摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差 合 与测量等多方面的知识。 阀体零件加工工艺及钻4M12螺纹底孔钻床夹具设计是包括零件加工的工 艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进 行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设 计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定 出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹 具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接 部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理 性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。毕业设计任务书 I、毕业设计(论文)题目：阀体零件加工工艺及钻4M12螺纹底孔钻床夹具设计 II、毕 业设计使用的原始资料及设计技术要求 （1）阀体零件工作图，附图见后一页 （2）完成该零件的机械加工工艺设计 （3）完成指定工序的专用夹具设计（指定钻4M12-7H螺孔的底孔钻削钻 床夹具的设计） （4）生产类型：大批量生产 （5）生产车间条件：无专用设备，常规通用加工设备齐全 （6）要求所有图纸加起来要有两张A0图纸那么大 （7） 零件材料： ZG230-450 (8) 绘制阀体体零件工作图 （9）编制阀体加工工艺过程卡和工序卡 (10) 撰写毕业设计说明书目 录 序言 1 一. 零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2零件的工艺分析 2 二. 工艺规程设计2 2.1确定毛坯的制造形式 2 2.2基面的选择传 2 2.3制定工艺路线 2 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4 2.5 确定切削用量及基本工时4 三 夹具设计 8 3.1夹具设计概述8 3.2方案设计9 3.3定位基准的选择9 3.4切削力及夹紧力计算9 3.5定位误差分析10 3.6导向装置设计10 3.7夹具设计及操作简要说明11 总 结13 致 谢14 参考文献 15- 1 - 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备 成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它 行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们 的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或 地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡 量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 阀体零件加工工艺及钻4M12螺纹底孔钻床夹具设计是在学完了机械制图、 机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的 考核。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。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。- 2 - 一、 零件的分析 1.1 零件的作用 阀体是整体装置的重要零件，它支撑中心部分，承受着部分静载荷，因为 阀体与整个机体连接，并且中心部分与该零件是螺纹连接，因而该零件的螺纹 承受着一定载荷，以及一定的冲击力，所以该零件承受着静、动载荷 1.2 零件的工艺分析 阀体有3个加工面他们有位置度要求。这三个加工面的分别为： 1，以底面为基准的加工面，这组加工面包括，左右面，和直径为18 的孔。 2：以直径为18孔的轴线为基准，这组面包括M24 3：以直径为22的圆和直径为35的圆为基准的加工面，这组加工面主要是车孔。 二. 工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式 零件的材料为ZG230，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情 况，选用砂型机铸造。 2.2 基面的选择的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可 以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。 粗基准的选择：对阀体这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。以零 件的7575加工平面作为粗基准。选取已加工的内圆为精基准。 2.3 制定工艺路线- 3 - 制订工艺路线的出发点，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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两 种工艺方案： 方案一 工序：铸造 工序：时效处理 工序：铣75x75平面； 工序：车50和35、43孔及其端面 工序：车M36的端面和外圆，M36螺纹车20和28.5的孔 工序：铣上端成90的端面面 工序：车18，22，24.3，24螺纹底孔，26孔，车24螺纹 孔 工序VIII：钻4-M12 工序IX：质检 工序X：入库 方案二 工序：铸造 工序：时效处理 工序：铣床96x80平面； 工序：铣上端面 工序：车48的端面和外圆 工序：车54和47的圆 工序：钻25的孔 工序：钻10孔锪孔20深28再锪孔27深15 工序：车退刀槽和螺纹孔。 工序X：钻4-M12 工序XI：质检 工序XII：入库- 4 - 工艺方案一和方案二的区别在于方案一加工的时间在一个定位的情况下， 把可以加工的孔全部加工完，这样可以保证加工的质量和精度，同时也能提高 生产效率，适合于大批量生产，因此我们综合考虑选择方案一 具体的方案如下 工序：铸造 工序：时效处理 工序：铣75x75平面； 工序：车50和3543孔及其端面 工序：车M36的端面和外圆，M36螺纹车20和28.5的孔 工序：铣上端成90的端面面 工序：车18，22，24.3，24螺纹底孔，26孔，车24螺纹 孔 工序VIII：钻4-M12 工序IX：质检 工序X：入库 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 阀体零件材料为ZG230，重量为450G，生产类型为大批量生产，采用砂型 机铸造毛坯。 1、不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。 2、阀体的底面 由于阀体底面要与其他接触面接触，所以要进行铣，其加工余量为2.5mm。 3、阀体的孔直径为20孔毛坯为实心，不铸造出孔。孔的精度要求介于IT7 IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为 钻 孔 20 表面粗糙度均为1.6 1、孔端面 采用铣一次走刀完表面加工，表面粗糙度为3.6，根据参考文献，其余量为 Z=2.5mm- 5 - 2.5 确定切削用量及基本工时 工序：铣96X80的平面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8, ， ， ， 。 mm a p 5 . 1 mm d 40 0 min / 125m v 4 z 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成 mm a p 5 . 1 2）决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 齿 / 2 . 0 mm f z min / 48 . 663 40 125 1000 1000 r d v n s 按机床标准选取 750 w n min / r min / 3 . 141 1000 750 40 1000 m dn v w 当 750r/min时 w n r mm zn f f w z m / 600 750 4 2 . 0 按机床标准选取 r mm f m / 600 3）计算工时 切削工时： ， ， ，则机动工时为 mm l 20 mm l 4 1 mm l 3 2 47 . 0 2 . 0 750 3 4 20 2 1 x f n l l l t w m 工序II：车48的外圆和端面选硬质合金车刀- 6 - 工步一：车48外圆端面 1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择a p =1.0mm，一次走刀 即可完成所需长度。 2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。 查切削手册表3.8，寿命T=180min 4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 V c 98mm/s，n=439r/min,V f =490mm/s 据CA6140卧式车床 车床参数，选择n c =475r/min,V fc =475mm/s,则实际切削速度V c =3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc =V fc /n c z=475/(30010) =0.16mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。 故校验合格。 最终确定 a p =1.0mm，n c =475r/min,V fc =475mm/s，V c =119.3m/min，f z =0.16mm/z。 6）计算基本工时 t m L/ V f =(12+15)/475=0.052min。 工步二：车48外圆选择硬质合金车刀 1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择a p =1.0mm，一次走刀 即可完成所需长度。 2）机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。 查切削手册表3.8，寿命T=180min- 7 - 4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 V c 98mm/s，n=439r/min,V f =490mm/s 据CA6140卧式车床 车床参数，选择n c =475r/min,V fc =475mm/s,则实际切削速度V c =3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc =V fc /n c z=475/(30010) =0.16mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。 故校验合格。 最终确定 a p =1.0mm，n c =475r/min,V fc =475mm/s，V c =119.3m/min，f z =0.16mm/z。 6）计算基本工时 t m L/ V f =(12+20)/475=0.050min。 工序III：钻25孔 钻孔 mm 25 确定进给量 ：根据参考文献表