油阀座加工工艺说明书.doc

机械制造技术课程机械制造技术课程设设计计 院 系 机械电子工程系 专 业 机械制造及自动化 姓 名 年 级 指导教师 二零一一年六月 机械制造技术课程设计任务书机械制造技术课程设计任务书 机械电子工程系系 机械制造及其自动化专业专业 2010 年级年级 学生姓名学生姓名 题目 题目 设计 CA6140 车床 油阀座零件的机械加工工艺规程及典型 夹具 大批量生产 主要内容 主要内容 1 1 绘制零件的毛坯图或零件 毛坯综合图 A3 2 设计零件的机械加工工艺规程 并填写 1 整个零件的机械加工工艺过程卡 A4 2 所设计夹具对应工序的机械加工工序卡 所设计夹具对应工序的机械加工工序卡 A4 3 设计某工序的夹具一套 绘出总装图 A2 4 编写设计说明书 指导教师 班 级 学 生 2012 年 6 月 6 日 零件图零件图 2 焊封 AA 技术要求 1 未注明圆角R3 4 2 锐边倒钝 3 材料 ZG45 其余 毛坯图 3 课程设计成绩评定表 4 评分指标评分指标满分值满分值评分评分合计合计总评成绩总评成绩 遵守纪律情况遵守纪律情况 5 5 学习态度和努力程度学习态度和努力程度 5 5 独立工作能力独立工作能力 5 5 工作作风严谨性工作作风严谨性 5 5 文献检索和利用能力文献检索和利用能力 5 5 平时表现平时表现 权重权重 30 30 与指导教师探讨能力与指导教师探讨能力 5 5 方案选择合理性方案选择合理性 3 3 方案比较和论证能力方案比较和论证能力 3 3 设计思想和设计步骤设计思想和设计步骤 3 3 设计计算及分析讨论设计计算及分析讨论 3 3 设计说明书页数设计说明书页数 5 5 设计说明书内容完备性设计说明书内容完备性 3 3 设计说明书结构合理性设计说明书结构合理性 2 2 设计说明书书写工整程度设计说明书书写工整程度 2 2 设计说明书文字内容条理性设计说明书文字内容条理性 2 2 图样数量图样数量 5 5 图样表达正确程度图样表达正确程度 5 5 图样标准化程度图样标准化程度 5 5 图面质量图面质量 5 5 设计是否有应用价值设计是否有应用价值 2 2 设计的数设计的数 量和质量量和质量 权重权重 50 50 设计是否有创新设计是否有创新 2 2 表达能力表达能力 4 4 报告内容报告内容 8 8 回答问题情况回答问题情况 6 6 答辩 权答辩 权 重重 20 20 报告时间报告时间 2 2 5 机机 械械 制制 造造 技技 术术 课程设计说明书 设计题目设计题目 设计 CA6140 车床 油阀座零件的机械加工工 艺规程及典型夹具 大批量生产 设设 计计 者者 学学 号号 指导教师指导教师 XX 机械电子工程系 2012 年 6 月 日 6 摘摘 要要 初步学会综合运用所学过的全部课程 并且独立完成了一项工 程基本训练 运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知 识 正确地解决油阀座零件在加工中的定位 夹紧以及合理制订工 艺规程等问题的方法 对油阀座零件一道工序进行了夹具设计 学 会了工艺装备设计的一般方法 提高了结构设计的能力 前前 言言 机械制造技术课程设计 是我们学习完大学阶段的机械类基础和技术基 础课以及专业课程之后的一个综合课程 它是将设计和制造知识有机的结合 并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用 而 进行的一次理论联系实际的训练 通过本课程的训练 将有助于我们对所学知 识的理解 并为后续的课程学习以及今后的工作打下一定的基础 对于我本人来说 希望能通过本次课程设计的学习 学会将所学理论知识 和工艺课程实习所得的实践知识结合起来 并应用于解决实际问题之中 从而 锻炼自己分析问题和解决问题的能力 同时 又希望能超越目前工厂的实际生 产工艺 而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器 零件的制造中 为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径 由于所学知识和实践的时间以及深度有限 本设计中会有许多不足 希望 各位老师能给予指正 II 目目 录录 第 1 章 机械加工工艺规程设计 1 1 1 零件的分析 1 第 2 章 机械加工工序设计 6 2 1 工序余量的确定 6 第 3 章 夹具设计 9 3 1 概述 9 设计小结 11 参考文献 12 3 第第 1 1 章章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 1 1 零件的分析 1 分析零件的技术要求 通过对该零件图的重新绘制 知原图样的视图正确 完整 尺寸 公差及技 术要求齐全 但24 5 的孔要要求精度高要精镗 没有退刀槽 应该加上 由零 件图可知 该零件结构简单 但技术要求多 对基准的选择要求高 零件选用材 料 ZG45 该材料具有较高的强度 韧性和塑性 切屑性能良好 结构工艺性好 阀门制造工艺有如下特点 阀门毛坯的制造工艺及检验工艺比较复杂 阀门 的铸件毛坯是结构叫复杂的薄壁壳体件 其铸件要求表面光洁 铸字清晰 特别 是要有致密的缺陷 为了满足上述要求 