机械课程设计-容积式压缩机阀体.doc

机械制造技术基础课程设计姓 名：班 级：学 号：指导老师： 日 期：2011年12月20日 机械制造技术基础课程设计任务书 题目：设计“容积式压缩机阀体”零件的机械加工工艺规程及相关工序 内容： 1. 零件图 （三维） 1张 2. 毛坯图 1张 3. CAD制图 1份4. 机械加工工艺过程综合卡片 1张 5. 机械加工工序卡 5张 6. 课程设计任务书 1份 零件图目录序言一、零件的工艺分析及生产类型的确定二、选择毛胚，确定毛胚尺寸，设计毛坯图三、选择加工方法，制定工艺路线四、工序设计五、确定切削用量及时间六、夹具设计七、设计小结八、参考文献序言机械制造技术基础课程设计是在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基础课之后进行的。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总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年大学生活中占有重要的地位。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础的基本理论，并结合以前实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力。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。为今后的毕业设计及未来的从事工作打下了良好的基础。一、零件的工艺分析及生产类型的确定 1.零件的作用 题目所给定的零件是容积式压缩机的阀体，如图1 所示。它是将阀内介质压缩，一端连接压缩活塞，一端与输出口螺纹连接。通过阀体内的活塞的往复运动，压缩介质，产生压缩作用。2.零件的工艺分析 通过对该零件的重新绘制，对零件进行分析，该零件属于类回转体零件，主体部分以中心轴为回转中心，但是在外圆上附有两个尺寸不同的凸台，二者轴线之间角度为90 度，回转中心在同一径向平面上。该工件两端的沉孔和内腔的壁精度要求高，内腔壁的精度为7 级， 且粗糙度要求为3.2，要求高。零件两端的沉孔精度为11 级。 a R 该零件属于类回转体的，两个端面和内腔需要加工，各表面的加工精度和表面粗糙度能够通过机械加工获得。首先加工两个端面，其中大端面为设计基准，内腔各尺寸以轴线和大端面为设计基准，要求较高的精度，且内腔尺寸较大，可采用镗削加工。大端的各个孔，位置分布均匀，且大端厚度不大，便于对空的加工。总的来说，该零件的工艺性较好。 3.零件的生产类型 参考机械制造技术基础156页表5.6根据设计要求可知：零件总体尺寸适中，为轻型零件，生产类型为成批生产。二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 1.选择毛坯 根据零件图要求，零件材料为HT300，形状简单，故采用铸件毛坯。由于零件的生产类型为成批生产，故采用砂型铸件，效率高，同时保证了毛坯尺寸，便于加工。 2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 根据金属加工工艺及工装设计第6页的表格内容，确定零件的公差等级CT为13级，加工余量等级MA为H级。根据表1-9，根据零件尺寸和精度等级，确定铸件毛坯的单边和双边毛坯加工余量。 根据各加工表面的加工余量和零件尺寸，确定毛坯的尺寸。对于毛坯尺寸直径小于30mm的孔，在毛坯上应为实心。 根据金属加工工艺及工装设计第6页表1-9，查得零件两端和孔为双边加工余量，而外圆上的两个凸台的高度均为单边加工余量。根据零件尺寸，双边加工余量中，确定孔的每边加工余量为4.5mm，两端面每边加工余量为7mm，单边加工余量中，确定大小凸台高度方向的加工余量分别为6.5mm和4.5mm。零件其余部分无需加工，故无加工余量。 综上所述，确定毛坯尺寸见表1，具体参见毛坯图附图。