1、湖南大学衡阳分校0湖南大学衡阳分校课程（毕业）设计全套 CAD 图纸，联系 153893706题目 Z3050 摇臂钻床预选阀体机械加工工艺规程及镗孔工装夹具设计专业 机制 班级 二三级四班学生姓名 指导教师 2006 年 5 月 22 日湖南大学衡阳分校1目录1. 前言部分2. 机械制造工艺设计任务书3. 参考文献4. 零件分析5. 确定毛坯6. 拟定工艺路线7. 铣平面工艺计算8. 镗孔的计算9. 钻孔的计算10.磨削加工计算11.镗孔专用夹具设计12.毕业设计的总结湖南大学衡阳分校2前言部分机械制造工艺毕业设计是完成大学全部课程，并进行了毕业实习的基础上进行的一个重要的教学环节。这次设计
2、要求我们能综合运用所学的基本理论并结合生产实际中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（预选阀体）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册，图表等技术资料及编写技术文件的一次实践机会，为今后从事的工作打下良好的基础。湖南大学衡阳分校3机械制造的工艺设计任务书1. 设计的题目：设计预选阀体的机械加工工艺规程及镗孔工装夹具设计2. 原始资料：1) 生产纲领：10 万件年2) 生产类型：中批量产量3) 车间工作制：两班制3. 设计内容1) 零件毛坯合图 1 张2) 机械加工工艺过程卡 1 套3
3、) 机械加工工序卡 1 套4) 专用夹具体 1 副5) 设计说明书 1 份湖南大学衡阳分校4参考文献文献（1）：机械制造工艺设计简明手册哈尔滨工业大学 李益民主编文献（2）：切削用量简明手册 （第三版）艾兴、肖诗纲主编文献（3）：机械加工技术手册北京出版社出版文献（4）：金属切削机床夹具设计手册 （第二版）机械工程出版社 浦林祥主编文献（5）：机床夹具设计手册上海科技出版社 王兴斗 王春福主编文献（6）：机械机械类专业毕业设计指导书华中理工大学出版社 周甬明主编文献（7）：机床夹具设计华中理工大学出版社 宋殷主一零件的分析1. 预选阀体是一种液压元件，它五个表面均需要铣削加工，孔 40H7 的
4、加工精度，及各油路孔系的位置精度要求高，此外还需要加工一系列的螺纹孔。2. 参考文献(3)中有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度，各个孔位置精度，尺寸精度均可达到。二确定毛坯、画毛坯零件合图根据零件材料确定毛坯为铸件，由任务书知生产批量为中批，所以毛坯的铸件方法采用砂型机器造型。又由内孔 2-40 均需要铸出 33 孔，故还应安放型芯。此外，为了消除残余应力，铸件应安排人工时效。参考文献（1）表 2.2-3 该种铸件的尺寸公差等经(T 为 810 级)加工余量等级 MA 为 G。故取 CT 为 9 级，MA 为 G 级加工。参考文献(1)表 2.2-4，用查表法确定各表面的总余量如下
5、表：加工表面 基本尺寸 加工余量等 加工余量 说明湖南大学衡阳分校5级低平面 91164 G 3 单侧面加工左侧面 9184 G 4 双侧加工右侧面 9184 G 4 双侧加工前平面 84164 G 2.5 双侧加工后平面 84164 G 2.5 双侧加工2-40 孔 40 H 3.5 双侧加工主要毛坯尺寸：主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 G底平面 84 4 88 3左右侧平面 164 44 172 4前后平面 91 2.52.5 96 242-40 孔 40 3.53.5 33 3三拟定工艺规程根据各表面的加工要求和各种加工原则和：“先面后孔，基准统一”以及各种加工方法所能能达
6、到的经济精度确定各表面加工的方法和顺序。要加工的表面均采用铣平面的方法，大于 30 的孔选用镗孔，而直径小于 30的孔选用钻孔，扩孔等加工。初步拟定加工工艺路线如下：工序号 工序内容铸件时效湖南大学衡阳分校6涂底漆钳工划线10 铣 1314 端以 164（9133）16478 底面为基准20 铣 8491 左右侧面30 铣 16484 前后两侧面40 铣 164（9113）1647850 车 2-40 孔60 车 2- 64 孔70 车 2-42.580 钻孔 4-5.890 钻 2-7 两孔，扩成 11，钻 8 孔100 钻 4-M4-6H 深 8110 钻 6-38 ，4-6，5-4M1.
