阀盖加工工艺规程及工装夹具设计(编辑修改稿)

阀盖加工工艺规程及工装夹具设计(编辑修改稿)内容摘要：

b.“基准统一”原 则。 应选择多个表面加工都能使用的表面作为基准。 c.“互为基准”原则。 当两个表面相互位置精度和其自身尺寸及形状精度都要求很高时，可互为基准，反复进行加工。 d.“自为基准”原则。 在光整加工或某些精加工工序中，要求余量小且均匀，应尽量选择加工表面本身作为基准。 粗基准选择： ，应选择该表面作为粗基准。 ，应尽可能平整光洁，不能有飞边。 浇冒口及 其他缺 陷，以保证定位准确可靠。 . ，不再重复使用。 精基面选择：根据精基面的选择原则。 选择精基面时，首先应考虑基准重合问题，即在可能的情况下，应尽量选择螺纹孔和端面作为精基准。 根据该工件的特点和加工要求，选择φ 20 孔和端面作为精基面。 加工φ 53 mm ，φ 50mm ，φ 35mm ，7mm ， 6mm 等主要尺寸以孔和左，右端面作为基准面。 这样才能实现同轴度和位置的要求。 对于 4 − φ 14mm 有相互位置要求，加工四个孔时应以φ 20 孔和大端城南学院 阀盖加工工艺规程及夹具设计 第 14 页 共 35 页 面为精基准。 其余三个阶梯外圆应以φ 20 孔和已加工出的面作为精基准，实现周向定位。 粗基准选择：为了加工出上述精基面，很显然，应以外圆和一个端面作为粗基面，锪内孔。 零件各表面加工方法和方案的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，外还需考虑生产率和经济方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。 该工件毛坏经铸造成型，根据表 29 得知孔已锻出。 《金属加工工艺及工装设计》黄如林主编。 其各表面加工方法选择如下： φ 20mm 孔， 锪孔； 各外圆表面 ， 粗车； 4*φ 14mm 孔 钻； M36179。 车螺纹。 确定工艺路线 制定工艺路线主要是确定加工方法和划分加工阶段。 (1) 机械加工顺序的安排：根据机械加工顺序安排时应遵循的原则，考虑到该 工件的具体特点，先安排外圆，端面，内孔的加工。 由于螺纹内孔是主要 精基准， 又由于车螺纹后作为定位基准，会破坏螺纹，须以精加工后的未车螺纹之前的内孔作为主要精基准，精车外圆，端面，然后加工出一个孔，最后加工出四个孔。 (2) 热处理工序的安排：由于毛坯为模锻件，在机械加工之前，首先安排正火 处理，以消除锻造应力，改善切削性能。 在粗加工后，安排第二次热处理时效处理，以获得均匀细致的回火索氏体，提高零件的综合力学性能。 (3) 辅助工序安排：检验工序：在热处理工序后安排中间检验工序，最后安排 终结检验工序。 在终检前应安排清洗工序，最后将零件油封，入库。 在初步加 工方法选定以后，就需进一步考虑这些加工方法在工艺路线中的大致顺序，以定位基准面的加工为主线，妥善安排热处理工序及其他辅助工序。 (4)制定工艺路线 城南学院 阀盖加工工艺规程及夹具设计 第 15 页 共 35 页 在确定加工顺序后，根据该工件的生产规模以及工件的结构特点与技术条件，为了尽可能地减少工件的安装次数，在一次安装中加工多个表面，以便于保证高的表面相互位置精度，考虑使用通用机床配以专用夹具，并采用工序集中的原则来组合工序。 工序集中和分散各有特点，应根据零件的生产纲领，技术要求，现场的生产条件和产品的发展情况来综合考虑。 一般情况下，单件小批 生产适于采用工序集中的原则。 而大批量生产则可以集中，也可以分散。 由于数控机床，加工中心，柔性制造系统等的发展，今后发展趋向于采用工序集中且柔性较高的原则来组织生产。 零件阀盖由于是中批生产，又考虑到该零件结构特点，选用通用机床配以夹 具，这样得到零件的工艺路线如下表： 表 21 工艺路线方案一 工序 1 铸造 工序 2 粗车小端外圆，端面，镗孔及倒角 工序 3 粗车大端外圆，端面，镗孔及倒角 工序 4 调质处理 工序 5 检验 工序 6 精车各档外圆，端面，倒角，车螺纹 工序 7 钻 φ 14mm 孔 工序 8 清洗 工序 9 终检 工序 10 防锈入库 表 22 工艺路线方案二 工序 1 铸造 城南学院 阀盖加工工艺规程及夹具设计 第 16 页 共 35 页 工序 2 车右端面，车φ 41的外圆 工序 3 车左端面，车φ 36的外圆 工序 4 钻孔φ 20，锪孔φ 35 工序 5 锪孔φ 工序 6 车外圆φ 50、φ 53及端面 工序 7 车 M36x26g 螺纹 ,R5的圆弧 工序 8 钻 4*φ 14 孔 工序 9 清洗，终检 工序 10 防锈入库 工艺路线的比较与分析： 第二条工艺路线不同于第一条的是先以左端定位加工右端面，后以右端面定位加工φ 20 孔和φ 孔。 比较可见表 2 方案更为合理，表 1 方案违背了先加工平面，后加工孔的原则，方案 2 虽然比方案 1 多了一道工序，但是这样便保证了左、右两平面的平行度要求，同时为加工各孔保证了垂直度要求。 符合先加工面再钻孔的原则，这样我就确定了第二种工艺路线。 鉴于 上述比较，从提高效率和保证精度这两个前提下，所以用第二个方案进行生产。 具体的工艺过程见工艺卡片所示。 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 合理选择加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性都有很大影响。 