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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計題目為轉(zhuǎn)向控制閥上蓋加工工藝與專用機(jī)床夾具設(shè)計 設(shè)計中在分 析轉(zhuǎn)向控制閥上蓋結(jié)構(gòu)和工藝特點的基礎(chǔ)上 確定毛坯的類型與尺寸 擬定加工工藝 路線 應(yīng)用計算法和查表法確定加工表面的加工余量 計算各工序的切削用量 從而 制定一套適合車輛轉(zhuǎn)向控制閥加工的工藝規(guī)程 在設(shè)計完成工藝規(guī)程后 為了方便和 優(yōu)化轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的加工 通過具體的加工步驟完成了對其車削加工時的車床夾具 的設(shè)計和鉆鉸用量的計算 設(shè)計中詳盡闡述車床夾具和車床夾具的設(shè)計思路和具體方 案 并用 AutoCAD 繪制了兩套套完整的夾具圖紙 關(guān)鍵詞 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋 工藝規(guī)程 定位 夾緊 車床夾具 鉆床夾具 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 II ABSTRACT This paper presents how to make the production process of distributing valve s cover and how to design the lathe fixture On the basis of analysing the structure and the process characteristics of the distributing valve s cover it definites the type and size of rough draws out processing route uses numeration and querying method to definite the machining allowance of surface and counts machining data of evey process so it draws out a set of the produtiong process of distributing valve s cover After completing the production process it designs the lathe fixture and calculation of the amount of drilling hinge for easy to process the cover It goes into the design solutions and uses AutoCAD to draw a set of complete drawing of lathe fixture Key words Production process Location Clamping Lathe fixture Drilling jig 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第 1 章 緒 論 1 1 1 研究的目的及意義 1 1 2 研究對象 2 1 3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1 4 本研究課題的內(nèi)容 3 第 2 章 零件的分析 5 2 1 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的作用 5 2 2 零件的工藝分析 5 2 2 1 某汽車的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型 5 2 2 2 零件結(jié)構(gòu)的機(jī)械加工工藝性 6 2 2 3 零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性 7 2 2 4 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的技術(shù)要求 7 2 3 本章小結(jié) 8 第 3 章 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋工藝規(guī)程的編制 9 3 1 定位基準(zhǔn)的選擇 9 3 2 工藝路線的制定 10 3 3 機(jī)械加工余量及工序尺寸的確定 11 3 3 1 加工余量的概述 11 3 3 2 計算法確定 0 394 孔各工序加工余量 13 3 3 3 查表法確定加工余量 16 3 4 切削用量的確定 18 3 4 1 切削用量的選擇原則 18 3 4 2 車削用量的選擇計算 20 3 5 本章小結(jié) 22 第 4 章 車床夾具的設(shè)計 23 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 1 車床夾具的概述 23 4 1 1 機(jī)床夾具的作用 23 4 1 2 機(jī)床夾具的組成 23 4 1 3 車床夾具的設(shè)計特點 24 4 2 車床夾具的設(shè)計思想 24 4 2 1 車床夾具設(shè)計的要求 24 4 2 2 車床夾具的設(shè)計方案 24 4 2 3 夾具的主要零件動作及原理 26 4 3 夾具定位元件與定位精度 27 4 3 1 工件加工時限制的自由度 27 4 3 2 定位元件的尺寸公差 28 4 3 3 定位誤差的分析計算 28 4 4 切削力的分析計算 29 4 4 1 切削加工時的切削力 29 4 4 2 半精車左端工序中切削力計算公式參數(shù) 29 4 4 3 車削的切削力 30 4 4 4 切削功率的計算 30 4 5 夾緊力的計算 31 4 5 1 車削力 工件受力圖 31 4 5 2 由理論力學(xué)知識分析計算 32 4 5 3 確定使用夾緊力 32 4 5 4 確定汽缸直徑 33 4 6 強(qiáng)度校核 33 4 7 夾具設(shè)計技術(shù)要求 34 4 7 1 夾具的技術(shù)要求 34 4 7 2 夾具的裝配順序說明 35 4 7 3 氣動夾緊的動力裝置 35 4 8 本章小結(jié) 35 第 5 章 鉆床夾具的設(shè)計 36 5 1 主要工序的安排 36 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 2 鉆鉸用量的計算 37 5 2 1 鉆削用量 37 5 2 2 鉸削用量 39 5 3 切削力的計算 41 5 4 鉆套設(shè)計 41 5 5 本章小結(jié) 42 結(jié) 論 43 參考文獻(xiàn) 44 致 謝 46 附錄 A 47 附錄 B 52 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 1 第 1 章 緒 論 1 1 研究的目的及意義 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文 件 是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行 認(rèn)真貫徹的紀(jì)律性文件 生產(chǎn)規(guī)模的大小 工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝規(guī)程來體 現(xiàn) 因此 機(jī)械加工工藝規(guī)程是一個重要而又嚴(yán)肅的工作 這就要求技術(shù)人員從生產(chǎn) 實際出發(fā) 理論聯(lián)系實際 和工人結(jié)合起來 才能做好這一工作 意義如下 1 工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件 是指揮現(xiàn)場生產(chǎn)的依據(jù) 對于大批量 生產(chǎn)的工廠 由于生產(chǎn)組織嚴(yán)密 分工細(xì)致 因此要求工藝規(guī)程比較詳細(xì) 才能便于 組織和指導(dǎo)生產(chǎn) 對于單件 小批量生產(chǎn)的工廠 生產(chǎn)分工比較粗糙 制訂工藝規(guī)程 也相應(yīng)可以簡單些 但無論生產(chǎn)規(guī)模的大小 都必須有工藝規(guī)程 否則生產(chǎn)調(diào)度 技 