閥體零件大批量生產(chǎn)機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
閥體零件大批量生產(chǎn)機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計,閥體,零件,大批量,生產(chǎn),出產(chǎn),機械,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計
機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計
《機械制造技術(shù)》課程設(shè)計
設(shè)計題目: 閥體課程設(shè)計
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學(xué) 號:
目錄
序言 …………………………………………………… 3
一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定…………………… 3
二、選擇毛胚,確定毛胚尺寸,設(shè)計毛坯圖 ……………… 4
三、選擇加工方法,制定工藝路線……………………………… 6
四、工序設(shè)計………………………………………………… 7
五、確定切削用量及時間……………………………………… 7
六、夾具設(shè)計 ………………………………………………… 10
七、設(shè)計小結(jié)…………………………………………………… 11
八、參考文獻 ………………………………………………… 12
序言
機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計師在學(xué)完了機械制造裝備設(shè)計和大部分專業(yè)課,并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的又一個實踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造裝備設(shè)計中的基本理論,并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識,獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題,設(shè)計了機床夾具這一典型的工藝裝備,提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力,為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來的從事工作打下了良好的基礎(chǔ)。
一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.零件的作用
題目所給定的零件是容積式壓縮機的閥體,如圖1所示。它是將閥內(nèi)介質(zhì)壓縮,一端連接壓縮活塞,一端與輸出口螺紋連接。通過閥體內(nèi)的活塞的往復(fù)運動,壓縮介質(zhì),產(chǎn)生壓縮作用。
2.零件的工藝分析
通過對該零件的重新繪制,對零件進行分析,該零件屬于類回轉(zhuǎn)體零件,主體部分以中心軸為回轉(zhuǎn)中心,但是在外圓上附有兩個尺寸不同的凸臺,二者軸線之間角度為90度,回轉(zhuǎn)中心在同一徑向平面上。該工件兩端的沉孔和內(nèi)腔的壁精度要求高,內(nèi)腔壁的精度為7級,且粗糙度要求為3.2,要求高。零件兩端的沉孔精度為11級。
該零件屬于類回轉(zhuǎn)體的,兩個端面和內(nèi)腔需要加工,各表面的加工精度和表面粗糙度能夠通過機械加工獲得。首先加工兩個端面,其中大端面為設(shè)計基準(zhǔn),內(nèi)腔各尺寸以軸線和大端面為設(shè)計基準(zhǔn),要求較高的精度,且內(nèi)腔尺寸較大,可采用鏜削加工。大端的各個孔,位置分布均勻,且大端厚度不大,便于對空的加工。總的來說,該零件的工藝性較好。
3.零件的生產(chǎn)類型
根據(jù)設(shè)計要求可知:Q=8000件/年,且零件總體尺寸適中,為輕型零件,生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。
二、選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設(shè)計毛坯圖
1.選擇毛坯
根據(jù)零件圖要求,零件材料為HT300,形狀簡單,故采用鑄件毛坯。由于零件的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn),故采用砂型鑄件,效率高,同時保證了毛坯尺寸,便于加工。