余量过大，则浪费材料及工时，增加机床和刀具的消耗；余量过小，则不能去掉加工前存在的误差和缺陷层，影响加工质量，造成废品。 所以合理确定加工余量是一项很重要的工作。 故应在保证在保证加工质量的前提下尽量减少加工余量。 确定工序加工余量的方法有以下三种： 1）分析计算法； 2）查表修正法； 3）经验估算法。 工艺路线确定后，就要计算各个工序加工时所应能达到的工序尺寸及其公差的城南学院 阀盖加工工艺规程及夹具设计 第 17 页 共 35 页 确定与工序余量的大小，工序尺寸的标注方法，基准选择中间工序安排等密切相关，是一项繁琐的工作，但就其性质和特点而言，一般可以归纳为以下两大类： ，某表面本身各次加工工序尺寸的计算。 对于这类简单的工序尺寸，当决定了各工序间余量和工序所能达到的加工精度后，就可计算各工序的尺寸和公差。 计算顺序是从最后一道工序开绐，由后向前推。 计算。 在零件的加工过程中，为了加工和检验 方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用设计。 图 毛坯图 基准作定位基准，出现基准不重合的情况。 形状较复杂的零件在加工过程中需要多次转换定位基准，这时工艺尺寸的计算就比较复杂，应利用尺寸链原理进行分析和计算，并对工序间余量进行必要的验算，以确定工序尺寸及其公差。 机械加工余量对 工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量，余量过大，增加机械加工劳动量，而且增加了材料。 刀具能源的消耗，从而增加了成本，所以必须合理安排加工余量。 根据零件毛坯条件：材料为 ZG25 钢，硬度为 HRC3045，生产类型为中批 生产，采用在铸造毛坯。 本设计采用查表修正法和分析计算法相结合确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。 城南学院 阀盖加工工艺规程及夹具设计 第 18 页 共 35 页 外圆表面加工余量 （双侧面）计算公式 2Zb=a+2(Ha+Ta)+2(Pa+b) （ 1）右端面 表面粗糙度为 ， 经查表加工表面公差等级为 IT12IT14，查机械加工工艺手册 取 a=， Ha=, Ta=, Pa+b=1, 故加工余量 Zb=，取整为 3，同理，左端面的加工余量 Zb= Zb=3. （ 2）轴向长度方向加工余量，中间台阶面的加工余量查表得 Zb= 3，故毛坯总长为 48177。 6mm，大端台阶长为 6177。 2mm。 经过分析计算后，和查表结果十分接近，故结果可靠。 （ 3）内孔表面加工余量 工件内孔为光孔。 由于 Φ 53 mm和 Φ 50 mm相差较小， 故锻造时 取统一内径，加工余量按 Φ 20 内孔查表得：车螺纹 M36179。 2， 2Z=3；钻孔 Ф 20，由入体原则， P2=P1+Z2,Z2=,故 P1=；扩孔 P1=P0+Z1,查表得 Z1=,所以 P0=18mm；Φ 的孔，锪孔 P2=P1+Z2,Z2=,故P1=, P1=P0+Z1, Z1=,故 P0=26mm。 Φ 35mm 的孔，锪孔 P2=P1+Z2, Z2= ,故 P1=, 扩孔 P1=P0+Z1 ， Z1=, 故 P0=31mm。 毛坯图见图 ，其余各表面加工余量及工序尺寸详见工序卡片。 确定切削用量 切削用量应在机床、刀具、加工余量等确定以后，综合考虑工序的具体内容、加工精度、生产率、刀具寿命等因素正确选择。 选择切削用量的基本原则是：首先选取尽可能大的背吃刀量（即切削深度） ∂p ，其次要根据机床动力和刚性限制条件或已加工表面粗糙度的规定等，选取尽可能大的进给量 f，最后利用切削用量手册选取或用公式计算确定最佳切削速度 v。 工序一：车右端面及φ 41的外圆 （ 1）车右端面 加工条件： 工件材料： ZG25， σ b =，铸造 机床： CA6140 卧式车床，采用三抓卡盘装夹 查《机械加工工艺手册》 刀具：端面车刀，刀具材料 YT15，刀杆尺寸 16179。 25 mm 2 ， K r =90176。 ， r0 =15176。 ，城南学院 阀盖加工工艺规程及夹具设计 第 19 页 共 35 页 ∂0 =12176。 ， rξ =。 车端面时，根据加工余量 Z=3，即 ∂p =3mm，走刀量 f= mm，计算切削速度，耐用度 t=3600S， Cv=， Xv=， Yv=, m=, k=， vm p v vcvkt x fy0. 2 3     m/min 确定机床主轴转速 1000 318wvn d r / min 按机床选取 w= 320 r /min 所以实际切削速度 v = m/min 切削工时： lm = 29mm, 1l =3mm, 2l =0 1 2 29 3 wlm l lt nf    min 工序二， 粗车φ 36外圆端面以及外圆 加工条件： 工件材料： ZG25， σ b =，铸造。 机床： C3180 立式车床。 查《机械加工工艺手册》 刀具：外圆车刀，刀具材料 YT15 车外圆时，根据加工余量 Z=6， ∂ p = mm，取走刀次数 i=1，走刀量 f= （表 313）； 计算切削速度，耐用度 t=3600S， vm p v vct x fy m/min 确定机床主轴转速。