油阀座加工工艺及夹具设计

目录序言..........................................................................21.1设计目的...............................................................21.2设计意义...............................................................21.3现状分析及发展前景.....................................................22零件的分析..................................................................32.1零件的作用.............................................................32.2零件的工艺分析.........................................................33工艺规程的设计..............................................................43.1确定毛坯的制造形式.....................................................43.2基准的选择.............................................................53.3表面加工方法的选择.....................................................53.4工序的安排.............................................................63.5机械加工余量及毛坯尺寸的确定...........................................83.6有关工序尺寸及公差的确定...............................................93.7确定切削用量及基本工时................................................124夹具设计...................................................................284.1问题的提出...........................................................284.2定位基准的选择.......................................................294.3切削力及夹紧力的计算..................................................294.4定位误差的分析........................................................304.5夹具设计及操作说明....................................................30设计心得体会.................................................................32致谢.........................................................................33参考文献.....................................................................34附图.........................................................................361CA6140油阀座加工工艺及夹具设计摘要：本设计的主要内容是CA6140油阀座零件的机械加工工艺规程以及其专用夹具的设计。根据所设计出的零件的尺寸，运用CAD画出零件图、毛坯图、夹具零件图、夹具装配图以及做出PROE三位造型图。设计的主要步骤为确定零件的生产类型，进行工艺分析，确定毛坯种类及制造方法，运用CAD以及PROE软件对零件进行分析，通过对相关资料的查询确定出零件表面的加工方法及加工工序顺序的安排以及其专用夹具的设计，填写相关的工艺卡片。在保证零件加工质量的前提下，还要提高生产效率，降低消耗，以取得较好的经济效益和社会效益。关键词：油阀座、工艺、工序、夹具设计2序言机械制造是国民经济的支柱产业，现代制造正在改变着人们的生活方式、生产方式、经济管理模式乃至社会的组织结构和文化。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民生产的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某种意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家的国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。而随着生产的发展和产品的更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提高了加工要求。在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。1.1设计目的1.培养工程意识。通过毕业设计，结合毕业实习，贴近就业岗位，培养我们分析和解决机械制造工程中实际问题的能力，培养工程意识，做到学以致用。2.训练基本技能。通过毕业设计，培养掌握工艺规程和工艺装备设计的方法和步骤，初步具备设计工艺和工装的能力，进一步培养学生识图、绘图、计算和编写技术文件的基本技能。3.培养质量意识。