机械制造技术基础阀体的加工工艺

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1、机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：设计“阀体”零件机械加工工艺规程及工艺装备设 计 者：班级学号：指导教师：2010年6月30日目录课程设计设计任务书 1序言2课程设计说明书 3一、零件的生产类型的确定及工艺分析41.生产类型的确定42.毛坯的选择与设计 4二、选择加工方法，制定加工路线41.定位基准的选择 42.零件表面加工方法的选择 43.制定工艺路线5三、工序设计51.选择加工设备与工艺装备 52.确定工序尺寸 6四、确定切削用量及基本时间 61.工序切削用量及基本时间的确定 72.工序切削用量及基本时间的确定 11五、夹具设计 13六、设计心得 14参考文献机械制造技术基础课程设

2、计任务书题目：设计“阀体”零件的机械加工工艺规程及相关工序的：专用夹具内容：1.零件图 1张2.毛坯图 1张3.机械加工工艺过程综合卡片 1张（或机械加工工艺规程卡片 1套）4.夹具装配图 1张5.夹具体零件图 1张6.课程设计说明书 1份原始资料：该零件图样，Q=5000台/年，n=1件/台每日一班班级学号：学生：指导教师：系（教研室）主任：2010年6月30日序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课程，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机

3、械制造工艺问题。通过课程设计正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。通过夹具设计的训练，能根据被加工零件的加工要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具，提高结构设计能力。设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。设计过程中学生学会了熟练运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力，进一步培养我们识图、制图、运算和编写技术文件等基本能力。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希

4、望各位老师多加指教。课程设计说明书一、零件的生产类型的确定及工艺分析1.生产类型的确定生产纲领：N=5000件/年由零件尺寸估算质量小于100kg，查表2-1可知其属于轻型零件，生产类型为大批生产。2.零件工艺分析（1）审查零件图纸经对图纸的审核M482螺孔的深度应为23mm。 M8的连接孔应加上螺距改为M81.25。（2）零件的结构工艺性分析未发现明显不足。2.毛坯的选择与设计（1）选择毛坯材料HT300，因工作性质要求，零件尺寸较大，并不能存在质量缺陷，生产批量大，故采用铸件，金属模机器造型。（2）确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差按第五章第一节铸件尺寸公差与机械加工余量（摘自GB/T 64

5、141999）确定。 求最大轮廓尺寸根据图示最大轮廓尺寸高233.5mm。 选取公差等级CT 由表5-1，铸造方法按机器造型、铸件材料灰铸铁，得公差等级CT范围8-12级，取为10级。 求铸件尺寸公差根据加工表面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由表5-3查得，公差带相对于基本尺寸对称分布。 求机械加工余量等级由表5-5，铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，的机械加工余量等级范围E-G级，取为F级。 求RMA(要求的机械加工余量) 对所有加工表面取同一个数值，由表5-4查得最大轮廓尺寸233.5mm、机械加工余量等级为F级得RMA数值为2mm。 毛坯基本尺寸计算由计算式（5-1）、（5-2）、（

6、5-3）计算各尺寸。具体尺寸如毛坯图标注。二、选择加工方法，制定加工路线1.定位基准的选择本零件是对内腔加工加工质量要求较高的阀体零件，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选48孔及大端面作为精基准。2.零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有内孔、端面、槽及小孔等，材料为HT300。以公差等级和表面粗糙度要求，参考指南有关资料，其加工方法选择如下。（1） 大端面以及小端面为平面加工，未注公差等级，根据GB 1800-79规定其公等级按IT14，表面粗糙度Ra6.3m，粗车即可（表5-16）。（2） 螺

