閥體加工工藝車Φ36外圓及M20螺夾具設(shè)計(jì)

哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院機(jī)械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目 制定閥體加工工藝，設(shè)計(jì)車36外圓及M20螺 紋底孔的車床夾具 班 級(jí)： 機(jī)設(shè)09-1 設(shè) 計(jì) 者： 王 駿 指導(dǎo)老師： 陶 福 春 評(píng)定成績(jī)： 陶 福 春 設(shè)計(jì)日期 2011 年11月28日至 12月16 日目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書3課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書正文4序言4一 零件的分析4二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4（一）確定毛坯的制造形式4（二）基面的選擇5（三）制造工藝路線5（四）機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定5（五）確定切削用量6三 專用夾具設(shè)計(jì)13（一）設(shè)計(jì)主旨13（二）夾具設(shè)計(jì)13四 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)14參考文獻(xiàn)15哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目 制定閥體加工工藝，設(shè)計(jì)車36外圓及M20螺 紋底孔的車床夾具 設(shè)計(jì)要求 1 中批生產(chǎn) 2 選用通用設(shè)備 3 采用手動(dòng)加緊機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 繪制加工工件圖 2 制定零件的加工工藝過(guò)程，填寫零件加工工 藝過(guò)程卡一張和所有工序卡的工序卡 3 設(shè)計(jì)指定的工序夾具，繪制夾具全套圖紙 4 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份 班 級(jí)： 機(jī)設(shè)09-1 設(shè) 計(jì) 者： 王 駿 指導(dǎo)老師： 陶 福 春 評(píng)定成績(jī)： 陶 福 春 2011年 11月 14 日課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書正文序 言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課滯后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)個(gè)課程的一次深入的總合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將來(lái)從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中端粒自己分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)老師給予指教。一 零件的分析 （一）零件的作用閥體是整體裝置的主要零件，他支持中心部分，承受著部分靜載荷，因?yàn)殚y體與整個(gè)機(jī)體連接，并且中心部分與該零件工螺紋連接，因而該零件的螺紋承受著一定載荷，以及一定的沖擊力，所以該工件承受這靜動(dòng)載荷。 （二）零件的工藝分析對(duì)零件進(jìn)行分析,該零件屬于類回轉(zhuǎn)體零件,主體部分以中心軸為回轉(zhuǎn)中心,但是在外圓上附有一個(gè)尺寸不同的凸臺(tái),二者軸線之間角度為90,回轉(zhuǎn)中心在同一徑向平面上。該工件兩端的沉孔和內(nèi)腔的壁精度要求高,內(nèi)腔壁的精度為7級(jí),且粗糙度要求Ra為3.2 和1.6,要求比較高。該零件屬于類回轉(zhuǎn)體的,兩個(gè)端面和內(nèi)腔需要加工，端面表面粗糙度為12.5，要求精度不是很高。凸臺(tái)表面粗糙度為12.5，粗加工就能達(dá)到要求。孔要求精度為垂直度為0.08.1. mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：的階梯孔，M36的螺紋，的外圓，還有軸向的兩個(gè)端面，其中主要加工表面為的孔和M36mm的螺紋。2. 徑向的外圓這一組加工表面包括：M20mm的螺紋孔和的外圓。這兩組加工表面之間有一定的位置要求，主要是兩垂直軸線的垂直度是0.08由以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用的夾具加工另一組表面，并且保證他們之間的位置精度要求。二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（1） 確定毛坯的制造形式 零件材料為鑄鐵，毛坯采用鑄造成型（2） 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程課程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確合理可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。 1.粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于一般的軸類零件而言，以外圓做為粗基準(zhǔn)是完全合理的。對(duì)本零件來(lái)說(shuō)，以的外圓作為粗基準(zhǔn)，加工7575的端面。2. 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。用以加工表面7575的端面作為精基準(zhǔn)。（3） 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)該是使零件的幾何形狀，尺寸精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以降低生產(chǎn)成本。工藝路線：工序1：鑄造毛坯工序2：失效處理工序3：車左端面，鉆孔，精細(xì)鏜的階梯孔。工序4：調(diào)頭，車的端面，車的外圓，車M36的螺紋工序5：車上端面，車的上端面及車孔工序6：攻螺紋M20工序7：終檢工序8：包裝入庫(kù)以上工藝過(guò)程詳見零件加工工藝過(guò)程卡（4） 機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)以上原始材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面 軸向取mm，徑向與左端對(duì)齊取41mm2. 右端面取余量值為2mm3. 軸向三孔 毛坯為實(shí)心，不沖孔。