机械制造技术课程设计-油阀座零件的加工工艺及钻φ3、φ5孔夹具设计【全套图纸】 .pdf

辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目： “油阀座”零件的机械加工工艺规程及 加工3、5 孔的工艺装备设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级： 机械 05-6 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2008 年 7 月 1 日 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 课程设计任务书课程设计任务书 一、 设计题目一、 设计题目“油阀座”零件的机械加工工艺规程及加工3、 5 孔的工艺装备设计 二、原始资料二、原始资料 (1) 被加工零件的零件草图 1 张 (2) 生产类型:大批生产 三、上交材料三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 工件的毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程卡片 1 张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张 (5) 夹具装配图 1 张 (7) 课程设计说明书(7000-8000 字) 1 份 说明书主要包括以下内容（章节）说明书主要包括以下内容（章节） 目录 摘要（中外文对照的，各占一页） 零件工艺性分析 机械加工工艺规程设计 指定工序的专用机床夹具设计 方案综合评价与结论 体会与展望 参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10 条以上) 课程设计说明书一律用 a4 纸、纵向打印. 四、进度安排四、进度安排(参考参考) (1) 熟悉零件,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5 天 (3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9 天 (4) 编写说明书 3 天 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 2 (5) 准备及答辩 2 天 五、指导教师评语五、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 日日 期期 成绩评定成绩评定 采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容 丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比 较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 中等： 设计方案一般， 设计说明书及设计图纸欠规范、 内容一般。 在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显； 及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠 规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、 内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 3 摘摘 要要 油阀座是我这次课程设计的题目，包括零件图、毛坯图、 夹具装配图、夹具零件图各一张，机械加工工艺过程卡片和 与工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件和了解其作用。然 后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的 尺寸和机械加工余量。最后拟定油阀座的工艺路线图，制定 该工件的夹紧方案，画出夹具装配图和夹具零件图。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认 识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术 基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析 问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础， 并且为后续课程的学习打好基础。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 4 abstract oil is the seat of my current curriculum design topics, including parts map, rough map, fixture assembly, a fixture parts of the map, machining process and the process card and a card each. first of all we have to know the parts and understand their role. then, according to the nature of parts and components in the face of the map on the roughness of rough determine the size and mechanical jiagongyuliang. finalization of the oil valve seat of the road map, the enactment of the workpiece clamping programme, to