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密級： 學號： 本科生畢業(yè)論文（設計） 基于UG的閥體零件的機械加工工藝及夾具設計 學 院： 專 業(yè)： 班 級： 學生姓名： 指導老師： 完成日期： 學士學位論文原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的論文（設計）是本人在指導老師的指導下獨立進行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文（設計）不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本申明的法律后果由本人承擔。 學位論文作者簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權江西科技學院可以將本論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 本學位論文屬于 保 密 □， 在 年解密后適用本授權書。 不保密 □。 （請在以上相應方框內打“√” ） 學位論文作者簽名（手寫）： 指導老師簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 摘要 本篇設計是基于UG的閥體零件的機械加工工藝及夾具設計。閥體零件的主要加工表面是內孔和各輪廊面等。一般來說，保證平面的加工精度與保證孔系的加工精度相比，保證平面的加工精度比較容易?？讖郊庸ざ际沁x用專用鏜孔夾具，夾緊方式一般選用手動夾緊，夾緊可靠。因此生產效率較高。能夠滿足設計要求。 文章的重點在于對閥體的工藝性和力學性能分析，對加工工藝進行合理分析，選擇確定合理的毛坯、加工方式、高效設計、省力的夾具，經過實踐證明，最終加工出合格的閥體零件。 關鍵詞：閥體類零件；工藝；夾具； 1 Abstract This design is based on UG body parts of the mechanical processing technology and fixture design. The main processing surface of body parts is the inner hole and the outline. Generally speaking, the machining accuracy of the plane is guaranteed to ensure the machining accuracy of the plane is relatively easy compared with the machining precision of the hole. Is the aperture processing of special boring fixture, the clamping way generally manual clamping, clamping reliable. Therefore, the production efficiency is high. Can meet the design requirements. 文章的重點在于對閥體的工藝性和力學性能分析，對加工工藝進行合理分析，選擇確定合理的毛坯、加工方式、高效設計、省力的夾具，經過實踐證明，最終加工出合格的閥體零件。 The focus of the article is on the valve body, the processing and mechanical properties analysis on the process of rational analysis, to determine the reasonable blank, processing, efficient design, labor saving fixture. Through practice proved that ultimately produce a qualified body parts. 關鍵詞：閥體類零件；工藝；夾具； Key words: valve parts; process; fixture; 1 目錄 第一章 緒論 1 第二章 零件的分析 2 2.1 零件的作用 3 2.2 零件的技術要求 5 第三章 確定毛坯、畫毛坯—零件合圖 6 3.1 確定毛胚的制造形式及材料 7 3.2 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8 3.3 選擇加工設備及刀、夾、量具 9 第四章 工藝規(guī)程設計 10 4.1 定位基準的選擇 12 4.2 定位元件 13 4.3 切削力及夾緊力的計算 14 4.4 加工工序設計 15 第五章 鉆孔夾具的設計 23 5.1定位基準的選擇 23 5.2切削力的計算與夾緊力分析 23 5.3夾緊元件及動力裝置確定 23 5.4夾緊裝置的設計 23 5.5夾具操作的簡要說明 23 第六章 UG軟件在機械設計中的應用 23 結 論 24 參考文獻 25 致 謝 26 第一章 緒 論 本文首先對閥體的零件進行分析，通過對閥體進行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、機械加工余量、基準選擇、工序尺寸和毛坯尺寸的確定，以及切削用量和工時的計算等相關內容。為了提高勞動生產率，與指導老協(xié)商后，感覺用夾具比較合適。 在這次畢業(yè)設計中，根據課題所給的零件圖、技術要求，通過查閱相關資料和書籍，了解和掌握了的機械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運用這些方法和步驟進行了夾具設計。