7、56-H（孔径为 12.5）120 钻 2-4.2 及 6 孔130 钻 11-6，8，14.5，2-6.1，12.5，1238攻丝 M1615-6H 攻丝 11M141.5-6H140 攻螺纹各孔150 磨 2-40 孔160 检验170 入库以上工序过程看出基准变化，由于多次更换基准，增大了误差，而车 2-40 时湖南大学衡阳分校7两孔的位置要求难以保证。平面加工时没排在 铣槽前，也不妥。修改后的工艺路线如下：序号 工序内容铸造时效涂底漆钳工划线10 粗铣 91 下平面20 以 91 下平面为基准30 铣 164 左右保证 164 至要求40 铣底平面 1649150 以 16478 底面
8、为基准铣 1314 端60 精镗，半精镗 2-40H7 为 39.5，2-6270 粗镗，半精镗槽 1.7H42.6 成，保证 12.580 钻俯视图上 4-5.8 （见 C-C 视图）0.15钻 2-7 两孔，扩 11 成（B-B）钻 8 钻 4-M4-6H深 8，回转 9090 钻 6-3.8 0.15孔（左视图）钻 4-65-M141.5H6H 和孔 6 深 96，回转 90100 钻 2-4.2 及 6 孔（俯视图） ，回转 90110 钻 6-3.8 0.15，5.8 0.15深 6，回转 90120 钻主视图上各孔湖南大学衡阳分校8130 攻各孔螺纹140 平面 J,K 各螺纹空按
9、图示位置打上 7 号字头，深 0.3150 内磨：磨 40H 成，保证 1010.005，0.005，0.05160 检验170 入库由于生产类型加工中批量生产，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式为以通用及机床加工夹具为主。四机加工计算铣平面:考虑到工件的定位夹紧方案以及参考文献(1)表 4.2-35 及夹具结构设计问题,采用立铣.选择 X52K 立式铣床,选择直径为 160mm 的参考文献(2)表3.1 端铣刀.选择 YG6 硬质合金刀片.1.粗铣 91 下平面,91 上平面由于刀具与铣床已确定,故选择切削用量 确定 ap 由于加工余量为 4mm,故可一次走刀完成得 ap
10、=h=4mm 确定每齿进给量 fz 由文献(2)表 3.7查得 fz=0.140.24mm/z取 fz=0.18mm/z 确定铣刀具寿命,根据文献(2)表 3.7 查得T=180min 由于 do=160mm z=14 查文献(2)表 3-16 得:Ut=77m/min n=154r/min uft=337mm/min由于各个修正系数查参考文献(2)表 3.9Kmu=kmn=kmu=1.0Ksu=ksm=ksvf=1.0故 uc=utkc=771.0=77m/minN=1541.01.0=154r/minUf=uftkut=3371.01.0=337mm/min经查文献(1)表 4.2-36
11、得:Nc=150r/min ufc=375mm/min故可得 uc= 检验:故 pcc=5.6kw 有文献(2)表 3.23 查的由 do=160mm z=14 uf=375mm/min故 pa=5.6kw经查文献(1)表 4.2-35 机床功率为 75kw湖南大学衡阳分校9则 7.50.85=6.375kw5.6kw故机床功率足够. 工时计算 tm=L/uf式中 L=l+y+由于 l=96 根据文献(2)表 3.26 对称安装铣刀 y+s=23mmTm=t 总=2tm=0.322=0.64min2.粗铣半精铣左右两侧面: 由于铣床,铣刀可不变,铣削深度 ap=h-1=2.5-1=1.5mm由
