0014-偏心閥體的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆孔工藝裝備設(shè)計

0014-偏心閥體的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆孔工藝裝備設(shè)計,偏心,閥體,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,鉆孔,裝備,設(shè)備,設(shè)計 課 程 設(shè) 計 題 目： 偏心閥體的機(jī)械加工工藝規(guī)程 及鉆孔工藝裝備設(shè)計 一、設(shè)計題目 　　偏心閥體的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆孔工藝裝備設(shè)計 二、原始資料 （1）被加工零件的零件圖（草圖） 1張 （2）生產(chǎn)類型：中批或大批大量生產(chǎn) 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(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張 （4）與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 ? 1張 （5）夾具裝配圖 ? 1張 （6）夾具體零件圖 1張 （7）課程設(shè)計說明書（約5000~8000字） 1份 四、進(jìn)度安排(參考) （1）熟悉零件，畫零件圖 2天 （2）選擇工藝方案，確定工藝路線，填寫工藝過程綜合卡片 5天 （3）工藝裝備設(shè)計（畫夾具裝配圖及夾具體圖） 9天 （4）編寫說明書 3天 （5）準(zhǔn)備及答辯 2天 五、指導(dǎo)教師評語 成 績： 指導(dǎo)教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 本課程設(shè)計主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的知識來分析處理生產(chǎn)工藝問題的能力，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固有關(guān)理論知識，掌握機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計的方法，提高獨立工作的能力，為將來從事專業(yè)技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。 這次設(shè)計的是偏心閥體，分別繪制了零件圖、毛坯圖、夾具體圖、裝配圖各一張，機(jī)械加工工藝過程卡片和與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片各一張。在熟悉被加工零件偏心閥體的基礎(chǔ)上。了解偏心閥體的作用，接下來根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的粗糙度確定毛坯的尺寸和機(jī)械加工余量。然后我們再根據(jù)定位基準(zhǔn)先確定精基準(zhǔn)，后確定粗基準(zhǔn)，最后擬定偏心閥體的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。通過查閱各種書籍完成本次課程設(shè)計任務(wù)。 Abstract This course is primarily designed to train the pupils to apply the learned knowledge to analyze issues dealing with production capacity of technology to enable students to further consolidate the theoretical knowledge, master the machining process planning methods to improve the ability to work independently, perform professional technical work for the future lay a solid foundation.. This design is the eccentric valve, respectively, draw the parts diagram, blank maps, clip a specific diagram, assembly drawing of a mechanical machining process card and with the design of fixture corresponding to those working procedure of the process card each one.Be processed in a familiar body part based on the eccentric. Learn eccentric body's role, the next according to parts of the nature and parts drawing on each face and the internal structure of the roughness determine the rough size and mechanical machining allowance. Then we re-based positioning base first determine precise benchmark, it became clear that rough benchmark, the finalization of eccentric valve process road map to develop the workpiece clamping program, draw fixture assembly diagram. Through access to a variety of books on the completion of this course design task. 目 錄 1、零件的分析…………………………………………………………………………1 1.1零件的作用及特點……………………………………………………………....1 1.2零件的形狀......