机械制造技术基础阀体的加工工艺

1、机械制造技术基础课程设计说明书设计题目： 设计 “阀体 ”零件机械加工工艺规程及工艺装备设计者：班级学号：指导教师：2010年6月30日目录12341.42.441.42.43.551.52.661.72.111314机械制造技术基础课程设计任务书题目： 设计 “阀体 ”零件的机械加工工艺规程及相关工序的：专用夹具内容： 1.零件图1 张2.毛坯图1 张3.机械加工工艺过程综合卡片1张（或机械加工工艺规程卡片1 套）4.夹具装配图1 张5.夹具体零件图1 张6.课程设计说明书1份原始资料： 该零件图样， Q=5000 台 /年， n=1 件/台每日一班班级学号：学生：指导教师：系（教研室）主任

2、：2010年 6月 30日序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课程，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。 这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产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。 通过课程设计正确的解决一个零件在加工中的定位、 夹紧以及工艺路线安排、 工艺尺寸确定等问题， 保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 通过夹具设计的训练，能根据被加工零件的加工要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案， 设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具，提

3、高结构设计能力。设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备， 为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。设计过程中学生学会了熟练运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力，进一步培养我们识图、制图、运算和编写技术文件等基本能力。由于能力有限， 经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。课程设计说明书一、零件的生产类型的确定及工艺分析1.生产类型的确定生产纲领： N=5000 件 /年由零件尺寸估算质量小于 100kg，查表 2-1 可知其属于轻型零件，生产类型为大批生产。2.零件工艺分析（ 1）审查零件图纸经对图纸的审核 M48× 2 螺孔的深度应为 23mm。M8 的连

4、接孔应加上螺距改为M8×1.25。（ 2）零件的结构工艺性分析未发现明显不足。2.毛坯的选择与设计（ 1）选择毛坯材料 HT300，因工作性质要求，零件尺寸较大，并不能存在质量缺陷，生产批量大，故采用铸件，金属模机器造型。（ 2）确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差按第五章第一节铸件尺寸公差与机械加工余量（摘自 GB/T 6414 1999）确定。求最大轮廓尺寸根据图示最大轮廓尺寸高 233.5mm。选取公差等级 CT由表 5-1，铸造方法按机器造型、 铸件材料灰铸铁，得公差等级 CT 范围 8-12 级，取为 10 级。求铸件尺寸公差根据加工表面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由表5-3

5、 查得，公差带相对于基本尺寸对称分布。求机械加工余量等级由表 5-5，铸造方法按机器造型、 铸件材料按灰铸铁，的机械加工余量等级范围E-G 级，取为 F 级。求 RMA( 要求的机械加工余量 )对所有加工表面取同一个数值，由表5-4 查得最大轮廓尺寸 233.5mm、机械加工余量等级为 F 级得 RMA 数值为 2mm。毛坯基本尺寸计算由计算式（ 5-1）、（5-2）、（5-3）计算各尺寸。具体尺寸如毛坯图标注。二、选择加工方法，制定加工路线1.定位基准的选择本零件是对内腔加工加工质量要求较高的阀体零件， 孔是其设计基准 （亦是装配基准和测量基准），为避免基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基

6、准，即遵循 “基准重合 ”的原则。具体而言，即选 48 孔及大端面作为精基准。2.零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有内孔、 端面、槽及小孔等，材料为HT300。以公差等级和表面粗糙度要求，参考指南有关资料，其加工方法选择如下。（ 1） 大端面以及小端面为平面加工，未注公差等级，根据GB 1800-79 规定其公等级按 IT14，表面粗糙度 Ra6.3m，粗车即可（表5-16）。（ 2） 螺孔 M18×1.5、M8×1.25，通孔 14未注公差，公差等级按IT14 ，面粗糙度 Ra12.5m 只需钻孔即可。（ 3） 48H7、54H7、 M60 内孔公差等级 IT7 ，

7、粗糙度 Ra3.2m，毛坯孔已铸出，查表 5-15，可采用粗镗、半精镗、精镗。（ 4） 70.6H11(+0.190 )沉头孔公差等级 IT11，大端一侧 60 内孔，未注公差等级，按公差等级IT14，粗糙度 Ra6.3m，查表 5-15，只需粗镗即可。（ 5） 内腔孔 66、60、64、 56未注公差等级，按公差等级IT14, 查表5-15，只需粗镗即可。（ 6） 螺纹加工M48× 2、 M18×1.5、 M8×1.25公差等级IT6 ，查表5-21，采用丝锥攻螺纹。（ 7） 槽槽深与槽宽未注公差等级，按公差等级IT14 ，查表 5-15，只需粗镗即可。（ 8）

