題 目 名 稱 ： 閥蓋 2的加工工藝及夾具設計 學 院（部） ： 理工分院 專 業(yè) ： 機械工程及自動化 學 生 姓 名 ： = 指導教師姓名 ： 文良起 職稱 副教授 最終評定成績 ： I 摘要 零件的加工工藝編制，在機械加工中 占有非常重要的地位，零件工藝編制得合不合理，這直接關系到零件最終能否達到質量要求；夾具的設計也是不可缺少的一部分，它關系到能否提高其加工效率的問題。因此這兩者在機械加工行業(yè)中是至關重要的環(huán)節(jié)。 閥蓋零件的主要加工表面為孔和外圓表面。外圓表面加工根據(jù)精度要要求可選擇車削和磨削?？准庸し椒ǖ倪x擇比較復雜，需要考慮零件的結構特點、孔徑大小、長徑比、精度和粗糙度要求以及生產(chǎn)規(guī)模等各種因素。對于精度要求較高的孔往往還要采用幾種不同的方法順次進行加工。本次設計的閥蓋，為保證孔的精度和表面質量將先后經(jīng)過粗鏜、半精鏜、精鏜 和滾壓等四道工序加工。 在機床上對零件進行機械加工時，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機床上占有正確的位置，然后通過夾緊機構使工件在正確位置上固定不動，這一任務就是由機床夾具完成。對于單件、小批量生產(chǎn)，應盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本。但是由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時往往比較費時間，并且操作復雜，生產(chǎn)效率低，也難以保證加工精度，為此需設計專用夾具。 ABSTRCT II Is the components craft establishment, holds the very important status in the machine-finishing, the components craft establishes reasonable, whether do this direct relation components achieve the quality requirement finally； Jigs design is also an essential part, whether does it relate raises its processing efficiency the question. Therefore this both in the machine-finishing profession are the important links. Sleeve components main processing surface for hole and outer annulus surface. The outer annulus face work needs to request according to the precision to be possible to choose the turning and the grinding. The hole processing methods choice is quite complex, needs to consider the components the unique feature, the aperture size, the length to diameter ratio, the precision and roughness request as well as the scale of production and so on each kind of factor. Often must use several different methods regarding the accuracy requirement high hole to carry on the processing in order. This designs bonnet, will pass through half finished boring, the finished boring, the fine articulation and the trundle successively for the guarantee holes precision and the surface quality and so on four working procedure processing. When the engine bed carries on the machine-finishing to the components, is guaranteed that the work piece working accuracy, first needs to guarantee the work piece holds the correct position on the engine