車輛工程畢業(yè)設(shè)計-轉(zhuǎn)向控制閥上蓋加工工藝與專用機床夾具設(shè)計(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 3。 37 . 鉸削用量 39 切削力的計算 41 鉆套設(shè)計 41 本章小結(jié) 42 結(jié) 論 43 參考文獻 44 致 謝 46 附錄 A 錯誤 !未定義書簽。 附錄 B 錯誤 !未定義書簽。 1 第 1章 緒 論 研究的目的及意義 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴格執(zhí)行、 認真貫徹的紀律性文件。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。因此，機械加工工藝規(guī)程是一個重要而又嚴肅的工作。這就要求技術(shù)人員從生產(chǎn)實際 出發(fā)，理論聯(lián)系實際，和工人結(jié)合起來，才能做好這一工作，意義 如下 。 （ 1） 工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，是指揮現(xiàn)場生產(chǎn)的依據(jù)。對于大批量生產(chǎn)的工廠，由于生產(chǎn)組織嚴密，分工細致，因此要求工藝規(guī)程比較詳細，才能便于組織和指導(dǎo)生產(chǎn)。對于單件，小批量生產(chǎn)的工廠，生產(chǎn)分工比較粗糙，制訂工藝規(guī)程也相應(yīng)可以簡單些。但無論生產(chǎn)規(guī)模的大 小，都必須有工藝規(guī)程，否則生產(chǎn)調(diào)度，技術(shù)準備，關(guān)鍵技術(shù)研究都無法安排，生產(chǎn)將陷入混亂。另外，由于工藝規(guī)程是技術(shù)指導(dǎo)性圍殲，在處理生產(chǎn)上各種問題時，是全廠人員共同的依據(jù)，如發(fā)生質(zhì)量問題，可按工藝規(guī)程的要求來明確各有關(guān)生產(chǎn)單位的責任。工藝規(guī)程依然是技術(shù)制導(dǎo)性文件，但它不是不能改動，可以根據(jù)生產(chǎn)實際情況進行修改，但必須有嚴格的審批手續(xù)。 （ 2） 工藝規(guī)程是進行組織生產(chǎn)，做好生產(chǎn)技術(shù)準備的主要文件。對于原有工廠，當進行新產(chǎn)品試生產(chǎn)時， 首先要制訂零件的機械加工工藝規(guī)程及其他工藝規(guī)程 ，從而知道零件的加工要經(jīng)過哪些車間，哪 些設(shè)備，需要多少工人和生產(chǎn)面積，要 購 買或自制哪些工藝裝備，以及要開展哪些關(guān)鍵技術(shù)課題的研究。 （ 3） 在工藝規(guī)程付諸實現(xiàn)的過程中，可以根據(jù)時間結(jié)果，不斷地總結(jié)積累經(jīng)驗，因此，有了工藝規(guī)程，就便于總結(jié)和積累生產(chǎn)經(jīng) 驗 [1]。 制造技術(shù)是各行各業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，而在制造業(yè)中，機床夾具又是不可或缺的工藝裝備，它直接影響著產(chǎn)品的加工精度，勞動生產(chǎn)率和制造成本。因此機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占有極其重要地位。工件在切削加工前必須在機床上占有一個正確的位置，才能使加工后達到工序加工的要求 [2]。 由于市場需求的變化多端及機電產(chǎn)品的競爭日益激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期短，多品種，中小批量生產(chǎn)比例在提高，為了適應(yīng)現(xiàn)代機械工業(yè)向高精尖方向發(fā)展需要，現(xiàn) 2 代機床夾具也必須與時俱進，傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)裝備工作和傳統(tǒng)夾具結(jié)構(gòu)已不適應(yīng)新生產(chǎn)特點，其發(fā)展朝著標準化、可調(diào)化、組合化、精密化、高效自動化的方向發(fā)展 [4]。 研究對象 車輛轉(zhuǎn)向控制閥即轉(zhuǎn)向控制閥是汽車轉(zhuǎn)向系動力轉(zhuǎn)向器中的一個重要組成部分，轉(zhuǎn)向控制閥通過轉(zhuǎn)向控制閥塞相對閥體的軸向運動來控制液壓油的流向，以達到操縱動力缸進行轉(zhuǎn)向加力的目的。