机械制造与自动化论文资料.doc
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1、.*毕业综合实习报告设计题目: 球阀阀体工艺与工装设计 专业班级: 设 计 人: 指 导 人: 2012 年 6 月 10日 教研室主任批准 教研室 日期 签名 毕业设计(论文)任务书发给学生 a. 设计(论文)题目及专题: 阀体工艺装备设计 2、学生提交设计(论文)期限:自 月 日开始至 月 日完成3、设计(论文)所用原始材料: 4、设计(论文)的主要章节: 5、图表目录(必须完成的图) 6、设计答疑人答 疑 章 节姓 名7、发题日期: 年 月 日指导人(签名): 学 生(签名): 摘 要此次课程设计涉及的知识面有机床夹具概述、工件的定位及定位元件、工件的夹紧和夹紧装置、夹具体及分度装置、阀
2、体零件工艺分析、阀体零件的车床夹具设计、阀体零件的钻床夹具设计多方面的知识。CAXA电子图版简介、功能、特点及CAXA制图。UG简介、特点、功能及三维模型的创建。 由于本人水平有限,设计还要许多不足之处,希望陈老师给予批评和指正!关键词:夹具,阀体工艺分析,夹具设计,CAXA,UG目 录前言-1第一章 阀体零件工艺分析-21.1阀体图-21.2 零件图及零件的功用、材料和性-21.3 形体分析-21.4 技术要求分析-31.5 零件的加工工艺性分析-4 1.6 安排加工工艺路线-51.7总装图-7第二章 机床夹具概述-821 机床夹具的作用-822 机床夹具的组成-823 机床的分类-924
3、工件的装夹方法-10第三章 工件的定位及定位元件-10 3.1 工件在夹具中的定位-103.2 定位误差-11第四章 工件的夹紧和夹紧装置-124.1 夹紧-124.2 夹紧力的确定-12第五章 夹具体及分度装置-145.1 夹具体-145.2 分度装置-14第六章 CAXA简介、功能、特点及图形的建立-166.1 CAXA电子图板简介-166.2 功能和特点- -166.3 图形的建立- -17第七章 UG简介、特点及三维模型创建-187.1 Unigraphics 简介-197.2 UG特点-197.3 三维模型的创建-21第八章 阀体零件的车床夹具设计-218.1 车床夹具的主要类型-2
4、28.2车床夹具的设计要点-228.3阀体零件的车床专用夹具的加工误差分析-238.4阀体零件的车床夹具的加工误差分析-23第九章 阀体零件的钻床夹具设计-279.1钻床夹具的主要类型-279.2钻模的设计要点-279.3阀体零件的钻床专用夹具的总体-28结束语-31参考文献-32附录-33.*前 言这次课程设计是应用所学基础理论、专业知识与技能去分析和解决生产实际问题的一次综合训练。把所学的知识能够综合运用到实际零件的加工中。通过本次设计使我巩固了已学的知识,加深了印象,使自己能够运用所学的机械加工知识解决一些具体的问题。此次课程设计涉及的知识面有夹具设计、零件安装、加工工艺、数值计算、刀具
5、的性能、测量技术、CAD制图外还涉及到金属材料、公差配合及加工设备等多方面的知识。通过这次课程设计我发现了自己还有许多知识还没有掌握牢固。但更多的是通过这次设计使我提高、巩固、扩大了自己所学到的理论知识与技能,提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力学会正确使用技术资料、标准、手册等工具书,并在这次设计中培养了我对机械设计的独立工作能力、初步树立了正确的实际思想,掌握了一定的机械加工设计方法步骤和思路为以后的学习和设计工作打下了良好的基础。同时,也使我体会到了老师平时对我们的谆谆教导、用心良苦。第一章 阀体图及阀体工艺性分析1.1 阀体图:图1 零件图1.2 零件的功用、材料和性能该阀体是一
6、个管道控制阀,通过一处外螺纹,一处带螺纹孔的方形壁与其他物体连接。顶部内螺纹是用来安装控制阀门,利用阀门来控制液体的开关以及流量的大小。阀体的材料是灰铸铁HT350,其抗拉强度大于350MPa。灰铸铁有很多优良性能:a)铸造性能好,灰铸铁熔点低、流动性好。b)减振性好,石墨割裂了基体,阻止了振动的传播,并将振动能量转变为热能而消失。c)切削加工性能好,片状石墨割裂了基体,使切削容易脆断,且石墨有减振的作用,减少了刀具的磨损。d)缺口敏感性低。1.3形体分析此零件是阀体,从零件图上看,阀体左端通过螺柱和螺母与阀盖连接,形成球阀容纳阀芯的43空腔,左端的50H11圆柱形槽与阀盖的圆柱形凸缘相配合;
7、阀体空腔右侧35H11圆柱形槽,用来放置球阀关闭时不泄露流体的密封圈;阀体右端有用于连接系统中管道的外螺纹M362,内部阶梯孔28.5 、20与空腔相通;在阀体上部的36圆柱体中,有26、 22、18的阶梯孔与空腔相通,在阶梯孔内容纳阀杆、填料压紧套;阶梯孔顶端90扇形限位凸块,用来控制扳手和阀杆的旋转角度。从尺寸上分析,阀体的结构形状比较复杂,标注尺寸很多,这里仅分析其中主要尺寸,其余尺寸读者自行分析。以阀体水平轴线为径向(高度方向)尺寸基准,注出水平方向的径向直径尺寸50、 35、20和M362等。同时还要注出水平轴线到顶端的高度尺寸56。以阀体垂直孔的轴线为长度方向尺寸基准,注出铅垂方向
