2. 2.1平面加工(1

6、)面的加工特征包括阀盖的端面加工，外六角头部分的加工，其表面要求上下端面粗糙度要求为Ral2.5080孔的加工，端面粗糙度要求为Ra6.3,其余加工面精度要求不高，还有表面为不加工处理。3. 2.2孔的加工(1)孔的加工特征包括大孔、小孔。大孔为大头孔Gll2,5O孔42,这些孔中大头孔表面粗糙度要求Ra6.3,80(0,+0.03)孔要求Ra6.3(2)Gll/孔和中80(0,+0.03)孔之间应该保证在同一直线上的同心度要求。阀盖上有4个螺纹孔，表面粗糙度要求达到Ra6.3,所以需将上下阀盖结合起来进行轴孔的钻销工序。阀盖零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗

7、加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。由以上分析可知，对这两部分的加工而言，我们可以先进行平面加工，然后进行孔的加工，加工孔时使用一面两孔的定位方式，采用专用夹具，并且保证他们的尺寸精度要求。阀盖主要加工部分是底面、80(0,+0.03)、通孔和螺孔，其中80(0,+0.03)在阀盖、阀盖合箱后再进行镇孔加工，以确保中80(0,+0.03)中心线与G11/2分割面的位置，以及两个孔中心线的平行度和中心距。整个阀盖壁薄，容易变形，在加工前要进行时效处理，以消除内应力，加工时要注意夹紧位置和夹紧力大小，防止零件变形。阀盖、阀盖底面，底面上的孔的加工，采用专用钻模，这样可以保证孔的位置精度要求。零件图

8、如下图所不：图1阀盖零件图第三章拟定阀盖加工工艺路线3.1 确定毛坯的制造形式考虑到阀盖在工作过程中并不承受较大的交变及冲击性载荷，而灰铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性也较好，因此，一般阀盖零件的材料大都采用灰铸铁，其牌号选用HT200。生产类型的确定：阀盖零件在设计加工工艺生产中，生产纲领设定为为：N=Qn（l+a%）（l+b%）（件/年）其中，阀盖产品年产量Q为台/年，每台阀盖产品中该零件的数量为n件/台，阀盖零件备品率为凝，阀盖零件废品率为b%。从加工公寓的初始资料和设计的夹具计算结果可知，该阀盖零件为中批生产。生产纲领3000件/年，阀盖备品率为2%,阀盖废品率为0

9、.5%,因此阀盖年产量：Q=阀盖生产纲领X阀盖每台件数X（1+阀盖备品率）（1+阀盖废品率）Q=3000xlx（1+0.02）X（1+0.005）Q=3076日产量=Q260=12（件）日产量（一天2班）=日产量Days=6件/天由于零件结构复杂，毛坯质量小于100公斤，年产量在5000到10000件内，零件属于轻型，中批量生产，考虑到现有条件和技术水平，可以采用金属摸机器造型，毛坯的精度较高，毛坯加工余量可适当减少。3.2基准的选择根据作用的不同，基准可分为：设计基准零件设计图样上所采用的基准，称为设计基准。这是设计人员从零件的工作条件、性能要求出发，适当考虑加工工艺性而选定的。一个零件图上

10、可以有一个也可以有多个设计基准。工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，成为工艺基准。其中又包括工艺基准、定位基准、测量基准和装配基准。定位基准工件在机床上或夹具中进行加工时用作定位的基准，称为定位基准。当加工主轴颈时，其位置是由夹具上定位相接的面确定的，故该接触面即是本道工序的定位基准。测量基准在测量时所采用的基准，称为测量基准。根据不同工序要求测量已加工平面位置时使用不同的测量基准，如测量曲轴总长时应以曲轴两端面为测量基准。装配基准在机器装配时，用来确定零件或部件在产品中所采用的基准，称为装配基准。3.2.1粗基准的选择由于阀盖的结构比较复杂，加工表面多，粗基准选择的恰当与否，对加工面和不加