2.確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差
根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第6頁的表格內(nèi)容,確定零件的公差等級CT為13級,加工余量等級MA為H級。根據(jù)表1-9,根據(jù)零件尺寸和精度等級,確定鑄件毛坯的單邊和雙邊毛坯加工余量。
根據(jù)各加工表面的加工余量和零件尺寸,確定毛坯的尺寸。對于毛坯尺寸直徑小于30mm的孔,在毛坯上應(yīng)為實心。
根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第6頁表1-9,查得零件兩端和孔為雙邊加工余量,而外圓上的兩個凸臺的高度均為單邊加工余量。根據(jù)零件尺寸,雙邊加工余量中,確定孔的每邊加工余量為4.5mm,兩端面每邊加工余量為7mm,單邊加工余量中,確定大小凸臺高度方向的加工余量分別為6.5mm和4.5mm。零件其余部分無需加工,故無加工余量。
綜上所述,確定毛坯尺寸見表1,具體參見毛坯圖附圖。
表1 閥體零件毛坯(鑄件)尺寸
零件尺寸(mm)
單面加工余量(mm)
毛坯尺寸(mm)
233.5
7
247.5
∮60
4.5
∮51
∮48H7×2
4.5
∮39
∮54H7
4.5
∮45
M60
4.5
∮45
68
6.5
74.5
M48
4.5
∮36
55
4.5
59.5
M18
4.5
0
4×∮14
4.5
0
4×M8
4.5
0
3.設(shè)計毛坯圖
根據(jù)零件尺寸,確定外圓叫半徑為3mm,內(nèi)圓角半徑為3mm,是圓角尺寸能保證各表面的加工余量。
確定分模位置 零件為類回轉(zhuǎn)體零件,結(jié)構(gòu)簡單。為便于起模,分模位置選在零件的中心周線上,分型面為過零件軸心和大凸臺軸線的面。
熱處理方式采用時效處理,消除毛坯內(nèi)部應(yīng)力,以保證加工精度。
綜上所述,具體毛坯見毛坯圖附圖。
三、選擇加工方法,制定工藝路線
1.定位基準(zhǔn)選擇
該零件為類回轉(zhuǎn)類零件,故選擇外圓為粗基準(zhǔn)。由大端面和內(nèi)腔孔軸線為設(shè)計基準(zhǔn),故遵循“基準(zhǔn)重合”原則,采用大端面和內(nèi)孔及端面的小孔為精基準(zhǔn)。
2.零件表面加工方法的選擇
(1)大端面 表面粗糙度要求高,尺寸較大,且為回轉(zhuǎn)類,故采用車削加工,為保證精度要求,進行粗車和精車。
(2)小端面 采用車削加工,外圓定位,為保證精度,進行粗車和精車。
(3)兩端面的沉孔 由于精度高,為10級精度,尺寸適中,故采用車削,且為精車加工。
(4)內(nèi)腔各孔 內(nèi)腔各孔精度高,為7級精度,尺寸適中,故采用精鏜加工,保證精度。
(5)凸臺端面 采用車床加工,同時進行車螺紋,小凸臺的螺紋孔直接打孔而成。
(6)大端面孔 進行鉆削加工,在鉆床上打孔,攻螺紋孔。
3.制定工藝路線
加工工藝路線為有端面至內(nèi)腔,按照先加工基準(zhǔn)面級先粗后精的原則,零件的加工工藝路線確定,具體工藝路線見附加工工級過程卡。
四、工序設(shè)計
工序一、二為大端面的加工和內(nèi)腔的加工,工序三、四位小端面和內(nèi)腔的加工,工序五、六為凸臺的加工,工序七位凸臺上孔的加工,工序八位大端面上孔的加工。
具體附卡的加工工藝過程卡和加工工序卡。
五、確定工序內(nèi)容
工序卡一上的工序為加工大端面和內(nèi)腔的加工。
1.加工機床的確定
根據(jù)零件的尺寸和加工精度的要求,確定車床加工采用車床C620-1。
2.加工刀具和夾具的確定
零件材料為HT300,故選用刀具材料為YG6刀具。
工步一 YG6 90°端面車刀。
工步二 YG6 鏜刀。
工步三 YG6 鏜刀。
3.確定切削用量
(1)背吃刀量
大端面 由于粗加工余量為6mm,故背吃刀量選擇為6/2=3mm。
內(nèi)孔?60mm 粗加工余量為4.25mm,加工一次,故背吃刀量為4.25mm。
內(nèi)孔mm 粗加工余量為4.35mm,加工一次,故故背吃刀量為4.35mm。
(2)進給量f
根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》附表4.12,附表4.13,查得本工序中個工步進給量f。
工步一:粗車大端面 進給量f=1mm/r
工步二:粗鏜內(nèi)孔?60mm 進給量f=0.5mm/r
工步三:粗鏜內(nèi)孔 mm 進給量f=0.5mm/r
(3)切削速度
根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》附表4.12,根據(jù)工件材料、切削深度和進給量,初步確定各工步的切削速度。
工步一 =60m/min
工步二 =71m/min
工步三 =71m/min
根據(jù)公式
n=,