bed, then causes the work piece in the correct position through the clamp organization fixed motionless, this duty is completes by the engine bed jig. Regarding the single unit, the small batch production, should use the universal jig as far as possible, like this may reduce the work piece the production cost. But because the universal jig is suitable each kind of work piece the attire to clamp, therefore time clamp often compares spends the time, and operates complex, the production efficiency is low, also guarantees the working accuracy with difficulty, for this reason must design the unit clamp. Key word: Craft, datum, cutting specifications, localization datum, position error. 目錄 III 第一章 緒論 1 1.1 選題背景、目的和意義 1 1.2 機械加工工藝現(xiàn)狀 1 1.3 主要設計思路和內(nèi)容 2 1.4 預期設計結果 2 第二章 閥蓋工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 3 2.1 閥蓋的用途 3 2.2 閥蓋的技術要求 3 2.3 審查閥蓋的工藝性 5 2.4 確定閥蓋的生產(chǎn)類型 5 第三章 確定毛坯，繪制毛坯簡圖 6 3.1 選擇毛坯 6 3.2 確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量 6 3.3 繪制毛坯簡圖 7 第四章 擬定閥蓋 工藝路線 8 4.1 定位基準的選擇 8 4.2 表面加工方法的確定 10 4.3 加工階段的劃分 14 4.4 工序集中與分散 14 4.5 工序順序的安排 15 4.6 確定工藝路線 17 第五章 機床設備及工藝裝備的選用 20 5.1 機床設備的選用 20 5.2 工藝裝備的選用 20 第六章 加工余量、工序尺寸和公差的確定 21 6.1 40 外圓加工余量、工序尺寸和公差的確定 21 6.2 52 外圓加工余量、工序尺寸和公差的確定 22 6.3 80 外圓加工余量、工序尺寸和公差的確定 23 6.4 94 外圓加工余量、工序尺寸和公差的確定 25 6.5 50 外圓加工余量、工序尺寸和公差的確定 27 6. 6 六角螺母的加工余量、工序尺寸和公差的確定 第七章 切削用量計算 32 7.1 切 削用量的選擇 32 7.2 具體切削用量的計算 33 IV 第八章 鉆孔工序夾具的設計 36 8.1 夾具設計的目的 36 8.2 設計準備工作 37 8.3 結構方案設計 38 8.4 對刀導向裝置設計 41 8.5 鉆模板設計 42 8.6 夾具體設計 43 小結 43 結論 44 參考文獻 45 致謝 46 1 第一章 緒論 1.0 畢業(yè)設計是對我們大學四年所學的知識的總結，同時我們也得到了鍛煉。 能熟練的運用機械制造工藝學及相關的基本理論知識，以及在生產(chǎn)實習中所學到的實踐知識，正確的分析和解決一個零件在加工中的定位，夾緊和工藝路線地合理擬定，從而保證零件制造的質量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟性，通過夾具的工藝，進一步提高了我們的結構的設計能力，制圖，畫圖的動手能力可以使我們?nèi)S，二維制圖能力得到鍛煉，生產(chǎn)實踐是邁出大學校園前一個非常重要的環(huán)節(jié)，一個基本的教學環(huán)節(jié)，主要目的是讓我們把書本上的理論知識和實際生活的生產(chǎn)實踐相結合 ，為以后的工作奠定一定的基礎 。 1.1 主要設計思路和內(nèi)容 一、 本課體 的 設計 主要 內(nèi)容包括： 對閥蓋零件的使用及技術條件進行分析； 閥蓋零件材料以及毛坯的選擇； 閥蓋零件加工工藝及熱處理工藝的確定； 工序余量、工差、尺寸鏈的計算；主要表面切削用量的計算。 具體 技術路線是： 調(diào)研，查閱相關文獻資料，了解目前 閥蓋零件加工工藝 狀況。 通過分析閥蓋零件使用及技術條件，選擇材料及毛坯； 確定閥蓋零件加工工藝，確定工序尺寸、工序公差、切削用量，并繪制詳細的加工工藝卡片， 最后進行優(yōu)化設計。 1.4 預期設計結果 (前期分析 ) 鑄造方法：砂型鑄造。