机械制造工艺课程设计粗铣油阀座135度上端面缺口的专

1、课程设计（论文）资料设计（论文）题目：油阀座夹具设计系部：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：班级：机本一 班指导教师姓名：职称副教授最终评定成绩长沙学院教务处二OO年六月制课程设计指导书一、课程设计任务书题目：设计 油阀座零件的机械加工工艺规程设计要求：熟练使用计算机辅助（软件自选），独立完成（1） 毛坯图、零件一毛坯合图各一张（3或4号图CAD出图，手工图为2 号）2（2）关键工序机械加工工艺规程卡片一张（4号图，CAPP出图）1（3） 指定工序夹具装配图一张（2或3号图，CAD出图可拼接）1（4）夹具部分零件图12张（图幅自定）1（5）设计说明书（一份，10页，正文小4号字，

2、含插图）（6）夹具3D装配效果图一张（3或4号图，可渲染）1 以上均需输出，以书面交设计资料，保留软盘待查。原始资料：该零件图样一张；年产量为 6000件。二、课程设计指导（一）设计的目的本课程设计是在学完了机械制造工艺及夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实 践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计其目的在于：（1）培养学生运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、公差 与技术测量等）的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题， 初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程

3、的能力。（2）能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹 具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。（3）培养学生熟悉并运用 CAD、CAPP设计以及查询手册、规范、图表等技术资料 的能力。（4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。（二 ）设计要求与内容本次设计要求编制一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程，按教师指定的任务 设计其中一道工序的专用夹具，并撰写设计说明书。学生应在教师指导下，按本指导书的规定，认真地、有计划地按时完成设计任务。必须以负责的态度对待自己所作的技术决定，数据和计算结果。注意理论与实践的结合，以期使整个设计在技术上是

4、先进的， 在经济上是合理的，在生产上是可行的。具体内容如下：(1) 确定生产类型 (一般为中批或大批生产 )，对零件进行工艺分析。(2) 选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图 (零件毛坯合图 )；(3) 运用 CAPP 软件拟订零件的机械加工工艺过程， 选择各工序加工设备及工艺装备 (刀具，夹具，量具，辅具 )，确定各工序切削用量及工序尺寸。(4) 填写指定工序的工序卡片， 并设计该工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件 图12张(5) 撰写设计说明书。(6) 运用 CAD 软件绘制专用夹具的 3D 装配图，并制夹具效果图目录课程设计指导书 1一、课程设计任务书 1原始资料：该零件图样一张；年产

5、量为 6000件。 1二、课程设计指导 1（一）设计的目的 1本课程设计是在学完了机械制造工艺及夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的 一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识， 进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计其目的在于： 1（二）设计要求与内容 1目 录 3第 1 章、零件的分析 51.1 零件的作用 51.2 零件的工艺分析 51.2.1 以C 22伽为中心的加工表面 51.2.2 以C 16H10为中心的加工表面 5第 2 章、工艺规程设计 72.1 毛坯制造形式 72.2 基面的选择。 72.2.1 粗基准的选择。 72.2.2 精

6、基准的选择。 72.3 制定工艺路线 82.3.1 表面加工方法的确定 82.3.2 加工阶段的划分 92.3.3 工序的集中与分散 92.3.4 工序的顺序安排 92.3.5 工艺路线方案一 92.3.6 工艺路线方案二 102.3.7 工艺路线的比较与分析 102.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 112.4.1 外圆表面（C 63伽）12242 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量（C 63 mm端面、C 32 mm端面） 122.4.3 孔 C 16 m 122.4.4 外圆端面（C 24 m） 122.4.5 铳缺口（C 16 m） 122.5 确定切削用量和基本工时 12第

7、3 章、夹具设计 233.4 铣135 度缺口夹具设计 233.4.1 确定设计方案 233.4.2 计算切削用量 243.4.3 决定每齿进给量 Fz243.4.4 选择铣刀磨钝标准几耐用度 243.4.5 决定切削速度 v 和工作台每分钟进给量 Fmz 243.4.6 效验机床功率 253.4.7 基本时间 253.4.8 切削力及夹紧力计算 263.4.9 定位误差的计算 273.4.10 操作说明 273.4.11 夹具的优化设计及经济性分析 283.4.12 设计心得体会 29参考文献 30附录 31附录 1： 机械加工工艺过程工艺卡片 31CA6140 32附录 2 夹具 3D 装