8、的径向直径尺寸36、M241.5、 22H11、 18H11等。同时还要注出铅垂孔轴线与左端面的距离21。以阀体前后对称面为宽度方向尺寸基准,注出阀体的圆柱体外形尺寸55、左端面方形凸缘外形尺寸7575,以及四个螺孔的定位尺寸70。同时还要注出扇形限位块的角度定位尺寸4530。1.4 技术要求分析尺寸精度:阀体的尺寸精度中50,35的精度为IT7。尺寸41的公差是0.06,精度为IT9。尺寸43的公差是0.039,精度是IT8.尺寸21的公差是0.05,精度是IT9. 尺寸22,20的公差是0.033,精度是IT8. 尺寸5的公差是0.18,精度是IT13. 尺寸18的公差是0.027,精度是
9、IT8. 尺寸56的公差是0.12,精度是IT10.位置精度:指零件的各表面之间相互位置精度。20和35的同轴度应达到设计要求。四个螺纹孔对35的轴线的位置度也应达到设计要求。表面粗糙度:零件的各表面的粗糙度应达到设计要求的粗糙度Ra值。热处理性能:作用零件的使用要求,其材料性能是很重要,对加工切削也有很大影响。项目说明0.025A内孔轴线对内孔轴线的同轴度公差为0.0250.05A左端面相对基准A圆柱面其垂直度要求为0.050.02A的内孔相对基准的起垂直度要求是0.020.06A被测轴线必须位于直径为公差值0.06的范围内轴线位于相对于基准A所确定的理想位置上HT350材料为灰铸铁1.5
10、零件的加工工艺性分析1.5.1 此零件是阀体,主要加工面是外圆、内孔、端面、阶台孔、内螺纹和沟槽等,而且加工的内表面比外表面多,就带来了许多困难:a) 孔加工是在零件的内部进行,切削情况不易直接用眼睛来观察;b) 切屑不易排出,冷却液难以注入切削区域;c) 当加工时,壁厚比较薄,加工时容易产生变形;d) 内孔的测量要比外圆难,尤其是小孔。1.5.2就阀体零件来说:a)该工件是以左端面和轴线为基准,根据基面先行的原则,第一道工序应以右端面外圆定位加工左端面及内孔。b)因阀体零件的壁厚较薄,在各道工序夹持工件时应注意防止变形。c)该工件内孔20和35有同轴度要求,所以在加工时20、35应在一次装夹
11、内完成加工。d)该工件螺纹孔4-M12对35的轴线有位置度要求,所以在加工4-M12螺纹孔时,应设计专用钻模,才能保证位置度的要求。1.6 安排加工工艺路线在拟定工艺路线时,工序集中或分散的程度,主要取决于生产规模、零件的结构特点和技术要求,有时,还要考虑各工序生产节拍的一致性。一般情况下,单件小批生产时,只能工序集中,在一台普通机床上加工出尽量多的表面;大批大量生产时,既可以采用多刀、多轴等高效、自动机床,将工序集中,也可以将工序分散后组织流水生产。批量生产应尽可能采用效率较高的半自动机床,使工序适当集中,从而有效地提高生产率。阀体零件的加工工艺路线安排如下:a)铸造毛坯b)时效处理c)车左
12、端面,粗、半精、精镗孔35、43、50;钻、粗铰、精铰20d)调头,车右端面,车孔28.5;车右端外圆表面,倒角;车M362螺纹e)车上端面,镗孔18、22、26,车孔24.3;车M24螺纹f)钻攻4-M12螺纹g)铣凸台h)检查i)包装入库1.7总装图见图2所设计的球阀总装图:图2 球阀总装图.*第二章 机床夹具概述21 机床夹具的作用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,在进行机械加工前,先要将工件装夹好。其作用是使工件相对于机床和刀具有一个正确位置.并在加工过程中保持这个位置不变。22 机床
13、夹具的组成 2.2.1 定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2.2.2 夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢,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正确位置。2.2.3 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。2.2.4 连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。2.2.5 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。2.2.6 其他元件或装置 是指家家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
