油閥座設計教材

1、課程設計說明書設計題目：油閥座設計 設計者學號指導老師目 錄一 課程設計的目的二、零件的分析三、零件的工藝分析四、毛坯設計五、選擇加工方法，擬定工藝路線六、加工設備及刀具、夾具、量具的選擇七、切削用量的選擇八、基本時間的確定九、心得十、參考文獻一、設計目的和要求機械制造技術基礎課程設計要求學生在設計過程中學會綜合運用所學習過的有關書本知識，提高結構設計和解決實際問題的能力，鞏固和加深理論教學內容，培養(yǎng)學生綜合運用所學理論，解決生產實際中刀具設計問題的能力，為以后搞好畢業(yè)設計做好準備其目的和要求是：1.能夠熟練運用機械制造技術基礎等課程的基本理論，正確地解決一個零件在加工過程中的定位、夾緊以及工

2、藝路線的合理安排等問題；對所編制工藝與設計的夾具進行技術經濟分析。2.提高結構設計能力，通過親手設計夾具的訓練，掌握如何根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理的滿足加工要求的夾具；3.初步掌握幾種典型刀具的設計計算方法，學會繪制刀具工作圖，標注必要的技術條件 4.加強識圖和工程制圖及工程計算等基本技能培養(yǎng)和鍛煉。5.培養(yǎng)學生綜合運用知識于實踐中的能力，鍛煉和提高學生結構分析和設計的能力及解決實際生產問題的能力。6.學會使用各種手冊、圖冊等有關參考資料，掌握與本設計有關的各種手冊資料的名稱出處，能夠做到手到拿來，熟練運用。二.零件的工藝分析及生產類型的確定對被加工零件進行工藝分析,

3、原圖提供的數(shù)據(jù)以及公差,粗糙度,尺寸完全.由零件圖可知，該零件結構簡單，但技術要求多，對基準的選擇要求高，零件選用材料ZG45，該材料具有較高的強度，韌性和塑性，切屑性能良好，結構工藝性好。閥門制造工藝有如下特點： 閥門毛坯的制造工藝及檢驗工藝比較復雜。為了滿足上述要求，鑄造時應采取一系列工藝措施，如選用高耐火度的造型材料并控制型砂水份、造型時應分層打實以保證砂型硬度，采用合理的澆帽口系統(tǒng)及嚴格控制澆注速度和溫度等。由于技術要求較高，閥門毛坯的鑄造工藝遠較一般鑄件復雜。 此外，閥門毛坯除檢查尺寸，位置精度及外觀外，有的還有作金相組織、力學性能、耐腐蝕性能及無損探傷等多種檢驗，故閥門的檢驗工藝也

4、較復雜。 機械加工難度大 由于閥門材料的各類繁多，除各種鑄鐵、碳素鋼外，其大部分高強、耐腐蝕和高硬材料的切削性能都很差，很難使零件達到規(guī)定的加工精度和表面粗糙度。而閥門密封面的幾何型狀精度和表面粗糙度的要求很高，因此更增加了閥門機械加工難度。 同時，閥門材料的切削性能差，又給閥門的加工方法、刀具材料、切削用量、工藝裝備等方面帶來了很多新的問題。 閥門零件在機床上安裝比較困難 閥門主要零件的結構、形狀比較復雜，有些零件屬壁薄、細長件，剛性差。在機床上加工時，定位和裝夾都比較困難，因此往往需要復雜的專用夾具。有的閥門零件，定位基面的精度較低，表面粗糙度較高，有時甚至采用非加工表面定位。而被加工密封