術(shù)準(zhǔn)備 關(guān)鍵技術(shù)研究都無法安排 生產(chǎn)將陷入混亂 另外 由于工藝規(guī)程是技術(shù)指 導(dǎo)性圍殲 在處理生產(chǎn)上各種問題時 是全廠人員共同的依據(jù) 如發(fā)生質(zhì)量問題 可 按工藝規(guī)程的要求來明確各有關(guān)生產(chǎn)單位的責(zé)任 工藝規(guī)程依然是技術(shù)制導(dǎo)性文件 但它不是不能改動 可以根據(jù)生產(chǎn)實際情況進(jìn)行修改 但必須有嚴(yán)格的審批手續(xù) 2 工藝規(guī)程是進(jìn)行組織生產(chǎn) 做好生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備的主要文件 對于原有工廠 當(dāng)進(jìn)行新產(chǎn)品試生產(chǎn)時 首先要制訂零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及其他工藝規(guī)程 從而 知道零件的加工要經(jīng)過哪些車間 哪些設(shè)備 需要多少工人和生產(chǎn)面積 要購買或自 制哪些工藝裝備 以及要開展哪些關(guān)鍵技術(shù)課題的研究 3 在工藝規(guī)程付諸實現(xiàn)的過程中 可以根據(jù)時間結(jié)果 不斷地總結(jié)積累經(jīng)驗 因此 有了工藝規(guī)程 就便于總結(jié)和積累生產(chǎn)經(jīng)驗 1 制造技術(shù)是各行各業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵 而在制造業(yè)中 機(jī)床夾具又是不可或缺 的工藝裝備 它直接影響著產(chǎn)品的加工精度 勞動生產(chǎn)率和制造成本 因此機(jī)床夾具 設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要地位 工件在切削加 工前必須在機(jī)床上占有一個正確的位置 才能使加工后達(dá)到工序加工的要求 2 由于市場需求的變化多端及機(jī)電產(chǎn)品的競爭日益激烈 產(chǎn)品更新?lián)Q代周期短 多 品種 中小批量生產(chǎn)比例在提高 為了適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)向高精尖方向發(fā)展需要 現(xiàn) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 2 代機(jī)床夾具也必須與時俱進(jìn) 傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)裝備工作和傳統(tǒng)夾具結(jié)構(gòu)已不適應(yīng)新生 產(chǎn)特點 其發(fā)展朝著標(biāo)準(zhǔn)化 可調(diào)化 組合化 精密化 高效自動化的方向發(fā)展 4 1 2 研究對象 車輛轉(zhuǎn)向控制閥即轉(zhuǎn)向控制閥是汽車轉(zhuǎn)向系動力轉(zhuǎn)向器中的一個重要組成部分 轉(zhuǎn)向控制閥通過轉(zhuǎn)向控制閥塞相對閥體的軸向運(yùn)動來控制液壓油的流向 以達(dá)到操縱 動力缸進(jìn)行轉(zhuǎn)向加力的目的 轉(zhuǎn)向控制閥的上蓋上接轉(zhuǎn)向器殼 下接轉(zhuǎn)向控制閥 其 作用是連接轉(zhuǎn)向器殼 并與轉(zhuǎn)向控制閥組成一個密封的整體 與其內(nèi)的各結(jié)構(gòu)一起完 成軸向加力隨動作用 6 對車輛轉(zhuǎn)向控制閥上蓋加工工藝規(guī)程的編制就是用表格的形 式將機(jī)械加工工藝過程的內(nèi)容書寫出來 成為指導(dǎo)性文件 隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展 機(jī)床夾具的種類在不斷增加 出現(xiàn)了許多新穎的夾具 有通用夾具 專用夾具 組合夾具 通用可調(diào)與成組夾具 其中車床夾具專用夾具的 一種 車床主要用于加工工件的內(nèi)外圓柱面 圓錐面 回轉(zhuǎn)面成形面 螺紋面及端平 面 這些表面都是圍繞機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線而形成的 所以大多數(shù)車具都是安裝在機(jī) 床主軸上 加工時 夾具隨主軸一起旋轉(zhuǎn) 刀具做送進(jìn)運(yùn)動 也有少數(shù)形狀不規(guī)則和 尺寸較大的工件 把夾具安裝在床身或床鞍上 刀具則安裝在機(jī)床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 5 1 3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 制造技術(shù)是一個永恒的主題 是設(shè)想 概念 科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ)和手段 是國 家經(jīng)濟(jì)與國防勢力的體現(xiàn) 是國家工業(yè)化的關(guān)鍵 世界上制造技術(shù)比較強(qiáng)的國家都是 非常重視工藝的 眾所周知 德國 日本 美國 英國 意大利等國的制造技術(shù)比較 發(fā)達(dá) 產(chǎn)品質(zhì)量上乘 機(jī)械制造科學(xué)技術(shù)的發(fā)展主要沿著 廣義制造 或稱大制造的 方向發(fā)展 可以分為四個方面 即現(xiàn)代設(shè)計技術(shù) 現(xiàn)代成形和改性技術(shù) 現(xiàn)代加工技 術(shù) 制造系統(tǒng)和管理技術(shù) 當(dāng)前 發(fā)展的重點是創(chuàng)新設(shè)計 并行設(shè)計 現(xiàn)代成形與改 性設(shè)計 材料成形過程仿真和優(yōu)化 高速和超高速加工 精密工程與納米技術(shù) 數(shù)控 加工技術(shù) 集成制造技術(shù) 虛擬制造技術(shù) 協(xié)同制造技術(shù)和工業(yè)工程等 7 夾具在其發(fā)展的 200 多年歷史中 大致經(jīng)歷了三個階段 第一階段 夾具在工件 加工 制造的各工序中作為基本的夾持裝置 發(fā)揮著夾固工件的最基本功用 隨著軍 工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī) 汽車工業(yè)的不斷發(fā)展 夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 定加工質(zhì)量的優(yōu)越性 各類定位 夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善 夾具逐步發(fā)展成為機(jī) 床 工件 工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分 這是夾具發(fā)展的第二階段 這 一階段 夾具發(fā)展的主要特點是高效率 在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天 各類高效率 自動化 夾具在高效 高精度及適應(yīng)性方面 已有了相當(dāng)大的提高 隨著電子技術(shù) 數(shù)控技術(shù) 的發(fā)展 現(xiàn)代夾具的自動化和高適應(yīng)性 已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體 使得中 小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平 這是夾具發(fā)展的第三 個階段 這一階段 夾具的主要特點是高精度 高適應(yīng)性 可以預(yù)見 夾具在不一個 階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高 制造技術(shù)是各行各業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明 目前中 小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的 85 左右 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制 造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代 