偏心阀体的机械加工工艺规程及钻孔工艺装备设计

课程设计偏心阀体的机械加工工艺规程题目及钻孔工艺装备设计班级渉机071一、设计题目偏心阀体的机械加工工艺规程及钻孔工艺装备设计二、原始资料（1）被加工零件的零件图（草图）1张（2）生产类型中批或大批大量生产三、上交材料（1）被加工工件的零件图1张（2）毛坯图1张（3）机械加工工艺过程综合卡片1张（4）与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张（5）夹具装配图1张（6）夹具体零件图1张（7）课程设计说明书（约50008000字）1份四、进度安排参考（1）熟悉零件，画零件图2天（2）选择工艺方案，确定工艺路线，填写工艺过程综合卡片5天（3）工艺装备设计（画夹具装配图及夹具体图）9天（4）编写说明书3天（5）准备及答辩2天五、指导教师评语成绩指导教师日期摘要本课程设计主要培养学生综合运用所学的知识来分析处理生产工艺问题的能力，使学生进一步巩固有关理论知识，掌握机械加工工艺规程设计的方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。这次设计的是偏心阀体，分别绘制了零件图、毛坯图、夹具体图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序卡片各一张。在熟悉被加工零件偏心阀体的基础上。了解偏心阀体的作用，接下来根据零件的性质和零件图上各端面和内部结构的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定偏心阀体的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。通过查阅各种书籍完成本次课程设计任务。ABSTRACTTHISCOURSEISPRIMARILYDESIGNEDTOTRAINTHEPUPILSTOAPPLYTHELEARNEDKNOWLEDGETOANALYZEISSUESDEALINGWITHPRODUCTIONCAPACITYOFTECHNOLOGYTOENABLESTUDENTSTOFURTHERCONSOLIDATETHETHEORETICALKNOWLEDGE,MASTERTHEMACHININGPROCESSPLANNINGMETHODSTOIMPROVETHEABILITYTOWORKINDEPENDENTLY,PERFORMPROFESSIONALTECHNICALWORKFORTHEFUTURELAYASOLIDFOUNDATIONTHISDESIGNISTHEECCENTRICVALVE,RESPECTIVELY,DRAWTHEPARTSDIAGRAM,BLANKMAPS,CLIPASPECIFICDIAGRAM,ASSEMBLYDRAWINGOFAMECHANICALMACHININGPROCESSCARDANDWITHTHEDESIGNOFFIXTURECORRESPONDINGTOTHOSEWORKINGPROCEDUREOFTHEPROCESSCARDEACHONEBEPROCESSEDINAFAMILIARBODYPARTBASEDONTHEECCENTRICLEARNECCENTRICBODYSROLE,THENEXTACCORDINGTOPARTSOFTHENATUREANDPARTSDRAWINGONEACHFACEANDTHEINTERNALSTRUCTUREOFTHEROUGHNESSDETERMINETHEROUGHSIZEANDMECHANICALMACHININGALLOWANCETHENWEREBASEDPOSITIONINGBASEFIRSTDETERMINEPRECISEBENCHMARK,ITBECAMECLEARTHATROUGHBENCHMARK,THEFINALIZATIONOFECCENTRICVALVEPROCESSROADMAPTODEVELOPTHEWORKPIECECLAMPINGPROGRAM,DRAWFIXTUREASSEMBLYDIAGRAMTHROUGHACCESSTOAVARIETYOFBOOKSONTHECOMPLETIONOFTHISCOURSEDESIGNTASK目录1、零件的分析111零件的作用及特点112零件的形状12、零件的工艺分析23、毛坯设计231毛坯的选择232确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差233确定毛坯尺寸234确定毛坯尺寸公差34、选择加工方法，拟定工艺路线441粗基面的选择442精基面的选择443制定机械加工工艺路线45、加工设备及刀具、量具的选择651选择机床，根据不同的工序选择机床652选择刀具76、切削用量的选择77、基本时间的确定88、夹具设计981设计思想1082定位分析10821定位基准的选择11822定位误差的分析1183夹具操作说明119、导向原件设计1110、设计的感想与体会1211、参考文献设计资料及主要参考书14零件的分析11零件的作用及特点1、采用三维偏心结构，阀体密封面采用混合聚四氟乙烯密封圈或多层次不锈钢密封圈，使蝶板同阀体密封面均匀可靠接触，可达到气密封无泄漏。2、结构独特、操作灵活、省力、方便、使用寿命长。3、耐高温、耐腐蚀、耐磨损的三维偏心。