Z3050摇臂钻床预选阀体机械加工工艺规程及镗孔工装夹具设计

湖南大学衡阳分校0湖南大学衡阳分校课程（毕业）设计题目Z3050摇臂钻床预选阀体机械加工工艺规程及镗孔工装夹具设计专业机制班级二○○三级四班学生姓名万敏指导教师范志明2006年5月22日湖南大学衡阳分校1目录1.前言部分2.机械制造工艺设计任务书3.参考文献4.零件分析5.确定毛坯6.拟定工艺路线7.铣平面工艺计算8.镗孔的计算9.钻孔的计算10.磨削加工计算11.镗孔专用夹具设计12.毕业设计的总结湖南大学衡阳分校2前言部分机械制造工艺毕业设计是完成大学全部课程，并进行了毕业实习的基础上进行的一个重要的教学环节。这次设计要求我们能综合运用所学的基本理论并结合生产实际中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（预选阀体）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册，图表等技术资料及编写技术文件的一次实践机会，为今后从事的工作打下良好的基础。湖南大学衡阳分校3机械制造的工艺设计任务书1.设计的题目：设计预选阀体的机械加工工艺规程及镗孔工装夹具设计2.原始资料：1)生产纲领：10万件／年2)生产类型：中批量产量3)车间工作制：两班制3.设计内容1)零件毛坯合图1张2)机械加工工艺过程卡1套3)机械加工工序卡1套4)专用夹具体1副5)设计说明书1份湖南大学衡阳分校4参考文献文献（1）：《机械制造工艺设计简明手册》哈尔滨工业大学李益民主编文献（2）：《切削用量简明手册》（第三版）艾兴、肖诗纲主编文献（3）：《机械加工技术手册》北京出版社出版文献（4）：《金属切削机床夹具设计手册》（第二版）机械工程出版社浦林祥主编文献（5）：《机床夹具设计手册》上海科技出版社王兴斗王春福主编文献（6）：《机械机械类专业毕业设计指导书》华中理工大学出版社周甬明主编文献（7）：《机床夹具设计》华中理工大学出版社宋殷主一．零件的分析1.预选阀体是一种液压元件，它五个表面均需要铣削加工，孔Φ40H7的加工精度，及各油路孔系的位置精度要求高，此外还需要加工一系列的螺纹孔。2.参考文献(3)中有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度，各个孔位置精度，尺寸精度均可达到。二．确定毛坯、画毛坯零件合图根据零件材料确定毛坯为铸件，由任务书知生产批量为中批，所以毛坯的铸件方法采用砂型机器造型。又由内孔2-Φ40均需要铸出33孔，故还应安放型芯。此外，为了消除残余应力，铸件应安排人工时效。参考文献（1）表2.2-3该种铸件的尺寸公差等经(T为8～10级)加工余量等级MA为G。故取CT为9级，MA为G级加工。参考文献(1)表2.2-4，用查表法确定各表面的总余量如下表：湖南大学衡阳分校5加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量说明低平面91×164G3单侧面加工左侧面91×84G4双侧加工右侧面91×84G4双侧加工前平面84×164G2.5双侧加工后平面84×164G2.5双侧加工2-Φ40孔Φ40H3.5双侧加工主要毛坯尺寸：主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差G底平面844883左右侧平面1644＋41724前后平面912.5＋2.5962～42-Φ40孔Φ403.5＋3.5Φ333三．拟定工艺规程根据各表面的加工要求和各种加工原则和：“先面后孔，基准统一”以及各种加工方法所能能达到的经济精度确定各表面加工的方法和顺序。要加工的表面均采用铣平面的方法，大于30的孔选用镗孔，而直径小于30的孔选用钻孔，扩孔等加工。