K108-閥體的工藝規(guī)程及Φ18H11孔的夾具設計,k108,閥體,工藝,規(guī)程,18,h11,夾具,設計 遼寧工程技術大學課程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　14 遼寧工程技術大學 課 程 設 計 題 目：閥體的機械加工工藝規(guī)程及 Φ18H11孔的工藝設備 班　　級：　機械05-6班 姓　　名：　王傳齊 指導教師：　張興元 完成日期：　2008年7月1日 一、設計題目 閥體零件的機械加工工藝規(guī)程及Φ18H11孔的工藝裝備 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產類型:中批或大批大量生產 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 毛坯圖 1張 (3) 機械加工工藝過程綜合卡片(參附表1) 1張 (4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張 (4) 夾具裝配圖 1張 (5) 夾具體零件圖 1張 (6) 課程設計說明書(5000～8000字) 1份 四、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 閥體的機械加工及Φ18H11孔加工的工藝裝備設計。并繪制閥體的零件圖，毛坯圖，夾具裝配圖和夾具零件圖，填寫機械加工工藝過程綜合卡片和工序卡片。并編寫設計說明書。 閥體零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備事通過對閥體零件工藝問題的理解分析，完成工藝規(guī)程的設計和夾具的設計。次設計為閥體零件工藝規(guī)程和夾具設計提供了方法，改進了以往設計的不足，提高了勞動生產率。對于閥體零件的生產具有很重要的意義。 Abstract The machine of valve body process and the Φ 18 H11 the bore process of craft material design.Combine draw the spare parts diagram of valve body, semi-finished product diagram, the tongs assemble diagram and tongs spare parts diagram and fill in a machine to process the comprehensive card of the craft process and work preface card.Combine write design manual. The machine of valve body spare parts process craft regulations and craft material matter to pass the comprehension toward the valve body spare parts craft problem analysis, completion craft regulations of design and tongs of design.The time design was regulations and tongs of the valve body spare parts craft design to provide a method, improvement former design of shortage, exaltation labor rate of production.Have very important meaning to the produce of valve body spare parts. 目 錄 序言…………………………………………………………… 1 1零件的工藝分析及生產類型的確定……………………… 2 1.1零件的工藝分析………………………………………… 2 1.2零件的生產類型 …………………………………………2 2選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 …………………3 2.1選擇毛坯 …………………………………………………3 2.2確定機械加工余量 ………………………………………3 2.3確定毛坯尺寸 ……………………………………………3 2.4設計毛坯 …………………………………………………3 3選擇加工方法，制定工藝路線…………………………… 4 3.1定位基準的選擇………………………………………… 4 3.2零件表面加工方法的選擇……………………………… 4 3.3制定工藝路線…………………………………………… 5 4工序設計…………………………………………………… 7 4.1選擇加工設備與工藝裝備……………………………… 7 4.2確定工序尺寸（工序Ⅸ）……………………………… 8 5確定切削用量及基本時間（工序Ⅸ）…………………… 9 5.1切削用量的計算………………………………………… 9 5.2基本時間tm的計算………………………………………9 5.3輔助時間的計算…………………………………………10 5.4其他時間的計算…………………………………………10 5.5單件時間的計算…………………………………………10 6夾具設計……………………………………………………11 6.1定位方案…………………………………………………11 6.2定位誤差分析及計算……………………………………11 6.3夾緊機構…………………………………………………11 6.4導向裝置…………………………………………………11 6.5夾具與機床連接元件……………………………………11 6.6夾具體……………………………………………………11 7設計體會……………………………………………………12 8體會與展望…………………………………………………13 參考文獻………………………………………………………14 序言 機械制造技術基礎課程設計是在學完了機械制造技術基礎和大部分專業(yè)課，并進行了生產實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯系實際的訓練。