机械制造工艺学课程设计-油阀座零件的机械加工工艺规程及钻φ0.5mm的专用机床夹具设计（全套图纸）.doc

课程设计目录摘要I第1章 油阀座加工工艺规程11.1零件的的功能，结构以及生产类型的确定11.2零件的工艺分析21.3 零件的生产类型21.4主要加工面及要求2第2章毛坯的选择32.1 确定毛坯的材料、类型、制造方法及技术要求32.2 确定毛坯尺寸、设计毛坯图32.3油阀座零件的毛坯图4第 3章 基面的选择53.1 粗基准的选择53.2 精基准的选择5第4章 制定工艺路线64.1确定表面的加工方法64.2工序的顺序安排64.3拟定加工工艺路线74.4工艺路线的比较和分析8第5章 工序设计95.1 选择加工设备及工艺装备95.2 选择夹具95.3选择刀具9第6章 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定106.1外圆表面（）106.2外圆表面沿轴线长度方向的加工余量（、端面）106.3孔()106.4外圆端面（）106.5铣缺口（）10第七章 夹具体总体设计117.1定位基准和定位方案的选择选择117.2夹具采用的导向装置127.3确定加工孔时的切削用量和基本工时137.4切削基本时间147.5钻头磨钝标准耐用度情况147.6定位误差的分析147.7夹紧元件的强度校核16第 8 章 夹具的结构设计178.1夹具支撑架178.2夹具的压紧装置188.3夹具的总装配图198.4操作说明20设计心得21参考文献22附录一 机械加工工艺过程卡片二 机械加工工序卡片完整版全套，加153893706第1章 油阀座加工工艺规程图示为油阀座的零件图，材料为ZG45的铸件，该产品的生产纲领是年产为6000件，本次的课程设计要求设计该零件的毛坯图和毛坯合图一张，关键工序机械加工工艺过程卡片一套，主要工序的机械加工工序3份，以及一张油阀座夹具装配图一张和设计说明书一份。 图1.11.1零件的的功能，结构以及生产类型的确定 目所给定的零件是凿岩机注油器上的油阀座，左端通过Rc3/4与主机相连，一管套穿过油壶壳体与孔焊接，高压气体从左端进入阀座，在负压作用下，油壶内油从孔流至孔与高压气体混合后成雾状从套管喷出。孔装入油量调节装置，缺口标志油量调节范围。1.2零件的工艺分析 油阀座有两组加工表面，现在我们对这两组表面做以下分析。根据油阀座的外形我们可以看出，第一组加工表面可以以 的孔为中心作为一组加工表面。这一组的加工表面包括的外圆表面，的内孔表面的内孔，钻两个的通孔，钻和的孔。以及60锥角.在这一组加工表面中，主要加工的是油阀座的孔以及外圆表面，通过钻床和车床来加工。大多数孔加工精度不高，所以比较容易获得。第二组加工表面以的孔为中心的加工表面，通过分析，我们可以知道。在这一组加工表面中，需要加工的有的孔，的通孔以及角度为135缺口，45倒角以及内槽。通过以上分析，在加工R3/4的部位时候可以用的孔来定位。在加工的过程中，为了节约成本，粗加工和精加工最好一次完成。1.3 零件的生产类型由设计任务书我们可知：该零件的生产纲领是每年6000件，查表可知道，改零件的生产为大批量生产。1.4主要加工面及要求 (1)A面的基准面：与B面的距离是55mm,表面粗糙度为12.5um。 (2)B面的基准面：与A面的距离是55mm,表面粗糙度为12.5um.。 (3) 的孔：与孔的中心线距离是23.5mm,加工的表面粗糙度为 2.5um。 (4) 的内孔,加工的上偏差是+0.13，下偏差是0。第2章毛坯的选择2.1 确定毛坯的材料、类型、制造方法及技术要求材料类型： 根据零件材料ZG45确定毛坯为铸件，为了保证孔的加工质量和便于加工，将整个工件铸成整体毛坯，分型面通过孔中心线，而且垂直孔的中心线，铸件进行人工时效后，送机加工车间加工，以免工件切开后发生较大的变形。制造方法：由于是中批量生产，毛坯制造选方法采用砂型机器型，由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为CT10，选取铸件错箱值为1.0mm。 技术要求：由于是铸件，所以毛坯必须经过时效处理，铸件不得有气孔，砂眼等铸造缺陷。2.2 确定毛坯尺寸、设计毛坯图对于批量生产的铸件加工余量由工艺人员手册查得选取MA为G级，各表面的总余量见下表2.1，由工艺人员手册查得铸件主要尺寸见表2.2表2.1加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明上表面39.6G2+0.4单侧加工63H5+1轴降1级双侧加工端面55G3.5+0.5双侧加工表2.2主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT与右端面尺寸22224一般公差-c 轴63467一般公差-c与上表面尺寸39.62.442一般公差-c左端面与右端面尺寸55459一般公差-c 2.3油阀座零件的毛坯图 图2.1 第 3章 基面的选择在机械加工工艺的过程中，基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。选择合理正确的基面，可以使工件的加工质量得到保证，工厂的生产率得以提高。