以適應(yīng)市場的需求與競爭 然而 一般企業(yè)都仍習(xí)慣于 大量采用傳統(tǒng)的專用夾具 一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里 約擁有數(shù)千甚至近萬 套專用夾具 另一方面 在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中 每隔 3 4 年就要更新 50 80 左右 專用夾具 而夾具的實際磨損量僅為 10 20 左右 特別是近年來 數(shù)控機(jī)床 加工 中心 成組技術(shù) 柔性制造系統(tǒng) FMS 等新加工技術(shù)的應(yīng)用 機(jī)床夾具又是一種不 可或缺的工藝裝備 它直接影響著產(chǎn)品的加工精度 勞動生產(chǎn)率和制造成本 因此機(jī) 床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有及其重要地位 當(dāng)前我國是一個制造大國 世界制造中心將可能轉(zhuǎn)移到中國 這對我國的制造業(yè) 是一個機(jī)遇和挑戰(zhàn) 要形成我們自己的世界制造中心就必須掌握先進(jìn)的制造技術(shù) 掌 握核心技術(shù) 要有很高的制造技術(shù)水平 才能從制造大國成為制造強(qiáng)國 8 1 4 本研究課題的內(nèi)容 本次設(shè)計正文部分總共分為三大部分 分別為零件的分析 轉(zhuǎn)向控制閥工藝規(guī)程 的編制和專用車床夾具的設(shè)計 1 零件的分析 對轉(zhuǎn)向控制閥主要有以下分析 1 研究對象轉(zhuǎn)向控制閥的作用與結(jié)構(gòu)分析 2 零件的工藝分析 包括生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)類型的計算 毛坯的確定 零件結(jié)構(gòu) 的機(jī)械加工工藝性 零件的裝配工藝性 零件的技術(shù)要求分析等 在這部分中 對零 件進(jìn)行了詳細(xì)闡述 為下一部分的設(shè)計內(nèi)容做了充足的準(zhǔn)備 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 2 轉(zhuǎn)向控制閥工藝規(guī)程的編制 零件的工藝規(guī)程的編制 工藝規(guī)程編制的作用與意義如前所述 在這一部分中 主要解決的問題有 定位基準(zhǔn)的選擇 工藝路線的制定 應(yīng)用計算法與查表法確定機(jī) 械加工余量與工序尺寸 最后為切削用量的確定 這部分中 計算量較大 需查閱大 量的相關(guān)書籍與工藝手冊 結(jié)合金工實習(xí)時候的零件加工的經(jīng)驗 借鑒參考別人的方 法 仔細(xì)計算分析每一過程 3 專用車床夾具的設(shè)計 這部分分中詳細(xì)論述了車床夾具的組成原理與特點 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)與工藝性能提 出設(shè)計方案 然后對方案進(jìn)行詳細(xì)的分析 包括原理與結(jié)構(gòu)動作的分析 最后對其進(jìn) 行計算分析 包括定位元件的尺寸公差 定位誤差的分析計算 切削力的分析計算 夾緊力的分析計算 強(qiáng)度校核 在這一部分中 借鑒 金屬切削夾具設(shè)計圖冊 結(jié) 合零件的結(jié)構(gòu)特點 設(shè)計出本專用車床夾具 查閱 機(jī)械加工工藝手冊 確定夾具各 構(gòu)件的尺寸 最后計算切削力 夾緊力并校核強(qiáng)度 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 第 2 章 零件的分析 2 1 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的作用 汽車轉(zhuǎn)向系按能源的不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動力轉(zhuǎn)向系兩大類 現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系 都由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)三大部分組成 動力轉(zhuǎn)向系是兼用駕駛員體力和發(fā)動機(jī)董迪為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系 在正常情況下 汽車轉(zhuǎn)向所需的能量 只有一小部分有駕駛員提供 而大部分是由發(fā)動機(jī)通過轉(zhuǎn)向加 力裝置提供的 但是轉(zhuǎn)向加力裝置失效時 一般還應(yīng)該有駕駛員獨立承擔(dān)汽車轉(zhuǎn)向任 務(wù) 因此 動力轉(zhuǎn)向系是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的 其 中加力裝置包括 轉(zhuǎn)向油罐 轉(zhuǎn)向液壓泵 轉(zhuǎn)向動力缸 轉(zhuǎn)向控制閥 其中轉(zhuǎn)向控制 閥的作用是通過轉(zhuǎn)向控制滑閥相對閥體的軸向運(yùn)動來改變液壓油的流向 以達(dá)到操縱 動力缸進(jìn)行轉(zhuǎn)向加力的目的 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋在轉(zhuǎn)向器中 上接轉(zhuǎn)向器殼 下接轉(zhuǎn)向控制閥 凸緣 80 與轉(zhuǎn) 向控制閥體作為裝配基準(zhǔn) 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋中裝有推力球軸承 回位彈簧及回位擋圈 所組成的回位裝置 轉(zhuǎn)向控制閥的作用 連接轉(zhuǎn)向器殼 并與轉(zhuǎn)向控制閥體組成一個 密封的整體 與其內(nèi)的各結(jié)構(gòu)一起完成軸向加力隨動作用 9 2 2 零件的工藝分析 2 2 1 某汽車的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型 設(shè)計生產(chǎn)任務(wù)為 5000 輛 一個汽車有一個轉(zhuǎn)向控制閥 對應(yīng)一個轉(zhuǎn)向控制閥上 蓋 故一年的轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的年產(chǎn)量為 2 1 1 NQn 式中 Q 汽車產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng) N 一輛 臺 汽車產(chǎn)品中相同零件數(shù)量 備品率 廢品率 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 6 其中備品率為 5 廢品率為 3 則 個 5015 135408N 由于汽車生產(chǎn)機(jī)械加工類型的劃分 此種車屬于大批量生產(chǎn) 大批量生產(chǎn) 每年制造的汽車零件品種少而穩(wěn)定 每個產(chǎn)品產(chǎn)量很大 一般情況 下 每臺設(shè)備或工作地點常年重復(fù)地進(jìn)行某一工件的某一工序 大批量生產(chǎn)時 多數(shù) 設(shè)備是生產(chǎn)率高的專用設(shè)備 而且它們是按照工件的工藝過程的順序安排的 大批量生產(chǎn)的特征 1 產(chǎn)品 生產(chǎn)單一產(chǎn)品或系列化產(chǎn)品 數(shù)量很大 每臺設(shè)備常年生產(chǎn)某一種零 件的某一工序 產(chǎn)品改型后 原生產(chǎn)設(shè)備難改裝 2 生產(chǎn)組織 采用流水線或自動化生產(chǎn)線 按總成封閉組織生產(chǎn)或?qū)I(yè)化組織 生產(chǎn) 3 生產(chǎn)設(shè)備 廣泛采用專用復(fù)合刀具 成型刀具 專用高效率量具或自動化量 具 高效率專用夾具 4 機(jī)床調(diào)整方法 工件在調(diào)整好的機(jī)床上加工 5 對毛坯的要求 采用高精度 余量小的各種毛坯 2 2 2 零件結(jié)構(gòu)的機(jī)械加工工藝性 1 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的主要加工表面都是旋轉(zhuǎn)表面組成 在車床進(jìn)行車削端面 凸緣 內(nèi)孔 進(jìn)刀和退刀都很方便 2 各加工表面彼此間明顯分開 加工表 