快速阀体夹具课程毕业设计论文Word文档格式.docx

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以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。

（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。

例如：

机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。

因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。

这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。

（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。

这样可以保证该面有足够的加工余量。

（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。

有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。

（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。

多次使用难以保证表面间的位置精度。

粗基准的选择：

对快速阀阀盖这样的不规则零件来说，选择好粗基准是至关重要。

我们选择左右端面作为粗基准。

精基准的选择应满足以下原则：

（1）“基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。

（2）“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。

（3）“自为基准”原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。

（4）“互为基准”原则当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。

（5）所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。

精基准的选择：

精基准的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。

因此我们采用Φ28孔及其端面作为精基准。

2.3表面加工方法的确定

加工

表面

尺寸及

偏差，mm

公差及

精度等级

表面粗糙

度Ra，μm

加工方案

两侧法

兰端面距

200

IT12

6.3

数铣

上端面

距中细线

36-00.062

下端面

40-00.062

Φ38H7孔

Φ38H70.0320

IT8

3.2

镗

Φ45端面

Φ450.80

IT7

0.8

其余加

工表面

12.5

表2-1阀体零件各表面加工方案

2.4.加工阶段的划分

该阀体零件加工质量要求较低，机械加工余量不大，大多粗加工一次即可达到要求，但由于习惯还是将加工阶段划分成粗加工和精加工两个阶段。

在加工过程中，基本上粗加工完一个面随后便进行精加工。

2.5．加工过程的工序安排

1.机械加工工序

（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——两侧法兰端面。

（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——两侧法兰端面，后加工次要表面——上下端面。

（4）遵循“先面后孔”原则，先加工两侧法兰端面和上下端面，再加工左右端面上的孔和上下端面上的螺纹孔。

2.热处理工序

铸造成型后清砂，振荡时效。

3.辅助工序

精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。

2.6确定工艺路线

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，制定以下工艺方案：

工艺方案一：

工序1：

准备铸件毛坯

工序2：

洗去上面的砂粒及尘土

工序3：

在表面涮上油漆

工序4：

铣左右端面，钻Φ28孔

工序5：

钻8-Φ13孔

工序6：

镗Φ38H7的孔

工序7：

铣R60的上端面，钻R60端面6-M12螺纹孔

工序8：

铣Φ100的下端面，钻下端面4-M10螺纹孔

工序9：

磨Φ45端面

工序10：

倒角

工序11：

检验

工艺方案二：

铣上下端面至尺寸

车左端面至尺寸

车右端面至尺寸

车中心孔至尺寸

钻左端面4-Ф13孔至尺寸

钻右端面4-Ф13孔至尺寸

钻6-M12螺纹孔深22至尺寸

钻4-M10螺纹孔至尺寸

工序12：

工艺方案一和工艺方案二比较：

方案一工序安排集中，方案二工序安排分散，因为在数控机床上加工我们可以安排工序集中，这样可以提高加工效率。

经分析我们采用方案一。

工艺路线如下：

.在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表根据加工前后顺序列出了阀体的下列三条工艺路线

表2-3快速阀阀体零件的机械加工工艺过程1

工序号

工序名称

工序内容

设备及工装

1

铸造

砂型铸造

2

热处理

振荡时效

3

加工左端面

粗铣，半精铣左端面，

镗Φ28孔，钻Φ13孔

数控铣床

4

加工右端面

粗铣，半精铣右端面，

5

加工上端面

粗铣，半精铣上端面，

钻Φ10孔，攻M12螺纹孔

6

加工下端面

粗铣，半精铣下端面，

镗Φ38孔，钻Φ9孔，

攻M10孔

7

磨

磨中间两个Ø

45-00.008端面

磨床

8

倒Ø

45端面角

钳工

9

清洗

10

检查

终检

表2-4快速阀阀体零件的机械加工工艺过程2

表2-4快速阀阀体零件的机械加工工艺过程3

根据要求，我选择第一个快速阀阀体零件的机械加工工艺过程，具体过程如表2-3。

并选择其中的工序6中的内容进行工序中的工步分析，可得其中有以下工步：

工步一：

粗铣下端面距中心线为40.50-0.025mm；

工步二：

半精铣下端面距中心线400-0.062；

工步三：

粗镗Ø

37H7孔表面至Ø

37.8H7+0.250mm；

工步四：

精镗Ø

37.8H7孔表面至Ø

38H7+0.0250mm；

工步五：

钻4-Ø

10螺纹孔Ø

9，深22mm；

工步六：

用高速丝锥攻螺纹4-M10螺纹。

其具体数控加工工序内容，见数控加工工序卡

2.7.机床设备及工艺设备的选用

1.机床设备的选用：

由工艺路线分析可知，快速阀阀体的主要加工为，铣钻镗，为了节省人力，提高加工质量，和加工效率，采用加工集中地方法，综合以上考虑，其主要加工工序选用卧式数控铣床XK6132来完成。

