設(shè)計(jì)閥體零件的機(jī)械加工工藝課程設(shè)計(jì)說明書

PAGEPAGE13機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)閥體零件的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)者：班級學(xué)號：指導(dǎo)老師：2011年6月28日機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)閥體零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及相關(guān)工序的專用夾具內(nèi)容：⒈被加工零件的零件圖1張⒉毛坯圖1張⒊機(jī)械加工工藝過程綜合卡片1張⒋機(jī)械加工工序卡片2張⒌夾具設(shè)計(jì)裝配圖1張⒍夾具體主要零件圖1張⒎課程設(shè)計(jì)說明書1份原始資料：該零件圖樣，Q=4000件/年，每日1班2011年6月28日目錄序言4零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定5零件的作用5零件的工藝分析5零件的生產(chǎn)類型5二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖51、選擇毛坯52、確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差53、設(shè)計(jì)毛坯圖6三、選擇加工方法，制定工藝路線61、定位基準(zhǔn)的選擇62、零件表面加工方法的選擇63、制定工藝路線7四、工序設(shè)計(jì)7五、確定切削用量及基本時間8六、夾具設(shè)計(jì)12七、設(shè)計(jì)小結(jié)13八、參考文獻(xiàn)14序言機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多加指導(dǎo)。零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定⒈零件的作用題目所給定的零件是容積式壓縮機(jī)的閥體，如圖1所示。它是將閥內(nèi)介質(zhì)壓縮，一端連接壓縮活塞，一端與輸出口螺紋連接。通過閥體內(nèi)的活塞的往復(fù)運(yùn)動，壓縮介質(zhì)，產(chǎn)生壓縮作用。圖1⒉零件的工藝分析通過對該零件的重新繪制，對零件進(jìn)行分析，該零件屬于類回轉(zhuǎn)體零件，主體部分以中心軸為回轉(zhuǎn)中心，但是在外圓上附有兩個尺寸不同的凸臺，二者軸線之間角度為90度，回轉(zhuǎn)中心在同一徑向平面上。該工件兩端的沉孔和內(nèi)腔的壁精度要求高，內(nèi)腔壁的精度為7級，且粗糙度要求為3.2，要求高。零件兩端的沉孔精度為11級。該零件屬于類回轉(zhuǎn)體的，兩個端面和內(nèi)腔需要加工，各表面的加工精度和表面粗糙度能夠通過機(jī)械加工獲得。首先加工兩個端面，其中大端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，內(nèi)腔各尺寸以軸線和大端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，要求較高的精度，且內(nèi)腔尺寸較大，可采用鏜削加工。大端的各個孔，位置分布均勻，且大端厚度不大，便于對空的加工?？偟膩碚f，該零件的工藝性較好。⒊零件的生產(chǎn)類型依設(shè)計(jì)題目知：Q=4000件/年，且零件總體尺寸適中，為輕型零件，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)中的中批生產(chǎn)。選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖⒈選擇毛坯根據(jù)零件圖要求，零件材料為HT300，形狀簡單，故采用鑄件毛坯。由于零件的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，故采用砂型鑄件，效率高，同時保證了毛坯尺寸，便于加工。