面與非加工表面也明顯分開 3 工件加工時定位和夾緊都很可靠 穩(wěn)固 方便 加工左 右端時 用同一 軸線上的兩位孔定位 夾緊時夾緊力方向與切削力方向一致 定位夾緊也較簡單 11 4 有同軸度要求的內(nèi)孔和凸緣及有垂直度要求的前端面 可以在一次裝夾中 以互為基準(zhǔn)加工出來 能很好地保證加工精度和位置精度 5 為了增加蓋壁的剛度 增加了 7 條加強(qiáng)筋 加強(qiáng)筋在轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的外 壁均勻分布 6 螺孔 由于在蓋外壁增加平面的凸臺 鉆孔加工就方便很多了 并且16CR 增加了螺紋連接長度 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 7 2 2 3 零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性 1 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋與其內(nèi)的推力球軸承 回位彈簧及回位擋圈組成的回位裝置 可進(jìn)行獨立裝配安裝于轉(zhuǎn)向器殼上 轉(zhuǎn)向控制閥體及其內(nèi)各部件也獨立裝配后安裝在 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋上 2 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋有正確的安裝基準(zhǔn) 而且其精度也很高 凸臺 作裝0 3768 配基面與轉(zhuǎn)向控制閥體安裝 孔作為裝配基準(zhǔn)與轉(zhuǎn)向器殼進(jìn)行安裝 0 38 2 2 4 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的技術(shù)要求 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋是轉(zhuǎn)向控制閥的基礎(chǔ)零件 它與轉(zhuǎn)向控制閥本體的配合既有位置 精度要求 又有嚴(yán)格的尺寸精度要求 以保證密封的可靠性 其他各管道孔與它的位 置與尺寸都要求很高 其圖可見零件圖 2 1 主要技術(shù)要求如下 1 端面 應(yīng)垂直于 軸線 垂直度對 為 0 02 1T235T0 38 1T35 對 為 0 05 2 2 對 同軸度公差 0 06 0 3768 0 3 3 對 同軸度公差 0 06 904 0 4 尺寸精度和表面粗糙度要求 1 孔精度等級 IT7 表面粗糙度 1 6aR 2 孔精度等級 IT8 表面粗糙度 0 39 0 8a 3 凸緣外圓精度等級為 IT8 表面粗糙度為 0768 1 6aR 4 表面粗糙度 2T33 2aR 5 表面粗糙度 表面距離為 51 T50 16 6 表面粗糙度 表面距離為 IT8 6 2a652 7 表面粗糙度都為 1T40aR 8 內(nèi)腔 尺寸為自由精度 端面粗糙度 58 6 3aR 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 從零件的技術(shù)要求可以看出 的軸線是零件的設(shè)計基準(zhǔn) 面互為0 38 1T3 設(shè)計基準(zhǔn) 面為 面的設(shè)計基準(zhǔn) 面為 面的設(shè)計基準(zhǔn) 面還為螺孔 中3T55T656CR 心線設(shè)計基準(zhǔn) 16 圖 2 1 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋零件圖 2 3 本章小結(jié) 本章分析了轉(zhuǎn)向控制閥的基本原理 簡單介紹了零件的工藝分析 對機(jī)械加工工 藝性 零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性都做了詳細(xì)的說明 其中對轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的技術(shù)要求 進(jìn)行了詳盡的說明 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋是轉(zhuǎn)向控制閥的基礎(chǔ)零件 它與轉(zhuǎn)向控制閥本體 的配合既有位置精度要求 又有嚴(yán)格的尺寸精度要求 以保證密封的可靠性 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 第 3 章 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋工藝規(guī)程的編制 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的加工表面主要是端面和孔 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)要求 應(yīng)該從工藝 上設(shè)法保證這些表面的尺寸精度 形狀精度 表面粗糙度和位置精度 所以必須確定 定位基準(zhǔn) 工藝過程 選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒?12 3 1 定位基準(zhǔn)的選擇 1 粗基準(zhǔn) 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋右端的 止口尺寸精度 位置精度 表面粗0 38 糙度要求都很高 而且其孔內(nèi)表面為裝配基準(zhǔn) 故為保證 孔的加工精度 選0 38 用 孔及其端面 為定位粗基準(zhǔn) 從而在車床上進(jìn)行車削 加工出 的孔 40 2T 2 精基準(zhǔn) 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋加工時 在車床上車削的平面和內(nèi)孔是為具有同一 中心線的回轉(zhuǎn)表面 更好的貫徹基準(zhǔn)同一的原則 互為基準(zhǔn)的原則 車削右端時 選 用 和 作為定位精基準(zhǔn) 車削左端時 再選用端面 和孔 作為定位精2T0 34 3T0 38 基準(zhǔn) 以后每道工序的定位基準(zhǔn)貫徹基準(zhǔn)同一原則和互為基準(zhǔn)原則 這樣使得定位精 基準(zhǔn)精度越來越高 基準(zhǔn)選擇的分析如下 端面 互為設(shè)計基準(zhǔn) 故加工右端時需選端面 作為定位精基準(zhǔn) 按基準(zhǔn)重1T3 1T 合原則 但是 的表面粗糙度要求 為 50 且與 面 面的尺寸精度要求都很1aR32 低 故選用 面做精基準(zhǔn)不合適 還有 當(dāng)選用 面做定位基準(zhǔn)時 加工時加緊力作1 用在工件上 使工件變形 也即夾緊力不可靠 所以 選用表面粗糙度要求較高的 端面 為 3 2 及內(nèi)孔 作為加工右端時的定位精基準(zhǔn)時方案是較好的方案 2TaR0 394 但需尺寸換算 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 圖 3 1 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋及尺寸鏈圖 尺寸 3 是自由尺寸 故按 IT13 查機(jī)械設(shè)計手冊 可取為 加工測量時 0 143 68 5 尺寸也可直接測量 故自由尺寸 3 是個封閉環(huán) 由尺寸鏈可換算得2A 10 01 4675 0 162485 加工左端時 進(jìn)行半精車 精車的定位基準(zhǔn)為端面 及 孔的內(nèi)表面 此時3T80 符合基準(zhǔn)重合原則 基準(zhǔn)同一原則 因為設(shè)計基準(zhǔn)就是 中心線及端面 所以不3T 會產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差 在以上粗車 半精車 精車左 右端時 與 作精基準(zhǔn)和 與 作粗精2T40380 基準(zhǔn)反復(fù)使用 使其定位精度越來越高 這樣符合互為基準(zhǔn)原則 基準(zhǔn)重合原則 基 準(zhǔn)同一原則 這種定位方案較好 3 2 工藝路線的制定 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的主要加工表面是孔和平面 它們的粗 精加工順序 有兩種可 行的方案 第一種方案 以端面 及孔 作為定位粗基準(zhǔn) 粗加工端面 及孔 再2T40 3T80 