阀体零件的机械加工工艺规程制定及车削加工工序专用夹具设计(机械工艺学课程设计)

湖南工业大学课程设计资料袋机械工程学院（系、部）2011~ 2012 学年第一学期课程名称机械制造工艺学指导教师职称学生姓名专业机械制造及自动化班级机工学号题目阀体零件的机械加工工艺规程制定及车削加工工序专用夹具设计成绩起止日期2011 年12 月18 日～2011 年12月23日目录清单序号材料名称资料数量备注1 零件毛坯合图 12 机械加工工艺过程卡 13 机械加工工艺工序卡4 9 张4 夹具装配图 15 夹具主要零件图 26 设计说明书 1 1 份课程设计任务书2011—2012学年第一学期机械工程学院（系、部）机械制造及自动化专业机工094 班级课程名称：机械制造工艺学设计题目：阀体零件的机械加工工艺规程制定及车削加工工序专用夹具设计完成期限：自2011 年12 月18 日至2011 年12 月23日共 1 周指导教师（签字）：年月日机械制造工艺学设计说明书阀体零件的机械加工工艺规程制定及车削加工工序专用夹具设计起止日期：2011 年12 月18 日至2011 年12 月23 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）2011年12月30日目录序言 (1)一.机床夹具概述 (2)1.1机床夹具的组成 (2)1.2机床的分类...........................................................................( 2) 1.3工件的装夹方法 (3)1.4机床夹具的功用 (4)二.零件的工艺分析及生产类型的确定 (5)2.1零件的工艺分析 (5)2.2零件的生产类型 (6)三.选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (7)3.1 选择毛坯 (8)3.2 确定机械加工余量 (8)3.3 确定毛坯尺寸 (8)3.4确定拔模斜度 (8)四.选择加工方法，制定工艺路线 (9)4.1 定位基准的选择 (9)4.2 零件表面加工方法的选择 (9)4.3 制定工艺路线 (9)五.工序设计 (11)5.1 选择加工设备与工艺设备 (11)5.2 确定工序尺寸 (12)六.确定切削用量及时间定额 (13)6.1 切削用量的计算 (13)6.2 时间定额的计算 (13)七.夹具设计 (15)7.1定位方案 (15)7.2 定位误差分析与计算…………………………………………….(15).7.3 夹紧机构………………………………………………………….(15).7.4 导向装置 (15)7.5 夹具与机床连接元件 (15)7.6 夹具体 (15)八.方案综合评价与结论 (16)序言分析阀体零件工艺分析，确定其其生产类型，然后确定毛坯的种类与制造方法，设计其机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出阀体零件图、毛坯图、夹具装配图和夹具零件图，填写机械加工工艺过程卡片及机械加工工序卡片，编制课程设计说明书。

了解阀体零件的结构以及所要加工的工序，根据其加工特点和生产类型来确定零件的定位方式，设计其夹紧装置。

本设计题目是加工四个孔径相同的螺纹孔，因此应根据其加工精度与表面粗糙度选择可行的、合理的夹具。

该零件的夹具设计应具有工作可靠、效率高的特点，在操作方面，操作安全、省力、夹紧迅速，并且便于制造与维修。

机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课以及部分相关的技术基础课和大部分专业课之后进行的。

这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们大学四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。

一、机床夹具概述在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求。

首先要使工件相对道具及机床有正确的位置。

并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动，因此，在进行机械加工之前，先要将工件装夹好。

1.1 机床夹具的组成1.定位装置其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。

2.夹紧装置其作用是将工件压紧夹劳，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的位置。

3.对刀或导向装置其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。

4.连接原件其作用是确定夹具在机床上的正确位置。

5.夹具体夹具体是机床夹具的基础件。

通过它将夹具的所有元件连接成一个整体、6.其他元件或装置是指夹具中因特殊需要而设置的元件或装置。

根据加工需要。

有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便，准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。

