机械制造技术基础说明书阀体.docx
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机械制造技术基础说明书阀体
《机械制造技术》课程设计任务书
姓名：
班级：
学号：
指导老师：
黄健求（教授）、粟志娟（副教授）
题目：
阀体零件大批量生产机械加工工艺规程及夹具设计
内容：
1.课程设计任务书1张
2.毛坯图1份
3机械加工工序卡3张
4.专用夹具零件图3张5.专用夹具装配图1张
6.机械加工工艺过程综合卡片1张
日期：
2009年10月日
序言……………………………………………………3
一、零件的工艺分析及生产类型的确定……………………4
二、选择毛胚，确定毛胚尺寸，设计毛坯图………………5
三、选择加工方法，制定工艺路线………………………………6
四、工序设计…………………………………………………7
五、确定切削用量及时间………………………………………7
六、夹具设计…………………………………………………10
七、设计小结……………………………………………………11
八、参考文献…………………………………………………12
序言
在学习完《机械制造技术基础》的基础上，进行械制造技术基础课程设计是我们机械类学生三个星期生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。
本课程设计主要培养我们学生综合运用所学的知识来分析处理生产工艺问题的能力，使我们学生进一步巩固有关理论知识，掌握机械加工工艺规程设计的方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。
另外，这次课程设计也为以后的毕业设计进行了一次综合训练和准备。
通过本次课程设计，我们在下述各方面得到锻炼：
（1）运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，进一步强化了我们的基本设计技能。
（2）运用机械制造基础、机械制造技术和其他有关选修课程中的基本理论，以及在三个星期生产实习中所学到的实践知识，准确地设计出某种零件工艺路线的拟订、加工工序设计等问题。
（3）从整体上提高自己对不同零件的不同结构设计加工的能力。
（4）培养自己严谨的工作作风、全方位的思考能力和独立完成工作的能力。
（5）培养我们具有编制中等复杂程度机械零件的工艺规程的能力以及具有掌握机床夹具的一般设计方法和步骤，提高强化我们的基本设计技能。
一、零件的工艺分析及生产类型的确定
1.零件的作用
题目所给定的零件是容积式压缩机的阀体，如图1所示。
它是将阀内介质压缩，一端连接压缩活塞，一端与输出口螺纹连接。
通过阀体内的活塞的往复运动，压缩介质，产生压缩作用。
图1
2.零件的工艺分析
通过对该零件的重新绘制，对零件进行分析，该零件属于类回转体零件，主体部分以中心轴为回转中心，但是在外圆上附有两个尺寸不同的凸台，二者轴线之间角度为90度，回转中心在同一径向平面上。
该工件两端的沉孔和内腔的壁精度要求高，内腔壁的精度为7级，且粗糙度要求
为3.2，要求高。
零件两端的沉孔精度为11级。
该零件属于类回转体的，两个端面和内腔需要加工，各表面的加工精度和表面粗糙度能够通过机械加工获得。
首先加工两个端面，其中大端面为设计基准，内腔各尺寸以轴线和大端面为设计基准，要求较高的精度，且内腔尺寸较大，可采用镗削加工。
大端的各个孔，位置分布均匀，且大端厚度不大，便于对空的加工。
总的来说，该零件的工艺性较好。
3.零件的生产类型
根据设计要求可知：
零件总体尺寸适中，为轻型零件，生产类型为成批生产。
