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