7、孔M181.5、M81.25，通孔14未注公差，公差等级按IT14，面粗糙度Ra12.5m只需钻孔即可。（3） 48H7、54H7、M60内孔公差等级IT7，粗糙度Ra3.2m，毛坯孔已铸出，查表5-15，可采用粗镗、半精镗、精镗。（4） 70.6H11(+0.19 0)沉头孔公差等级IT11，大端一侧60内孔，未注公差等级，按公差等级IT14，粗糙度Ra6.3m，查表5-15，只需粗镗即可。（5） 内腔孔66、60、64、56未注公差等级，按公差等级IT14,查表5-15，只需粗镗即可。（6） 螺纹加工 M482、M181.5、M81.25 公差等级IT6，查表5-21，采用丝锥攻螺纹。（7

8、） 槽槽深与槽宽未注公差等级，按公差等级IT14，查表5-15，只需粗镗即可。（8） 75、32凸台未注公差等级，按公差等级IT14，表面粗糙度Ra12.5m，查表 5-90，锪平即可。（9） M48螺孔公差等级IT6,加工螺纹前，查表5-15，扩孔，攻螺纹。（10） M60螺纹加工公差等级IT6，查表5-21，车削加工。3.制定工艺路线工序：以86外圆及小端面为定位基准，粗车大端面，粗镗大端面一侧70.6H11(+0.19 0)沉头孔,粗镗孔60、66、57、48H7(+0.025 0)、60、倒角。工序：以160外圆及大端面为定位基准，粗车小端面，粗镗56槽，54H7(+0.030 0)内

9、孔，64内孔，M602螺孔，小端一侧70.6H11(+0.19 0)沉头孔，倒角。工序：粗镗M48孔，半精镗M48孔，粗镗M48孔内凹槽。工序：半精镗M60孔、48H7、 54H7。精镗48H7、 54H7，倒角，车M60螺纹。工序：以48H7(+0.025 0)及大端面为定位基准，锪平75凸台，丝锥攻螺纹。工序：以48H7(+0.025 0)及大端面为定位基准，锪平32凸台，钻M18孔，丝锥攻螺纹。工序:钻414孔，钻4M8孔，丝锥攻螺纹。工序：锪平14孔背面。工序：钳工去毛刺。工序:终检。三、工序设计1.选择加工设备与工艺装备（1）选择机床根据不同的工序选择机床。工序、是粗镗孔。成批生产不

10、要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求不高，故选用最常用的C620-1型卧式车床即可（表5-550）。工序为半精镗，精镗孔，由于加工的零件加工尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔。由于要求的精度较高，表面粗糙度较小，需选用较精密的车床才能满足要求，因此选用C616A卧式车床（表5-55）。工序、为钻孔或攻螺纹。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，故选Z525型立式钻床（表5-64）。（2）选择夹具工序、车床工序用三爪自定心卡盘。工序、应采用专用夹具。工序、可采用钻床通用分度夹具。（3）选择刀具根据不同工序选择刀具。在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金

11、车刀和镗刀。加工铸铁零件采用YG类硬质合金，粗加工及精加工都采用YG6。为提高生产率及经济性，应选用可转位刀具（GB 5343.1-1985,GB5343.2-1985）。切槽宜选用高速钢。在钻床上的加工工序，一般都选用高速钢钻头，锪钻，丝锥。对M18、M8、14孔的加工查表5-52，攻丝之前分别选取15.9mm，6.7mm，14的麻花钻。对75、32、凸台端面的加工和14背面的加工，采用相应直径的端面锪钻加工。攻M48、M18、M8螺纹。M8根据表5-97，丝锥直径d=8mm，螺距p=1.25mm，锥柄直径d1=6.3mm，柄长l=22mm，总长L=72mm，方头边长a=5mm，方头长度l1

12、=8mm。M48、M18采用可调成组丝锥加工。车螺纹M60YG6硬质刀具（3）选择量具本零件属成批生产，一般情况下采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考本书有关资料，选择如下。选择孔加工的量具.工序、孔的加工为粗加工，公差等级IT14，查表5-108，选取读数值0.01mm、测量范围35-50mm、50-125mm的内径千分尺。.精镗时，由于加工精度要求较高，加工时每个零件都需要进行测量，故意选用极限量规。按表5-109，根据孔径可选用三牙锁紧式圆柱塞规。.选择加工轴向尺寸所用量具查表5-108，选用读数值0.02mm、测量范围0-150mm游标卡尺。2.确定工序尺寸（1）

