毕业设计(论文)-液压阀体机械加工工艺规程及钻20mm孔夹具工装设计.doc

四川职业技术学院毕业设计
四川职业技术学院
Sichuan Vocational and Technical College

毕 业 设 计

题 目
液压阀体机械加工工艺规程及工装设计

所属系部
机械工程系
所属专业
机械设计与制造
所属班级

学 　号

学生姓名

指导教师

四川职业技术学院
毕业设计（论文）任务书
题 目
液压阀体机械加工工艺规程及工装设计
所属系部
机械系
所属专业
机械设计与制造
所属班级

指导教师

学生姓名

学 　号

毕业设计内容与要求
1.利用CAD软件绘制标准零件图 1张
2.完成零件毛坯图的设计 1张
3.零件加工工艺过程卡 1份
4.零件加工工序卡 2-3份
5.典型工序夹具设计在装配图 1张
6.夹具非标准零件图 1套
7.设计说明书 1份（4000字以上）
原始依据
1.被加工零件图 1张
2.设计任务书 1份
3.毕业设计规范文件 1套
参考资料

系部审核意见

签 名：
年 月 日
注：任务书必须由指导教师和学生互相交流后，由指导老师下达并交所属系部毕业设计（论文）领导小组审核后发给学生，最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。

四川职业技术学院
学生毕业设计（论文）答辩情况记载表
题 目
液压阀体机械加工工艺规程及工装设计
所属系部
机械工程系
所属专业
机械设计与制造
所属班级

指导教师

学生姓名

学 　号

答辩小组成员
姓 名
专业技术职务或职称
所属单位或部门
本人签字

答辩时间

记录人

答辩小组提出的主要问题及学生回答问题情况

答辩小组组长签名：
(至少三个问题) 年 月 日
四川职业技术学院
毕业设计（论文）综合评定表
题 目
液压阀体机械加工工艺规程及工装设计
所属班级

指导教师
姓名

学生姓名

职称

学 号

部门

指导教师评语

指导教师：
年 月 日
答辩小组评语

总评成绩：

答辩小组负责人：
年 月 日

全套设计请加 197216396或401339828

前 言
毕业设计是我们学习完整个大学的全部基础课程、技术基础课程、以及专业课程之后进行的。这是在我们毕业前对所学的各门课程的一次全面的综合性的设计课题任务，也是一次理论联系实际的训练，它是我们大学生涯的一个总结。
加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。
世界制造业转移，中国正在逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。我国目前经济发展已经过了发展初期，正处于重化工业发展中期。预计　未来10年将是中国机械行业发展最佳时期。
工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，更重要的是对零件精度、工艺正面临着严峻的挑战，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对零件结构，工艺，夹具提出更高的要求。如何改善机械加工技术的进步，成了我们现在最迫切的任务。其中零件的加工工艺的进步起到了不可替代的作用。
因此，为了适应社会发展的趋势，本课题的事以液压阀体机械加工作为样例，说明加工工艺制定过程。其中设计内容包括“阀体的加工工艺规程和“主要专用夹具设计”两部分。其中在第一部分中详细分析了零件功用、加工工艺、加工方法、工艺拟定的原则、工序的确定等内容，在第二部分介绍了典型加工的夹具设计。

目 录

1零件的工艺分析及生产类型的确定……………………………………… 1
1.1零件的工艺分析……………………………………………………………… 1
1.2零件的生产类型 ………………………………………………………………2
2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 ………………………………2
2.1选择毛坯 ………………………………………………………………………2
2.2确定机械加工余量 ……………………………………………………………2
2.3确定毛坯尺寸 …………………………………………………………………2
3选择加工方法，制定工艺路线…………………………………………… 3
3.1定位基准的选择……………………………………………………………… 3
3.2制定工艺路线………………………………………………………………… 3
3.3选择加工设备与工艺装备…………………………………………………… 4
3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………………5
3.5 确定切削用量及基本工时…………………………………………………5
4夹具设计………………………………………………………………………9
4.1定位方案………………………………………………………………………9
4.2定位误差分析及计算…………………………………………………………10
4.3夹紧机构………………………………………………………………………10
4.4导向装置………………………………………………………………………10
4.5夹具与机床连接元件…………………………………………………………11
4.6夹具体…………………………………………………………………………11
4.7夹具设计及操作说明…………………………………………………………11
总结………………………………………………………………………………13
致谢………………………………………………………………………………14
参考文献…………………………………………………………………………15

