“密封件定位套”零件的机械加工工艺规程及工序的设计

机械制造工艺课程设计 第 1 页 共 25 页 课程设计说明书课程设计说明书 专业 机械制造与自动化专业 机械制造与自动化 学号 学号 姓名 姓名 机械制造工艺课程设计 第 2 页 共 25 页 目目 录录 设计任务书设计任务书 3 序言序言 4 1 零件的分析零件的分析 5 2 工艺规程设计工艺规程设计 7 一 确定毛坯的制造形式 一 确定毛坯的制造形式 7 二 基面的选择 二 基面的选择 7 三 制定工艺路线 三 制定工艺路线 8 四 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 四 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 10 五 确定切削用量及基本工时 五 确定切削用量及基本工时 13 3 总结总结 23 参考文献参考文献 24 机械制造工艺课程设计 第 3 页 共 25 页 设计任务书设计任务书 题目 题目 设计 密封件定位套 零件的机械加工工艺规程及工序的设 计计算 设计内容设计内容 1 产品零件图 1 张 2 产品毛坯图 1 张 3 机械加工工艺过程卡片 1 份 4 机械加工工序卡片 1 张 一道工序 5 课程设计说明书 1 份 3 千字 A4 6 装袋 桂林航院课程设计专用袋 不用档案袋 设计时间 设计时间 两周 机械制造工艺课程设计 第 4 页 共 25 页 序序 言言 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课 技 术基础课以及大部分专业课之后进行的 这是我们在进行毕业设计 之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接 也是一次理论联系实 际的训练 因此 它在我们四年的大学生活中占有重要的地位 就我个人而言 我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的 工作进行一次适应性训练 从中锻炼自己分析问题 解决问题的能 力 为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础 由于能力所限 设计尚有许多不足之处 恳请各位老师给予指导 机械制造工艺课程设计 第 5 页 共 25 页 一 零件的分析一 零件的分析 1 零件的作用零件的作用 题目所给定的零件是密封件定位套 其构造成在打开位置和关 闭位置之间有选择地定向一密封件 该组件包括一膨胀器结构 通 过转动或其它方式移动到与密封结构的预定部分强制接合和脱开这 样的强制接合 该膨胀器结构可设置在一密封件打开或密封件关闭 定向 当密封件定位组件用于实施腹腔镜或类似手术中的套管针组 件时 密封件打开定向设置密封结构脱开与通过其间的器械的接合 并可便于充入的气体从充气的体腔内快速地排出 一偏置组件可连 接到密封结构 以在器械不设置在密封结构内的情形下 偏置密封 结构到一通常的关闭位置 构造来打开和关闭一密封结构的密封件 定位组件 所述密封件定位组件包括 a 一包括一膨胀器结构的定位装置 膨胀器结构设置成与密 封结构保持连通的关系 b 通过所述膨胀器结构和密封结构之间的相对运动 所述膨 胀器结构设置在一密封件打开定向和一密封件关闭定向 机械制造工艺课程设计 第 6 页 共 25 页 c 所述密封件打开定向至少部分地由所述膨胀器结构与密封 结构的预定部分的强制接合形成 2 零件的工艺分析零件的工艺分析 1 定位套孔壁较薄 在各道工序加工时应注意选用合理的夹 紧力 以防工件变形 2 定位套内 外圆有同轴度要求 为保证加工精度 工艺安 排应粗 精加工分开 3 在精磨 130mm 时 同时靠磨 136mm 右端面 以 045 0 015 0 保证 130mm 右端面对其轴心线的垂直度公差 0 03mm 这种 045 0 015 0 方法工厂俗称 工艺保证 4 165mm 180mm 中心线对 130mm 基准孔 10 0 15 0 10 0 15 0 045 0 015 0 中心线的同轴度误差的检测方法 采用 1 3000 锥度心轴 先将工件 装在锥度心轴上 再将心轴装在偏摆仪 将百分表触头与工件外圆 最高点接触 然后转动锥度定位心轴 