阀腔课程设计说明书

1、 机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：设计“阀腔”零件机械加工工艺规程及工艺装备 设 计 者： 班 级 ： 班级学号： 指导教师： 同组成员： 机械制造技术基础课程设计任务书设计题目：设计“阀腔”零件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.机械加工工艺过程卡片 1张4.机械加工工序卡片 1套5.夹具装配图 1张6.夹具零件图 3张7.课程设计说明书 1份原始资料：该零件图样，Q=4000台/年，n=1件/台，每日一班 学院 2016年 1 月 8日 目录序言 1一、零件的工艺分析及生产类型的确定 11零件的作用 12零件的工艺分析 13. 零件的生产类

2、型 1二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 21.选择毛坯 22.毛坯尺寸公差与机械加工余量计算 23.确定毛坯尺寸及公差等级 24.设计毛坯图 2三、选择加工方法，制定工艺路线 31.定位基准的选择 32.零件表面加工方法的选择 33.制定工艺路线 3四、工序设计 41.选择加工设备与工艺装备 42.确定工序尺寸 5五、确定切削用量及基本时间 6六、夹具设计 13七、设计小结 14八、参考文献 14序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践教学环节。这次设计我们能综合运用机械制造基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识

3、，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，在老师和同学的帮助下，我还对夹具，机床，刀具的的结构和工作原理有了更深的了解，不知不觉中我的图纸分析、结构设计能力都得到了提高，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。在结束了机械制造基础及有关课程的学习后，通过本次的设计使我们所学的知识得到了巩固和加深，并培养了我们学会全面综合地运用所学知识，去分析和解决机械制造中的问题的能力。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师多加指教。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的零件是阀腔，主要作用是用于液体流通，对侧面和内腔的加工要求低，对下表面的加工精度要求比较高，

4、对上表面的表面粗糙度要求也较高。而对孔的精度要求很高，尤其是110mm的孔有平行度和同轴的要求，加工有困难但是毛坯直接铸造出，可降低难度（见附图）。 2.零件的工艺分析 该图属于箱体零件，上、下端面通过粗铣、精铣即可达到所需表面粗糙度。100H8孔、65孔、76孔通过铣削加工可以达到所需技术要求，与76孔端面有平行度要求，加工精度要求较高。6×M12-6H的螺纹孔相对100H8孔的轴线互成60°分布，其径向设计基准为110H11孔的轴线，轴向设计基准是100H8孔外圆的左端面，2×20孔分布于100H8孔两侧，加工要求在阀腔的对称中心线上。 3.零件的生产类型依设

5、计题目知：Q=4000 台/年，n=1 件/台；结合生产实际，备品率和废品率分别取10%和1%代入公式得该工件的生产纲领： N=4000×1×（1+10%）×(1+1%)=4444件/年 对于零件质量，查机械制造技术基础课程设计指南表2-1（生产类型与生产纲领的关系）知其属于轻型零件，生产类型为中批生产。二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 1.选择毛坯零件的材料为QT450-10，力学性能450Mpa，硬度：160210HBS，基本组织碳素体，能承受冲击、振动。由于零件的生产类型为中批生产，零件的轮廓不大，选用砂型铸造，采用机器造型。 2. 确定毛坯尺寸表 1

6、   阀腔毛坯（铸件）尺寸零件尺寸单面加工余量铸件尺寸85±0.53及2.591761.573100H82.5956526120 3.确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据铸件的质量、材质系数、形状复杂系数，从表5-1、表5-3，查得公差等级为CT11级，查得本零件毛坯尺寸允许偏差见表2:表2 阀腔（铸件）尺寸允许偏差零件尺寸偏差根据9192表5.37374表5.39596表5.36162表5.3 4. 设计毛坯图（1）确定拔模斜度 根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为5°。 （2）确定分型面 由于毛坯形状前后对称，且最大截面在中截面，为了起模及便

7、于发现上下模在铸造过程中的错移所以选前后对称的中截面为分型面。 （3）毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后要做人工时效处理。三. 选择加工方法，制定工艺路线 1.定位基准的选择 （1）粗基准的选择：从零件图可以看出，阀腔零件比较规则，为保证上、下端面的位置精度要求，选择阀腔顶面作为粗基准，加工阀腔底面。 （2）精基准的选择：精基准的选择主要考虑基准重合问题，根据阀腔的技术要求，选择底面作为精基准。 2.零件表面加工方法的选择 本零件的加工表面有上下端面、内孔、槽、以及小孔等。材料为QT450-10以公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，其加工方法选择如下： （1）、阀

