毕业设计（论文）-阀体零件工艺规则及车夹具设计.docx

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1、1绪论1.1 课题背景随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，己突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具

2、等)在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。1.2 夹具的发展史夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置,发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床一工件一工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产

3、的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，己有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。1.3 机床夹具的作用(1)保证加工精度用机床夹具装夹工件，能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系，可以保证加工精度。(2)提高生产效率机床夹具能快速地将工件定位和夹紧，可以减少辅助时间，提局生产效率。(3)减轻劳动强度机床夹具采

4、用机械、气动、液动夹紧装置，可以减轻工人的劳动强度。(4)扩大机床的工艺范围利用机床夹具，能扩大机床的加工范围，例如，在车床或钻床上使用键模可以代替镇床镇孔，使车床、钻床具有镶床的功能。1.4 机床夹具的分类1 .按夹具的应用范围分类(1)通用夹具通用夹具是指结构已经标准化，且有较大适用范围的夹具，例如,车床用的三爪卡盘和四爪卡盘，铳床用的平口钳及分度头等。(2)专用机床夹具专用机床夹具是针对某一工件的某道工序专门设计制造的夹具。专用机床夹具适于在产品相对稳定、产量较大的场合应用。(3)组合夹具组合夹具是用一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的夹具O组合或具结构灵活多变，设计和组装周期短，夹

5、具零部件能长期重复使用，适于在多品种单件小批生产或新产品试制等场合应用。(4)成组夹具成组夹具是在采用成组加工时，为每个零件组设计制造的夹具，当改换加工同组内另一种零件时，只需调整或更换夹具上的个别元件，即可进行加工。成组夹具适于在多品种、中小批生产中应用。(5)随行夹具它是一种在自动线上使用的移动式夹具，在工件进入自动线加工之前，先将工件装在夹具中，然后夹具连同被加工工件一起沿着自动线依次从一个工位移到下一个工位，直到工件在退出自动线加工时，才将工件从夹具中卸下。随行夹具是一种始终随工件一起沿着自动线移动的夹具。2 .按使用机床类型分类机床类型不同，夹具结构各异，由此可将夹具分为车床夹具、钻

6、床夹具、铳床夹具、镣床夹具、磨床夹具和组合机床夹具等类型。3 按夹具动力源分类按夹具3向夹紧动力源，可将夹具分为手动夹紧夹具、气动夹紧夹具、液压夹紧夹具、气液联动夹紧夹具、电磁夹具、真空夹具等。专用机床夹具的组成夹具一般由下列元件或装置组成：（1）定位元件定位元件是用来确定工件正确位置的元件。被加工工件的定位基面与夹具定位元件直接接触或相配合。（2）夹紧装置夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确定位位置的装置。（3）对刀元件、导向元件对刀元件、导向元件是指夹具中用于确定（或引导）刀具相对于夹具定位元件具有正确位置关系的元件，例如钻套、链套、对刀块等。（4）连接元件夹具连接元件是指用于确定夹

7、具在机床上具有正确位置并与之连接的元件，例如安装在铳床夹具底面上的定位键等。（5）其它元件及装置根据加工要求，有些夹具尚需设置分度转位装置、靠模装置、工件抬起装置和辅助支承等装置。（6）夹具体夹具体是用于连接夹具元件和有关装置使之成为一个整体的基础件，夹具通过夹W体与机床连接。定位元件、夹紧装置和夹具体是夹具的基本组成部分，其它部分可根据需要设置。2阀体的加工工艺规程设计2.1 零件的分析1 .1.1零件的作用题目所给的零件是阀体，用来控制流体的方向、流量和压力，使配管内的流体介质流动或停止。因此，该零件在阀体中要求有良好的密封性，结合面要有比较高的表面质量，孔系加工也要求有比较高位置精度和形