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 以端面 及孔 作為定位精基準(zhǔn)加工 粗車 左端 然后以端面 及孔 作精3T80 2T40 基準(zhǔn)加工右端 經(jīng)過 粗車 粗車 精車 精車 達(dá)到尺寸要求 第二種方案 以端面 及孔 作定位粗基準(zhǔn) 粗加工 粗車 右端 在以右2T40 端 及孔 作為精基準(zhǔn)粗車左端 再以同上的基準(zhǔn)進(jìn)行半精車 精車左右端各加工3T80 面 經(jīng)過 粗車 粗車 半精車 半精車 精車 精車達(dá)到技術(shù)要求和尺寸要求 兩種方案比起來 第一種方案比第二種方案少了一道工序 加工次數(shù)也減少了 但是精加工時就增加了不少工步 如端面 平面 內(nèi)孔 這些表面加工只需半1T458 精加工就可以達(dá)到尺寸精度和表面粗糙度 但必須通過精加工來保證 增加了不必要 的加工精度的提高 第二種方案正是在此分析基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇的 同時 有半精加工 也使得精加工尺寸精度 粗糙度更易保證 故本轉(zhuǎn)向控制閥上蓋工藝選用第二種 3 3 機(jī)械加工余量及工序尺寸的確定 3 3 1 加工余量的概述 1 有關(guān)加工余量的概念及影響因素 1 加工余量 為了保證某加工工序的加工精度所必須切去的金屬層 稱為該工 序的工序余量 其符號為 其值為毛坯尺寸與零件圖的設(shè)計尺寸之差 0Z 2 工序余量 相鄰兩工序的尺寸之差 i 3 基本余量 毛坯基本尺寸與零件上相應(yīng)的進(jìn)本尺寸之差 相鄰兩工序的基本 尺寸之差 分別成為基本加工總余量 與基本工序余量 0bjZbjZ 4 加工余量與工序余量的關(guān)系 其中 n 工序或工步數(shù)目 01 nbbii 5 最大余量 上工序的最大極限尺寸與本工序的最小極限尺寸之差 maxZ 6 最小余量 上工序的最小極限尺寸與本工序的最大極限尺寸之差 in 7 工序尺寸 在加工過程中 工件各個工序應(yīng)得到的尺寸 8 工序公差 工序尺寸的公差即工序公差 除最后工序的尺寸和公差符合零件 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 圖外 其余是根據(jù)具體工藝過程確定的 9 余量公差 上工序尺寸與本工序尺寸公差之和 2 影響加工余量的因素 1 上工序的尺寸公差 aT 加工后的工件表面 存在著在尺寸范圍內(nèi)的形狀誤差和位置誤差 為使被加工表 面不殘留上述工序的這些誤差 本工序的加工余量 Z 必須包括上工序的尺寸公差 aT 2 加工前的表面質(zhì)量 表面粗糙度 和表面缺陷層 yRaH 為保證加工質(zhì)量 對前工序加工后留下的表面粗糙度 和表面缺陷層 必須yRa 在本工序中切除 3 上工序表面形狀和位置誤差 a 工件加工后所產(chǎn)生的形狀及位置誤差 4 本工序工件裝夾 定位和夾緊 誤差 b 在安裝工件時 定位基準(zhǔn)的位置變化直接影響被加工表面與切削工具的相對位置 為定位誤差和夾緊誤差的向量和 綜上所述 可確定加工余量的公式如下 對于單邊余量 minayabZTHR 對于雙邊余量 i2y 3 工序尺寸與公差的確定 生產(chǎn)上絕大部分加工面都是在基準(zhǔn)重合 工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合 的情況下進(jìn) 行加工 所以 掌握基準(zhǔn)重合情況下工序尺寸與公差的確定過程非常重要 現(xiàn)介紹如 下 1 確定各加工工序的加工余量 2 從終加工工序開始 即從設(shè)計尺寸開始 到第一道加工工序 逐次加上每道 加工工序余量 可分別得到各工序基本尺寸 包括毛坯尺寸 3 除終加工工序以外 其他各加工工序按各自所采用加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度 確定工序尺寸公差 終加工工序的公差按設(shè)計要求確定 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 4 填寫工序尺寸并按 入體原則 標(biāo)注工序尺寸公差 在工藝基準(zhǔn)無法同設(shè)計基準(zhǔn)重合的情況下 確定了工序余量之后 需通過工藝尺 寸鏈進(jìn)行工序尺寸和公差的換算 但它將縮小工序尺寸的公差 增加加工難度 7 3 3 2 計算法確定 孔各工序加工余量0 394 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋加工過程分為三個部分 粗加工 半精加工 精加工 粗加工精 度為 IT13 半精加工精度為 IT10 精加工精度為 IT8 1 計算公式 工序余量可定義為相鄰兩工序的尺寸之差 按照這個定義 工序余量有單邊余量 和雙邊余量之分 零件非對稱結(jié)構(gòu)的非對稱表面 其加工余量為單邊余量 可表示為 1iiZl 式中 本道工序的工序余量 iZ 本道工序的基本尺寸 il 上道工序的基本尺寸 1i 零件對稱結(jié)構(gòu)的對稱表面 其加工余量為雙邊余量 可表示為 12iiZl 由于工序尺寸有公差 所以加工余量也必然在某一公差范圍內(nèi)變化 其公差大小 等于本道工序工序尺寸公差與上道工序尺寸公差之和 余量公差可表示如下 maxinZbaTT 式中 工序余量公差 ZT 工序最大余量 max 工序最小余量 in 加工面在本道工序的工序尺寸公差 bT 加工面在上道工序的工序尺寸公差 a 一般情況下 工序尺寸公差的標(biāo)注按 入體原則 標(biāo)注 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 14 由于工序余量受如前所述的因素的影響 最小余量的計算公式如下 對于單邊余量 minayabZTHR 對于雙邊余量 i2y 安裝誤差 一般取工序誤差的 1 34 2 被加工面的最小余量和極限尺寸的計算步驟 1 根據(jù)工件的工作圖和機(jī)械加工工序卡片 按加工時每一表面加工的先后次序 將被加工的表面和加工工步寫在下列計算卡片中 2 填寫計算卡片中 和 IT 值 yRaH 3 按所有工步來確定加工時最小余量的計算值 minZ 4 在 計算尺寸 欄中 對于最終工步 按圖紙?zhí)罟ぜ淖畲?內(nèi)表面 極限尺 寸 5 對于最終加工的前一工步 按圖紙將計算余量 加到工件的最小極限尺寸 minZ 來確定其計算尺寸 對于內(nèi)表面應(yīng)從工件的最大極限尺寸減去計算余量 minZ 6 從最終工步起 按順序往前推算 對于每一工步的相鄰前一工步 應(yīng)將和它相 連的后工步的計算余量 加到本身的計算尺寸中減去計算余量 minZ in 7 按每一加工工步填寫最小極限尺寸 用增加 內(nèi)表面則減少 計算尺寸的方法 將它湊成整數(shù) 即用每一工步給定尺寸公差的十進(jìn)制小數(shù)進(jìn)行湊正 8 用湊整后的最小 內(nèi)表面最大 極限尺寸加工上 減去 公差就可確定最大 最小 極限尺寸 9 填寫余量極限值 和 其值是上工步和本工步 最小 極限尺寸之差 maxZin 10 將所有中間余量加起來就可確定總余量 和 maxZ總 in總 11 對計算結(jié)果進(jìn)行校驗 最終工藝工步的公差和表面質(zhì)量應(yīng)按工件圖紙選定 3 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 1 鏜 0 394 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 鑄造毛坯的粗糙度和缺陷層度 myRaH 600 m 2 鑄件在機(jī)械加工后的表面質(zhì)量 1 粗加工 50 m 50 m yR a 2 半精加工 50 m 50 m yH 3 安裝誤差的確定 一般取本工序公差的 1 34 1 粗加工 IT13 130 m 2 半精加工 IT10 30 m 3 精加工 IT8 10 m 4 確定表面形狀和位置誤差 a 毛坯形狀和位置誤差在造型過程中 孔中心線的位移 其值取壁厚公差值 查表得 200 m 根據(jù)近似計算 毛 剩余誤差 剩 K 毛 粗加工 K 0 06 12 m 剩 半精加工 K 0 05 10 m 剩 計算最小余量 min2aayabZTHR 粗車 600 930 m in013 半精車 100 327 m minZ392 精車 100 170 m in1010 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 計算卡片如表 3 1 所示 表 3 1 孔各工序加工余量0 394 余量組成 極限尺寸 余量極限尺 寸 m 加工工序 和工步 Ra H 