13、确定内孔表面的工序尺寸内孔表面多次加工的工序尺寸之只与加工余量有关。前面已经确定总加工余量（毛坯余量）应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后有后往前计算工序尺寸。中间尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件内孔各工序的加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见表。表 1 /mm加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度/m粗半精精粗半精精粗半精精70.6H11(+0.19 0)10.670.6H11(+0.19 0) Ra6.360360+0.74 0Ra6.366666+0.74 0Ra6.35710.357+0.74 0Ra6.348H7(+0.025 0)41.346.7+0.74 048

14、+0.025 0Ra6.3Ra3.254H7(+0.030 0)61.352.7+0.74 054+0.030 0Ra6.3Ra3.260360+0.74 0Ra6.3563.356+0.74 0Ra6.3 647.364+0.74 0Ra6.3M60-6H41.556.7+0.74 058.2+0.019 0Ra6.3Ra3.270.6H11(+0.19 0)10.670.6H11(+0.19 0)Ra6.3（2）确定轴向工序尺寸列举工序的轴向工序尺寸计算，基本尺寸如下。mmmmmmmmmmmm四、确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量a p、进给量f和切削速度v。确定顺序、，再确定v。

15、本设计说明书中只对工序、的切削用量及基本时间进行计算，其它工序可由切削用量简明手册中查得。1.工序切削用量及基本时间的确定。（1）切削用量本工序为粗车（车端面，及镗孔）。已知材料为HT300，=300，铸件；机床为C620-1型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。确定粗车大端面的切削用量。所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据表5-112，由于C620-1车床的中心高度为200mm（表5-55），故选刀杠尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表5-113，选择车刀几何形状为平面带倒棱型，前角 0=12,后角 0=6，主偏角k r=90，副偏角k r=12，刃倾角=0刀尖圆弧

16、半径=0.8mm。.确定背吃刀量为单边余量，=3mm。.确定进给量根据表5-114，粗车灰铸铁、刀杠尺寸16mm25mm、3mm、工件直径为100400mm时，=0.81.2mm/r，按C620-1车床的进给量表（5-57）,选择=0.81mm/r。确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表5-55。C620-1车床进给机构允许进给力F max=3530N。根据表5-124，当灰铁HT300，HBS=170-212HBS、3.4mm、1.2mm/r、k r=90=65m/min(预计)时，进给力F f=1140N。F fF max,所选的进给量=0.81mm/r可用。.选

17、择刀具磨钝标准及耐用度根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位刀具耐用度T=30min。.确定切削速度根据表5-121，当用YG6硬质合金车刀加工HBS=182-199HBS灰铸铁，3mm、1.0mm/r时，切削速度=63m/min。切削速度的修正系数为k sv=0.8，k tv=1.0，k ktv=0.81，k tv=1.21，k Mv=k Kv=1.0（表2-9），故 v=630.81.00.811.21=46.95m/min按C620-1车床的转速（表5-56），选择=90r/min=2r/s，则实际切削速度=45.2m/min。.校验机床功率由表5-126，当HBS=1

18、60-245HBS、3.4mm、0.96mm/r、=49m/min时，=2.0kW。切削功率修正系数为=0.89，=1.0，=1.13,=0.8, =1.15（表2-9），故实际切削时的功率为=1.8Kw。根据表5-59，当=120r/min时，机床主轴允许功率=5.9kW。，故所选切削用量可在C620-1车床上进行。最后确定的切削用量为=3mm，=0.81mm/r，=90r/min，=45.2m/min确定镗孔46.7+0.74 0mm孔的切削用量。所选刀具为YG6硬质合金钢，直径30mm的圆形镗刀。.确定背吃刀量双边余量为4mm，显然为单边余量，=2mm。.确定进给量根据表5-115，当粗