5、面等部位的精度和表面粗糙度要求都很高，故得難保證加工質量。因此，為滿足工藝上的需要，往往須提高定位基面的精度和降低表面粗糙度，或在非加工表面上加工出定位基面，這就增加了閥門制造工藝的復雜性。該零件主要加工表面及技術要求分析：1.22作為基準孔，而且孔徑小，要鉆出，同一道工序加工24、63、3、5、2。同時保證22與3的距離為23 和22與2的距離22 ，還有保證內孔和外圓同軸。2.上孔加工保證同軸，而且保證16和右端面的距離25。上孔的加工基準為右端面。3.各段孔之間要求相互垂直都是通孔。 零件圖三.選擇毛坯. 根據(jù)零件材料ZG45確定毛坯為鑄件1.確定毛坯尺寸,設計毛坯圖.利用高技術的鑄找技

6、術半徑在20mm左右的孔也可以通過鑄造完成,故可以在整體的毛坯上再加開半徑為16mm的孔, 分型面通過22孔中心線，而且垂直16孔的中心線，鑄件進行人工時效后，送機加工車間加工，以免工件切開后發(fā)生較大的變形.2.鑄件加工余量等級的確定. 查機械工藝人員手冊P1012頁 ,因為是大批量生產.故采取機械造型,木模造型又因為鑄件的最大直徑小于250mm.所以加工余量等級為68 選擇8級3.鑄件機械加工余量的選擇.由上可知機械加工余量等級為8級.又因為零件總體的尺寸在50mm以下,且零件外表面的粗糙度為12.5.零件從頂部開始澆注.故可以將零件的機械加工余量選擇為雙側為6mm,單側為3mm加工表面基本

7、尺寸加工余量等級加工余量數(shù)值說明上表面39.6842.6單側加工63面63869雙側加工下端面55861雙側加工16與右端面尺寸22825單側加工22與上表面尺寸32838雙側加工22軸22816毛坯圖如下三：工藝規(guī)程設計3.1.定位基準的選擇，（1） 粗基準的選擇：粗基準應為一些非加工面,第一步加工63表面時,要選擇加工基準,車出與70上表面高度差為16,所以選擇70的上表面為粗加工基準.（2） 精基準的選擇：選擇22的孔以及有端面為精加工基準.3.2.表面加工方法的選擇(1)右端面采用粗車，半精車。(2)22孔采用鉆孔，粗鏜，(3)24.5孔采用粗鏜，半精鏜 (4)左端面采用粗銑，半精銑，

8、倒角。(5)上端面及缺口采用粗銑，半精銑。(6)5，3,2使用鉆床粗糙度為3.2,16.精鏜孔。(7)惚平22攻Rc3/4螺孔3.3.制定工藝路線：工藝路線的確定，本著先基準后其它，先孔后面，先主要表面后次要表面，和先粗后精的加工原則。工序一 粗車,精車右端面工序二粗車及半精車外圓63工序三粗銑左端面,工序四車左端面的倒角工序五鉆22孔，攻螺紋工序六擴孔24.5，粗鏜退刀槽，精鏜孔24.5工序七鉆5，3，2孔工序八 粗銑，半精銑上表面工序九鉆10.5孔,擴16孔工序十 銑16孔下端面，銑上端面平臺工序十一 去除全部毛刺工序十二 終檢3.4.選擇加工設備及工藝裝備：由于是大批量生產，故加工設備以

9、通用機床為主，其生產方式以通用機床專用夾具為主，工件在個機床上的裝卸及個機床間的傳送均由工人完成。（1） 車右端面，考慮到工件的定位加緊方案等問題，選用CA6140車床，端面車刀。（2） 車63、鉆22孔，外圓車刀，22麻花鉆。（3） 銑左端面、升降臺式銑床（4） 車倒角、攻螺紋，端面車刀。（5） 銑上端面，升降臺式銑床。（6） 鉆16孔、16孔、2孔，16麻花鉆，用Z518立式鉆床.工序號工序工序內容設備工業(yè)裝備1粗車，半精車粗車右端面，半精車右端面。CA6140三爪自定心卡盤2粗銑,半精銑粗銑,精銑左端面立式銑床3車床車左端面的倒角CA6140三爪自定心卡盤4粗車，半精車粗車及半精車外圓6

