机械制造阀腔工艺过程设计

目录1、 零件的工艺分析及生产类型的确定- 1 -1.1 零件的作用- 1 -1.2 零件的工艺分析- 1 -1.3 零件的生产纲领- 1 -2、毛坯尺寸的确定与机械加工余量- 2 -2.1选择毛坯- 2 -2.2确定毛坯尺寸- 2 -3、选择加工方法制定工艺路线- 3 -3.1定位基准的选择- 3 -3.1.1 粗基准的选择原则- 3 -3.1.2 精基准的选择原则- 3 - 3.2 零件表面加工方法确定- 4 - 3.3 制定工艺路线.- 4 -3.2.1 工艺路线方案一- 5 -3.2.2 工艺路线方案二- 5 - 3.2.3 工艺方案的比较与分析.- 6 -4、选择加工设备及刀具量具- 7 -4.1选择机床- 7 -4.2 选择刀具- 7 -4.3 选择量具- 7 -5、加工余量确定及工序尺寸计算.- 8 -5.1 确定工序加工余量.- 8 - 5.2计算各工序尺寸. .- 8 -5.3确定各工序尺寸及公差. .- 8 -6、确定切削用量及基本时间. - 8 - 6.1工步一的切削用量及工时. - 8 -6.2工步二的切削用量及工时. - 9 -6.3工步三的切削用量及工时. - 10 -7、专用夹具的设计- 11 - 7.1 定位误差. - 11 -7.2 对刀误差.- 11 -7.3 夹具的安装误差.- 12 -7.4 对刀误差.- 12 -7.5 夹具的安装误差.- 12 - 阀腔的课程设计1、零件的工艺分析及生产类型确定 1.1、零件的作用设计中所给定的阀腔是普通油腔中阀腔，它是阀体内安装其他零件的空间以及所需要的通道空间，其作用经查资料。通过阀腔作为油的分油岔口，将液压油输送到阀体，其中100mm的内孔与阀体结合，100mm的内孔有110mm的凹槽，用于垫密封胶圈，阀腔底部孔65mm外圆有宽7.3mm深3.5mm的凹槽与阀座配合，用于垫密封橡胶圈，保证密封性，防止漏油。 1.2、零件的工艺分析 通过零件图的绘制、分析、研究。该零件的结构要求合理，符合工艺 要求。从零件图上可以看出，阀腔零件形状，属于箱体零件，上、下端面通过粗铣、精铣即可达到所需表面粗糙度。100H8mm孔、65mm孔、76mm孔通过铣削可以达到所需技术要求，与76mm孔端面有平行度要求。加工精度较高。6M126H的螺纹孔相对100mmH8孔的轴线互成60分布，其径向设计基准为110mmH11孔的轴线，轴向设计基准是100mmH8孔外圆的左端面，220mm孔分布于100mmH8孔两侧，加工要求在阀腔的对称中心线上。 1.3、零件的生产类型按设计任务书，阀腔年产量为12000件/年，其备品率为5%，废品率为 2%，则该零件的年生产纲领由 N=Qn(1+%+%)（2.1）可得 N=120001(1+5%+2%)件/年， 即阀腔年生产量为12840件查表知，阀腔属于大批量生产（查表P7 21表）152、毛坯尺寸和加工余量确定2.1、选择毛坯零件的材料为QT45010，力学性能b450，硬度：160210HBS，基本组织碳素体，能承受冲击、振动。从提高生产效率和保证加工精度方面考虑，由于零件的生产类型为大批量生产，零件的轮廓不大，选用砂型铸造机器造型，铸造精度2级，铸件应符合JB1401999容积式压缩机球墨铸铁技术条件的规定，能够保证铸件的尺寸要求，出于铸件的主要缺点是力学性能差，阀体在控制液压油时，在阀腔内壁会产生压力，故铸件需回火处理。2.2、确定毛坯尺寸根据课程设计谁提出的原始数据及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，毛坯的初步设计如下： 2.2.1、 阀腔的上端面通过查表，该阀体的上端面的粗糙度要求是Ra6.3m。通过一次粗铣加工即可达到所需表面粗糙度，下端面的粗糙度要求为Ra1.6m，需要经过粗铣、半精铣、精铣等加工才能满足光洁度的要求，取经济精度为IT8级，通过查表和经验得，阀腔的上端面单边的加工余量为3mm，上端面单边余量为2.5mm。 2.2.2 、76mm孔的加工76mm孔的表面粗糙度为Ra3.2m，通过查阅相关资料，粗镗、半精镗达到工序要求。