draw fixture assembly and fixture parts map. for me personally, i hope that through the curriculum design, understanding and awareness of the general machinery parts of the production process, consolidate and deepen those who have learned the basic courses and specialized technical knowledge, linking theory with practice, from the exercise of their own problems and resolve the capacity for future work to lay a good foundation, and follow- up courses of study for laying a solid foundation. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 5 目目 录录 1.油阀座的工艺分析及生产类型的确定 . 0 1.1油阀座的技术要求 7 1.2审核油阀座的工艺性 8 1.3.确定油阀座的生产类型 8 2确定毛坯、绘制毛坯简图 . 8 2.1选择毛坯 8 2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量 8 2.2.1 公差等级 . 8 2.2.2 毛坯质量 9 2.2.3 铸件的材质系数 9 3拟定油阀座工艺路线 9 3.1定位基准的选择 . 9 3.1.1 粗基准的选择 9 3.1.2 精基准的选择 9 3.2表面加工方法的确定 9 3.3 加工阶段的划分 9 3.4 工序的集中与分散 . 10 3.5，工序顺序的安排 10 3.5.1：机械加工工序 10 3.6：确定工艺路线 10 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 6 3.7 工序尺寸（工序 3、4） . 13 3.8 切削用量、时间定额的计算。 （工序 3、4） 13 3.8.1.切削用量的计算 13 3.8.2.基本时间 tm 的计算 . 14 4、夹具设计 . 14 4.1 问题的提出 14 4.2 夹具设计 14 4.2.1、定位基准选择 14 4.2.2、定位误差分析 15 4.2.3、夹具设计及操作的简要说明. 15 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 7 1.油阀座的工艺分析及生产类型的确定油阀座的工艺分析及生产类型的确定 1.1油阀座的技术要求油阀座的技术要求 按表形式将该油阀座的全部技术要求列表中 油阀座零件技术要求表 加 工 表面 尺 寸 及 偏 差(mm) 公 差 及 精度等级 表面粗糙度 ra (m) 油 阀 座 的 左左端面 32 it12 12.5 油 阀 座 的 右 孔 右 端 面 63 it12 12.5 油 阀 座 的 16 内表 面 16h10 it7 3.2 2 孔 2 it7 2.5 24.5mm 孔 24.5 it12 12.5 3mm 孔 3 it6 2.5 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 8 5 孔 5 it7 12.5 左 端 面 斜 螺纹孔 it6 12.5 1.2审核油阀座的工艺性审核油阀座的工艺性 分析零件图可知，油阀座上、下、左、右端面和16、24 孔均 要求铣床加工， ，这样可以很容易找到加工基准，又提高了油阀座端 面的接触刚度，2、3、5 孔很小但是没有精度要求只有粗糙度 要求便于一次加工，大圆32、63 用车床加工就可以，即简单方便 又可以达到精度要求； 另外， 该零件除主要工作表面加工精度均较低， 不需要高竣工度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工 要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生 产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零 件的工艺性较好。 1.3.确定油阀座的生产类型确定油阀座的生产类型 依设计题目知：n=50000 件/年，油阀座属轻型零件。该油阀座 的生产类型为大批量生产。 2确定毛坯、绘制毛坯简图确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1选择毛坯选择毛坯 由于该油阀座在工作过程中要承受冲击载荷，为增强油阀座的强 度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用铸件，该油阀座的轮廓尺寸 不大，且生产类型属大批量生产，为提高生产率和铸件精度，以采用 砂型铸造机器造型方法生产毛坯。毛坯的拨模斜度为 5。 2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量确定毛坯的尺寸公差和加工余量 要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因 素。 2.2.1 公差公差等级等级 由于油阀座的功用和技术要求。确定该零件的公差等级为普通 级. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 9 9 2.2.2 毛坯质量毛坯质量 已知机械加工后油阀座件的重量轻，由此可初步估计机械加工前 铸件毛坯的重量为 1.5kg。 2.2.3 铸件的材质系数铸件的材质系数 由于该油阀座材料为 zg45，是碳的质量分数平均在 0.50%左右的 铸钢。 