這次設計使我們能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結構設計能力，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。通過這次設計，基本上掌握了零件機械加工工藝規(guī)程的設計，機床專用夾具等工藝裝備的設計等。并學會了使用和查閱各種設計資料、手冊、和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識，解決現代實際工藝設計問題，鞏固和加深了所學到的東西。并在設計過程中，學到了很多課堂上沒有學到的東西 由于所學知識所限，缺乏設計經驗，設計中還有許多不足的地方，希望各位老師多加指正。 1零件的工藝分析及生產類型的確定 1.1零件的工藝分析 通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。該零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。以下是調速杠桿需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： 1.左右端面的粗糙度為25，基本尺寸75mm。階梯孔φ50的粗糙度為12.5，階梯面粗糙度為12.5，孔φ35孔的粗糙度為12.5，孔φ20的粗糙度為12.5，接替面的粗糙度為12.5，孔φ28.5的粗糙度為12.5，階梯面度為12.5。 2.上端面的粗糙度位25，階梯面的粗糙度為25?？爪?6的粗糙度為25。螺紋孔M24，孔φ24.3的粗糙度為25，孔φ22的粗糙度位12.5，階梯棉的粗糙度為12.5，孔φ18的粗糙度為6.3，對于基準A有垂直度0.06的要求。 3.根據各加工方法的經濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 1.2零件的生產類型 大批量生產。 2選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 2.1選擇毛坯 閥體的件材料為鑄鋼，零件結構比較復雜，生產類型為大批產，為使零件有比較高的生產率比較高的精度、表面質量和機械性能，所以采用機器造型。 2.2確定機械加工余量 根據鑄件零件尺寸、表面粗糙度，可查表確定加工余量。 2.3確定毛坯尺寸 將零件尺寸，和上一步確定的機械加工余量相加，所得到的尺寸就是毛坯的尺寸。 3選擇加工方法，制定工藝路線 3.1定位基準的選擇 基準的選擇 定位的選擇是工藝規(guī)程設計中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得宜提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正進行。 粗基準的選擇：按有關基準的選擇原則，即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準?，F以零件的側面為主要的定位粗基準。 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統一”原則，選擇零件階梯通孔的軸線作為定位基準。 3.2零件表面加工方法的選擇 （1）粗銑左右端面 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra25μm。 （2）粗鏜?35mm的孔 公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra12.5μm。 （3）粗銑?35mm孔的右端面, 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra12.5μm。 （4）粗鏜?43mm的孔 未注公差尺寸，公差等級按IT14。 （5）粗鏜?50mm的孔 表面粗糙度為Ra12.5μm。 （6）粗銑?50mm孔的右端面 公差等級為IT12，面粗糙度為Ra12.5μm。 （7）鉆?20mm的孔 公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra25μm。 （8）粗鏜?28.5mm的孔 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra12.5μm，需粗鏜即可。 （9）粗銑?28.5mm孔的左端面 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra12.5μm，粗銑即可。 （10）粗銑閥體上端面 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra25μm，粗銑。 （11）鉆、鏜?18mm的孔 公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra6.3μm (12) 粗鏜?22mm的孔 公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra6.3μm (13) 粗鏜?24.3mm的孔 公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra12.5μm (14) 粗鏜?26mm的孔 公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra25μm (15) 粗銑上端臺階面 公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra25μm (16) 粗銑?26mm孔的下端面 公差等級為IT14，表面粗糙度為Ra25μm (17) 粗銑?22mm孔的下端面, 公差等級為IT11，表面粗糙度為 Ra12.5μm。 （18）攻螺紋M24和4-M12×1.25-8H9H。 3.3制定工藝路線 工序Ⅰ 粗銑閥體左右端面 工序Ⅱ粗鏜?35mm的孔 工序Ⅲ粗銑?35mm孔的右端面 工序Ⅳ粗鏜?43mm的孔 工序Ⅴ粗鏜?50mm的孔 工序Ⅵ粗銑?50mm孔的右端面 工序Ⅶ鉆?20mm的孔 工序Ⅷ粗鏜?28.5mm的孔 工序Ⅸ粗銑?28.5mm孔的左端面 工序Ⅹ粗銑閥體上端面 工序Ⅺ鉆、鏜?18mm的孔 工序Ⅻ粗鏜?22mm的孔 工序XIII粗鏜?24.3mm的孔 工序XIV粗鏜?26mm的孔 工序XV粗銑上端臺階面 工序XVI粗銑?26mm孔的下端面 工序XVII粗銑?22mm孔的下端面, 工序XVIII攻螺紋M24和4-M12×1.25-8H9H 工序XIX清洗 工序XX終檢 4工序設計 4.1選擇加工設備與工藝裝備 表4-1閥體工藝路線及設備，工裝的選用表 工 序 號 工 序 內 容 設 備 工 藝 裝 備 1 粗銑閥體左右兩個端面，Ra25μm X62臥式銑床銑床 銑刀、游標卡尺、專用夾具 2 粗鏜?35mm的孔,Ra12.5μm 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī) 3 粗銑?35孔的右端面Ra12.5μm X62臥式銑床銑床 銑刀、游標卡尺、專用夾具 4 粗鏜?43的孔 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī) 5 粗鏜?50的孔,Ra12.5μm 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī) 6 粗?50孔的右端面,Ra12.5μm X62臥式銑床銑床 銑刀、游標卡尺、專用夾具 7 鉆?20的孔,Ra25μm 鉆床 鉆頭、游標卡尺、專用夾具 8 粗鏜?28.5的孔,Ra12.5μm 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī) 9 ?28.5孔的左端面,Ra12.5μm X62臥式銑床銑床 銑刀、游標卡尺、專用夾具 10 粗銑閥體上端面,Ra25μm X62臥式銑床銑床 銑刀、游標卡尺、專用夾具 11 鉆、鏜?18的孔,Ra25μm 鉆床 鉆頭、游標卡尺、專用夾具 12 粗鏜?22的孔,Ra6.3μm 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī) 13 粗鏜?24.3的孔,Ra12.5μm 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī) 14 粗鏜?26的孔,Ra25μm 鏜床 鏜刀、卡尺、塞規(guī) 15 粗銑上端臺階面,Ra12.5μm X62臥式銑床銑床 銑刀、游標卡尺、專用夾具 16 粗銑?26孔的下端面,Ra25μm X62臥式銑床銑床 銑刀、游標卡尺、專用夾具 17 粗?22孔的下端面,Ra12.5μm X62臥式銑床銑床 銑刀、游標卡尺、專用夾具 18 攻螺紋M24 Z525組合鉆床 專用攻螺紋夾具 19 攻螺紋4-M12×1.25-8H9H Z525組合鉆床 專用攻螺紋夾具 20 清洗 21 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 4.2確定工序尺寸（工序Ⅺ） （1）確定加工方案：由表可查得，孔的基本尺寸為Φ18mm。其公差等級為IT11，在查表可得確定其加工方案為鉆-擴。 （2）用查表法確定加工余量。查表可知，對于大批量生產砂型鑄造機器造型，可以取公差等級為IT12，加工余量等級為H級。查表得到毛坯每側的加工余量為0.7mm，查表得到： Z（拉）=0.5mm Z（鉆）=1mm （3）計算各基本尺寸。擴孔后的基本尺寸為Φ18mm。（設計尺寸）其他的工序尺寸為： 鉆：18-1=17mm 毛坯為實心 （4）確定工序尺寸公差及偏差。 擴：IT11 尺寸公差為0.11 鉆：IT12 尺寸公差為0.18 毛坯：CT12 實心 工序尺寸按如體原則標注，擴：18+0.0.1100 鉆：17+0.1800 毛坯為實心。 5確定切削用量及基本時間（工序Ⅺ） 5.1切削用量的計算 （1）鉆孔工步 ①被吃刀量的確定 取ap=17mm。 ②進給量的確定 由表，選取該工步的每轉進給量f=0.2mm/r。 ③切削速度的計算 由表，按工件材料為30鋼的條件選取，切削速度v可取為22m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉆頭轉速n=412r/min,參照表所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=545r/min.再將此轉速代入公式，可求出該工序的實際鉆削速度v=nΠd/1000=29.1m/min. (2)擴孔工步 ①被吃刀量的確定 取ap=1mm。 ②進給量的確定 由表，選取該工步的每轉進給量f=0.50mm/r。 ③切削速度的計算 由表，切削速度v可取為56.5/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉸刀轉速n=1008 r/min,參照表所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=1360 r/min.