8、腔的上端面  公差等级为IT10级，表面粗糙度为Ra6.3，只需粗铣即可达到精度要求。 （2）、阀腔的下端面  公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6，需粗铣、精铣。 （3）、76内孔  公差等级为IT9级，表面粗糙度为Ra3.2，需粗镗、精镗。 （4）、100H8内孔  公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6，需粗镗、精镗。 （5）、65内孔  公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6，需粗镗、精镗。 （6）、2×20内孔  公差等级为IT13级，表面粗糙度为Ra6.3，需扩孔。（7）、10×11小孔

9、 采用复合钻头一次钻出即可。3. 制定工艺路线工序I铸造毛坯工序II回火处理工序III粗铣底端面工序IV粗铣上端面工序V钻、扩418mm孔 锪平28mm工序VI粗镗76、100、110、65、85孔工序VII精铣底面工序VIII精镗100、76、100、110、65、85孔、镗宽7.3深3.5凹槽工序IX钻、扩、绞2×20孔工序X钻孔、攻螺纹10M12工序XI终检四、工序设计 1.选择加工设备与工艺装备 （1）选择机床 根据不同的工序选择机床 工序II、IV、VII是粗铣、半精铣、精铣。各工序的工步数不多，中批量生产不要求很好的生产率，故选用立式铣床即可满足，精度要求一般，

10、选用X52K型立式铣床即可。 工序V、IX为钻、扩、铰、锪孔，本工序从加工要求和尺寸考虑，可选用Z525型钻床进行加工。 工序VI、VIII为镗mm、mm、mm、mm、mm孔内表面，由于加工的零件外轮廓尺寸不大，由于要求的精度较高，表面粗糙度值小，用卧式镗床加工。 工序X为钻和攻丝，还是选择Z525型立式钻床进行钻孔。 （2）选择夹具 本零件加工时均采用专用夹具进行加工 （3）选择刀具 铣刀依据资料选择硬质合金端铣刀。 钻孔时选用直柄麻花钻，高速钢钻头，钻盲孔时钻头为莫式锥柄麻花钻，高速钢钻头。 扩孔时选用锥柄扩孔钻，高速钢钻头。 在卧式镗床上加工的工序，粗镗时选用YG8 硬质合金镗刀； 钻螺

11、纹孔12mm.攻丝M12-6H 用直柄麻花钻，机用丝锥。 （4）选择量具 本零件为中批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据表面精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料，选择量具如下表：工序工序名称量具III粗铣下表面游标卡尺、粗糙块IV粗铣上端面游标卡尺、粗糙块V锪平28钻绞4X18圆台的通孔游标卡尺VI粗镗110mm、85mm、100mm、65mm和76mm的孔游标卡尺、塞规VII精铣下表面游标卡尺、塞规VIII精镗110mm、85mm、100mm、65mm和76mm的孔、镗宽7.3mm深3.5mm凹槽游标卡尺、塞规IX钻扩铰2个20mm孔游标卡尺X钻10×11mm小孔、攻M12螺

12、纹孔游标卡尺 2.确定工序尺寸（1） 上下表面加工余量加工表面工序单边余量工序尺寸及公差表面粗糙度/um粗铣半精铣精铣粗铣半精铣精铣粗铣半精铣精铣上表面3.5870-0.456.3下表面3.51.00.289.50-0.4585.20-0.45850-0.46.32.51.6（2）孔表面的工序加工余量、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/um粗镗半精镗精镗粗镗半精镗精镗粗镗半精镗精镗100孔720.4980-0.599.60-0.51000-0.466.33.21.665孔71.00.2630-0.564.60-0.35650-0.456.33.21.611

13、0孔1711085孔178576孔720.4740-0.4475.60-0.45760-0.486.33.21.6（3）、钻、铰20孔的加工余量及公差工序名称加工余量/mm工序尺寸及公差/mm表面粗糙度/um钻018铰18206.3（4）、钻10×10.5的孔的加工余量及公差工序名称加工余量工序尺寸及公差钻1111（5）、钻、铰18孔的加工余量及公差工序名称加工余量/mm工序尺寸及公差/mm表面粗糙度/um钻1810铰10183.25、 确定切削用量及基本时间先确定背吃刀量，再确定进给量，最火确定切削速度。5.1 工序III切削用量及基本时间的确定 1、本工序为粗铣底面，采用硬质合金

14、端铣刀，铣刀直径200，宽度=45，齿数20。根据机械制造课程设计指南表5-143选择铣刀的基本形状，由于加工球墨铸铁，不小于450MPa，硬度：160210HBS。故选前角=15°，后角=12°（周齿），=12°（端齿）。已知铣削宽度=120，铣削深度=45，机床选用X52K型立式铣床，共铣2次。 确定每齿进给量f 根据表5-144，查得每齿进给量=0.20.3mmz，现取=0.25mmz。 选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据表5-148.，用硬质合金端铣刀加工铸件，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.1，铣刀直径200，耐用度=240。 确定切削速度和工作台每分钟进给量

