ZL50型操纵阀工艺规程毕业设计.doc

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1、目 录1 ZL50型操纵阀工艺规程设计11.1 零件工作图分析11.1.1 零件的作用11.1.1零件的工艺分析32 工艺规程的设计42.1确定生产类型及工艺安排基本倾向42.2确定毛坯种类、形状及尺寸42.2.1确定毛坯余量42.2.2确定毛坯形状52.2.3确定各加工表面的加工方案52.4 确定定位基准52.5 编制机械加工工艺路线62.5.1工艺路线方案62.6 确定机械加工含量，工序尺寸及偏差72.7 确定各工序的机床，工装82.7.1加工要求82.7.2机床及工装83.确定切削用量及功率93.1工序594 夹具的设计104.1零件分析105拟定夹具结构方案.绘制夹具结构草图115.1

2、 确定夹具的类型115.2 拟定定位夹紧方案115.3 选择设计设计定位装置的结构125.4 选择设计夹紧装置的结构135.5 确定对刀装置135.6 设计夹具体，完成总体结构设计146 夹具精度分析14致 谢16参考文献171 ZL50型操纵阀工艺规程设计1.1 零件工作图分析1.1.1 零件的作用图1 ZL50型装载机变速箱操纵液压回路1油底壳；2滤网；3、5、7、20、22软管；4油泵；6滤油器；8调压阀；9离合器切断阀；10换挡操纵阀；11挡油缸；12挡油缸；13倒挡油缸；14气阀；15单向节流阀；16滑阀；17箱壁埋管；18压力阀；19变矩器；21散热器；23背压阀；24大超越离合器

3、 图2 ZL50型装载机变速箱液压操纵原理1换挡操纵阀；2离合器切断阀；3调压阀 图3 组合阀结构1调压阀杆；2蓄能器弹簧；3调压弹簧；4蓄能器活塞；5气阀杆弹簧；6活塞；7小柱塞；8切断阀杆；9切断阀弹簧；10操纵阀杆 由ZL-50型操纵阀的工作图可知：操纵阀是该机构上的主要零件之一。该件整体上呈圆棒状，一端开口槽用来与手柄连接与实现操纵；中间圆弧槽及通孔是设计巧妙之处，用来变换进油、回油路；底面三个锥窝用来实现定位，使操纵阀处于三个不同的工作位置。圆柱销起定位转轴作用。1.1.1零件的工艺分析图4 零件的工艺分析由操纵阀零件图可知，一共有八个加工面：1）25、12、外圆面，且外圆面的Ra0

4、.13；2）两端面及左端面，并对外圆的垂直度公差为0.2mm, Ra6.3um;3)两端中心孔及一端孔，且此孔与40外圆的通轴度要求为0.15mm;4)开口槽对40外圆母线的平行度公差0.1mm；5）两个宽为6mm的圆弧槽；6）5通孔7）安装圆柱销的孔深为8mm；8）三个锥窝Ra6.3，角度为90；2 工艺规程的设计2.1确定生产类型及工艺安排基本倾向由机械制造工艺与设备设计手册中表182确定为中批生产。第1、3、7、组外圆（外圆除外）采取工序集中，其余都采用工序分散。机床按加工零件类别排列布置。2.2确定毛坯种类、形状及尺寸该零件材料为20CrMnTi、外圆面要求有的精度，且不准有砂眼、气孔

5、、等缺陷，因此采用锻造保证其它的机械性能；又因为零件为圆柱状，所以采用模锻以满足生产批量要求。2.2.1确定毛坯余量选取加工余量及公差，经计算得到的毛坯尺寸及公差。各尺寸汇总表1，祥见毛坯零件综合图。 表1 毛坯加工余量及毛坯尺寸 零件部位名称零件图尺寸查表余量及偏差确定余量及偏差毛坯尺寸及偏差大圆柱长度a=626250.52小圆柱长度15a=6262212大圆柱直径a=6262462小圆柱直径25a=62623122.2.2确定毛坯形状零件上右端台阶因尺寸较小不予锻出,由机械加工工艺设计手册计算出锻件两端圆角半径为7mm，两圆柱相接处同角半径为5mm。2.2.3确定各加工表面的加工方案1）外

6、圆加工a: 12外圆；粗车; b： 外圆；粗车半精车粗磨精磨抛光c：25外圆；粗车；2）端面加工a：12端面；粗车半精车b：两端面；粗车c：25端面；粗车3）槽的加工方案a：两圆弧槽；铣b：端面处开口通槽；铣4）孔的加工方案a：中心孔；钻b： ；钻c：5通孔；钻d：孔；钻一铰e：三锥窝；钻f：两圆弧槽的两端窝；钻2.4 确定定位基准1）粗基准；50.52毛坯外圆及两端面。2）精基准；1.两端中心孔；2.两端中心及外圆；3. 外圆左端面；4. 25外圆及左端面；5. 12左端面及40外圆；6. 40外圆及5孔；7. 40外圆。2.5 编制机械加工工艺路线2.5.1工艺路线方案在保证零件尺寸公差，