在砂型模板上鑄造出閥蓋的基本輪廓尺寸后，再在機床上車出。 (該工件只需要在車床上加工即可，先粗車大小兩個端面， 1 先把大端面裝夾在車床的三爪卡盤上，車出較小的端面（先粗車，再精車，），然后再以車好的較小端面為基準，裝夾在三爪卡盤上，車出較大端面，（先粗車，再精車）（因為題目給出的閥蓋對兩端面的精度要求不高，）然后繼續(xù)以小端面裝夾在車床上，對閥蓋中心車出大小孔。（閥蓋在砂型鑄造的時候，因為中間孔比較大，所以在鑄造的時候，可以先鑄出 30 的孔，以便減小車床的加工量。）然后再根據(jù) 30的孔進行擴孔即可。 )，該零件的材料為鑄剛。 完成零件工藝的分析，工藝參數(shù)計算與分析， 確定最佳工藝方案 ，對設備的選擇及驗算，對零件的設計；完成設計書的編寫；完成工藝卡片的制作和夾具裝配圖繪制；完成論文綜述和英文資料翻譯。 通過課題的設計鍛煉和培養(yǎng)自己的工藝文件的編制能力，熟悉常用材料的使用性能，正確選用材料；掌握夾具設計的基本方法和機械零部件設計的基本程序 2 和方法；掌握機械加工工藝的制定過程，對一般的制造過程和方法有初步的了解，了解常用的零部件設計軟件，并能熟練運用二維及三維軟件進行設計；定的機械加工工 藝所加工的產(chǎn)品能達到圖紙的各項技術要求。使自己在大學四年所學的知識得到全面總結和鞏固，對以前所學的知識得以溫故而知新，更好的掌握學過的知識，為將來的工作奠定一個良好基礎。 通過設計閥蓋零件的新型加工工藝，大大的改善原有的加工工藝及加工精度，更好的保證了產(chǎn)品質量，很好的提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。 第二章 閥蓋工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2.1 閥蓋的用途 閥蓋的種類很多，用途也很廣。閥蓋的一端可以是封閉的，用于變速箱用于變速箱主軸側面，阻止外界灰塵進入箱體內(nèi)，起密封作用，具有一定的強度，防止內(nèi)部的流體 流出；也可用于固定軸承，起到軸向定位的作用給閥桿定位，保證閥桿正常傳動開關，本設計中的閥蓋，其內(nèi)部有的螺紋可以起到定位軸的零件作用。 2.2 閥蓋的技術要求 由零件圖 2-1可以看出，該閥蓋的結構不是很復雜，加工表面也不多，加工精度要求也不高，但主要注意其位置精度要求。 3 圖 2-1 閥蓋零件圖 4 圖 2-2 閥蓋零件圖 表 2-1：閥蓋技術要求表 工序 5 2.2.2 加工表面粗糙度以及表面質量方面的其它要求 表面粗糙度反映的是零件被加工表面上的微觀幾何形狀誤差。它主要由加工過程中刀具和零件表面間的摩擦、切削分離時表面金屬層的塑性變形以及工藝系統(tǒng)的高頻振動等原因形成的。 從零件圖上可 知表面粗糙度有 Ra12.5um, Ra6.3um。對表面質量的要求不高。 熱處理及其它要求（如動平衡、未注圓角、去毛刺、毛坯要求等）。 由零件的技術要求可知，該零件的毛坯為鑄件， 零件要求 退火處理。 2.4 確定閥蓋的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)綱領為： N=Q n（ 1+a%）（ 1+b%） (件 /年 )其中，產(chǎn)品年產(chǎn)量 Q為臺 /年 , 每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為 n 件 /臺， 零件備品率為 a%，零件廢品率為 b%。從初始資料和計算結果可知，該零件為中批生產(chǎn)。 根據(jù)設計要求，該零件年產(chǎn)量 5000件，屬于大批大量生產(chǎn)批次。 第三章 確定毛 坯、繪制毛坯簡圖 3.1 選擇毛坯 零件材料為灰鑄鐵 HT200，在工作時閥蓋在某些場面要經(jīng)常正反轉，與接觸表面受摩擦作用，所以零件在工作過程中受到交變載荷和沖擊載荷，要求有較高 加工尺寸及公差 鑄件毛坯 (孔 20mm 兩端面 mm290.0390.048 ） 粗銑二端面 加工前尺寸 最大 51.3 最小 50 加工后尺寸 最大 51.3 48.29 最小 50 47.61 加工余量（單邊） 1 最大 2.3 最小 0.71 加工公差（單邊） +0.7 -0.3 -0.22/2 6 的強度，因此應該選擇鑄件毛坯。由于零件的輪廓尺寸不大，生產(chǎn)綱領達到大批生產(chǎn)水平，考慮到零件不加工表面的形狀，可以采用砂型鑄造脫箱射壓式成型，這對于提高生產(chǎn)率，減少切削加工的勞動量，保證加工精度，都是有利的。 3.2 確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量 零件的分析 零件的工藝分析 通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。該零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。