轉(zhuǎn)向控制閥的上蓋上接轉(zhuǎn)向 器殼，下接轉(zhuǎn)向控制閥，其作用是連接轉(zhuǎn)向器殼，并與轉(zhuǎn)向控制閥組成一個密封的整體，與其內(nèi)的各結(jié)構(gòu)一起完成軸向加力隨動作用 [6]。對車輛轉(zhuǎn)向控制閥上蓋加工工藝規(guī)程的編制就是用表格的形式將機械加工工藝過程的內(nèi)容書寫出來，成為指導(dǎo)性文件。 隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，機床夾具的種類在不斷增加，出現(xiàn)了許多新穎的夾具，有通用夾具，專用夾具，組合夾具，通用可調(diào)與成組夾具。其中車床夾具專用夾具的一種，車床主要用于加工工件的內(nèi)外圓柱面，圓錐面，回轉(zhuǎn)面成形面，螺紋面及端平面，這些表面都是圍繞機床主軸的回轉(zhuǎn)軸線而形成的，所以大多數(shù)車具 都是安裝在機床主軸上，加工時，夾具隨主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做送進運動。也有少數(shù)形狀不規(guī)則和尺寸較大的工件，把夾具安裝在床身或床鞍上，刀具則安裝在機床主軸上做旋轉(zhuǎn)運動[5]。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 制造技術(shù)是一個永恒的主題，是設(shè)想、概念、科學技術(shù)物化的基礎(chǔ)和手段，是國家經(jīng)濟與國防勢力的體現(xiàn)，是國家工業(yè)化的關(guān)鍵。世界上制造技術(shù)比較強的國家都是非常重視工藝的，眾所周知，德國、日本、美國、英國、意大利等國的制造技術(shù)比較發(fā)達。產(chǎn)品質(zhì)量上乘。機械制造科學技術(shù)的發(fā)展主要沿著“廣義制造”或稱大制造的方向發(fā)展，可以分為四個方面 ，即現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)，現(xiàn)代成形和改性技術(shù)，現(xiàn)代加工技術(shù)，制造系統(tǒng)和管理技術(shù)。當前，發(fā)展的重點是創(chuàng)新設(shè)計、并行設(shè)計、現(xiàn)代成形與改性設(shè)計、材料成形過程仿真和優(yōu)化、高速和超高速加工、精密工程與納米技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)、集成制造技術(shù)、虛擬制造技術(shù)、協(xié)同制造技術(shù)和工業(yè)工程等 [7]。 夾具在其發(fā)展的 200 多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn) 3 定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類 定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機床 — 工件 — 工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個階段，這一階段，夾具的主要特點是高精度，高適應(yīng)性?？梢灶A(yù)見，夾具在不一個階段的主要發(fā)展趨勢 將是逐步提高。 制造技術(shù)是各行各業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的 85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 3~4 年就要更新 50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（ FMS）等新加 工技術(shù)的應(yīng)用。機床夾具又是一種不可或缺的工藝裝備，它直接影響著產(chǎn)品的加工精度，勞動生產(chǎn)率和制造成本，因此機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占有及其重要地位。 當前我國是一個制造大國，世界制造中心將可能轉(zhuǎn)移到中國，這對我國的制造業(yè)是一個機遇和挑戰(zhàn)。要形成我們自己的世界制造中心就必須掌握先進的制造技術(shù)，掌握核心技術(shù)，要有很高的制造技術(shù)水平，才能從制造大國成為制造強國 [8]。 