再將此轉速代入公式，可求出該工序的實際切削速度v=nΠd/1000=76.9m/min. 5.2基本時間tm的計算 （1）鉆孔工步 根據表，鉆孔的基本時間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l(wèi)=34.5mm;l2=1mm;l1=(D/2)×cotkr+(1～2)=（17mm/2）×cot54°+1mm=7.2mm;f= 0.2mm/r;n= 545r/min.將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=(34.5mm+1mm+7.2mm)/(0.2mm/r×545r/min)= 0.16min=23.5s。 （2）擴孔工步 根據表，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得該工序的基本時間。l1、l2由表按kr=15°、ap=(D-d)/2=(18mm-17mm)/2=0.5mm的條件查得l1=1mm；l2=3mm；而l=34.5mm；f=0.5mm/r; n=272r/min.將上述結果代入公式，則該工序基本時間tt=（34.5mm+1mm+3mm）/（0.5mm/r×1360r/min）=0.02min=3.4s。 5.3輔助時間的計算 鉆孔工步的輔助時間：tf =0.15x9.6=1.44s 擴孔工步的輔助時間：tf =0.15x.12=0.18s 5.4其他時間計算 鉆孔工步的其他時間：tb+ tx=%6x(23.5s+3.5s)=1.62s 擴孔工步的其他時間：tb+ tx=%6x(3.4s+0.5s)=0.24s 5.5單件時間的計算 鉆孔公布：tdj鉆=23.4s+3.5s+1.62s=28.52s 擴孔工步：tdj擴=3.4s+0.5s+0.24s=4.14s 單件時間：tdj=28.52s+4.14s=32.66s 6夾具設計 6.1定位方案 工件以Φ43孔的軸線為定位基準，采用平面和定位銷組合定位方案，工件在定位平面及定位銷的圓柱面上定位，其中平面限制工件的3個自由度、短圓柱銷限制2個自由度，一共限制了五個自由度。在定位平面上加一個圓柱銷來限制工件X方向上轉動的自由度，這樣六個自由度都被限制了。 6.2定位誤差的分析與計算 定位誤差分為基準不重合誤差和基本位移誤差。在本工序中，采用面和銷的定位方案，故定位基準為工件的左端面。工序基準也為工件的左端面，所以基準重合，不存在基準不重合誤差。由于本加工方案中，定位平面做的比較平整，故在同一批零件中不存在基準位移誤差。所以本工序的定位方案的定位誤差為0。 6.3夾緊機構 根據生產率要求，運用手動夾緊可以滿足。采用鉤形壓板夾緊機構，通過擰螺母實現對工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產生震動。由于夾緊力與鉆孔時產生的力方向相同，所以可免去夾緊力的計算。 6.4導向裝置 采用鉆套作為導向裝置，選用JB/T 8045.2-1999。鉆套高度H=32mm，排削間隙h=15mm. 6.5夾具與機床連接元件 在夾具體上設計座耳，用T形螺栓固定。 6.6夾具體 由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面與定位圓柱銷在安裝時垂直度在Φ43范圍內允差0.02mm. 7方案綜合評價及結論 這個方案，通過一面兩銷定位，單螺旋夾緊機構帶動活塊做軸向運動。比較簡單實用，可以較好的實現夾具功用，這種方案，定位誤差小。滿足零件的加工要求，但由于是手動夾具機構，會生產效率有一定影響。 8體會與展望 這是上大學以來第一次做機械制造課程設計，機械制造課程設計的實用性很強，極大的考察了我們的實踐能力，在這次設計中，開始的階段是最困難的，不知道從哪些方面下手，遇到了很多困難，但是。就是在這種困難之中，自己反復的查閱資料，認真的思考，和及時的答疑，自己漸漸的有了思路。在設計過程中，明確了設計目的，綜合應用了所學專業(yè)知識,培養(yǎng)了自主動手能力.將理論與實際結合起來,完成了作品。這次課程設計使我們看的設計人員的艱辛,但是相信自己的努力，一切困難都可以解決。這次設計為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。 參考文獻 [1]哈爾濱工業(yè)大學 .《機床夾具設計》［M］.上海科學技術出版社 .1990。 [2]顧崇衡 .《機械制造工藝學》［M］.陜西科學出版社.1995。 [3]鄒青 .《機械制造技術基礎課程設計指導教程》［M］ . 機械工業(yè)出版社，200.8。 [4]崇凱 .《機械制造技術基礎課程設計指南》［M］.化學工業(yè)出版社 .2006.12。 [5]周開勤 .《機械零件手冊》［M］.高等教育出版社 .1994。 [6]大連組合機床研究所 .《組合機床設計》［M］.機械工業(yè)出版社 .1978。 [7]李云..《機械制造及設備指導手冊》［M］.北京:機械工業(yè)出版社 .1997.8。 [8]孟少農..《機械加工工藝手冊》［M］.北京:機械工業(yè)出版社.1991.9。 [9]李慶壽.《機床夾具設計》［M］.北京：機械工業(yè)出版社 .1984。 [10]于駿一 .《機械制造技術基礎》［M］.北京：機械工業(yè)出版社.2000。 [11]趙家奇 .《機械制造工藝學課程設計指導書—2版》［M］.北京:機械工業(yè)出版社.2000.10。 [12]陶崇德.葛鴻翰 .《機床夾具設計.第二版》［M］.上海：上?？萍技夹g出版社 .1989。 [13]黃健求..《機械制造技術基礎》［M］. 機械工業(yè)出版社 .2005。 [14]楊叔子. 《機械加工工藝師手冊》［M］. 機械工業(yè)出版社 .2000。