百分表跳动值为同轴度误差 5 该密封件定位套因为是铸件 采用先铸造出中心孔 以减 少金工工作量 6 定位套螺纹孔宽 大径 小 径尺寸及等分精度的检查 采 用符合量规进行检查 机械制造工艺课程设计 第 7 页 共 25 页 二 工艺规程设计二 工艺规程设计 一一 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 毛坯成形方法选择的合理与否直接影响到零件的质量 使用性 能 成本和生产率 而零件的材料选定以后 其毛坯成形方法也大 致确定了 机械零件毛坯选择的原则是既满足零件的使用要求 又使零件 在制造过程中具有良好的工艺性和经济性 以利于降低成本和提高 生产率 零件材料为 HT200 已知密封件定位套零件的生产类型为大批 量生产 考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大 零件有多个通 孔 零件结构又比较简单 生产类型为大批生产 故选择铸件毛坯 二 基面的选择 二 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一 基面选择的正确 与合理 可以使加工质量得到保证 生产效率得以提高 否则 加 机械制造工艺课程设计 第 8 页 共 25 页 工工艺过程中会问题百出 更有甚者 还会造成大批报废 使生产 无法正常进行 1 粗基准的选择 按有关基准的选择原则 即当零件有不加 工表面时 应以这些不加工表面作粗基准 若零件有若干不加工表 面时 则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基 准 对本零件而言 则应以 130mm 的孔为主要的定位粗基准 045 0 015 0 2 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 对本零件而言 165mm 孔与 130mm 的孔 180mm 的孔与 130 10 0 15 0 045 0 015 0 10 0 15 0 mm 的孔同轴度误差为 0 025mm 则应以 130mm 中心孔 045 0 015 0 045 0 015 0 为精基准 三 制定工艺路线 三 制定工艺路线 制订工艺路线的出发点 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达到合理的保证 在生产纲领已确定为大 批量生产的情况下 可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具 并尽量 使工序集中来提高生产率 除此之外 还应当考虑经济效果 以便 降低生产成本 1 工艺路线方案一 工艺路线方案一 工序 1 车左端面 车内径 130 孔深 195mm 工序 2 深 195mm 处车内槽 136mm 4mm 工序 3 130 孔 260 外圆倒角 1 45 机械制造工艺课程设计 第 9 页 共 25 页 工序 4 车右端面到 220mm 车法兰盘至壁厚 20mm 车外圆 至 180mm 车内孔至 90mm 工序 5 车左边环槽 工序 6 车外圆至 165mm 车右边环槽至图样尺寸 工序 7 车外圆至 160mm 至如图尺寸 工序 8 165 孔 90 外圆倒角 1 45 工序 9 检验 2 工艺路线方案二 工艺路线方案二 工序 1 车左端面 车内径 130 孔深 195mm 工序 2 在深 195mm 处车内槽 136mm 4mm 工序 3 130 孔 260 外圆倒角 1 45 工序 4 车右端面到 220mm 车法兰盘至壁厚 20mm 车外圆 至 180mm 车内孔至 90mm 车外圆至 160mm 165mm 至图样尺寸 工序 5 车所有外圆环槽 工序 6 车外圆至 165mm 车右边环槽至图样尺寸 工序 7 车外圆至 160mm 至如图尺寸 工序 8 165 孔 90 外圆倒角 1 45 工序 9 检验 3 工艺方案的比较与分析工艺方案的比较与分析 上述两种方案均无原则性错误 但方案一工序太分散不利于 提高加工精度及生产率 方案二比方案一工序集中减少了装夹次数 有利于提高加工精度及生产率 考虑到便于装夹和提高加工精度及 机械制造工艺课程设计 第 10 页 共 25 页 生产率 所以确定方案为 工序 1 夹工件左端外圆 