铸造时应采取一系列工艺措施 如选用 高耐火度的造型材料并控制型砂水份 造型时应分层打实以保证砂型硬度 采用 合理的浇帽口系统及严格控制浇注速度和温度等 由于技术要求较高 阀门毛坯 的铸造工艺远较一般铸件复杂 此外 阀门毛坯除检查尺寸 位置精度及外观 外 有的还有作金相组织 力学性能 耐腐蚀性能及无损探伤等多种检验 故阀 门的检验工艺也较复杂 机械加工难度大 由于阀门材料的各类繁多 除各种 铸铁 碳素钢外 其大部分高强 耐腐蚀和高硬材料的切削性能都很差 很难使 零件达到规定的加工精度和表面粗糙度 而阀门密封面的几何型状精度和表面粗 糙度的要求很高 因此更增加了阀门机械加工难度 同时 阀门材料的切削性 能差 又给阀门的加工方法 刀具材料 切削用量 工艺装备等方面带来了很多 新的问题 阀门零件在机床上安装比较困难 阀门主要零件的结构 形状比较 复杂 有些零件属壁薄 细长件 刚性差 在机床上加工时 定位和装夹都比较 困难 因此往往需要复杂的专用夹具 有的阀门零件 定位基面的精度较低 表面粗糙度较高 有时甚至采用非加工表面定位 而被加工密封面等部位的精度 和表面粗糙度要求都很高 故得难保证加工质量 因此 为满足工艺上的需要 往往须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 这就增加了阀门制造工艺的复杂性 4 2 零件图的工艺审查 1 22 作为基准孔 而且孔径小 要钻出 同一道工序加工 24 63 3 5 2 同时保证22 与3 的距离 23 5 和22 与2 的距离 22 还有保证内孔和外圆同轴 2 上孔加工保证同轴 而且保证16 和右端面的距离 22 上孔的加工 基准为右端面 3 各段孔之间要求相互垂直都是通孔 零件图 1 2 确定毛坯 根据生产类型 零件的结构 形状 尺寸及材料等选择毛坯的制造方式和精 度 1 选择毛坯的类型和制造方法 1 1 根据零件材料 ZG45 确定毛坯为铸件 为了保证孔22 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22 孔中心线 而且垂直 16 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 1 2 铸件尺寸公差 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 5 册查得 铸件尺寸公差等级为 CT10 选取铸件错箱值为 1 0 mm 1 3 铸件机械加工余量 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 1 由工艺人员手册查得铸件主要尺寸见表 2 表 1 表 2 2 绘制毛坯图 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 6363H5 1 轴降 1 级双侧加工 端面 55G3 5 0 5 双侧加工 主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差 CT 16 与右端面尺寸 22224 一般公差 c 63 轴 63467 一般公差 c 22 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 6 毛坯图 1 3 工艺路线的拟定 1 定位基准的选择 精基准的选择 精基准的选择 22 为第一个加工孔 已孔为定位基准 故选择其作为 加工其它有关表面的统一精基准 另外右端面也是加工左端面和钻 16 孔精 基准 粗基准的选择 粗基准应为一些非加工面 为了保证壁厚均匀及 22 孔的位置精度 故 选 30 轴面作为粗基准 2 零件表面加工方法的确定 1 右端面采用粗铣 半精铣 2 22 孔采用钻孔 粗镗 24 孔采用粗镗 半精镗 精镗 3 左端面采用粗铣 半精铣 倒角 4 上端面及缺口采用粗铣 半精铣 5 16 钻 IT11 粗糙度为 12 5 铰 IT9 粗糙度为 3 2 16 8 精镗孔 6 2 钻 3 钻 IT11 粗糙度为 2 5 7 惚平 22 攻 Rc3 4 螺孔 3 工艺路线的拟订 工艺路线的确定 本着先基准后其它 先孔后面 先主要表面后次要表面 和先粗后精的加工原则 首先以不加工面 32 面作粗基准来粗加工右端面及 63 这样能保证壁厚 均匀及 22 与 6 的同轴度 以右端面为基准一侧限制一个移动自由度 以底 面上一支支撑钉配合心轴限制一个转动自由度 来精加工左端面倒角然后钻 22 孔及攻螺纹 扩孔粗加工 24 5 及退刀槽 然后钻 2 3 5 孔 再以一 长心轴在 22 孔中定位 钻孔 2 10 5 16 退刀槽及精加工 16 然后铣平台 7 1 4 加工设备和工艺装备的选择 机床及刀具的选择 由于是中批量生产 故加工设备以通用机床为主 其生产方式以通用机床专 用夹具为主 工件在个机床上的装卸及个机床间的传送均由工人完成 1 车右端面 考虑到工件的定位加紧方案等问题 选用 CA6140 车床 端面车刀 2 车 63 钻 22 孔 外圆车刀 22 麻花钻 3 车左端面 倒角 攻螺纹 端面车刀 4 铣上端面 升降台式铣床 5 钻 16 孔 16 孔 2 孔 16 麻花钻 用 Z518 立式钻床 钻 模塞规 6 惚平 