粗镗、半精镗的加工余量之和为3mm。 2.2.3 、100H8mm孔的加工该孔的就、粗糙度为Ra1.6m，通过粗镗、半精镗才可以达到加工工序要求，总加工余量之和为5mm。 2.2.4、 65mm孔的加工该孔的粗糙度为Ra1.6m,直径较小，通过钻、扩，即可达到加工工序要求。 2.2.5 、其他孔 因直径太小，不铸造出孔，故无加工余量。综上所述，确定毛坯尺寸见表2.1 （mm）项目上、下面76孔100H8孔孔65CT9999加工面基本尺寸857610065铸件尺寸公差2.22.22.22.2等级FFFFRMA2.52.52.52.5毛坯基本尺寸91.169.993.958.9其中：单侧作机械加工： R=F+RMA+CT/2 （2.1） 外圆面作机械加工：R=F+2RMA+CT/2 （2.1） 内腔作机械加工： R=F-2RMA-CT/2 （2.1）3、选择加工方法，制定工艺路线3.1、定位基准的选择 3.1.1、粗基准的选择原则l 保证相互位置要求原则l 余量均匀分配原则l 便于工件装夹原则l 粗基准在一个定位方向上只允许使用一次 3.1.2精基准的选择原则l “基准重合”原则l “基准统一”原则l “互为基准”原则l “自为基准”原则l 便于装夹的原则3.1.3、各工序基准选择根据以上原则，以上表面为粗基准加工下表面，以下表面为精基准加工上表面；加工孔时，以100mm孔为粗基准加工65mm内孔和76mm内孔，以65mm孔为精基准加工100mm孔；加工2 20mm孔时，以100mm孔为定位基准。3.2、零件表面加工方法的选择 本零件的加工表面有面、内孔、槽以及小孔等。材料为QT45010。以公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，其加工方法的选择如下：3.2.1、阀腔的上端面 公差等级为IT11级，表面粗糙度为Ra6.3m，只需粗铣即可达到精度要求。3.2.2、阀腔的下端面 公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6m，需粗铣、精铣。3.2.3、76mm内孔 公差等级为IT9级，表面粗糙度为Ra3.2m，需粗镗、精镗。3.2.4、100H8mm内孔 公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6m，需粗镗、精镗。3.2.5、65mm内孔 公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6 m, 需粗镗、精镗。3.2.6、2 20mm内孔 公差等级为IT13级，表面粗糙度为Ra6.3m，需先钻后粗扩孔。3.2.7、612mm小孔 采用复合钻头一次钻出即可。3.3、制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为大批量生产条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中，提高生产率，除此之外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽量降低。 3.3.1工艺方案一工序铸造毛坯工序回火处理工序粗铣底端面工序粗铣上端面工序钻、扩418mm孔 锪平28mm工序粗镗76mm、100mm、110mm、65mm、85mm孔工序精铣底面工序车凹槽深3.5mm工序精镗76mm、100mm、110mm、65mm、85mm孔镗宽7.3mm深3.5mm凹槽工序钻、扩、绞220mm孔工序钻孔、攻螺纹10M12mm工序去毛刺工序终检 3.3.2、工艺方案二工序铸造毛坯工序回火处理工序粗铣底端面工序粗铣上端面工序精铣底面工序车凹槽深3.5mm工序粗镗76mm、100mm、110mm、65mm、85mm孔工序精镗76mm、100mm、110mm、65mm、85mm孔镗宽7.3mm深3.5mm凹槽工序钻、扩418mm孔 锪平28mm工序钻、扩、绞220mm孔工序钻孔、攻螺纹10M12mm工序去毛刺工序终检 3.3.3、工艺方案的比较和分析工艺方案一和工艺方案二的区别在于方案一种的粗镗孔放在精镗下端面前，这样可以保证加工精度，100mm、110mm、65mm、85mm孔的同轴度，以及与76mm孔内圆的平行度。