课程设计油阀座零件工艺设计.docx
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课程设计油阀座零件工艺设计
油阀座零件工艺设计
1、前言
机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。
生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。
在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。
因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。
2、对零件的分析
2.1零件的作用
油阀座是凿岩机注油器上的重要零件。
左端通过Rc3/4与主机联接；右端以Ф63mm外圆定位与油壶壳体相连，一管套穿过油壶壳体与Ф24.5+0.13mm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Ф2mm孔流至Ф22mm孔与高压气体混合后成雾状从管道喷出。
Ф16H10孔装入油量调节装置，缺口标志油量调节范围。
2.2零件的工艺分析
由油阀座的零件图图1可知，此视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。
其材料为ZG45。
该材料机械性能优良，特别是韧性好，有较好的耐麿性、耐热性，适用于要求承受较大耐热性的零件。
由于各需要加工的表面粗糙度都不是很高，一般经过一次粗加工就可以满足加工要求，而且零件较为简单，定位基准选择也比较容易。
该零件宽为1.1的退刀槽不是很好加工，需要用特殊的刀具。
其余的主要要加工的就是孔，还比较简单，最重要的是在加工过程中一定要定好位，这样才能保证我们所要的精度。
图1
3、生产纲领与生产类型
3.1生产纲领
根据零件图图1，零件名称：
油阀座。
材料：
ZG45，该产品批量生产200件，备品率5%，废品率1%，现制定该油阀座的机械加工工艺规程。
该油阀座的实际生产纲领：
N=Qn（1+α+β）
=200×1×（1+5%+1%）
=212（件）
式中N――零件的生产纲领（件∕年）；
Q――机器产品的批量生产的件数（台/年）；
n――每台产品中该零件的数量（件/台）；
α――备品百分率；
β――废品百分率；
3.2确定生产类型
油阀座的年产量度212件/年，已知该产品属于轻型机械，根据表1.1—2生产类型与生产纲领关系（李益民．机械制造工艺设计简明手册．北京：
机械工业出版社，1994），可确定其生产类型为中批生产。
4、选择毛坯
选择毛胚应考虑的因素有：
1）零件的力学性能要求；
2）零件的结构形状和外廓尺寸
3）生产纲领和批量；
4）现场生产条件和发展；
油阀座是一般普通加工零件，具有一定的强度和耐热性要求，该零件材料为铸钢（ZG45）,轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，又属于中批生产，所以毛坯可采用铸造加工生产。
毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。
此外，为消除残余应力，铸造应安排人工时效。
铸件尺寸公差分为16级，由于是中批量生产，毛坯制造方法采用砂型机器造型，由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为CT10级，选取铸件错箱值为1.0mm。
该零件孔是后来加工出来的形状并不复杂，因此毛坯形状应尽可能与零件尺寸接近。
毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。
5、工艺过程设计
5.1定位基准的选择
5.1.1一般原则
1）选最大尺寸的表面为安装面，选最长距离的表面为导向面，选最小尺寸的表面为支承面。
2）首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。
3）应尽量选择零件的主要表面为定位基准。
4）定位基准应有利于夹紧。
5.1.2粗基准的选择原则
1）选加工余量小的、较准确的、光洁的、面积较大的毛面做粗基准。
2）选重要表面为粗基准。
3）选不加工表面做粗基准。
4）粗基准一般只能使用一次。
5.1.3精基准的选择原则
1）基准重合原则
2）基准单一原则
3）互为基准原则
4）自为基准原则
5.1.4精基准的选择
本零件是带孔的油阀座，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。
具体就是选22孔及一端作为精基准。
5.1.5粗基准的选择
由于孔作为精基准要先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。
5.2零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有外圆、内孔、端面、槽及小孔等，材料为45钢。
参考有关手册的相关资料，其加工方法选择如下：
（1）端面：
未注明公差等寸，表面粗糙度为12.5µm，需要进行粗车。
（2）Φ63mm外圆面：
未注明公差尺寸，根据GB1800－79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为12.5µm，需要进行粗车。
（3）Φ22mm内孔：
未注明公差寸，根据GB1800－79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为12.5µm,故采用扩孔。
（4）Φ24.50＋0.13mm：
公差等级为IT10，表面粗糙度为12.5µm，在上一步Φ22mm内孔的基础上再进行扩孔就可以达到精度的要求。
（5）Φ2mm，Φ3mm内孔：
未注明公差尺寸，根据GB1800－79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为25µm，直接钻孔就可以了。
（6）Φ5mm内孔：
未注明公差尺寸，根据GB1800－79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为12.5µm，在上一步Φ3mm内孔的基础上再进行扩孔就可以达到精度的要求。
（7）Φ10.5mm内孔：
未注明公差尺寸，根据GB1800－79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为12.5µm，需要进行钻孔和镗孔。