8、 75、32 凸台未注公差等级，按公差等级 IT14，表面粗糙度 Ra12.5m，查表 5-90，锪平即可。（ 9） M48 螺孔公差等级 IT6,加工螺纹前，查表5-15，扩孔，攻螺纹。（ 10）M60 螺纹加工公差等级 IT6，查表 5-21，车削加工。3.制定工艺路线工序：以 86外圆及小端面为定位基准，粗车大端面，粗镗大端面一侧+0.19沉头孔粗镗孔 、 、 、+0.025、 、倒角。70.6H11(0)0),60665748H7(60工序：以 160 外圆及大端面为定位基准，粗车小端面，粗镗56 槽，54H7(+0.030)+0.19)沉头孔，0内孔， 64 内孔， M60×

9、;2 螺孔，小端一侧 70.6H11(0倒角。工序：粗镗 M48 孔，半精镗 M48 孔，粗镗 M48 孔内凹槽。工序：半精镗 M60 孔、 48H7、 54H7。精镗 48H7、 54H7，倒角，车 M60 螺纹。+0.025工序：以 48H7(0 )及大端面为定位基准， 锪平 75 凸台，丝锥攻螺纹。工序：以 48H7(+0.0250 )及大端面为定位基准，锪平 32 凸台，钻 M18 孔，丝锥攻螺纹。工序 :钻 4×14 孔，钻 4×M8 孔，丝锥攻螺纹。工序：锪平 14 孔背面。工序：钳工去毛刺。工序 :终检。三、工序设计1.选择加工设备与工艺装备（ 1）选择机床

10、根据不同的工序选择机床。工序、是粗镗孔。成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求不高，故选用最常用的C620-1型卧式车床即可（表5-550）。工序为半精镗，精镗孔，由于加工的零件加工尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔。 由于要求的精度较高， 表面粗糙度较小， 需选用较精密的车床才能满足要求，因此选用 C616A 卧式车床（表 5-55）。工序、为钻孔或攻螺纹。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，故选 Z525 型立式钻床（表 5-64）。（ 2）选择夹具工序、车床工序用三爪自定心卡盘。工序、应采用专用夹具。工序、可采用钻床通用分度夹具。（

11、3）选择刀具根据不同工序选择刀具。在车床上加工的工序， 一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工铸铁零件采用 YG 类硬质合金，粗加工及精加工都采用 YG6 。为提高生产率及经济性，应选用可转位刀具（ GB 5343.1-1985,GB5343.2-1985）。切槽宜选用高速钢。在钻床上的加工工序，一般都选用高速钢钻头，锪钻，丝锥。对 M18 、M8、14 孔的加工查表 5-52，攻丝之前分别选取 15.9mm，6.7mm，14 的麻花钻。对 75、32、凸台端面的加工和 14 背面的加工， 采用相应直径的端面锪钻加工。攻 M48、M18、M8 螺纹。M8 根据表 5-97，丝锥直径 d=8mm，螺

12、距 p=1.25mm，锥柄直径 d1=6.3mm，柄长 l=22mm，总长 L=72mm，方头边长 a=5mm，方头长度 l1=8mm。M48 、M18 采用可调成组丝锥加工。车螺纹 M60YG6 硬质刀具（ 3）选择量具 本零件属成批生产， 一般情况下采用通用量具。 根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考本书有关资料，选择如下。选择孔加工的量具.工序、孔的加工为粗加工，公差等级 IT14 ，查表 5-108，选取读数值0.01mm、测量范围 35-50mm、50-125mm 的内径千分尺。 .精镗时，由于加工精度要求较高，加工时每个零件都需要进行测量，故意选用极限量规。按表 5-109