1.零件的工艺分析及生产类型的确定

1.1零件的工艺分析
阀体是整体装置的重要零件，它支撑中心部分，承受着部分静载荷，因为阀体与整个机体连接，并且中心部分与该零件是螺纹连接，因而该零件的螺纹承受着一定载荷，以及一定的冲击力，所以该零件承受着静、动载荷。

通过对该零件图的重新绘制，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均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。以下是调速杠杆需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
1.左右端面的粗糙度为6.3，基本尺寸82mm。阶梯孔φ50的粗糙度为3.2，阶梯面粗糙度为6.3，孔φ42孔的粗糙度为3.2，孔φ20的粗糙度为6.3，接替面的粗糙度为6.3。
2.上端面的粗糙度位6.3，阶梯面的粗糙度为6.3。螺纹孔M27，孔φ29的粗糙度为6.3，孔φ20的粗糙度位3.2，阶梯棉的粗糙度为3.2，孔φ10的粗糙度为6.3。
3.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。
1.2零件的生产类型
大批量生产。

2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
2.1选择毛坯
阀体的件材料为铸钢，零件结构比较复杂，生产类型为大批产，为使零件有比较高的生产率比较高的精度、表面质量和机械性能，所以采用机器造型。
2.2确定机械加工余量
根据铸件零件尺寸、表面粗糙度，可查表确定加工余量。
2.3确定毛坯尺寸
将零件尺寸，和上一步确定的机械加工余量相加，所得到的尺寸就是毛坯的尺寸。

3选择加工方法，制定工艺路线

3.1定位基准的选择
基准的选择
定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。
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。现以零件的侧面为主要的定位粗基准。
精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择零件阶梯通孔的轴线作为定位基准。
3.2 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，制定以下两种工艺方案：

方案一
工序Ⅰ：铸造
工序Ⅱ：时效处理
工序Ⅲ：铣80X80平面；
工序Ⅳ：车Φ54和Φ42、Φ47孔及其端面
工序Ⅴ：车M48X2的端面和外圆Φ42
工序Ⅵ：铣上端成90°的端面面
工序Ⅶ：车Φ17，Φ27.3，Φ27螺纹底孔，车Φ27X1.5螺纹孔
工序VIII：钻4-M12
工序IX：质检
工序X：入库

方案二
工序Ⅰ：铸造
工序Ⅱ：时效处理
工序Ⅲ：铣床80x80平面；
工序Ⅳ：铣上端面
工序Ⅴ：车Φ48的端面和外圆
工序Ⅵ：车Φ54和Φ47的内孔
工序Ⅶ：钻Φ25的孔
工序Ⅷ：钻Φ17孔锪孔Φ24深28
工序Ⅸ：车退刀槽和螺纹孔。
工序X：钻4-M12
工序XI：质检
工序XII：入库
工艺方案一和方案二的区别在于方案一加工的时间在一个定位的情况下，把可以加工的孔全部加工完，这样可以保证加工的质量和精度，同时也能提高生产效率，适合于大批量生产，因此我们综合考虑选择方案一
具体的方案如下
工序Ⅰ：铸造
工序Ⅱ：时效处理
工序Ⅲ：铣80x80平面；
工序Ⅳ：车Φ54和Φ42Φ47孔及其端面
工序Ⅴ：车M48X2的端面和外圆，M48X2螺纹车Φ25和Φ28.5的孔
工序Ⅵ：铣上端成90°的端面面
工序Ⅶ：车Φ25，Φ22，Φ27.3，Φ27螺纹底孔，Φ26孔，车Φ27螺纹孔
工序VIII：钻4-M12