本 研究 課題 的 內(nèi)容 本次設(shè)計 正文部分 總 共分為三大部分，分別為零件的分析，轉(zhuǎn)向控制閥工藝規(guī)程的編制和專用車床夾具的設(shè) 計。 （ 1）零件的分析 對轉(zhuǎn)向控制閥主要有以下分析： 1） 研究對象轉(zhuǎn)向控制閥的作用與結(jié)構(gòu)分析。 2） 零件的工藝分析，包括生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型的計算，毛坯的確定，零件結(jié)構(gòu)的機械加工工藝性，零件的裝配工藝性，零件的技術(shù)要求分析等。在這部分中，對零件進 行了詳細闡述，為下一部分的設(shè)計內(nèi)容做了充足的準備。 4 （ 2）轉(zhuǎn)向控制閥工藝規(guī)程的編制 零件的工藝規(guī)程的編制，工藝規(guī)程編制的作用與意義如前所述，在這一部分中，主要解決的問題有：定位基準的選擇，工藝路線的制定，應(yīng)用計算法與查表法確定機械加工余量與工序尺寸，最后為切削用量的 確定。這部分中，計算量較大，需查閱大量的相關(guān)書籍與工藝手冊，結(jié)合金工實習時候的零件加工的經(jīng)驗，借鑒參考別人的方法，仔細計算分析每一過程。 （ 3）專用車床夾具的設(shè)計 這部分分中詳細論述了車床夾具的組成原理與特點，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)與工藝性能提出設(shè)計方案，然后對方案進行詳細的分析，包括原理與結(jié)構(gòu)動作的分析，最后對其進行計算分析，包括定位元件的尺寸公差，定位誤差的分析計算，切削力的分析計算，夾緊力的分析計算，強度校核。在這一部分中，借鑒《金屬切削夾具設(shè)計圖冊》，結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計出本專用車床夾具，查閱《機械加工工 藝手冊》確定夾具各構(gòu)件的尺寸，最后計算切削力，夾緊力并校核強度。 5 第 2 章 零件的分析 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的作用 汽車轉(zhuǎn)向系按能源的不同分為機械轉(zhuǎn)向系和動力轉(zhuǎn)向系兩大類，現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向系都由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)三大部分組成。 動力轉(zhuǎn)向系是兼用駕駛員體力和發(fā)動機董迪為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系。在正常情況下，汽車轉(zhuǎn)向所需的能量，只有一小部分有駕駛員提供，而大部分是由發(fā)動機通過轉(zhuǎn)向加力裝置提供的。但是轉(zhuǎn)向加力裝置失效時，一般還應(yīng)該有駕駛員獨立承擔汽車轉(zhuǎn)向任務(wù)。因此，動力轉(zhuǎn)向系是在機械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè) 一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。其中加力裝置包括：轉(zhuǎn)向油罐、轉(zhuǎn)向液壓泵、轉(zhuǎn)向動力缸、轉(zhuǎn)向控制閥。其中轉(zhuǎn)向控制閥的作用是通過轉(zhuǎn)向控制滑閥相對閥體的軸向運動來改變液壓油的流向，以達到操縱動力缸進行轉(zhuǎn)向加力的目的。 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋在轉(zhuǎn)向器中，上接轉(zhuǎn)向器殼，下接轉(zhuǎn)向控制閥，凸緣 ? 80 與轉(zhuǎn)向控制閥體作為裝配基準。轉(zhuǎn)向控制閥上蓋中裝有推力球軸承、回位彈簧及回位擋圈所組成的回位裝置。轉(zhuǎn)向控制閥的作用：連接轉(zhuǎn)向器殼，并與轉(zhuǎn)向控制閥體組成一個密封的整體，與其內(nèi)的各結(jié)構(gòu)一起完成軸向 加力隨動作用 [9]。 