设计油阀座零件的机械加工工艺规程及加工φ16H10孔的工艺装备.docx
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设计油阀座零件的机械加工工艺规程及加工φ16H10孔的工艺装备
一、设计题目
设计“油阀座”零件的机械加工工艺规程及加工φ16H10孔的工艺装备
二、设计要求
设计的要求包括如下几个部分：
1．绘制零件图。
1张
2.绘制零件毛坯图。
1张
3．编制零件的机械加工工艺卡片。
1套
4．绘制夹具装配图（A0或A1）1张
5．编写课程设计说明书（约5000——8000字）。
1份
说明书主要包括以下内容（章节）
（1）．目录
（2）．摘要（中外文对照的，各占一页）
（3）．零件工艺性分析
（4）．机械加工工艺规程设计
（5）．指定工序的专用机床夹具设计
（6）．方案综合评价与结论
（7）．体会与展望
（8）．参考文献
列出参考文献（包括书、期刊、报告等，15条以上）
三、上交材料
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
4.零件的机械加工工艺卡片1张
5.夹具装配图
6.设计说明书1份
四、进度安排
1.第l～2天查资料，熟悉题目阶段。
2.第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。
3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。
4．第11～13天，完成夹具总装图的绘制。
5．第14～15天，零件图的绘制。
6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。
7．第19天，完成图纸和说明书的输出打印。
8．第20～21天，答辩
五、指导教师评语
成绩：
指导教师
日 期
摘 要
机械制造技术基础课程设计是在完成生产实习的基础上，并且学完了机械制造技术和大部分专业课之后进行的又一个实践性教学环节。
也是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，
设计内容：
设计“油阀座”零件的机械加工工艺规程及加工φ16H10孔的工艺装备，并绘制出支架零件图、毛坯图、夹具装配图，填写工艺卡片，编制课程设计说明书。
设计意义：
通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，锻炼了自己分析问题、发现问题、解决问题的能力，提高了结构设计能力，增强了专业技能，为今后的毕业设计及对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从而打下了良好的基础。
Abstract
Themachinemanufacturetechnologybasecurriculumdesignisincompletestheproductionpracticeinthefoundation,afterandstudymachinemanufacturetechnologyandmajorityofprofessionalcoursescarriesonapracticalteachinglink.Alsoisweincarriesonbeforethegraduationprojecttostudiesvariouscurriculaathoroughcomprehensivereview,
Thedesign“theoilvalveseat”componentsmachine-finishingtechnologicalprocessandtheprocessingφ16H10holecraftequipment,anddrawsupthesupportdetaildrawing,thesemifinishedmaterialschart,thejigassemblydrawing,thefillinginprocesschart,theestablishmentcurriculumdesignstheinstructionbooklet.
Designsignificance:
Designsthroughthiscurriculum,willstudythetheoryandtheproductionpracticeunifies,understoodandknewthecommonmachineparttheproductiontechnologicalprocess,exercisedowntoanalyzethequestion,tofindtheproblem,solvedthequestionability,sharpenedthestructuraldesignability,strengthenedthespecializedskill,forthenextgraduationprojectandtheworkwhichfuturewillbeengagedintooneselfhascarriedonanadaptabilitytraining,thushasbuiltthegoodfoundation.