整個設計得指導思想“簡便、效率高、非常經濟”。 機床夾具是生產技術準備工作中一項重要組成部分，為了適應現(xiàn)代機械工業(yè)的上述生產特點，機床夾具發(fā)展方向主要表現(xiàn)為： 標準化：完善的標準化，不僅指現(xiàn)有夾具零部件（包括毛坯及半成品）的標準，而且應有各種類型夾具結構的標準。后者如通用可調夾具標準；組合夾具標準；自動線夾具標準等，并在上述兩種標準化的基礎上，對專用夾具零部件，通用可調夾具零部件及組合夾具零部件等，實行統(tǒng)一的標準化，以便使有一部分零部件，能在各類夾具上通用。另外把一些夾具部件、組件，做成一個獨立單元，使夾具的設計、制造和裝配工作簡化，這也是夾具標準化的一個發(fā)展方向。作為發(fā)展趨勢，有些國家不僅有上述各種夾具標準，而且有制造標準零部件和各類標準夾具的專業(yè)工廠，使原來單件生產的夾具，轉變?yōu)閷I(yè)化批量生產，有利于縮短生產周期和降低成本。 可調化、組合化：當前機床夾具結構發(fā)展的兩個主要方面，一是要把專門用于某一特點工序的專用夾具，擴大其應用范圍，使能用于同一類型零件的加工，并實現(xiàn)快速調整；二是改變專用夾具在產品稍有修改或改變就報廢的現(xiàn)象，使夾具能重復利用，實行組合化的原則，用少數(shù)元件能滿足多種需要。 精密化：隨著機械產品加工精度日益提高，高精度機床大量涌現(xiàn)，勢必要求機床夾具也相應越來越精密。 高效自動化：為了改善勞動條件，實現(xiàn)文明生產，提高生產效率，降低加工成本，不僅大批量生產有此要求，對多品種、小批量生產同樣可考慮采用合適的高效自動化夾具，使獲得良好的經濟效益。 第二章 零件的分析 2.1 零件的作用 本文首先對閥體的零件進行分析，通過對閥體進行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、機械加工余量、基準選擇、工序尺寸和毛坯尺寸的確定，以及切削用量和工時的計算等相關內容。為了提高勞動生產率，與指導老協(xié)商后，感覺用夾具比較合適。隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質量、高生產率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。 工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。題目給出的零件是閥體。閥體的主要作用是連通不同介質的連通作用，實現(xiàn)介質之間的流通。故閥體零件的加工精度和表面光潔度直接影響著的精度和效率，可以說，一個加工精度高的閥體與加工精度的低的閥體相比，其使用效果很明顯。 在這次畢業(yè)設計中，根據課題所給的零件圖、技術要求，通過查閱相關資料和書籍，了解和掌握了的機械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運用這些方法和步驟進行了夾具設計。整個設計得指導思想“簡便、效率高、非常經濟”。 2.2 零件的工藝分析 （1）以φ50.8中心孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：兩側端面φ216面的銑削加工； 的孔加工，的斜孔加工，φ64H10的斜孔加工，兩側端面上的11.97.9凹槽加工。其中兩側面有表面粗糙度要求為，φ64H10孔的表面粗糙度要求。 （2）以中間孔中心的孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：φ226端面銑削加工，φ25.4孔的加工。以及端面上11.97.9凹槽加工。 以下是該閥門閥體的零件圖。 閥體主剖視圖 閥體左視圖 閥體局部剖視圖 第三章 確定毛坯、畫毛坯—零件合圖 3.1 確定毛坯的制造形式及材料 “閥體”零件材料采用304鑄造件制造。閥體材料為ZG 1Cr18Ni9Ti，硬度HB為170—241，生產類型為大批量生產，采用鑄造毛坯。 由于零件尺寸不大，結構比較復雜，因此我們采用鑄造的形式，從而提高勞動生產率，降低成本。 3.2 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3.2.1、頂面和底面的加工余量 根據工序要求，頂面和底面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-23。其余量值規(guī)定為2.7~3.5mm，現(xiàn)取3mm。 表7-27粗銑平面時厚度偏差取-0.28mm。 精銑：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-24。其余量值規(guī)定為0.8~1.0mm，現(xiàn)取1mm。 鑄造毛坯的基本尺寸為371.3+3+3+1=378.3mm。 根據《實用機械制造工藝設計手冊》表2-5，鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.6mm。 毛坯的名義尺寸為：371.3+3+3+1=378.3mm 毛坯最小尺寸為：378.3-0.8=367.5mm 毛坯最大尺寸為：378.3+0.8=379.1mm 粗銑后最大尺寸為：371.3+1+1=373.3mm 粗銑后最小尺寸為：373.3-0.28=372.1mm 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即371.3mm。 