阀体零件机械加工工艺及装备设计.doc

III目目 录录第一章. 零件的工艺分析…………………………………………………………………51.1 零件的图样分析……………………………………………………………………5第二章. 机械加工工艺规程设计…………………………………………………………62.1 确定毛坯的制造形式……………………………………………………………………62.2 选择定位基准…………………………………………………………………………62.3 阀体零件表面加工方法的选择………………………………………………………62.4 工艺路线的制定………………………………………………………………………102.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定…………………………………………172.6 确定切削用量及基本工时……………………………………………………………182.6.1 镗孔夹具…………………………………………………………………………182.6.2 钻孔夹具…………………………………………………………………………252.7 编制工艺规程文件……………………………………………………………………28第三章. 镗孔夹具设计……………………………………………………………………283.1 定位基准的选择…………………………………………………………………………283.2 定位元件的设计…………………………………………………………………………293.3 定位误差的分析与计算…………………………………………………………………313.4 夹紧装置设计………………………………………………………………………313.5 切削力及夹紧力的计算…………………………………………………………………323.6 车夹具设计及操作的简要说明…………………………………………………………34第四章. 钻孔夹具设计…………………………………………………………………354.1 定位基准的选择……………………………………………………………………354.2 定位元件的设计…………………………………………………………………………364.3 定位误差的分析与计算………………………………………………………364.4 夹紧装置设计……………………………………………………………………………374.5 切削力及夹紧力的计算…………………………………………………………………374.6 钻套及衬套导向件的设计……………………………………………………………39IV4.7 钻夹具设计及操作的简要说明………………………………………………………40IV总结……………………………………………………………………………………………41参考文献………………………………………………………………………………………42致谢……………………………………………………………………………………………43附录 1 阀体零件机械加工工艺过程卡片和两套关键工序的工序卡片1第一章第一章 零件的工艺分析零件的工艺分析1.11.1 零件的图样分析零件的图样分析本次设计的题目是阀体零件的机械加工工艺及装备设计，阀体是在一定条件下，能 使液压泵卸荷的阀。

图 1-1 阀体零件图图 1-2 阀体零件三维图2第二章第二章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计2.12.1 毛坯的制造形式的确定毛坯的制造形式的确定由于该零件的材料为 HT200，且零件的年产量为 6000 件，已达到大批生产的水平，因此生产类型为大批量生产，为使零件有较好的机械性能，保证零件加工余量等，故采用铸造毛坯因为零件尺寸不大，形状结构比较复杂，所以我们采用铸造的形式来提高劳动生产率，降低成本2.22.2 选择定位基准选择定位基准零件的机械加工工艺过程中，其中最关键的两道工序分别为钻 4xM8 的螺纹孔、镗Φ28mm 和 Φ30mm 阶梯孔在加工 4xM8 的螺纹孔时，根据定位基准的选择原则，选择30x30 的凸台底面作为定位基准，并且通过心轴为主要定位元件和挡销来实现定位实现对 4xM8 孔的加工在镗 Φ28mm 和 Φ30mm 的阶梯孔时，选择一面两销进行定位，实现了完全定位完成对阶梯孔的加工2.32.3 阀体零件表面加工方法的选择阀体零件表面加工方法的选择任何复杂的表面都是由若干个简单的几何表面组合而成的，零件的加工实质上就是这些简单几何表面加工的组合。