二、确定毛坯的加工类型，确定机械加工余量、毛坯尺寸，设计毛坯图
1.确定毛坯的加工类型
由成品零件图要求可知，零件所用材料为HT300，初步分析得出零件形状相对比较简单，故采用铸件毛坯。
零件的生产类型为批量生产，这样对毛坯的加工效率要求比较高同时又要保证毛坯尺寸，故采用砂型铸件。
2.确定机械加工余量、毛坯尺寸
根据《机械制造技术基础课程设计》第126页的附表4.1，可以确定零件的公差等级CT为10级，加工余量等级MA为G级。
查附表4.3铸件机械加余量，再依据零件尺寸和加工余量等级，从而确定铸件毛坯的单边和双边毛坯加工余量。
①依据各加工表面的加工余量和零件尺寸大小要求来确定毛坯的铸造成型尺寸。
对于毛坯尺寸直径小于30mm的孔，在毛坯上应加工为实心。
②根据《机械制造技术基础课程设计》第128页附表4.3和第134页附表4.9，查得零件两端和孔为双边加工余量。
依据加工零件的加工要求阀体外圆上的两个凸台的高度均为无余量铸造。
零件其余部分无需加工，故无加工余量。
综上所述，确定毛坯尺寸见表1，具体参见毛坯图附图。
表1阀体零件毛坯（铸件）尺寸
零件尺寸（mm）
单面加工余量（mm）
毛坯尺寸（mm）
233.5
3
239.5
∮60
4.5
∮51
∮48H7×2
2.5
∮43
∮54H7
5.5
∮43
M60
8.5
∮43
68
0
0
M48
6
∮36
55
0
0
M18
9
0
4×∮14
7
0
4×M8
4
0
3.设计毛坯图
由于零件加工上的要求较底，所以不采用热处理方式。
详细情况见附图1。
三、选择加工方法，制定工艺路线
1.选择定位基准
该零件为类回转类零件，故选择外圆为粗基准。
由大端面和内腔孔轴线为设计基准，故遵循“基准重合”原则，采用大端面和内孔及端面的小孔为精基准。
2.零件表面加工方法的选择
（1）大端面表面粗糙度要求高，尺寸较大，且为回转类，故采用车削加工，为保证精度要求，进行粗车和精车。
（2）小端面采用车削加工，外圆定位，为保证精度，进行粗车和精车。
（3）两端面的沉孔由于精度高，为10级精度，尺寸适中，故采用车削，且为精车加工。
（4）内腔各孔内腔各孔精度高，为7级精度，尺寸适中，故采用精镗加工，保证精度。
（5）凸台端面采用车床加工，同时进行车螺纹，小凸台的螺纹孔直接打孔而成。
（6）大端面孔进行钻削加工，在钻床上打孔，攻螺纹孔。
3.制定工艺路线
加工工艺路线为有端面至内腔，按照先加工基准面级先粗后精的原则，零件的加工工艺路线确定，具体工艺路线见附加工工级过程卡。
四、工序设计
工序一、二为大端面的加工和内腔的加工，工序三、四位小端面和内腔的加工，工序五、六为凸台的加工，工序七位凸台上孔的加工，工序八位大端面上孔的加工。
具体附卡的加工工艺过程卡和加工工序卡。
五、确定工序内容
工序卡一上的工序为加工大端面和内腔的加工。
1.加工机床的确定
根据零件的尺寸和加工精度的要求，确定车床加工采用车床C620-1。
2.加工刀具和夹具的确定
零件材料为HT300，故选用刀具材料为YG6刀具。
工步一YG690°端面车刀。
工步二YG6镗刀。
工步三YG6镗刀。
3.确定切削用量
（1）背吃刀量
大端面由于粗加工余量为6mm，故背吃刀量
选择为6/2=3mm。
内孔?
60mm粗加工余量为4.25mm，加工一次，故背吃刀量
为4.25mm。
内孔
mm粗加工余量为4.35mm，加工一次，故故背吃刀量
为4.35mm。
（2）进给量f
根据《机械制造技术基础课程设计指南》表5-114，表5-115，查得本工序中个工步进给量f。
工步一：
粗车大端面进给量f=1mm/r
工步二：
粗镗内孔?