XK6132数控卧式铣床的主要参数为：

XK6132数控铣床详细资料：

主要技术参数

XK6132

工作台台面尺寸

320×

1320mm

1600mm

工作台最大纵向行程

700mm

1000mm

工作台最大横向行程

300mm

工作台最大垂向行程

T型槽数

3

T型槽宽度

18mm

T型槽间距离

80mm

主轴孔锥度

7∶24（50#）

主轴变速级数

18

主轴转速范围

30~1500r/min

主轴电动机功率

7.5Kw

主轴电动机转速

960r/min

工作台纵向切削进给速度

5~1000mm/min

工作台横向切削进给速度

工作台升降切削进给速度

工作台纵向快速进给速度

4000mm/min

工作台横向快速进给速度

3000mm/min

工作台升降快速进给速度

2000mm/min

精度分辨率

0.004mm

定位精度

0.025/300

重复定位精度

0.015

机床外形

2245×

1780×

1920mm

包装箱外形

2400×

1700×

2400mm

机床重量

3300Kg

3500Kg

磨和倒角可选用磨床，车床，这里主要考虑数控加工，所以不再讨论。

2.工艺装备的选用：

工艺装备主要包括刀具、夹具、和量具。

加工该阀体零件所需刀具有端面铣刀，麻花钻，镗刀，磨刀，车刀，所需的夹具均为专用夹具，量具为游标卡尺。

2.8加工余量、工序尺寸和公差的确定

快速阀阀体零件材料为HT150，

生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。

1，左右端面

左右端面，粗糙度为6.3,查《机械制造工艺学》，表2-8，得Z=2mm

2.中心Ф28孔

Φ28孔的粗糙度为12.5，只需车加工即能满足精度要求，查查《机械制造工艺学》，表3-11，得单边余量Z=1.0mm

3．8-Φ13孔和6-M12螺纹孔

很难直接铸造成型，所以采用实心铸造

4.铣削下端面：

粗铣：

选用Φ160的刀具，由材料HT150,和数控机床参数可查《工艺手册》知，主轴转数为180r/min,进给速度为300mm/min,背吃刀量为1.5，

粗铣走刀一次就可完成粗铣，铣削宽度为100，工时为：

100/300*60=20s

粗铣后的工序尺寸为下端面距中心线的距离为40.5-0.250mm,粗铣能达到粗糙度为12.5，等级为12等级。

半精铣：

选用Φ160的刀具，由材料HT150,和数控机床参数可查《工艺手册》知，主轴转数为180r/min,进给速度为150mm/min,背吃刀量为0.5，

半精铣走刀一次就可完成半精铣，铣削宽度为100，工时为：

100/150*60=40s

半精铣后的工序尺寸为下端面距中心线的距离为40-0.0620mm,粗铣能达到粗糙度为6.3，等级为9等级。

所以铣削时间为60s；

5.镗Φ38H7的孔

1.加工条件

工件材料：

HT200，时效处理，砂型铸造

加工要求：

镗孔Φ38mm

刀具：

Φ25x25镗刀

2.计算切削用量

粗镗：

查《简明手册》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得

=60mm/min

=0.07mm/z

=9.6mm

n=1000v/（3.14*d）=1000*60/（3.14*0.07）

=273

查参考文献，取

=400r/min

切削工时：

L=15.5mm

Tm=L/VF=15.5/（273*0.07）=0.81s

粗铣可达到精度等级为IT12，工序尺寸为Φ37.80+0.25，精度等级为12级；

精镗：

=30mm/min

n=1000v/（3.14*d）=1000*30/（3.14*0.07）

=136

=500r/min

L=20mm

Tm=L/VF=20/（136*0.07）=2.1s

精铣可达到精度等级为IT9，工序尺寸为Φ380+0.025，粗糙度为3.2um。

6.钻4-M10的螺纹底孔Ф9

选用Ф9高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）

由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得

（《切削》表2.15）

按机床选取

基本工时：

7.攻螺纹4-M10mm

选择M10mm高速钢机用丝锥

等于工件螺纹的螺距

，即

V机=1000VC/（3.14*D）=1000*7.5/（3.14*10）

=238（r/min）

按机床选n=300r/min

VC机=3.14*10*300/1000

=9.42（m/min）

T=l+l1+l2/n机/f

=（10+3+3）/300/1.25

=0.042min

三．夹具设计

3.1．设计夹具的要求

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

由指导老师的分配工序6：

铣下端面，镗Ф38的孔，和钻4-M10的螺纹孔。

3.2定位基准的选择

1.初步装夹方案：

表3-1.装夹的初步方案表

工序

定位元素

预选夹具

备注

底面，Ф38孔，

M10孔

专用夹具1

左边法兰Ф115端面圆周面

专用夹具2

左边法兰Ф70凸台端面

专用夹具3

由指导老师分配任务，我负责加工下端面，选用专用夹具3，其定位基准为左边法兰Ф70凸台端面，由于Ф70凸台端面在前面的工序中已经进行了半精加工，故可作为精基准。

3.3定位分析：

左端面可作为一个定位面，限制了z轴方向的移动，由于左端面法兰周边面上有孔，而且还有一个中心通孔，故可选用一面两孔定位原理，一面为Ф70凸台端面，两空为左端面上任意一个Ф13的孔，和Ф28中心通孔，其原理图为：

图3-1快速阀阀体一面两空定位原理图

3.3.定位元件的选择：

根据Ф13的孔可查《机床夹具设计手册》定位销，选择固定式定位销，其同轴度误差为Ф0.01；

一面可选择精度较高的夹具体底板表面，中心孔定位可选择夹具体上凸出来的Ф28的圆柱凸台。

3.4.加紧机构的分析：

由于中心孔是通的，所以可以在通孔内加一个螺栓，在夹具体上钻一与螺栓配合的螺纹孔，上端加一个盖板，与螺栓配合，由于螺栓直径比通孔小，故可在盖板上加一个外径为Ф28的套筒。

当上紧螺栓时，就会使盖板压紧工件，起到夹紧作用。

3.5加紧元件的选择：

加紧机构需要二个标准件，即一个普通的六角螺栓，一个垫圈，根据需要可选择M20的螺栓，和M20的垫圈。

其加紧后工件受力图为：

图3-2快速阀阀体加紧后工件受力示意图