19、镗灰铸铁、镗刀直径为30mm、2mm、镗刀伸长150mm时，=0.5-0.8mm/r，按C620-1车床的进给量（表5-57），选择=0.52mm/r。.确定切削速度按表2-8的计算公式确定。式中，=208，m=0.28，=0.4，=0.2，T=60min，=0.90.81.0=0.72，则按表5-59,C620-1车床的转速选择，选择。确定镗孔57+0.74 0mm孔的切削用量. 确定背吃刀量双边余量10.3mm，=5.15mm.确定进给量根据表5-115，当粗镗灰铸铁、镗刀直径为30mm、2mm、镗刀伸长150mm时，=0.25-0.45mm/r，按C620-1车床的进给量（表5-57），

20、选择=0.30mm/r。.确定切削速度按表2-8的计算公式确定。式中，=208，m=0.28，=0.4，=0.2，T=60min，=0.90.81.0=0.72，则按表5-59,C620-1车床的转速选择，选择。确定镗孔60+0.74 0mm孔的切削用量.确定背吃刀量双边余量3mm，=1.5mm.确定进给量根据表5-115，当粗镗灰铸铁、镗刀直径为30mm、2mm、镗刀伸长150mm时，=0.5-0.8mm/r，按C620-1车床的进给量（表5-57），选择=0.52mm/r。.确定切削速度按表2-8的计算公式确定。式中，=208，m=0.28，=0.4，=0.2，T=60min，=0.90.

21、81.0=0.72，则按表5-59,C620-1车床的转速选择，选择。确定镗孔57+0.74 0mm孔的切削用量. 确定背吃刀量双边余量6mm，=3mm.确定进给量根据表5-115，当粗镗灰铸铁、镗刀直径为30mm、2mm、镗刀伸长150mm时，=0.4-0.6mm/r，按C620-1车床的进给量（表5-57），选择=0.48mm/r。.确定切削速度按表2-8的计算公式确定。式中，=208，m=0.28，=0.4，=0.2，T=60min，=0.90.81.0=0.72，则按表5-59,C620-1车床的转速选择，选择。（2）基本时间确定粗车大端面的基本时间。根据表2-24，车大端面的基本时间

22、为式中，则确定镗孔46.7+0.74 0mm孔的基本时间。根据表2-24，镗孔的基本时间为式中，则确定镗孔57+0.74 0mm孔的基本时间。根据表2-24，镗孔的基本时间为式中，则确定镗孔60+0.74 0mm孔的基本时间。根据表2-24，镗孔的基本时间为式中，则确定镗孔57+0.74 0mm孔的基本时间。根据表2-24，镗孔的基本时间为式中，则工序基本时间2.工序切削用量及基本时间的确定。（1）切削用量本工序为粗车（车端面，及镗孔）。已知材料为HT300，=300，铸件，在Z525型立式钻床上加工，刀具选择高速钢，使用切削液。钻14通孔查表5-83，选取的麻花钻。.确定进给量由表5-127

23、=0.61-0.75mm/r。由表5-66可查得实际进给量=0.62mm/r。.确定钻床磨钝标准及耐用度根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm；T=15min。.确定切削速度由表5-133查得，=14m/min，=318.5r/min，根据表5-65，选择=392r/min。钻M8螺孔查表5-52，选取=6.7mm麻花钻。.确定进给量由表5-127=0.36-0.44mm/r。由表5-66可查得实际进给量=0.36mm/r。.确定钻床磨钝标准及耐用度根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm；T=15min。.确定切削速度由表5-133查得，=16m/min，=760.5r