7、形位公差及表面粗糙度等技术要求条件下，中批生产可以考虑通用机床，专用工装，以便降低生产成本。拟定两个工艺路线方案。 表2 工序卡片工序号方案1 工序内容定位基准方案2 工序内容定位基准5车12外圆，端面倒角打中心孔462两端面及外圆车外圆及端面31外圆10车外圆及端面两端中心孔粗磨外圆外圆20粗磨外圆两端中心孔及外圆车12外圆，端面倒角打中心孔40.5两端面及外圆25钻4孔6孔和钻5外圆及端面钻46孔和钻5孔外圆及左端面30去毛刺钻三锥窝40.5外圆及端面5孔35钻三锥窝40.5外圆及31外圆铣圆弧槽40.5外圆及端面5孔40铣圆弧槽40.5外圆左端面及31外圆去毛刺45去毛刺清洗50清洗渗碳

8、55渗碳车25外圆倒角8孔60车25外圆倒角8孔40.5外圆及12左端面铣开口槽40.5外圆及5孔65铣开口槽40.5外圆及5孔钻铰孔40.5外圆70钻铰孔40.5外圆及5孔去毛刺75去毛刺清洗80清洗中间检验81J中间检验淬火85淬火装配圆柱销90装配圆柱销精磨外圆40.5外圆95精磨外圆40.5外圆抛光外圆40外圆100抛光外圆40外圆清洗105清洗终检106J终检2）工艺路线方案，论证，选择：A：由表2两工艺路线对比可知：方案2中5工序车外圆及端面，由为主要加工面，因此它的定位基准为精基准，不如方案1。B：方案1中第30工序去毛刺，这不仅避免划伤工人的手，而且给以后定位及装配得到可靠保证

9、。以上对比及由表2该零件的工艺路线选择方案1较合适。2.6 确定机械加工含量，工序尺寸及偏差1）加工含量，工序尺寸及偏差，查表及计算后得表3 表3 外圆加工含量，工序尺寸及偏差工序加工含量mm表面粗糙度Raum偏差mm基本尺寸偏差mm含量来源mm偏差来源mm抛光00.1+0.007-0.0081表551零件图0.50.4+0.0101表549粗磨0.31.6+0.0201表549车5.26.30-0.11表89毛坯612.524621表5282）5孔加工含量，工序尺寸及偏差查表计算后列表4表4 5孔加工含量，工序尺寸及偏差工序名称加工含量Raum偏差mm基本尺寸及偏差mm含量来源偏差来源铰0.

10、23.20.01801表559零件图钻6.34.8 2.7 确定各工序的机床，工装2.7.1加工要求粗车40/12 端面及12外圆，保证尺寸1.50.1，调头车另一端面，并保证尺55，大端面倒角，12端面倒角0.545；钻24中心孔。车小直径轴至。2.7.2机床及工装机床选用C3361六角车床，夹具采用专用的车床夹具，量具选用游标卡尺（0.02mm,0-125mm）;卡板（1.50.1）；刀具选用外圆车刀YTr5一把，刀杆尺寸12270，倒角刀一把XT5，刀杆尺寸121270，倒角刀YT15一把，刀杆尺寸121280，中心钻41尺寸411655。辅具选用刀夹（一把刀），（两把刀）各一个，及过滤

11、套30/1。3.确定切削用量及功率3.1工序5切削用量 为了确保机床功率足够，要考虑毛坯最大尺寸时的含量。因为12不予锻出，以46考虑，一组走刀，因为要保证1.50.1，因此吃刀宽度取5m，切削深度大于12mm，进给量没有，因为是横向切削，所以取f=0.75mm/r。再由表1查得：u144m/s，考虑到实际情况比较特殊，所以取u=1.25m/s=75m/min计算转速n1000v/3.14dw=100075/3.1440=519.25r/min校验机床功率C336-1型机床的主电动机功率为4KW，故机床的输出功率为：PEy=4.00.75kw=3kw切削功率为：Pm=F2u10-3=23051

12、70.750.9251.0575/4610-3kw=46.53kw因为PEyPE，即切削功率大于输出功率 所以可以满足切削。12端面倒角0.545，大端面倒角1.545（略）打中心孔4（2）略车另一端，保证尺寸55。a：切削用量要保证尺寸55，前面12端已车去3.5mm，因此长度方向含量还剩下71.5-3.5-55=7mm,因此需要两次走刀完成，每次走刀的切削用量与相同，即u=75m/min.计算转速n：n-1000v/dw=100075/3.1446=519.25r/min车外圆312至27.5-0.1mna：切削用量：加工含量22b=31-27.5=3.5 取常径含量ap=1.75mm 由

