汽车制造工艺学课程设计-16006阀体加工工艺及车A面夹具设计.docx

陶体加工工艺及车A面夹具设计学生姓名*专业班级*指导教师指导教师姓名（职称）目录I绪论11.1 本课题的研究背景及意义11.2 本课题国内外研究概况12阀体零件加工工艺设计32.1 零件的分析32.1.1 零件的作用32.1.2 分析零件的工艺32.2 阀体零件基准的选择42.2.1 确定粗基准42.2.2 精基准42.3 阀体零件加工工艺路线52.4 毛坯的确定62.5 踊定用量及基本工时63车A面夹具设计173.1 问题的提出173.2 定位基准的选择173.3 切削力及夹索力计算173.4 定位误差分析183.5 央具设计及操作简要说明18总结19参考文献2()2阀体零件加工工艺设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用本次课题要对阀体进行设计。此零件在机床中是一个不可缺少的部件，和其它操作零件相连接，利用臼身的密封功能，实现对密封性进行的控制。在变速箱之中，操作零件阀体的作用不可忽视，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，因此在设计阀体时，要确保其精度要求。2.1.2 分析零件的工艺观察零件图，可知本次设计的零件，其主要的加工部分是平面与孔,这些需要制作的平面与孔之间存在定的位置关系。下面进行详细分析：1、巾16孔B面2、钻力45孔3、钻攻M4孔4、钻扩655.4孔表2-1每个浅面的规格与精度要求表而规格精度表面要求85mm两侧85精度要满足表面要满足Ru3.2m平面IT8宽45mm台45精度要满1T8表面要满足Ra3.2um阶平面AB平面表面要满足Ra3.2um钻攻M4孔M4精度要满IT8表面要满足Ru6.3m2.2 阀体零件基准的选择2.2.1 确定粗基准工件通过夹紧进行安装，夹具在构造上是否发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，有以卜原则：1、若需要让产品重要面的生产余量不大且匀称，以此重要而为机基准即可。在产品生产时，制作精度或者是面部有一定要求的面，即为重耍面。位丁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、汽产所用根基准，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。从上述要求进行考虑，并结合装配表面的精度要求，本次设计基准点确定为外圆45。2.2.2 精基准重:点考虑的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，基准不揖合导致的误差将不会产生。（2）基准统：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裔的表面，这就需要让两个表面互为彼此的基准，进行重更制作，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，位身精度可以此来保证。这个例了很好的削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，将导轨而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）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。2.3 阀体零件加工工艺路线在分析了零件阀体的结构与性能之后，对其工艺流程进行设计:设计一：工序号工名序称工序内容OO铸造铸造成型IO时效热处理20帖拈A-A剖面011斜孔30钻钻、扩、较4-。8H840钻钻B-B剖面。11科孔50帖拈、扩、锭、钦、攻B面6孔孔系60钻车B面对面及。16孔系70车车B面及。16孔系70车车。55.4端孔及外圆90车车A面.。45H8孔及锥面表2-2设计一工艺路线二：工序号工名序称工序内容OO铸造铸造成型IO时效热处理20钻车A面、。45H8孔及镇面30钻钻、扩、较4-<三>8H840钻车。55.4端孔及外国50钻车B面及。16孔系60钻车B面对面反。16孔系70车钻、扩、钩、较、攻B面6孔孔系70车钻A-A剖面011斜孔90车钻B-B剖面。11斜孔I(X)车钻B-B剖面。20孔表2-3方案二上面设计的工艺流程，从整体来说符合要求，不过仔细分析就会发现问题。进行修改调整之后，最终确定方案二为最后确定的设计方案。因为方案二满足先加工主要加工面后加工次要面的加工原则，而方案一先加工各次要孔后，再加工面，孔的位置精度达不到要求，不能零件的设计要求。2.4 毛坯的确定完成毛坯图的绘制工作，在附图中可见,确定毛坯所用原料为Z1.1.04.2.5 确定用量及基本工时工序车A面、045H8孔及粮面。用车床CA6140进行生产，工具用外圆车刀。