8、配效果图 40附录 3 油阀座毛坯图 40第1章、零件的分析1.1零件的作用目所给定的零件是凿岩机注油器上的油阀座，左端通过Rc3/4与主机相连，一管套穿过油壶壳体与24.500.13伽孔焊接，高压气体从左端进入阀座，在负压作用下，油壶 内油从2 mm孔流至22伽孔与高压气体混合后成雾状从套管喷出。16H10孔装入油量调节装置，缺口标志油量调节范围。1.2零件的工艺分析油阀座共有两组加工表面。现分述如下：以0 22 m为中心的加工表面0.13这一组加工表面包括：0 63伽的外圆，0 24.50 伽的内孔，0 22伽的内孔以及Rc3/4锥孔，60°锥角，1X 45°倒角，2个

9、0 2伽的通孔，0 5 m，0 3 m垂直于0 5 m，0 2 m的平面及左端垂直平面。图1.1以0 22 m为中心的加工表面以0 16H10为中心的加工表面这一组加工表面包括：0 16H10的孔，0 10.5 m的孔以及135°缺口，0 16.8 m内 槽以及45°倒角。0.13由以上分析可知，Rc3/4连接用0 63 m定位。0 24.50 m焊管套形位公差靠机床自身来保证，且粗精加工尽可能一次加工完成图1.2 以C 16H10为中心的加工表面第2章、工艺规程设计2.1毛坯制造形式零件材料为ZG45,采用砂型机器铸造。从机械制造工艺手册中可查出其公差 等级为IT8IT1

10、0，尺寸公差1.63.2伽,加工余量45伽，毛坯为实心，以如图的过 水平中心线与C 24伽圆柱体相垂直的平面为分型面。 加工前进行退火处理。由于零件年 产量为6000件，已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用砂型机 器铸造。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。图2.1 分型面2.2基面的选择。基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工 质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程问题百出，更有甚者，还会造成 零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择。作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其它表面欠缺。对一般的轴类零件而 言，

11、以外圆作为粗基准是完全合理的，本零件选用不加工表面32外圆柱面作为粗基准。 采用32外圆柱面作为粗基准加工内孔可以保证空的壁厚均匀，而且便于装夹。精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。阀座的右端面和24.5孔既是装配基准，又是设计 基准，用它们作精基准，能使加工遵循 “基准重合”的原则，实现阀座零件“一面两孔” 的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统 一”的原则。此外，B面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操 作方便。加工C 10.5伽孔时，以右端端面及C 24.5伽内孔为基准。加工内孔时应以C 63 伽端面为基准。由于形位公差由机床

12、自身来保证，粗精加工尽可能一次完成。2.3制定工艺路线制定工艺路线出发点，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 能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，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， 以便使生产成本尽量降低。表面加工方法的确定根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度。确定各表面的加工方 法如下：表2.1工艺分析表格加工表面尺寸精度 等级表面粗糙度Ra/微米加工方案备注右端面IT1312.5车左端面IT1312.5车上端面凸台IT1012.5铣22mm孔IT1312.5钻24.5孑LIT1

13、112.5车Rc3/4 锥螺纹孔IT1312.5车 10.5mm孔IT1312.5钻 16mmH1(孔)IT103.2钻-扩3mn孔IT1125钻5mn孔IT1312.5钻2mn孔IT1125钻2.5*2.5*4缺口IT1312.5铣135退刀槽12.5铣内槽IT1212.5镗专用镗刀232加工阶段的划分由于工件加工精度要求不高，所以可以不分加工阶段，一个加工阶段可以完成；且 由于工件的精度要求不太高，所以可以把焊工艺放置到最后，影响不太大。233工序的集中与分散本零件选用工序集中原则安排油阀座的加工工序，端面 5、3的孔一次装夹完 成加工，C 63伽外圆、端面，C 22伽孔，C 24.5mm