⒉確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差按第五章第一節(jié)《鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量（摘自GB/T6414-1999）》確定，步驟如下:①求最大輪廓尺寸根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長233.5mm，寬160mm，高160mm，故最大輪廓尺寸為233.5mm②選取公差等級CT由表5-1，鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級CT范圍8~12級，取為11級。③求鑄件尺寸公差根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，由表5-3查得，公差帶相對于基本尺寸對稱分布。④求機(jī)械加工余量等級由表5-5，鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得機(jī)械加工余量等級范圍E~G級，取為G級。⑤求RMA（要求的機(jī)械加工余量）對所有加工表面取同一個數(shù)值，由表5-4查最大輪廓尺寸為233.5、機(jī)械加工余量等級為G級，得RMA數(shù)值為2.8mm。⑥求毛坯基本尺寸4×φ14孔較小，鑄成實(shí)心R=F+2RMA+CT/2,R=F-2RMA-CT/2表1閥體零件毛坯（鑄件）尺寸零件尺寸（mm）單面加工余量（mm）毛坯尺寸（mm）233.55244Φ60452Φ48H7×2440Φ54H7446M6044668573M4843655560M18404×Φ14404×M840⒊設(shè)計(jì)毛坯圖根據(jù)零件尺寸，確定外圓角半徑為3mm，內(nèi)圓角半徑為3mm，是圓角尺寸能保證各表面的加工余量。確定分模位置零件為類回轉(zhuǎn)體零件，結(jié)構(gòu)簡單。為便于起模，分模位置選在零件的中心軸線上，分型面為過零件軸心和大凸臺軸線的面。熱處理方式采用時效處理，消除毛坯內(nèi)部應(yīng)力，以保證加工精度。綜上所述，具體毛坯見毛坯圖。選擇加工方法，制定工藝路線⒈定位基準(zhǔn)的選擇該零件為類回轉(zhuǎn)類零件，故選擇外圓為粗基準(zhǔn)。由大端面和內(nèi)腔孔軸線為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，故遵循“基準(zhǔn)重合”原則，采用大端面和內(nèi)孔及端面的小孔為精基準(zhǔn)。⒉零件表面加工方法的選擇（1）大端面表面粗糙度要求高，尺寸較大，且為回轉(zhuǎn)類，故采用車削加工，進(jìn)行粗車。（2）小端面采用車削加工，外圓定位，進(jìn)行粗車。（3）兩端面的沉孔由于精度高，為10級精度，尺寸適中，故采用車削，且為半精車加工。（4）內(nèi)腔各孔內(nèi)腔各孔精度高，為7級精度，尺寸適中，故采用半精鏜加工，保證精度。（5）凸臺端面采用車床加工，同時進(jìn)行車螺紋，小凸臺的螺紋孔直接打孔而成。（6）大端面孔進(jìn)行鉆削加工，在鉆床上打孔，攻螺紋孔。⒊制定工藝路線加工工藝路線為有端面至內(nèi)腔，按照先加工基準(zhǔn)面級先粗后精的原則，零件的加工工藝路線確定：⑴工序一：粗車大端面，粗鏜Φ60，Φ48H7×2的內(nèi)孔⑵工序二：半精車Φ70.6H11的沉孔，Φ48H7×2的內(nèi)孔，車倒角⑶工序三：粗車小端面，粗鏜Φ60，Φ54H7的內(nèi)孔⑷工序四：半精車Φ70.6H11的沉孔，Φ54H7的內(nèi)孔，車倒角⑸工序五：車M60×2的螺紋⑹工序六：粗車大凸臺，粗鏜Φ48，Φ36的內(nèi)孔，3×Φ49的槽⑺工序七：锪Φ75端面，車倒角⑻工序八：車M48×2-6H的螺紋⑼工序九：粗車小凸臺⑽工序十：鉆-精鉸Φ18的孔，锪Φ32平面，車倒角⑾工序十一：攻M18×1.5的螺紋⑿工序十二：鉆4×Φ14的孔，光孔背面锪平Φ26⒀工序十三：攻M8-6H的螺紋孔工序設(shè)計(jì)⒈選擇加工設(shè)備與工藝裝備工序一、二、三。四是粗車和半精車，粗鏜，半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸較大，精度要求較高，選用C620-1型臥式車床即可。工序七、十為鉆，惚，故采用Z525機(jī)床⑵選擇夾具本零件除鉆孔、锪等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可，前兩道車床工序用三爪卡盤。⑶選擇刀具根據(jù)不同的工序選擇刀具零件材料為HT300，故選用刀具材料為YG6刀具。工步一YG690°端面車刀。工步二YG6鏜刀。工步三YG6鏜刀。