对于阀体零件各尺寸的精度等级要求及行为公差要求，具体加工方法如下表：表 2‒1 阀体零件加工表面的加工方法加工表面公差等级表面粗糙度 Ra(μm)加工方法阀体零件的上端面IT96.3粗铣-精铣阀体零件的下端面IT96.3粗铣-精铣30x30 凸台的前后端 面IT96.3粗铣-精铣30x30 凸台的侧面IT83.2粗铣-精铣Φ50mm 圆柱的前端面IT96.3粗铣-精铣M36x2mm 的螺纹孔车底孔-车螺纹3Φ25mm 内孔IT91.6粗镗-半精镗Φ28mm 内孔IT91.6粗镗-半精镗Φ30mm 内孔IT91.6粗镗-半精镗M18x2mm 的螺纹孔钻-攻螺纹4xM8 的螺纹孔钻-攻螺纹底面 4xΦ7mm 的光孔 及背面 Φ16mm 的锪平 孔IT1312.5钻-锪钻2.42.4 工艺路线的制定工艺路线的制定因为零件的生产纲领为大批量生产，故采用专用夹具，提高生产率1）工艺路线方案一工序 1 金属型铸造工序 2 清洗毛坯，并检验毛坯工序 3 对毛坯进行时效处理工序 4 粗、精铣阀体的底平面工序 5 粗、精铣阀体的顶面工序 6 粗、精铣 30x30 的凸台工序 7 粗、精铣 Φ50mm 圆柱的前端面工序 8 车 M36x2mm 的底孔，车螺纹；倒角 1.5x30°工序 9 粗镗、半精镗底面 Φ25mm 内孔、倒角 3x30°工序 10 钻底面的 4xΦ7mm 的光孔及背面 Φ16 的锪平孔 工序 11 钻、扩、铰 M18x2 的螺纹孔工序 12 精镗、半精镗 Φ28mm、Φ30mm 的阶梯孔、倒角 2x30°工序 13 钻 4xM8 的底孔，攻 M8 的螺纹孔工序 14 去毛刺工序 15 检验入库（2）工艺路线方案二工序 1 金属型铸造4工序 2 清洗毛坯，并检验毛坯工序 3 对毛坯进行时效处理工序 4 粗、精铣阀体的底平面工序 5 粗、精铣阀体的顶面，Φ35 圆柱凸台的上端面工序 6 粗、精铣 30x30 的凸台工序 7 粗、精铣 Φ50mm 圆柱的前端面工序 8 钻底面的 4xΦ7mm 的光孔及背面 Φ16 的锪平孔工序 9 车 M36x2mm 的底孔，车螺纹；倒角 1.5x30°工序 10 粗镗、半精镗底面 Φ25mm 内孔、倒角 3x30°工序 11 钻 4xM8 的底孔，攻 M8 的螺纹孔工序 12 精镗、半精镗 Φ28mm、Φ30mm 的阶梯孔、倒角 2x30°工序 13 钻、扩、铰 M18x2mm 的螺纹孔工序 14 去毛刺工序 15 检验入库（3）工艺路线方案的比较与分析通过以上两个方案的比较，方案一是先加工直径 Φ25mm 的孔以及阀体底面上的Φ7mm 的光孔和 Φ16mm 的锪平孔，然后以 Φ25mm 的孔作为主要定位基准，再使用工件的底平面上 Φ7mm 孔作为辅助定位来加工 4xM8 的螺纹孔及直径 Φ28mm、Φ30mm 的阶梯孔。

而加工工艺方案二则不相同，它是先加工 4xM8 的螺纹孔，然后再加工 Φ25mm 的孔及直径 Φ28mm、Φ30mm 的阶梯孔两套加工工艺方案经比较可看出，先加工直径 Φ25mm 的孔及阀体底面 Φ7mm 的光孔、Φ16mm 的锪平孔，然后再以此为定位基准加工 M8 螺纹孔和直径 Φ28mm、Φ30mm 的阶梯孔，这样可以很好地定位夹紧并达到良好的表面粗糙度要求结合上述的方案一和方案二的比较，因此工艺路线方案一更加合理以上工艺过程见下表 2-2：表 2-2 机械加工工艺过程综合卡片工序号工序名称工序内容工序简图机床工艺装备51金属型铸造铸造 2清洗检验清洗毛坯并检验3热处理时效处理4铣底面粗、精铣阀体的底面X5032 型立铣三爪卡盘硬质合金端面铣刀游标卡尺65铣顶面粗、精铣阀体的顶面X5032 型立铣三爪卡盘硬质合金端面铣刀游标卡尺6铣凸台粗、精铣 30x30的凸台X5032 型立铣台虎钳立铣刀游标卡尺7铣端面粗、精铣Φ50mm圆柱的前端面X5032 型立铣台虎钳 硬质合金端面铣刀游标卡尺78车内孔、螺纹孔车M36x2mm 底孔、车螺纹、倒角1.5x30°CA614045°内圆车刀60°内螺纹车刀倒角车刀游标卡尺专用夹具9镗内孔粗镗、半精镗Φ25mm的孔、倒角3x30°CA6140专用夹具单刃镗刀倒角车刀游标卡尺10钻孔钻4×Φ7mm 通孔、锪平孔Φ16mmZ525 型立式钻床 Φ7 高速钢麻花钻Φ16 高速钢 锪钻游标卡尺台虎钳811钻、扩、铰螺纹孔钻、扩、铰M18x2mm 的螺纹孔Z525 型立式钻床 Φ16 高速钢麻花钻扩孔钻铰刀游标卡尺台虎钳12 镗阶梯孔精镗、半精镗Φ28mmΦ30mm的阶梯孔、倒角2x30°CA6140专用夹具单刃镗刀倒角车刀游标卡尺913钻底孔、攻螺纹钻 4XM8的底孔、攻 M8 螺纹孔Z525 型立式钻床Φ6.7 高速钢麻花钻M8 丝锥游标卡尺专用夹具14去毛刺去毛刺15检验入库检验入库2.52.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定阀体零件的生产类型为批量生产，为了保证零件的生产效率以及加工质量，该零件的生产宜采用铸造。

