设计“阀腔”零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具

机械制造技术基础课程设计任务书课程设计说明书设计题目设计“阀腔”零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具班级学号：设计者指导教师2009，7，2机械制造技术基础课程设计任务书题目:设计阀腔的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具内容：1.零件图1张2.毛坯图1张3.机械加工工艺过程综合卡片1张4.夹具装配图1张5.夹具体零件图1张6.课程设计说明书1张目录一、序言——————————3二、零件分析————————3三、工艺规程设计——————5四、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定————————6五、确立切削量及基本工时——9六、夹具设计————————20七、设计总结———————21八、参考书目————————21一、序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。二、零件的工艺分析(一)、零件的作用题目所给的零件是阀腔，主要作用是用于液体流通，对侧面和内腔的加工要求低，对下表面的加工精度要求比较高，对上表面的表面粗糙度要求也较高。而对孔的精度要求很高，尤其是φ110mm的孔有平行度和同轴的要求，加工有困难但是毛坯直接铸造出，可降低难度。零件图及零件的三维图分别如图1和图2。AAxAB6.31.66.3H11图一图二(二)、零件的工艺分析通过对该零件的重新绘制，知道图样的视图正确，完整尺寸，公差及技术要求齐全。但下表面的精度较高。要进行精铣才能达到粗糙度要求。该零件属于腔体类零件，它的内表面和侧面都是直接铸造出来的，在加工时很方便，但要同时保证φ110mm的平行度和同轴度比较困难，但毛坯基本确定位置，所以简单了许多(三)、零件的生产类型零件为成批及大批量生产，毛坯铸造出来。三、工艺规程设计（一）、确定毛坯的制造形式零件材料为QT450—10，考虑零件结构比较简单，但内腔形状比较复杂，故选择铸件毛坯。（二）、基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1）、粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，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粗基准。根据这个基准选择原则，现选取阀腔的上表面为粗基准，利用一面两孔定位。（2）、精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。（三）、制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案一:工序一：先铸件回火工序二：以上表面定位，粗铣半精铣精铣下表面工序三：以下表面定位，粗铣半精铣上表面工序四：以底面和一短销定位，锪平φ28钻4Xφ18圆台的通孔工序五：以上表面定位，粗精铣下表面环行槽，并刮研工序六：以外圆面和左端面定位，粗镗φ110mm的圆和φ85的圆工序七：粗镗φ100mm和φ65mm的内孔，在半精镗和精镗φ100mm和φ65mm的内孔工序八：在粗镗φ76mm的孔，半精镗精镗φ76mm的孔工序九：钻扩2个φ20mm的锥孔工序十：组合机床钻10*φ10.5mm小孔、攻M12螺纹孔。工序十一：去毛刺，检验工艺路线方案二：工序一：先铸件回火工序二：以下表面定位，粗铣半精铣上表面工序三：以上表面定位，粗铣半精铣精铣下表面工序四：粗精铣底面环行槽，并刮研工序五：以外圆面和左端面定位，粗镗φ110mm的圆和φ85的圆工序六：粗镗半精镗和精镗φ100mm，在粗镗半精镗和精镗φ65mm的内孔，工序七:在粗镗φ76mm的孔，半精镗精镗φ76mm的孔工序八：钻4Xφ18圆台的通孔工序九：以底面和一短销定位，钻扩2个φ20mm的锥孔工序十：钻床钻10*φ10.5mm小孔、攻M12螺纹孔。工序十一：去毛刺，检验上面工序无法保证加工的相对位置要求比较以上两个方案，方案二换刀过多，影响加工的效率，而方案一的回火在第一道工序，铸件有应力，回火是减小应力，有利于加工，方案一综合这两方面考虑，从而是可行的。综合以上两个方案，得出我的工艺方案，我选方案一。四、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定（一）、毛胚的基本尺寸确定：阀腔零件材料为QT450-10，硬度190～210HB，生产批量成批及大批量，铸造毛坯。查《铸件尺寸公差与机械加工余量》确定步骤如下1.求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长335.5mm，宽198mm，高85mm。故最大轮廓尺寸为335.5mm.。2.选取公差等级CT由表5-1铸造方法按机器造型，铸件材料按球墨铸铁得公差等级CT范围8-12级，取9级3.求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由表5-3得，公差带相对于基本尺寸对称分布。4．求机械加工余量等级由表5-5知球墨铸铁用砂型铸造机器造型和壳体的方法选得机械加工余量等级E-G级，取为F级。5．求RMA，对所有加工表面取同一个数值，由表5-4查最大轮廓尺寸为335.5mm，机械加工余量等级为F级，得RMA数值为2.5mm6．求毛坯基本尺寸：底面为单侧加工，算得：R=F+RMA+CT/2=85+1+3.2/2=87.6，圆整为88mm。孔φ100为双侧加工，算得R=F-2RMA-CT/2=100-2×1-3.2/2=96.4，圆整为96mm。孔φ65为双侧加工，算得R=F-2RMA-CT/2=65-2-3.2/2=61.4，圆整为61mm。孔φ76为双侧加工，算得R=F-2RMA-CT/2=76-2-3.2/2=72.4，圆整为72mm。