12、 fz=0.140.24mm/z 可取Fz=0.18mm/z 确定粗铣时的 uc 以及 uf经查文献(2)表 3.16 可知Uc=98m/min ufc=429mm/min n=195r/min(参考文献 2 表 3.7) 由文献(1)4.2-36 查 故实际值 3.146095.min0DcdnU75.8zcVff zZ 由于本工序加工功率小于前道工序功率所以机床的功率足够.故采用 ap=1.5mm, n=190r/minUfc=475mm/minUc=95.5m/minFzc=0.18mm/z 进行加工 计算基本工时式中 L=l+y+由于 l=96 根据文献(2)表 3.26 对称安装铣刀
13、 y+s=23mmTm=t 总 =2tm=0.392=0.78mm 确定半精铣的铣削深度由文献(1)表 2.3-21 查得 ap=1mm根据所选铣床以及刀具可取 fz=0.18mm/z确定铣刀寿命 T=180min 查文献(2) 表 3.7 可得切削速度 uc,uf 由文献(2) 表 3.16 可知Vc=98m/min n=195r/min vft=429mm/min各系数不变均为 1.0故 uc=98m/min n=195r/min uf=429mm/min经查文献(1) 表 4.2-36 的湖南大学衡阳分校10得 nc=235r/min ufc=475mm/min由上可得其实际值为 314
14、6025180minDcdV7.25fcZCznz由于机床功率明显足够故可采用: 1pdm235inr475infcV 计算基本时间mfLt 由于 L+Y+ 由文献(1)4.2-36 查得Y+ =23mm故 164230.9min75mfytV=20.39.8inT3.粗铣底平面: 所选刀具和铣床不变,确定其铣削深度a p=3mm 由于加工余量小,所以可以一次走刀完成. 初步选定每齿进给量 fz=0.18mm/z 由文献(2)表 3.7 可得铣刀寿命T=180min 由文献(2)表 3.16 查得 uc 及 uf切削速度 vc=86m/min 每分钟进给量 uft=378mm/minN=175
15、r/min各修正系数不变均为 1.0查文献(1)4.2-36 得Nc=190r/min vft=475mm/min3146095.01minDcdnV由于所需功率比最大所需功率小所以铣床的功率是足够的 计算基本工时其中 L=L+Y+mfLtV湖南大学衡阳分校11查文献(2)3.26 得 Y+ =23mm故 1870.39min45mt4. 铣槽 1314选用铣床为 X52K,铣刀为 YG6 硬质合金刀片铣刀的直径为 do=80mm z=10由于切削用量为 13 较大,则分为 4 次走刀加工Fz 取 0.18mm/z根据文献(2)表 2.36 得刀具寿命 T=180min由文献(2)表 2.27
16、 得:uvovmxyufpzecdqkTam=0.35 xv=0.15 yv=0.32 fv=0.2 cv=245 0.350.150.320.224881min.184vvDcxyuFmpzeVktf 又由 可得10cdn375irn又 .8fczv查文献(1)42-37 得 750minfcv由上可得实际值 .231fZCcVzz经校核机床功率足够计算基本工时 mfLtV其中 L=l+y+ =4mm故 1640.2min75mft89iTt湖南大学衡阳分校12镗孔:精镗，半精镗 2-40H7 为 39.5，2-62 及 1.7H42.6 考虑到工件定位方案采用卧式镗床 T681TA20m
17、型削头,功率选为 2.0kw,选择专用夹具,游标卡尺.1. 粗镗 2-40 孔由文献(1)表 2-3-10 查得粗镗后孔的直径为 8 精镗后为39.52.粗镗余量为: 382.5m查文献(1)biao 2.4-180 取 v=0.4m/s=24m/min取进给量 f=0.2mm/r 014197/in3.vnrd查文献(3)表 2.4-21 的:9.86nfzyfznfzfpfzfcauk查文献(3)表 2.4-21 可得取 cfz=180 xfz=1 YFZ=0.75 Nfz=0 kFz=1则 410.75.1082.41320ZF又 Pm=FzV=13200.410-3=0.528kw参考