3拟拟定油阀座工艺定油阀座工艺路线路线 3.1定定位基准位基准的选择的选择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确 定粗基准。 3.1.1 粗基准的选择粗基准的选择 以油阀座的左端面为主要的定位粗基准， 以22 孔圆表面为辅助 粗基准。 3.1.2 精基准的选择精基准的选择 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据 “基准重合” 原则和“基准统一”原则，以粗加工后的左端面为主要的定位精基准， 以22 孔圆表面为辅助的定位精基准。 3.2表面表面加工加工方法方法的确定的确定 根据油阀座零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度， 确定加工件各表面的加工方法如表 加工表面 尺寸 精度 表 面 粗 糙度 加工方案 油阀座 左 右端面 it12 12.5 粗铣 油阀座 3 孔右端面 it6 2.5 钻 油阀座 5 内表面 it7 12.5 锪 3.3 加工加工阶段阶段的的划划分分 该油阀座加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精 加工和精加工几个阶段。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 10 10 在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精 基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后铣油阀座上下左 右端面和24.5 孔的端面。在半精加工阶段，完成24.5 孔的端面； 精加工阶段，钻2、3、5 的孔。 3.4 工序的集中与分散工序的集中与分散 选用工序集中原则安排油阀座的加工工序。该油阀座的生产类型 为大批生产，可以采用万能型机床、钻床配以专用工具、夹具，以提 高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩 短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各 种加工表面之间的相对位置精度要求。 3.5，工序顺序的安排，工序顺序的安排 3.5.1：机械机械加工工加工工序序 （1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准油阀座的 左端面和22 孔。 （2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加 工工序。 （3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面油阀座左端 面和22 孔，后加工次要表面。 （4）遵循“先面后孔”原则，先加工油阀座端面，再加工油阀 座上的孔。 3.6：确定工艺路线：确定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了油阀座的 工艺路线。 机 械加 工工 艺过 程卡 片 产 品型 号 零 件 图 号 产 品名 称 零 件 名 称 油阀 座 材 料 牌 号 zg4 5 毛 坯 种 类 铸件 毛 坯 外 形 尺寸 60.6 76 80.3 每 毛 坯 件 数 每 台 件 数 注 工 工 名 工 序 内 容 车 间 工 设 备 工 艺 装 备 工 时 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 11 序 号 序 称 段 准 终 单 件 1 粗铣阀体上、下、左、 右四个端面 x 52k 铣 刀 、 游 标 卡 尺 、 专用夹具 2 孔 扩 22 的孔 z 3025 扩孔钻、塞规 3 - 扩 扩 3 的孔 z 3025 钻 头 、 游 标 卡 尺 、 专用夹具 4 - 扩 钻 5 的孔 z 3025 钻 头 、 游 标 卡 尺 、 专用夹具 5 半精铣，精铣 24 孔的 右端面 x 52k 铣 刀 、 游 标 卡 尺 、 专用夹具 6 孔 扩 24 的孔 z 3025 扩 孔 钻 、 卡 尺 、 塞 规 7 - 扩 钻、扩 2 的孔 z 3025 钻 头 、 游 标 卡 尺 、 专用夹具 8车 63 外圆 c a614 0 车 刀 、 卡 尺 、 专 用 夹具 9车 32 外圆 c a614 0 车 刀 、 卡 尺 、 专 用 夹具 1 0 半精铣，精铣 16 孔的 上端面 x 52k 铣 刀 、 游 标 卡 尺 、 专用夹具 1 1 - 扩 钻、扩 10.5 的孔 z3025 钻头、铰刀、卡尺、 塞规 1 2 扩，铰 16mm 的孔 z 3025 钻 头 、 游 标 卡 尺 、 专用夹具 1 3 铣 2.5 的槽 x 52k 铣 刀 、 游 标 卡 尺 、 专用夹具 1 4 半精铣，精铣螺纹孔的 左端面 x 52k 铣 刀 、 游 标 卡 尺 、 专用夹具 1 5 攻锥螺纹 z 3025 专用攻螺纹夹具 1 6 车螺纹内倒角 c a614 0 车 刀 、 卡 尺 、 专 用 夹具 1 7 半精铣，精铣油阀座下 端面 x 52k 铣 刀 、 游 标 卡 尺 、 专用夹具 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 12 12 设 计 （ 日 期） 校 对 （日期） 审 核 （日期） 标 准化（日 期） 会 （日期 标 记 数 更 改 文 件号 签 字 日 期 记 数 更 改 文 件号 签 字 日 期 机 械加 工工 艺过 程卡 片 产 品型 号 零 件 图 号 产 品名 称 零 件 名 称 油阀 座 材 料 牌 号 zg4 5 毛 坯 种 类 铸件 毛 坯 外 形 尺寸 60.6 76 80.3 每 毛 坯 件 数 每 台 件 数 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准 终 单件 1 8 - 扩 钻、扩 2 的孔 z30 25 钻头、游标卡尺、专用 夹具 1 9 车 70 外圆 ca 6140 车刀、卡尺、专用夹具 2 0 车 24 外圆 ca 6140 车刀、卡尺、专用夹具 2 1 处 理 2 2 洗 清 洗机 2 3 检 塞规、百分表、卡尺等 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 13 13 设 计（日 期） 校 对 （日期） 审 核 （日期） 标 准化（日 期） 会 （日期 标 记 数 更 改 文 件号 签 字 日 期 记 数 更 改 文 件号 签 字 日 期 3.7 工序尺寸（工序工序尺寸（工序 3、4） 由零件图及查表可得，此工序的工序尺寸为 3、5mm，加工精 度等级为 it6、it7。