13、参考文献4表120选f=0.4min/r,再由表121取u=1.82m/s3.2工序10，3.3工序20，3.4工序25，以上工序与工序5的要求基本相似，在此不重复叙述！4 夹具的设计4.1零件分析由操纵阀的零件图可知：其材料为20Cr，其主要加工要求分别是： 1）外圆粗糙度为Ra0.1um; 2）开口槽宽度尺寸mm，及其中心线相对于40外圆轴线的对称度公差为0.1mm，粗糙度为Ra6.3um; 3）锥窝的角度90，位置280.2，2636及取粗糙度; 4）两圆弧槽的角度：1333633及位置度要求，5通孔的 位置度要求； 5）孔其与40的同轴度公差为0.15mm; 6）左端面相对于40轴线的

14、垂直度公差为0.2mm，以及其他各处倒角及表面粗糙度要求。 该工件的加工工艺过程详见其加工工艺过程卡片，夹具设计要求，设计工序，65铣开口槽钻用夹具，从工艺过程中可知再本工序之前，5通孔，圆弧槽8孔，两端面均已加工完毕，且孔，也已半精加工完毕。本工序的加工要求：要在25端面处铣一槽，此槽与操纵手柄相连，实现操纵。要求槽宽mm，深为10，粗糙度为Ra6.3um;总的来说该槽的加工要求精度骗下，要求不变，因此因此在使用上也并不做十分严格的要求。本工序采用130/32的三面刃铣刀，在XW6132卧式铣床上，一次装夹一件进行铣削加工，采用的切削用量为：ap=0.8mm af=0.2mm/z u=400

15、r/min5拟定夹具结构方案.绘制夹具结构草图5.1 确定夹具的类型本工序所加工的槽为横向槽，选用直线进给式的夹具。5.2 拟定定位夹紧方案1）拟定定位方案从分析该加工工件的零件图可知：使用所设计的夹具加工工件后，要求保证加工面的技术要求有：槽的宽度尺寸，槽的中心平面对40中心线的对称度公差，还有槽深。为此，工件的定位最少必须限制4各自由度，根据工件的结构和工序的安排有两个定位方案可以分析比较。第一方案（图A）以40中心线作为定位基准，选用V型块作为定位元件，限制了四个自由度。为了保证对称度要求，又采用了在V型块一侧安装削边销出现重复定位，且出现过定位，但此夹具对中性好，便以装夹。图1 定位夹

16、紧方案第二方案（图1 B）以5孔中心线作为定位基准，选用中心轴为定位元件，为了便以夹紧和加工，再以40母线为定位基准。方案比较：方案一 出现了重复定位和过定位的现象，但V型块对中性好，便以工件装夹。方案二能限制，因此槽的深度无法很好保证，且工件装夹不方便，故选方案一。2）拟定夹紧方案由以加工槽的尺寸不大（槽宽8mm 深10mm）或切削力和切削转矩都不很大，所有我们采用第一种定位方案，其夹紧方案如图A所示。5.3 选择设计设计定位装置的结构1）定位元件的选择和设计 根据定位基准的特点，以及全面考虑夹紧方式和定位元件在夹具体上的安装等一系列的问题。定位元件设计成V型块，且在V型块一侧面安装上削边销

17、，使销与侧面垂直，以和配合，削边销另一头的定位尺寸为，锥度为1：50。V型块通过139两个台阶孔，用螺钉紧固于夹具体上。（V型块材料选用20钢，淬火HRC5862）；（削边销材料选用T8A，淬火HRC5864）。2）计算定位误差 .槽宽. D=B+Y，由于定位基准和工序基准不重合； B=0.007+0.008=0.015mm基准位移误差。 Y=d=0.015mm由于工序基准不在定位基准上 D=B+Y=0.015+0.015=0.03mm定位误差允许值D= G=(0.5)mm=0.166mm由于D G因此定位精度足够由于此工序加工精度要求不变，所有不一一计算定位误差。5.4 选择设计夹紧装置的结

18、构由于工件的定位，夹紧方案分析，夹紧装置采用移动压板属于螺旋夹紧机构，其他各不部分结构见总装图。验算夹紧力：1）计算圆周切削力Fz由参考文献3切削用量中铣削力计算表962得：Fz9.81CFze0.86af0.72apd。-0.86zkFzCFz加工不用工件材料时的铣削力系数，由表962得CFz68.3e铣削宽度垂直于铣刀轴线方向的切削层尺寸，e10af每齿进给量af0.2mm/zap铣削深度，平行于铣刀轴线方向的切削尺寸，ap0.8d。铣刀直径d。90z铣刀齿数 z=20kFz修正系数kFz（）0.3由参考文献1表38查得ob42mPa,所以kFz0.42Fz9.8168.3100.860.