照顾铸件壁厚均匀 车内径各部 尺寸 留加工余量 5mm 车右端面 保证工件总长为 226mm 法兰盘壁厚 23mm 其余各部留余量 5mm 工序 2 倒头 以内径定位装夹工件 法兰盘外圆找正 车 外圆各部 留加工余量 5mm 工序 3 夹工件右端外圆 车内径至尺寸 130mm 深 8 0 6 0 195mm 处车内槽 136mm 4mm 车外端面 保证工件总长 222mm 车 260mm 法兰盘厚度 22mm 工序 4 倒头 以内径定位装夹工件 精车右端外圆各部尺 寸 留磨量 0 8mm 注 160mm 不留加工余量 车端面保证工 件总长 220mm 车内径 90mm 至尺寸 90mm 切各环 5 0 2 0 20 0 12 0 槽至图样尺寸 工序 5 夹工件右端外圆 内径找正 粗 粗磨内径至图样 尺寸 130mm 靠磨 136mm 端面 磨 90mm 045 0 015 0 5 0 2 0 工序 6 以内径定位装夹工件 磨 165mm 外圆 磨 10 0 15 0 180mm 外圆至图样尺寸 10 0 15 0 工序 7 划 175mm 中心圆上 3 M8 孔线 划 222mm 中心圆上 3 13mm 孔线 工序 8 钻 3 13mm 孔 钻 3 M8 底孔 6 7mm 攻螺 纹 M8 深 15mm 工序 9 桉图样检查各部尺寸和精度 机械制造工艺课程设计 第 11 页 共 25 页 四 机械加工余量 工序尺寸及毛胚尺寸的确定 四 机械加工余量 工序尺寸及毛胚尺寸的确定 密封件定位套 零件材料为 HT200 硬度为 HB180 HB210 生产类型为大批量生产可使用铸造模铸造毛坯 根据以上原始资料及加工工艺 分别确定各加工表面的机械加 工余量 工序尺寸及毛坯尺寸如下 1 外圆表面 180mm 160mm 165mm 以及 260mm 其加工长度为 227mm 与其连接的法兰盘外圆表面直径为 260mm 表面粗糙度值要求为 0 8 要求精加工 此时直径余量 2Z 7mm 已能满足加工要求 2 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差 两端面的精度等级为 IT10 所以 长度方向的加工余量为 2mm 3 内孔 I 90mm 130mm 零件内孔尺寸较大 故毛坯为空心 内孔 镗孔 85mm 镗孔 88mm 2Z 3mm 扩孔 89 7mm 2Z 1 7mm 精镗 89 9mm 2Z 0 2mm 细镗 90mm 2Z 0 1mm 内孔 镗孔 100mm 镗孔 128mm 2Z 28mm 扩孔 129 7mm 2Z 1 7mm 精镗 129 9mm 2Z 0 2mm 机械制造工艺课程设计 第 12 页 共 25 页 细镗 130mm 2Z 0 1mm 4 内槽 136 4 粗车 133mm 2Z 3mm 半粗车 135mm 2Z 2mm 半精车 135 8mm 2Z 0 8mm 精车 135 90mm 2Z 0 1mm 精车 136mm 2Z 0 1mm 5 法兰盘 260mm T20mm 法兰盘的长度为 20mm 要求留加工余量为 7mm 故采用切 削加工 法兰盘的加工余量分配 粗车 24mm 粗车 22mm 半精车 20 4mm 精车 20 7mm 精车 20mm 6 环槽 4x 174mm 4x 159mm 环槽 粗车 173mm 半精车 173 6mm 精车 174mm 环槽 粗车 162mm 半粗车 160mm 机械制造工艺课程设计 第 13 页 共 25 页 半精车 159 6mm 精车 159mm 7 钻 3 M8 底孔 6 7mm 钻孔 6mm 扩孔 6 6mm 铰孔 6 7mm 由于本设计规定的零件为大批量生产 应采用调整法加工 因此在计算最大 最小加工余量时 应按调整法加工方式予以确定 密封件定位套的铸件毛坯图见成品毛坯图 5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序 1 车定位套左右端面 1 车定位套左端面 1 加工条件 工件材料 HT200 模锻 加工要求 粗车端面 260mm 表面粗超度值为 umRZ200 机床 CA6140 卧式车床 刀具 刀片材料为 YT15 刀杆尺寸为 16mm 25mm mmrrk oor 5 0 8 15 90 2 确定进给量 f 根据文献 