14、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。23 机床的分类 机床夹具种类繁多,可以从不同的角度对机床夹具进行分类。2.3.1 按夹具的使用特点可分为:通用夹具,专用夹具,可调夹具,组合夹具,拼装夹具。2.3.2 按使用机床可分为:车床夹具,铣床夹具,钻床夹具,镗床夹具,齿轮机床夹具,数控机床夹具,自动机床夹具,自动线随行夹具以及其他机床夹具。2.3.3 按夹紧的动力源可分为:手动夹具,气动夹具,液压夹具,气液增力夹具,电磁夹具以及真空夹具等。24 工件的装夹方法2.4.1 工件装夹的方法有两种:a)将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上b)将工件装夹在夹具上采用第一种方法装
15、夹的效率低,一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线,划出加工表面的尺寸和位置,装夹时,用划针或面分表找正后再夹紧。一般用于单件和小批生产。批量较大时,都采用夹具装夹工件。2.4.2 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,降低生产成本第三章 工件的定位及定位元件31 工件在夹具中的定位3.1.1工件的定位的基本原理a)六点定则用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度,使工件在夹具中的位置完全确定,称为“六点定位原则”,简称“六点定则”。六点定则是工件定位的基本法则,用于实际生产时
16、,起支承点作用的是一定形状的几何体,这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。3.1.2 限制工件自由度与加工要求的关系工件定位时,影响加工要求的自由度必须限制;不影响加工要求的自由度,有时要限制,有时可不限制,视具体情况而定。习惯上,工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位,工件限制的自由度少于六个,但能保证加工要求的定位称为不完全定位。3.1.3 在工件定位时,以下情况允许不完全定位:a 加工通孔或通槽时,沿贯通轴的位置自由度可不限制。b 毛坯(本工序加工前)是轴对称时,绕对称轴的角度自由度可不限制。c 加工贯通的平面时,除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外,还可不限制绕垂直加工面的轴
17、的角度自由度。夹具上的定位元件重复限制工件的同一个或几个自由度的定位称为重复定位。重复定位分两种情况:当工件的一个或几个自由度被重复限制,并对加工产生有害影响的重复定位,称为不可用重复定位。它将造成工件定位不稳定,降低加工精度,使工件或定位元件产生变形,甚至无法安装和加工。因此,不可用重复定位是不允许的。 当工件的一个或几个自由度被重复限制,但仍能满足加工要求,即不但不产生有害影响,反而可增强工件装夹刚度的定位,称为可用重复定位。在生产实际中,可用重复定位被大量采用。3.1.4 基准、对定位元件的基本要求a. 定位基准的选择定位基准的选择,应尽量使工件的定位基准与工序基准相重合;尽量用精基准作
18、为定位基准;遵守基准统一原则;应使工件安装稳定,加工中所引起的变形最小;应使工件定位方便,夹紧可靠。b. 对定位元件的基本要求足够的精度、足够的强度和刚度、耐磨性好、工艺性好、便于清理切削。3.1.5 工件定位方式及其定位元件a、工件以平面定位。工件以平面作为定位基准时,所用定位元件一般可分为主要支承和辅助支承。主要支承用来限制工件的自由度,具有独立定位的作用。辅助支承用来加强工件的支承刚性,不起限制工件自由度的作用。 b、工件以圆柱孔定位。工件以圆柱孔为定位基准,如套类、齿轮、拨叉等。此种定位方式所用的定位元件有圆柱定位销、定位心轴和圆锥定位销等。 c、工件以外圆柱面定位。工件以外圆柱面定位
19、时,常用的定位元件有:V形块、定位套和半圆套。3.2 定位误差的分析造成定位误差的原因有两个:一是定位基准与工序基准不重合,由此产生,基准不重合误差b;二是定位基准与限制位基准不重合,由此产生基准位移误差y 。基准不重合误差b是一批工件逐个在夹具上定位时,定位基准与工序基准不重合而造成的加工误差,其大小为定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。基准位移误差y是一批工件逐个在夹具上定位时,定位基准相对于限位基准的最大变化范围在加工尺寸方向上的投影。第四章 工件的夹紧和夹紧装置41夹紧装置的组成4.1.1夹紧装置的种类繁多,综合起来其结构均由两部分组成。a) 动力装置 产生夹紧力。动力装置是产生原始
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