机械制造课程设计书说明书.docx
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机械制造课程设计书说明书
目录
1、设计任务----------------------------------------------1
2、零件的分析-------------------------------------------1
2.1零件1的作用---------------------------------------2
2.2零件的工艺分析-------------------------------------2
3、确定毛坯的制造方法和毛坯的形状------------------------3
3.1毛坯的种类----------------------------------------3
3.2毛坯的结构工艺-------------------------------------3
3.3毛坯选择的依据------------------------------------3
3.4坯料尺寸公差与机械加工余量------------------------3
4、机械加工工艺规程设计--------------------------------4
4.1基准的选择-----------------------------------------4
4.2零件表面4加工方法-------------------------------4
4.3各工序间加工余量----------------------------------4
4.4制定工艺路线--------------------------------------4
5、切削用量计算------------------------------------------5
5.1钻孔工步切削用量的计算----------------------------5
5.2粗绞孔工步工步切削用量的计------------------------5
5.3精绞孔工步工步切削用量的计算----------------------5
6、机床夹具--------------------------------------------6
7、参考文献--------------------------------------------7
1.设计任务
分析U型阀座的技术要求，并绘制零件图。
加工此零件为大批量生产,考虑综合因素设计零件技术机械加工工艺规程。
设计零件机械加工工艺装备。
2.零件的分析
2.1零件的作用
零件是U型阀座，属于盖体类零件，它和齿轮泵泵体一起装配,形成泵的一个密封腔体结构用来储存、输送分配物质。
工作中，零件内表面要受到介质的冲击，但技术要求不是特别高，因此对零件的刚度有一定的要求，零件与其他零件相配合的表面，要有一定的尺寸精度和形位精度。
2.2零件的工艺分析
U型阀座的功能是连接阀门的进出口管道；、形成阀室完成流体在阀门中导向；、固定阀门操作机构，引导阀瓣定向运动；承受阀门内流体的压力、和阀芯配合使用，在油路中起到控制作用。
所以对密封性能要求较高。
由于U型阀座是组成泵的主要元件，该零件的几组平面有表面粗糙度和位置度要求。
1）.泵盖前端为半圆和直线组成的凸台加工表面，粗糙度为3.2垂直度为Ф0.02，公差等级为A级;
2）.泵盖后端面加工表面，粗糙度为3.2，公差等级为A级;
3）.6×Ф14的沉孔，孔径为12，表面粗糙度要求为3.2；
4）.Ф25和Ф17的阶梯通孔是粗糙度为3.2，孔口倒角为2×45度，孔深为60;
5）.Ф17的通孔,与阶梯孔同铰钻，平行度为0.02,公差等级为B级，孔深为24。
×图1、泵盖的部分零件图
3.确定毛坯的制造方法和毛坯的形状
零件材料是45钢。
零件年产量是大批量生产,而且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。
零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，孔不铸出。
3.1毛坯的种类
由技术要求可知该零件是铸件，且已知是大批量生产，参考机床夹具设计手册可知，根据铸件制造方法，采用金属型机械造型铸造的经济精度好。
3.2毛坯的结构工艺
结构符合各种毛坯制造方法和工艺要求，避免因结构不良造成的毛坯缺陷，使制造工艺简单、操作方便。
3.3毛坯选择的依据
根据零件图可知，该零件为铸件，且尺寸不大，受力很小，根据《机械设计基础》可查得材料选45钢即可满足强度要求。
3.4坯料尺寸公差与机械加工余量的确定
材料为45钢大批量生产，以此确定尺寸公差与加工余量。
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》：
求最大轮廓尺寸,根据零件图计算轮廓尺寸，长116±0.002mm，宽40mm，所以最大轮廓尺寸为116±0.02mm。
选取公差等级CT表2-1，铸造方法按机器铸造型、铸件材料按灰铸铁得公差等级范围8到12级，取10级。
求铸件尺寸公差，由表2-3查得：
2.8mm。
求加工余量等级，由表2-5取B级。
求RMA，由表2-4查得最大116mm的机械F级机加工余量得RMA=1.5mm。
求毛坯基本尺寸面属于双侧加工，应由公式2-1表示即：
R=F+2RMA+CT/2=40.02mm，.取毛坯加工余量3.02.此为前后端面毛坯厚度，由于孔不铸造，为实心（在4.3各个工序加工余量会给出）。
4.机械加工工艺规程设计
4.1基准的选择
定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。
定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。
粗基准的选择：
因为U型阀座为端盖类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以泵盖前端面部分作为粗基准.