1 表 1 4 当刀杆尺寸为 16mm 25mm 以及工件直径为 60mm 时 f 0 5 0 7mm r mmap3 按 CA6140 车床说明书取 f 0 48mm r 参见文献 1 表 3 9 机械制造工艺课程设计 第 14 页 共 25 页 3 确定背吃刀量 由于单边余量为 5 5mm 即为 5 5mm p a p a 4 确定切削速度 按文献 1 表 1 27 切削速度的计算公式为 c V 寿命选 T 60min v yx pm v c k faT c v v v 式中 见文献 1 表 1 28 2 0 35 0 15 0 242 myxc vvvv k 即 所以97 0 81 0 04 1 8 0 44 1 bvkrvkvsvmv kkkkk v yx pm v c k faT c v v v min 6 10897 0 81 004 1 8 044 1 51 0 360 242 33 0 15 0 2 0 m 5 确定主轴转速 由 min 133 26014 3 6 10810001000 r d v n c 查文献 3 表 3 9 取机床转速为 160r min 所以实际切削速度 为 min 60rv 6 计算切削工时 T 被加工外圆表面长度 端面车刀选主偏角 背mmL274 o r k90 吃刀量 查文献 4 表 5 114 得 mmap5 5 mmL 1 29 1 28 1 取 mmL29 1 mmL31 2 mmLLL305274229274 21 min18 3 3 48 0 600 305 i nf L Tj 查文献 4 表 5 153 得 变换刀架的时间为 0 05min 变速或变 换进给量的时间为 0 02min 启动和调节切削液的时间为 0 05min 共计 min12 0 f T 所以 总的切削工时 min4 3 T 2 车定位套右端面 机械制造工艺课程设计 第 15 页 共 25 页 加工右端面步骤同上 都没变 jcp Tvfna 被加工外圆表面长度变了 为 191mm L 所以mmLLL222191229191 21 min3 23 48 0 600 222 i nf L Tj 查文献 4 表 5 153 得 变换刀架的时间为 0 05min 变速或变 换进给量的时间为 0 02min 共计 min07 0 f T 所以 总的切削工时 min37 2 T 工序 2 1 粗镗130 内孔 孔口倒角 C2 步骤如下 1 确定背吃刀量 端面总加工余量为 9mm 一次走刀 p a 3 5mm 3 5mm p a 2 确定进给量 f 根据文献 4 表 5 102 查得 f 0 7 1 0mm r 根据文献 4 查表 5 6 根据机床的主轴进给量取 f 0 74mm r 3 确定削速度 根据文献 4 表 5 118 取 50m min c v c v 4 确定机床主轴转速 n n r min 132r min w c d v 1000 121 501000 查文献 4 表 5 6 得相近的主轴转速 n 125r min 所以实际的切削 速度 47 5r min c v 5 计算基本时间 切削加工长度 L 镗刀选用主 j Tl 1 l 2 l 3 l 机械制造工艺课程设计 第 16 页 共 25 页 偏角 背吃刀量 3 5mm 根据文献 4 查表 5 138 和表 5 r K 90 p a 139 得 4mm 4mm 5mm 1 l 2 l 3 l L 191 4 4 5 204mm 2 21min j Ti nf L min1 74 0 125 204 6 辅助时间 根据文献 4 查表 5 152 得 装夹工件时间为 f T 0 8min 启动机床时间为 0 02min 取量具并测量尺寸时间为 0 5min 共计 1 32min f T 7 所以 总的切削时间为min53 3 21 2 32 1 T 2 孔口倒角 C2 粗镗完130mm 内孔后倒角 取粗镗切削要素 n 125r min 47 5r min 0 003min c v j T 3 粗镗90mm 内孔面 步骤如下 1 确定背吃刀量 端面总加工余量为 7mm 一次走刀 p a 3 5mm 3 5mm p a 2 确定进给量 f 根据文献 4 表 5 102 查得 f 0 7 1 0mm r 查表 5 6 根据机床的主轴进给量取 f 