…………………………………………………………………..1 2、零件的工藝分析……………………………………………………………………2 3、毛坯設(shè)計…………………………………………………………………………….2 3.1毛坯的選擇………………………………………………………………………..2 3.2確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差…………………………………………2 3.3確定毛坯尺寸……………………………………………………………………...2 3.4確定毛坯尺寸公差………………………………………………………………..3 4、選擇加工方法，擬定工藝路線 ………………………………………………...4 4.1粗基面的選擇…………………………………………………………………....4 4.2精基面的選擇…………………………………………………………………….4 4.3制定機(jī)械加工工藝路線……………………………………………………….. 4 5、加工設(shè)備及刀具、量具的選擇 ………………………………………………...6 5.1選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床…………………………………………6 5.2選擇刀具………………………………………………………………………….7 6、切削用量的選擇…………………………………………………………………….7 7、基本時間的確定……………………………………………………………………..8 8、夾具設(shè)計……………………………………………………………………………..9 8.1設(shè)計思想…………………………………………………………………………10 8.2定位分析…………………………………………………………………………10 8.2.1定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………..11 8.2.2定位誤差的分析…………………………………………………………..11 8.3夾具操作說明…………………………………………………………………..11 9、導(dǎo)向原件設(shè)計………………………………………………………………………11 10、設(shè)計的感想與體會……………………………………………………………….12 11、參考文獻(xiàn)設(shè)計資料及主要參考書………………………………………………14 １零件的分析 1.1零件的作用及特點 1、采用三維偏心結(jié)構(gòu)，閥體密封面采用混合聚四氟乙烯密封圈或多層次不銹鋼密封圈，使蝶板 同閥體密封面均勻可靠接觸，可達(dá)到氣密封無泄漏。 2、結(jié)構(gòu)獨特、操作靈活、省力、方便、使用壽命長。 3、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損的三維偏心。 4，上法蘭采用國際標(biāo)準(zhǔn)，適配電動氣動等各種控制裝置 1.2零件的形狀 2、零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為45鋼，45號鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼 ,硬度不高易切削加工,模具中常用來做模板,梢子,導(dǎo)柱等,但須熱處理。故偏心閥體應(yīng)用模鍛加工零件毛坯，該零件為受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。 零件的整體呈現(xiàn)一個長方體形狀，材質(zhì)為45號鋼，應(yīng)采用鍛造的方法來加工毛坯，由于形狀規(guī)則，故可以再采用模鍛。 零件的基本構(gòu)造是在長方體中的幾個孔起到零件的偏心作用，故確定孔的加工位置和尺寸，用鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔的方法高精度的加工出各孔，以達(dá)到高精度度要求。 零件的整體加工過程只包含兩個大的方面，即銑平面和加工孔。 3、毛坯設(shè)計 3.1毛坯的選擇 毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鑄件，但從經(jīng)濟(jì)方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機(jī)床，刀具及能源等消耗。 偏心閥體的毛坯材料為45號鋼，毛坯種類應(yīng)選擇鍛件，應(yīng)采用模鍛的方法進(jìn)行鍛造 。 3.2確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差 （1）求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖計算輪廓的尺寸，毛坯外形尺寸為112mm×62mm×62mm。 （2）選擇鍛件公差等級 查手冊鍛造方法按機(jī)器造型，鍛件材料為45號鋼，得鍛件的公差等級為7~12級取為8級。 （3）求鍛件尺寸公差 公差帶相對于基本尺寸對稱分布。 （4）求機(jī)械加工余量等級 查手冊鍛造方法按機(jī)器造型、鍛件材料為45鋼得機(jī)械加工余量等級E-F級選擇E級。3、確定機(jī)械加工余量根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜程度，取鍛件加工表面的單邊余量為2mm。 3.3確定毛坯尺寸 經(jīng)過查表得加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra=1.6和Ra=0.8的表面，加工余量都有相應(yīng)的數(shù)據(jù)，分析零件的各個方面查表的毛坯的尺寸為112mm×62mm×62mm。生產(chǎn)類型為大批量，可采用模鍛，鍛造實心長方體，孔可以通過鉆孔來完成。 3.4確定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復(fù)雜系數(shù)查手冊得，本零件毛坯尺寸允許偏差見下表 毛坯尺寸允許公差/mm 鍛件尺寸偏差參考資料 112±1.40 機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊 62±0.74 機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊 62±0.74 機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊 設(shè)計出零件的毛坯圖 下圖為該零件的毛坯圖 4、選擇加工方法，擬定工藝路線 1、粗基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要設(shè)計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 2、精基面的選擇 基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。 