⑷選用量具兩面/雙面游標(biāo)卡尺：公稱規(guī)格300×0.05，測量范圍0~300，讀數(shù)值0.05。外徑千分尺：公稱規(guī)格125~175，測量范圍125~175，讀數(shù)值0.01公稱規(guī)格75~100，測量范圍75~100，讀數(shù)值0.01根據(jù)表5-108，選擇加工孔用量具，為φ70.6選擇讀數(shù)值為0.01，測量范圍50~100的內(nèi)徑百分表，為φ48選擇讀數(shù)值為0.01，測量范圍25~50的內(nèi)徑千分尺，為φ54選擇讀數(shù)值為0.01，測量范圍50~175的內(nèi)徑千分尺。⒉確定工序尺寸（1）確定各端面的加工余量加工表面工序單邊余量工序尺寸表面粗糙度粗半精粗半精粗半精大端面523912.56.3小端面5233.512.56.3大凸臺端面56812.5小凸臺端面55512.5（2）確定各內(nèi)孔的加工余量加工表面工序雙邊余量工序尺寸表面粗糙度粗半精粗半精粗半精φ70.6H112φ70.66.3φ608φ606.3φ6615φ66φ576φ57φ48H762φ46φ486.33.2φ6021φ60φ48H762φ46φ486.33.2φ5611φ56φ54H762φ50φ526.33.2φ6413φ51M60x2-6H6.3φ70.6H1117.62φ68.6φ70.66.3M48x2-6H3xφ4913φ49確定切削用量及基本時間工序Ⅰ：1.確定切削用量根據(jù)表5-112，由于C620-1車床的中心高度為200mm（表5-55），故選用刀桿尺寸BxH=16mmx25mm,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為平面帶倒棱型，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角。（1）背吃刀量小端面由于粗加工余量為5mm，故背吃刀量=5/2=2.5內(nèi)孔?60mm粗加工單邊余量為4mm，加工一次，故背吃刀量=4mm內(nèi)孔φ54mm粗加工單邊余量為3mm，加工一次，故背吃刀量=3（2）進(jìn)給量f根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-114，表5-115，查得本工序中各工步進(jìn)給量f。工步一：粗車小端面進(jìn)給量f=1mm/r工步二：粗鏜內(nèi)孔φ60mm進(jìn)給量f=0.5mm/r工步三：粗鏜內(nèi)孔φ54mm進(jìn)給量f=0.5mm（3）切削速度根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-121，根據(jù)工件材料、切削深度和進(jìn)給量，初步確定工步一的切削速度=63m/min。按表2-8的計(jì)算公式確定工步二及工步三的切削速度，式中，=158，m=0.2,=0.15,=0.4,T=60min,=0.9，則工步二工步三根據(jù)公式n=計(jì)算出初定的機(jī)床轉(zhuǎn)速，然后根據(jù)表5-56所選機(jī)床的各級轉(zhuǎn)速，確定各個工步的機(jī)床轉(zhuǎn)速。工步一n=230r/min工步二n=370r/min工步三n=460r/min根據(jù)確定的機(jī)床轉(zhuǎn)速和公式v=再次確定各個工步的精確切削速度：工步一=62.14m/min工步二=69.74m/min工步三=78.04m/min2.確定基本時間（1）工步一根據(jù)表2-21，車端面基本時間為，式中=86mm,=52mm,=2mm,mm,,f=1mm/r,n=3.8r/s,i=1則由于進(jìn)給次數(shù)為2，故（2）工步二根據(jù)表2-21，鏜孔的基本時間為式中=31mm，=2mm,mm,,f=0.5,n=6.17r/s則（3）工步三根據(jù)表2-21，鏜孔的基本時間為式中=50mm，=2mm,mm,,f=0.5,n=7.67r/s則輔助時間根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》表4-106計(jì)算得工序一為12.1s,工序二為12s，工序三為14.6s。至此，工序卡一各個主要參數(shù)確定，具體見附卡工序卡一。工序Ⅱ：1.確定切削用量根據(jù)表5-112，由于C620-1車床的中心高度為200mm（表5-55），故選用刀桿尺寸BxH=16mmx25mm,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為平面帶倒棱型，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角。