以下是閥蓋需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： 1.左右端面粗糙度為 25； 35 孔粗糙度為 12.5。 35 孔內(nèi)表面，粗糙度為12.5， 20 孔，粗糙度為 25。 2. 41 外圓面，粗糙度為 25； 50 外圓，粗糙度為 12.5，； 50 外圓右端面，粗糙度為 12.5； 53 外圓右端面，粗糙度為 25； 53 外圓，粗糙度為 25； 53 外圓左端面，粗糙度為 25 3.孔 14H8，粗糙度為 12.5； 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機 床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的孔，上述各孔的技術要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 二、工藝規(guī)程設計 1. 毛坯的選擇 該零件材料為鑄鋼，零件結構比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，為使零件有較好的力學性能，保證零件工作可靠，故采用鑄造成形。這從提高生產(chǎn)效率保證加工精度上考慮也是應該的。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。零件的生產(chǎn)綱領：屬中批量生產(chǎn)。 2基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚 7 者，還會造成零件大量報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 粗基準的選擇：按有關基準的選擇原則，即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準?，F(xiàn)以零件的外圓 35 為主要的定位粗基準。 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，選擇以圓柱體的 20 孔為精基準。 3制定工藝路線 方案一 工序：粗銑最外端上下兩端面 。 工序：擴、粗鉸 35 的孔。 工序：锪鉆鍃平 35 內(nèi)表面。 工序：鉆 20 的孔。 工序：粗車 41 外圓面。 工序：粗車、半精車 50 外圓右端面。 工序：粗車、半精車 50 外圓。 工序：粗車 53 外圓下端面。 工序：粗車 53 外圓。 工序：粗車 53 外圓上端面。 工序：粗車 M36 外螺紋。 工序：車倒角。 工序 XIII：鉆、粗鉸、精鉸 28.5 的孔。 工序 XIV：锪鉆鍃平 28.5 孔右端面。 工序 XV：鉆 4- 14 孔。 工序 XVI：清洗。 3.3 工序 XVII:終檢。 由【 5】表 10-8 鑄 件機械加工余量表可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素： 3.2.1 尺寸公差等級 8 由【 5】表 10-6 成批大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級表 查得，該閥蓋零件的公差等級為 CT810，選取為 CT9。 3.2.2 尺寸公差 由【 5】表 10-5 鑄件的尺寸公差數(shù)值 查得，該閥蓋零件的各尺寸公差。 010mm 1016mm 1625mm 2540mm 4063mm 1.5mm 1.6mm 1.7mm 1.8mm 2.0mm 3.2.3 機械加工余量等級 由【 5】表 10-9鑄件機械加工余量等級選 擇表 查得， 該閥蓋零件的機加工余量等級為 57，選擇 7級。 3.2.4 機械加工余量 由【 5】表 10-8鑄件機械加工余量表 查得， 該閥 蓋零件的機加工余量為 5.5mm。 3.3 繪制閥蓋鑄造毛坯圖 由于該零件的加工性，為了保證產(chǎn)品的質量及基本形狀，有部分面不用加工，用機械加工的方法無法達到，必須用鑄造滿足要求，因此，鑄造毛坯圖和零件圖一樣。 集合上一步查出數(shù)據(jù)，繪制毛坯圖如下： 圖 3-1 閥蓋毛坯圖 9 10 第四章 擬定閥蓋 工藝路線 4.1、定位基準的選擇 基準： 基準是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面?；鶞矢鶕?jù)其功用的不同可分別為設計基準和工藝基準。 在工件工序圖中，用來確定本工序加工表面位置的基準，加工表面與工序基準之間，一般有兩次核對位置要求：一是加工表面對工序基準的距離要求，即工序尺寸要求；另一次是加工表面對工序基準的形狀位置要求，如平行度，垂直度等。 11 工件定位時，用以確定工件在夾具中位置的表面（或點，線）稱為定位基準，定位基準的選擇，一般應本著基準重合原則，盡可能選用工序基準作為定位基準，工件在定位時，每個工件的夾具 中的位置是不確定的，一般是限制工件的六個自由度，分別是指：沿三坐標軸的移動自由度，和繞三坐標軸轉動的自由度。 