10、3CA6140三爪自定心卡盤5鉆床.車床鉆22孔，倒角、攻螺紋立式鉆床鉆模6鏜床擴孔24.5，粗鏜退刀槽，精鏜孔24.5臥式鏜床7鉆床鉆5，3，2孔，立式鉆床 鉆模8粗銑,半精銑粗銑，半精銑上表面立式銑床夾具9鉆床鉆10.5孔,擴16孔立式鉆床鉆模10銑床銑16孔下端面，銑上端面平臺立式銑床五：確定第一道工序切屑用量及工時制定 工序1：切削用量包括背吃刀量、進給量、 切削速度，確定順序是先確定、，再確定。粗車:背吃刀量，根據(jù)設計指南P20頁=（2/33/4）Z Z為單邊粗加工余量 則=2/3Z=2進給量，機械加工工藝人員手冊表146確定選擇刀桿尺寸B H=1625mm 工件直徑為60mm時選用

11、外圓車刀（硬質合金）可查得進給量=0.60.8mm/r 選擇= 0.7mm/r切削速度，根據(jù)機械加工工藝人員手冊表14-15鑄件的材料為灰口鑄鐵，且學深度為=3mm。進給量=0.7mm/r 故選擇切削速度=105mm/r選擇車刀磨鈍標準及耐用度，根據(jù)表5-119，車刀后刀慢最大磨損量取為1mm，開轉位車刀耐用度T=60min主軸轉速n, 切削速度的修正系數(shù)為各為 0.85 ，0.73，1.0，1.0，1.0 =1050.8573111=65m/minn= =100065 /633.14= 330r/min根據(jù)CA6140的轉速表確定 轉速為320r/min半精車:背吃刀量, =1/2的雙邊余量

12、=3mm進給量，(查課程設計指南P181頁) 技術要求的粗糙度為12.5.但要在此表面加工孔,故在半精車時可以適當提高加工要求.所以查表可知 =0.3切削速度，根據(jù)機械加工工藝人員手冊表14-15鑄件的材料為灰口鑄鐵，且學深度為=3mm。進給量=0.3mm/r 故選擇切削速度=135mm/r選擇車刀磨鈍標準及耐用度，根據(jù)表5-119，車刀后刀慢最大磨損量取為1mm，開轉位車刀耐用度T=60min主軸轉速n, 切削速度的修正系數(shù)為各為 0.85 1.0 0.73 1 1 =1350.8573111=84m/minn= =100084 /633.14= 425r/min根據(jù)CA6140的轉速表確定

13、轉速為450r/min 機動時間計算根據(jù)公式T= (L/fn) i L=(d-d1)/2+L1+L2+L3計算機動時間和刀具形成長度L1=39.5 所以粗車基本時間T1=10.6s半精車的時間 T2=35.1s則工序的基本時間為 T= 45.7s確定第二道工序切屑用量及工時制定本工序仍為粗車,已知條件與工序一相同,車端面,外圓仍采用工序1相同的背吃刀量，根據(jù)設計指南P20頁=（2/33/4）Z Z為單邊粗加工余量 則=2/3Z=2進給量，機械加工工藝人員手冊表146確定選擇刀桿尺寸B H=1625mm 工件直徑為60mm時選用外圓車刀（硬質合金）可查得進給量=0.60.8mm/r 選擇= 0.

14、7mm/r切削速度，根據(jù)機械加工工藝人員手冊表14-15鑄件的材料為灰口鑄鐵，且學深度為=3mm。進給量=0.7mm/r 故選擇切削速度=105mm/r選擇車刀磨鈍標準及耐用度，根據(jù)表5-119，車刀后刀慢最大磨損量取為1mm，開轉位車刀耐用度T=60min主軸轉速n, 切削速度的修正系數(shù)為各為 0.85 ，0.73，1.0，1.0，1.0 =1050.8573111=65m/minn= =100065 /633.14= 330r/min根據(jù)CA6140的轉速表確定 轉速為320r/min半精車:背吃刀量, =1/2的雙邊余量=3mm進給量，(查課程設計指南P181頁) 技術要求的粗糙度為12