計算出初定的機床轉(zhuǎn)速,然后根據(jù)所選機床的各級轉(zhuǎn)速,確定各個工步的機床轉(zhuǎn)速。
工步一 n=150r/min
工步二 n=380r/min
工步三 n=470r/min
根據(jù)確定的機床轉(zhuǎn)速,根據(jù)公式
V=
再次確定各個工步的精確切削速度:
工步一 =60.29m/min
工步二 =71m/min
工步三 =70.40m/min
4.確定工時定額
根據(jù)公式
=++++/500
確定工件的工時定額。
其中
=
計算出基本時間,然后根據(jù)一定得比例,分別計算出、、、各個參數(shù)。其中
=(15%-20%)
=(2%-7%)
=(2%-4%)
=(3%-5%)
根據(jù)以上公式,確定出各個工步的工時定額:
機動時間
輔助時間
綜上所述,各個工步的工時定額如下:
工步一 =86.4s
工步二 =20.4s
工步三 =20.4
工序卡一各個主要參數(shù)確定,具體見附卡工序卡一。
其他工序卡參數(shù)確定方法相同,不再詳細(xì)列出,具體數(shù)據(jù)見附卡工序卡。
六、夾具設(shè)計
本夾具是工序五使用的加工大凸臺內(nèi)孔、端面和小凸臺內(nèi)孔、端面的車床專用夾具,在C620-1車床上加工,進行精鏜內(nèi)孔、內(nèi)槽,端面和倒角的加工。所設(shè)計的夾具裝配圖和零件圖如附圖所示。有關(guān)說明如下。
(1)定位方案
工件以加工過的小端面為設(shè)計基準(zhǔn),故采用一面兩孔定位,以小端面和內(nèi)腔孔,其中小端面定位,消除3個自由度,以內(nèi)腔孔定位消除2個自由度,以側(cè)面大孔定位,消除1個自由度,共限制了6個自由度。
(2)加緊機構(gòu)
根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和定位方案,工件在夾具通過液壓裝置加緊即可滿足要求。側(cè)孔軸向右伸出頂緊工件,再用液壓裝置將孔的定位套模壓緊工件的上表面即可。
(3)夾具與機床的連接元件
全部采用螺栓連接,可保證機床的穩(wěn)定情。
(4)夾具體
工件的定位元件與加緊元件由夾具體連接起來,保證了定位精度和加緊的可靠性,實現(xiàn)全部功能。
(5)使用說明
安裝工件時,松開勾形壓板上的緊固螺母,壓板上升,自動轉(zhuǎn)過90度,此時放下零件,然后插入菱形定位銷,保證定位,然后旋下螺母,使兩個壓板聯(lián)動加緊。加工完一個凸臺后,松開壓板,拔下菱形定位銷,使工件旋過90度,再次用菱形定位銷定位,壓緊壓板,進行另一個凸臺的加工。
(6)機構(gòu)特點
該夾具結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,聯(lián)動加緊精度高,定位準(zhǔn)確,加緊可靠。同時采用銷定位,旋轉(zhuǎn)定位準(zhǔn)確,精度高。
夾具結(jié)構(gòu)緊湊,同時能夠和機床緊湊連接,連接方便。
七、設(shè)計小結(jié)
經(jīng)過了為時十天的課程設(shè)計,使我對一個零件從毛坯、工藝、工序到夾具的設(shè)計,經(jīng)歷了一個零件的設(shè)計的全部過程,從中學(xué)習(xí)了毛坯設(shè)計,工藝、工序設(shè)計的相關(guān)知識,實踐了夾具的設(shè)計,使學(xué)到的理論知識得到了應(yīng)用,體會到了一個機械設(shè)計師的工作過程,同時隱約體會到了一些將來參加工作的感覺。
感謝在設(shè)計過程老師對我的指導(dǎo)和幫助,使我真正學(xué)到了很多,謝謝老師!
八、參考文獻
黃健求 《機械設(shè)計制造基礎(chǔ)》 北京 機械工業(yè)出版社
陳立德. 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》. 北京:高等教育出版社
《機械設(shè)計手冊》
《夾具設(shè)計手冊》
《夾具設(shè)計圖冊》
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閥體
零件
大批量
生產(chǎn)
出產(chǎn)
機械
加工
工藝
規(guī)程
夾具
設(shè)計
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閥體零件大批量生產(chǎn)機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計,閥體,零件,大批量,生產(chǎn),出產(chǎn),機械,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計
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