基面的選擇是工藝規(guī)程設計的重要工作之一，基面選擇正確合理，可以使加工質量的到保證，減輕勞動強度，生產(chǎn)效率得到提高。否則，會使加工困難，甚至造成加工零件報廢 1）粗基準的選擇 粗基準選擇原則：選擇粗基準，主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準，以便為后續(xù)工序提供精基準。為了方便地加工出精基準，使精基準面獲得所需加工精度，選擇粗基準，以便于工件的準確定位。選擇粗基準的的出發(fā)點是：一要考慮如何合理 分配各加工表面的余量；二要考慮怎么樣保證不加工表面與加工表面間的尺寸及相互位置要求，一般應按下列原則來選擇： (1) 若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應優(yōu)先選擇該表面為粗基準。 (2)若工件每個表面都有加工要求，為了保證各表面都有足夠的加工余量，應選擇加工量最少的表面為粗基準。 (3)若工件必須保證某個加工表面與加工表面之間的尺寸或位置要求，則應選擇某個加工面為粗基準。 (4)選擇基準的表面應盡可能平整，沒有鑄造飛邊，澆口，冒口或其他缺陷。粗基準一般只允許使用一次。 粗基面選擇：為了加工出上述 精基面，很顯然，應以外圓和一個端面作為粗基面，鏜，半精鏜內(nèi)孔。 2）精基準的選擇 精基準選擇原則：選擇精基準時，應從整個工藝過程來考慮如何保證工件的尺寸精度和位置精度，并要達到使用起來方便可靠。一般應按下列原則來選擇： (1)基準重合原則；應選擇設計基準作為定位基準。 (2)基準統(tǒng)一原則；應盡可能在多數(shù)工序中選用一組統(tǒng)一的定位基準來加工其他各表面，采用統(tǒng)一基準原則可以避免基準轉換過程所產(chǎn)生的誤差，并可使各工序所使用的夾具結構相同或相似，從而簡化夾具的設計和制造。 12 (3) 自為基準原則；有些精加工或光 整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇加工表面本身來作為定位基準。 (4) 互為基準原則；對于相互位置精度要求高的表面，可以采用互為基準，反復加工的方法。 (5) 可靠，方便原則；應選擇定位可靠，裝夾方便的表面作為精基準。 精基面選擇：根據(jù)精基面的選擇原則。選擇精基面時，首先應考慮基準重合問題，即在可能的情況下，應盡量選擇螺紋孔和端面作為精基準。根據(jù)該工件的特點和加工要求，選擇 40孔和端面作為精基面。加工 50 ， 52 和 80 ，螺紋外徑， 5mm， 18mm 等主要尺寸以孔和左端面作為精面。這樣才能實現(xiàn)同軸度和位置的要求。對于 4-4xR12 和 4xM10 螺紋孔，有相互同軸度的位置要求，加工四個孔時應以 40孔和大端面為精基準。其余三個階梯外圓應以 40 孔和已加工出的面作為精基準，實現(xiàn)周向定位。 圖 4-1 閥蓋零件圖 4.2 加工方法的選擇 首先確定 零件主要表面最終工序的加工方法 零件是由若干個基本表面組成的。由于零件的主要表面直接影響零件和產(chǎn)品的質量，所以應首先確定其最終工序的加工方法。 （ 1）工件材料的性質 加工方法的選擇，常受工件材料性質的限制，例如淬火鋼淬火后應采用磨削加工；而有色金屬磨削困難，常采用高速精密車削或金剛鏜進行精加工。 （ 2）工件的結構形狀和尺寸 外圓表面多采用車削或磨削，回轉體零件上較大直徑的孔亦可采用車削或磨削，箱體上孔徑較大或長度較短的孔宜選用鏜削，孔徑較小時宜用鉸削。 13 （ 3）各種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度和表面粗糙度 選定 的加工方法應能達到所需要的加工精度和表面粗糙度，并符合經(jīng)濟性的要求。在正常加工條件下（采用符合質量標準的設備和工藝設備，以及標準技術等級的工人不延長加工時間）所能保證的加工精度，稱為經(jīng)濟加工精度，簡稱經(jīng)濟精度。 常用加工方案所能達到的經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度。 表 4-1 外圓表面加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度 【 3】 表 1-6 外圓表面加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度 序號 加工方案 經(jīng)濟精度 等級 表面粗糙度 Ra/m 適用范圍 1 粗車 IT11 級以下 50 12.5 適用于淬火以外的各種金屬零件 加工 2 粗車 -半精車 IT8 10 6.3 3.2 3 粗車 -半精車 -精車 IT7 8 1.6 0.8 4 粗車 -半精車 -精車為 -滾壓 (或拋光 ) IT7 8 0.2 0.025 5 粗車 -半精車 -磨削 IT7 8 0.8 0.4 主要用于淬火鋼，但不宜用于有色金屬 6 粗車 -半精車 -磨削 -精磨 IT6 7 0.4 