4，上法兰采用国际标准，适配电动气动等各种控制装置12零件的形状2、零件的工艺分析由零件图可知，其材料为45钢，45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。故偏心阀体应用模锻加工零件毛坯，该零件为受较大应力和要求耐磨零件。零件的整体呈现一个长方体形状，材质为45号钢，应采用锻造的方法来加工毛坯，由于形状规则，故可以再采用模锻。零件的基本构造是在长方体中的几个孔起到零件的偏心作用，故确定孔的加工位置和尺寸，用钻孔、扩孔、铰孔的方法高精度的加工出各孔，以达到高精度度要求。零件的整体加工过程只包含两个大的方面，即铣平面和加工孔。3、毛坯设计31毛坯的选择毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或铸件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗。偏心阀体的毛坯材料为45号钢，毛坯种类应选择锻件，应采用模锻的方法进行锻造。32确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差（1）求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓的尺寸，毛坯外形尺寸为112MM62MM62MM。（2）选择锻件公差等级查手册锻造方法按机器造型，锻件材料为45号钢，得锻件的公差等级为712级取为8级。（3）求锻件尺寸公差公差带相对于基本尺寸对称分布。（4）求机械加工余量等级查手册锻造方法按机器造型、锻件材料为45钢得机械加工余量等级EF级选择E级。3、确定机械加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，取锻件加工表面的单边余量为2MM。33确定毛坯尺寸经过查表得加工余量适用于机械加工表面粗糙度RA16和RA08的表面，加工余量都有相应的数据，分析零件的各个方面查表的毛坯的尺寸为112MM62MM62MM。生产类型为大批量，可采用模锻，锻造实心长方体，孔可以通过钻孔来完成。34确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数查手册得，本零件毛坯尺寸允许偏差见下表毛坯尺寸允许公差/MM锻件尺寸偏差参考资料112140机械制造工艺设计手册62074机械制造工艺设计手册62074机械制造工艺设计手册设计出零件的毛坯图下图为该零件的毛坯图4、选择加工方法，拟定工艺路线1、粗基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2、精基面的选择基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。3制定机械加工工艺路线锻造模锻粗铣以长方体毛坯的左端面为基准，在右端面进行粗车；再以长方体毛坯的右端面为基准，在左端面进行粗车；同样的方法加工上下端面和前后端面。半精铣半精铣粗加工后的长方体钢料的各端面钻孔以下端面为基准钻孔径分别为直径为20MM,34MM,44MM以左端面基准钻直径为14MM的孔。扩孔扩直径为20MM的孔到22MM，直径为34MM的到36MM，直径为36MM到46MM，直径为14MM的到16MM。车孔把左端面直径为36MM的孔向外扩1MM把右端面直径为36MM的孔向外扩1MM。热处理精铣精铣零件的各个外端面绞孔绞孔以达到要求的精度车导角车零件图中的三处导角磨削处理磨削处理各个表面去毛刺清洗终检5、加工设备及刀具、量具的选择由于生产类型为大批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。51选择机床，根据不同的工序选择机床1）铣床选用立式铣床，型号为X51根据零件加工精度及其各个方面的要求，我们对零件外表面的加工应选择立式铣床，型号为X51，附带工艺装备高速钢套式面铣刀，游标卡尺，以及专用夹具。2）钻床选用立式钻床，型号为Z55052选择刀具选用硬质合金铣刀，硬质合金钻头，硬质合金扩孔钻、硬质合金铰刀,具体见工序卡。6、切削用量的选择及计算及主要加工工序选用Z525立式钻床钻头选用直柄麻花钻,钻头直70MM,D74MM,134MM,LL143MMD1）背吃刀量的确定查机械制造技术基础课程设计指南由表552取螺距为10MM的普通细牙螺纹，攻螺纹前钻孔用麻花钻直径为70MM所以背吃刀量取70MMPA型号技术参数Z550最大钻孔直径/MM50主轴端面至工作台面距离H/MM0800从工作台T形槽中心到导轨距离B/MM350主轴轴线至导轨面距离A/MM350主轴行程/MM300主轴莫氏圆锥5主轴转速范围（见表49）/（R/MM）321400进给量范围（见表410）/（MM/R）012264主轴最大扭矩/（NM）7848主轴最大进给力/N24525工作台行程/MM325工作台尺寸/MMMM500600从工作台T形槽中心到凸肩距离C/MM320主电机功率/KW752）进给量的确定查机械制造技术基础课程设计指南由表5133，选取该工步的每转进给量016MM/RF3）切削速度的计算查机械制造技术基础课程设计指南由表5133，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度可取20M/MIN。