8、状精度。2 .12零件的工艺分析零件的材料为HT200,灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。以下是阀体需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：（1）中心圆孔中24r2,*IW/AB百W（4）外圆面。44,039，图1零件图。42，。39,勿%，四%，姆0心;由上面分析可知，可以先粗加工上、下表面及前后表面，然后加工中心孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此阀体零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2.2确定生产类型己知此阀体零件的生产类

9、型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当以集中为主；加工设备以通用设备为主，较多采用专用工装。2.3确定毛坯2.3.1确定毛坯种类零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为中批生产，故选择金属型铸造毛坯。2.3.2确定铸件加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册125页表1-4-7,选用各个加工面的铸件机械加工余量均为2mm。2.3.3绘制铸件零件图图2零件毛坯图2.4工艺规程设计2.4.1粗基准的选择原则粗基准的选择选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并

10、特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则：D选择重要表面为粗基准为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面，如床身的导轨面，车床主轴箱的主轴孔，都是各自的重要表面。2）选择不加工表面为粗基准为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。如果工件上有多个不加工面，则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准，以便保证精度要求，使外形对称等。3）选择加工余量最小的表面为粗基准在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，

11、以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。4）选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准以便工件定位可靠、夹紧方便。5）粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。精基准的选择D基准重合原则即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。2）基准统一原则应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。这样做可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计、制造工作量和成本，缩短生产准备周期；由于减少了基准转换，便于保证各加工表面的相互位置地度。例如加工

12、轴类零件时，采用两中心孔定位加工各外圆表面，就符合基准统一原则。箱体零件采用一面两孔定位，齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮的内孔及一端面为定位基准，均属于基准统一原则。3）自为基准原则某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。如磨削车床导轨面，用可调支承支承床身零件，在导轨磨床上,用百分表找正导轨面相对机床运动方向的正确位置，然后加工导轨面以保证其余量均匀，满足对导轨面的质量要求。还有浮动镇刀镇孔、布磨孔、拉孔、无心磨外圆等也都是自为基准的实例。4）互为基准原则当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工

13、，以保证位置精度要求。例如要保证精密齿轮的齿圈跳动精度，在齿面淬硬后，先以齿面定位磨内孔，再以内孔定位磨齿面，从而保证位置精度。再如车床主轴的前锥孔与主轴支承轴颈间有严格的同轴度要求，加工时就是先以轴颈外圆为定位基准加工锥孔，再以锥孔为定位基准加工外圆，如此反复多次，最终达到加工要求。这都是互为基准的典型实例。5）便于装夹原则所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。2.4.2选择定位基准粗基准的选择以零件的下表面为主要的定位粗基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的中心孔为主要的定位精基准，以下表面为辅助的定位精

14、基准。2.4.3制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：表2.1工艺路线方案一工序号工序内容工序一铸造成型工序二时效处理工序三以下表面为基准，粗铳上表面工序四以上表面为基准粗铳下表面工序五钻孔中24,18,7工序六钻孔20,钻孔4.5工序七粗车右端面，端面A,44工序八粗铳端面B工序九粗车MM端面及端面C工序十半精铳上表面工序十一半精铳下表面工序十二粗较孔及半精

15、锐624,18,7工序十三粗钱孔及半精钱小20工序十四半精车、精车端面A,右端面中44、42、40、38、35、18工序十五半精铳B端面工序十六半精车左端面，端面C工序十七钻孔中12、13中18;较孔中12、013、18工序十八钻锥孔工序十九钻中2工序二十钻10工序二一钻13工序二二4,4工序二三钻2.5工序二四检验、清洗表2.2工艺路线方案二工序号工序内容工序一铸造成型工序二时效处理工序三以下表面为基准，粗铳上表面工序四以上表面为基准粗铳下表面工序五钻孑124,18,7工序六钻孔20,钻孔4.5工序七粗车右端面，端面A,44工序八粗铳两斜面工序九粗车M14外圆及端面及端面C工序十半精铳上表面工序H半精铳下表面工序十