工序IX：质检
工序X：入库

3.3选择加工设备与工艺装备
表4-1阀体工艺路线及设备，工装的选用表
1
钻孔至Φ9mm-9.180mm
1
莫氏锥柄麻花钻
圆柱塞规
0.75

0.3
2
钻孔至Φ18mm-19mm
1
莫氏锥柄麻花钻
圆柱塞规
0.75

0.3
3
钻孔至Φ23mm-23.03mm
1
莫氏锥柄麻花钻
圆柱塞规
0.75

0.3
4
扩孔至Φ10mm-10.110mm
1
扩孔钻
圆柱塞规
0.396

0.9
5
扩孔至Φ19mm-20mm
1
扩孔钻
圆柱塞规
0.396

0.9
6
扩孔至Φ24mm-24.03mm
1
扩孔钻
圆柱塞规
0.396

0.9
7
铰孔至Φ10.110mm-10.110mm
1
铰刀
圆柱塞规
0.396
0
0.9
8
铰孔至Φ19mm-19mm
1
铰刀
圆柱塞规
0.396
0
0.9
9
铰孔至Φ24.03mm-24.03mm
1
铰刀
圆柱塞规
0.396
0
0.9
3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
阀体零件材料为Cr25Ni2Mo2Ti，重量为454G，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。
1、 不加工表面毛坯尺寸
不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。
2、 阀体的底面
由于阀体底面要与其他接触面接触，所以要进行铣，其加工余量为3mm。
3、阀体的孔直径为25孔毛坯为实心，不铸造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为
钻 孔
表面粗糙度均为1.6
1、 孔Ⅰ端面
采用铣一次走刀完表面加工，表面粗糙度为3.6，根据参考文献，其余量为Z=3mm
3.5 确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ：铣80X80的平面
1. 选择刀具
刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,
，，，。
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

2） 决定每次进给量及切削速度
根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。
根据表查出 ，则

按机床标准选取＝800

当＝800r/min时

按机床标准选取
3） 计算工时
切削工时：，，，则机动工时为

工序II：车φ48的外圆和端面
选硬质合金车刀
工步一：车φ48外圆端面
1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.27mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8，寿命T=254min
4） 计算切削速度 按《切削手册》，查得 Vc＝98mm/s，n=479r/min,Vf=490mm/s
据CA6140卧式车床
车床参数，选择nc=480r/min,Vfc=480mm/s,则实际切削速度V c=3.14×80×480/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=480/(300×10)=0.16mm/z。
5)校验机床功率 查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。
最终确定 ap=1.0mm，nc=480r/min,Vfc=480mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）计算基本工时
tm＝L/ Vf=(12+15)/480=0.052min。
工步二：车φ48外圆
选择硬质合金车刀
1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.27mm/z。选较小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm
查《切削手册》表3.8，寿命T=254min
4） 计算切削速度 按《切削手册》，查得 Vc＝98mm/s，n=479r/min,Vf=490mm/s
据CA6140卧式车床
车床参数，选择nc=480r/min,Vfc=480mm/s,则实际切削速度V c=3.14×80×480/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=480/(300×10)=0.16mm/z。
5)校验机床功率 查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。
最终确定 ap=1.0mm，nc=480r/min,Vfc=480mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。
6）计算基本工时
tm＝L/ Vf=(12+25)/480=0.054min。

工序III：钻φ25孔
钻孔
确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.80，则

根据Z525机床说明书，现取
切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以

根据机床说明书，取，故实际切削速度为

切削工时：，，，则机动工时为

其他的车床，铣床的计算如上，在此不在累述
工序III：钻4-M12的孔
钻M12螺纹底孔
确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7，当
钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.80，则

根据Z525机床说明书，现取
切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以

根据机床说明书，取，故实际切削速度为

切削工时：，，，则机动工时为

工步II：攻丝M12
攻螺纹M12mm。

按机床选取，则
机动时，，
攻M12孔

4夹具设计

4.1定位方案
工件以Φ43孔的轴线为定位基准，采用平面和定位销组合定位方案，工件在定位平面及定位销的圆柱面上定位，其中平面限制工件的3个自由度、短圆柱销限制2个自由度，一共限制了五个自由度。在定位平面上加一个圆柱销来限制工件X方向上转动的自由度，这样六个自由度都被限制了。
4.2定位误差分析
1.定位元件尺寸及公差确定。
夹具的主要定位元件为一平面和两定位销，孔与销间隙配合。
2.工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin
本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近挡销的一面，而定位销的会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。
4.3夹紧机构
根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用钩形压板夹紧机构，通过拧螺母实现对工件的上表面夹紧。压板夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。由于夹紧力与钻孔时产生的力方向相同，所以可免去夹紧力的计算。
4.4导向装置
因为我们所加工的孔是螺纹孔，因此我们需要先钻螺纹底孔，然后攻丝，且我们是批量生产，因此用固定和可换钻套难以满足要求，为了能很好的提高生产效率，我们采用快换钻套，当我们加工完螺纹底孔后，通过压紧螺钉迅速取出钻套，然后开始攻丝，查机床夹具设计手册知，快换钻套的结构和具体尺寸如下