16 平台 用立式升降台铣床 1 5 机械加工工艺过程卡片的填写 详见附表一 机械加工工艺过程卡片 8 第第 2 2 章章 机械加工工序设计机械加工工序设计 2 1 工序余量的确定 工序余量是指在一道工序中所切除的金属层厚度 确定工序余量的方法有计 算法 经验估计法 查表法 一般按查表法确定工序间的加工余量 工序 40 设计基准与工序基准不重合 应该算工艺尺寸链 如图 L1 为 L3L2 L1 L1 L2 由尺寸链公式得 L3 5 0 5 0 6 39 25 0 25 0 11 75 0 25 0 6 28 本零件其他表面加工余量 工序尺寸及公差表面粗糙度见表 9 2 2 切削用量的确定 切削用量包括背吃刀量 进给量 和切削速度 确定顺序是先确 p afv 定 在确定 p afv 工序 10 切削用量及基本时间的确定 5 1 切削用量 本工序为粗车 车端面 外圆 已知加工材料为 45 钢 670MPa 铸件 机床为 CA6140 型卧式车床 工件装卡在三爪自定心卡盘上 b 1 确定粗车外圆的切削用量 所选刀具为 YT5 硬质合金可转位车刀 5 0 5 0 63 根据表 5 112 选刀杆尺寸 B H 刀片厚度为 4mm 根据表 5 mmmm2012 113 选择车刀几何形状为卷削槽倒棱型前刀面前角 后角 6 主 o 0 12 0 a 偏角 90 副偏角 10 刃倾角 0 刀尖圆弧半径 0 8mm k r k s c 2 确定背吃刀量 粗车双边余量为 4 5 mm 显然 为单边余量 p a p a p a 2 25mm 3 确定进给量 根据表 5 114 在粗车钢料 刀杆尺寸为 fmmmm2012 3mm 工件直径为 100 400mm 时 0 6 1 2mm r 按 CA6140 车床的进给 p a f 量 选择 0 65mm r f 加 工表面 工序加工余量工序尺寸与公差表面粗糙度 粗半精粗半精粗半精 24 5 2 51 3 23 7 24 56 33 2 165 50 4 15 6 1612 53 2 634 51 5 64 5 6312 5 10 确定的进给量上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 车床进给机构容许的进给力 3530N max F 根据表 5 123 当钢料 570 670MPa 3mm b p a f 0 75mm r 45 45 6m min 时进给力 760N kv f F 的修正系数为 1 0 故实际进给力为 889 2N f F oF r k f F 所选的进给量 0 65mm r 可用 f F max Ff 4 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 5 119 车刀后刀慢最大磨损量取为 1mm 开转位车刀耐用度 T 30min 5 确定切削速度 根据表 5 120 当用 YT15 硬质合金车刀加工 b 600 700MPa 钢料 3mm p a 0 75mm r 时 切削速度 109m minf v 切削速度的修正系数各为 0 8 0 65 0 81 1 15 1 0 故 52 8m minv n 138 9r min d v 1000 按 CA6140 车床的转速 选择 120r min 2r s 则实际切削速度 nv 45 6m min 最后确定的切削用量为 2 25mm 0 65mm r 120r min p afnv 45 6m min 同样确定精车63 的切削用量 0 75mm 1 3mm r 120r min p afn 45 6m minv 同样确定粗车右端面的切削用量 1 25mm 0 65mm r 120r min p afn 45 6m minv 同样确定精车右端面的切削用量 0 75mm 1 3mm r 120r min p afn 45 6m minv 11 2 3 时间定额的计算 T1 7s T2 4s T3 25s T4 13s 该工序所有时间 T 49s 其他工序的切削用量和时间见工序卡 2 4 机械加工工序卡片的填写 详见附表 2 机械加工工序卡片 12 第第 3 3 章章 夹具设计夹具设计 设计第 70 道工序的工装夹具 在给定的零件中 对本序价格的主要要求考 虑尺寸 22 由于公差要求较低 因此本步的重点应在加紧的方便与快速性上 3 1 概述 1 专用夹具设计的基本要求 保证被加工要素的加工精度 提高劳动生产率 具有良好的使用性能 经济性 2 拟定夹具的结构方案 绘制夹具草图 定位基准的选择 出于定位简单和快速的考虑 选择孔 24 5mm 和端面为基准定位 侧面加 定位销辅助定位 使工件完全定位 再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧 切削力和卡紧力计算 本步加工按钻削估算卡紧力 实际效果可以保证可靠的卡紧 钻削轴向力 NdfkCF zf y fFFi 2528802 00 11000 17 0 0 扭矩 MNkfdCT t ytzt T 68 0 0 1001 1 0 180305 0 卡紧力为N F F f 4 8 2 取系数 S1 1 5 S2 S3 S4 1 1 则实际卡紧力为 F S1 S2 S3 S4 F 16 77N 使用快