（8）Φ16H10：
孔的公差等级为10，表面粗糙度为3.2µm，在Φ10.5mm的基础上进行扩孔，再进行铰孔即可。
（10）Φ16.80＋0.24mm的退刀槽：
公差等级为IT11，表面粗糙度为12.5µm，直接用刀过上一刀即可。
5.3加工工艺路线
此油阀座的加工工艺路线一般先加工外表面和端面。
按照先加工基准面及先粗后精的原则，油阀座的加工可按下述工艺路线进行加工：
工序10：
车。
以Φ63处外圆及端面进行定位，粗车另一端面。
工序20：
车。
以Φ32处外圆及端面进行定位，粗车另一端面，粗车Φ63外圆保证长度55。
工序30：
车。
以粗车后的Φ32端面和粗车后的Φ63mm外圆及端面进行定位，粗车直径为24的端面，保证至定位基准长度为39.6。
工序40：
钻。
以粗车后的Φ32外圆、端面和Φ22孔定位，钻Ф3通孔，保证长度22，钻Ф5通孔，保证长度6，钻Ф2通孔，保证长度14
工序50：
钻。
以粗车后的Φ32外圆、端面和Φ22孔定位，钻孔Ф2为通孔，至端面Ф63于14，并焊封其孔口
工序60:
钻。
以粗车后的Φ32外圆、端面和Φ22孔定位，钻Ф10.5
工序70:
钻。
以粗车后的Φ32外圆、端面和Φ22孔定位，扩孔Ф22
工序80：
钻。
以粗车后的Φ32外圆、端面和Φ22孔定位，在Ф10.5孔的基础上扩孔Ф16H10，保证26.6±0.11
工序90：
车。
以粗车后的Φ63外圆、端面和Φ22孔定位，通孔攻螺纹Rc3/4，保证长度为20，并孔口倒角1*30°，且Ф32端面倒角1*45。
工序100：
镗。
以粗车后的Φ63外圆、端面和Φ22孔定位，镗Ф16.8+0.24，距Ф24端面2.5，宽度为1.1
工序110：
铣
以粗车后的Ф24端面和Ф22孔定位，使用专用夹具在Ф24面上粗铣135°的缺口，其深度为4，精铣缺口
工序120：
检验
6确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图
6.1确定机械加工余量
ZG45材料的油阀座加工余量，可根据《机械制造工艺设计简明手册》（机械工业出版社哈尔滨工业大学李益民主编）查出。
直径方向单位加工余量为3mm，表面侧加工时以另外一侧为基准，所以单侧加工余量为3mm。
（ZG45油阀座为中批生产，选用沙型机器，选型CT为8～10，MA为H，查成批和大量生产铸件机械加工余量等级表2.2-5，根据所确定CT为10，MA为H;查表2.2-4铸件加工余量可得）
6.2确定毛坯尺寸
本零件表面内孔表面所要求粗糙度都比较低，最高为Ra=3.2um，所以这些表面毛坯尺寸，只需将零件尺寸加上所查的余量即可，由于有的表面只需粗加工，可取所查数据中的最小值。
对于表面经粗车和精车得到，可取所查数值的最大值。
若有表面粗糙度较低，需要精加工才能得到的面时，这是所需要的毛坯尺寸还要加上各精加工的加工余量。
6.3设计毛坯图
6.3.1确定毛坯的尺寸公差（表1）（mm）：
表1
主要面尺寸
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
表面轮廓尺寸
63
2+2
67
两端面
55
3+3
61
主轴孔
22
6
16
6.3.2确定毛坯尺寸的所允许的偏差（表2）（mm）
表2
铸件尺寸
偏差
根据
Φ32
2.6
表2.2-1铸件尺寸公差数值
61
3.2
42
2.8
Φ67
3.2
6.4确定圆角半径
根据表2.2-9选圆角砂型圆角计算公式R=1/5～1/10（A+B）mm。
取各铸件圆角半径R=3mm以上所取的圆角半径数值能保证各表面的加工余量。
6.5毛坯的热处理
钢质油阀座经铸造后应安排退火，以消除残余的内应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化而均匀的组织，从而改善了加工性。
图2所示为本零件的毛坯图：
图2
7工序设计
7.1选择加工设备和工艺设备
7.1.1选择机床
由于生产类型为中批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。
其生产方式为通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。
工件在各机床上的装卸及各机床的传送均由人工完成。
1.粗车Φ63外圆和端面以及Φ32、24端面工序步数不多，成批生产不要求较高的生产率，所以选用卧式车床就能满足要求。
本零件外轮廓尺寸不大，而且精度要求不是太高，所以选用卧式车床就能满足要求，即选用最常用的CA6140型卧式车床即可。
2.钻Φ3mm通孔，保证长度22mm,钻Φ5通孔，保证长度6mm,钻Φ2通孔，保证长度14mm选用Z3025台式钻床。
3.扩孔Φ22mm选择组合机床
4.钻Φ10.5Z3025台式钻床。
5.扩孔Φ16H10,保证26.6+/_0.11，采用组合机床。
6.镗Φ16.8±0.24/0,距Φ24面2.5,宽度为1.1钻Φ2通孔,至端面Φ63于14mm,并焊封其孔口，选用C6136。
7.在Φ24面上精铣135°的缺口,其深度为4mm,精铣缺口，采用X62W万能铣床。
7．1.2选择夹具
油阀座钻小孔、粗铣等工序需要选用专用夹具，其它各工序采用通用夹具即可，车削时采用三抓自定心卡盘。
7.1.3选择刀具
（1）在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和镗刀。
加工钢质材料采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半粗加工用YT15，为提高生产率和经济性，可选用转位车刀（GB5343.1－85，GB5343.2－85）。
切槽刀宜选用高速钢。
（2）铣削加工，因为铣端面和平台缺口，所以根据加工表面特点和查表3.1-27选用端面铣刀（YT14）和直柄立铣刀
（3）钻削加工时，由于工序分两步完成加工，所以要满足能钻至Φ24.5mm的孔，可采用直柄麻花钻（GB1436-85），尺寸参数为d=13.9L=160l=108
7.1.4选择量具
油阀座属于中批生产零件，因此选用量具时一般采用通用量具。
选择量具的方法有两种：
，一种是按计量具的不确定度来选择；二是按计算量具的测量方法及极限误差来选择。
选择时，采用其一即可。
7.1.4.1选择外圆加工面的量具
工序15中粗车外圆Φ70
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