汽车制造工艺学课程设计-16007阀座加工工艺及铣B面夹具设计

1、题目：阀座机械加工工艺及铣B面夹具设计学生姓名 学 院 专 业 学 号 指导教师 年 月 日目 录1 绪 论41.1.本课题的研究背景及意义41.2.本课题国内外研究概况52、 零件的图纸分析12.1.零件的图纸分析13、 阀座零件机械加工工艺设计33.1.毛坯制造形式的确定33.2.定位基准的的选择33.2.1.确定粗基准33.2.2.精基准43.3.零件加工表面的处理方法53.4.零件的工序过程设计53.5.工艺装备的选择73.5.1.加工设备的选择73.5.2.夹具的选择73.6.加工切削用量及工时定额计算83.6.1.铣底平面加工参数及工时定额计算83.6.2.钻49孔加工参数及工时定额计算93.6.3.锪平417平面加工参数及工时定额计算113.6.4.钻攻8孔加工参数及工时定额计算133.6.5.钻攻26孔加工参数及工时定额计算153.6.6.铣33孔端侧平面加工参数及工时定额计算163.6.7.铣22度斜平面工序加工参数及工时定额计算173.6.8.铣底平面环槽加工参数及工时定额计算183专用铣床夹具设计193.1问题提出193.2 定位基准的选择193.3定位分析193

2、.4定位误差分析193.5夹紧力计算203.5.1铣削力203.5.2夹紧力203.6定向键与对刀装置设计213.7夹具设计及操作简要说明23结 束 语24参 考 文 献25全套图纸加扣 3346389411或30122505821 绪 论1.1. 本课题的研究背景及意义在机床中阀座是一个不可缺少的重要零件，和其它操作零件相连接，利用自身的自锁功能，实现对齿轮轴速度的控制。在变速箱之中，操作零件阀座的作用不可忽视，它的制作精度高地，对变速箱的工作寿命以及使用性能有着直接影响，因此在设计阀座时要特别注意其精度的设计。现在电子工程技术发展的速度越来越快，其中机械自动化的发展尤为突出，对于较大的机械加工，夹具的使用就变得很重要。夹具运用到机床生产中，在很大程度上推动力机械行业的发展，使机械生产的效率提高，产品精度提高，生产周期缩短，并大大减少了制作费用。由此可知，夹具在机械生产中的重要性。通过机械来加工零件，工件的品质很大程度通过加工工艺来决定，若生产的工件，需要满足某些特定的加工要求，在生产过程中，就需要使用一种工艺装置夹具。夹具运用于生产，不仅可以确保产品的品质、减少操作人员的工作量，还

3、能对工件进行检测。一名合格的机械设计师，产品的工艺分析和夹具设计相关知识都是必须要掌握的。此次设计可以让设计者熟悉机械生产的步骤，对以后的工作与学习有很大的帮助。夹具在与机床匹配使用时，每一个部件需要满足设计要求，这样在与机床配合生产时，才能让产品的精度更高，制造效率更高，加工费用减少。设计机床上使用的夹具时，务必要对生产过程，加工要求，所用机床的各项参数进行了解，才能设计出更符合生产要求的工艺装备。1.2. 本课题国内外研究概况从上个世纪末期至今，自动化生产经历了快速发展的20年，在这20年中，机械生产不断取代人工操作，随着产品需求量越来越大，整个生产的自动化程度也在不断提高。自动化的机械生产，在提高经济效益的同时，让产品的精度更高，生产费用更低，创造力更大的经济效益。由此可知，自动化在机械生产中的重要性。自动化生产的优点显而易见，因此越来越多的企业纷纷的开发了自动化生产线。利用人工与自动化相结合，不仅让生产速度更快，整个生产的灵活性也更高。从企业自动化的生产来看，现在自动化生产的特点有一定的复杂性与多变性。机床在机械工程中的运用范围特别广泛，最主要的体现是在零部件的制造上：汽车生产