（二）、各工序之间的加工余量及公差：1、粗铣、半精铣、精铣阀腔下表面的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度表面粗糙度Ra/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm精铣1.371.683.983.91.6半精铣1.782.585.685.62.5粗铣296.387.687.66.3铸造87.687.62、粗铣、半精铣阀腔上表面的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/mm表面粗糙度Ra/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm半精铣1.086.386.12.5粗铣1.5912.587.66.3铸造3、粗镗、精镗、精铰φ100孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/mm表面粗糙度Ra/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm精镗0.1271.6100Φ100035.00。1.6半精镗0.12102.599.88Φ99.8823.002.5粗镗1126.399.76Φ99.766.3铸造98.764、粗镗、精镗、精铰Φ65孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/mm表面粗糙度Ra/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm精镗0.571.660.9Φ61.41.6半精镗1.5102.559.4Φ59.92.002.5粗镗2126.357.4Φ58.46.3铸造57.4Φ57.45、粗镗、半精镗Φ110孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/mm表面粗糙度Ra/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm粗镗0.46126.3109.18Φ1066.3半精镗0.23106.3109.64Φ1096.3精镗0.1376.3109.87Φ1102.006.36.粗镗Φ85孔。（分四次粗镗）的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/mm表面粗糙度Ra/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm粗镗0.46121.684.18Φ84.181.6半精镗0.23101.684.64Φ84.641.6精镗0.1371.684.87Φ84.871.67、粗镗、精镗、精铰φ76孔工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/mm表面粗糙度Ra/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm精镗0.12121.675.38Φ761.6半精镗0.2102.575.6Φ75.62.002.5粗镗0.476.376Φ766.3铸造76Φ768、钻、扩、铰2Φ20孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/mm表面粗糙度Ra/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm钻0.1496.319.72Φ19.726.3扩0.2882.519.86Φ19.862.002.5铰0.1481.620Φ201.69、钻、扩、铰M12的孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/mm表面粗糙度Ra/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm钻96.311.56Φ11.566.3扩0.2482.511.88Φ11.8852.002.5铰0.1281.612Φ121.610、钻、扩4Φ18孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/mm表面粗糙度Ra/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm钻96.318.76Φ166.3扩0.2481.618182.001.63.其他尺寸直接铸造得到。由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。五、确立切削量及基本工时工序一：热处理工序二：铣下表面：（1）粗铣加件工条工件材料：铸铁，铸造。加工要求：粗铣毛坯下端面。机床：X51立式铣床。刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度120=》ae》=90,深度ap=6,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=160mm。选择刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm,z=142.切削用量1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=2.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量机床功率为4.5kw。查《切削手册》fz=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量fz=0.18mm/z。3）查后刀面最大磨损查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.2mm。查《切削手册》表3.8，寿命及寿命T=180min4）计算切削速度按《切削手册》，Vc=vvvvvqvvxyupmpzeCdkTafaZ算得Vc＝28.8m/min，n=80r/min,据XA6132铣床参数，选择nc=80r/min,,则实际切削速度Vc=3.14*160*80/1000=40m/min=0.65m/s,实际进给量为Mzf0.181480201.5mm/min根据X51立式铣床工作台进给量表（表5-76）选择Mzf190mm/min则实际每齿进给量为1900.211460zfmm/z5)校验机床功率根据《机制指南》表2-18,铣削时的功率（单位为Kw）为1000ccFvp()FzFFFxyufpzeCqwcafazFNdn式中，FC30，fx1.0,0.65Fy,0.83Fu,0Fw,0.83Fq则cF489N,cv=0.65m/s,cP0.125kw4.5kw最终确定ap=2.0mm，nc=80r/min,，Vc=0.65