初步拟定加工工艺路线如下：工序号工序内容铸件时效湖南大学衡阳分校6涂底漆钳工划线10铣13×14端以164×（91－33）＝164×78底面为基准20铣84×91左右侧面30铣164×84前后两侧面40铣164×（91×13）＝164×7850车2-Φ40孔60车2-Φ64孔70车2-Φ42.580钻孔4-Φ5.890钻2-Φ7两孔，扩成Φ11，钻Φ8孔100钻4-M4-6H深8110钻6-Φ38，4-Φ6，5-4M×1.56-H（孔径为12.5）120钻2-Φ4.2及Φ6孔130钻11-Φ6，Φ8，Φ14.5，2-Φ6.1，Φ12.5，12－Φ38攻丝M16×15-6H攻丝11－M14×1.5-6H140攻螺纹各孔150磨2-Φ40孔160检验170入库以上工序过程看出基准变化，由于多次更换基准，增大了误差，而车2-Φ40时湖南大学衡阳分校7两孔的位置要求难以保证。平面加工时没排在铣槽前，也不妥。修改后的工艺路线如下：序号工序内容铸造时效涂底漆钳工划线10粗铣91下平面20以91下平面为基准30铣164左右保证164至要求40铣底平面164×9150以164×78底面为基准铣13×14端60精镗，半精镗2-Φ40H7为Φ39.5，2-Φ6270粗镗，半精镗槽1.7H×Φ42.6成，保证12.580钻俯视图上4-Φ5.80.150（见C-C视图）钻2-Φ7两孔，扩Φ11成（B-B）钻Φ8钻4-M4-6H深8，回转9090钻6-Φ3.80.150孔（左视图）钻4-Φ65-M14×1.5H6H和孔Φ6深96，回转90100钻2-Φ4.2及Φ6孔（俯视图），回转90110钻6-Φ3.80.150，Φ5.80.150深6，回转90120钻主视图上各孔湖南大学衡阳分校8130攻各孔螺纹140平面J,K各螺纹空按图示位置打上7号字头，深0.3150内磨：磨Φ40H成，保证1010.005，◎0.005，⊥0.05160检验170入库由于生产类型加工中批量生产，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式为以通用及机床加工夹具为主。四．机加工计算一铣平面:考虑到工件的定位夹紧方案以及参考文献(1)表4.2-35及夹具结构设计问题,采用立铣.选择X52K立式铣床,选择直径为Φ160mm的参考文献(2)表3.1端铣刀.选择YG6硬质合金刀片.1.粗铣91下平面,91上平面由于刀具与铣床已确定,故选择切削用量①确定ap由于加工余量为4mm,故可一次走刀完成得ap=h=4mm②确定每齿进给量fz由文献(2)表3.7查得fz=0.14～0.24mm/z取fz=0.18mm/z③确定铣刀具寿命,根据文献(2)表3.7查得T=180min④由于do=160mmz=14查文献(2)表3-16得:Ut=77m/minn=154r/minuft=337mm/min由于各个修正系数查参考文献(2)表3.9Kmu=kmn=kmu=1.0Ksu=ksm=ksvf=1.0故uc=utkc=77×1.0=77m/minN=154×1.0×1.0=154r/minUf=uft×kut=337×1.0×1.0=337mm/min经查文献(1)表4.2-36得:Nc=150r/minufc=375mm/min故可得uc=⑤检验:故pcc=5.6kw有文献(2)表3.23查的由do=160mmz=14uf=375mm/min故pa=5.6kw经查文献(1)表4.2-35机床功率为75kw则7.5×0.85=6.375kw5.6kw故机床功率足够.湖南大学衡阳分校9⑥工时计算tm=L/uf式中L=l+y+△由于l=96根据文献(2)表3.26对称安装铣刀y+s=23mmTm=∴t总=2tm=0.32×2=0.64min2.粗铣`半精铣左右两侧面:①由于铣床,铣刀可不变,铣削深度ap=h-1=2.5-1=1.5mm由fz=0.14～0.24mm/z可取Fz=0.18mm/z②确定粗铣时的uc以及uf经查文献(2)表3.16可知Uc=98m/minufc=429mm/minn=195r/min(参考文献2表3.7)③由文献(1)4.2-36查④故实际值3.1416019095.5min10001000DcdnmU4750.1819014zccVfcmmfznZ⑤由于本工序加工功率小于前道工序功率所以机床的功率足够.