0.1 7 粗車 -半精車 -磨削 -精磨 -超精工 IT5 0.1 0.012 8 粗車 -半精車 -精磨 -金剛石車 IT5 6 0.4 0.025 主要用于要求較高的有色 金屬 9 粗車 -半精車 -粗磨 -精磨 -超精磨 (鏡面磨削 ) IT5 0.08 0.008 主要用于淬火鋼，也用于未淬火鋼，但不宜于有色金屬 10 精車 -半精車 -粗磨 -精磨 - 研磨 IT5 0.32 0.008 表 4-2 孔加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度 【 3】表 1-7 孔加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度 序號 加工方案 經(jīng)濟精度 等級 表面粗糙度 Ra/m 適用范圍 1 鉆 IT11 12 12.5 加工未淬火鋼及鑄鐵的實坯，也用于加工孔徑15 20mm 5 鉆 擴 粗鉸 精鉸 IT7 1.6 0.8 6 鉆 擴 鉸 IT6 9 3.2 0.32 7 鉆 擴 機鉸 手鉸 IT5 1.25 0.08 14 8 鉆 擴 拉 IT7 69 1.6 0.01 大批量生產(chǎn) 中小零件的通孔（精度由拉刀的精度而定） 9 粗鏜（或擴孔） IT11 12 0.08 0.008 除淬火鋼外的各種材料， 毛坯有鑄出孔或鍛出孔 10 粗鏜（粗擴） 半精鏜（精擴） IT8 9 3.2 1.6 11 粗鏜（粗擴） 半精鏜（精擴） 精鏜（鉸） IT7 8 1.6 0.8 12 粗鏜（粗擴） 半精鏜（精擴） 精鏜（浮動鏜刀塊精鏜） IT6 7 0.8 0.4 13 粗鏜（擴） 半精鏜 磨孔 IT7 8 0.8 0.2 主要用于加工淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜用于有色金屬 14 粗鏜（擴） 半精鏜 粗磨 精磨 IT6 7 0.2 0.1 15 粗鏜 半精鏜 精鏜 金鋼鏜 IT5 7 0.4 0.05 主要用于精度要求高的有色金屬加工 16 鉆 （擴） 粗鉸 精鉸 珩磨 IT5 7 0.2 0.025 黑色金屬 17 鉆 （擴） 拉 珩磨 18 粗鏜 半精鏜 精鏜 珩磨 19 以研磨代替上述方案中 的珩磨 IT6 級以上 0.1 表 4-3 平面加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度 【 3】表 1-8 平面加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度 序號 加工方案 經(jīng)濟精度等級 表面粗糙度 Ra/m 適用范圍 1 粗車 IT10 11 12.5 6.3 未淬硬鋼、鑄鐵有色金屬端面加工 2 粗車 半精車 IT8 9 6.3 3.2 3 粗車 半精車 精車 IT6 8 1.6 0.8 4 粗車 半精車 磨削 IT7 9 0.8 0.2 剛、鑄鐵端面加工 5 粗刨（粗銑） IT11 13 12.5 6.3 不淬硬的平面加工 6 粗刨（粗銑） 半精刨（半精銑） IT8 11 12.5 3.2 15 7 粗刨（粗銑） 精刨（精銑） IT7 9 6.3 1.6 8 粗刨（粗銑） 半精刨（半精銑） 精刨（銑） IT6 8 3.2 0.63 9 粗銑 拉 IT6 9 0.8 0.2 大量生產(chǎn)未淬硬的小平面 10 粗刨（粗銑） 半精刨（半精銑） 寬刃刀精刨 IT6 7 0.8 0.2 未淬硬鋼、鑄鐵及有色金屬工件 11 粗刨（粗銑） 半精刨（半精銑） 精刨（精銑） 寬刃刀低速精刨 IT5 0.8 0.16 12 粗刨（粗銑） 精刨（精銑） 刮研 IT5 6 0.8 0.1 13 粗刨（粗銑） 半精刨（半精銑） 精刨（精銑） 刮研 IT5 6 0.8 0.04 14 粗刨（粗銑） 精刨（精銑） 磨削 IT6 7 0.8 0.2 淬硬或未淬硬的黑色金屬工件 15 粗刨（粗銑） 半精刨（半精銑） 精刨（精銑） 磨削 IT5 6 0.4 0.2 16 粗銑 精銑 磨削 研磨 IT5 6 0.16 0.008 表 4-4 各種加工方法的加工經(jīng)濟精度 【 3】表 1-20 各種加工方法的加工經(jīng)濟精度 加工方法 經(jīng)濟精度 加工方法 經(jīng)濟精度 外 圓 表 面 粗車 IT11 13 內(nèi) 孔 表 面 鉆孔 IT12 13 半精車 IT8 10 鉆頭擴孔 IT11 精車 IT7 8 粗擴 IT12 13 細車 IT5 6 精擴 IT10 11 粗磨 IT8 9 一般鉸孔 IT10 11 精磨 IT6 7 精鉸 IT7 9 細磨 IT5 6 細鉸 IT6 7 研磨 IT5 粗拉毛孔 IT10 11 平 粗車端面 IT11 13 精拉 IT7 9 16 面 精車端面 IT7 9 粗鏜 IT11 13 細車端面 IT6 8 精鏜 IT7 9 粗銑 IT9 13 金剛鏜 IT5 7 精銑 IT7 11 粗磨 IT9 細銑 IT6 9 精磨 IT7 8 拉 IT6 9 細磨 