（1）背吃刀量大凸臺由于粗加工余量為5mm，故背吃刀量=5/2=2.5內(nèi)孔φ48mm粗加工單邊余量為3mm，加工一次，故背吃刀量=3mm內(nèi)孔3xΦ49mm粗加工單邊余量為6.5mm，加工一次，故背吃刀量=6（2）進(jìn)給量f根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-114，表5-115，查得本工序中各工步進(jìn)給量f。工步一：粗車小凸臺進(jìn)給量f=1mm/r工步二：粗鏜內(nèi)孔φ48mm進(jìn)給量f=0.5mm/r工步二：粗鏜內(nèi)孔3xφ49mm進(jìn)給量f=0.5mm（3）切削速度根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-121，根據(jù)工件材料、切削深度和進(jìn)給量，初步確定工步一的切削速度=63m/min。按表2-8的計(jì)算公式確定工步二及工步三的切削速度，式中，=158，m=0.2,=0.15,=0.4,T=60min,=0.9，則工步二工步三根據(jù)公式n=計(jì)算出初定的機(jī)床轉(zhuǎn)速，然后根據(jù)表5-56所選機(jī)床的各級轉(zhuǎn)速，確定各個工步的機(jī)床轉(zhuǎn)速。工步一n=230r/min工步二n=480r/min工步三n=460r/min根據(jù)確定的機(jī)床轉(zhuǎn)速和公式v=再次確定各個工步的精確切削速度：工步一=62.14m/min工步二=72.38m/min工步三=70.82.確定基本時間（1）工步一根據(jù)表2-21，車大凸臺基本時間為，式中=75mm,=36mm,=2mm,mm,,f=1mm/r,n=3.8r/s,i=1則由于進(jìn)給次數(shù)為2，故（2）工步二根據(jù)表2-21，鏜孔的基本時間為式中=31mm，=2mm,mm,,f=0.5,n=8r/s則（3）工步三根據(jù)表2-21，鏜孔的基本時間為式中=3mm，=2mm,mm,,f=0.5,n=7.67r/s則輔助時間根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》表4-106計(jì)算得工序一為13.42s,工序二為9.25s，工序三為6.75s。至此，工序卡二各個主要參數(shù)確定，具體見附卡工序卡二。六、夾具設(shè)計(jì)本夾具是工序6使用的加工大凸臺內(nèi)孔、端面的車床專用夾具，在C620-1車床上加工，進(jìn)行車端面，鏜內(nèi)孔和車內(nèi)槽的加工。所設(shè)計(jì)的夾具裝配圖和零件圖如附圖所示。有關(guān)說明如下。（1）定位方案工件以加工過的大端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，采用大端面和內(nèi)腔孔定位，其中以大端面定位，消除3個自由度，以內(nèi)腔孔定位，消除2個自由度，以側(cè)面小凸臺定位，消除1個自由度，共限制了6個自由度。（2）夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和定位方案，通過手動夾緊即可滿足要求。采用鉤形壓板壓住工件，再旋緊螺母將工件夾緊。（3）夾具與機(jī)床的連接元件全部采用螺栓連接，可保證機(jī)床的穩(wěn)定性。（4）夾具體工件的定位元件與夾緊元件由夾具體連接起來，保證了定位精度和加緊的可靠性，實(shí)現(xiàn)定位和夾緊功能。（5）使用說明安裝工件時，松開鉤形壓板上的緊固螺母，壓板上升，自動轉(zhuǎn)過90度，裝上V形塊，安放零件，保證定位，然后旋下螺母，使兩個壓板聯(lián)動加緊。（6）機(jī)構(gòu)特點(diǎn)該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，聯(lián)動夾緊精度高，定位準(zhǔn)確，加緊可靠。夾具結(jié)構(gòu)緊湊，而且與機(jī)床連接方便。（7）切削力的計(jì)算分析可知，車削端面時，軸向力最大。式中=450，=3，=1，=0.4，=0，f=1,=35.8,=0.8故根據(jù)受力分析知又由夾緊力的計(jì)算公式,得即故夾緊力可以保證在切削力最大的時候也保證工件穩(wěn)定，滿足要求。（8）誤差分析與計(jì)算該夾具以一