GJ163-阀盖加工工艺及夹具设计【钻底面6-Φ8.5 +铣距离中心34端面】【含图纸+文档全套】

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The plane and a series of hole is the main processing surface of the part. As is usually the case to do so. The accuracy of the flat surface to machining accuracy than holes easier control. We can draw. My design on the surface after the first hole sequence. Datum selection to the supporting hole seat angle gear input shaft and the output shaft as a rough benchmark. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane.The bottom surface and the two holes as a precision technology base. I hereby use coordinate boring to make processing of bearing hole. Combination machine tool throughout the machining process design. Special fixture I use, its structure can not be locked, so we can get high production efficiency, I design suitable for processing large quantity, on the assembly line. Key words: Angle gear seat parts; fixture; III 目 录 摘 要 II ABSTRACT III 第一章 加工工艺规程设计 1 １.1 零件的分析 1 １.1.1 零件的作用 1 1.2 阀盖加工的问题和相应措施 2 1.2.1 孔和平面的加工顺序 2 1.2.2 孔系加工方案选择 2 1.3 阀盖加工定位基准的选择 2 1.3.1 粗基准的选择 2 1.3.2 精基准的选择 2 1.4 阀盖加工主要工序安排 3 1.5 机械加工余量数值、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4 1.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 5 1.7 时间定额计算及生产安排 12 第二章 铣端面夹具设计 16 2.2切削力和夹紧力的计算 17 2.3定位误差分析 18 2.4定向键与对刀装置设计 19 2.5 夹具体的设计 21 2.6 夹具设计及操作的简要说明 21 第三章 钻孔夹具设计 22 3.1 问题的提出 22 3.2 定位基准的选择 22 3.3 切削力及夹紧力计算 22 3.4 定位误差分析 23 3.5 钻套的设计 23 3.6 夹具设计及操作简要说明 25 总结 26 参 考 文 献 27 V 26 第一章 加工工艺规程设计 １.1 零件的分析 １.1.1 零件的作用 本设计给定的零件是阀盖。起着二个关键性作用：分别是给阀杆定位的作用，确定阀杆传动开关工作正常。其次是密封作用，有一定的强度，防止流体流出来。 １.1.2 零件的工艺分析 我们从阀盖这个的零件图知道。它是一个壳零件，需要加工有五个平面。支承孔系在二边的端面。此外，表面还需加工一系列孔可分2组加工表面。分析请看下面： （1） 以底面为加工表面加工面。包含有：底面的铣削加工；底面孔加工。 （2） 的支承孔加工表面加工面。这一组包含有：端面、 的螺孔的孔。 1.2 阀盖加工的问题和相应措施 我们从以上详细分析可得知。阀盖加工表面是平面孔系。通常情况下是这样的，孔系的加工精度要比平面的加工精度较难掌控。 由于是大生产量生产。 要考虑因素如何满足提高加工过程中的效率问题。 1.2.1 孔和平面的加工顺序 对于阀盖类零件，加工顺序是先面后孔。其次，首先先加工面可以去除铸件不均匀表面，进而为孔加工提供前提，也有利于保护刀具。 1.2.2 孔系加工方案选择 通过阀盖孔系加工方案，应选择符合加工方法。我们不仅要在设计时考虑加工精度与及加工效率方面，我们也要考虑经济方面。 依据阀盖要求显示和生产力的要求，目前应用在镗床夹具镗床组合适于。 （1）用镗模法镗孔 在大批量生产中，加工阀盖孔系通常是在组合镗床的镗模。加工孔镗夹具在设计和制造要求。 当镗杆的镗套引导镗，镗模的精度直接保证钥匙孔的精度。 （2）用坐标法镗孔 在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且可以实现大的品种和数量，和产品的升级换代，所需时间短。 