3.2.2、φ50.8孔的加工余量， 根據工序要求，該孔的加工分為粗鏜、精鏜兩個工序完成，各工序余量如下： 粗鏜：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為2.0mm; 精鏜：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為0.3mm。 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 毛坯基本尺寸為φ50.8-2-1-0.3=φ47.5 根據《實用機械制造工藝設計手冊》表2-5，鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.1mm。 毛坯名義尺寸為φ50.8-2-1-0.3=φ47.5； 毛坯最大尺寸為φ47.5+0.55=φ48.05； 毛坯最小尺寸為φ47.5-0.55=φ46.95； 粗鏜工序尺寸為φ46.95； 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即φ50.8 3.2.3、φ64孔的公差0~+0.12 根據工序要求，側面孔的加工分為粗鏜、半精鏜、精鏜三個工序完成，各工序余量如下： 粗鏜：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為2.0mm； 半精鏜：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為1.3mm； 精鏜：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為0.3mm。 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 毛坯基本尺寸為φ64-2-1.3-0.3=φ60.4mm； 根據《實用機械制造工藝設計手冊》表2-5，鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.1mm。 毛坯名義尺寸為φ64-2-1.3-0.3=φ60.4mm； 毛坯最大尺寸為φ60.4mm+0.55=φ60.95mm； 毛坯最小尺寸為φ60.4mm-0.55=φ59.95mm； 粗鏜工序尺寸為φ61.3mm； 半精鏜工序尺寸為φ62mm； 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即φ64 0~+0.12mm。 第四章 工藝規(guī)程設計 4.1 定位基準的選擇 4.1.1、粗基準的選擇： 粗基準選擇毛坯的下底面。 4.1.2、精基準的選擇： 精基準選擇毛坯經過銑削的下底面。 4.2 制定工藝路線 本次設計的零件是閥體的加工工藝，根據先面后孔原則，本次先以內孔定位加工閥體零件的各個面，然后再是孔。后續(xù)工序安排應當遵則。先粗加面，再粗加工孔。對于閥體，需要精加面。按上述原則亦應工孔系，但在實際生產中互垂直。加工工后，將工件清凈。清洗后用壓凈。保證零件于。 根據以定如下： 工序1：毛坯制造。 工序2：對毛坯進行時效處理，確定并在毛坯上畫出各孔的位置。 工序3：粗銑和精銑上頂面即φ226面，保證尺寸42到位。 工序4：鉆φ226大端面上的10個φ25.4的工藝孔。 工序5：粗鏜兩側端面斜孔2-φ50.8。 工序6：粗鏜和精鏜斜孔2-φ64H10，保證16寬度尺寸到位。 工序7：銑兩側端面φ216和φ104端面，保證尺寸371.3和7.9到位。 工序8：銑兩側端面上的2處11.97.9凹槽。 工序9：銑頂面上的11.97.9凹槽。 工序10：鉆兩側端面φ216上的16-φ25.4孔。 工序11：清洗加工零件。 工序12：檢查零件。 4.3 選擇加工設備及刀、夾、量具 由圖樣分析，該圖樣需要銑削外輪廊，鏜斜孔，鉆、鉸孔，在這里我們在銑輪廓時選用面銑刀，擴孔鉆，鉸刀。而鉆削加工時我們可以選用麻花鉆頭，量具可選用0--150mm為75-100mm的測量游標卡尺，外徑千分尺，游標深度卡尺等。 4.4 確定切削用量及基本工時 工序3：粗、精銑上平面 機床：銑床X5032 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) （1）粗銑 銑削深度： 每齒進給量：根據文獻[7]表2.4-73，取 銑削速度：參照文獻[7]表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據文獻[7]表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）精銑 銑削深度： 每齒進給量：根據文獻[7]表2.4-73，取 銑削速度：參照文獻[7]表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間 工序4: 鉆頂面10個工藝孔 機床：Z3050組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 （1）鉆定位孔 切削深度： 進給量：根據文獻[7]表2.4-39，取 切削速度：參照文獻[7]表2.4-41，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）擴定位孔 切削深度： 進給量：根據文獻[7]》表2.4-52，擴盲孔取 切削速度：參照文獻[7]表2.4-53，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序5：粗鏜φ50.8、精鏜φ64H10 機床：T613臥式鏜床 刀具：硬質合金鋼刀具YG3X （1） 粗、精鏜孔 粗鏜孔 切削深度： 進給量：根據文獻[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：參照文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 精鏜孔 切削深度： 進給量：根據切削深度，再參照文獻[7]表2.4-66。