精基准的选择：
精基准的选择应主要考虑统一基准原则。
当设计基准与工序基准不统一时，应改进行尺寸计算。
应选择后端面为本零件的精基准。
4.2零件表面加工方法的选择
常用加工方案：
①先粗后精：
这是数控机床与普通机床都采用的方案，目的是为了提高生产效率并为保证零件的精加工质量做准备。
主要过程是先安排较大切削深度及进给量的粗加工工序，以便在较短的时间内将精加工前的大量余量去掉。
②先内后外：
对于车、铣及线切割机床加工特别适宜先内后外的加工方法。
对既要加工内后加工外形表面。
这是因为控制内表面的尺寸和形位精度等均较困难，刀具刚性相应较差，刀尖或刀刃的使用寿命受到切削热的影响而降低，以及在依据加工内容，所选机床确定定位夹紧方案。
本零件的加工面有圆、内孔、端面等，材料为H68.参考设计指导书中表1-6到表1-20。
其加工方法选择如下：
加工表面
粗糙度要求
公差等级
加工方法
前端面+凸台
3.2
IT9
粗铣-半精铣
后端面
3.2
IT9
粗铣-半精铣
Ф17的孔
1.6
IT7
钻-粗铰-精铰
2×Ф25的孔
0.8
IT8
钻-精绞
6×Ф8的孔
6.4
IT10
钻
6×Ф14的孔
6.4
IT8
扩
Ф17的孔
1.6
IT7
钻-粗铰-精铰
4.3各工序间加工余量
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》的表2-15至2-28，将各加工表面的工艺路线、工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度填入表中。
加工表面
工步名称
工步余量
基本尺寸
公差等级
粗糙度
前端面
半精铣
0.5
37.52
IT9
6.4
粗铣
1
30.02
IT9
6.4
毛坯
1.5
40.02
--
--
后端面
半精铣
0.5
17.52
IT9
3.2
粗铣
1
17.02
IT9
3.2
毛坯
1.5
18.5
--
--
Ф17孔
精铰
0.05
18
IT7
1.6
粗铰
0.95
17.95
IT9
3.2
钻
15.5
17
IT12
12.5
毛坯
实心
--
--
--
2×Ф5的孔
精绞
0.2
5
IT8
0.8
钻
4.8
4.8
IT12
12.5
毛坯
实心
--
--
--
6×Ф8的孔
-
-
-
-
-
钻
7
7
IT12
12.5
毛坯
实心
--
--
--
6×Ф14的孔
钻
7
7
IT12
12.5
扩
14
14
IT12
12.5
4.4制定工艺路线
制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已经确为大批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。
.工序顺序的安排机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，“先粗后精”原则，“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面，遵循“先面后孔”因此工序安排如下：
工序1锻造
工序2失效处理。
（消除铸件内应力）
工序3划线、在毛坏上标出两个Φ17孔。
工序4粗铣Ф36的平面、最大轮廓为116的前后端面。
工序5半精铣前后两端面。
工序6半精铣前端面凸台。
工序7钻、粗铰、精铰2xΦ17孔。
工序8钻、粗铰、精铰25孔
工序9钻6xΦ7孔。
工序10扩6xΦ14孔。
工序11去毛刺。
工序12清洗。
工序13检测入库。
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
时效处理（去铸件应力退火）
2
粗铣、半精铣Ф25端面
X5020A立式
端面铣刀
游标卡尺
3
粗铣、半精铣Ф17端面
X5020A立式
端面铣刀
游标卡尺
4
粗铣、半精铣端面
X5020A立式铣床
端面铣刀
游标卡尺
5
粗、精铣前端面凸台
X5020A立式铣床
端面铣刀
游标卡尺
6
钻、精铰Φ2X17孔
Z525型立式钻床
直柄麻花钻、铰刀
游标卡尺
7
钻、精铰Φ25孔
Z525型立式钻床
直柄麻花钻、铰刀
塞规卡尺,内径千分尺
8
钻6XΦ8孔
Z5115A立式钻床
麻花钻
塞规卡尺、内径百分表
9
扩6XΦ14孔
Z525型立式钻床
扩孔钻
塞规卡尺、内径百分表
10
去毛刺
11
清洗
清洗机
12
检验入库
百分表,三用游标卡尺检验样板,三棱平尺塞规
5切削用量的计算
5.1钻孔工步切削用量的计算
背吃刀量的确定，取
=17mm。
进给量的确定，由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.2mm/r。
切削速度的计算，由表5-22，按工件材料为铸铁、硬度为160-210HBS的条件选择，切削速度
可取为22m/min。
由公式（5-1）
可求得该工序钻头转速n=412
，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=545
。
再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度
=545X3.14X17/1000=29.0
。
5.2粗绞孔工步工步切削用量的计算
背吃刀量的确定，取
=0.95mm。
进给量的确定，由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.8mm/r。
切削速度的计算，由表5-31，切削速度
可取为4m/min。
由公式（5-1）
可求得该工序钻头转速n=9.8
，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97
。
再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度
=97X3.14X17.95/1000=5.46
。
5.3精绞孔工步工步切削用量的计算
背吃刀量的确定，取
=0.05mm。
进给量的确定，由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.8mm/r。
切削速度的计算，由表5-31，切削速度
可取为6m/min。
由公式（5-1）
可求得该工序钻头转速
119.3
，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速
=140
。
再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度
=140X3.14X18/1000=7.91
。
6机床夹具
6.1加工端面和其他孔时具体情况具体对待
6.2加工2xΦ18H7孔的机床夹具
机床夹具是一种在金属切削机床上实现装夹任务的工艺装备，机床夹具的功用主要是：
稳定地保证工件的加工精度；减少辅助工时，提高劳动生产率；扩大机床的使用范围，实现一机多能。
Φ18H7孔属于轴向孔，且在圆周分布上是非均布的，所以用常规的夹具（即通用夹具）其生产效率是很低的，同时加工精度也不容易保证。
考虑到右端盖零件属于大批量生产，所以应该对其设计专用夹具，以保证加工精度和提高劳动生产率。
图2、简单夹具
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