0 74mm r 3 确定削速度 根据文献 4 表 5 118 取 50m min c v c v 4 确定机床主轴转速 n n r min 191 85r min w c d v 1000 83 501000 查文献 4 表 5 6 得相近的主轴转速 n 200r min 所以实际的切削 机械制造工艺课程设计 第 17 页 共 25 页 速度 52 124 min c v 5 计算基本时间 切削加工长度 L 镗刀选用主 j Tl 1 l 2 l 3 l 偏角 背吃刀量 3 5mm 查文献 4 表 5 138 和表 5 139 得 r K 90 p a 4mm 4mm 1mm 1 l 2 l 3 l L 21 4 4 1 30mm 0 2min j Ti nf L min1 74 0 200 30 6 辅助时间 查文献 4 表 5 152 得 取量具并测量尺寸时间 f T 为 0 5min 共计 0 5min f T 7 所以 总的切削时间 min7 05 02 0 T 4 精镗内孔130mm 及退刀槽端面 步骤如下 1 确定背吃刀量 端面总加工余量为 2mm 一次走刀 1mm p a 1mm p a 2 确定进给量 f 根据文献 4 表 5 102 查得 f 0 7 1 0mm r 查文献 4 表 5 6 根据机床的主轴进给量取 f 0 7mm r 3 确定削速度 根据文献 4 表 5 118 取 60m min c v c v 4 确定机床主轴转速 n n r min 144 76r min w c d v 1000 132 601000 查文献 1 表 3 9 得相近的主轴转速 n 160r min 所以实际的切 削速度 66 32 min c v 5 计算基本时间 切削加工长度 L 镗刀选用主 j Tl 1 l 2 l 3 l 机械制造工艺课程设计 第 18 页 共 25 页 偏角 背吃刀量 3 5mm 查文献 4 表 5 138 和表 5 139 r K 90 p a 得 4mm 4mm 5mm 1 l 2 l 3 l L 191 4 4 5 204mm 1 82min j Ti nf L min1 7 0160 204 工序 3 粗车 260 外圆 粗车 260 外圆右端面 车外圆 180 165 1 粗车 260 外圆 步骤如下 1 确定背吃刀量 外圆单边总加工余量为 7mm 两次走刀加 p a 工 mmap5 3 2 确定进给量 f 根据文献 4 表 5 102 查得 f 0 7 1 0mm r 查 文献 4 表 5 5 根据机床的纵向进给量 取 f 0 94mm r 3 确定切削速度 根据文献 4 表 5 109 和表 5 110 查得 c V 修正系数2 0 4 0 15 0 158 mVXC vvv 刀具寿命选0 1 83 0 73 0 85 0 0 1 vtvrvhvmv KHKKKK T 60min 故 v yx pm v c k faT c v v v min 1 3083 0 73 0 85 011 94 0 5 360 158 4 015 02 0 m 4 确定机床主轴转速 n min 35 27414 3 1 3010001000 r d v n c 根据文献 4 表 5 5 查得相近较小的机床转速为 n 32r min 所 以实际的切削速度 min 5 27 mVc 机械制造工艺课程设计 第 19 页 共 25 页 5 计算基本时间 切削加工长度 外圆车刀选用主 j TmmL 5 24 偏角 被吃刀量 查文献 4 表 5 138 和表 5 139 90 r Kmmap5 3 得 2 3 取 3mm 4mm 5mm 1 L Kr ap tan 1 1 l 2 l 3 l L 24 5 3 4 5 36 5mm 321 llll min 2 43min2 94 032 5 36 i nf L Tj 6 辅助时间 查文献 4 表 5 153 得 装夹工件的时间为 f T 0 8min 启动机床的时间为 0 02min 取量具并测量尺寸的时间为 0 5min 共计 min32 1 f T 7 所以 总的切削时间 min75 3 43 2 32 1 T 2 车削 260 外圆右端面 车外圆 180 165 步骤同上 各类参 数见工序卡 3 车 159 和 174 共四个槽 1 确定背吃刀量 