否则，基面选择若不恰当则会引起整个工艺过程的许多问题，严重的时候，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行，进一步造成企业的损失。3.1 粗基准的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，对于若干个不加工表面的工件，则应以加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。作为粗基准的表面应平整。对一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的，根据以上这几个原则，选用不加工表面外圆柱面作为粗基准。采用外圆柱面作为粗基准加工内孔可以保证空的壁厚均匀，而且便于装夹。3.2 精基准的选择精基准的选择应该考虑重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，经对零件的分析。阀座的右端面和孔既是装配基准，又是设计基准，其余各加工孔也可以用其来定位。加工孔时，以右端端面及内孔为基准。加工内孔时应以端面为基准。由于形位公差由机床自身来保证，粗精加工尽可能一次完成。第4章 制定工艺路线在制定工艺路线的过程中，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证为出发点。本次设计中，零件的生产纲领已经确定，因此我们可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，通过工序集中来提高产品的生产率。另一个方面，我们还应当考虑经济效率，从而使生产成本尽量降低。4.1确定表面的加工方法据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度。确定各表面的加工方法如下：右端面：尺寸精度等级为IT13，表面粗糙度为12.5um,加工方式为车。此处已删除退刀槽：表面粗糙度为12.5um，加工方式为铣。4.2工序的顺序安排根据先基准后其它的原则，首先加工精基准圆柱面、右端面，孔；根据先主后次的原则，先加工主要面右端面, 孔,后加工次要面孔，孔；根据先面后孔的原则，先加工右端面，后钻轴向孔；先加工凸台面，后钻孔。4.3拟定加工工艺路线 根据我们小组成员讨论并研究，我们组拟定了下面两组加工工艺路线，具体列举如下，方案一：工序1 铸造；工序2 车外圆、端面；工序3 钻孔；工序4 车左端端面、车内倒角、车锥孔、车内螺纹、车145倒角；工序5 半精车、精车；工序6 粗镗的孔；此处已删除 方案二:工序1 车外圆、端面；工序2 扩内圆。钻孔；工序3 车左端端面、车内倒角、车锥孔、车内螺纹、车145倒角；工序4 铣端面，保证至中心线定位基准长度为39.6mm；工序5 钻孔；工序6 钻孔，保证孔深度6mm；此处已删除工序14终检，按零件图样要求全面检查；4.4工艺路线的比较和分析两个工艺路线方案的比较：比较一：方案一：工序1到4重复利用了基准的外圆，夹持次数过多，精度不易保持；方案二：直接在工序2中一次装夹加工孔和扩内圆，精度要求能够保证；比较二：方案一：工序6、7、8没有遵循先面后孔的原则，先加工了的内孔；方案二：工序8、9保证了先面后孔原则；孔和内槽一次性加工可保证精度要求，无需分粗加工及精加工，且把镗孔的工序先于扩的孔，减小了因镗工艺引起的工件变形；比较三：方案一：工序11先加工了圆周上的孔，定位精度不易保证；方案二：由于先加工了右端面的孔，所以至端面的14mm的定位要求得到保证，且易于排屑和减小了加工的难度和增加刀具的使用寿命。综上从优考虑，选择工艺路线为方案二。第5章 工序设计5.1 选择加工设备及工艺装备在选择加工设备和装备的过程中，我们考虑了每道工序所需加工的不同表面和孔，端面之类的因素，并对各个工序的分析如下：工序1 该工序主要是车外圆，精度要求不高，零件的尺寸不大，可以采用CA6140车床。工序2 该工序主要以扩圆为主，钻，可以选用Z550立式钻床。工序3 该工序主要车螺纹，倒角，端面，锥孔等。可以选用CA6140车床。工序4 该主要铣端面，可以用X63铣床。工序5、6、7 该三道工序主要钻孔，可以选用Z550立式钻床。工序8 该工序主要扩孔和镗槽。可以选用T68镗床。工序9 该工序铣孔的下端面，可以选用X63铣床。工序10、11该两道工序主要是钻孔，可以选用Z550立式钻床。工序12该工序主要铣135。端面，可以选用X63铣床。5.2 选择夹具在钻孔, , , , 和铣135.的端面时专用夹具，在加工其他部分的加工面时，选着通用夹具。5.3选择刀具（1）在车床上的工序，一般采用硬质合金刀和镗刀，所以加工零件时，粗加工用YG6，精加工用YG6X。（2） 钻孔使用直柄麻花钻，扩孔采用锥柄扩孔钻。（3）在精车时，应采用金刚石车刀。 第6章 机械加工余量、工序尺寸 及毛坯尺寸的确定6.1外圆表面（）考虑其加工长度为9，与其联结的非加工外圆表面直径为，为简化铸造毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为。