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1、阀盖机械加工工艺及夹具设计一、零件的分析零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，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均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。以下是阀盖需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1.左右端面粗糙度为25，孔35，粗糙度为 12.5，此孔为加工其他孔的基准。孔35内表面，粗糙度为12.5，孔20，粗糙度为 25。2.41 外圆面，粗糙度为25；50 外圆，粗糙度为 12.5，；50 外圆右端面，粗糙度为 12.5；53 外圆右端面，粗糙度为25；53外圆，粗糙度为25；53 外圆左端面，粗糙度为 25 3.孔14H8
2、，粗糙度为 12.5；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孔，上述各孔的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。二、工艺规程设计1.选择毛坯该零件材料为铸钢，零件结构比较简单，生产类型为中批生产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作可靠，故采用铸造成形。这从提高生产效率保证加工精度上考虑也是应该的。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。零件的生产纲领：属中批量生产。2选择基面基面选择是工艺规程中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问
3、题百出，更有甚者，还会造成零件大量报废，使生产无法正常进行。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。现以零件的外圆35为主要的定位粗基准。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 11 页 -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20 孔为精基准。3制定工艺路线方案一工序：粗铣最外端上下两端面。工序：钻、粗铰 35 的孔。工序：锪钻鍃平 35 内表面。工序：钻 20 的孔。工序
4、：粗车 41 外圆面。工序：粗车、半精车 50外圆右端面。工序：粗车、半精车 50外圆。工序：粗车 53 外圆下端面。工序：粗车 53 外圆。工序：粗车 53 外圆上端面。工序：粗车 M36 外螺纹。工序：车倒角。工序 XIII：钻、粗铰、精铰 28.5 的孔。工序 XIV：锪钻鍃平 28.5 孔右端面。工序 XV：钻 4-14孔。工序 XVI：清洗。工序 XVII:终检。方案二工序：钻 20 的孔。工序：粗铣最外端上下两端面。工序：钻、粗铰 35 的孔。工序：锪钻鍃平 35 内表面。工序：粗车 41 外圆面。工序：粗车、半精车 50外圆右端面。工序：粗车、半精车 50外圆。名师资料总结-精品
5、资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 11 页 -工序：粗车 53 外圆下端面。工序：粗车 53 外圆。工序：粗车 53 外圆上端面。工序：钻、粗铰、精铰28.5 的孔。工序：锪钻鍃平 28.5 孔右端面工序 XIII：钻 4-14孔。工序 XIV：粗车 M36 外螺纹。工序 XV：车倒角。工序 XVI：清洗。工序 XVII:终检。方案一是以 36 为粗基准，先对两端面进行加工。在以加工完的两端面为基准加工孔20。在没有精基准定位时就钻、粗铰35 的孔，使其与 20 的孔同轴度存在误差。其他工序安排比较合理不用改变。方案二先以35 为粗基准，然后再加工 20 的孔，确定精基准，避免了用粗
6、基准加工其他工序，从而提高了零件的加工精度。两个方案相比，方案一比较合理，所以选择方案一。4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“阀盖”零件材料为ZG230，生产类型为大批量生产，采用铸造方法铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：查机械制造工艺设计手册（以下简称工艺手册）表 1-52 工序工序内容单边余量工序尺寸表面粗糙度工序：粗铣最外端上下两端面。1mm mm290.0390.048umRa5.12工序：钻、粗铰 35 的孔。7.5mm mm160.0035umRa5.12工序：工序：钻 20 的孔。10mm 20mm umRa25