計算余 量 minZ m 計算尺 寸 mm 公差 T m max min max min 鏜孔 0 394 毛 坯 600 200 37 865 2000 37 8 35 8 粗 車 50 50 12 130 930 39 545 390 39 54 39 15 3250 1740 半精車 50 50 10 30 327 39 811 100 39 81 39 71 3250 1740 精 車 10 170 40 039 39 40 04 40 00 290 230 3 3 3 查表法確定加工余量 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋材料為 QT450 10 鑄造件 年產(chǎn)量為 5408 件 屬大批量生產(chǎn) 故選用 級精度鑄件 用查表法確定機(jī)械加工余量 其有關(guān)表格參考書 機(jī)械制造工藝學(xué)設(shè)計簡明手冊 18 1 車端面保證蓋體尺寸 及凸臺高度 3 加工余量的確定0 46715 由于定位基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合 故需進(jìn)行尺寸鏈換算 圖 3 4 裝配尺寸鏈 自由尺寸 是間接得來的 因此是封閉環(huán) A1 為增環(huán) A2 為減環(huán) 由此求得0 143 A1 A2 0 4675 0 16485 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 17 查表得頂面加工余量為 2 5mm 底面加工總余量為 2 mm 端面粗車后精車 mm 1 0Z 精 平面加工余量為鑄造后用切削刀具粗加工 mm 半精加工后精加工1 Z 粗 mm 0 16精 對頂面加工余量進(jìn)行調(diào)整 粗加工 mm 半精加工 mm 1 4粗 0 8Z 半 精加工 mm 0 3Z 精 對底面加工余量進(jìn)行調(diào)整 粗加工 mm 半精加工 mm 1 2Z 粗 0 6半 精加工 mm 0 2精 2 鑄造孔 的總加工余量 mm 0 394 0 38 5 2 5Z 總 表 3 2 頂面加工余量 工序余量 加工余量 mm 工序工稱尺寸 mm 精車左端 0 2 71 5 精車右端 0 3 71 7 半精車左端 0 6 72 0 半精車右端 0 8 72 6 粗車左端 1 2 73 4 粗車右端 1 4 74 6 尺 寸 1A 毛坯 76 0 精車左端 0 2 68 5 精車右端 0 3 68 7 半精車左端 0 6 69 0 半精車右端 0 8 69 6 粗車左端 1 2 70 4 粗車右端 1 4 71 6 尺 寸 2A 毛坯 73 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 3 4 M12 鉆孔 攻絲 4 H10 孔的鉆孔 鉸孔 鉆孔 攻絲的各13 16cR 工序加工余量 表 3 3 鑄造孔總加工余量 工序名稱 加工余量 mm 工序工稱尺寸 mm 精鏜 0 3 40 半精鏜 0 8 39 7 粗鏜 1 4 38 9 孔40 毛坯 37 5 精鏜 0 3 80 半精鏜 0 8 79 7 粗鏜 1 4 78 9 孔80 毛坯 77 5 半精鏜 0 8 58 粗鏜 1 7 57 2孔58 毛坯 55 5 表 3 4 孔各工序加工余量 直 徑加工的工稱尺寸 鉆孔 鉸孔 攻絲 M12 11 8 M12 H713 12 8 13H106cR 13 8 16cR 3 4 切削用量的確定 3 4 1 切削用量的選擇原則 切削用量的選擇 對提高切削效率 保證必要的刀具耐用度和經(jīng)濟(jì)性 保證加工 質(zhì)量 具有重要作用 切削用量的選擇 切削速度 v 進(jìn)給量 f 切削深度 與下列因素有關(guān) pa 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 19 1 刀具的材料 結(jié)構(gòu)形狀以及剛度 2 被加工零件的材料及其切削性能 零件的形狀和剛度 3 機(jī)床 設(shè)備 的性能 功率 和剛度 4 加工方法對加工精度及表面粗糙度的要求 5 對生產(chǎn)率的要求等 在綜合考慮上述有關(guān)因素的基礎(chǔ)上 先盡量取大的切削深度 其次盡量取大的pa 進(jìn)給量 f 最后取合適的切削速度 v 1 粗加工切削用量的選用原則 粗加工是加工精度和表面粗糙度要求不高 毛坯余量大 選擇粗加工切削用量時 要盡可能保證較高的單位時間金屬切除量和必要的刀具耐用度 以提高生產(chǎn)率和降低 成本 提高切削速度 增大進(jìn)給量和切削深度 都能提高金屬切除率 但是 影響刀具 耐用度最大的是切削速度 其次是進(jìn)給量 影響最小的是切削深度 故首先考慮選擇 一個盡可能大的走刀量 再選一個較大的 增大 可使走刀次數(shù)減少 增大 f 有pap 利于斷屑 1 切削深度的選擇 粗加工時切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)床 夾具 刀具和工件組成的工 藝系統(tǒng)的剛度來確定 在保留半精加工 精加工必要余量的前提下 盡量將粗加工余 量一次切掉 2 進(jìn)給量的選擇 限制進(jìn)給量提高的因素是切削力 進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來確定 還應(yīng)考慮 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度 刀桿尺寸 工件的尺寸等 3 切削速度的選擇 精加工時 切削速度主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制 故切削速度的選擇考 慮機(jī)床的許用功率 2 精加工切削用量的選用原則 精加工時 加工精度和表面質(zhì)量要求較高 加工余量要小且較均勻 故應(yīng)著重考 慮保證加工質(zhì)量 切削深度的選擇 精加工時的切削深度根據(jù)粗加工留下的余量確定 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 20 進(jìn)給量的選擇 精加工限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度 切削速度的選擇 切削速度提高時 切削變形小 切削力下降 一般選用切削性 能高的刀具和合理的幾何參數(shù) 以盡可能提高切削速度 3 4 2 車削用量的選擇計算 1 孔加工切削用量的選擇計算0 394 已知條件 工件材料 QT450 10 HBS 160 210 加工表面 表面粗糙度 0 8 尺寸精度為 IT8 aR 機(jī)床 CA6140 臥式車床 刀具 YG6 2 切削用量選擇方法及步驟 由于表面粗糙度和尺寸精度要求都很高 故應(yīng)分為粗加工 半精加工 精加工三 道工序 1 粗車 1 切削深度 pa 加工中總余量為 2 5mm 粗車工序中取 mm 余下 1 1 mm 留給半精1 4072pa 車和精車 2 選擇進(jìn)給量 f 根據(jù) 切削用量簡明手冊 20 中表 1 31 中 CA6140 在粗車時 刀桿尺寸為 16mm 25 mm 3 工件直徑為 40 60 查表 1 4 得 f pa 0 4mr 確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求 故需進(jìn)行效驗 根據(jù) CA6140 車床說明書 其進(jìn)給機(jī)構(gòu)容許的進(jìn)給力 3530N 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表maxF 1 11 當(dāng)鑄鐵硬度 210HBS 0 7mm f 0 4 114 時 進(jìn)給力p rK045cVin 590N fF 切削時 的修正系數(shù)為 1 0 1 0 1 11 故實際進(jìn)給力為 f roFfKsFf KTFf 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 590 1 11 654 9NfF 由于切削時的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所容許的進(jìn)給力 故所選 f 的0 4mr 進(jìn)給量可用 3 確定切削速度 cV 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 11 當(dāng)用 YG6 硬質(zhì)合金車刀加工硬度 210HBS 鑄鐵時 0 8 f 0 42 切削速度 114 pa mrtVmin 