阀体零件上 M36x2 的螺纹底孔、Φ25mm 的内孔、Φ28mm，Φ30mm 的阶梯孔都可以通过铸造得到预先孔；而 M18 的螺纹内孔、阀体底面 4xΦ7 的光孔，Φ16锪平孔、以及螺纹 M8-7H 的孔则是由后续的机械加工所得到的在阀体零件图 1-1 中可以看出 Φ25 内孔表面、Φ35 圆柱凸台的上端面、以及Φ28、Φ30 的阶梯孔的表面粗糙度要求最高，表面粗糙度为 Ra1.6，所以加工过程中对于几个内孔而言分别要经过粗镗-精镗；对于上端面来说则需要经过粗铣-精铣来完成所得机械加工余量及毛坯尺寸表 2-3 所示和毛坯图见图 2-1：10表 2‒3 机械加工余量及毛坯尺寸（mm）加工表面基本尺寸加工余量毛坯尺寸上下端面80686前后端面70676Φ25 内孔Φ256Φ19Φ35 上端面336Φ28 内孔Φ286Φ22Φ30 内孔Φ306Φ24图 2-1 阀体零件毛坯图112.62.6 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时按照指导教师下发的毕业设计任务书的内容，下面仅对其中两道关键的工序的基本工时进行设计分析与计算2.6.1 镗孔夹具工序 12：粗镗、半精镗 Φ28mm、Φ30mm 的阶梯孔。

选择的机床：CA6140 型车床；因为零件的材料为 HT200，故选择阀体的毛坯为铸件阀体零件选择的毛坯为铸件，而且待加工的内孔的表面粗糙度要求也比较高，已达到 Ra1.6 的精度要求，因此在加工此阶梯孔的时候需要先进行粗镗加工，之后再用半精镗来达到的 Ra1.6 的精度所以整个加工过程要分四次走刀，粗镗内孔时的加工余量为2mm，精镗内孔时的加工余量为 1mm单边）1. 粗镗工步一：粗镗内孔 Φ28mm，孔深为 15mm（1）刀具的选择此次阶梯孔的加工所用的刀具是单刃镗刀，查《切削用量手册》表 1.1，选择的机床是 CA6140由于孔深为 15mm，查《切削用量手册》表 1.5，应选用圆形镗刀，刀片厚度为 4.5mm，刀杆直径为 16mm根据《切削用量手册》中表 1.2，选择镗刀材料为硬质合金，YG6镗刀可选择：Kr=60°，γ0=25º，ɑ0=10º，ƙ´r =15º， = –10º， =0.4mm镗刀的卷屑槽的各个srb参数为：Rn=5mm、 =0.7mm、 =5mmndnw（2）切削用量的选择1）确定切削深度pa因为粗加工时的加工余量仅为 4mm，即单边余量为 2mm，考虑到孔的表面粗糙度及精度要求，即= 。