机械制造工艺课程设计-粗铣油阀座135度上端面缺口的专用机床夹具的设计(全套图纸).doc

机械制造工艺课程设计-粗铣油阀座135度上端面缺口的专用机床夹具的设计(全套图纸).doc

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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○一○年六月制

2

长沙学院课程设计

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－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1～2张（图幅自定）1

（5）设计说明书（一份，>10页，正文小4号字，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1～2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 5

1.1零件的作用 5

1.2零件的工艺分析 5

1.2.1以￠22㎜为中心的加工表面 5

1.2.2以￠16H10为中心的加工表面 5

第2章、工艺规程设计 7

2.1毛坯制造形式 7

2.2基面的选择。

7

2.2.1粗基准的选择。

7

2.2.2精基准的选择。

7

2.3制定工艺路线 8

2.3.1表面加工方法的确定 8

2.3.2加工阶段的划分 9

2.3.3工序的集中与分散 9

2.3.4工序的顺序安排 9

2.3.5工艺路线方案一 9

2.3.6工艺路线方案二 10

2.3.7工艺路线的比较与分析 10

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 11

2.4.1外圆表面（￠63㎜） 12

2.4.2外圆表面沿轴线长度方向的加工余量（￠63㎜端面、￠32㎜端面） 12

2.4.3孔￠16㎜ 12

2.4.4外圆端面（￠24㎜） 12

2.4.5铣缺口（￠16㎜） 12

2.5确定切削用量和基本工时 12

第3章、夹具设计 23

3.4铣135度缺口夹具设计 23

3.4.1确定设计方案 23

3.4.2计算切削用量 24

3.4.3决定每齿进给量Fz 24

3.4.4选择铣刀磨钝标准几耐用度 24

3.4.5决定切削速度v和工作台每分钟进给量Fmz 24

3.4.6效验机床功率 25

3.4.7基本时间 25

3.4.8切削力及夹紧力计算 26

3.4.9定位误差的计算 27

3.4.10操作说明 27

3.4.11夹具的优化设计及经济性分析 27

3.4.12设计心得体会 28

参考文献 29

附录 30

附录1：

机械加工工艺过程工艺卡片 30

CA6140 31

附录2夹具3D装配效果图 39

附录3油阀座毛坯图 39

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Φ24.5㎜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Φ2㎜孔流至Φ22㎜孔与高压气体混合后成雾状从套管喷出。

Φ16H10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：

1.2.1以￠22㎜为中心的加工表面

这一组加工表面包括：

￠63㎜的外圆，￠24.5㎜的内孔，￠22㎜的内孔以及Rc3/4锥孔，60°锥角，1×45°倒角，2个￠2㎜的通孔，￠5㎜，￠3㎜垂直于￠5㎜，￠2㎜的平面及左端垂直平面。

图1.1以￠22㎜为中心的加工表面

1.2.2以￠16H10为中心的加工表面

这一组加工表面包括：

￠16H10的孔，￠10.5㎜的孔以及135°缺口，￠16.8㎜内槽以及45°倒角。

由以上分析可知，Rc3/4连接用￠63㎜定位。

￠24.5㎜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￠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IT8～IT10，尺寸公差1.6～3.2㎜,加工余量4～5㎜，毛坯为实心，以如图的过水平中心线与￠24㎜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。

2.2.1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，以外圆作为粗基准是完全合理的，本零件选用不加工表面Φ32外圆柱面作为粗基准。

采用Φ32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。

。

2.2.2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Φ24.5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￠10.5㎜孔时，以右端端面及￠24.5㎜内孔为基准。

加工内孔时应以￠63㎜端面为基准。

由于形位公差由机床自身来保证，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。

2.3.1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

IT13

12.5

车

左端面

IT13

12.5

车

上端面凸台

IT10

12.5

铣

Φ22mm孔

IT13

12.5

钻

Φ24.5孔

IT11

12.5

车

Rc3/4锥螺纹孔

IT13

12.5

车

Φ10.5mm孔

IT13

12.5

钻

Φ16mmH10孔

IT10

3.2

钻-扩

Φ3mm孔

IT11

25

钻

Φ5mm孔

IT13

12.5

钻

Φ2mm孔

IT11

25

钻

2.5*2.5*4缺口

IT13

12.5

铣

135

退刀槽

12.5

铣

内槽

IT12

12.5

镗

专用镗刀

2.3.2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。

2.3.3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Φ5、Φ3的孔一次装夹完成加工，￠63㎜外圆、端面，￠22㎜孔，￠24.5mm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。

2.3.4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——Φ63mm圆柱面、右端面，Φ24.5孔；根据先主后次的原则，先加工主要面——右端面，Φ22mm孔,后加工次要面——Φ10.5mm孔，Φ16mmH10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Φ10.5孔。

2.3.5工艺路线方案一

工序1车￠63㎜外圆、端面

工序2钻￠22㎜孔

工序3车左端端面、车内倒角、车锥孔、车内螺纹、车1×45°