以上各组成部分中，定位元件，夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。

1.2机床的分类（1）按专门化程度分类1）通用夹具通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。

例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。

这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。

其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。

2）专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。

其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。

当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。

只适用于产品固定且批量较大的生产中。

3）通用可调夹具和成组夹具其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。

用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。

通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。

4）组合夹具组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。

由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。

5）随行夹具随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。

该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。

（2）按使用的机床分类由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。

按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。

（3）按夹紧动力源分类根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。

1.3工件的装夹方法工件装夹的方法有两种：1.将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上。

2.将工件装夹在夹具上。

采用第一种方法装夹的特点：a)这类装夹方法劳动强度大、生产效率低、要求工人技术等级高；b)定位精度较低，由于常常需要增加划线工序，所以增加了生产成本；c)只需使用通用性很好的机床附件和工具，因此能适用于加工各种不同零件的各种表面，特别适合于单件、小批量生产。

采用夹具装夹工件有如下优点：a、保证加工精度，稳定加工质量b、缩短辅助时间，提高劳动生产率c、扩大机床的使用范围，实现“一机多能”d、改善工人的劳动条件，降低生产成本1.4、机床夹具的功用1）能稳定地保证工件的加工精度用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。

2）能减少辅助工时，提高劳动生产率使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。

3）能扩大机床的使用范围，实现一机多能根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。

例如在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工。

二、零件的工艺分析及生产类型的确定2.1 零件的工艺分析通过对该零件图的绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。

该零件需要加工的表面需切削加工，各表面以及加工表面之间的位置要求：（1）左右两端面粗糙度为25μm，在左端面上要求加工四个孔径为M12的螺纹孔。

（2）孔φ35H11，上偏差0.16mm，下偏差0mm，粗糙度为12.5μm，以及其右端面，粗糙度为12.5μm。

（3）加工孔φ43。

（4）孔φ50H11，上偏差0.11mm，下偏差0mm，粗糙度为12.5μm，以及该孔的右端面，粗糙度为12.5μm。

（5）孔φ20，粗糙度为25μm。

（6）孔φ28.5，粗糙度12.5μm。

（7）孔φ18H11，上偏差0.11mm，下偏差0mm,粗糙度为6.3μm，其该孔的中心轴线与基准平面A垂直。

（8）孔φ22H11，上偏差0.15mm，下偏差0mm，粗糙度为6.3μm，以及该孔的下端面，粗糙度12.5μm。

（9）孔φ24.3，粗糙度12.5μm。

（10）攻螺纹孔M24×1.5。

（11）上端面φ36,其粗糙度25μm，以及台阶面，粗糙度为12.5μm。

（12）钻、攻螺纹孔4-M12×1.25-8H9H.根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。

2.2零件的生产类型零件的生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。

零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定。

此阀体零件的生产纲领NN=Qm（1+a%）(1+b%)=4000×1×（1+4%）×（1+0.5%）=4181件/年。

根据以上结果查表可得，该阀体零件的生产类型为大批量生产。

三、选择毛坯，确定毛坯的尺寸，设计毛坯图3.1 选择毛坯该零件材料为铸钢，零件形状比较复杂，因此毛坯宜用铸件，生产类型为大批量生产，为使零件有较好的机械性能，保证零件加工余量等，故采用砂型铸造。

3.2 确定机械加工余量根据铸件的生产类型与铸件材料选取毛坯铸件的加工余量等级，然后依据铸件的最大尺寸查表选取铸件的机械加工余量，即铸件左右两端面的加工余量为2mm，上端面为1mm，水平孔的单面余量为1mm，铸件孔的右端面加工余量为0.7mm。

3.3 确定毛坯尺寸毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上所查得的余量值即可。

3.4 确定拔模斜度该毛坯的拔模斜度为3°~5°二、选择加工方法，制定工艺路线4.1定位基准的选择粗基准的选择: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。