由于100mm与65mm孔的加工精度要求较高，110mm凹槽要求相对于B有同轴度要求。相对于A有平行度要求。方案二中将钻、扩418mm孔，锪平28mm精铣、粗镗之后，与后面的孔系加工放在一起，有利于工序集中，最后通过总结，最终方案如下：工序铸造毛坯 工序回火处理工序粗铣低端面工序粗铣上端面工序粗镗76mm、100mm、110mm、65mm、85mm孔工序精铣底面工序车深3.5mm凹槽工序精镗76mm、100mm、110mm、65mm、85mm孔镗宽7.3mm深3.5mm凹槽工序钻、扩418mm孔 锪平28mm工序钻、扩、绞220mm孔工序钻孔、攻螺纹10M12mm工序去毛刺工序终检4、选择加工设备及刀具量具4.1、选择机床 工序 为钻、扩、绞孔，本工序从加工要求和尺寸考虑，可选用2525型钻 床进行加工。4.2 、选择刀具本次阀腔工序设计中，主要加工孔和面，机床的选用比较集中，刀具的选择比较单一，选择如下：4.2.1、钻孔是选用直柄麻花钻，高速钢钻头，钻盲孔是钻头为莫氏锥柄麻花钻，高速钢钻头。4.2.2、扩孔是选用锥柄扩孔钻，高速钢钻头。4.2.3、绞孔时选用所选铰刀为硬质合金锥柄铰刀。4.3、 选择量具 选择测量范围为0150mm，读书值为0.02mm的三用游标卡尺作为量具5、加工余量确定及工序尺寸计算 确定孔100mmH8的加工余量及工序尺寸5.1、确定各工序的加工余量查表得精镗加工余量为1.3mm，则可得粗镗加工余量为100-93.9-1.3=4.8mm5.2 、计算各工序尺寸 精镗后的尺寸为100，则粗镗后尺寸为98.7mm，毛坯尺寸为93.9mm5.3 、确定各工序尺寸及公差 查表得精镗后可达IT8，表面粗糙度可达Ra1.6；精镗后可达IT12，表面粗糙度可达Ra12.5;毛坯CT9,表面粗糙度不作要求。由入体原则可知，精镗后的尺寸为100，则粗镗后尺寸为98.7mm，毛坯尺寸为93.9mm。表5.1 100H8孔的加工余量及工序尺寸加工表面工序余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗镗精镗粗镗精镗粗镗精镗100H84.81.398.7mm93.9mmRa12.5Ra1.66、确定切削用量及基本时间 工序X为钻、扩、绞220mm孔需分三个工步进行加工6.1、工步一：钻18mm孔的切削用量及基本工时6.1.1、切削用量 本工序为钻18盲孔，选用钻头为莫氏锥柄麻花钻，高速钢钻头， 钻头直径18mm,l=228mm,l1=130mm，加工铸件的b不小于450MPa，钻头选用Z525型立式钻床。 6.1.1.1、确定钻头钻孔时的进给量 根据机械制造课程设计指南表5-127，加工材料为铸铁，硬度为190HBS，查的钻头钻孔时进给量f=0.70-0.86mm/min,现取f=0.8mm/r。 6.1.1.2、选择钻头磨钝标准及耐用度 根据机械制造课程设计指南表5-130用高速钢钻头在铸铁上钻18mm孔，钻头后面最大磨损量0.14mm，钻头直径d=18mm，耐用度T=50min。 6.1.1.3、确定切削速度和工作进给量 根据表2-13中公式计算 （5.1） 其中Cv=11.1 Zv=0.25 Xv=0 =0.4 m=0.125 =1则可计算的 Vc=14.98m/minn=100014.98/*18=265r/min 选择n=195r/min根据Z265型钻床主轴转速表机械制造课程设计指南表565选择n=195r/min则实际钻削速度v=*18*195/1000*560=0.184m/s根据Z525型号钻床进给量机械制造课程设计指南表565选择，f=0.8mm/s6.1.2、基本时间 根据机械制造课程设计指南表226，高速钢钻头钻削时间为 l=16.5 =cot+(12)=18/2cot+1=14.8 =0mm 基本时间： = (5.2) 则有T=16.5+14.8+0/0.8*195=12.06s=13s6.2、工歩二:扩19.8mm孔的切削用量及基本工时6.2.1、切削用量 本工序为扩19.8mm孔，所选的钻头为锥柄孔扩孔钻，高速钢钻头，钻头直径为19.8mm，l=238mm,=140mm，加工铸件的b不小于450MPa，钻头选用Z525型立式钻床。