表1零件尺寸（mm） 单面加工余量（mm） 毛坯尺寸（mm） 233.57247.560 4.551 48H72 4.539 54H7 4.545 M60 4.548.84 68 6.574.5 M48 4.536.84 554.559.5 M18 4.50 414 4.504M8 4.503.设计毛坯图 根据零件尺寸，确定外圆叫半径为3mm，内圆角半径为3mm，是圆角尺寸能保证各表面的加工余量。 确定分模位置 零件为类回转体零件，结构简单。为便于起模，分模位置选在零件的中心周线上，分型面为过零件轴心和大凸台轴线的面。 热处理方式采用时效处理，消除毛坯内部应力，以保证加工精度。综上所述，具体毛坯见毛坯图附图。图：阀体铸件毛坯图三、选择加工方法，制定工艺路线 1.定位基准选择 该零件为类回转类零件，故选择外圆为粗基准。由大端面和内腔孔轴线为设计基准，故遵循“基准重合”原则，采用大端面和内孔及端面的小孔为精基准。 2.零件表面加工方法的选择 （1）大端面 表面粗糙度要求高，尺寸较大，且为回转类，故采用车削加工，为保证精度要求，进行粗车和精车。 （2）小端面 采用车削加工，外圆定位，为保证精度，进行粗车和精车。 （3）两端面的沉孔 由于精度高，为10级精度，尺寸适中，故采用车削，且为精车加工。 （4）内腔各孔 内腔各孔精度高，为7级精度，尺寸适中，故采用精镗加工，保证精度。 （5）凸台端面 采用车床加工，同时进行车螺纹，小凸台的螺纹孔直接打孔而成。 （6）大端面孔 进行钻削加工，在钻床上打孔，攻螺纹孔。 3.制定工艺路线 加工工艺路线为有端面至内腔，按照先加工基准面级先粗后精的原则，零件的加工工艺路线确定，具体工艺路线见附加工工级过程卡。四、工序设计工序一、二为大端面的加工和内腔的加工，工序三、四位小端面和内腔的加工，工序五、六为凸台的加工，工序七位凸台上孔的加工，工序八位大端面上孔的加工。 具体附卡的加工工艺过程卡和加工工序卡。五、确定工序内容工序卡一上的工序为加工大端面和内腔的加工。 1.加工机床的确定 根据零件的尺寸和加工精度的要求，确定车床加工采用车床C620-1。 2.加工刀具的确定 车床上加工的工序 一般都选用硬质合金车到和镗刀作为加工用刀具，由于本零件材料为HT300、加工方法为粗加工和半精加工。查表2-16（机械制造技术基础），选择刀具材料为硬质合金钢，即YG6刀具。具体加工各表面的刀具见下表：表2：车床上所用刀具加工表面刀具材料刀具类型粗车、精车端面YG6 90端面车刀粗镗、精镗内孔48H7YG6镗刀粗镗、精镗内孔60YG6镗刀精车70.6H11的沉孔YG6内孔车刀车内螺纹M602-6HYG6螺纹车刀粗镗、精镗内孔60YG6内孔镗刀 钻床上加工的工序 要求刀具热塑性好和受较大冲击载荷、故采用普通普通高速钢。具体刀具选择见下表。加工孔径选择刀具钻414孔高速钢14直柄麻花钻钻M181.5-6H孔高速钢14直柄麻花钻铰M181.5-6H孔手用铰刀16攻M181.5-6H孔手用丝锥M18攻4M8-6H螺纹孔手用丝锥M8 表3：钻床上所用刀具HT300，故选用刀具材料为YG6 刀具。 工步一 YG6 90端面车刀。工步二 YG6 镗刀。工步三 YG6 镗刀。2、 确定工序尺寸（1） 确定圆柱面的工序尺寸圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面以确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：表4：内孔工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精60孔4.250.2559.5（0，+0.25）6012.56.348H7孔4.250.2547.5（0，+0.03）48（0，+0.025）12.53.254H7孔4.250.2553.5（0，+0.03）54（0，+0.03）12.53.2M60螺纹孔4.560（0，+0.25）M48螺纹孔4.548（0，+0.25）（2） 端面工序尺寸 本零件的端面工序尺寸见下表表5：端面工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度加工表面工序单边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗精粗精粗精A面3141（-0.25，0）4012.56.3B面3131（-0.25）3012.56.33.