15、。根据表2-17中公式计算： = = 42.8 =68.2根据表5-72，选择= 60= 1，则实际切削速度= 0.628，工作台每分钟进给量为：=0.25×20×60 =300. 2、基本时间，根据机械制造课程设计指南表2-28： 1.49min 5.2 工序IV切削用量及基本时间的确定 1、切削用量 本工序为粗铣上端面，所选刀具为硬质合金铣刀=200mm, L=45mm, 齿数20，机床选用X52K型立式铣床，共铣2次。 根据表5-144，得每齿进给量=0.20.3，现取=0.25。 表5-148，最大磨损量为1.1，耐用度=240。 确定切削速度和工作台每分钟进给量。

16、根据表2-17中公式计算： = 62.97 =100.2 根据表5-72，选择= 95= 1.58，则实际切削速度= 0.995，工作台每分钟进给量为： =0.25×20×95 =475. 根据表5-73选择=400，则实际的每齿进给量为=0.21。校验机床功率。根据表2-18计算公式铣削时的功率为：Pc=195.8NPc=0.19KW铣床主电动机的功率为7.5KW，故所选切削用量可以采用。2、基本时间，根据机械制造课程设计指南表2-28： =2min 5.3 工序V切削用量及基本时间的确定 本工序为钻、扩孔，需两个工步进行： 工步一：钻8mm孔的切削用量及基本工时。 1、

17、切削用量 本工序为钻通孔，所选钻头为直柄麻花钻，高速钢钻头，钻头直径8mm加工铸件的不小于450MPa，钻头选用Z525型立式钻床。 根据表5-127查得进给量f=0.360.44，现取f=0.40. 根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm，耐用度T=35min。 确定切削速度和工作进给量f，根据表2-13中公式计算 =8.83m/min, n=r/min 根据表5-65，选择n=195r/min ，则实际钻削速度v=0.123m/s，工作台每分钟进给量为f=0.52mm/min. 根据表5-66选择，f=0.48mm/min，则实际的进给量为f=0.48mm/min。 2、根据表

18、2-26 ，基本时间 min 工步二：扩18mm孔的切削用量及基本工时。 1、切削用量 本工序为扩18通孔，所选钻头为直柄麻花钻，高速钢钻头，钻头直径18mm，l= 25 mm，= 4mm，加工铸件的不小于450MPa，钻头选用Z525型立式钻床。 确定钻头钻孔时的进给量。根据表5-127，加工材料为铸铁，硬度为190HBS，查得钻头钻孔时进给量f=0.13，现取f=0.13. 选择钻头磨钝标准及耐用度。根据表5-130，耐用度T=50min。 确定切削速度和工作进给量f，根据表2-13中公式计算 v=25.3m/min， n=250r/min。 根据表5-65，选择n= 195r/min ，

19、则实际钻削速度v=0.123m/s。 2、根据表2-26 ，基本时间 =0.111min 5.4 工序VI切削用量及基本时间的确定 本工序为粗镗76、100、110、65、95孔，机床选用卧式镗床，工件夹具为专用夹具。 确定镗孔的切削用量：所选用刀具为YT15硬质合金、主偏角=45°,直径为20的圆形镗刀，其耐用度=60min.其中： =， =0.1. 选择镗床的转速n=760=12.7,则实际切削速度v=2.67。 基本时间 确定粗镗76mm的基本时间：=10s 确定粗镗100mm的基本时间: =26s 确定粗镗110mm的基本时间: =3s 确定粗镗65mm的基本时间: =15s

20、 确定粗镗95mm的基本时间: =3s。5.5 工序VII切削用量及基本时间的确定1、切削用量 本工序为精铣底面，所选刀具为硬质合金细齿铣刀=200mm, L=45mm, 齿数20。 机床选用X52K型立式铣床，铣两次。 确定每齿进给量。根据表5-144每转进给量=0.230.5mm/r. 。现取=0.4mm/r.则=0.02mm/z。 选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据表5-148，铣刀后刀面最大磨损量为0.4mm，耐用度T=240min。 确定切削速度和工作台每分钟进给量。按表2-17中公式计算，得:v= 103.6m/s n=165r/min=2.7r/s 根据表5-72选择n= 150r/