普通的镗模加工，生产成本高，周期长，难满足要求，和坐标镗可以满足这一要求。 镗加工模板还需要利用坐标镗床。 1.3 阀盖加工定位基准的选择 1.3.1 粗基准的选择 粗基准选择应当满足下列要求： （1）保证每个重要支持均匀的加工余量数值。 （2）保证零件和管壁有一定的差距。 为了满足要求，主要支持应作主要参考孔。作粗基准输入轴和输出轴。 因此，主轴承孔的精定位，孔的加工余量数值必须统一。因与孔的位置，墙是相同的核心的位置。 孔的余量数值均匀保证余量数值均匀。 1.3.2 精基准的选择 阀盖孔与孔，孔与平面，平面与平面的位置。从孔与孔的位置，孔与平面，平面与平面的位置。从管底座零件图的分析，支撑孔平行并覆盖大面积的平面与主轴，适合用作精基准。 但与平面定位只能三自由度的限制，如果使用一二孔定位方法对典型的全过程，基本能够满足定位要求的参考。 最后，虽然它是装配基准通油管底座地，但因它是对垂直主轴承孔的基础。 1.4 阀盖加工主要工序安排 用于零件的批量生产，总是首先产生均匀的基准。基管的处理的第一步是处理一个统一的基础。 具体安排第一孔定位粗后，加工顶平面。第二步是定位两个工艺孔。 由于顶面处理后到管道基础处理已经完成，除了个人的过程，作定位基准。 因此，孔底面也应在两个工艺孔加工工艺处理。 工序安排应该是尽可能地先加工表面然后再加工孔。首先粗加工面，然后粗加工孔。 螺纹孔钻床的钻头，切削力大，也应在粗加工阶段完成。 对于阀盖，需要精加工是支持前孔与平面结束后。 依据以上原则应该先完成加工平面加工孔，但在本装置实际生产不易保证孔和端面互相垂直的。 因此，工艺方案实际上是用于精加工轴承孔，从而支持扩孔芯棒定位端处理，所以容易保证的端部的图纸上的全跳动公差。 螺纹孔攻丝时，切削力小，可以分散在后期阶段。 加工完成后，还要检验入库等操作，卫生打扫干净。 依据分析阀盖加工路线：： 工艺路线一： 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：在阀盖表面涮上油漆 工序4：铣阀盖底面 工序5：钻，铰Φ16孔，钻6-Φ8.5孔 工序6：铣阀盖右端面 工序7：钻、扩、铰Φ14H7孔，铰钻、扩、铰Φ30孔，钻4-M8的螺纹底孔，攻丝4-M8 工序8：检验合格后，交付装配 工艺路线二： 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：钻，铰Φ16孔，钻6-Φ8.5孔 工序4：钻、扩、铰Φ14H7孔，铰钻、扩、铰Φ30孔，钻4-M8的螺纹底孔，攻丝4-M8 工序5：在阀盖表面涮上油漆 工序6：铣阀盖底面 工序7：铣阀盖右端面 工序8：检验合格后，交付装配 方案二把钻孔工序调整到最前面了，这样违反先面后孔的规则，并且可能导致孔的基准不足。 以上工艺详见卡片。 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：在阀盖表面涮上油漆 工序4：铣阀盖底面 工序5：钻，铰Φ16孔，钻6-Φ8.5孔 工序6：铣阀盖右端面 工序7：钻、扩、铰Φ14H7孔，铰钻、扩、铰Φ30孔，钻4-M8的螺纹底孔，攻丝4-M8 工序8：检验合格后，交付装配 1.5 机械加工余量数值、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “阀盖”零件材料采用HT150制造。材料为HT150，硬度HB 170到241，大批量生产，铸造毛坯。 （1）底面的加工余量数值。 各工步余量数值请看下面： 粗铣：参照<<工艺手册第1卷>>。其余量数值我们取值，现取。 精铣：参照<<工艺手册>>，其余量数值我们取值。 （3）底面孔 毛坯为实心，不冲孔。 （4）端面加工余量数值。 依据要求，前后端面被分成粗铣、、精铣加工。各工序余量数值请看下面： 粗铣：参照<<工艺手册第1卷>>，其加工余量数值，现取数值。 （5）螺孔毛坯是，不冲孔的实心毛坯。 1.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 工序1：无切削加工，无需计算 工序2：无切削加工，无需计算 工序3：铣阀盖底面 机床：铣床X62W 刀具：面铣刀 齿数 （1）粗铣 铣削深度： 每齿进给量数值：取 铣削速度：取 机床主轴转速：，取 实际铣削速度： 进给量数值： 工作台每分进给量数值： ： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： （2）精铣 铣削深度： 每齿进给量数值：取 铣削速度：取 机床主轴转速：，取 实际铣削速度： 进给量数值： 工作台每分进给量数值： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 本工序机动时间 工序5：钻，铰Φ16孔，钻6-Φ8.5孔 工步一：钻6-Φ8.5孔 确定进给量：当铸铁的，时，。由于本零件在加工Φ40孔时属低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 依据Z3080机床说明书，现取 切削速度：查得切削速度所以 依据机床说明书，取，故实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 总的工时：T=6t=1.263min 工步二：钻，铰Φ16孔的底孔Φ15.8孔 确定进给量：当铸铁的，时，。