18、文献(3)取机床效率为 0.85 则P=0.852.0=1.7KW由于 0.528钻孔考虑工件的定位夹紧方案,孔位置以及夹具结构设计问题,选用摇臂钻床Z3050,选用硬质合金锥柄麻花钻,锥柄扩孔复合钻,专用夹具.快换钻套,游标卡尺及塞规1.钻 4-5.8 孔0.15经查文献(1)表 3.1-6 得d=5.8 L=138 h=57由于 5.8 孔能一次加工完成 ,则钻削余量为:0.15Z 钻=5.8/2=2.9mm即 2.9pam取硬质合金 YG8 钻头:f=0.220.28按机床实际取 f=0.25mm/r湖南大学衡阳分校14经查文献(3)表 10-3 取修正系数 0.75zfK故 0.257
19、.1/zfkmF(文献(3)表 10-3)_16mvvycdVTf其中 34.2C0.8vZ.3vy0.85vpk240T.5VK450.8 ./min61v则 1/24.53.83.5/minnr查文献1表 4.2-12 取 n=1000r/min则实际切削速度 .1018.2/iv机动时间 12jnLtF18.5342dLtg63.40.6min0*jt2、钻 2-7 两孔、扩 11、钻 81、按已选的机床和刀具查文献（1）表 3.1-6 得D=7mm L=150mm N=69mmD=8mm L=156mm N=75mm切深 3.52pm仍用硬质合金 YG8 钻头，查文献3得取 f=0.2
20、8mm/r查文献3表 10-3 得160zvrmycdkTf0.250.8751.4850.12/min湖南大学衡阳分校151012.85.3/min347vnr经校验 0.8919.6784FN机床功率够大查文献1表 4.2-12 按机床实际取 n=630r/min则实际切削速度 3.472./in10vm扩孔 11查表 10-22 f=0.8mm/r查表 10-23 刀具寿命 t=1800min查表 10-24 修正系数 18.vc0.2vz.1vx0.4vy.125m1/6v vvz xymov pvkdTaf0.20.875.1510.485.74.3/in61/3/2/invdr参考
21、文献1表 4.2-12 按机床实际取 n=500则实际切削速度 n3.1411500/100017.27m/min17.Cv0.45vZ.vY0.2M4pa28f按机床实际取 ./mr0.450.82.3380.52.3min6061vDXYmPCdZ rVKTAF 128.31.5in4rn查文献1 表 4.2-12,按机床实际取 0minr则实际切削速度 803.425.1V3.钻 4-M4-6H 深 8 孔查文献1 表 3.1-6 取钻头直径 .od湖南大学衡阳分校16则 3.216opdam0.8.750.2f r查文献3 表 10-3 得: .vC.15vZ0.4vY.2M4T3VX
22、0.45-m0.82.2=80.516min6061ZvopcdVaxy18./314.minrn查文献1 表 4.2-12 按机床实际取 60inr则实际切削速度 3.2601.V其中 12jnLtf18().5DLtg2805.60.4min1jlt4.钻 孔0.5638查文献3 表 f=0.21mm/r 3.8192pa1276min3.48rn查文献1 表 4.2-12 按机床实际取 60minr则实际切削速度 3.810419.V机动时间 12.60.52injnLtf钻 4- 6 孔查文献3 f=0.21mm/r4235P湖南大学衡阳分校17钻削量为 故63mz3paU=0.183