13、，根据孔径可选用三牙锁紧式圆柱塞规。.选择加工轴向尺寸所用量具查表 5-108，选用读数值 0.02mm、测量范围 0-150mm 游标卡尺。2.确定工序尺寸（ 1）确定内孔表面的工序尺寸内孔表面多次加工的工序尺寸之只与加工余量有关。 前面已经确定总加工余量（毛坯余量）应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后有后往前计算工序尺寸。中间尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件内孔各工序的加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见表。表1/mm加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度 / m粗半精精 粗半精精粗半精精70.6H11(+0.19)10.6 70.6H11(+0.19)Ra6.30060

14、3+0.74Ra6.3 600666+0.74Ra6.3 6605710.3+0.74Ra6.3 570+0.025)41.3+0.74+0.025Ra6.3Ra3.248H7( 0 46.7048054H7(+0.030)61.3+0.74+0.030Ra6.3Ra3.20 52.75400603+0.74Ra6.3 600563.3 560+0.74Ra6.3647.3+0.74Ra6.3 640M60-6H41.5+0.74+0.019Ra6.3Ra3.2 56.758.20070.6H11(+0.19)10.6 70.6H11(+0.19)Ra6.300（ 2）确定轴向工序尺寸列举工序

15、的轴向工序尺寸计算，基本尺寸如下。L17236.500.74mmL148100.74 mmL45900.74 mmL563600.74 mmL134000.74 mmL123.500.1 mm四、确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量ap、进给量 f 和切削速度 v。确定顺序 ap 、 f ，再确定 v。本设计说明书中只对工序、 的切削用量及基本时间进行计算， 其它工序可由切削用量简明手册中查得。1.工序切削用量及基本时间的确定。（ 1）切削用量本工序为粗车（车端面，及镗孔）。已知材料为HT300，b =300 MPa ，铸件；机床为 C620-1 型卧式车床， 工件装夹在三爪自定心卡盘中

16、。确定粗车大端面的切削用量。所选刀具为 YG6 硬质合金可转位车刀。根据表 5-112，由于 C620-1 车床的中心高度为 200mm（表 5-55），故选刀杠尺寸 B×H=16mm× 25mm，刀片厚度为 4.5mm。根据表 5-113，选择车刀几何形状为平'面带倒棱型，前角0=12°,后角 0=6°，主偏角 kr =90°，副偏角 k r =12°，刃倾角s =0°刀尖圆弧半径=0.8mm。.确定背吃刀量 apap 为单边余量， ap =3mm。.确定进给量 f根据表 5-114，粗车灰铸铁、刀杠尺寸16mm&

17、#215; 25mm、a p 3mm、工件直径为100 400mm 时， f =0.8 1.2mm/r，按 C620-1 车床的进给量表（5-57）,选择f =0.81mm/r。确定的进给量尚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。C620-1 车床进给机构允许进给力Fmax=3530N。根据表5-124，当灰铁HT300，HBS=170-212HBS、a p 3.4mm、f 1.2mm/r、kr =90°v =65m/min(预计 )时，进给力Ff =1140N。Ff Fmax,所选的进给量f =0.81mm/r 可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据表5-11

18、9，车刀后刀面最大磨损量取为 1mm，可转位刀具耐用度 T=30min。. 确定切削速度v根据表5-121，当用YG6 硬质合金车刀加工HBS=182-199HBS 灰铸铁， ap 3mm、 f 1.0mm/r时，切削速度 v =63m/min。切削速度的修正系数为 ksv=0.8，ktv=1.0，kktv=0.81，ktv =1.21，kMv =kKv=1.0（表2-9），故v=63×0.8 ×1.0 ×0.81 ×1.21=46.95m/minn1000v1000 46.95 93.45r / mind160按 C620-1 车床的转速（表 5-56

19、），选择 n =90r/min=2r/s ，则实际切削速度v =45.2m/min。. 校验机床功率由表5-126，当HBS=160-245HBS 、 ap 3.4mm、f 0.96mm/r、 v =49m/min 时， Pc =2.0kW。切削功率修正系数为kk P =0.89， k P = kM P = kk P =1.0， kT P =1.13, kS P =0.8,rc0cccrcckt Pc =1.15（表 2-9），故实际切削时的功率为Pc =1.8Kw。根据表 5-59，当 n =120r/min 时，机床主轴允许功率PE =5.9kW。 Pc < PE ，故所选切削用量可