15、.5.但要在此表面加工孔,故在半精車時可以適當提高加工要求.所以查表可知 =0.3切削速度，根據(jù)機械加工工藝人員手冊表14-15鑄件的材料為灰口鑄鐵，且學深度為=3mm。進給量=0.3mm/r 故選擇切削速度=135mm/r選擇車刀磨鈍標準及耐用度，根據(jù)表5-119，車刀后刀慢最大磨損量取為1mm，開轉位車刀耐用度T=60min主軸轉速n, 切削速度的修正系數(shù)為各為 0.85 1.0 0.73 1 1 =1350.8573111=84m/minn= =100084 /633.14= 425r/min根據(jù)CA6140的轉速表確定轉速為450r/min 機動時間計算因為是車端面 查課程設計指南表2

16、-24可得TI=3.75s T2=12.4s 所以T=T1+T2=16.2s確定第三道工序切屑用量及工時制定本工序為粗銑左端面.因為考慮到要在左端面的粗糙度為12.5所以只需粗銑就可以達到加工要求粗銑背吃刀量, =1/2的雙邊余量=3mm進給量,由查表得銑床的功率小于5kw,工藝系統(tǒng)剛性為中等,又因為加工的鑄件材料為鑄鐵,查機械課程設計手冊表5-144可得 圓柱銑刀的進給量為0.2選擇車刀磨鈍標準及耐用度，根據(jù)表5-152，銑刀后刀慢最大磨損量取為1mm，開轉位車刀耐用度T=180min 查得Vc=19 n=73 Vf=76查表5-72 得主軸轉速為75r/min機動時間計算查表2-28 銑削

17、機動時間的計算公式 T=(L+L1+L2)/FmzL1=0.5d+(12) L2=13 L3=h/ 查表5-73得橫向進給量為15mm/min可以算得 T=2.8s確定第四道工序切屑用量及工時制定根據(jù)工藝人員制造手冊表10-13各種鉆頭的應用范圍選擇硬質合金鉆頭來作為鉆床鉆頭的刀具材料所以根據(jù)課程設計指南表5-134 得出進給量=0.2r/mm 切削速度V=60min/m 鉆尖角為120度 使用的切削液為干切或乳化液 主軸的轉速為275r/min攻螺紋時切削用量的選擇 查機械課程設計指南表5-142可得 選擇高速鋼機動絲錐作為絲錐材料 切削速度為19.5min/m 機動時間的計算T1=L/fn

18、=1.1s 倒角的時間較短可忽略所以 T=1.1s確定第五道工序切屑用量及工時制定擴孔24.5，粗鏜退刀槽，精鏜孔24.5根據(jù)機械設計課程設計指南表5-128 選擇擴孔時的進給量為1.0r/mm 表5-130得后刀面的磨損限度為1.2mm 刀具壽命為40min查表5-133可得切削速度為10mim/m 根據(jù)表5-65查得主軸轉速為100r/min 計算機動時間 T= L/fn=0.2s精鏜孔 根據(jù)表5-139查得 進給量f=0.5mm/r 進給速度為80mim/m鏜刀的主軸轉速為100r/min 計算機動時間T=L/fn=0.4s所以T=T1+T2=0.6s確定第六道工序切屑用量及工時制定鉆5

19、，3，2孔根據(jù)工藝人員制造手冊表10-13各種鉆頭的應用范圍選擇硬質合金鉆頭來作為鉆床鉆頭的刀具材料所以根據(jù)課程設計指南表5-134 得出進給量=0.08r/mm 切削速度V=40min/m 鉆尖角為120度 使用的切削液為干切或乳化液 主軸的轉速為275r/minT=T1+T2+T3=1.6s確定第七道工序切屑用量及工時制定選擇的刀具及切削用量與工序一的刀具選擇及切削用量一致車左端面的倒角時間很短 可省略確定第八道工序切屑用量及工時制定本工序為粗銑左端面.因為考慮到要在左端面的粗糙度為12.5所以只需粗銑就可以達到加工要求粗銑背吃刀量, =1/2的雙邊余量=3mm進給量,由查表得銑床的功率小