4、中所需的各种类型零部件，其他交通运输设备中零件的批量生产，因此很多企业在生产时，选用了自动化与智能化更高的机床，这样不仅可以提高生产效益，同时也能让企业在市场上更具竞争力。 32、 零件的图纸分析2.1. 零件的图纸分析图1-1 阀座零件图此次设计的阀座零件的加工精度较高，多处的加工精度达到IT7-IT9级的加工精度，主要为尺寸为30mm、9mm、6孔，钻8.5孔螺纹孔11孔。这些高精度的加工面主要是轴承的装配台阶以及加工齿轮的外表面。在零件装配过程中是极其重要的配合表面。这些加工尺寸在加工时候务必严格小心控制加工精度，其加工的公差带较小，因此设计的时候必须要将这些加工尺寸做出特殊的标记。设计的未注公差尺寸比较多，在加工的时候按照IT12级控制另加的加工公差尺寸。此次设计的 阀座零件具体结构如上图1-1， 阀座的主体为套筒类零件，零件的主要的外形获得主要是采用车床进行加工，但是对于阀座结构，螺纹孔结构，光孔等加工表面，车床加工是没有办法满足加工要求的。此设计的阀座零件的加工精度是很高的，该零件毛坯采用铸造方式获得毛坯后经过时效处理，零件在加工后的稳定性较好。对于零件的多处加工面，在加工

5、的时候无道具干涉情况，零件的加工性较好，便于在实际的生产中进行加工制造。由于零件的主体加工面为叉类，零件的多个回转加工面主要是采用铣床进行加工，零件中还存在个别区域，如9孔等加工面，在铣床工序无法加工，该部位采用钻孔机床进行加工，加工中采用专用夹具进行装夹，可以较高的提高零件的加工效率。汇总上述多点分析，此次设计的阀座零件的可加工性是非常好的。3、 阀座零件机械加工工艺设计3.1. 毛坯制造形式的确定机械加工毛坯的毛坯从毛坯的制造工艺上分类主要有铸造件、型材、铸件、焊接件等类型。此次设计的阀座零件的机械结构是非常复杂的， 在设计的过程中我们采用了铸造的方法来获得零件的毛坯。在设计的零件的加工毛坯的时候主要是对零件的加工面进行加工量的预留。在设计的过程中，较大的孔与面对加工面留取2-3mm加工预留，如9孔、11孔，零件的端面，外圆面的等等加工表面。对于零件图纸中存在的较小的孔在设计的时候不采用预留加工毛坯的方法，因为较小的孔在铸造的时候难以铸造成型，比如11孔；9孔等加工表面，这类孔在铸造时候直接采用实心铸造，后续通过机械加工来获得这些孔。设计中绘制的机械加工毛坯图可以参见毛坯图。3.2

6、. 定位基准的的选择3.2.1. 确定粗基准工件通过夹紧进行安装，夹具在构造上是否复杂也会受到定位基准的影响。在进行首个工序制作时，需要确定一个定位基准，大多会选用没有制作的面来用，这就是粗基准。对粗加工期间的基准进行确定时，需要让每一个制作的面，留有合理的余量，让生产与不生产的面两者间的相对位置，满足设计需要。确定粗基准，有以下原则：1、若需要让产品重要面的生产余量不大且匀称，以此重要面为粗基准即可。在产品生产时，制作精度或者是面部有一定要求的面，即为重要面。位于车床部分的导轨面即可用来做粗生产的基准。2、若想要让生产与不生产面的相对位置得到确保，没有特殊要求的话，基准就是无需制作的表面。在产品内存在若干个无需制作面的情况下，粗基准可用对位置有一定要求的不制作面，满足结构对称的需要。3、在无法确定各个重要面生产余量一致的时候，工件上的表面都需要进行生产，粗基准可以用生产余量最小的面。2、 所用粗基准应该表面干净，够大，以此让产品位置固定的更可靠。3、 生产所用粗基准，以没有经过机械生产的面居多，其面部粗糙度不高，因此仅可用一次，若多次的话，误差将会增大。3.2.2. 精基准重点考虑的

