阀盖零件的工艺规程及其铣后端面的工装夹具设计

设计说明书题目：阀盖零件的工艺规程及其铣后端面的工装夹具设计学生：学号：专业：机械制造设计及其自动化班级：指导老师：摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。

阀盖零件的加工工艺规程及其铣后端面的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。

在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。

目录序言 (1)1. 零件分析 (2)1.1 零件作用 (2)1.2零件的工艺分析 (2)2. 工艺规程设计 (4)2.1确定毛坯的制造形式 (4)2.2基面的选择传 (4)2.3制定工艺路线 (4)2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (5)2.5确定切削用量及基本工时 (7)3 . 夹具设计 (10)3.1问题的提出 (10)3.2切削力及夹紧力计算 (10)3.3定位误差分析 (12)3.4定向键和对刀装置的设计 (12)3.5夹具设计及操作简要说明 (15)总结 (16)致谢 (17)参考文献 (18)序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。

机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。

我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。

从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

阀盖零件的加工工艺规程及其铣后端面的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。

正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。

本次设计也要培养自己的自学与创新能力。

因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。

所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。

本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。

1 零件的分析1.1零件的作用阀盖的作用，装有阀杆密封件的阀零件，用于连接或是支承执行机构。

1.2 零件的工艺分析阀盖的加工面他们之间没有任何要求，现分述如下：1：结合面2：R25孔后端面3：2-Φ16孔4：R25孔前端面5：90×12面6：半圆孔技术要求：1.材料:HT200。

2.时效处理。

3.铸件表面上不允许有冷隔、裂纹、缩孔和穿透性缺陷及严重的残缺类缺陷（如欠铸、机械损伤等）。

2 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件的材料为HT200，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型铸造。

2.2基面的选择的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。

否则，加工工艺过程中会问题百出。

粗基准的选择：对阀盖这样的不规则零件来说，选择好粗基准是至关重要。

我们选择R25孔后端面、90×12面及50×12面作为定位粗基准。

精基准的选择：精基准的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合，这在以后的工序里要进行专门的计算，在这里就不多做说明。

2.3制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下工艺方案：工序01：铸造工序02：时效处理工序03：粗铣、半精铣结合面工序04：粗铣、半精铣R25孔后端面工序05：钻2-Φ16孔工序06：阀盖与阀座装配图在一起工序07：粗铣、半精铣R25孔前端面工序08：粗铣、半精铣90×12面工序09：粗镗、半精镗、精镗半圆孔工序10：去毛刺工序11：检验至图纸要求工序12：入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定阀盖零件材料为HT200，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。

1，结合面的加工余量结合面的表面粗糙度为6.3,尺寸公差等级CT-8，加工余量等级MA-F级，查《机械制造工艺设计简明手册》，表 2.2-4，得Z=2.5mm，再由《机械制造工艺设计简明手册》，表1.4-8知，需要经过两步加工（即粗铣——半精铣）方能满足其精度要求。

粗铣单边余量Z=2.0半精铣单边余量Z=0.52.R25后端面的加工余量后端面的表面粗糙度为6.3,尺寸公差等级CT-8，加工余量等级MA-F级，查《机械制造工艺设计简明手册》，表 2.2-4，得Z=2.5mm，再由《机械制造工艺设计简明手册》，表1.4-8知，需要经过两步加工（即粗铣——半精铣）方能满足其精度要求。

粗铣单边余量Z=2.0半精铣单边余量Z=0.53.2-Φ16孔的加工余量2-Φ16孔的尺寸不大，故采用实心铸造，因孔的表面粗糙度要求不高，由《机械制造工艺设计简明手册》，表1.4-7知，一步钻削即可满足其精度要求。

4.R25孔前端面的加工余量R25孔前端面的表面粗糙度为6.3，尺寸公差等级CT-8，加工余量等级MA-F级，查《机械制造工艺设计简明手册》，表2.2-4，得Z=2.5mm，再由《机械制造工艺设计简明手册》，表1.4-8知，需要经过两步加工（即粗铣——半精铣）方能满足其精度要求。