由于本零件在加工Φ16孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 Z3080机床说明书，现取 切削速度： 所以 依据机床说明书，取，故实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 工步三：铰Ф16孔 ，，得 按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。 切削工时：，，，则机动工时为 工序4：铣阀盖右端面 机床：铣床X62W 刀具：面铣刀 齿数 （1）粗铣 铣削深度： 每齿进给量数值：取 铣削速度：取 机床主轴转速：，取 实际铣削速度： 进给量数值： 工作台每分进给量数值： ： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： （2）精铣 铣削深度： 每齿进给量数值：取 铣削速度：取 机床主轴转速：，取 实际铣削速度： 进给量数值： 工作台每分进给量数值： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 本工序机动时间 工序7：钻、扩、铰Φ14H7孔，Φ30H8孔，钻4-M8的螺纹底孔，攻丝4-M8 工步一：钻Φ14孔 确定进给量：当铸铁的，时，。由于本零件在加工Φ40孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 依据Z525机床说明书，现取 切削速度：查得切削速度所以 依据机床说明书，取，故实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 工步二：铰钻、扩、铰Φ30孔底孔Φ29.8 利用钻头将钻孔扩大至Φ29.8，依据有关手册规定，扩钻的切削用量可依据钻孔的切削用量选取 依据机床说明书，选取 则主轴转速为，并钻床说明书取，实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 工步三：铰Φ30孔 ，，得 按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。 切削工时：，，，则机动工时为 工步四：铰Φ30H8孔 ，，得 按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。 切削工时：，，，则机动工时为 工步五：钻4-M8的螺纹底孔Ф6.8 选用高速钢锥柄麻花钻（《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： 总的工时：T=4t=0.40min 工步六：攻螺纹4-M8mm 选择M8mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 按机床选取 基本工时： 总的工时：T=4t=0.20min 工序8：检验合格后，交付装配 1.7 时间定额计算及生产安排 设年产量是10万件。一年有250个工作日。一个日产量420。 一天工作时间的计算8个小时，每部分的生产时间不应超过1.14min。 机械加工单（在上述生产类型：）时间定额：大规模生产） 参照<<工艺手册>>： （大量生产时） 大批量生产时间定额公式为： 其中： —单件时间给定额度 —基本时间 —辅助时间。各种辅助动作的消费，含有装卸时间和辅助时间工作 —布置场所地、休息时间占操作时间的百分比值 工序1：粗、精铣底面 机动时间： 辅助时间：取工步辅助时间数值。在装卸时间非常的短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则 ： 单间时间定额： 当安装设置两台机床时， 就可以能够满足要求 工序2：钻底面孔、铰定位孔 机动时间： 辅助时间：取工步辅助时间值为。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则 ： 单间时间定额： 由此我们可以得出安装设置一台机床就可以达到生产要求。 工序3：粗铣两侧面及凸台 机动时间： 辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则 ： 单间时间定额： 由此我们可以得出安置一台机床就可以达到生产要求。 工序4：钻侧面孔 机动时间： 辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则 ：依据<<工艺手册>>表2.5.43， 单间时间定额： 由此我们可以得出安装设置一台机床就可以达到生产要求。 工序5：粗铣前后端面 机动时间： 辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值 。则 ： 单间时间定额： 由此我们可以得出安装设置一台机床就可以达到生产要求。 