切削速度的修正系數(shù)為 1 0 0 88 0 8 1 0 1 0 表tvKKTSVTVKKV 1 28 故 80 256 14 08 10 ctvV in n 601 cVD 256 mir 根據(jù) CA6140 車床說明書 選擇 560 cnir 這是切速度 為 cV 89 72 c10c 560 min 4 效驗機(jī)床功率 由 切削用量簡明手冊 表 1 25 當(dāng)硬度 210HBS 0 8 f 0 42 84 時 1 7KW pa mrcVcP 切削功率的修正系數(shù) 0 94 1 0 切削用量簡明手冊 KTPcFcroFcKrc 表 1 29 2 故實際功率為 1 7 0 94 1 0 1 6KWc 根據(jù) CA6410 車床說明書 當(dāng) 560 時 小于主軸容許功率 故所cnmircPEP 選切削用量可在本機(jī)床上進(jìn)行 最后決定的車削用量為 0 7 f 0 4 pa n 560 89 72 mrinrcVin 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 22 5 計算基本工時 取入切量 y 2mm 超切量 4 mm L 14 2 4 20 0 09minmtLnf2056 4 2 半精車 1 切削深度 mm 0 4 mm 0 82pa 2 選擇進(jìn)給量 半精車加工進(jìn)給量主要受加工表面粗糙度的影響 根據(jù)表 1 6 表面粗糙度小于 1 6 刀尖圓弧半徑 r 1 0mm 則選擇 f 0 1 m mr 3 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 根據(jù)表 1 9 車刀后刀面最大磨損量為 0 6mm 刀 具壽命 T 60min 4 決定切削速度 根據(jù)表 1 11 當(dāng)硬度 210HBS 0 8 f 0 42 時 pa r 128 切削速度的修正系數(shù)均為 1 故 tVmin 128 cVmin n 992 0cD 2841 ir 根據(jù) CA6410 車床說明書選擇 1120 這時實際切削速度 為 cnincVc 1401020im 5 效驗機(jī)床功率 根據(jù)表 1 2 當(dāng)硬度為 210HBS 0 8 pa f 0 15 140 1 7KW 主軸容許功率為 7 5KW 由于 mrcVincPcPf 故選擇的切削用量可用 6 計算基本工時 根據(jù)表 1 26 y 6mm 0 12minmtLnf201 5 3 5 本章小結(jié) 本章主要介紹了轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的加工表面主要是端面和孔 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)要 求 應(yīng)該從工藝上設(shè)法保證這些表面的尺寸精度 形狀精度 表面粗糙度和位置精度 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 23 所以必須確定定位基準(zhǔn) 工藝過程 選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒?以及機(jī)械加工余量及工序 尺寸的確定 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 第 4 章 車床夾具的設(shè)計 4 1 車床夾具的概述 機(jī)床夾具是指機(jī)械加工過程中 根據(jù)工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的要求 使工件相對 機(jī)床 刀具保持正確的位置 并能迅速地夾緊工件的機(jī)床附加裝置 簡稱夾具 4 1 1 機(jī)床夾具的作用 機(jī)床夾具的主要作用如下 1 保證加工質(zhì)量 使用機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度 特別是保證被加 工工件加工面與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度 使用機(jī)床夾具后 這種精度主要靠夾具和機(jī)床來保證 不再依靠工人的技術(shù)水平 2 提高生產(chǎn)效率 降低生產(chǎn)成本 使用夾具后可減少劃線 找正等輔助時間 且易實現(xiàn)多件 多共位加工 在現(xiàn)代機(jī)床夾具中 廣泛采用氣動 液動等機(jī)動夾緊裝 置 可使輔助時間進(jìn)一步減少 3 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 在機(jī)床上使用夾具可使加工變得方便 并可擴(kuò)大機(jī)床的 工藝范圍 4 減輕工人勞動強(qiáng)度 保證安全生產(chǎn) 4 1 2 機(jī)床夾具的組成 1 定位元件 與工件定位基準(zhǔn)面接觸 使工件相對于機(jī)床 刀具具有工件的位 置的夾具元件 2 夾緊機(jī)構(gòu) 用來緊固工件的機(jī)構(gòu) 以保證在加工過程中不因外力和振動而破 壞工件定位時所占有的正確位置 3 對刀元件和導(dǎo)向元件 用以引導(dǎo)刀具或調(diào)整刀具相對于夾具定位元件的位置 4 夾具體 夾具上的所有組成部分 都必須最終通過一個基礎(chǔ)件使之連接成一 個整體 這一基礎(chǔ)件為夾具體 5 聯(lián)接元件 用以確定夾具在機(jī)床上的位置并與機(jī)床相聯(lián)接 6 其他元件和機(jī)構(gòu) 除上述元件或裝置以外的元件或裝置 如某些夾具上的分 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 25 度裝置 防錯裝置 安全保護(hù)裝置 為便于卸下工件而設(shè)置的頂出妻等 夾具元件和機(jī)構(gòu) 一般有標(biāo)準(zhǔn)件 設(shè)計夾具時按標(biāo)準(zhǔn)選用 23 4 1 3 車床夾具的設(shè)計特點 在車床上加工的工件大都具有旋轉(zhuǎn)軸線 通常是由夾具帶動工件一起隨車床主軸 旋轉(zhuǎn)進(jìn)行加工 要保證工件的加工精度 必須是夾具定位基準(zhǔn)的軸線與車床主軸的軸 線重合 車床夾具在車床主軸上的定位及聯(lián)接 除了要求工件在夾具中正確定位外 還應(yīng) 保持夾具與機(jī)床主軸的定位面間有良好的配合和可靠的聯(lián)接 夾具與主軸聯(lián)接方式有 1 用主軸莫式錐孔定位 夾具以其尾錐與主軸錐孔相配合 用尾部螺紋通過拉 桿拉緊 2 通過過渡法蘭盤與主軸前端的定心軸頸和螺紋來定位于聯(lián)接 并通過螺釘將 法蘭盤與夾具體聯(lián)接起來 3 用主軸前端的短錐面與夾具的過渡盤的內(nèi)錐孔定位 并用螺釘拉緊夾具 4 用主軸前端長錐面定位 并用螺栓緊固夾具的過渡盤 5 用主軸前端定位止口和端面定位 并用螺釘過渡盤 車床夾具同主軸一起旋轉(zhuǎn) 如果夾具結(jié)構(gòu)不平衡 就會產(chǎn)生離心力 轉(zhuǎn)速越高 離心力越大 不僅增加機(jī)床主軸和軸承的磨損 而且會產(chǎn)生振動 引起加工精度和表 面粗糙度下降 故需進(jìn)行平衡計算 夾具應(yīng)有能調(diào)整位置的平衡配重塊 車床夾具要結(jié)構(gòu)簡單 工作安全 重量要輕 軸向尺寸盡可能小 4 2 車床夾具的設(shè)計思想 4 2 1 車床夾具設(shè)計的要求 年產(chǎn)量為 5000 輛的汽車 生產(chǎn)類型屬于大批量生產(chǎn) 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的加工為 了適應(yīng)大批量生產(chǎn)的要求 必須采用高效率的專用夾具 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的加工分為三個階段 粗加工 半精加工 精加工 設(shè)計要求是 設(shè)計半精加工內(nèi)孔 和凸緣外徑 的車床夾具 39 605 79 60 基于定位的要求 選擇轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的 內(nèi)孔定位 并在 面上夾緊 84T 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 26 4 2 2 車床夾具的設(shè)計方案 1 研究原始資料 明確設(shè)計要求 認(rèn)真分析轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的零件圖和裝配圖 