7、工序：粗车 41 外圆面。2mm 41mm umRa25名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 11 页 -工序：粗车、半精车 50外圆下端面。1mm mm0390.044umRa5.12工序：粗车、半精车 50外圆。2mm 50 umRa25工序：粗车 53 外圆下端面。1mm mm0480.039umRa25工序：粗车 53 外圆上端面。1mm mm0480.038umRa25工序：粗车 53 外圆。0.5mm 53 umRa25工序：钻、粗铰、精铰28.5 的孔。4.25mm 28.5 umRa5.12工序：锪钻鍃平 28.5 孔内端面1mm 5 umRa5.12工
8、序 XIII：钻 4-14孔。7mm 14 umRa25工序 XIV：粗车 M36 外螺纹。1mm M36 工序 XV：车倒角。C1.5 umRa25阀盖的铸造毛坯尺寸如图；表 1 加工余量计算表5确定切削用量及基本时工工序：粗铣左右两水平端面。(1)切削速度刀具耐用度min60tpa=10mm加工尺寸及公差工序铸件毛坯(孔20mm两端面mm290.0390.048）粗铣二端面加工前尺寸最大51.3 最小50 加工后尺寸最大51.3 48.29 最小50 47.61 加工余量（单边）1 最大2.3 最小0.71 加工公差（单边）+0.7-0.3-0.22/2 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名
9、师精心整理-第 4 页，共 11 页 -vpueyxpmvvpkZafatqdCVvvvv0查工艺手册表 1-152 得取f=0.2 0d=20mm 查工艺手册表 4.2-8 得vk=0.96查工艺手册表 2-13 得到系数vC=26 x=0.1 y=0.4 Z=3 m=0.2 vq=0.25 vp=0.1 u=0.15 ea=1 pa=4 0d=20mm可得：V96.0312.046025.020261.015.04.01.02.0)min(7.81m)36.1(sm(2)确定机床主轴转速)(7.212014.336.110001000srdvnws(3)切削工时根据工艺手册表7-5 刀具加
10、工长度。试切出度，切入长度mmlmmlmml0,13621fnlllts212.07.21136)(53.8s工序：钻、粗铰 35 的孔。(1)切削速度刀具耐用度min60tvyxpmzvkfatdCVvvv0根据pa=7.5mm f=1.0 查的vk=0.93 查 工 艺 手 册 表2-13得 到 系 数vC=8 x=0.2 y=0.3 z=0.6 m=0.25可得：V93.00.15.7603583.02.025.006名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 11 页 -)min(9.15m)27.0(sm(2)确定机床主轴转速)(46.23514.327.01000
11、1000srdvnws(3)切削工时根据工艺手册表7-5 刀具加工长度mmlmml271，fnllts10.146.227)(66.3s工序：锪钻鍃平 35 内表面。(1)切削速度刀具耐用度min60tvyxpmzvkfatdCVvvv0根据pa=1mm f=1.0查的vk=0.93 查 工 艺 手 册 表2-13得 到 系 数vC=8 x=0.2 y=0.3 z=0.6 m=0.25可得：V93.00.10.1603513.02.025.006)min(28.2m)04.0(sm(2)确定机床主轴转速)(36.03514.304.010001000srdvnws(3)切削工时根据工艺手册表7
12、-5 刀具加工长度mmlmml211，fnllts10.136.021)(33.8s工序：钻 20 的孔。(1)切削速度刀具耐用度min60tpa=10mm名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 11 页 -vyxpmzvkfatdCVvvv0查工艺手册表 1-161 得钻20的孔取f=0.65 查工艺手册表 4.2-8 得vk=0.94查工艺手册表 2-13 得 到系数vC=11.1 x=0 y=0.4 z=0.25 m=0.125可得：V94.065.060201.114.0125.0025)min(7.15m)26.0(sm(2)确定机床主轴转速)(14.42014
13、.326.010001000srdvnws(3)切削工时根据工艺手册表7-5 刀具加工长度。试切出度，切入长度mmlmmlmml2,25021fnlllts2165.014.42250)(2.24s工序：粗车 41 外圆面。(1)切削深度单边余量可一次切除。,2mmZ(2)进给量rmmf4.0（根据工艺手册）表 3-13）(3)计算切削速度（根据工艺手册）表 3-38），车刀耐用度。tmin45查得系数vC=292 x=0.15 y=0.3 m=0.18vyxpmvkfatCVvv81.06007354.02452923.015.018.0)min(170m)8.2(sm(4)确定机床主轴转速