20、于5kw,工藝系統(tǒng)剛性為中等,又因為加工的鑄件材料為鑄鐵,查機械課程設計手冊表5-144可得 圓柱銑刀的進給量為0.2選擇車刀磨鈍標準及耐用度，根據(jù)表5-152，銑刀后刀慢最大磨損量取為1mm，開轉位車刀耐用度T=180min 查得Vc=19 n=73 Vf=76查表5-72 得主軸轉速為75r/min機動時間計算查表2-28 銑削機動時間的計算公式 T=(L+L1+L2)/FmzL1=0.5d+(12) L2=13 L3=h/ 查表5-73得橫向進給量為15mm/min可以算得 T=1.5s確定第九道工序切屑用量及工時制定鉆10.5孔,擴16孔根據(jù)工藝人員制造手冊表10-13各種鉆頭的應用范

21、圍選擇硬質合金鉆頭來作為鉆床鉆頭的刀具材料所以根據(jù)課程設計指南表5-134 得出進給量=0.16r/mm 切削速度V=60min/m 鉆尖角為120度 使用的切削液為干切或乳化液 主軸的轉速為100r/min機動時間的計算T1=L/fn=2.1s擴孔根據(jù)機械設計課程設計指南表5-128 選擇擴孔時的進給量為1.0r/mm 表5-130得后刀面的磨損限度為0.8mm 刀具壽命為20min查表5-133可得切削速度為10mim/m 根據(jù)表5-65查得主軸轉速為100r/min 計算機動時間 T= L/fn=0.3sT=T1+T2=2.4s確定第十道工序切屑用量及工時制定粗銑背吃刀量, =1/2的雙

22、邊余量=3mm進給量,由查表得銑床的功率小于5kw,工藝系統(tǒng)剛性為中等,又因為加工的鑄件材料為鑄鐵,查機械課程設計手冊表5-144可得 圓柱銑刀的進給量為0.2選擇車刀磨鈍標準及耐用度，根據(jù)表5-152，銑刀后刀慢最大磨損量取為1mm，開轉位車刀耐用度T=180min 查得Vc=19 n=73 Vf=76查表5-72 得主軸轉速為75r/min半精銑查機械設計課程指南表5-144可得要求的表面的粗糙度為3.2 圓柱銑刀的直徑在4080 所以選擇進給量為1主軸選擇為450r/min六、夾具設計1定位基準的選擇由零件圖知，因為要加工5的孔和3mm的孔，要求為了減少定位誤差，并滿足與中心軸距離23.

23、5的要求，選擇中心軸為定位基準 定位銷，螺釘與螺母約束了工件5個自由度，削邊銷約束了工件1個自由度，總共6個自由度，因此這一定位方案可行。為了提高加工效率，縮短輔助時間，將鉆套設計成可換鉆套。因孔離鉆模板較遠，所以采用特殊鉆套。2夾緊元件工件的軸向夾緊可用夾緊螺母進行夾緊；3夾緊力計算查機床夾具設計手冊第30頁查得計算公式為：實際夾緊力安全系數(shù) 查機床夾具設計手冊第56頁，表1225，夾緊力W=7870N,查機床夾具設計手冊第30頁，表121：式中 基本安全系數(shù)1.5；加工性質系數(shù)1.2；刀具鈍化系數(shù)1.0，由表122查得；切削特點系數(shù)1.0；考慮加緊動力穩(wěn)定性系數(shù)1.3。手動夾緊時的手柄位置1.0工件與支承面接觸的情況1.5即K3.51=7870N3.5127624N所以滿足定位的要求4誤差分析鉆5mm孔的設計基準為軸線，定位基準也為軸線，則定位誤差主要由定位銷的公差產生的。由基孔制計算，查機床夾具設計手冊P264頁 確定上下偏差為0.01