14、内圆一次装夹完成。该油阀座的生 产类型为批量生产（6000件），为了提高生产效率；运用工序集中原则使工件的装夹次 数少，不但可以缩减辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了多个表面，有利于保证各 加工面之间的相对位置要求。工序的顺序安排根据先基准后其它的原则，首先加工精基准 63mm圆柱面、右端面，24.5孔；根据先主后次的原则，先加工主要面右端面， 22mm孔,后加工次要面 10.5mm孔，16mmH10孔；根据先面后孔的原则，先加工右端面，后钻轴向孔；先加 工凸台面，后钻10.5孔。工艺路线方案一工序1 车C 63伽外圆、端面工序2 钻C 22伽孔工序3车左端端面、车内倒角、车锥孔、车内螺纹、

15、车1 X45°倒角工序4 半精车C 24.5 mm、精车C 24.5 mm工序5 钻C 10.5 m孔工序6粗镗C 16.8 m的孔工序7车C 24 m端面、车倒角工序8钻C 3 m孔、工序9钻C 5m孔工序10钻圆周上C 2 m孔工序11 钻端面上C 2 m孔工序12 精镗C 16 m的孔、镗内槽C 16.8 m的孔工序 13 铣缺口工序 14 焊封、去毛刺工艺路线方案二工序 1 铸造工序2 车C 63伽外圆、端面，钻C 22伽孔，扩C 24.5mm内圆，粗镗退刀槽;工序3车左端端面、车内倒角、车锥孔、车内螺纹、车 1 X45°倒角工序4 铣C 24伽端面，保证至定位基准

16、长度为 39.6mm工序5钻C 10.5伽孔，锪倒角；工序6用专用镗刀镗内槽 16.80 ，距C 24mm面2.5mm，宽度为1.1mm扩孔C 16 H10mm,保证 26.6±0.11mm；工序7 铣C 16孔的下端面，半粗铣上端面平台；工序8 钻C 3 mm孔，钻C 5 mm孔，保证深度6mm；工序9 钻端面上C 2 m孔，保证长度14mm；工序10钻圆周上C 2 m孔；工序 11 铣 130 度的缺口；工序 12 焊封、去毛刺；工序 13 终检，按零件图样要求全面检查；工艺路线的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一工序4重复使用了初C 32 m的外圆，方案二 把此工序放

17、在了工序 2中一次装夹加工，且精度要求能够保证；方案一中工序 5 钻孔时 没有遵循先面后孔的原则，方案二保证了这一原则；C 16mm孔和C 16.8内槽一次加工 就能保证精度，所以无需像方案一中那样分粗加工和精加工，且把镗孔的工序先于扩直 径为 16 的孔，减小了因镗工艺造成工件变形的影响，加之对两个直径为 2 的油孔，先 加工右端面的，而后加工圆周面上的孔，易于排屑和减小了加工的难度和增加刀具的使 用寿命。综上从优考虑，选择工艺路线为方案二工序 1 铸造工序2 车C 63 m外圆、端面，钻C 22 m孔，扩C 24.5mm内圆，粗镗退刀槽;工序3车左端端面、车内倒角、车锥孔、车内螺纹、车1

18、X45°倒角工序4 铣C 24 m端面，保证至定位基准长度为 39.6mm工序 5工序 6钻C 10.5 m孔，锪倒角；，距 C 24mm面 2.5mm，宽度为 1.1mm用专用镗刀镗内槽 16.800.24扩孔C 16 H10mm,保证 26.6±0.11mm；工序7 铣C 16孔的下端面，半粗铣上端面平台; 工序8 钻C 3 mm孔，钻C 5 mm孔，保证深度6mm； 工序9 钻端面上C 2 m孔，保证长度14mm； 工序10钻圆周上C 2 m孔； 工序11铣130度的缺口； 工序12焊封、去毛刺；工序13终检，按零件图样要求全面检查；首先以C 32 m外圆为粗基准加工端面，C 63 m外圆，钻C 22 m孔，车C 24.5mm内 圆，尺寸公差由机床保证。利用C 63 m外圆和C 24.5mm内圆加工C 32m端面、锥孔、 倒角、车螺纹。利用C 6