3.制定機(jī)械加工工藝路線 鍛造 模鍛 粗銑 以長方體毛坯的左端面為基準(zhǔn)，在右端面進(jìn)行粗車；再以長方體毛坯的右端面為基準(zhǔn)，在左端面進(jìn)行粗車；同樣的方法加工上下端面和前后端面。 半精銑 半精銑粗加工后的長方體鋼料的各端面 鉆孔 以下端面為基準(zhǔn)鉆孔徑分別為直徑為20mm,34mm,44mm;以左端面基準(zhǔn)鉆直徑為14mm的孔。 擴(kuò)孔 擴(kuò)直徑為20mm的孔到22mm，直徑為34mm的到36mm，直徑為36mm到46mm，直徑為14mm的到16mm。 車孔 把左端面直徑為36mm的孔向外擴(kuò)1mm;把右端面直徑為36mm的孔向外擴(kuò)1mm。 熱處理 精銑 精銑零件的各個外端面 絞孔 絞孔以達(dá)到要求的精度 車導(dǎo)角 車零件圖中的三處導(dǎo)角 磨削處理 磨削處理各個表面 去毛刺 清洗 終檢 5、加工設(shè)備及刀具、量具的選擇 由于生產(chǎn)類型為大批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。 5.1選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床 1）銑床選用立式銑床，型號為X51 根據(jù)零件加工精度及其各個方面的要求，我們對零件外表面的加工應(yīng)選擇立式銑床，型號為X51，附帶工藝裝備高速鋼套式面銑刀，游標(biāo)卡尺，以及專用夾具。 2）鉆床選用立式鉆床，型號為Z550?? 技術(shù)參數(shù) 型號 Z550 最大鉆孔直徑/mm 50 主軸端面至工作臺面距離H/mm 0~800 從工作臺T形槽中心到導(dǎo)軌距離B/mm 350 主軸軸線至導(dǎo)軌面距離A/mm 350 主軸行程/mm 300 主軸莫氏圓錐 5 主軸轉(zhuǎn)速范圍（見表4-9）/（r/mm） 32~1400 進(jìn)給量范圍（見表4-10）/（mm/r） 0.12~2.64 主軸最大扭矩/（N·m） 784.8 主軸最大進(jìn)給力/N 24525 工作臺行程/mm 325 工作臺尺寸/mm×mm 500×600 從工作臺T形槽中心到凸肩距離C/mm 320 主電機(jī)功率/kw 7.5 5.2選擇刀具 選用硬質(zhì)合金銑刀，硬質(zhì)合金鉆頭，硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆、硬質(zhì)合金鉸刀, 具體見工序卡。 6、切削用量的選擇及計算及主要加工工序 選用Z525立式鉆床鉆頭：選用直柄麻花鉆,鉆頭直=7.0mm, =74mm, 1=34mm, ≈14.3mm 1） 背吃刀量的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》由表5-52 取螺距為1.0mm的普通細(xì)牙螺紋，攻螺紋前鉆孔用麻花鉆直徑為7.0mm 所以背吃刀量取=7.0mm 2） 進(jìn)給量的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》由表5-133，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=0.16mm/r 3） 切削速度的計算 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》由表5-133，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度可取20m/min。由公式可求的該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速為=909.9r/min，參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》由表5-65所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=960r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式，可求出該工序的實際鉆削速度=960r/min××7mm=21.1m/min 6.1粗銑 根據(jù)刀具，選擇適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給量，粗銑毛坯各端面至長保持在111.26~113.40mm范圍內(nèi)，寬和高均在61.28~63.20mm范圍內(nèi)，作為毛坯整體表面得粗銑過程 6.2半精銑 粗加工的基礎(chǔ)上，進(jìn)行半精加工。半精銑長方體毛坯，至尺寸長在110.52~110.84mm范圍內(nèi), 寬和高均在60.32~60.79mm范圍內(nèi)，作為半精加工后零件尺寸。 6.3鉆孔 在夾緊和定位裝置的固定下進(jìn)行鉆孔工作，選擇立式鉆床，硬質(zhì)合金麻花鉆，游標(biāo)卡尺，專用夾具，并選用合適的鉆套，以下端面為基準(zhǔn)鉆孔徑分別為直徑為20mm,34mm,44mm;以左端面基準(zhǔn)鉆直徑為14mm的孔。 6.4擴(kuò)孔 擴(kuò)直徑為20mm的孔到22mm，直徑為34mm的到36mm，直徑為36mm到46mm，直徑為14mm的到16mm。 6.5精銑 精加工是為了更大程度的提高零件的加工精度，使各個表面的尺寸偏差在要求的公差范圍內(nèi)。具體尺寸如零件圖上標(biāo)注的所示。 6.6鉸孔 鉸孔是為了使孔的大小和精度在要求的公差范圍內(nèi)，以達(dá)到更高的精度，使零件更加標(biāo)準(zhǔn)。 6.7其他處理 其他處理包括熱處理，磨削處理，去毛刺以及清洗在內(nèi)的其他工序，具體在工藝過程卡片中會詳細(xì)體現(xiàn)。 7、基本時間的確定 工時定額的計算 工時定額是指完成零件加工的就一個工序的時間定額 其中：是指但見時間定額 是指基本時間（機(jī)動時間），通過計算求得 是指輔助時間，一般取（15~20）%；與和稱為作業(yè)時間 是指布置工作時間，一般按作業(yè)時間的（2~7）%估算 是指休息及生理需要時間，一般按作業(yè)時間（2~4）%估算 是準(zhǔn)備與終結(jié)時間，大量生產(chǎn)時，準(zhǔn)備與終結(jié)時間忽略不計 ??????N是指一批零件的個數(shù) 具體計算略，詳見工序卡。 