IT6 粗磨 IT7 10 研磨 IT6 精磨 IT6 9 細磨 IT5 7 研磨 IT5 基于上述要求，將重要的表面的加工方法列于如下表 4-5： 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度等級 Ra/ m 最終加工方案 備注 A IT8 1.6 鉆 粗鉸 精鉸 【 3】表 1-7 B 6h 3.2 粗車 -半精車 車螺紋 【 3】表 1-10 C IT8 3.2 粗車 -半精車 【 3】表 1-6 D IT7 1.6 粗車 半精車 精車 【 3】表 1-6 E IT7 1.6 粗車 半精車 精車 【 3】表 1-6 F IT6 1.6 粗鏜 精鏜 精鉸 【 3】表 1-7 G IT8 1.6 粗車 半精車 精車 【 3】表 1-8 H IT7 0.8 鉆 擴 粗鉸 精鉸 【 3】表 1-7 I IT8 3.2 粗車 半精車 【 3】表 1-8 4.3 加工階段的劃分 當零件的加工質量要求比較高時，往往不可能在一道工序中完成全部加工工作，而必須分幾個階段來進行加工。 加工階段：整個工藝過程一般需劃分為如下幾個階段： 預先加工階段：這一階段的主要任務是毛坯的準備和預先熱處理。 粗加工階段：這一階段的主要任務是切大部分余量，關鍵問題是提高生產(chǎn)率 。 半精加工階段 ：這一階段的主要任務是為零件主要表面的精加工做好準備，并完成一些次要表面的加工。 精加工階段 ：這一階段的主要任務是保證零件主要表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度及表面粗糙度要求。這是關鍵的加工階段，大多數(shù)零件的加工經(jīng) 17 過這一加工階段就已完成。 光整加工階段 ：對于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面，還要安排光整加工。這一階段的主要任務是提高尺寸精度和減小表面粗糙度值，一般不用來糾正位置誤差。位置精度由前面工序保證。 劃分加工階段的原因 1）利于保證加工質量。 2）合理使用設備。 3）便 于安排熱處理。 4）便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以及避免損傷已加工表面。 4.4 工序的集中與分散 工序集中與工序分散是擬定工藝路線時，確定工序數(shù)目或工序內(nèi)容多少的兩種不同原則，它與設備類型的選擇有密切的關系。 （ 1）工序集中 工序集中就是將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，每道工序的加工內(nèi)容較多。其特點是： 1）采用高效專業(yè)設備及工藝裝備，生產(chǎn)率高 2）工件裝夾次數(shù)減少，易于保證表面間位置精度，還能減少工序間運輸量，縮短生產(chǎn)周期。 3）工序數(shù)目少，可減少機床數(shù)量、操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，還可簡化生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組 織工作。 4）因采用結構復雜的專業(yè)設備及工藝設備，故投資大，調(diào)整和維修復雜，生產(chǎn)準備工作量大，轉換新產(chǎn)品比較費時。 （ 2）工序分散 工序分散就是將工件的加工，分散在較多的工序內(nèi)進行，每道工序的加工內(nèi)容很少，最少時每道僅有一個簡單的工步。其特點是： 1）設備及工藝裝備比較簡單，調(diào)整和維修方便，工人容易掌握，生產(chǎn)準備工作量少，又易于平衡工序時間，易適應產(chǎn)品的更換。 2）可采用最合理的切削用量，減少機動時間。 3）設備數(shù)量少，操作工人多，占用生產(chǎn)面積大。 （ 3）工序集中與分散的選用 18 工序集中與工序分散各有利弊 ，應根據(jù)生產(chǎn)類型、現(xiàn)有生產(chǎn)條件、工件結構特點和技術要求等進行綜合分析后選用。 一般來說，大批量生產(chǎn)適于采用工序集中原則，可采用較復雜的機械集中，如多刀、多軸機床、各種高效組合機床和自動機加工；對于一些結構簡單的產(chǎn)品，如軸承生產(chǎn)，也可采用分散的原則。成批生產(chǎn)應盡可能采用效率高的機床，使工序適當集中。單件小批生產(chǎn)采用組織集中，以便簡化生產(chǎn)組織工作。 （ 4）該設計選用工序集中原則安排閥蓋的加工工序。 閥蓋的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù) 少，不但可縮短輔助工時，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。 4.5 工序順序的安排 4.5.1 機械加工順序的安排 根據(jù)機械加工順序安排時應遵循的原則，考慮到該工件的具體特點，先安排外圓，端面，內(nèi)孔的加工。