设计余量（单侧）：Z=2mm车削生产的深为%：ap=2mm进给的量（每齿）“，：结合附加处的参考书籍21其中的表进行确定，%=0.15，"Z：结合附加处的参考书籍21其中的表进行确定，按照速度丫=28"/S进行切削进给的量（每齿）“，：结合附加处的参考书籍21其中的表进行确定，叫=（）18"u”Z,结合附加处的参考书第211其中的表进行确定，按照速度V=247"is进行切削主轴位次运转的速度”：I(XX)VM=11dI(XX)X2.47X603.14x10()471.97rmin结合附加处的参考书籍21）,其中的表进行确定=475rmin真正进行的速度叽v=3J4x1.Ox63OftO56w/vI(XX)100OX60算出工时I.I=42rur进入的刀具长畦1=Ctgkr+(12)=cig1200+1=5.96"Im22高开的刀具的长A：z=1.'4"V",定4=3"加工一次±=42±6±3e()25n.n计算出小新0.33x6301.1.孔用扩孔钻进行生产.f./=0.6wh以速度V进绐：通过参考课本21),其中的表进行确定表V=O44"s°主轴位置运转的速度”：xcDJOOoXo.446O.42678rmm3.I4×II结合附加处的参考书籍21J,其中的表进行确定，此处定为"=5O"min我正进行的速度叫v=3.14x1.4x500a052/w/5I(XX)I(XX)X6()算出工时/./=42nn进入的刀具长kDctfikr+(1-2)="J，cig120o+2=2.S6mm3Un-2离开的刀具长,2：4=4,m,取6=3m进行次走刀1.=43e0,6m.n算出机动时长5：'0°6500扩t20孔进给的址/：结合附加处的参考书籍211其中的表进行确定f=1.（）20"""r,此处定为=2°”"。进给的速度V：结合附加处的参考书籍21.其中的表进行确定，此处定为V=O.32/"。主轴位置运转的速度”：I1.=100OvZ11DIO(X)XO.32x603.14×20305.73r/nin结合附加处的参考书籍21其中的表进行确定,”=315rnin真正进行钱加工的速度,I必二望爽亚663%100O10×60算出工时/.I=42nm进入的刀具长R/,=<7gz+(1-2)=2"91c1.g200+22.09"离开的刀具长,2：72=14三,此处定为4=3,mn进行一次走刀I.42+2.09+3.3=-=0.07mtn党出机动时长5：时2x3,5锐力24孔生产准备的设符为钻床Z3040生产准符的刀具为麻花钻结合附加处的参考书籍21其中的表进行确定：进给的量为/=°22"mr,按照速度进行切削1'=036"js,速度（主轴处）：II47rmin100OV100()x0.36x6011d-3.14x24通过参考课本（21J.其中的表进行确定,此处定为“=1600min.以速度V开展切削（实际：jDh3.14x24x16()0,xi-(xx)600.50wsI.I=30w,切入期间，刀具的长1.1.=ctgk,+(I-2)=cg1.200+24mn切出期间，刀具的长1.U4甘取h=3mm.=0.11nin+/,÷/,30+4+3算出基本工时，：fn0.22×1600攻丝M4切削进行的深与：«=Inun/：通过参考课本21,对切削生产的深进行确定，2>wn.f=OSmmir切削开展的速度V：结合附加处的参考书籍21,其中的表进行确定，V=0.25n/s=15nmin主轴位置运转的速度"："="，*'-=!"")-邛5=60.5r/min,此处定为=60rmin皿3.I4×4切削开展时真正的速度V':V=盥=3悬甯O.25ms100O100()x60运行台面，进给的量，：./M=初=0.6x60=36,油min需要制作的长/：I=19mm进入的刀具长：/,=巴二+(2-3)=-+25.4mm*依30。离开的刀具长4：4=3-5，“此处定为4=4"则进行一次走刀i：J=I,1.1/+/,19+5.4+4W出ti1.：tj1.=-=X1N0.79InInJm%工序钻B-B剖面”11斜孔用钻Z3040进行生产，工具用麻花钻首先对蟠纹孔的底孔进行钻加工结合附加处的参考书籍21其中的表进行确定：进给的量为f=°22"”"r,按照速度V=O.36，”/S进行切削IJ主轴位置运转的速度”：1147rmin.I(XX)V1.(XX)×0.36×6011d3.14×10.7结合附加处的参考书第21,其中的表进行确定，此处定为=iaN)mi1.以速度、开展切削:11Dn3.14×10.7×1600rrv=0.5()/?/sI(XX)100OX60I.I-3(hwn,A=ctgkr+(1-2)=-c1200+24mm切入部分，刀具的长心2'2离开的刀具长,2：,2=I4,即取4=3卯。=30+f+3=OUmm制作的基本时长'，：022×16接着较加工生产准备的设备为Z3040生产准备的刀具为较刀所以进给的垃f=.5mnr进行切削的速度V：结合附加处的参考书箫21,其中的表进行确定，此处V=0.1411=8.88/min*M"电一"Mg1000V100()x8.88讪,f.“主轴位巴J转的速度"："=283rmn,此处定为*4>3.14×11n=250rnin运转的速度o：此处定n1,=250r11in真正进行切削，其速度H：V,=314X11.x25°03ms1(X)01000x60已知的数据：I=2OrWn/.=4.5nn/,=0走到一次即可确定机动的时长0.13min/+I+/?/+1220+4.52()+4.5fifi1.i1,5X2501.5×2503车A面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。