确定切削用量（1）背吃刀量pa大端面 由于粗加工余量为6mm，加工两次，故背吃刀量p a 选择为6/2=3mm。内孔60mm 粗加工余量为4.25mm，加工一次，故背吃刀量p a为4.25mm。内孔48(0,+0.03)mm粗加工余量为4.35mm，加工一次，故故背吃刀量p a 为4.35mm。（2）进给量f根据机械制造技术基础课程设计指南表5-114，表5-115， 查得本工序中个工步进给量f。 工步一：粗车大端面 进给量f=1mm/r 工步二：粗镗内孔60mm 进给量f=0.5mm/r工步三：粗镗内孔48(0,+0.03)mm 进给量f=0.5mm/r（3）切削速度vc根据机械制造技术基础课程设计指南表5-121，根据工件材料、切削深度和进给量，初步确定各工步的切削速度。工步一vc =60m/min工步二vc =71m/min工步三vc =71m/min根据公式n=1000 v/d计算出初定的机床转速，然后根据所选机床的各级转速，确定各个工步的机床转速。工步一 n=150r/min 工步二 n=380r/min 工步三 n=470r/min 根据确定的机床转速，根据公式V= nd/1000再次确定各个工步的精确切削速度：工步一vc =60.29m/min工步二vc =71m/min工步三vc =70.40m/min4.确定工时定额 根据公式Td=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz/500确定工件的工时定额。其中 Tj=L/fn计算出基本时间，然后根据一定得比例，分别计算出 Tf、Tb、Tx、Tz各个参数。其中Tf=（15%-20%）TjTb=（2%-7%）TjTx=（2%-4%）TjTz=（3%-5%）Tj根据以上公式，确定出各个工步的工时定额：机动时间Tj辅助时间Tf综上所述，各个工步的工时定额如下：工步一 Td =86.4s工步二 Td =20.4s工步三 Td =20.4工序卡一各个主要参数确定，具体见附卡工序卡一。其他工序卡参数确定方法相同，具体数据见附卡工序卡。六、夹具设计本夹具是工序五使用的加工大凸台内孔、端面和小凸台内孔、端面的车床专用夹具，在C620-1车床上加工，进行精镗内孔、内槽，端面和倒角的加工。所设计的夹具装配图和零件图如附图所示。有关说明如下。 （1） 定位方案工件以加工过的大端面为设计基准，故采用一面两孔定位，以大端面和内腔孔、大端面上光孔为定位基准作为定位方案，其中大端面定位，消除3个自由度，以内腔孔定位消除2个自由度，以大端面上14光孔定位，消除1个自由度，共限制了6个自由度。（2）加紧机构 根据零件结构和定位方案，工件在夹具通过手动加紧即可满足要求。采用二位联动勾形压板加紧机构在零件大端径向方向加紧，两个勾形压板分别在工件大端面的直径的两端，保证加紧有效，防止在高速车削工程中工件的震动和倾覆。两个勾形压板采用螺母拧紧，同时两个压板之间有联动加紧机构，使只需操作一个压板加紧即可同时使另一个同时加紧，保证了加紧的同步性，提高加紧效率。手动加紧可免去夹紧力的计算。（3）夹具与机床的连接元件 采用C型车床过渡盘，采用三个螺栓与夹具连接，能充分保证过渡盘与夹具的同轴度，同时采用莫氏锥度与车床主轴连接，保证精度。（4）夹具体 工件的定位元件与加紧元件由夹具体连接起来，保证了定位精度和加紧的可靠性，实现全部功能。（5）使用说明 安装工件时，松开勾形压板上的紧固螺母，压板上升，自动转过90度，此时放下零件，然后插入菱形定位销，保证定位，然后旋下螺母，使两个压板联动加紧。加工完一个凸台后，松开压板，拔下菱形定位销，使工件旋过90度，再次用菱形定位销定位，压紧压板，进行另一个凸台的加工。（6）机构特点 该夹具结构简单，操作方便，联动加紧精度高，定位准确，加紧可靠。同时采用销定位，旋转定位准确，精度高。 夹具结构紧凑，同时能够和机床紧凑连接，连接方便。七、设计小结经过了为时几周的课程设计，我对一个零件从毛坯、工艺、工序到夹具的设计，经历了一个零件的设计的全部过程，从中学习了毛