目录
一、零件的工艺分析及生产类型的确定………………………………1
1.1零件的工艺分析………………………………………………1
1.2零件的生产类型………………………………………………1
二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图…………………………2
2.1选择毛坯………………………………………………………2
2.2确定机械加工余量……………………………………………2
2.3确定毛坯尺寸…………………………………………………2
2.4设计毛坯………………………………………………………2
三、选择加工方法，制定工艺路线……………………………………3
3.1定位基准的选择………………………………………………3
3.2零件表面加工方法的选择……………………………………3
3.3制定工艺路线…………………………………………………3
四、工序设计……………………………………………………………5
4.1选择加工设备与工艺装备……………………………………5
4.2确定工序尺寸（工序11）……………………………………6
五、确定切削用量及基本时间（工序11）……………………………9
5.1切削用量的计算………………………………………………7
5.2基本时间tm的计算……………………………………………7
六、夹具设计……………………………………………………………9
6.1定位方案………………………………………………………9
6.2夹紧机构………………………………………………………9
6.3导向元件………………………………………………………9
6.4夹具与机床连接元件…………………………………………9
6.5夹具体…………………………………………………………10
七、设计体会……………………………………………………………11
参考文献………………………………………………………………12
一、零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1零件的工艺分析
通过对该零件图的绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。
该零件为铸件，需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。
以下是油阀座需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
1.孔φ16H10,深26.6，上下偏差为+0.1，-0.1，粗糙度为3.2。
2.孔φ24.5上偏差0.13。
3.孔φ2，粗糙度为2.5。
4.孔φ2，粗糙度为2.5。
5.螺纹孔倒角粗糙度为3.2。
6.其余外圆表面，端面均为不去除材料直接铸得。
根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。
1.2零件的生产类型
该零件的机构尺寸较小，属于轻型零件，产量50000件/年，属于大批量生产。
二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
2.1选择毛坯
该零件材料为ZG45，零件结构比较简单，生产类型为大批生产，零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。
毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。
毛坯尺寸通过加工余量决定。
2.2确定机械加工余量
根据铸件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表得，单边余量在厚度方向为1.4mm，水平方向亦为1.4mm。
铸件孔的单面余量查表得1.2mm.端面的余量为1.6mm.
2.3确定毛坯尺寸
毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可。
2.4设计毛坯
（1）确定圆角半径
查表得：
外圆角半径r=3mm
内圆角半径R=6mm
（2）确定拔模斜度
查表得：
拔模斜度为：
3°～5°。
三、选择加工方法，制定工艺路线
3.1定位基准的选择
粗基准的选择：
按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。
现以零件的左端面面为主要的定位粗基准。
精基准的选择：
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择以Φ22孔为精基准。
3.2零件表面加工方法的选择
（1）上端面为主要加工的孔的端面，孔上有以槽因此需要精铣。
（2）Φ63外圆面为未注公差尺寸，需进行粗车。
（3）右端面为未注公差尺寸，但需要加工精基准需进行半精铣。
（4）下端面为未注公差尺寸，粗铣即可。
（5）Φ24，Φ22通孔，上偏差为0.13需要半精扩。
（6）螺纹孔表面粗糙度为Ra3.2，半精攻即可。
（7）Φ16H10半圆孔公差等级为H10，表面粗糙度为Ra3.2，需钻-铰。
（8）Φ2的孔粗糙度为Ra2.5需钻-铰。
（8）Φ5，Φ的孔粗糙度为Ra2.5钻-铰。
3.3制定工艺路线
工序1：
粗铣阀体上、下、右三个端面。
工序2：
半精铣Ø24孔的右端面。
工序3：
钻Ø3。
工序4：
Ø5的孔。
工序5：
扩Ø22。
工序6：
Ø24的孔。
工序7：
钻、扩Ø2的孔。
工序8：
车Ø63外圆。
工序9：
半精铣，精铣Ø16孔的上端面。
工序10：
钻、扩Ø10.5的孔。
工序11：
钻，铰Ø16mm的孔。
工序12：
铣2.5的槽。
工序13：
攻锥螺纹。
，
工序14：
车螺纹内倒角。
工序15：
钻、铰Ø2的孔。
工序16：
清洗。
工序17：
终检。
四、工序设计
4.1选择加工设备与工艺装备
在中批量生产的条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可以选用通用设备。
根据本零件加工的工序特点和工序安排，选用如下表所列的加工设备和工艺设备：
工序号