11、工面间的相互位置关系及个加工面的加工余量分配了很大的影响，必须全面考虑。选择粗基准时，应注意以下几点要求：保证重要的加工表面有足够的加工余量；装入阀盖内的齿轮和其他回转零件与阀盖内壁有足够的间隙，不致发生干扰。注意保持阀盖必要的外形尺寸。此外，还应保证定位，加紧可靠。如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准，如在工件上有很多不加工表面。则应有与其中的加工表面的位置精度要求较高的表面作粗基准。如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准。选作粗基准的表面应平整，没有浇口或飞边等缺陷，以便定位可靠。粗基准只能用一次，以免产生较大的的位置误差

12、。根据以上原则，本零件选取阀盖底面作为粗基准。3.2.2精基准的选择精基准的选择主要遵循以下原则：用公用基准作为精基准，以消除不重合误差，即“基准重合原则。尽可能使各个工序的定位都采用同一基准，即“基准统一”。当精加工或光整加工工序要求余量小而无效均匀时.，应选择加工表面本身作为精基准，即“自为基准”原则。为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，遵循“互为基准”原则。精基准的选择，尤其是主要定位面，应有足够大的面积和精度，以保证定为基准可靠。同时还应使夹紧机构简单，操作方便。即“便于装夹”原则。在精基准的选择上，主要考虑基准重合和基准统一等问题，本次选择以顶面及右侧面定位，精加工分割面，符合基

13、准重合和基准统一的原则。3.3制定工艺路线该阀盖零件的主要加工表面是孔系和装配基准平面。如何保证这些表面的加工精度和表面粗糙度孔系之间及孔系与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度，是阀盖零件加工的主要工艺问题。此零件为成批生产，可采用专用夹具使工序集中，以提高生产效率，由于盖需要加工的平面较少，且要求不太高，而孔的加工比较复杂，所以在制定工艺路线是，先考虑加工平面，然后再采用专用夹具进行孔加工。各个孔均有较高的位置度要求，右端面轴孔自身有较高的同轴度要求。端面精度和加工方法相同，故它们的加工宜采用工序集中的原则，即分别在一次装夹的情况下将两面或孔同时加工出来，以保证其位置精度。分离式阀盖

14、工艺路线与整体式阀盖工艺路线的主要区别在于，加工过程分为两个大的阶段，先对盖和低座分别进行加工，而后再对装配好的整体阀盖进行加工。第一阶段主要完成平面，紧固孔和定位空的加工，为阀盖的装合做准备；第二阶段为在装合好的阀盖上加工中80(0,+0.03)及其端面。在两个阶段之间应安排钳工工序，将盖与底座合成阀盖，并用二锥销定位，使其保持一定的位置关系，以保证中80(0,0.03)的加工精度和撤装后的重复精度。3.3.1主要表面与次要表面的加工顺序安排原则(1)基准先行。(2)主要表面的粗精加工要分开，以消除切削力带来的变形。(3)次要表面的加工，经可能在同一次装夹中加工，以减少装夹次数，节省辅助时间

15、，提高个表面的相对位置精度。3. 3.2热处理工序的安排退火安排在机械加工之前。4. 3.3辅助工序的安排(1)划线工序安排在机械加工之前。(2)清洗工序紧接在光整加工之后。(3)油漆工序安排在机械加工之后。5. 3.4检验工序的安排(1)粗加工全部结束后，精加工之前。(2)零件从一车间到另一个车之前。(3)重要工序之前后。(4)零件全部加工结束之后。6. 3.5工艺路线的拟定机械加工工艺规程的制定，大体可分为两个步骤。首先是拟定零件加工的工艺路线,然后再确定每一道工序的工序尺寸、所用设备和工艺装备以及切削规范、工时定额等。这两个步骤是互相联系的，应进行综合分析。工艺路线的拟定是制定工艺过程的总体布局，主要任务是选择各个表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序，以及整个工艺过程中工序数目的多少等。拟定工艺路线的一般原则为1、先加工基准面零件在加工过程中，作为定位基准的表面应首先加工出来，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。称为“基准先行”。2、划分加工阶段加工质量要求高的表面，都划分加工阶段，一般可分为粗加工、半精加工和精加工孔阶段。主要是为了保证加工质量；有利于合