24、/min，根据表5-65，选择=680r/min。对M8孔攻丝查表5-97。选用代号M8，的麻花钻。.确定钻床磨钝标准及耐用度根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm；T=15min。.确定切削速度查表5-142，选取=8m/min。（2）基本时间钻14通孔的基本时间根据表2-26，钻孔的基本时间为式中，则钻M8螺孔的基本时间根据表2-26，钻孔的基本时间为式中，则对M8孔攻丝的基本时间根据表2-30，钻孔的基本时间为式中，则工序基本时间五、夹具设计本夹具是工序用钻头加工414孔，钻4M8孔，丝锥攻螺纹的分度夹具，在Z525立式钻床上使用。所设计的夹具装配图及零件图如3号和4号工程图

25、纸所示。有关说明如下。（1）定位方案工件以小端面及48H7(+0.025 0)孔为定位基准，采用平面与定心轴组合定位方案，其中平面限制3个自由度，定位轴与48H7(+0.025 0)孔的配合较短，相当于短圆柱面，限制2个自由度，共限制了5个自由度。（2）夹紧机构根据生产率要求，运用手动加紧可以满足要求。通过支承座，与压板限制两端，拧紧定位轴两端的螺栓对工件进行加紧。压板夹紧力的作用是防止工件在钻削力的作用下产生倾覆和振动，手动夹紧是可靠的，可免去夹紧力的计算。（3）导向装置钻套是钻床夹具所特有的零件，用来引导钻头等孔加工刀具，提高刀具刚度并保证被加工孔与工件其他表面的相对位置。本夹具设计中采用

26、带肩固定钻套。尺寸如3号工程图所示。（4）夹具与机床连接元件连接座即为支承座，连接座定位固定在机床上，与分度装置相连。（5）分度装置分度装置属通用件，在这里未画出。设计心得历时两个礼拜的机械制造技术基础课程设计终于做完了。回想整个过程真是感言颇多。从接受设计题目开始，由于未对整个设计缺乏足够的认识和认真的准备，致使遭受了多次挫折，走了不少弯路。最初预想从Pro/E建立三维模型，然后投影到二维，转入Auto CAD中进行修改，这一过程虽然可行，但要耗费大量时间，所以最终也没有完全贯彻。不过这样一个教训是大有益处的，使我明白了，在设计过程中，除了对设计步骤要认真准备，细致安排，对设计方法和无纸化作

27、业的相应软件也必须合理运用。设计过程是比较复杂和枯燥的，有时候会在图书馆呆上一整天，去计算设计当中的各种数据。有时候也会在电脑前坐上一整天，绘制草图，查找资料。这一过程当中一定要沉得住气，这样才能保证细致认真的投入在工作中，保证工作的准确性，和高效性。本次设计是对之前所学专业知识的一次综合总结和运用，设计过程中出现不少不合理与不准确的知识运用，兼是由对专业知识掌握的熟练程度不够而造成的，庆幸的是我们可以通过设计的需要进行温习和进一步的消化吸收。有时候在焦躁的情绪之下会对自己产生强烈的不满，学习专业三年，仍然像是个门外汉，许多东西都不知如何下手，考虑不周就会出现明显的纰漏。但是一旦静下心，攻坚克

28、难，将难题解决掉，回过头来看，其实也并没有那么复杂，只是自己缺乏信心和坚忍。通过本次设计使我懂得，设计工作不但要求设计者有良好的专业知识技能，更要具有良好的专业素养，对设计工作戒骄戒躁，严肃严格的对待每一个细节，追求完美。只有现在练就了这些能力，将来在工作岗位上才能做得更出色。刘国靖 07级机制一班 2007940140152010年7月8日星期四参考文献：辛栋.Pro/ENGINEER Wildfire三维造型视屏精讲.人民邮电出版社.2009王敬艳.AutoCAD2009机械设计实例精解 . 化学工业出版社.2009崇凯.机械设计制造基础课程设计指南.机械工业出版社.2010周宏甫.机械制造技术基础.高等教育出版社.2009大连工程画教研室.机械制图.高等教育出版社.2003朱张校.工程材料.清华大学出版社.2007沈其文.材料成形工艺基础.华中科技大学出版社.2003韩进宏.互换性技术与测量.机械工业出版社.2007