工序6：铣前后端面 机动时间： 辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值 。则  。则 ： 单间时间定额： 由此我们可以得出安装设置一台机床就可以达到生产要求。 工序9：粗镗前后端面支承孔 机动时间： 辅助时间：取工步辅助时间数值为。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值 。则 ： 单间时间定额： 由此我们可以得出应安装设置两台机床同个时间段完成本工序的加工。当安装设置两台机床时， 就可以达到生产要求 工序11：精镗支承孔 机动时间： 辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则 ： 单间时间定额： 由此我们可以得出应安装设置两台机床同个时间段完成本工序的加工。当安装设置两台机床时， 就可以达到生产要求 工序12：端面螺纹孔攻丝 机动时间： 辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸阀盖辅助时间数值为，工步辅助时间数值为。则 ：参照钻孔值，取 单间时间定额： 由此我们可以得出安装设置一台机床就可以达到生产要求。 工序14：精铣端面 机动时间： 辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则 ： 单间时间定额： 由此我们可以得出应安装设置两台机床同个时间段完成本工序的加工。当安装设置两台机床时， 就可以达到生产要求 工序15：精铣侧面 机动时间： 辅助时间：取工步辅助时间数值。装卸时间短暂，所以取装卸阀盖时间数值。则 ： 单间时间定额： 由此我们可以得出应安装设置两台机床同个时间段完成本工序的加工。当安装设置两台机床时， 就可以达到生产要求 工序17：底面孔 机动时间： 辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸阀盖辅助时间数值，工步辅助时间数值。则 ：参照钻孔值，取 单间时间定额： 由此我们可以得出安装设置一台机床就可以达到生产要求。 第二章 铣端面夹具设计 本文设计的是铣工件右端面铣床夹具。 2.1问题的提出 本夹具主要作用在铣工件右端面，同其他面没有位置要求，我们选用已经加工好的底面孔及其其端面来定位。 2.2切削力和夹紧力的计算 （1）刀具： 端铣刀 φ50mm z=24, 机床： X6132铣床 由[3] 所列公式 得 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K= 其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 依据切削力，夹紧力的影响因素，在夹紧不利状态过程，该夹紧力的计算应该依据机械平衡原理来设计。 最后，为了确保可靠夹紧，数值乘以安全系数实际所需夹紧力。 安全系数K可按下式计算有：： 式中：为各种因素的安全系数， 所以有： 产生的夹紧力（当螺旋夹紧时）如下公式： 式中参数： 其中： 螺旋夹紧力： 该夹具采用螺旋夹紧机构， 原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 从上述计算我们得出实际夹紧力不是很大，要使得它有结构简单、操作方便等特点，我们决定用手动螺旋夹紧机构。 2.3定位误差分析 选用的工件定位于圆孔在定位销上，水平放置定位销。定位间有着间隙，所以肯定会引起径向基准位移误差。定位副只存在单边间隙在重力影响下，即工件始终以孔壁同心轴上母线相触，如此径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下，见图。 式中 ——定位副间的最小配合间隙（mm）； ——工件圆孔直径公差（mm）； ——定位销外圆直径公差（mm）。 图3.2 定位分析图 2.4定向键与对刀装置设计 定向键部件是装在夹具底面的纵向槽中的，通常情况下我们使用两个 定向键如下图所示： 图 3.3 夹具体槽形和螺钉图 依据T形槽的宽度 a=25mm 。定向键尺寸看下表： 表 3.1 定向键 B L H h D 夹具体槽形尺寸 公称尺寸 允差d 允差 公称尺寸 允差D 25 -0.014 -0.045 40 14 6 15 6 24 +0.023 7 对刀块以及平塞尺一起成就了对刀装置，确定相对位置。 此工序用来顶面的铣加工，我们取用直角对刀块。它的结构和尺寸如图请看下方图： 图 3.4 对刀块图 塞尺选用平塞尺，看下图： 图 3.5 平塞尺图 塞尺尺寸为： 表 3.2 平塞尺尺寸表 公称尺寸H 允差d C 3 -0.006 0.25 2.5 夹具体的设计 夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。 当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。 夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。 2.6 夹具设计及操作的简要说明 本装置的最大优点是结构简单、紧凑。