20、在C620-1 车床上进行。最后确定的切削用量为a p =3mm， f =0.81mm/r， n =90r/min， v =45.2m/min确定镗孔 46.70+0.74 mm 孔的切削用量。所选刀具为YG6 硬质合金钢，直径 30mm 的圆形镗刀。.确定背吃刀量 ap双边余量为 4mm，显然 ap 为单边余量，ap =4=2mm。2.确定进给量 f根据表 5-115，当粗镗灰铸铁、镗刀直径为30mm、a p 2mm、镗刀伸长150mm 时， f =0.5-0.8mm/r，按 C620-1 车床的进给量（表5-57），选择 f =0.52mm/r。.确定切削速度 v按表 2-8 的计算公式确

21、定。Cvv T ma xpv f yv式中， Cv =208，m=0.28， xv =0.4， yv =0.2，T=60min ， kv =0.9 ×0.8 ×1.0=0.72，则v2080.2 0.7240.9m / min0.280.46020.52n1000v305.2r / mind按表 5-59,C620-1 车床的转速选择，选择 n305r / min 。+0.74mm 孔的切削用量确定镗孔 570. 确定背吃刀量 ap双边余量 10.3mm， ap =5.15mm.确定进给量 f根据表5-115，当粗镗灰铸铁、镗刀直径为30mm、a p 2mm、镗刀伸长 15

22、0mm 时， f =0.25-0.45mm/r，按 C620-1 车床的进给量 （表5-57），选择 f =0.30mm/r。.确定切削速度 v按表2-8 的计算公式确定。Cvv T ma xpv f yv式中， Cv =208，m=0.28， xv =0.4， yv =0.2，T=60min ， kv =0.9 ×0.8 ×1.0=0.72，则v2080.7232.1m / min0.2850.40.300.2601000v218.9r / minnd按表 5-59,C620-1 车床的转速选择，选择 n184r / min 。+0.74确定镗孔 600mm 孔的切削用量

23、.确定背吃刀量 ap双边余量 3mm， a p =1.5mm.确定进给量 f根据表 5-115，当粗镗灰铸铁、镗刀直径为30mm、a p 2mm、镗刀伸长150mm 时， f =0.5-0.8mm/r，按 C620-1 车床的进给量（表5-57），选择 f =0.52mm/r。.确定切削速度 v按表 2-8 的计算公式确定。Cvv T ma xpv f yv式中， Cv =208，m=0.28， xv =0.4， yv =0.2，T=60min ， kv =0.9 ×0.8 ×1.0=0.72，则v2080.7245.8m / min0.281.50.40.520.2601

24、000v312.3r / minnd按表 5-59,C620-1 车床的转速选择，选择 n305r / min 。确定镗孔 570+0.74 mm 孔的切削用量. 确定背吃刀量 ap双边余量 6mm， ap =3mm.确定进给量 f根据表5-115，当粗镗灰铸铁、镗刀直径为30mm、a p 2mm、镗刀伸长150mm 时， f =0.4-0.6mm/r，按 C620-1 车床的进给量（表5-57），选择 f =0.48mm/r。.确定切削速度 v按表 2-8 的计算公式确定。Cvv T ma xpv f yv式中， Cv =208，m=0.28， xv =0.4， yv =0.2，T=60mi

25、n ， kv =0.9 ×0.8 ×1.0=0.72，则v2080.72 35.7m / min0.2830.40.480.2601000v189.3r / minnd按表 5-59,C620-1 车床的转速选择，选择n184r / min 。（ 2）基本时间确定粗车大端面的基本时间。根据表2-24，车大端面的基本时间为Ld d1l1l2l32iiTj 1fnfn式中， d 160mm, d142.7mm,l1 l 2l30, f 0.81mm / r , n 1.5r / s,i 1，则16042.7Tj 121 48.27s0.81确定镗孔 46.70+0.741.5，

26、镗孔的基本时间为mm孔的基本时间。根据表2-24Tj 1L il l1 l 2 l3 ifnfn式中，l126mm, kr90 , l12mm, l23mm, l35mm, f0.52mm / r , n5.08 r / s,i1则Tj 1126 23 5 1 51.5s0.525.08确定镗孔 57+0.740 mm 孔的基本时间。根据表2-24，镗孔的基本时间为Tj 1L il l1 l 2 l3 ifnfn式中，l81mm, kr90 , l12mm,l23mm,l35mm, f0.3mm / r , n3.07r / s, i1则Tj181 23 5 1 98.8s0.303.07确定