三孔的表面粗糙度分別不同，參照工藝手冊(cè)確定工序尺寸及余量為：(1)鉆20mm孔：鉆孔： 擴(kuò)孔： 2Z=1.7mm精鏜： 2Z=0.2mm細(xì)鏜： 2Z=0.1mm(2) 鏜的孔： 鏜孔： 2Z=15mm(3)鏜的孔：鏜孔： 2Z=6mm鏜孔：mm 2Z=2mm4. 上表面加工余量為2mm（5） 確定切削用量工序1.鑄造毛坯工序2.失效處理工序3.車左端面，精細(xì)鏜的階梯孔。1. 車左端面（1） 端面加工最大加工余量：a=2mm 可一次切除（2） 確定進(jìn)給量f：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，當(dāng)桿尺寸為1625mm，3mm以及工件直徑為40mm時(shí)f=0.4-0.5mm/r，按車床說(shuō)明書取f=0.5mm/r.（3） 計(jì)算切削速度：見切削手冊(cè)= （1） =110.9m/min（4）確定主軸轉(zhuǎn)速：= （2） =r/min=883r/min按機(jī)床選取n=800r/min。所以實(shí)際切削速度：= （3）= =100.5m/min2. 精細(xì)鏜的階梯孔（1） 鉆 f=0.4mm/r v=12m/min =239r/min 按車床選取=200r/min 所以實(shí)際切削速度 =10m/min(2) 鏜 最大單邊加工余量為13.5mm，較厚，一次性不能完全加工分三次加工，第一次=8mm，第二次=4mm，第三次=1.5mm，分別進(jìn)行計(jì)算： 1）第一次=8mm =89m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速： =r/min=714r/min 按機(jī)床選取n=700r/min。所以實(shí)際切削速度：= = =88m/min2)第二次=4mm =98m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速： =r/min=780r/min 按機(jī)床選取n=800r/min。所以實(shí)際切削速度：= = =100m/min3)第三次=1.5mm =113m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速： =r/min=899r/min 按機(jī)床選取n=900r/min。所以實(shí)際切削速度：= = =113m/min(3) 鏜的孔 最大單邊加工余量為7.5mm，較厚，表面粗糙度Ra=12.5，要求不大，可一次性切除，即可達(dá)到表面粗糙度要求，=7.5mm =90m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速： =r/min=722r/min 按機(jī)床選取n=700r/min。所以實(shí)際切削速度：= = =88m/min(4) 鏜的孔最大單邊加工余量為4mm，表面粗糙度Ra=1.6，要求較高，精加工，可分兩步操作，第一次=3mm，第二次=1mm。分別進(jìn)行計(jì)算： 1）第一次=4mm =99m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速： =r/min=788r/min 按機(jī)床選取n=800r/min。所以實(shí)際切削速度：= = =100m/min 2）第二次=1mm =121m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速： =r/min=963r/min 按機(jī)床選取n=1000r/min。所以實(shí)際切削速度：= = =125.6m/min工序4：車mm端面,車的外圓，車M36的螺紋1.車外圓端面(1)端面加工最大加工余量：a=2mm 可一次切除(2)確定進(jìn)給量f：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，當(dāng)桿尺寸為1625mm，3mm以及工件直徑為40mm時(shí)f=0.4-0.5mm/r，按車床說(shuō)明書取f=0.5mm/r.(3)計(jì)算切削速度：見切削手冊(cè)= =110.9m/min（4） 確定主軸轉(zhuǎn)速： = =r/min=883r/min按機(jī)床選取n=800r/min。所以實(shí)際切削速度：= = =100.5m/min2.粗車外圓，同時(shí)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度（1） 背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縕=2mm，可一次切除。（2） 進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)選用f=0.5mm/r。（3） 計(jì)算切削速度： =110.9m/min（4） 確定主軸轉(zhuǎn)速：= =r/min=883r/min 按機(jī)床選取n=800r/min。所以實(shí)際切削速度： = =100.5m/min（5） 檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力按切削手冊(cè)公式計(jì)算 = （4） 所以=1.4KN 切削時(shí)消耗功率=KW=2.3KW 由機(jī)床說(shuō)明書可知，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為883r/min時(shí)，可以正常加工。3. 車M36的螺紋（1） 切削速度的計(jì)算：參見切削用量手冊(cè)刀具壽命T=60min，采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時(shí)=0.17走到次數(shù)i=4，精車螺紋時(shí)=0.08，走到次數(shù)i=2= m/min所以粗車螺紋時(shí)：=21.75m/min精車螺紋時(shí)：=36.8m/min（2） 確定主軸轉(zhuǎn)速： 粗車螺紋時(shí)：= =190r/min按機(jī)床說(shuō)明書取n=150r/min實(shí)際切削速度 ：=17m/min精車螺紋時(shí)：= =325r/min按機(jī)床說(shuō)明書取n=300r/min實(shí)際切削速度 ：=34m/min工序5：車上端面，車外圓及車孔 1.車上端面。 最大加工余量為2mm，表面粗糙度Ra=12.5，要求不是很高，可一次性切除即可達(dá)到表面粗糙度要求， (1)背吃刀量：=2mm， (2)確定進(jìn)給量f：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，當(dāng)桿尺寸為1625mm，3mm以及工件直徑為40mm時(shí)f=0.4-0.5mm/r，按車床說(shuō)明書取f=0.5mm/r. (3)計(jì)算切削速度：見切削手冊(cè)= =110.9m/min （4）確定主軸轉(zhuǎn)速： = =r/min=981r/min 按機(jī)床選取n=1000r/min。