由公式可求的该工序的钻头转速为10/VD9099R/MIN，参照机械制造技术基础课程设计指南由表565所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速960R/MIN。再将此转速带入公式，可求出该工10/NVD序的实际钻削速度960R/MIN7MM211M/MIN/1VD61粗铣根据刀具，选择适当的进给量，粗铣毛坯各端面至长保持在1112611340MM范围内，宽和高均在61286320MM范围内，作为毛坯整体表面得粗铣过程62半精铣粗加工的基础上，进行半精加工。半精铣长方体毛坯，至尺寸长在1105211084MM范围内,宽和高均在60326079MM范围内，作为半精加工后零件尺寸。63钻孔在夹紧和定位装置的固定下进行钻孔工作，选择立式钻床，硬质合金麻花钻，游标卡尺，专用夹具，并选用合适的钻套，以下端面为基准钻孔径分别为直径为20MM,34MM,44MM以左端面基准钻直径为14MM的孔。64扩孔扩直径为20MM的孔到22MM，直径为34MM的到36MM，直径为36MM到46MM，直径为14MM的到16MM。65精铣精加工是为了更大程度的提高零件的加工精度，使各个表面的尺寸偏差在要求的公差范围内。具体尺寸如零件图上标注的所示。66铰孔铰孔是为了使孔的大小和精度在要求的公差范围内，以达到更高的精度，使零件更加标准。67其他处理其他处理包括热处理，磨削处理，去毛刺以及清洗在内的其他工序，具体在工艺过程卡片中会详细体现。7、基本时间的确定工时定额的计算工时定额是指完成零件加工的就一个工序的时间定额其中是指但见时间定额是指基本时间（机动时间），通过计算求得是指辅助时间，一般取（1520）；与和称为作业时间是指布置工作时间，一般按作业时间的（27）估算是指休息及生理需要时间，一般按作业时间（24）估算是准备与终结时间，大量生产时，准备与终结时间忽略不计N是指一批零件的个数具体计算略，详见工序卡。71基本时间的计算1）钻孔工步根据机械制造技术基础课程设计指南由表226，钻孔的基本时间可由公式求得。式中12JLLTFNF60MM，14，取2MM，L2LL520；960R/MIN1COTRDK7COT41；016MM/R。将上述结果带入公式，则该工序的基本时间F021MIN126S952/IJLTFN72辅助时间的确定辅助时间与基本时间之间的关系为（01502），取02FTJTFTJTFT，则各工序的辅助时间分别为钻孔工步的辅助时间JT021266S252SF8、夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。针对该零件的特点设计专用的夹具，下图为其中一个加工直径为16MM的孔时的专用夹具的三视图。81、设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对16MM孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT7，表面粗糙度RA16，钻、粗铰、精铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。82、定位分析（1）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。在这道工序中以下表面为定位基准和工序基准，两者重合，可以更大程度减小加工过程中产生的误差。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合B0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。83、夹具操作说明在使用该夹具时，要使工件水平放置，用螺栓加紧固定，在上端距左端40MM处为即将加工的直径为16MM的孔的中心。夹具装配图如下图所示9、导向原件设计加工直径为D6MM的通孔选用立式钻床，钻床夹具的刀具导向元件为钻套。钻套的作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置，并在加工中对钻头等孔加工刀具进行引导，防止刀具在加工中发生偏移。由于加工工序为先钻16MM孔，之后用铰刀精加工。所以选用快换钻套和钻套用衬套。相关计算如下1）钻套高度H钻套高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具刚度、工件表面形状等因素有关。钻套高度H越大，刀具的导向性越好，但刀具与钻套的摩擦越大，一般取H125D，所以H1516MM24MM。2）排屑间隙H钻套底部与工件间的距离H称为排屑间隙。H值太小，切屑难以自由排出，使加工表面损坏；H值太大时，会降低钻套对钻头的导向作用。加工铸铁时，H0307D，所以H0516MM8MM。精铰工步TDJ精铰36S54S248S4388S因此，此工序的单件时间TDJTDJ钻TDJ粗铰TDJ精铰3413S5120S4388S12921S。将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。10、设计的感想与体会通过了为期三周的机械制造技术基础课程设计，回首近20天的设计过程，感慨颇多。课程设计作为机械制造基础课程的重要环节，使理论与