21、min=2.5r/s，实际切削速度v=1.57m/s，工作台每分钟进给量为=0.041mm/z 2、基本时间：=8.10min 5.6 工序VIII切削用量及基本时间的确定 本工序为精镗100、110、65、95孔，镗宽7.3、深3.5凹槽，机床夹具选用与粗镗相同。 确定精镗孔的切削用量：所选用刀具为YT30硬质合金、主偏角=45°,直径为20的圆形镗刀，其耐用度=60min，镗宽7.3、深3.5凹槽选用高速切槽刀，其中： 根据镗床转速表，选择n=1400=23.2,则实际切削速度=4.98 镗沟槽，选用高速钢切槽刀，采用手动进给，主轴转速=40=0.67,切削速度=0.14. 基本

22、时间： 确定粗精镗100mm的基本时间：=38s 确定粗精镗110mm的基本时间：=3s 确定粗精镗65mm的基本时间：=20s 确定粗精镗95mm的基本时间：=4s 5.7 工序IX切削用量及基本时间的确定 本工序为钻、扩、绞2×20孔需分三个工步进行加工： 工步一：钻18mm孔的切削用量及基本工时。 1、切削用量 本工序为钻18盲孔，所选钻头为莫式锥柄麻花钻，高速钢钻头，钻头直径18mm，选用Z525型立式钻床。 根据表5-127查得钻头钻孔时进给量f=0.700.86，现取f=0.81. 根据表5-130，耐用度T=60min。 确定切削速度和工作进给量f，根据表2-13中公式

23、计算： v=15.39m/min， n=272.3r/min。 根据表5-65，选择n= 272r/min,则实际钻削速度v=0.256m/s。 2、根据表2-26，基本时间 工步二：扩19.8mm孔的切削用量及基本工时。 1、切削用量 本工序为扩19.8孔，所选钻头为锥柄扩孔钻，高速钢钻头，钻头直径19.8mm，钻头选用Z525型立式钻床。 根据表5-127得钻头钻孔时进给量f=0.91.1，现取f=1。 根据表5-130，耐用度T=30min。 确定切削速度和工作进给量f ，根据表2-13中公式计算 v=13.23m/min， n=212.8r/min。 根据表5-65，选择n= 195r

24、/min , 则实际钻削速度v=0.221m/s。 2、根据表2-26，基本时间 min 工步三：绞孔至20mm孔的切削用量及基本工时。 1、切削用量 本工序为绞20孔，所选铰刀为硬质合金锥柄铰刀，铰刀直径20mm，钻头选用Z525型立式钻床。 根据表5-127查得钻头钻孔时进给量f=1.02.0mm/r，现取f=0.81。 根据表5-130，耐用度T=60min。 确定切削速度和工作进给量f，根据表2-13中公式计算 v=6.98m/min， n=111.1r/min。 根据表5-65，选择n= 140r/min ，则实际钻削速度v=0.102m/s。2、 根据表2-26，基本时间: min

25、 5.8 工序X切削用量及基本时间的确定 本工序为钻孔（深18）、攻螺纹（深15）10M12孔需分两个工步进行加工： 工步一：钻M12螺纹底孔直径11mm. 1、切削用量 本工序为钻螺纹底孔，所选钻头为直柄麻花钻，高速钢钻头，钻头直径11mm，钻头选用Z525型立式钻床。 根据表5-127，查得进给量f=0.520.64，现取f=0.60。 根据表5-130，耐用度T=60min。 确定切削速度和工作进给量f，根据表2-13中公式计算 15.37, n=322.8r/min。 根据表5-65，选择n=272r/min ，则实际钻削速度v=0.256m/s 。 2、根据表2-26，基本时间： 0

26、.83min 工步二：攻丝M12.攻螺纹M12mm，根据表5-142得v=6.2m/min， n=164.6r/min。根据表5-65。选择：=140r/min，则v=0.147m/s 。根据表2-26， 基本时间: =.同理，钻孔（深18）、攻螺纹（深15）10M12孔的切削用量为：钻孔： n=272r/min ， 0.157m/s , f=0.62mm/r， 0.6min攻螺纹： n=140r/min ， 0.103m/s , f=0.1mm/r， 6.71min6、 夹具设计 本工序的夹具是专用夹具，在数控加工中心上加工，下面就以镗孔为例说明设计的有关说明。 （1）定位方案 工件以一面两销定位可以限制工件的六个自由度，实现完全定位。其中面定位限制三个自由度，定位圆柱销GB/966-88限制两个自由度菱形销GB2204-80限制一个自由度。 （2）夹紧机构 根据生产力的要求，运用手动夹紧可以满足。采用二位螺旋压板联动夹紧机构,通过拧紧螺母使一对压