阀体零件机械加工工艺规程及关键工序夹具设计(机械工艺学课程设(2)

2019-04-23 19:11

零件的生产类型为中批或大批生产,故采用砂型铸件,效率高,同时保证了毛坯尺寸,便于加工。

(二)确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差

根据《金属加工工艺及工装设计》第 6 页的表格内容,确定零件的公差等级 CT 为 13 级,加工余量等级 MA 为H 级。根据表 1-9,根据零件尺寸和精度等级,确定铸件毛坯的单边和双边毛坯加工余量。 根据各加工表面的加工余量和零件尺寸,确定毛坯的尺寸。对于毛坯尺寸直径小于 30mm 的孔,在毛坯上应为实心。

根据《金属加工工艺及工装设计》第 6 页表 1-9,查得零件两端和孔为双边加工余量,而外圆上的两个凸台的高度均为单边加工余量。根据零件尺寸,双边加工余量中,确定孔的每边加工余量为 4.5mm,两端面每边加工余量为 7mm,单边加工余量中,确定大小凸台高度方向 的加工余量分别为 6.5mm 和 4.5mm。零件其余部分无需加工,故无加工余量。

四、工艺规程设计

(一)技术要求分析

尺寸精度:阀体的尺寸精度中Φ44,Φ35的精度为IT9。尺寸Φ36和Φ25的公差公差为f,9级。尺寸Φ14的公差是H11。.

位置精度:指零件的各表面之间相互位置精度。Φ30和Φ14的同轴度应达到设计要求。四个螺纹孔对Φ30的轴线的位置度也应达到设计要求。

表面粗糙度:零件的各表面的粗糙度应达到设计要求的粗糙度Ra值。 热处理性能:作用零件的使用要求,其材料性能是很重要,对加工切削也有很大影响。

(二)零件的加工工艺性分析

此零件是阀体,主要加工面是外面、内孔、端面、阶台孔、内螺纹和沟槽等,而且加工的内表面比外表面多,就带来了许多困难:

a) 孔加工是在零件的内部进行,切削情况不易直接用眼睛来观察; b) 切屑不易排出,冷却液难以注入切削区域; c) 当加工时,壁厚比较薄,加工时容易产生变形; d) 内孔的测量要比外圆难,尤其是小孔。 就阀体零件来说:

a) 该工件是以左端面和轴线为基准,根据基面先行的原则,第一道工序应以右

端面定位加工左端面及内孔。

b) 因阀体零件的壁厚较薄,在各道工序夹持工件时应注意防止变形。

c) 该工件内孔Φ30和Φ14H11有同轴度要求,所以在加工时Φ30、Φ14H11应

在一次装夹内完成加工。

d) 该工件螺纹孔4×M6深12对Φ30的轴线有位置度要求,所以在加工4×M6

深12螺纹孔时,应设计专用钻模,才能保证位置度的要求。

(三)选择基面

基面选择是工艺规程中的重要工作之一。基面选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大量报废,使生产无法正常进行。

粗基准的选择:按有关基准的选择原则,即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面作粗基准;若零件有若干不加工表面时,则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零件的外圆Φ30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,选择以圆柱体的Φ20孔为精基准。

(四)安排加工工艺路线

在拟定工艺路线时,工序集中或分散的程度,主要取决于生产规模、零件的结构特点和技术要求,有时,还要考虑各工序生产节拍的一致性。一般情况下,单件小批生产时,只能工序集中,在一台普通机床上加工出尽量多的表面;大批大量生产时,既可以采用多刀、多轴等高效、自动机床,将工序集中,也可以将工序分散后组织流水生产。批量生产应尽可能采用效率较高的半自动机床,使工序适当集中,从而有效地提高生产率。

阀体零件的加工工艺路线安排如下: (1)铸造毛坯 (2)时效处理

(3)车左端面,粗、半精、精镗孔Φ30、Φ14、Φ8; (4)调头,车右端面

(5)车上端面,镗孔Φ4,车以Φ35为外端圆和Φ25为内端圆的环形槽;车4个M6深12螺纹孔。

(6)左端面和下端面钻4×M6深12螺纹孔 (7)铣凸台 (8)检查 (9)包装入库

(五)确定工序内容

1.加工机床的确定

根据零件的尺寸和加工精度的要求,确定车床加工采用车床 C620-1。 2.加工刀具和夹具的确定

零件材料为 HT300,故选用刀具材料为 YG6 刀具。 工步一 YG6 90°端面车刀。 工步二 YG6 镗刀。 工步三 YG6 镗刀。

3.确定切削用量

“阀体”零件材料为Q235,生产类型为大批量生产,采用铸造方法铸造毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:

查《机械制造工艺设计手册》(以下简称《工艺手册》)表1-52

工序 工序内容

工序Ⅰ:粗铣最外端上下两端面。 工序Ⅱ:钻、粗铰Φ30的孔。 工序Ⅲ:

工序Ⅳ:钻Φ14的孔。 工序Ⅴ:粗车φ41外圆面。 工序Ⅵ:粗车、半精车φ50外圆下端面。工序Ⅶ:粗车、半精车φ50外圆。 工序Ⅷ:粗车φ53外圆下端面。 工序Ⅸ:粗车φ53外圆上端面。 工序Ⅹ:粗车φ53外圆。 工序Ⅺ:钻、粗铰、精铰φ28.5的孔。 工序Ⅻ:锪钻鍃平φ28.5孔内端面 工序XIII:钻4-φ14孔。 工序XIV:粗车M36外螺纹。 工序XV:车倒角。

单边余量 1mm 7.5mm 10mm 2mm 1mm 2mm 1mm 1mm 0.5mm 4.25mm 1mm 7mm 1mm C1.5 工序尺寸 表面粗糙度 63?0.290?0.390mm Ra12.5um ?30?0.1600mm Ra12.5um Φ20mm Ra25um Φ41mm Ra25um

440?0.390mm

Ra12.5um φ50 Ra25um 390?0.480mm Ra25um 380?0.480mm Ra25um φ53 Ra25um φ28.5 Ra12.5um 5 Ra12.5um φ14 Ra25um M36

Ra25um

阀盖的铸造毛坯尺寸如图;

表1 加工余量计算表

工序

加工尺寸及公差

铸件毛坯 (孔Φ20mm 两端面

0.29048??0.390mm)

粗铣二端面

加工前尺

寸 加工后尺寸

最大 最小 最大 最小

51.3 50 1 +0.7 -0.3

最大 最小

51.3 50 48.29 47.61

2.3 0.71 -0.22/2

加工余量(单边) 加工公差(单边)

5.确定切削用量及基本时工 工序Ⅰ:粗铣左右两水平端面。

(1)切削速度 刀具耐用度t?60min ap=10mm

Vp?Cv?d0?qvt?ap?fmxvyv?ae?Zuvpvkv

查《工艺手册》表1-152得取f=0.2 d0=20mm 查《工艺手册》表4.2-8得kv=0.96

查《工艺手册》表2-13得到系数Cv=26 x=0.1 y=0.4 Z=3 m=0.2

qv=0.25

可得:V ?pv=0.1 u=0.15 ae=1 ap=4 d0=20mm

26?20?0.25?0.96

60?40.20.1?0.20.4?10.15?30.1 ?81.7(mmin) (1.36ms) (2)确定机床主轴转速


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