设计方案阀体零件机械加工工艺规程及加工MHH螺纹孔工艺装备.docx
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设计方案阀体零件机械加工工艺规程及加工MHH螺纹孔工艺装备
一、设计题目
设计“阀体”零件的机械加工工艺规程及加工4-M12×1.25-8H9H螺纹孔工艺装备。
二、原始资料
（1>被加工零件的零件图1张
（2>生产类型:
中批或大批大量生产
三、上交材料
（1>被加工工件的零件图1张
（2>毛坯图1张
（3>机械加工工艺过程综合卡片（参附表1>1张
（4>与所设计夹具对应那道工序的工序卡片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（5000～8000字>1份
四、指导教师评语
成绩：
指导教师
日 期
摘 要
分析阀体零件的零件工艺分析，确定其生产类型，然后确定毛坯的种类与制造方法，设计其机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出阀体零件图、毛坯图、夹具装配图和夹具零件图，填写机械加工工艺过程卡片及机械加工工序卡片，编制课程设计说明书。
了解阀体零件的结构以及所要加工的工序，根据其加工特点和生产类型来确定零件的定位方式，设计其夹紧装置。
本设计题目是加工四个孔径相同的螺纹孔，因此应根据其加工精度与表面粗糙度选择可行的、合理的夹具。
该零件的夹具设计应具有工作可靠、效率高的特点，在操作方面，操作安全、省力、夹紧迅速，并且便于制造与维修。
Abstract
Theanalysisvalvechestcomponentscomponentscraftanalysis,determineditsproductiontype,thenthedeterminationsemifinishedmaterialstypeandthemanufacturemethod,designitsmachine-finishingtechnologicalprocessandthecraftequipment,anddrawsupthevalvechestdetaildrawing,thesemifinishedmaterialschart,thejigassemblydrawingandthejigdetaildrawing,thefillinginmachine-finishingtechnologicalprocesscardandthemachine-finishingworkingprocedurecard,theestablishmentcurriculumdesignstheinstructionbooklet.
Understoodthevalvechestcomponentsthestructureaswellasmustprocesstheworkingprocedure,accordingtoitsprocessingcharacteristicandtheproductiontypedeterminedthecomponentsthelocatemode,designsitsclamp.Thisdesigntopicprocessesfouraperturesamethreadedholes,thereforeshouldactaccordingtoitsprocessingprecisionandthesurfaceroughnesschoicefeasible,thereasonablejig.Thiscomponentsjigdesignshouldhavetheworkreliably,theefficiencyhighcharacteristic,intheoperationaspect,theoperationalsafety,reduceseffort,theclampisrapid,andisadvantageousforthemanufactureandtheservice.
目录
序言……………………………………………………………1
1.零件的工艺分析及生产类型的确定………………………2
1.1零件的工艺分析………………………………………2
1.2.零件的生产类型………………………………………2
2.选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图……………………4
2.1选择毛坯…………………………………………………4
2.2确定机械加工余量………………………………………4
2.3确定毛坯尺寸……………………………………………4
2.4确定拔模斜度……………………………………………4
3.选择加工方法，制定工艺路线……………………………5
3.1定位基准的选择…………………………………………5
3.2零件表面加工方法的选择………………………………5
3.3制定工艺路线……………………………………………6
4.工序设计……………………………………………………7
4.1选择加工设备与工艺装备………………………………7
4.2确定工序尺寸……………………………………………7
5.确定切削用量及时间定额…………………………………9
5.1切削用量的计算…………………………………………9
5.2时间定额的计算…………………………………………9
6.夹具设计……………………………………………………11
6.1定位方案………………………………………………11
6.2定位误差分析与计算…………………………………11
6.3夹紧机构………………………………………………11
6.4导向装置………………………………………………11
6.5夹具与机床连接元件…………………………………12
6.6夹具体…………………………………………………12
7.方案综合评价与结论………………………………………13
参考文献……………………………………………………14
序言
机械制造工艺学课程设计是在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，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。
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。
1.零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1零件的工艺分析
通过对该零件图的绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。
该零件需要加工的表面需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度由图示而得。
以下是阀体零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
（1>左右两端面粗糙度为25μm，在左端面上要求加工四个孔径为M12的螺纹孔。
（2>孔φ35H11，上偏差0.16mm，下偏差0mm，粗糙度为12.5μm，以及其右端面，粗糙度为12.5μm。
（3>加工孔φ43。
（4>孔φ50H11，上偏差为0.16mm，下偏差为0mm，粗糙度为12.5μm，以及该孔的右端面，粗糙度为12.5μm。
（5>孔φ20，粗糙度25μm。
（6>孔28.5，粗糙度12.5μm。
（7>孔φ18H11，上偏差0.11mm，下偏差0mm，粗糙度为6.3μm，其该孔的中心轴线与基准平面A垂直。