设备
工艺装备
1
X52K
铣刀、游标卡尺、专用夹具
2
X52K
铣刀、游标卡尺、专用夹具
3
Z3025
钻头、铰刀、游标卡尺、专用夹具
4
Z3025
钻头、游标卡尺、专用夹具
5
Z3025
扩孔钻、卡尺、塞规
6
Z3025
扩孔钻、卡尺、塞规
7
Z3025
钻头、游标卡尺、专用夹具
8
CA6140
车刀、卡尺、专用夹具
9
X52K
铣刀、游标卡尺、专用夹具
10
Z3025
钻头、铰刀、卡尺、塞规
11
Z3025
钻头、铰刀、游标卡尺、专用夹具
12
X52K
铣刀、游标卡尺、专用夹具
13
Z3025
专用攻螺纹夹具
14
CA6140
车刀、卡尺、专用夹具
15
Z3025
钻头、游标卡尺、铰刀、专用夹具
16
清洗机
17
终检
4.2确定工序尺寸（工序11）
由表可查得，Φ15mm的孔钻孔余量Z钻=0.85mm，粗铰余量Z=0.10mm。
查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为粗铰：
IT10；钻：
IT12；根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，粗铰：
0.084；钻：
0.210mm。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为钻孔：
Φ15+0.2100mm粗铰：
Φ15.95+0.0840mm。
五、确定切削用量及基本时间（工序11）
5.1切削用量的计算
（1）钻孔工步
①被吃刀量的确定取ap=15.85mm。
②进给量的确定由表，选取该工步的每转进给量f=0.2mm/r。
③切削速度的计算由表，按工件材料为ZG45的条件选取，切削速度v可取为25m/min。
由公式n=1000v/Πd可求得该工序钻头转速n=497r/min,参照表所列Z3205型摇臂钻床的主轴转速，取转速n=630/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nΠd/1000=31.65m/min.
（2）粗铰工步
①背吃刀量的确定取ap=0.10mm。
②进给量的确定由表，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。
③切削速度的计算由表，切削速度v可取为4m/min。
由公式n=1000v/Πd可求得该工序铰刀转速n=79.6r/min,参照表所列Z3205型立式钻床的主轴转速，取转速n=125r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nΠd/1000=6.82m/min.
5.2基本时间tm的计算
（1）钻孔工步根据表，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得。
式中l=26.6mm;l2=1mm;l1=（D/2）×cotkr+（1～2）=（26.6mm/2）×cot54°+1mm=10.6mm;f=0.4mm/r;n=630r/min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=（26.6mm+1mm+10.6mm）/（0.4mm/r×630r/min）=0.15min=9.1s。
（2）粗铰工步根据表，可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得该工序的基本时间。
l1、l2由表按kr=15°、ap=D-d=15.95mm-15.85mm=0.10mm的条件查得l1=0.37mm；l2=15mm；而l=26.6mm；f=0.4mm/r;n=125r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=（26.6mm+0.37mm+15mm）/（0.4mm/r×125r/min）=0.52min=31s。
六、夹具设计
6.1定位方案
工件以孔24为定位基准，采用定位平面和定位销，定位挡销组合定位方案，在定位平面及定位销的圆柱面上定位，其中平面限制3个自由度、定位销限制2个自由度，共限制了五个自由度。
然后增加一个挡销来限制旋转的自由度，所有六个自由度都被限制了。
6.2夹紧机构
根据零件形状要求，运用铰链加紧机构进行夹紧。
通过固定手柄压紧螺钉及光面压块实现对工件的上表面夹紧。
夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。
通过旋转固定手柄实现对工件表面夹紧，由于夹紧力与钻孔时产生的力方向垂直，所以需要对夹紧力进行计算。
应用下面的公式进行计算：
其中：
--摩擦系数只在夹紧机构有足够刚性才考虑。
K—安全系数，精加工时取1.5～2。
F—切屑力。
其中：
--切屑条件修正系数。
A—单位切屑面积。
夹紧力的计算。
6.3导向装置
采用可换钻套作为导向装置，选用GB/T699-1999。
钻套高度H=37mm，排削间隙h=15mm。
6.4夹具与机床连接元件
在夹具体上设计座耳，用T形螺栓固定。
6.5夹具体
七、设计体会
通过这次设计.我综合应用了所学专业知识,了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，培养了自主动手能力.将理论与实际结合起来.在设计过程中,我遇到了很多的困难,出现过很多的错误,在同学老师的帮助下加上自己努力得到解决。
经过这次课程设计,我有了更充分的自信.同时通过这次设计为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
参考文献
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机械工业出版社.1991.9。
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机械工业出版社.2000。
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