7、问题是确保零件设计时各个技术要求，并且能够满足装夹的要求（稳定可靠）。所选的精基准要符合这些要求：（1）基准重合；定位基准即为设计基准，满足基准重合的要求，基准不重合导致的误差将不会产生。（2）基准统一；制作工件上多个表面时最好选用相同的基准实现定位，此为基准统一。遵循此原则，可让工艺设计变得简单，夹具的设计也更容易，生产工作量与制作费用减少，产前准备时间减少；因基准统一，可让每一个生产表面的精度得到保证。；（3）互为基准：在机械生产中，要制作产品上的两相对位置精度高的表面，这就需要让两个表面互为彼此的基准，进行重复制作，让其位置精度得到满足。以精密的齿轮为例，在齿面完成淬硬加工之后，首先通过齿面来实现定位，对内裤进行磨加工，之后磨加工齿面时，通过内孔来定位，位置精度可以此来保证。这个例子很好的阐述了互为基准的原则；（4）自为基准：对于一些精生产工序中，其生产余量要求要小并且匀称，定位基准可用生产表面，自为基准即是如此。以磨床进行切削的导轨面为例，床身通过能调节的支架支撑，于磨床的导轨之上，将导轨面与机床的相对运动进行找正，接着制作导轨面，即可让余量匀称，符合导轨面所要求的品质；（5）

8、精基准确定时还是考虑到位置固定的稳定性，以及夹紧部件在工作期间的便利性。零件加工的过程中需要对零件进行定位，在设计过程中对零件的定位面称作为定位基准。零件的制造基准有粗基准与精基准之分，在设计中对零件的毛坯面称作为粗基准，粗基准的定位精度较差，加工过后的高精度面叫做精基准其定位精度是很高的。所以在设计中我们竟可能采用精基准定位这样可以提高零件的加工精度。此次设计中对零件的加工定位基准的选择如下：1) 设计中首先使用毛坯外圆作为加工的粗基准，加工出零件的底面9的内孔，此时设计中使用的面为粗基准面。2) 使用30内孔面作为加工精基准，加工外表面凸台及中心孔，此时底面表面是加工过后的面，定位的精度是很好的，因此可以保证零件的各个表面的加工精度。3) 使用加工出来的30作为加工精基准，一次装夹加工周边各个孔位的加工内容，使用这样的一组精基准，加工周边的表面，在基准原则上称之为统一基准，更有利于零件的加工精度的保证。3.3. 零件加工表面的处理方法此次设计的阀座零件的零件的加工表面类型是啥。主要有外圆表面，内孔表面，阀座外圆面，螺纹孔面等加工表面，这些加工表面都有其各自不同的加工方法。在设计中对于零件的每一个加工表面都要进行仔细的分析，尤其是高精度的加工表面，在设计中必须要对其加工表面进行详细的工艺路线分析，考虑如何获得加工表面的精度极其处理效果。3.4. 零件的工序过程设计工艺过程的设计就是确定各个加工表面的加工先后，在设计中工艺过程的设计决定着零件加工能否合格，因此是至关重要的设计关键点。此设计的阀座零件在设计中经过多套设计方案的对比，参照，最终我选择了两套设计方案作为重点的分析，确定出一套最稳定且高效的加工方案作为我此次设计的最终的工艺路线方案。表2-2 工序加工方案一工序车间工序内容10铸造成型20热处理时效理30金工铣底平面40金工钻扩49孔50金工扩211孔60金工铣33孔端侧平面70金工铣22度斜平面80金工铣底平面环槽90金工锪125度孔100金工锪平417平面110金工钻攻8孔120金工钻攻26孔130金工钻攻56孔140

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