23、60.4560=24.6m/minN=100024.6/3.146=1305.7r/min查文献:1表 2.4-12 取 n=1000r/minN 实 =10003.146/1000 18./min机动时间: 1()5272DLtg1296.0.4in1jntf钻 5-12 孔:查文献1表 2.18 取 f=0.16mm/r有钻削余量 可知12.56m6.25pamV=0.18312.50.4560 34.2m/minN= 034.871/in.125r查文献1表 2.4-12 按机床实际取N=630r/min则实际切削速度 u=3.1412.5630/1000=24.7m/min机动时间:
24、12.518().52Ltgm钻盲孔 20故 1265.0.1in3jnLtf钻 2- 4.2 孔查文献2表 2.18 取 f=0.08由钻削余量 可知 4.21m2.1pamU=0.1834.20.4560=20.9m/min则 10.9584.7/in3.42nr湖南大学衡阳分校18取文献1表 2.4-12 按机床实际取 n=1000r/min3.142013.2/minu机动时间: 1.8().5762Ltg68.70.minjt钻削余量可知 63pazU=0.18360.4560=24.6m/min则1024.105.7/in36nr查文献1表 204-12 按机床实际取 n=1000
25、r/min理则实际切削速度 N 实 =10003.146/1000 18./min机动时间: 123.0.2i1jnLtf钻盲孔取 14.5 孔查文献3表 10-7 取 f=0.21mm/r由钻削余量 14.5/2=7.25mm 可知 7.25pamV=0.18314.50.4560=36.6r/min则 N 实 =100036.6/3.1414.5=803r/min由文献1表 2.4-12 按机床实际取 n=630r/min则实际切削速度 v=3.1414.5630/1000=28.7m/min机动时间: 124509.4min.63jnLtf攻各螺纹孔M4 查文献1表 17-40 可知 p
26、=0.5T=30 m=0.6 y=0.9 x=1.2 6.2vC又 =4od故 0.912.654733xvomycmVste湖南大学衡阳分校19则 60107.933.2.14minv rnd查文献1表 4.2-12 按机床实际取 n=630r/min则实际切削速度 v= .in磨削: 磨内孔 2-40 考虑空 40 的位置精度以及相对两侧平面的垂直度要求，故采用内圆磨床 MZ11OA 选取砂轮宽度 20磨削余量 h=查文献（3）表 14-129 得工件回转时的圆周速度 u 为 1530 可取 u=20minmin纵进给量 (0.58).6201b mf r6.7mtsf程12593.40i
27、nvrnd校核功率由表 14-123 查得 均为 1.012k功率足够0.712.98.8wBfspvw基本时间: .5pam(需双行程个数)37.ptsf双行程个数/分钟1291.80BnlinT五.夹具设计本次设计的夹具诶第 60 道工序-镗 2-40H7,2-62.该夹具适用于 ITA20 镗床.1.确定设计方案这道工序所加工的孔均在前后平面上,且与前后平面垂直.按照基准重合原则,必须在前后表面和低平面加工后,以底平面定位而且底平面较大用其定位较可靠,容易实现,工件以底平面在夹具上定位,限制了三个自由度,其余三个自由度也必须限制.可镗模底座装上三个圆形销钉,此外在零件上表面加两块压板和连