所以實(shí)際切削速度：= = =125m/min 2.車外圓（1）背吃刀量：?jiǎn)芜呌嗔縕=2mm，可一次切除。（2）進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)選用f=0.5mm/r。（3）計(jì)算切削速度： =110.9m/min（4）確定主軸轉(zhuǎn)速：= =r/min=883r/min 按機(jī)床選取n=800r/min。所以實(shí)際切削速度： = =100.5m/min 3.車的孔。 單邊加工最大余量為9mm，不能一次加工，需兩次走刀，第一次=6mm，第二次=3mm，可分別計(jì)算：（1） 第一次=6mm =92m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速： =r/min=824r/min 按機(jī)床選取n=800r/min。所以實(shí)際切削速度：= = =90m/min（2） 第二次=3mm =102m/min 確定主軸轉(zhuǎn)速： =r/min=913r/min 按機(jī)床選取n=900r/min。所以實(shí)際切削速度：= = =101m/min工序6：攻螺紋M201.切削速度的計(jì)算：參見切削用量手冊(cè)刀具壽命T=60min，采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時(shí)=0.17走到次數(shù)i=4，精車螺紋時(shí)=0.08，走到次數(shù)i=2= m/min所以粗車螺紋時(shí)：=21.75m/min精車螺紋時(shí)：=36.8m/min2.確定主軸轉(zhuǎn)速： 粗車螺紋時(shí)：= =380r/min按機(jī)床說(shuō)明書取n=400r/min實(shí)際切削速度 ：=22m/min精車螺紋時(shí)：= =650r/min按機(jī)床說(shuō)明書取n=600r/min實(shí)際切削速度 ：=34m/min 工序7：終檢 工序8：包裝入庫(kù)最后，將以上各工序切削用來(lái)那個(gè)，工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過(guò)程卡和機(jī)械加工工序卡中，見附表三 專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，通常需要設(shè)計(jì)專用夾具。決定設(shè)計(jì)車外圓及M20螺紋底孔的車床夾具。（一）設(shè)計(jì)主旨本夾具用來(lái)車外圓及M20螺紋底孔，要求如下：（1） 的端面表面粗糙度Ra=3.6（2） M20螺紋軸線與橫軸有0.08mm的垂直度因此，在本道工序的加工時(shí)，不但要保證精度要求還要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。（2） 夾具設(shè)計(jì)1. 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，M20螺紋軸線與橫軸最大有0.08mm的垂直度，所以應(yīng)以左端面和的孔為定位基準(zhǔn)。為了提高加工效率，現(xiàn)采用左端面，橫軸定位和銷軸定位的方法加工。如圖所示2. 切削力及加緊力的計(jì)算切削力的指數(shù)公式為：=查表得=2795，=1.0，=0.75，=-0.15，=1940，=0.9，=0.6，=-0.3，=2880，=1.0，=0.5，=-0.4.（1） 車外圓由以上得=2mm，f=0.5mm/r，v=100m/min得= 1667N =600N =645N總切削力F=1885N在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)=式中-基本安全系數(shù)，=1.5 -加工性質(zhì)系數(shù)，=1.1 -刀具鈍化系數(shù)，=1.1 -斷續(xù)切削系數(shù)，=1.1于是=3763N選用汽缸-斜楔加緊機(jī)構(gòu)，楔角=，其機(jī)構(gòu)形式選用型，則擴(kuò)力比i=3.42.為克服水平切削力，實(shí)際加緊力N應(yīng)為N=7526N式中，和為夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，=0.25.汽缸選用。當(dāng)壓縮空氣單位壓力=0.5Mpa時(shí)，汽缸推力為3900N,由于已知斜楔機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比i=3.42，故由汽缸產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力為N=3900N=39003.42=13338N此時(shí)N已大于所需的7526N的夾緊力，故本夾具可安全工作。3. 定位誤差分析 定位原件尺寸及公差的確定：定位原件尺寸如圖，公差要求與M20mm垂直度最大為0.08.與同軸度相同。四 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)通過(guò)這段時(shí)間的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識(shí)；通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹立了正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意思和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，熟悉掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，也培養(yǎng)了分析和解決問(wèn)題的能力；通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖以及對(duì)運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)設(shè)計(jì)資料的查閱，對(duì)自己進(jìn)行了一個(gè)全面的機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。 在具體做的過(guò)程中，從設(shè)計(jì)到計(jì)算，從分析到繪圖，讓我更進(jìn)一步的明白了作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員要有清晰的頭腦和整體的布局，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和不厭其煩的細(xì)心，要有精益求精、追求完美的一種精神。從開始的傳動(dòng)方案的擬定的總體設(shè)計(jì)中，讓我清楚的了解了自己接下來(lái)要完成的任務(wù)，也很好的鍛煉了自己自主學(xué)習(xí)的能力