由于螺紋內(nèi)孔是主要精基準，又由于車螺紋后作為定位基準，會破壞螺紋，須以精加工后的未車螺紋之前的內(nèi)孔作為主要精基準，精車外圓，端面，然后加工出一個孔，最后加工出四個孔。 4.5.2 熱處理工序的安排 由于毛坯為鑄件，在機械加工之前，首先安排退火處理，以消除鑄造應 力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次熱處理 時效處理，以獲得均勻細致的回火索氏體，提高零件的綜合力學性能。 4.5.3輔助工序安排 檢驗工序：在熱處理工序后安排中間檢驗工序，最后安排終結檢驗工序。在終檢前應安排清洗工序，最后將零件油封，入庫。 4.5.4 工序的組合 在確定加工順序后，根據(jù)該工件的生產(chǎn)規(guī)模以及工件的結構特點與技術條件，為了盡可能地減少工件的安裝次數(shù)，在一次安裝中加工多個表面，以便于保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機床配以專用夾具，并采用工序集中的 19 原則來組合工序。 工序集中和分散各 有特點，應根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領，技術要求，現(xiàn)場的生產(chǎn)條件和產(chǎn)品的發(fā)展情況來綜合考慮。一般情況下，單件小批生產(chǎn)適于采用工序集中的原則。而大批量生產(chǎn)則可以集中，也可以分散。由于數(shù)控機床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)等的發(fā)展，今后發(fā)展趨向于采用工序集中且柔性較高的原則來組織生產(chǎn)。 綜上所述：該閥蓋零件工序安排順序為：基準加工 主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工 主要表面半精加工和次要表面加工 熱處理 主要表面精加工。 4.6 確定工藝路線 零件閥蓋由于是大批量生產(chǎn)，又考慮到該零件結構特點，選用通用機床 配以夾具，這樣得到零件的工藝路線如下表 4-6： 表 4-6 閥蓋工藝路線及設備、工裝的選用 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 夾具 量具 05 下料 10 鑄造毛坯 15 毛坯檢驗 20 退火 25 銑右端面 立式銑床X51 63 直柄立銑刀 專用夾具 0125mm游標卡尺 20 26 銑蓋體 數(shù)控銑床XK5032 10 直柄立銑刀 28 銑左端面 立式銑床X51 45 直柄立銑刀 30 粗車 1 臥式車床C6132 90硬質合金外圓車刀 45端面車刀 35 粗車 2 三爪卡盤 40 鉆孔擴孔 立式鉆床Z3040 18 直柄麻花鉆 19.7 直柄擴孔鉆 專用夾具 45 人工時效 50 半精車 1 臥式車床C6132 臥式車床C6132 90硬質合金外圓車刀 45端面車刀 專用夾具 0125mm游標卡尺 55 半精車 2 三爪卡盤 60 鉆擴孔 立式鉆床Z3040 26 硬質合金錐柄麻花鉆 28 錐柄擴孔鉆 專用夾具 62 粗鉸孔 立式銑床X51 26 直柄機用鉸刀 28 錐柄機用鉸刀 2550mm內(nèi)徑千分尺 0125mm游標卡尺 21 65 鏜孔 臥式車床C6132 8x8 單刃鏜刀 三爪卡盤 0125mm游標卡尺 70 中檢 0125mm游標卡尺 檢驗樣板 75 精鉸 1 立式銑床X51 28 錐柄機用鉸刀 專用夾具 2550mm內(nèi)徑千分尺 0125mm游標卡尺 80 精鉸 2 20 錐柄機用鉸刀 36 錐柄機用鉸刀 85 精車 臥式車床C6132 90硬質合金外圓車刀 45端面車刀 三爪卡盤 0125mm游標卡尺 90 鉆孔鉸孔 立式鉆床Z3040 13 硬質合金錐柄麻花鉆 13.5 錐柄擴孔鉆 14 錐柄機用鉸刀 專用夾具 95 車螺紋 臥式車床C6132 螺紋車刀 0125mm游標卡尺 螺紋塞規(guī) 100 去毛刺倒棱 鉗工臺 平銼 0125mm游標卡尺 22 105 清洗烘干 清洗機 110 終檢 115 油封入庫 閥蓋的鑄造毛坯尺寸如圖； 表 1 加工余量計算表 第五章 機床設備及工藝裝備的選用 5.1 機床設備的選用 選擇設備時應考慮以下幾點： （ 1）機床精度與工件精度相適應 （ 2）機床規(guī)格與工件的外形尺寸、工序的性質。另外，機床的切削用量范圍應和工件要求的合理切削用量相適應。 （ 3）所選設備與現(xiàn)有加工條件相適應，如設備負荷的平衡狀況等。如果沒有現(xiàn)成設備供選用，經(jīng)過方案的技術經(jīng)濟分析后，也可提出專用設備的設計任務書或改裝舊設備。有時在試制新產(chǎn)品及小批生產(chǎn)時，較多地選用數(shù)控機車或加 工中心設備，以減少工藝裝備的設計與制造，從而大大縮短生產(chǎn)周期和提高經(jīng)濟性。 根據(jù)現(xiàn)有的設備具體選擇機床，