27、镗孔 60+0.740 mm 孔的基本时间。根据表2-24，镗孔的基本时间为Tj1L il l1 l2 l3 ifnfn式中，l36mm,kr90 ,l12mm, l 23mm,l 35mm, f0.52mm / r , n5.08r / s, i1则Tj136 23 5 1 17.4s0.525.08确定镗孔 57+0.740 mm 孔的基本时间。根据表2-24，镗孔的基本时间为Tj1Ll l1 l2l3iifnfn式中，l41mm,kr90 ,l12mm,l23mm,l 35mm, f0.48mm / r , n3.07r / s,i1则Tj 141 23 5 1 34.6s0.483.0

28、7工序基本时间5TjTji 48.3 51.5 98.8 34.6 17.4 250.6si12.工序切削用量及基本时间的确定。（1）切削用量 本工序为粗车（车端面，及镗孔） 。已知材料为 HT300， b =300 MPa ，铸件，在 Z525 型立式钻床上加工， 刀具选择高速钢， 使用切削液。钻 14通孔查表 5-83，选取d 14mm, l 160mm, l1 108mm 的麻花钻。.确定进给量 f由表 5-127 f=0.61-0.75mm/r。由表 5-66 可查得实际进给量 f =0.62mm/r。.确定钻床磨钝标准及耐用度根据表 5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm；T=

29、15min。.确定切削速度 v由表 5-133 查得， v =14m/min， n =318.5r/min，根据表 5-65，选择 n =392r/min。钻 M8 螺孔查表 5-52，选取 d =6.7mm 麻花钻。.确定进给量 f由表 5-127 f =0.36-0.44mm/r。由表 5-66 可查得实际进给量 f =0.36mm/r。.确定钻床磨钝标准及耐用度根据表 5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm；T=15min。.确定切削速度 v由表 5-133 查得， v =16m/min， n =760.5r/min，根据表 5-65，选择 n =680r/min。对 M8 孔攻丝

30、查表 5-97。选用代号 M8 ，6.3mm,l 22mm,d 8mm, d1L 72mm, a 5mm,l 28mm的麻花钻。.确定钻床磨钝标准及耐用度根据表 5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm；T=15min。.确定切削速度 v查表 5-142，选取 v =8m/min。（2）基本时间钻 14 通孔的基本时间根据表 2-26，钻孔的基本时间为Tj1Ll l1 l 2iifnfn式中，l16mm,l12mm,l 24mm, f0.62mm / r ,n6.5r / s,i1则Tj1162415.5s0.626.5钻 M8 螺孔的基本时间根据表 2-26，钻孔的基本时间为Tj1Lil

31、l1 l 2ifnfn式中，l 16mm,l12mm,l24mm, f0.36mm / r , n11.3r / s,i1则Tj116245.4s0.36111.3对 M8 孔攻丝的基本时间根据表 2-30，钻孔的基本时间为Tj1( ll1l2ll1l 2 )ifnfn0式中，l 16mm, l1 3P3 1.253.75mm, l23P3.75mm, f 1.25mm / r , n 5.3r / s,i 1则Tj1 (16 3.75 3.75163.753.75) 17.1s1.255.31.255.3工序基本时间5TjTji5.55.4 7.117si 1五、夹具设计本夹具是工序用钻头加

32、工 4×14 孔，钻 4×M8 孔，丝锥攻螺纹的分度夹具，在 Z525 立式钻床上使用。所设计的夹具装配图及零件图如 3 号和 4 号工程图纸所示。有关说明如下。（1）定位方案工件以小端面及 48H7(0+0.025 孔为定位基准， 采用平面与)定心轴组合定位方案，其中平面限制 3 个自由度，定位轴与 48H7(+00.025 )孔的配合较短，相当于短圆柱面，限制 2 个自由度，共限制了 5 个自由度。（2）夹紧机构 根据生产率要求，运用手动加紧可以满足要求。通过支承座，与压板限制两端， 拧紧定位轴两端的螺栓对工件进行加紧。 压板夹紧力的作用是防止工件在钻削力的作用下产生倾覆和振动， 手动夹紧是可靠的， 可免去夹紧力的计算。（3）导向装置 钻套是钻床夹具所特有的零件，用来引导钻头等孔加工刀具，提高刀具刚度并保证被加工孔与工件其他表