4.5夹具与机床连接元件
在夹具体上设计座耳，用T形螺栓固定。
4.6夹具体
由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面与定位圆柱销在安装时垂直度在Φ43范围内允差0.02mm.
4.7夹具设计及操作说明
如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，本道工序就是采用了铰链压板压紧的方式。由于本夹具是对工件进行钻削加工面，因此工件的主要受力是钻削力，因为钻削力是向下的，我们采用的是铰链压板压紧，压紧力也是向下的，钻削力和压紧力方向相同，因此更容易保证工件的稳定性，我们采用定位销和挡销定位，当我们装上工件好，旋转工件，使其靠上挡销工件即定好位置，然后用铰链压板压紧，再翻转钻模板使其处于水平位置即可开始加工工件，当我们卸下工件时，首先掀开翻转式钻模板，然后松开铰链压板，即可取出工件。

总 结
在这次对的液压阀体机械加工工艺规程及工装设计课题毕业设计中，我受益匪浅。我深深体会到在今后的实际工作生活中，要加强自己的专业理论知识，同时也要注重自己的实践能力，提高自己的动手能力。通过这次的毕业设计，自己以前所学的专业基础知识得到了进一步巩固，同时也接触到了很多的新知识，是我更有信心更好地把自己的专业知识运用到今后的实际工作中。
首先对图形零件进行分析，研究液压阀体零件的作用与工艺要求等。初步认识零件的工艺特点。选择合适的毛坯及其制造方式、尺寸，根据各种机械加工方法的特点以及可以达到的加工要求，并综合各加工方法的的经济性，确定零件的加工工艺路线及各加工表面的机械加工余量、精度，并选择合适的切削用量，夹具、刀具、量具等工艺装备，此外还要估算出加工的机动和辅助时间。对于刀具，量具的选择是有一定的要求的，要进行毛坯余量及各加工工序余量，还有关于零件尺寸的相关计算等。在对某一相关工序过程的夹具设计时，确定好工序定位夹紧方案后，需要选择合适的表达方式将夹具的装配图和零件图清楚地表达出来。
在此次设计过程中，除了我们要有深厚的专业知识外，还要求我们必须掌握一些工作时运用到的一些基本应用软件，比如CAD制图软件，WORD文档工具等等。

致 谢

这次的毕业设计在陈鹏导师的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识、严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的崇高风范，朴实无法、平易近人的人格魅力对本人影响深远。不仅使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法，还使本人明白了许多为人处事的道理。本次毕业设计从选题到完成，每一步都是在导师的悉心指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！在做毕业设计的过程中，遇到了很多的问题，在老师的耐心指导下，问题都得以解决。所以在此，再次对老师道一声：老师，谢谢您！
时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。离校日期已日趋渐进，毕业设计的完成也随之进入了尾声。从开始进入课题到设计的顺利完成，一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！在此我向四川职业技术学院机制专业的所有老师表示衷心的感谢，谢谢你们三年的辛勤栽培，谢谢你们在教学的同时更多的是传授我们做人的道理，谢谢三年里面你们孜孜不倦的教诲！
三年寒窗，所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。很庆幸这三年来我遇到了如此多的良师益友，无论在学习上、生活上，还是工作上，都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在一个充满温馨的环境中度过三年的大学生活。感恩之情难以用言语量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。

参 考 文 献

[1]李庆寿 《机床夹具设计》［M］. 北京： 机械工业出版社 1983，4
[2]顾崇衡 .《机械制造工艺学》［M］.陕西科学出版社.1995。
[3]邹青 .《机械制造技术基础课程设计指导教程》［M］ . 机械工业出版社，200.8。
[4]崇凯 .《机械制造技术基础课程设计指南》［M］.化学工业出版社 .2006.12。
[5]周开勤 .《机械零件手册》［M］.高等教育出版社 .1994。
[6]大连组合机床研究所 .《组合机床设计》［M］.机械工业出版社 .1978。
[7]李云..《机械制造及设备指导手册》［M］.北京:机械工业出版社 .1997.8。
[8]孟少农..《机械加工工艺手册》［M］.北京:机械工业出版社.1991.9。
[9]李庆寿.《机床夹具设计》［M］.北京：机械工业出版社 .1984。
[10]于骏一 .《机械制造技术基础》［M］.北京：机械工业出版社.2000。
[11]赵家奇 .《机械制造工艺学课程设计指导书—2版》［M］.北京:机械工业出版社.2000.10。
[12]陶崇德.葛鸿翰 .《机床夹具设计.第二版》［M］.上海：上海科技技术出版社 .1989。
[13]黄健求..《机械制造技术基础》［M］. 机械工业出版社 .2005。
[14]杨叔子. 《机械加工工艺师手册》［M］. 机械工业出版社 .2000。