单边加工余量为 3 0mm 一次走刀加工 p a 3mm p a 2 确定进给量 f 根据文献 4 表 5 106 查得 f 0 16 0 19mm r 查文献 4 表 5 5 根据纵向进给量取 f 0 18mm r 3 确定切削速度 根据文献 4 表 5 109 查得 c v 189 8 0 15 0 20 m 0 20 修正系数 1 0 v C v X v y MV K 0 84 0 82 0 73 0 83 刀具寿命 T 60min HV K hv K vkr K tv K 故 机械制造工艺课程设计 第 20 页 共 25 页 v yx p m v c K faT C V vv min 83 0 73 0 82 0 84 0 0 1 18 0 360 8 189 2 015 0 2 0 m 41 7m min 4 确定机床转速 n w c d v n 1000 min 4 80 16514 3 7 411000 r 根据文献 4 表 5 5 取较近的转速 n 80r min 所以实际的切削 速度 41 4m min c v 5 计算基本时间 T 查文献 4 表 5 138 得 l j 2 1dd l l 0 车槽刀用主偏角 K 90 故取 l 4mm 3 2 tan r p k a 23r 1 L l l l mm 7mm 2 1dd 123 4 2 159165 i 4min 1 9min nf L Tj 8018 0 7 6 辅助时间 查文献 4 表 5 138 得 换刀时间为 0 02min 取量具并测量尺寸时间为 0 5min 共计 min52 0 f T 7 所以 总的切削时间 min42 2 9 152 0 T 4 车 160 外圆切入槽 先切 160 槽 方法同上 背吃刀量为 2 5mm 进给量为 0 18mm r 机床转速为 80r min 切削速度为 41 4m min 基本时间 辅助时间 所以 总的切削时间min45 0 j Tmin1 0 f T min55 045 01 0 L 5 车 160 外圆 1 确定背吃刀量 a 单边加工余量为 2 5mm 一次加工完成 a p 机械制造工艺课程设计 第 21 页 共 25 页 2 5mm p 2 确定进给量 f 根据文献 4 表 5 102 查得 f 1 01 2mm r 查文献 4 表 5 5 根据机床的横向进计量 取 f 1 02mm r 3 确定切削速度 V 根据文献 4 表 5 110 查得 C 189 8 0 15 0 20 m 0 20 修正系数 1 0 v C v X v y MV K 1 04 0 82 0 73 0 83 刀具寿命 T 60min HV K hv K vkr K tv K 故 v yx p m v c K faT C V vv min 83 0 73 0 82 0 04 1 0 1 02 1 5 260 8 189 2 015 0 2 0 m 34 5m min 4 确定机床转速 n w c d v n 1000 min 6 66 16514 3 5 341000 r 根据文献 4 表 5 5 得 取相对较小的转速为 63r min 所以实际的 切削速度为 32 6m min 5 计算基本时间 T 车外圆主偏角 K 90 查文献 7 表 5 jr 138 和表 5 139 得 l 0 l 4mm L 116mmmml5 2 1 23 T min 1 9min j i fn L i fn llll 321 1 6302 1 45 2116 6 辅助时间 查文献 4 表 5 153 得 换刀时间为 f T 0 02min 取量具并测量尺寸为 0 5min 共计 min52 0 f T 7 所以 总的切削时间min42 2 9 152 0 T 工序 4 机械制造工艺课程设计 第 22 页 共 25 页 钻加工孔 3 13 和螺纹孔 攻螺纹 3 M8 15 83 T M 1 钻孔 3 13 1 确定进给量 f 根据文献 3 表 3 9 取 f 0 02d 0 02 13mm r 0 26mm r 0 2 确定切削速度 查文献 3 表 3 9 取 c Vmin 25mVc 3 确定主轴转速 n 由 n r min 612 44r min 查 0 c1000 d V 13 251000 文献 3 表 3 9 得实际转速 n 600r