28、杆间用螺母拧紧,这样就限制螺纹工件六个自由度,这种方案定位可靠,夹紧也比较方便.本道工序的夹具因不需要回转,采用气动或液动夹紧,造价比较高,而产品为中批生产,选用手动夹紧,使夹具简单,操作方便.湖南大学衡阳分校202.完全精度分析3. 2-40H 孔及 2-62 孔是在一次装夹下完成加工的,它们之间的位置精度由镗模精度保证.由于 2-40 两孔中心距为 ,与其有关夹具尺寸公差参_560.考文献5表 1-10-6,取工件公差的 ,即夹具两镗套的中心距尺寸公差为140.125m参考文献6表 1-10-6,取衬套与夹具体模板的配合为 H7/h6衬套与镗套的配合为 H7/h6刀具与镗套入孔的配合为 F
29、8/h64. 镗模零件的选择: 由前面求得镗孔式镗套随镗杆一起转动,而且线速度超过 20m/min.根据文献(7)P108 可知,镗套必须选择回转式镗套中的滑动式镗套. 镗套在镗模中的布置方式:由于加工孔 40 的长度 L=91,而孔径 D=40,所以 的长孔,具孔912.3540LD间距公差为 要求比较高,查文献(7)表 5-1 得镗套的布置方式为双面前0.5m后导向,导向方式如下图:3.镗套支架的结构和设计镗模支架与模底座分成两体,这样分体有利于铸造,时效处理,机械加工,装配和维修.镗模支架是保证镗孔位置精度尺寸精度的关键,由于本工序镗两平行孔位置精度要求比较高.湖南大学衡阳分校21所以本
30、夹具可设计用一个镗模支架来支撑两平行镗套,从而保证镗孔时两孔的位置要求.镗模支架与镗模底座间采用螺栓紧固.镗模支架的典型结构和主要尺寸,由参考文献(7)5-4 查出.5.镗模底座的结构和设计镗模底座即镗模的夹具体,它要求承受连同工件在内的镗模全部重量和加工过程的切削力.这就要求底座的刚性要好,变形要小.1) 底座的壁厚,由文献(7)表 5-5 可查得壁厚 H=40mm,并合理布置加强筋, 筋与筋之间的空间面积相等取 100100mm2,以便铸造并便铸造应力均匀.2) 底座上应设置找正基面,以便于底座的加工,装配,检验,和镗模在机床上的找正安装.找正基面对底座的垂直度控制在 0.01mm 内取
31、0.005mm.3) 底座的上平面安装元件和装置的位置设置凸台表面,其凸出高度取 3mm,以减少加工表面和刮研工作量,且上平面对底面保持平行.4) 底座材料用灰铸铁 HT200,毛坯铸造后经时效处理.因镗模精度要求较高,在粗加工后要进行第二次时效处理.根据工件尺寸查文献(7)表 5-5 得长度宽度 即 LB=370234mm2 具体尺寸如下图: 37023440102湖南大学衡阳分校226. 镗杆结构及其设计参数:镗杆导向部分的结构对保证镗孔精度提高镗削速度都有重要意义,由于两平行孔 2-40 的孔间距较小,即镗套内径必须选的小于镗孔直径镗杆直径选用由文献(7)表 5-3 查得可取 d=30m
32、m镗杆要求表面硬度高而内部有较好的韧性,本镗模中镗杆选用 40Cr 钢制造,淬火硬度为 HRC5560.此镗杆的技术要求有:镗杆导向部分的直径公差采用 g6,而其圆柱度公差为其直径公差的一半,镗杆轴心线的直线度在 500mm 长度上允许差为 0.01mm.总结进行了机械制造工艺的设计和夹具设计,在总体上使我的专业知识有了更深一步的积累.首在为期两个月的毕业设计中,我认真踏实的秉着勤奋求实严谨的态度,先,我感觉机械设计是工业设计的根本,设计出的成品必须以应用安全为先,其次才是实用,以及追求经济效益.从整体来看机械类设计的过程,这与企业管理的”人本”思想是相通的,主要体现的是安全。在机械类设计中，需体现的是“精”和“准”，对于重要的细节部分需做高精度的设计，同时保证方案的准确可行。这是我在此次设计中也重点体现的。其次，我认识到这次的设计过程，也是对知识的逻辑性总结，其中包括专业知识，基础专业知识，以及大量非专业知识等，也就是说在以后的机械专业工作中，我们必须同时注意到还有很多的其他类学科对设计的影响。例如在此次设计中，我利用了大量的计算机知识，这样使得在出图方面，保证了图纸的精确，避免了人为手工的误差。最后，给我最大的感受是老师们的辛勤努力，才造就了我今天的成功，尽管这只是人生所迈出的一步，但它将成为我明天成功的奠基石.