从线性尺寸的未注公差表查到，此工序的加工公 差值为 0.4mm，上下极限偏差值分别为+0.2mm、- 0.2mm. 3.8 切削用量、时间定额的计算。 （工序切削用量、时间定额的计算。 （工序 3、4） 3.8.1.切削用量切削用量的计的计算算 （1）钻孔工步（工序 3） 被吃刀量的确定 取 ap=1.9mm。 进给量的确定 由表，选取该工步的每转进给量 f=0.2mm/r。 切削速度的计算 由表，按工件材料为铸铁的条件选取，切 削速度 v 可取为 21.7m/min。由公式 n=1000v/d 可求得该工序钻头 转速 n=2303r/min,参照表所列 z3025 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=630r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度 v=n d/1000=5.3m/min. (2)钻孔工步（工序 4） 被吃刀量的确定 取 ap=1.9mm。 进给量的确定 由表，选取该工步的每转进给量 f=0.2mm/r。 切削速度的计算 由表，按工件材料为铸铁的条件选取，切 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 14 14 削速度 v 可取为 21.7m/min。由公式 n=1000v/d 可求得该工序钻头 转速 n=1382r/min,参照表所列 z3025 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=630r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度 v=n d/1000=9.9m/min. 3.8.2.基本时间基本时间 tm 的计算的计算 （1）钻孔工步（工序 3） 根据表，钻孔的基本时间可由公式 tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。 式中 l=14mm;l2=1mm;l1=(d/2)cotkr+(1 2)=（3mm/2）cot54+1mm=1.9mm;f= 0.2mm/r;n= 630r/min.将上述 结果代入公式，则该工序的基本时间 tj=(3mm+1mm+1.9mm)/(0.2mm/r 630r/min)=0.047min=2.8s （2）钻孔工步（工序 4） 根据表，钻孔的基本时间可由公式 tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l=6mm;l2=1mm;l1=(d/2)cotkr+(1 2)=（5mm/2）cot54+1mm=2.5mm;f= 0.2mm/r;n= 630r/min.将上述 结果代入公式，则该工序的基本时间 tj=(5mm+1mm+2.5mm)/(0.2mm/r 630r/min)=0.067min=4.1s。 4、夹具夹具设计设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计 专用夹具。并设计工序 3、4钻3、5 孔的夹具。本夹具将用 于 z3025 立式钻床，刀具为高速钢麻花钻。 4.1 问问题的题的提出提出 本夹具主要用来钻3、5 孔，该孔为阶梯孔，与2 孔的中线 有一定的位置要求并且3 孔有粗糙度要求，在加工时应保证孔的位 置要求。此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低 劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。 4.2 夹具夹具设计设计 4.2.1、定位基准选择、定位基准选择 由零件图可知， 3、 5 孔为阶梯孔， 相对于2 孔中线有 45.5mm 的相对位置要求，为使定位误差为零，应该选择2 孔中线为定位基 准保证该位置。此外，还应以 63 外圆端面为基准，从而保证阶梯孔 在油阀座上的位置。 为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件快换装置，并采用 快换钻套以利于在钻底孔后攻螺纹。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 15 15 4.2.2、定位误差分析、定位误差分析 （1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为两个 定位销，这两个定位销的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相 匹配轴的尺寸与公差相同。 （2）计算钻套中心线与工作台的垂直度误差。 钻套外径 55gf 与衬套孔 75hf 的最大间隙为： 026 . 0 )011 . 0 (015 . 0 max =-=d 衬套外径 610rf 与钻模板孔 710hf 的最大间隙为： 005 . 0 023 . 0 018 . 0 max -=-=d 则钻套中心与工作台平面的垂直度误差为：0.026- 0.005=0.021。 （3）计算定位销轴与工作台的平行度误差。 定位销轴与夹具体孔的最大间隙为： 034 . 0 001 . 0 035. 0 max