60mm进给量f=0.5mm/r
工步三：
粗镗内孔
mm进给量f=0.5mm/r
（3）切削速度
根据《机械制造技术基础课程设计指南》表5-121，根据工件材料、切削深度和进给量，初步确定各工步的切削速度。
工步一
=60m/min
工步二
=71m/min
工步三
=71m/min
根据公式
n=
，
计算出初定的机床转速，然后根据所选机床的各级转速，确定各个工步的机床转速。
工步一n=150r/min
工步二n=380r/min
工步三n=470r/min
根据确定的机床转速，根据公式
V=
再次确定各个工步的精确切削速度：
工步一
=60.29m/min
工步二
=71m/min
工步三
=70.40m/min
4.确定工时定额
根据公式
=
+
+
+
+
/500
确定工件的工时定额。
其中
=
计算出基本时间，然后根据一定得比例，分别计算出
、
、
、
各个参数。
其中
=（15%-20%）
=（2%-7%）
=（2%-4%）
=（3%-5%）
根据以上公式，确定出各个工步的工时定额：
机动时间
辅助时间
综上所述，各个工步的工时定额如下：
工步一
=86.4s
工步二
=20.4s
工步三
=20.4
工序卡一各个主要参数确定，具体见附卡工序卡一。
其他工序卡参数确定方法相同，不再详细列出，具体数据见附卡工序卡。
六、夹具设计
本夹具是工序五使用的加工大凸台内孔、端面和小凸台内孔、端面的车床专用夹具，在C620-1车床上加工，进行精镗内孔、内槽，端面和倒角的加工。
所设计的夹具装配图和零件图如附图所示。
有关说明如下。
（1）定位方案
工件以加工过的大端面为设计基准，故采用一面两孔定位，以大端面和内腔孔、大端面上光孔为定位基准作为定位方案，其中大端面定位，消除3个自由度，以内腔孔定位消除2个自由度，以大端面上∮14光孔定位，消除1个自由度，共限制了6个自由度。
（2）加紧机构
根据零件结构和定位方案，工件在夹具通过手动加紧即可满足要求。
采用二位联动勾形压板加紧机构在零件大端径向方向加紧，两个勾形压板分别在工件大端面的直径的两端，保证加紧有效，防止在高速车削工程中工件的震动和倾覆。
两个勾形压板采用螺母拧紧，同时两个压板之间有联动加紧机构，使只需操作一个压板加紧即可同时使另一个同时加紧，保证了加紧的同步性，提高加紧效率。
手动加紧可免去夹紧力的计算。
（3）夹具与机床的连接元件
采用C型车床过渡盘，采用三个螺栓与夹具连接，能充分保证过渡盘与夹具的同轴度，同时采用莫氏锥度与车床主轴连接，保证精度。
（4）夹具体
工件的定位元件与加紧元件由夹具体连接起来，保证了定位精度和加紧的可靠性，实现全部功能。
（5）使用说明
安装工件时，松开勾形压板上的紧固螺母，压板上升，自动转过90度，此时放下零件，然后插入菱形定位销，保证定位，然后旋下螺母，使两个压板联动加紧。
加工完一个凸台后，松开压板，拔下菱形定位销，使工件旋过90度，再次用菱形定位销定位，压紧压板，进行另一个凸台的加工。
（6）机构特点
该夹具结构简单，操作方便，联动加紧精度高，定位准确，加紧可靠。
同时采用销定位，旋转定位准确，精度高。
夹具结构紧凑，同时能够和机床紧凑连接，连接方便。
七、设计小结
经过了为时两周的课程设计，我对一个零件从毛坯、工艺、工序到夹具的设计，经历了一个零件的设计的全部过程，从中学习了毛坯设计，工艺、工序设计的相关知识，实践了夹具的设计，使学到的理论知识得到了应用，体会到了一个机械设计师的工作过程，同时隐约体会到了一些将来参加工作的感觉。
感谢在设计过程老师对我的指导和帮助，使我真正学到了很多，谢谢老师！
八、参考文献
1.黄健求.机械制造技术基础.北京：
机械工业出版社，2008.
2.陈立德.机械制造技术基础课程设计.北京：
高等教育出版社，2006.
3.陈立德.机械制造装备设计课程设计.北京：
高等教育出版社，2007.
4.陈立德.机械制造技术基础.北京：
高等教育出版社，2009.
5.高国平.机械制造技术实训教程.上海：
上海交通大学出版社，2001.
6.崇凯.机械制造技术基础课程设计指南.北京：
化学工业出版社，2007.
7.王凡.实用机械制造工艺设计手册.北京：
机械工业出版社，2008.
8.李旦.机械加工工艺手册：
第一卷.2版.北京：
机械工业出版社，2006.
9.吴宗泽.机械零件设计手册.北京：
机械工业出版社，2004.
10.现代实用机床设计手册编委会.现代实用机床设计手册：
上册，下册.北京：
机械工业出版社，2006.
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