粗铣单边余量Z=2.0半精铣单边余量Z=0.55.90×12面的加工余量90×12面的表面粗糙度为6.3，尺寸公差等级CT-8，加工余量等级MA-F级，查《机械制造工艺设计简明手册》，表2.2-4，得Z=2.0mm，再由《机械制造工艺设计简明手册》，表1.4-8知，需要经过两步加工（即粗铣——半精铣）方能满足其精度要求。

粗铣单边余量Z=1.5半精铣单边余量Z=0.56.半圆孔的加工余量半孔的表面粗糙度为1.6，尺寸公差等级CT-7，加工余量等级MA-F级，查《机械制造工艺设计简明手册》，表 2.2-4，得Z=1.5mm，再由《机械制造工艺设计简明手册》，表1.4-8知，需要经过三步加工（即粗镗——半精镗——精镗）方能满足其精度要求。

粗镗单边余量Z=1.0半精镗 单边余量Z=0.4 精镗 单边余量Z=0.17.其他不加工表面，铸造即可满足其精度要求。

2.5 确定切削用量及基本工时工序04：粗铣、半精铣R25孔后端面 工步一：粗铣R25孔后端面 1. 选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用YG8,mm a p 0.2=，mm d 800=，min /150m v =，4=z 。

2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成mm a p 0.2=2）决定每次进给量及切削速度根据X52型立式铣床说明书，其功率为7.5kw ，中等系统刚度。

根据表查出 齿/2.0mm f z =，则min /5978015010001000r d v n s ≈⨯⨯==ππ 按机床标准选取w n ＝600min /rmin /7.1501000600801000m dn v w≈⨯⨯==ππ当w n ＝600r/min 时r mm zn f f w z m /48060042.0=⨯⨯==按机床标准选取r mm f m /500=3）计算工时切削工时：mm l 152=，mm l 0.21=，mm l 52=， 则机动工时为min 325.12.06005215221≈⨯++=++=f n l l l t w m 工步二：半精铣R25孔后端面 1. 选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用YG8,mm a p 5.0=，mm d 800=，min /150m v =，4=z 。

2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成mm a p 5.0=2）决定每次进给量及切削速度根据X52型立式铣床说明书，其功率为7.5kw ，中等系统刚度。

根据表查出 齿/2.0mm f z =，则min /5978015010001000r d v n s ≈⨯⨯==ππ 按机床标准选取w n ＝600min /rmin /7.1501000600801000m dn v w≈⨯⨯==ππ当w n ＝600r/min 时r mm zn f f w z m /48060042.0=⨯⨯==按机床标准选取r mm f m /500= 3）计算工时切削工时：mm l 152=，mm l 5.01=，mm l 52=， 则机动工时为min 313.12.060055.015221≈⨯++=++=f n l l l t w m3 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

工序04：粗铣、半精铣R25后端面的铣床夹具。

3.1选取定位我们选用已经加工好的2-Φ16孔及其端面来定位 3.2切削力和夹紧力的计算（1）刀具： 采用端铣刀 φ80mm z=24,机床： X52K 立式铣床 由[3] 所列公式 得 FVF z F w q ue y z X pF nd za f a C F 0=查表 9.4—8 得其中： 修正系数0.1=v k30=F C 83.0=F q 0.1=F X65.0=F y 83.0=F u 8=P a z=24 0=F w 代入上式，可得 F=889.4N因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。

安全系数 K=4321K K K K 其中：1K 为基本安全系数1.5 2K 为加工性质系数1.1 3K 为刀具钝化系数1.14K 为断续切削系数1.1所以 N KF F 7.1775=='（2）夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机 由()F K f f N '=+21其中f 为夹紧面上的摩擦系数，取25.021==f f F=z P +G G 为工件自重 N f f F N 4.355121=+'=∴ 夹紧螺钉：公称直径d=8mm ，材料45钢 性能级数6.8级 MPa B 1006⨯=σ MPa Bs 480108=⨯=σσ螺钉疲劳极限：MPa B 19260032.032.01=⨯==-σσ 极限应力幅：MPa k k k m a 76.511lim ==-σεσσμ许用应力幅：[][]MPa S a a a 3.17lim==σσ螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 [][]s sστ=[s]=3.5~4 取[s]=4得 []MPa 120=τ[]τπ≤=⨯8.2242cH d F 满足要求[]σπ≤=⨯⨯MPa d Nc1543.12经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 3.3定位误差分析一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。