压紧力小，所以采用手动快速螺旋夹紧夹紧。如前所述，夹具的设计，应使夹具结构简单，操作方便，成本低。为了提高夹具的价格。 加工过程余量小切削力小，手动夹紧可以达到工艺要求，而不会出问题的。 第3章 钻孔夹具设计 本夹具主要用来钻下底面6×Ф8.5的夹具设计，由于加工精度不是很高，因为加工精度不高，故在加工中，主要目的是降低生产成本，减轻劳动强度从而来提高效率。 3.1 问题的提出 本夹具主要用于钻下底面6×Ф8.5的夹具设计。没有任何精度要求，只要思考生产效率的提高上，不必要考虑精度。 3.2 定位基准的选择 加工路线的第一步是定位基准的选择。定位基准的选择要合理，否则直接影响加工过程和最终工件质量。基准的选择不妥当，就会增加不合理的的过程或工艺路线，或是夹具设计更加困难，甚至达不到零件的加工位置精度要求。所以应根据零件要求，保证加工精度，定位基准的合理选择。这一部分不需要很高的技术要求，平行性和对称性也不高，我们主要应考虑提高工作效率，降低劳动强度，提高加工精度这几方面。工件的底面，右端，另一端为定位基准，属于完全定位，夹紧，由铰链板实现夹紧机构。 3.3 切削力及夹紧力计算 由于本道工序是工艺孔的钻孔加工，钻削力。 钻削力 式（5-2） 钻削力矩 式（5-3） 式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 加工工艺孔时，夹紧力方向同钻削力方向是一样的。夹紧力不需计算。 3.4 定位误差分析 定位在工件夹具的工件的数量，位置不完全相同，所以加工工件的尺寸，不一致，和误差的形成原因，即表面工件的定位相对工序基准误差。 有两个原因，一是由于定位基准与设计基准不重合。二是定位基准与限位基准不重合引起的。 依据零件图知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。 已知孔的形状公差为0.28，依据经验公式，易知此结果符合。 3.5 钻套的设计 钻下底面上6×Ф8.5的螺栓孔至Ф8.4，再铰削到Ф8.5H7，加工需钻，铰，因为钻后还要铰，为了我们钻后能及时的铰，所以我们要用快换钻套。依据工艺要求：要首先用Φ8.4的麻花钻钻孔。查机床夹具标准件可知Φ8.4相配的快换钻套的具体结构如下 具体的尺寸如下 因为快换钻套和夹是间隙配合，通过加压螺纹钉他紧紧地搂在钻模板快换钻套的处理时间，以防止工件的加工时间的旋转，有以上可知，Φ8.4快换钻套螺钉M5的大小相匹配，检查夹具标准件M5，快换结构钻套螺钉如下： 具体的尺寸如下 3.6 夹具设计及操作简要说明 如前所述，夹具的设计，应使夹具结构简单，操作方便，成本低。为了提高夹具的价格。 加工过程余量小切削力小，手动夹紧可以达到工艺要求，而不会出问题的。 总结 通过这次的毕业设计，在计算机和方便的参考书籍和手册的情感设计和帮助。 在设计和分析使我感到更多的设计思路，提高我们的学习能力，和我们讨论的问题，所以我要了解分析更清晰，使我受益不浅。课程设计的过程，许多计算有时会让我感到心烦意乱；有时是不小心计算误差，只能被无情地重做。 但教师思想教育比平常更多，认为他们的社会责任感的未来，思想在世界上是因为一些小错误，我不提醒自己，要形成良好的习惯的高度负责，一丝不苟。 参 考 文 献 [1] 李 洪．机械加工工艺手册[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陈宏钧．实用金属切削手册[M] ．机械工业出版社，2005．1． [3] 上海市金属切削技术协会．金属切削手册[M]．上海科学技术出版社，2002． [4] 杨叔子．机械加工工艺师手册[M]．机械工业出版社，2000． [5] 徐鸿本．机床夹具设计手册[M] ．辽宁科学技术出版社，2003．10． [6] 都克勤．机床夹具结构图册[M] ．贵州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．机床夹具[M] ．中国劳动社会保障出版社，2001．5． [8] 冯 道．机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．机械制造工艺学[M]．机械工业出版社，2000． [10] 马贤智．机械加工余量数值与公差手册[M]．中国标准出版社，1994．12． [11] 刘文剑．夹具工程师手册[M]．黑龙江科学技术出版社，2007 [12] 王光斗．机床夹具设计手册[M]．上海科学技术出版社，2002．8． 致谢 毕业设计是在老师的指导下完成的，在分析过程中，老师给了我很大的鼓励，我觉得在设计和分析更多的设计思路，提高我们的学习能力，和我们讨论的问题， 所以我想更清楚地了解，所以我受益不浅。 通过这次的毕业设计，我深深地感受到，做任何事都要有耐心，细心。 课程设计的过程，许多计算有时会让我感到心烦意乱；有时是不小心计算误差，只能被无情地重做。 但教师思想政治教育比平常更多，他们在未来的社会责任感，思想在世界上是因为一些小错误，我不提醒自己，要形成良好的习惯的高度负责，一丝不苟。 最后，在毕业设计中，我再一次感谢我的指导，关心和帮助的老师，领导和学生。谢谢你. 43