故采用ap=1.5mm,n=190r/minUfc=475mm/minUc=95.5m/minFzc=0.18mm/z进行加工⑥计算基本工时式中L=l+y+△由于l=96根据文献(2)表3.26对称安装铣刀y+s=23mmTm=∴t总=2tm=0.39×2=0.78mm⑦确定半精铣的铣削深度由文献(1)表2.3-21查得ap=1mm根据所选铣床以及刀具可取fz=0.18mm/z确定铣刀寿命T=180min查文献(2)表3.7可得切削速度uc,uf由文献(2)表3.16可知Vc=98m/minn=195r/minvft=429mm/min各系数不变均为1.0故uc=98m/minn=195r/minuf=429mm/min经查文献(1)表4.2-36的得nc=235r/minufc=475mm/min由上可得其实际值为湖南大学衡阳分校1031416023511810001000minDcdnmV4750.1523514fcZCcVmmfznz由于机床功率明显足够故可采用::1pdmm235minrn475minfcmmV⑧计算基本时间mfLtV⑨由于L+Y+由文献(1)4.2-36查得Y+=23mm故164230.39min475mfLytV=20.3920.78minmTt3.粗铣底平面:①所选刀具和铣床不变,确定其铣削深度∵ap=3mm由于加工余量小,所以可以一次走刀完成.②初步选定每齿进给量fz=0.18mm/z③由文献(2)表3.7可得铣刀寿命T=180min④由文献(2)表3.16查得uc及uf切削速度vc=86m/min每分钟进给量uft=378mm/minN=175r/min各修正系数不变均为1.0查文献(1)4.2-36得Nc=190r/minvft=475mm/min31416019095.510001000minDcdnmV由于所需功率比最大所需功率小所以铣床的功率是足够的⑤计算基本工时mfLtV其中L=L+Y+查文献(2)3.26得Y+=23mm故1870.39min475mt湖南大学衡阳分校114.铣槽13×14选用铣床为X52K,铣刀为YG6硬质合金刀片铣刀的直径为do=80mmz=10由于切削用量为13较大,则分为4次走刀加工Fz取0.18mm/z根据文献(2)表2.36得刀具寿命T=180min由文献(2)表2.27得:uvovvmxyuvfupzecdqckTafazm=0.35xv=0.15yv=0.32fv=0.2cv=245∴0.350.150.320.22450.080.281min0.000180.00041800.014vvvvvDvcvxyuFmpzecdqmVktafaz又由1000DcdnV可得375mincrn又0.18fczcvvvnz查文献(1)42-37得750minfcmmv由上可得实际值7500.237510fcZCcVmmfznz经校核机床功率足够计算基本工时mfLtV其中L=l+y+=4mm故16440.224min750mfLtV40.22440.896minmTt二镗孔:精镗，半精镗2-Φ40H7为Φ39.5，2-Φ62及1.7H×Φ42.6考虑到工件定位方案采用卧式镗床T68湖南大学衡阳分校121TA20m型削头,功率选为2.0kw,选择专用夹具,游标卡尺.1.粗镗2-Φ40孔由文献(1)表2-3-10查得粗镗后孔的直径为Φ8精镗后为39.52.粗镗余量为:38332.52mm查文献(1)biao2.4-180取v=0.4m/s=24m/min取进给量f=0.2mm/r01000100024197/min3.1439vnrd查文献(3)表2.4-21的:9.8160nfzyfznfzzfzpfzfcafuk查文献(3)表2.4-21可得取cfz=180xfz=1YFZ=0.75Nfz=0kFz=1则41