19、20.720.8900.86200.422135.762）验算工件所需夹紧力F 因为工件夹紧后，在切削力的作用下，只有给水平方向和垂直方向两个方向移动的可能，为了简化计算，为防止工件移动，所需夹紧力:F1=F2=1510.4N,所以FF1=F21510.4N夹紧机构实际输出的夹紧力，由参考文献5表1225查得Fk=7950N因为FkF，所有夹紧力足够5.5 确定对刀装置确定对刀块的型式根据本道工序的加工要求，本夹具案机床零部件标准，GB2242-80选用直角对刀块，对刀时要垫对刀塞尺，按标准选塞尺2 GB2242-80。基本尺寸偏差为。计算对刀块刀定位元件的位置尺寸图2 对刀块位置尺寸计算B=

20、（(5+5+4)+2）mm=5.5mm5.6 设计夹具体，完成总体结构设计由于铣削加工时，铣刀的切削是不连续的，容易产生冲取去和振动。夹具体是夹具的基础部件，要由足够的强度和刚度，并且要根据该加工工件的尺寸。夹具在机床的安装各定位元件的布置情况，以及夹具体毛坯制造方法等因素来确定其结构和尺寸。综合以上诸项，选用灰铸铁HT200夹铸造夹具体。由于本工序的切削力不太大，所有在实际上一些尺寸表中推荐值减小了些，主要考虑到壁厚的均匀性，以及便于铸造和机械加工。在设计夹具体时，还要根据改造机床T型槽宽度，按照标准选择定位键，本夹具选定位键A14h6GB2206-80，至此，完成了夹具结构的总体设计，从而

21、得到了夹具结构的草图。6 夹具精度分析本工序需要保证的主要加工要求有位置尺寸10，槽的中心线与定位基准对通过的中心线的平行度公差0.10，因为10为自由尺寸，现就对第二次加工要求进行夹具精度分析。影响该对称度的夹具误差（J）有定位误差D夹具装配安装误差和刀具调整误差等因素。后三项用T-A表示其值按参考文献2式（22-5）计算保证：夹具精度满足加工要求的计算不等式为：JG 式中G0.5mm；DY+B=0.1mmT-A1定位件与对刀块间的尺寸公差为0.06F-A2主要技术条件（1）中平行度公差0.05mm，放映到工件上的误差即250.031mm。其中40mm为对刀块的宽度T-A3主要技术条件（5）

22、中垂直度公差放映到工件上的误差，即0.03mm因此：J（0.120.0320.03120.062）mm=0.193mm而夹具误差允许值J允G0.5mm0.33mm由于JJ允许，故夹具能保证对称公差0.1mm致 谢本论文能够顺利的完成，在此感谢河南质量工程学院全体教师三年来的细心教导和栽培。特别感谢论文导师张艳玲老师三个月来的细心指导和建议，在这三个月中不断对本文的设计进行建议，提出本文出现的错误并指导我加以修改，而且对本文的设计给以关键的提示和帮助，特此感谢！感谢机械厂同事和师父的帮助，在关键时候都能给以重要的建议。感谢师父这三个月来在公司里的教导和栽培，经过三个月的学习对机械工业有了更进一步

23、的了解，特别是对ZL系列装载机有了更深的理解且能进行装配和对各别零件的制造。 再次感谢以上所有的人的帮助。 特此感谢参考文献1 李云主编 机械制造工艺与设备设计手册 北京 机械工业出版社 1997年3月2 李华主编 金属机械加工工艺人员手册 北京 机械工业出版社 2001年3月3 金大英主编 机械制图 北京 机械工业出版社 2001年7月4 郭晋荣主编 机械制造技术基础成都 西南交通大学出版社 2003年5 吴雄彪主编 机械制造技术课程设计 杭州 浙江大学出版社 2005年1月6 徐圣群主编 简明机械加工工艺手册 上海 上海科学技术出版社 1995年7 兰建设主编 机械制造工艺与夹具 北京 机械工业出版社 2004年7月8 柯金鼎主编 ZL50装载机备件图 福建 福建晋江工程机械出版 2004年9 张进生主编 机械制造工艺与夹具设计指导书 北京 机械工业出版社 2000年10刘诗安主编 机械专业课程指导书 长沙 湖南科学技术出版社 1999年11黄云清主编 公差配合与测量技术 北京 机械工业出版社 1995年