通过毕业设计，以强化质量意识，使我们能学会协调技术性和经济性的矛盾。4.培养规范意识。通过毕业设计，养成遵守国家标准的习惯，学会使用与设计有关的手册、图册、标准和规范。1.2设计意义本次设计的课题是CA6140油阀座机械加工工艺规程设计及夹具设计。我希望能够通过这次的毕业设计巩固、扩大和强化自己所学到的理论知识和技能，从中锻炼自己发现问题、分析问题、解决问题的能力，并提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力，并在设计中培养自己严肃认真的工作能力。1.3现状分析及发展前景工艺设计是制造型企业技术部门的主要工作之一，其质量之优劣及设计效率的高低，对生产组织、产品质量、生产率、产品成本、生产周期等有着极大的影响。长期以来，依靠工艺人员根据个人的经验以手工方式进行的工艺设计，由于其固有的缺陷，难以适应当今生产发展的需要。只有应用计算机辅助工艺设计（CAPP）,才能迅速编制出完整、详细、优化的工艺方案和各种工艺文件，从而极大地提高工艺人员的工作效率，缩短工艺准备时间，加快3产品的投产[3]。自动化工艺设计的目的就是根据CAD设计结果，用CAPP系统软件自动进行工艺规划。CAPP系统直接从CAD系统的图形数据库中，提取用于工艺规划的零件的几何和拓扑信息，进行有关的工艺设计，主要包括零件加工工艺过程设计及工序内容设计，必要时CAPP还可向CAD系统反馈有关工艺评价结果。此外，应用CAPP可以获得符合企业实际条件的优化的工艺方案、给出合理的工时定额和材料消耗。CAPP还可以为企业管理提供必要的数据。为了工艺设计的目的，预测将被用于决定工艺过程的类型和使用自动化的程度。例如，预测到将来的销售量低，这就不需要什么自动化并使用工艺尽可能的简单。如果预测的销售量越大，那么理所当然，就应该采用更高的自动化程度和包括生产线在内的复杂过程。因为工艺决策是一个长期决策，这需要对将来的许多年进行预测[12]。随着科学技术的进步和市场需求的日益增长，要求产品更新换代的周期越来越短。因而导致寻求缩短生产准备周期的途径，提高产品质量和降低生产准备的成本等问题，以显得十分突出。在现代制造业中，作为工艺装备重要组成部分的机床夹具，如何适应上述生产发展的需要，是广大工艺设计人员值得注意的问题。根据今后各种生产组织形式的发展特点，机床夹具的发展可以归纳为以下几个方面：1.功能柔性化2.传动高效化、自动化3.夹具制造的精密化4.旋转夹具的高速化5.结构的标准化、模块化6.设计自动化7.加强机床夹具方面的基础研究8.采用新结构、新工艺、新材料来设计制造夹具。2零件的分析2.1零件的作用题目所给定的零件是CA6140油阀座。该零件的左端通过一个Rc3/4的圆锥内管螺纹与主机相连，一管套穿过油壶体与24.5mm的孔焊接，高压气体从左端进入阀座，在负压的作用下，油壶内的油从2mm孔流至22mm孔与高压气体混合后成雾状从套筒喷出。16H10装入油量调节装置。2.2零件的工艺分析1.零件材料零件材料为ZG45：抗拉强度()570bMPa；屈服强度()310sMPa；伸长率(%)15；冲击韧性值2(/)15kvJcm；弹力小时率(%)21。2.刀具材料铸钢为脆性材料，切屑成崩碎切屑，切削力和切削热集中在刃口附近，并有一定的冲击，要求刀具材料具有好的强度、韧性及导热性，应该选择YT类，所以刀具材料应选4择YT15类3.零件的组成表面（1）以22mm孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：22mm和0.013024.5mm的孔，Rc3/4的圆锥内管螺纹，3mm、5mm孔以及右端面上的2mm孔和63mm的右端面以及32mm的左端面及其倒角，同时保证零件的尺寸要求。（2）以16H10孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：16H10的孔、10.5mm的孔、135°的缺口以及圆柱面上的2mm的孔，上下孔加工保证同轴。由以上的分析可知，对于这两组加工表面，可先选取第一组加工表面加工，然后借助专用夹具加工第二组表面，并保证他们之间的位置精度要求。4.零件的总体特征零件尺寸比较大，外形结构复杂，属于异形件，精度要求不高，需要精密加工的表面很少。由于同一产品和零件可以有不用的结构，不同结构在一定条件下制造的难度也不同。由于此零件属于异性零件，结构形状较复杂，加工时难于装夹，然而合理的装夹有利于加工，同时提高生产效率。因此，在制定工艺过程时，分析好切削加工工艺，才有利于零件加工。对于此异形零件，结构形状较复杂，因此难于装夹，在加工前必须考虑使用专用夹具。从零件的组成表面可以看出，零件的组成面大多为平面和孔，而且精度和粗糙度要求较低，所以，加工方面只需车床，铣床，钻床，镗床就能完成加工。零件图见附录。3工艺规程的设计3.1确定毛坯的制造形式毛坯的选择主要包括以下几个因素：（1）零件的生产纲领（2）零件材料的工艺性（3）零件结构、形状和尺寸（4）现有的生产条件零件年产量Q=8000台/年，m=1件/台；结合实际生产，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。带入公式得N=(1%)(1%)Qmab=80001（1+3%）(1+0.5%)=8281.2件/年该油阀座的生产类型为大批生产。根据零件材料为ZG45，可以确定毛坯为铸造毛坯，能够满足零件大批生产时所要求的精度和生产率。为了保证零件上孔的加工质量，将整个工件铸造成整体毛坯。5由于零件是大批量生产，根据铸造毛坯的工艺特点毛坯的材料应选择砂型铸造，机器造型。因零件为铸件，为确保零件加工精度，零件加工前应进行去除应力处理，一般的铸件都是时效处理的，对于铸钢回火比较好，所以毛坯的热处理应该选择回火。3.2基准的选择本零件是带孔的油阀座，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为了避免由于基准不重合而产生的误差，应选取孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体选择如下：1.粗基准的选择按照粗基准的选择原