明確設(shè)計的任務(wù) 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋 在轉(zhuǎn)向器中 上接轉(zhuǎn)向器殼 下接轉(zhuǎn)向控制閥 凸緣 與轉(zhuǎn)向控制閥體作為裝配基80 準(zhǔn) 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋中裝有推力球軸承 回位彈簧及回位擋圈所組成的回位裝置 轉(zhuǎn) 向控制閥的作用 連接轉(zhuǎn)向器殼 并與轉(zhuǎn)向控制閥體組成一個密封的整體 與其內(nèi)的 各結(jié)構(gòu)一起完成軸向加力隨動作用 結(jié)合轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的工藝規(guī)程 參考同類零件 加工所用的夾具及使用情況 了解工件的結(jié)構(gòu)特點 材料 生產(chǎn)規(guī)模和本道工序加工 的技術(shù)要求 并了解所用設(shè)備 輔助設(shè)備中與夾具有關(guān)的技術(shù)性能和規(guī)格以及車間的 技術(shù)水平 2 擬定夾具結(jié)構(gòu)方案 繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖 首先根據(jù)六點定位原理確定工件的定位方式 并設(shè)計相應(yīng)的定位位置 對于轉(zhuǎn)向 控制閥上蓋 以孔和端面 為基準(zhǔn) 靠夾具定位塊上的心軸和支撐面定位 用氣動裝3T 置向左拉動連接套和連接盤 帶動兩個夾爪同時壓緊工件 松開時夾爪可自動張開 夾具與機(jī)床主軸的聯(lián)接用過渡法蘭盤 用主軸前端的短錐面與夾具的過渡盤的內(nèi)錐孔 定位 并用螺母緊固夾具的過渡盤 夾具體與過渡盤止口定位 并用內(nèi)六角螺釘連接 夾緊力是由汽缸內(nèi)高壓氣體產(chǎn)生 松開時 由彈簧產(chǎn)生回復(fù)力使夾具兩爪張開 為使 兩爪上夾緊力相同 采用了球面支撐形式 最后繪制夾具草圖并標(biāo)注尺寸 公差及技 術(shù)要求 此外 車床夾具設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點 1 夾具的定位元件或裝置必須保證工件加工面的軸線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線 重合 2 夾緊機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的夾緊力必須足夠大 且自鎖性要好 還要防止夾具變形 3 夾具回轉(zhuǎn)軸線與機(jī)床主軸軸線要有盡可能高的同軸度 4 車削夾具一般是在懸臂狀態(tài)下工作 為保證工作穩(wěn)定性 夾具結(jié)構(gòu)要緊湊 輕便 重心盡可能靠近主軸 3 繪制夾具總圖 標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求 夾具總圖應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制 比例盡量取 1 1 這樣可使繪制的夾具圖有良好 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 27 的直觀性 夾具圖在清楚表達(dá)夾具工作工作原理和結(jié)構(gòu)的前提下 視圖應(yīng)盡量少 主 視圖應(yīng)取操作者實際工作位置 4 繪制零件圖 對夾具總圖中的非標(biāo)準(zhǔn)件均需繪制零件圖 零件圖視圖的選擇應(yīng)盡可能與零件在 總圖上的工作位置相一致 本夾具的設(shè)計原理圖如圖 4 1 所示 圖 4 1 車床夾具圖 4 2 3 夾具的主要零件動作及原理 1 定位塊 定位塊以其定位凸臺外圓與工件內(nèi)孔定位 端面平面與工件端面定位 與夾具體 聯(lián)接用六角螺釘 且用外圓與夾具體內(nèi)孔定位 以保證同軸度的要求 2 過渡盤 過渡盤是機(jī)床與夾具連接的中間元件 本次加工選用車床為 CA6140 車床 選擇 車床上 的短錐定位 而連接選用 M10 螺釘與機(jī)床相連接 故過渡盤上加工出0 73 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 28 最大處直徑為 的錐孔 還需加工出均布的 4 個螺紋孔 其尺寸0 7382 60 為 M10 中心分布在 4 個均勻的內(nèi)六角螺釘座孔 3 汽缸 夾具采用氣動夾緊 其特點是工作效率高 氣動夾緊的動作是 夾緊時 汽缸內(nèi) 充滿高壓氣體 產(chǎn)生較大的推力 汽缸中活塞固定在夾具體上不動 汽缸體在活塞上 向左移動 帶動浮動在汽缸體上的支撐板 從而帶動勾爪夾緊工件 支撐螺釘防止勾 爪滑離工件 加工完畢后 放掉汽缸內(nèi)的氣體 汽缸體在彈簧力的作用下 沿活塞向 右移動 勾爪分開 取出工件 整個動作時間很短 工人的勞動強(qiáng)度大大降低 4 夾具體 夾具體通過過渡盤緊固在機(jī)床主軸上 同機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn) 定位塊 汽缸 勾 爪直接或間接與機(jī)床相連 夾具體由 HT200 普通灰口鑄鐵 鑄造而成 夾具體與過 渡盤用止口定位 止口處要求較高的尺寸精度和位置精度 5 配重問題 由于工件質(zhì)量基本上均勻分布 忽視其不對稱因素 而夾具是完全對稱的 故此 夾具體不用再安裝配重平衡塊 4 3 夾具定位元件與定位精度 4 3 1 工件加工時限制的自由度 圖 4 2 工件加工時應(yīng)限制的自由度 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 29 平面 限制 1Tx y z 凸臺外圓面 限制 2 需限制的自由度與定位塊限制的自由度相等 故此設(shè)計合理 4 3 2 定位元件的尺寸公差 本設(shè)計夾具是半精加工車床夾具 車內(nèi)孔 的尺寸公差為 0 1mm 而40 125 夾 具 工 件 式中 為夾具某參數(shù)允差 夾 具 為工件相應(yīng)參數(shù)的允差 工 件 由于是大批量生產(chǎn) 相關(guān)系數(shù)取較小值 以盡可能增大夾具的磨損公差 延長夾 具的壽命 本處取 夾 具 14 工 件 而工件相應(yīng)參數(shù)的允差 0 12 工 件 定位塊允差 0 01 0 03 定 位 14 夾具上與工件尺寸直接有關(guān)的尺寸 不論尺寸是單向還是雙向的 都應(yīng)化為雙向 對稱分布的偏差 定位塊凸臺外圓面尺寸為 公差為 0 03 80 15m 4 3 3 定位誤差的分析計算 定位誤差是由于工件的原始基準(zhǔn)不可能完全處于理想的位置 而發(fā)生不用程度位 置變化 這種變化反應(yīng)到工件加工中使工序尺寸產(chǎn)生誤差 此誤差的最大值稱為定位 誤差 凸臺外圓定位引起的定位誤差 工件外圓或孔對定位的同軸度 同 軸 度 Dd 式中 定位外圓的公差 d 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 30 工件內(nèi)孔定位公差 D 本處 0 d 0 0 03 0 12 0 15 同 軸 度 4 4 切削力的分析計算 4 4 1 切削加工時的切削力 車削時 主要受力有 1 進(jìn)給抗力 xF 2 吃刀抗力 y 3 主切削力z 車削力計算公式 主切削力 9 8 N zF FZC zXpa Fzyf nvFzK 吃刀抗力 9 8 N y y y y y 走刀抗力 9 8 N x Fx xXpa Fxyf nvFx 4 4 2 半精車左端工序中切削力計算公式參數(shù) 1 設(shè)計中 切削力一般只計算最大切削力 故有 0 4mm f 0 1 v 144pamrin 2 公式中系數(shù)與指數(shù)值 由于球墨鑄鐵可鍛 所以選用硬質(zhì)合金刀具 主切削力 81 1 0 0 75 n 0 zFZCFzXFzy 吃刀抗力 61 0 6 0 5 n 0 yyy 走刀抗力 24 1 05 0 2 n 0 xFFxFx 3 修正系數(shù) K 的確定 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 31 2 32 1 4 1 52 FK料 z料 FyK料 Fx料 主偏角 90 0 89 0 5 1 71 K Fz KFy KFx 前角 刀傾角 01s 0 1 0 1 0 s 刀尖圓弧半徑 0 5 0 87 0 66 1 0 K FzK Fy FzK