因此確定進給量 切削速度：參照文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： （2）粗鏜 孔 粗鏜 孔 切削深度： 進給量：根據文獻[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取200mm，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：參照文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 第五章 鉆孔夾具設計 本夾具主要用來鉆兩側面φ216端面上的共16-φ25.4孔，所考慮的要確定定位基準面和定位基準中心，鉆孔要考慮使用鉆套，夾緊裝置要考慮用手動還是自動夾緊方式。 5.1 定位基準的選擇 根據鏜孔夾具的定位方式相同，也采用一面兩孔定位，一面即為加工好的大底面φ226端面，兩孔選擇10-φ25.4中的兩個對角φ25.4孔為對角定位基準孔的中心。 5.2 定位元件的設計 本工序選用的定位基準為一面兩孔定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面兩銷。因此進行定位元件的設計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進行設計。 由加工工藝孔工序簡圖可計算出兩工藝孔中心距。 由于兩工藝孔有位置度公差，所以取其尺寸公差為。 所以兩工藝孔的中心距為 ，而兩工藝孔尺寸為。 根據文獻[16]削邊銷與圓柱銷的設計計算過程如下： 圖1 定位元件示意圖 （1）確定兩定位銷中心距尺寸及其偏差 == （2）確定圓柱銷直徑及其公差 （—基準孔最小直徑） 取f7 所以圓柱銷尺寸為 （3）削邊銷的寬度b和B （由《機床夾具設計手冊》） （4）削邊銷與基準孔的最小配合間隙 其中： —基準孔最小直徑 —圓柱銷與基準孔的配合間隙 （5）削邊銷直徑及其公差 按定位銷一般經濟制造精度，其直徑公差帶為，則削邊銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為 。 5.3 切削力及夾緊力的計算 由資料《機床夾具設計手冊》查表可得： 切削力公式： 式（2.17） 式中 查表得： 即： 實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得： 安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 取，， 螺旋夾緊時產生的夾緊力，由式（2.9）有：： 式中參數(shù)由[16]《機床夾具設計手冊》可查得： 其中： 由[16]《機床夾具設計手冊》表得：原動力計算公式： 由上述計算易得： 因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 5.4 鉆套的設計 本次鉆孔需鉆的是兩側端面上的共16個φ25.4孔，由于分別兩邊都是均布分布的孔，要采用快換式鉆套來對各孔進行鉆孔加工。以下式快換式鉆套的選擇。 鉆套結構參數(shù)如下表： 表3鉆套基本結構參數(shù) d H D 公稱尺寸 允差 25 56 35 +0.025 +0.009 52 46 12 5.5 21 32.5 5.5 夾緊裝置的設計 本次夾緊裝置采用手動夾緊裝置，用壓板直接夾緊兩側φ216端面上的即可，一邊采用一個壓板，用圓柱頭調節(jié)支撐作為支撐，中間采用螺柱拉桿作為拉緊件并用螺母擰緊即可。  第六章 UG軟件在機械設計中的應用 UG軟件在機械設計中的應用二維CAD著眼于完善產品的幾何描述能力，而三維設計是著眼于更好表達產品完整的技術和生產管理信息，使得一個工程項目的設計和生產準備各環(huán)節(jié)可以并行展開。而且三維設計可方便地設計出所見即所得的三維實體模型，并對其進行裝配、過去模擬及干涉檢查，即在投入真實的生產之前就可以對其產品進行物性分析及裝配測試等活動。從而更好的滿足設計目的的要求，并大大縮短了產品的生命周期。UG 軟件是一個基于特征的參數(shù)化實體建模設計工具，是當今世界完全基于NT/Windows平臺的三維機械設計CAD軟件系統(tǒng)主流產品。UG 軟件與其它基于特征的參數(shù)化三維機械設計軟件，如Pro/Engineer、UG相比，具有Windows 的圖形界面和易于掌握的優(yōu)點。同時，利用裝配建模技術可以將零件模擬裝配起來，并可以對裝配結果進行后續(xù)的裝配干涉分析、運動仿真模擬、物性分析及有限無分析，還可以在裝配環(huán)境中對零件進行設計、編輯及修改。利用這些功能，能有效地避免產品設計中經常帶來的尺寸不匹配、零件干涉等問題。 16 結 論 在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度本文所設計的是基于UG的閥體零件的機械加工工藝及夾具設計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最后，發(fā)自內心地感謝我的老師和同學們的幫助，因為有了大家的幫助和支持，我才能夠順利地完成這次的畢業(yè)論文，最后，向大家表示深深的感謝和祝福。 回憶過去，展望未來，我感概良深，覺得以后還有很長一段路要走，我必須努力工作，用自己的實際行動來回報社會和父母。 參考文獻 [1] 劉德榮．組合夾具結構簡圖的初步探討．組合夾具，1982. 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