6.2.1.1、确定钻头钻孔时的进给量 根据机械制造课程设计指南表5-127，加工材料为铸铁，硬度为198HBS，查得钻头钻孔进给量是f=0.700.86mm/min，现取f=0.8mm/min6.2.1.2、选择钻头磨钝标准及耐用度 根据机械制造课程设计指南表5-130用高速钢钻头在铸铁上扩19.8mm孔，钻头后刀面最大磨损量0.60.9mm，钻头直径d=19.8mm，耐用度T=30min，机械制造课程设计指南表5-1306.2.1.3、确定切削速度和工作进给量 由工式5.1得 V = =24.67mm n=1000*10.74/*19.8=172.74r/mm 则实际钻削速度为V=272*19.8/1000*60=0.406m/s 根据Z525型号钻床进给量机械制造课程设计指南表565选择， f=0.8mm/s6.2.2、 坯基本时间 根据机械制造课程设计指南表226，高速钢钻头钻 削时间为L=16.5mm,=2.56mm,=0mm基本时：时间：=16.5+2.56+0/0.8*392=4s6.3工步三：绞孔至20mm孔 6.3.1、切削用量 所选铰刀为硬质合金锥柄铰刀，铰刀直径20mm， l=228mm，=25mm，加工铸件的b不小于450MPa，钻头选用Z525型立式钻床。 6.3.1.1、确定钻头钻孔时的进给量 根据机械制造课程设计指南表5-127， 加 工 材料为铸铁，硬度为190HBS，查得钻头钻孔进给量是f=0.780.86mm/min，现 取f=0.8mm/min 6.3.1.2、选择钻头磨钝标准及耐用度 根据机械制造课程设计指南表5-130，用硬质合金锥柄铰刀20mm孔，钻头后刀最大磨损量为1mm，钻头直径d=20mm，耐用度T=45min，机械制造课程设计指南表5-130 6.3.1.3、确定切削速度和工作进给量 由公式5.1得 V = =12.76mm n=1000*12.76/*20=203r/mm 则实际钻削速度为V=195*20/1000*60=0.2m/s 根据Z525型号钻床进给量机械制造课程设计指南表565选f=0.8mm/s 6.3.2、基本时间 根据机械制造课程设计指南表226，高速钢钻头钻削时间L=16.5mm,=1.17mm,=0mm基本时：时间：=16.5+1.17+0/0.8*195=7s7、专用夹具设计根据实际需要，夹具体为铸造夹具体，加工工件时，夹具体与钻模板装配在一起7.1、定位误差 7.1.1、基准不重合误差由于工序基准与定位基准重合，所以不存在基准不重合误差7.1.2、基准位移误差 定位销尺寸为 定位孔尺寸为 则=X=（ES1-EI2）=（+0.03-（-0.029）=0.059mm7.2对刀误差 钻头与钻套之间的间隙引起的误差，钻套导向孔尺寸为钻头尺寸为= =0.034-（-0.033）=0.067mm7.3夹具的安装误差 夹具安装基面是平面，因而无安装误差，=07.4夹具误差 因夹具上定位元件，对刀及导向元件及安装基面三者间（包括导向元件与导向元件之间）的位置不精确而造成的加工误差。夹具误差大小取决于夹具零件的加工精度和夹具装配时的调整与修配精度。导向孔对安装基面的垂直度误差=0.03mm。7.5加工方法误差因机床精度，刀具精度，刀具与机床位置精度，工艺系统受力变形，及受热变形等因素造成的加工误差，因该项误差影响因素多，不便计算，取经验值，=/3=0.2/3综上所述，=0.115课程设计总结两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础通过这次机械制造课程设计，本人在多方面都有所提高。通过这次机械制造课程设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次工艺设计工作的实际训练从而培养