14、)(7.214114.38.210001000srdvnws(5)切削工时)(5.1514.07.21214128321sfnllllts名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 11 页 -工序：粗车、半精车 50外圆下端面。(1)切削深度单边余量可一次切除。,1mmZ(2)进给量rmmf4.0（根据工艺手册）表 3-13）(3)计算切削速度（根据工艺手册）表 3-38），车刀耐用度。tmin45查的系数vC=242 x=0.15 y=0.35 m=0.2vyxpmvkfatCVvv81.04.014524235.015.02.0)min(2.126m)1.2(sm(4)
15、确定机床主轴转速)(4.135014.31.210001000srdvnws(5)切削工时)(3.304.04.1315.41571sfnllLts工序：粗车、半精车 50外圆。根据工艺手册表1-143，根据加工条件取参考值)(8.0rmmf)(15.0smv确定机床主轴转速)(96.05014.315.010001000srdvnws切削工时根据工艺手册表7-5 切入深度mmlmml5221，切入长度fnlllts218.096.02557)(3.83s工序：粗车 53 外圆下端面。根据工艺手册表1-143，根据加工条件取参考值)(8.0rmmf)(15.0smv名师资料总结-精品资料欢迎下
16、载-名师精心整理-第 8 页，共 11 页 -确定机床主轴转速)(90.05314.315.010001000srdvnws切削工时根据工艺手册表7-5 切入深度mmlmml5.1121，切入长度fnllts218.090.05.11)(5.3s工序：粗车 53 外圆。根据工艺手册表1-143，根据加工条件取参考值)(8.0rmmf)(3.0smv确定机床主轴转速)(8.15314.33.010001000srdvnws切削工时根据工艺手册表7-5 切入深度mmlmml5.0121，切入长度fnllts218.08.15.01)(05.1s工序：粗铣 53 外圆上端面。根据工艺手册表1-147
17、 表 1-148，根据加工条件取参考值)(2.0rmmf)(5.0smv确定机床主轴转速)(96.72014.35.010001000srdvnws切削工时根据工艺手册表7-5 切入深度mmlmml166121，切入长度fnllts212.096.71661)(8.104s名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 11 页 -工序：钻、粗铰、精铰28.5 的孔。根据工艺手册表1-163，根据加工条件取参考值)(8.0rmmf)(18.0smv确定机床主轴转速)(29.22514.318.010001000srdvnws切削工时根据工艺手册表7-5,5l切入深度mmlmml8
18、05.121，切入长度fnlllts218.029.2805.15)(2.47s工序 XIII：钻 4-14孔。根据工艺手册表1-163，根据加工条件取参考值)(7.0rmmf)(55.1smv确定机床主轴转速)(14.61414.355.110001000srdvnws切削工时根据工艺手册表7-5 切入深度mmlmml12721，切入长度fnlllts217.03.3512744)(7.9s三夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计工序：粗铣最外端下两端面。本夹具将于专用机床配套使用，刀具圆柱形铣刀。1定位基准的选择本道工序选择m
19、m20圆柱销和一个平面定位，一平面为第一定位基准。mm20的定位销与平面限制了工件的五个自由度。2轴向力、切削扭距及夹紧力的计算（1）轴向力刀具：圆柱型铣刀25名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 11 页 -根据工艺手册表3-36 vvvvqwuxeyxpFdnzafaCF0=86.086.072.02544008.01.3650)(3.377N（2）切削扭距3010MyMkfdCMM=375.08.09.110)735600(4.02554.33331086.048.038.151089=)(34.62mN（3）夹紧力根据机床夹具设计手册表2-13 夹紧力为221
20、112)(lflfKFlfMW1925.0323.06.1)3.3773225.062340(=)(25.6614N3.定位误差分析采用工件端面为第一基准在短销上定位时，作为第一基准面没有基准位移误差（即0）位置（B），而第二定位基准内孔中心线将因为其对端面垂直度误差而引起基准角度误差）角度（A，其值为工）角 度（tgA=tg0.86=0.015 其误差满足零件的精度要求。4夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高生产率。为此，应首先考虑夹紧方式。手动调整螺母调整夹紧力，不仅装夹速度慢，而且不方便操作。所以本道工序的加工时用的夹具，设计成调整旋转手柄夹紧的形式，很快捷的把工件夹紧。本工序为铣断面，切削深度较小，切削力也小，如果需要夹紧力大，只需要调整手柄的旋转角度大些。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 11 页 -