（8>孔φ22H11，上偏差0.15mm，下偏差0mm，粗糙度6.3μm，以及该孔的下端面，粗糙度12.5μm。
（9>孔φ24.3，粗糙度12.5μm。
（10>攻螺纹孔M24×1.5。
（11>上端面φ36，其粗糙度25μm，以及台阶面，粗糙度为12.5μm。
（12>钻、攻螺纹孔4-M12×1.25-8H9H。
根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。
1.2零件的生产类型
零件的生产类型一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。
零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定。
此阀体零件的生产纲领
N=Qm（1+%a>（1+%b>=5000×1×<1+4%）×<1+0.5%）=5226件/年。
根据以上结果可查表得，该阀体零件的生产类型为大批量生产。
2.选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
2.1选择毛坯
该零件材料为铸钢，零件形状比较复杂，因此毛坯宜用铸件，生产类型为大批量生产，为使零件有较好的机械性能，保证零件加工余量等，故采用砂型铸造。
2.2确定机械加工余量
根据铸件的生产类型与铸件材料选取毛坯铸件的加工余量等级，然后依据铸件的最大尺寸查表选取铸件的机械加工余量，即，铸件左右两端面的为2mm，上端面为1mm，水平孔的单面余量为1mm，铸件孔的右端面加工余量为0.7mm。
2.3确定毛坯尺寸
毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可。
2.4确定拔模斜度
该毛坯的拔模斜度为3°～5°
3.选择加工方法，制定工艺路线
3.1定位基准的选择
粗基准的选择：
按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。
现以零件的右端面为主要的定位粗基准。
精基准的选择：
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择以圆柱体的Φ20孔为精基准。
3.2零件表面加工方法的选择
（1>左右端面公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra12.5，需进行粗铣。
（2>孔Ø35内圆面公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra12.5，需进行粗镗。
（3>孔Ø35右端面公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra12.5，需进行粗铣。
（4>Ø43内圆面公差等级IT14，需进行粗镗。
（5>Ø50内圆面公差等级IT11，表面粗糙度Ra12.5，需进行粗镗。
（6>孔Ø50右端面公差等级IT12，表面粗糙度为Ra12.5，需进行粗铣。
（7>孔Ø20公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra25，需钻。
（8>孔Ø28.5内圆面公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra12.5，需粗镗。
（9>孔Ø28.5的左端面公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra12.5，需粗铣。
（10>孔Ø18公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra6.3，需钻、粗铰。
（11>孔Ø22内圆面公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra6.3，需粗镗。
（12>孔Ø24.3内圆面公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra12.5，需粗镗。
（13>螺纹孔M24×1.5，需用丝锥攻螺纹。
3.3制定工艺路线
工序1：
粗铣阀体左、右两个端面。
工序2：
粗镗Ø35mm的孔。
工序3：
粗铣Ø35孔的右端面。
工序4：
粗镗Ø43的孔。
工序5：
粗镗Ø50的孔。
工序6：
粗铣Ø50孔的右端面。
工序7：
钻Ø20的孔。
工序8：
粗镗Ø28.5的孔。
工序9：
粗铣Ø28.5孔的左端面。
工序10：
粗铣阀体上端面。
工序11：
钻、镗Ø18的孔。
工序12：
粗镗Ø22的孔。
工序13：
粗镗Ø24.3的孔。
工序14：
粗镗Ø26的孔。
工序15：
粗铣上端台阶面。
工序16：
粗铣Ø26孔的下端面。
工序17：
粗铣Ø22孔的下端面。
工序18：
钻、攻螺纹M24×1.5。
工序19：
钻、攻螺纹4-M12×1.25-8H9H。
工序20：
清洗。
工序21：
终检。
4.工序设计
4.1选择加工设备与工艺装备
工序号
设备
工艺装备
1
X52K
铣刀、游标卡尺、专用夹具
2
镗床
镗刀、卡尺、塞规、专用夹具
3
X52K
铣刀、游标卡尺、专用夹具
4
镗床
镗刀、卡尺、塞规、专用夹具
5
镗床
镗刀、卡尺、塞规、专用夹具
6
X52K
铣刀、游标卡尺、专用夹具
7
Z525钻床
钻头、游标卡尺、专用夹具
8
镗床
镗刀、卡尺、塞规、专用夹具
9
X52K
铣刀、游标卡尺、专用夹具
10
X52K
铣刀、游标卡尺、专用夹具
11
Z525钻床
钻头、游标卡尺、专用夹具
12
镗床
镗刀、卡尺、塞规、专用夹具
13
镗床
镗刀、卡尺、塞规、专用夹具
14
镗床
镗刀、卡尺、塞规、专用夹具
15
X52K
铣刀、游标卡尺、专用夹具
16
X52K
铣刀、游标卡尺、专用夹具
17
X52K
铣刀、游标卡尺、专用夹具
18
Z525
麻花钻、丝锥、专用攻螺纹夹具
19
Z525
麻花钻、丝锥、专用攻螺纹夹具
20
清洗机
21
塞规、百分表、卡尺等
4.2确定工序尺寸
由表可查得，Φ12mm的孔粗铰余量Z=0.6mm；钻孔余量Z钻=10.7mm。
查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，粗铰：
IT8；钻：
IT9；根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：
0.027mm；钻：
0.043mm。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，粗铰：
Φ12mm，上偏差为0.027mm，下偏差为0mm；钻孔：
Φ10.7mm，上偏差0.043mm，下偏差0mm。
5、确定切削用量及时间定额
5.1切削用量的计算
5.1.1工序19—钻、粗铰Ø12孔
（1>钻孔工步
①被吃刀量的确定取ap=7.8mm。
②进给量的确定由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.2mm/r。
③切削速度的计算由表5-22，按工件材料为30钢的条件选取，切削速度v可取为22m/min。
由公式n=1000v/Πd可求得该工序钻头转速n=654.8r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=680r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nΠd/1000=22.8m/min.