表面为自由尺寸公差.6.2外圆表面沿轴线长度方向的加工余量（、端面）此处已删除查可知端面的余量为4。分两次加工，第一次加工3，第二次加工1。6.5铣缺口（）由于题目中对圆柱缺口的精度要求不高。故粗铣余量为4。经过粗铣后即可达到题目的要求。 第七章 夹具体总体设计夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。应用机床夹具,有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量；有利于提高劳动生产率和降低成本；保证安全生产；有利于扩大机床工艺范围,实现“一机多用”。本夹具为加工的孔，由于孔需要加工为通孔，所以需要专用的夹具来进行定位，,夹具使用304616摇臂钻床,刀具为麻花钻。7.1定位基准和定位方案的选择选择此处已删除案一的外圆面不易加紧，综合各方面的因素，决定选择第二种方案。定位方案原理图如图7.1所示： 定位原理方案1 定位原理方案2图7.1在方案二中通过一面两孔和一个通孔的定位约束，使零件的全部自由度得到限制，因此最终的定位原理图如图7.2所示： 图7.27.2夹具采用的导向装置在导向装置的设计中（如图7.3所示），为保证夹具体的持久耐用性，采用的是可换钻套,当钻套加工磨损后，可以通过拆卸左侧的螺钉，再更换钻套，使夹具体寿命更长，且保证钻孔的位置。 图7.3 7.3确定加工孔时的切削用量和基本工时此处已删除扭矩: = （7.4） =0.30510.520.95=1.397N/m功率: = （7.5） =0.051Kw 。7.4 切削基本时间切削工时： =0.387min (7.7) 总时间大约为0.387min7.5 钻头磨钝标准耐用度情况查表5-130知：钻头的磨钝限度为0.5-0.8.7.6 定位误差的分析下图7.4是夹具装配图中零件的定位图 图7.4图7.4是夹具装配的定位示意图。根据设计基准的要求，采用一面两孔的定位方法，其误差由于定位副间存在径向间隙，因此必将产生径向基准位移误差。不过这时的径向定位误差不再只是单向的了，而是在竖直面内任意方向上都有可能发生，其最大值也比心轴水平放置时大一倍。根据公式，容易分析出，误差值等于正负配合上下偏差值的绝对值。7.7夹紧元件的强度校核图7.5 受力分析（如图7.5所示）：此处已删除第 8 章 夹具的结构设计8.1夹具支撑架图8.1该支撑架是用于支持零件的下端，由于是加工的孔径，所以受到轴向力比较大，因此需要在零件下面做一个支撑架，刚支撑架利用V型块支撑，通过调节上端的螺母来调节V型块的高度，底端用一根轴和两根销固定，当销插入固定后，限制了六个自由度，这事V型块垂直90度，当零件加工完毕，把销抽出来，由于自由度的限制被取消，V型块可以向两端倒下，达到迅速拆离支撑件的效果。8.2夹具的压紧装置 图8.2该装置通过压紧螺钉和轴的配合，通过去旋转手柄调整压紧螺钉顶住轴，从而使工件得到压紧。当零件加工完毕之后，迅速松掉压紧螺钉，从而快速取出工件。根据生产率的要求,运用手动夹紧可以满足。加工零件采用压紧螺钉和轴配合压紧机构,通过M10的压紧螺钉母顶住轴来压紧,钻模板通过带螺钉固定有效提高了工作的效率。8.3夹具的总装配图 图8.4 夹具装配图主视图 图8.3 夹具装配图俯视图 图8.4 夹具装配图左视图夹具在经济性分析情况下，大幅度提高单机设备的通过能力，提高产品质量。现场同类设备由于工装的差异影响了设备本身较宽的工艺通过能力，通用工装使现场整体的设备通过能力得到提高，有利于均衡生产，提高了工艺质量和产品质量。8.4操作说明如图8.2所示夹具的装配图的主视图，首先用左边的定位轴和销对工件进行一个定位，并锁紧左边螺栓的螺母，再旋转右边的压紧螺钉，使工件被顶紧，通过调节下面的V型块的螺母来对零件进行一个支撑支撑。最后对零件进行一个加工。设计心得经过为期二周的努力，有关油阀座夹具的课程设计最终完成了，过程中的辛苦与体会，让我感触颇深并且收获了很多的东西。刚开始设计的时候，总觉的难度很大，由于对油阀座这个零件不是很了解，所以对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。后面在问老师的过程中，老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出油阀座的毛坯和零件合图。对于夹具的设计，我们主要需要解决零件定位问题与夹紧问题，而零件定位夹紧要根据工件的技术要求量身定做，因此是比较灵活的，方案比较多，需要我们对加工零件进行认真的分析，才能选择出比较合理有意义的方案。在设计的过程中，张自强老师不断给我指出设计图纸中的错误，并叫我们改正，因此我们不仅巩固了以前的知识，更学到了很多新的知识。通过本次设计，自己的综合能力得到了很大提高。在整个设计过程中，我始终围绕着简化工艺、保证精度、结构简单、使用方便、安全可靠、经济实用等而展开思路，在设计过程中深深的体会到作为一个工程设计人员必须具有严谨的科学态度，掌握扎实的基础知识才能在以后的工作个学习中有所发展。对于在这次设计工程中出现的不足的地方希望各位老师提出宝贵的意见及建议。 本次课程设计的说明书撰写是在老师的精心指导和关心下完成的