液压阀衬套工艺及钻孔夹具设计

液压阀衬套工艺及钻孔夹具设计
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。
液压阀衬套加工工艺规程及钻孔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。
ABSTRCT

This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
Hydraulic valve bushing processing procedures and the drilling jig design is including parts processing process design, process design and special fixture design three parts. Should first analyze the parts in the process design, understand parts of technology to design the structure of blank, and choose the good parts processing benchmark, design process of the parts; Then the parts size of each work step of the process, the key is to determine the process equipment for each process and cutting parameter; For the design of special fixture, then select design out of the component parts of the fixture, such as the positioning device, clamping device, led components, specific connection with machine parts and other parts; Calculated at the exit of fixture locating position error, analysis the rationality of the fixture structure and deficiency, and pay attention to the improvement in the later design.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error
目       录
一、 零件的分析....................................................1
（一） 零件的作用...............................................1
（二） 零件的工艺分析...........................................2
二、 工艺规程设计..................................................3
（一） 确定毛坯的制造形式.......................................3
（二） 定位基准的选择...........................................4
（三） 拟定工艺路线.............................................5
（四） 选择加工设备及刀具、夹具、量具...........................8
 (五) 机械加工余量、工序尺寸的及毛坯尺寸的确定....................9
（六）确定切削用量及基本时间.....................................11
   专用夹具设计....................................................18
3.0机床夹具概述.................................................18
3.1 定位基准的选择..............................................18
   3.2 常见定位方案和定位元件......................................19
   3.3.切削力和卡紧力计算  ........................................21                                      
3.4定位误差分析    .............................................22                                            
3.5.问题的提出：.................................................22
3.6夹具设计：...................................................22
3.7夹具设计中的特点.............................................22
3.8夹具分类.....................................................23
3.9夹具设计技术的发展...........................................24
  3.9.1夹具体的基础件.............................................24
3.9.2设计方法和步骤.............................................25
夹具设计图纸如下：...............................................26
毕业设计总结.......................................................27
参考文献...........................................................29
一、零件的分析
在制订机械加工工艺时，必须具备：产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。
（一）零件的作用
根据图一衬套在实际工作中起到的作用和它的应用环境与目的有很大关系。在阀门应用领域，衬套被装置在阀盖内套住阀杆，以此来减少阀门的泄露，达到密封作用。在轴承应用领域，衬套的使用能减少轴承和轴座之间的磨损，避免轴和孔之间的间隙增大等作用。衬套的使用灵活性比较高，它能起到的作用也很多，概括来说衬套是对设备进行保护的一类部件。衬套的使用能减少设备的磨损、振动和噪音，并有防腐蚀的效果。衬套的使用还能方便机械设备的维修、简化设备的结构和制造工艺.
（二）零件的工艺分析
由图一零件图可知零件的材料为40Cr, 40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一, 调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。
由零件图可知Φ60中心线是主要的设计基准和加工基准，该零件的主要加工表面为Φ60±0.01的外圆表面、Φ44外圆表面、Φ25的内圆表面、Φ28的内圆、表面172的两个端面，M42的螺纹圆表面。
这些加工表面有着一定的位置要求，主要是：
1）Φ60轴线、Φ44轴线与Φ25的轴线的同轴度误差不大于Φ0.03。
2）T面对Φ60与Φ44的轴线的垂直度误差不大于0.03mm.
由以上分析可知，以上位置精度要求由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。
二、工艺规程设计
（一）确定毛坯的制造形式
选择毛坯应该考虑生产规模的大小，它在很大程度上决定采用某种毛坯制造方法的经济性。如生产规模较大，便可采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，这样，虽然一次投资较高，但均分到每个毛坯上的成本就较少。而且，由于精度较高的毛坯制造方法的生产率一般也较高，既节约原材料又可明显减少机械加工劳动量，再者，毛坯精度高还可简化工艺和工艺装备，降低产品的总成本。
选择毛坯应该考虑工件结构形状和尺寸大小。例如，形状复杂和薄壁的毛坯，一般不能采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯，往往不能采用模锻、压铸和精铸。再如，某些外形较特殊的小零件，由于机械加工很困难，则往往采用较精密的毛坯制造方法，如压铸、熔模铸造等，以最大限度地减少机械加工量。
选择毛坯应考虑零件的机械性能的要求。相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其机械性能往往不同。例如，金属型浇铸的毛坯，其强度高于用砂型浇铸的毛坯，离心浇铸和压力浇铸的毛坯，其强度又高于金属型浇铸的毛坯。强度要求高的零件多采用锻件，有时也可采用球墨铸铁件。
    零件材料为40Cr,该零件为套类零件，套类零件的结构特点是，具有同轴度要求较高的内、外旋转表面，壁薄而易变形，端面和轴线要求垂直，零件长度一般大于直径。套类零件起支承或导向作用，在工作中承受径向力或轴向力和摩擦力。套筒类零件毛坯材料的选择主要取决于零件的功能要求、结构特点及使用时的工作条件。套筒类零件一般用钢、铸铁、青铜或黄铜和粉末冶金等材料制成。有些特殊要求的套类零件可采用双层金属结构或选用优质合金钢，双层金属结构是应用离心铸造法在钢或铸铁轴套的内壁上浇注一层巴氏合金等轴承合金材料，采用这种制造方法虽增加了—些工时，但能节省有色金属，而且又提高了轴承的使用寿命。
套类零件的毛坯制造方式的选择与毛坯结构尺寸、材料、和生产批量的大小等因素有关。孔径较大（一般直径大于20mm）时，常采用型材（如无缝钢管）、带孔的锻件或铸件；孔径较小（一般小于20mm）时，一般多选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸件；大批大量生产时，可采用冷挤压、粉末冶金等先进工艺，不仅节约原材料，而且生产率及毛坯质量精度均可提高。
套筒类零件的功能要求和结构特点决定了套筒类零件的热处理方法有渗碳淬火、表面淬火、调  质、高温时效及渗氮。
根据以上，选择‘棒料’因为它易采购，成本低，准备周期短。如图2所示
（二）定位基准的选择
定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

1、粗基面的选择

如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准，如在工件上有很多不加工表面。则应有与其中的加工表面的位置精度要求较高的表面作粗基准。
如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准。
选作粗基准的表面应平整，没有浇口或飞边等缺陷，以便定位可靠。粗基准只能用一次，以免产生较大的的位置误差。
对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，以毛坯的外圆作为粗基准。
2、精基面的选择

用公用基准作为精基准，以消除不重合误差，即“基准重合”原则。尽可能使各个工序的定位都采用同一基准，即“基准统一”。当精加工或光整加工工序要求余量小而无效均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即“自为基准”原则。
为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，遵循“互为基准”原则。
精基准的选择，尤其是主要定位面，应有足够大的面积和精度，以保证定为基准可靠。同时还应使夹紧机构简单，操作方便。即“便于装夹”原则。
精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，应该选择Φ25的孔作为精基准。
（三）拟定工艺路线
   拟定工艺路线的出发点：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。在生产纲领和生产类型已确定为大批量生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还考虑经济效果，以使降低成本。制定如下两种方案
参考文献
［1］吴慧媛主编.《零件制造工艺与装备》，高等教育出版社
［2］韩邦华主编.《机制工艺与装备课程设计指导书》
［3］肖继德主编.《机床夹具设计》，机械工业出版社
［4］黄如林主编.《切削加工简明实用手册》，化学工业出版社
［5］王幼龙主编.《机械制图》，高等教育出版社