（2>粗铰工步
①被吃刀量的确定取ap=0.16mm。
②进给量的确定由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。
③切削速度的计算由表5-31，切削速度v可取为3m/min。
由公式n=1000v/Πd可求得该工序铰刀转速n=79.6r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nΠd/1000=3.7m/min.
5.2时间定额的计算
5.2.1基本时间tm的计算
（1>钻孔工步根据表，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2>/fn求得。
式中l=10.7mm。
l2=1mm。
l1=（D/2>×cotkr+（1～2>=<10.7mm/2）×cot54°+1mm=4.9mm。
f=0.2mm/r。
n=680r/min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=（10.7mm+4.9mm+1mm>/（0.2mm/r×680r/min>=0.122min=7.3s。
（2>粗铰工步根据表，可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2>/fn求得该工序的基本时间。
l1、l2由表按kr=15°、ap=（D-d>/2=（11.3mm-10.7mm>/2=0.3mm的条件查得l1=1.1mm；l2=45mm；而l=10.7mm；f=0.4mm/r。
n=97r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=<10.7mm+1.1mm+45mm）/<0.4mm/r×97r/min）=1.4min=86.5s。
5.2.2辅助时间t1的计算
工序19钻工步的辅助时间：
tf=0.15×7.3=1.46s
工序19粗铰工步的辅助时间：
tf=0.15×86.5=17.3s
5.2.3其他时间计算
工序19钻工步的其他时间：
tb=0.06×<7.3+1.46）=0.526s
工序19粗铰工步的其他时间：
tb=0.06×<86.5+17.3）=6.23s
5.2.4单件时间计算
工序19钻工步的单件时间：
tdj=7.3+1.46+0.526=9.286s
工序19粗铰工步的单件时间：
tdj=86.5+17.3+6.23=110.03s
6.夹具设计
6.1定位方案
此工件是以一端面、Φ20孔和零件一侧面为定位基准，采用平面和定位销组合定位方案，在定位平面及定位销的圆柱面上定位，其中平面限制3个自由度、短圆柱销限制2个自由度，共限制了五个自由度，然后在侧平面上加一个长圆柱销来限制旋转的自由度，所有六个自由度都被限制了，使零件有了正确的位置。
6.2定位误差的分析与计算
定位误差是由基准不重合误差△jb和定位副制造不准确误差△db两部分组成，定位误差的大小事两项误差在工序尺寸方向上的代数和，△dw=△jb±△db
该工件定位方案是采用平面与定位销定位，其定位销与孔的配合采用Ø20H7/f7基孔制配合，其基本尺寸为20mm，公差IT7=0.021mm，因此定位孔与心轴外圆间最小间隙△S=0，在销垂直放置时，定位误差△dw=T1+T2+△S=0.021+0.021+0=0.042mm。
该定位误差小于工件加工要求的1／5—1／3，因此该定位方案是合理的。
6.3夹紧机构
此零件的夹紧是采用液压缸来进行的夹紧，通过液压缸中的液体压力的增大来使了压板紧紧压在零件的基准平面上，使零件在钻削时保持正确的位置，不产生偏置。
夹紧力与钻孔时产生的力方向相同，所以可免去夹紧力的计算。
6.4导向装置
采用钻套作为导向装置，选用JB/T8045.2-1999可换钻套。
钻套高度H=<1～2.5）d=20.5mm，排削间隙h=<0.7～1.5）d=12.5mm.
6.5夹具与机床连接元件
在夹具体上设计座耳，用T形螺栓进行与机床的连接。
6.6夹具体
夹具体是夹具的基础件，夹具上的所有组成部分都必须最终通过这一基础件联接成一个有机整体。
因此夹具安装在机床工作台上时，需要按及夹具体上的找正基面找正其正确的位置。
7、方案综合评价与结论
本方案在其定位上采用一面两销的定位方案，该定位方式共限制了工件在夹具体上的六个自由度，使其实现了在夹具体上保持正确的位置。
在夹紧方面采用液动夹紧机构，即，通过改变液压缸内液体的压力来控制夹紧力，该夹紧机构在工作过程中保证了工件在受到切削力、惯性力等外力作用下，使其在夹具中保持定位的正确位置，而不致发生偏移或产生振动。
该定位方式工作可靠、简单、方便，其定位元件便于制造、装配与维修，具有可行性和合理性。
该夹紧机构工作可靠、工作效率高，操作安全、省力、夹紧迅速，其复杂程度、工作效率与生产类型相适应，结构便于制造与维修。
参考文献
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