零件的工藝 分析 某汽車的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型 設(shè)計生產(chǎn)任務(wù)為 5000 輛，一個汽車有一個轉(zhuǎn)向控制閥，對應(yīng)一個轉(zhuǎn)向控制閥上蓋，故一年的轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的年產(chǎn)量為： ? ? ? ?1 % 1 %N Q n ??? ? ? ? ? ? （ 21） 式中 Q—— 汽車產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)； N—— 一輛（臺）汽車產(chǎn)品中相同零件數(shù)量； %? —— 備品率； %? —— 廢品率。 6 其中備品率為 5%，廢品率為 3% 則： ? ? ? ?50 00 1 1 5% 1 3% 54 08N ? ? ? ? ? ? ?個 由于汽車生產(chǎn)機械加工類型的劃分，此種車屬于大批量生產(chǎn)。 大批量生產(chǎn)：每年制造的汽車零件品種少而穩(wěn)定，每個產(chǎn)品產(chǎn)量很大。一般情況下，每臺設(shè)備或工作地點常年重復(fù)地進行某一工件的某一工序。大批量生產(chǎn)時，多數(shù)設(shè)備是生產(chǎn)率高的專用設(shè)備，而且它們是按照工件的工藝過程的順序安排的。 大批量生產(chǎn)的特征： (1)產(chǎn)品：生產(chǎn)單一產(chǎn)品或系列化產(chǎn)品，數(shù)量很大，每臺設(shè)備常年生產(chǎn)某一種零件的某一工序。產(chǎn)品改型后，原生產(chǎn)設(shè)備難改裝。 (2)生產(chǎn)組織：采用流水線或自動化生產(chǎn)線。按總成封閉組織生產(chǎn)或?qū)I(yè)化組織生產(chǎn)。 (3)生產(chǎn)設(shè)備：廣泛采用專用復(fù)合刀具，成型刀具；專用高效率量具或自動化量具；高效率專用夾具。 (4)機床調(diào)整方法：工件在調(diào)整好的機床上加工。 (5)對毛坯的要求：采用高精度，余量小的各種毛坯。 零件結(jié)構(gòu)的機械加工工藝性 （ 1）轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的主要加工表面都是旋轉(zhuǎn)表面組成，在車床進行車削端面，凸緣，內(nèi)孔，進刀和退刀都很方便。 （ 2）各加工表面彼此間明顯分開，加工表。面與非加工 表面也明顯分開。 （ 3）工件加工時定位和夾緊都很可靠，穩(wěn)固，方便。加工左，右端時，用同一軸線上的兩位孔定位，夾緊時夾緊力方向與切削力方向一致，定位夾緊也較簡單 [11]。 （ 4）有同軸度要求的內(nèi)孔和凸緣及有垂直度要求的前端面，可以在一次裝夾中以互為基準加工出來，能很好地保證加工精度和位置精度。 （ 5）為了增加蓋壁的剛度，增加了 7 條加強筋，加強筋在轉(zhuǎn) 向控制閥 上蓋的外壁均勻分布。 （ 6）螺孔 116CR， 由于在蓋外壁增加平面的凸臺，鉆孔加工就方便很多了，并且增加了螺紋連接 長度。 7 零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性 （ 1）轉(zhuǎn)向控制閥上蓋與其內(nèi)的推力球軸承，回位彈簧及回位擋圈組成的回位裝置可進行獨立裝配安裝于轉(zhuǎn)向器殼上，轉(zhuǎn)向控制閥體及其內(nèi)各部件也獨立裝配后安裝在轉(zhuǎn)向控制閥上蓋上。 （ 2）轉(zhuǎn)向控制閥上蓋有正確的安裝基準，而且其精度也很高，凸臺 ??? 作裝配基面與轉(zhuǎn)向控制閥體安裝 ， ?? 孔作為裝配基準與轉(zhuǎn)向器殼進行安裝。 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋的技術(shù)要求 轉(zhuǎn)向控制閥上蓋是轉(zhuǎn)向控制閥的基礎(chǔ) 零件，它與轉(zhuǎn)向控制閥本體的配合既有位置精度要求，又有嚴格的尺寸精度要求，以保證密封的可靠性。其他各管道孔與它的位置與尺寸都要求很高，其圖可見零件圖 ，主要技術(shù)要求如下： （ 1） 端面 1T ， 2T ， 3T ， 5T 應(yīng)垂直于 ?? 軸線，垂直度對 1T ， 3T ， 5T 為 ，對2T 為 。 （ 2） ??? 對 ?? 同軸度公差 。 （ 3） ?? 對 ?? 同軸度公差 。 （ 4） 尺寸精度和表 面粗糙度要求： 1)孔精度等級 IT7，表面粗糙度 。 2) ?? 孔精度等級 IT8，表面粗糙度 。 3) ??? 凸緣外圓精度等級為 IT8，表面粗糙度