由指导老牌的分配，决定设计车A面、045H8孔及他面，保证工序尺寸要求的车床夹具。3.1 问题的提出本夹具主要用于车A面、M5H8孔及锥面，粗糙度分别为Ra6.3、Ra1.6,为此，设计夹具时既要考虑如何提高生产效率，降低劳动强度，也要考虑R面、045H8孔及锥面质量，3.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位垢准，定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量.基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理,或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发,合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工，因此本次就没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。3.3 切削力及夹紧力计算本夹具是车.A面、M5H8孔及锥面，保证工序尺寸，粗车时切削力是最大的，故按粗车时计算切削力。计算切削力如下：查简明机床夹具设计手册表33得切削力计算公式：Fc=294MJ"飞K由车A面、。45H8孔及锥面，保证工序尺寸的工时计算知，a1.,=2.0,=0.26mm.vr38.8mnin由简明机床夹具设计手册表3-3知Ky=0.75即Fr=2943=2943×2.0×0.2675×388,1.5×0.75N=2781.5N所需夹紧力，杳表5得，W,=BK,安全系数K=K式中KG，为各种因素的安全系数,查表得：K=1.2x1.0x1.2x1.0x13x1.0x1.0=1.872.当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M6螺母锁紧，查参考文献2,P92,表3-16螺母的夹紧力为1903NWk=WK=19O3x25N=47575N由上计算得WjFz,因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.4 定位误差分析主定位元件为支承板.误差分析如下：1、定位误差：A.=T1,+6+An1.UI式中：M一一阀体底部635端面公差Trf一一支承板公差min阀体底部中35端面与支承板的最小配合间隙Ag=TD+1.+mi.=0.11+0.018+0.016=0.1442、夹紧安装误差，对工序尺寸的影响较小，取3、磨损造成的加工误差：尸M通过不超过0005e,阀体645H8孔的公差为(0.039-0)=0.039误差总合：,+,=O+O.005=0.005mm<0.039mm从上分析，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求.3.5 夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单,便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为车床夹具选择用六角螺母、圆垫圈、螺杆、弹簧、移动压板和六角法兰面螺母等组成的夹索机构进行夹紧工件。本工序车削余量小，车削力小，所以一般的手动央紧就能达到本工序的要求。总结对阀体零件进行分析之后，对其加工工艺进行设计，此设计可以让自身的治学能力得到一定的提升。对阀体进行设计期间，对工艺步骤以及各个部位的尺寸进行了确定。本次设计运用来大量专业知识，不仅是对所学知识的一次检验，同时通过设计也让我时专业知识有了更深入的理解。在对阳体进行分析时，对工件的加工工艺有了一定r解，掌握J'多种制作方法.结合工件的工艺性能，设计出来两套工艺方案，对两套工艺方案进行比对之后，选定最适合该零件的生产方案。设计专用夹具时，首先分析了夹具的定位问题，对定位元件进行了确定，选用了标准件作为定位的元件，对定位的误差进行了分析。并对切削的力以及夹紧的力进行了计卯，掌握了夹具设计的基本流程。完成零件图与装配图的绘制，让自己的绘图能力得到一定的提升。通过对该零件的设计可知，设计合理的工艺流程以及符合要求的夹具，是确保零件品版的美健要素。在分析了阀体的工艺性能之后，设计了钻、车以及镣等加工工艺，不仅确保了零件的侦量.同时也满足了生产效益的要求。参考文献I安二中，黄瑞玲.箱体类零件夹具发展趋势J.机械工程学报，1997.6)：2-4.2郭华胜.箱体机械加工工艺的改进口.机械车辆工艺,2001.(5)：6.3谢成.箱体类零件加工及其夹具定位误差的分析J.机械，2008.(6)：12-13.4马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势JJ.森林工程.2002,(3)：10-13.5赵忐修.机械制造工艺学YJ.北京：机械工业出版社,11005：4-5.16赵志勇，王丽杰.机械加工工艺规程的发展JJ.科技资讯.2009,(6)；25-29.7王世敬.温筠.现代机械制造技术及其发展趋势口.石油机械.2002,(11)：8-10.8首爱新.谈机械加工工艺的发展趋势J.职国培地,2002,(8).2627.