7.1 基本時間的計算 1）鉆孔工步 根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》由表2-26，鉆孔的基本時間可由公式求得。式中=60mm，=1~4，取=2mm， =≈5.20；=960r/min ；=0.16mm/r 。將上述結(jié)果帶入公式，則該工序的基本時間≈0.21min=12.6s 7.2 輔助時間的確定 輔助時間與基本時間之間的關(guān)系為=（0.15~0.2），取=0.2，則各工序的輔助時間分別為：鉆孔工步的輔助時間=0.2×12.6.6s=2.52s 8、夾具設(shè)計 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機(jī)械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。 針對該零件的特點設(shè)計專用的夾具，下圖為其中一個加工直徑為16mm的孔時的專用夾具的三視圖。 8.1、設(shè)計思想 設(shè)計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對φ16mm孔進(jìn)行加工，這個孔尺寸精度要求為IT7，表面粗糙度Ra1.6，鉆、粗鉸、精鉸以可滿足其精度。所以設(shè)計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度。 8.2、定位分析 （1）定位基準(zhǔn)的選擇 據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。在這道工序中以下表面為定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)，兩者重合，可以更大程度減小加工過程中產(chǎn)生的誤差。 （2）定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個面與兩個孔定位，因為該定位元件的定位基準(zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合△b=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會發(fā)生相對位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。 8.3、夾具操作說明 在使用該夾具時，要使工件水平放置，用螺栓加緊固定，在上端距左端40mm處為即將加工的直徑為16mm的孔的中心。 夾具裝配圖如下圖所示: 9、導(dǎo)向原件設(shè)計 加工直徑為d=6mm的通孔選用立式鉆床，鉆床夾具的刀具導(dǎo)向元件為鉆套。鉆套的作用是確定刀具相對夾具定位元件的位置，并在加工中對鉆頭等孔加工刀具進(jìn)行引導(dǎo)，防止刀具在加工中發(fā)生偏移。由于加工工序為先鉆φ16mm孔，之后用鉸刀精加工。所以選用快換鉆套和鉆套用襯套。相關(guān)計算如下： 1）鉆套高度H 鉆套高度與所鉆孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具剛度、工件表面形狀等因素有關(guān)。鉆套高度H越大，刀具的導(dǎo)向性越好，但刀具與鉆套的摩擦越大，一般取H=(1～2.5)d，所以H=1.5×16mm=24mm。 2）排屑間隙h 鉆套底部與工件間的距離h稱為排屑間隙。h值太小，切屑難以自由排出，使加工表面損壞；h值太大時，會降低鉆套對鉆頭的導(dǎo)向作用。加工鑄鐵時，h=(0.3～0.7)d，所以h=0.5×16mm=8mm。 精鉸工步tdj精鉸=36s+5.4s+2.48s=43.88s; 因此，此工序的單件時間tdj=tdj鉆+tdj粗鉸+tdj精鉸=34.13s+51.20s+43.88s=129.21s。 將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計的結(jié)果，填入工藝文件。 10、設(shè)計的感想與體會 通過了為期三周的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計，回首近20天的設(shè)計過程，感慨頗多。課程設(shè)計作為《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn)識。在自己的研究和與同學(xué)的探討過程中，通過各種途徑解決了所遇到的困難。盡管在某些問題的把握上還很欠缺，但我想，自己努力了就有收獲，不論成敗。三周的時間里，查閱了數(shù)十本機(jī)械加工與夾具設(shè)計方面的資料。在繪制夾具體裝配圖時，也遇到了一些困難，由于零件形狀的特殊性，設(shè)計專用夾具可謂是把簡單的問題復(fù)雜化，但我明白這次的目的是鍛煉我們對專用夾具的而設(shè)計能力，最終，通過自己的努力，也獨立完成了裝配圖于夾具體的繪制，于此同時，也練習(xí)了電子圖板軟件的使用，能熟練的解決繪圖過程中所遇到的問題，最重要的是繪圖的速度和質(zhì)量有了一定程度的提高，相信同樣會使我在以后的學(xué)習(xí)工作中受益。 從剛開始的盲目，到最后的按期完成任務(wù)，讓我從中體會到了另一種成功的喜悅，也使我更加堅信只要努力，就會成功?？傊?，這次設(shè)計使我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。作為一名機(jī)械制造及其自動化專業(yè)的學(xué)生，在以后的學(xué)習(xí)生活中我將不斷完善自我，增強(qiáng)這方面的能力，做一名優(yōu)秀的機(jī)械學(xué)子。 參考文獻(xiàn) [1]秦寶榮主編.機(jī)床夾具設(shè)計［M］.北京:中國建材工業(yè)出版社,1998.2 [2]崇 凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南. 化學(xué)工業(yè)出版社，2006.1 [3]王光斗等主編.機(jī)床夾具設(shè)計手冊［M］.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版,2000.11. 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