機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)(論文)題目: 設(shè)計(jì)kcsj-08閥體的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備 學(xué)生姓名 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 成 績(jī) 2010年12月目錄1前言2課程設(shè)計(jì)目的3閥體的工藝分析3.1閥體的結(jié)構(gòu)及工藝性分析3.2閥體的加工技術(shù)要求分析4閥體毛胚的選擇5擬定閥體的加工工藝路線(xiàn)5.1基準(zhǔn)的選擇5.2加工方案的確定5.3擬定加工工藝路線(xiàn)5.4確定各工序加工余量、毛胚尺寸、公差5.5選擇機(jī)床及刀具5.5切削用量的確定和時(shí)間定額6夾具設(shè)計(jì)6.1確定設(shè)計(jì)方案6.2定位誤差的分析與夾緊力計(jì)算7 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)閥體的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，重慶 4007161引言機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容覆蓋金屬切削原理和刀具、機(jī)械加工方法及設(shè)備、互換性與測(cè)量技術(shù)、機(jī)械制造工藝學(xué)及工藝裝備等，因而也是一門(mén)實(shí)踐性和綜合性很強(qiáng)的課程，必須通過(guò)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)才能使學(xué)生對(duì)該課程的基礎(chǔ)理論有更深刻的理解，也只有通過(guò)實(shí)踐才能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力和獨(dú)立工作能力。因此，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，也成為機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要實(shí)踐課程。2 課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)旨在繼承材料成形技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生完成一次機(jī)械零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和典型夾具設(shè)計(jì)的鍛煉，其目的如下。 （1） 在結(jié)束了機(jī)械制造基礎(chǔ)等前期課程的學(xué)習(xí)后，通過(guò)本次設(shè)計(jì)使學(xué)生所學(xué)到的知識(shí)得到鞏固和加深。培養(yǎng)學(xué)生全面綜合地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決機(jī)械制造中的問(wèn)題的能力。（2） 通過(guò)設(shè)計(jì)提高學(xué)生的自學(xué)能力，使學(xué)生熟悉機(jī)械制造中的有關(guān)手冊(cè)、圖表和技術(shù)資料，特別是熟悉機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)方面的資料，并學(xué)會(huì)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際正確使用這些資料。（3） 通過(guò)設(shè)計(jì)使學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)理念，懂得合理的設(shè)計(jì)應(yīng)該是技術(shù)上先進(jìn)的，經(jīng)濟(jì)上合理的，并且在生產(chǎn)實(shí)踐中是可行的。（4） 通過(guò)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，提高學(xué)生的技術(shù)文件整理、寫(xiě)作及組織編排能力，為學(xué)生將來(lái)撰寫(xiě)專(zhuān)業(yè)技術(shù)及科研論文打下基礎(chǔ)。3閥體的工藝分析3.1閥體的結(jié)構(gòu)及工藝性分析閥體零件圖如下：圖3-1 由零件圖分析知，該零件為閥體類(lèi)零件。其主要加要素為面和孔，加工要求較高。3.2閥體的加工技術(shù)要求分析該閥體零件的主要加工技術(shù)要求如下 1面A粗糙度要求Ra6.3；2面B粗糙度要求Ra6.3；3面C粗糙度要求Ra6.3；4面D粗糙度要求Ra6.3，相對(duì)于底面A垂直度公差要求0.06；5孔E 28的精度等級(jí)為H7，粗糙度要求Ra3.2，35粗糙度要求為Ra12.5；6. 孔F22的精度等級(jí)為H8，粗糙度要求Ra3.2，32粗糙度要求Ra3.2，孔中心線(xiàn)與底面A尺寸公差為0.01，與面D垂直度公差要求為0.06；7. 孔E孔與孔F中心線(xiàn)尺寸偏差0.02；8. 面B加工兩個(gè)螺紋孔G，中心距尺寸偏差0.02；9. 面C加工四個(gè)螺紋孔H，無(wú)尺寸、位置公差要求；各表面的精度要求和表面粗糙度要求可以通過(guò)機(jī)械加工的方法來(lái)獲得。初步確定平面采用銑床加工，孔采用鏜床加工，螺紋空采用鉆床，攻絲的方法加工。閥體的材料為灰鑄鐵，為了改善灰鑄鐵的加工工藝性，可在進(jìn)行機(jī)械加工前，進(jìn)行退火處理，用以改善灰鑄鐵的切削性能。4毛胚的選擇零件形狀較復(fù)雜，生產(chǎn)規(guī)模為中批生產(chǎn)或大批生產(chǎn)，毛胚材料為HT250,因此，選擇毛胚制造方式為機(jī)械造型砂型鑄造，金屬模，由機(jī)械加工工藝手冊(cè)查得：毛胚公差等級(jí)為CT10級(jí)，加工余量等級(jí)為6級(jí)。5擬定閥體的加工工藝路線(xiàn)5.1基準(zhǔn)的選擇一般情況下，平面的面積較大，作為精基面定位時(shí)穩(wěn)定、可靠、定位精度也較高，且孔加工及其位置的確定都較平面的加工難度要大，所以，一般情況下是，現(xiàn)以孔作為粗基準(zhǔn)加工平面，再以平面作為精基準(zhǔn)加工孔。由零件圖分析，選擇面A作為精基準(zhǔn)，選擇孔F作為粗基準(zhǔn)。5.2加工方案的確定由閥體零件的各加工要素的技術(shù)要求分析，初步確定，面A、B、C、D可以通過(guò)粗銑、半精銑就可以達(dá)到加工技術(shù)要求；孔E、F可以通過(guò)粗鏜、半粗鏜、精鏜就可以達(dá)到加工技術(shù)要求；B、C兩面的螺紋可以通過(guò)鉆孔、攻絲的方法達(dá)到加工技術(shù)要求。5.3擬定加工工藝路線(xiàn)工序安排一般遵循以下原則：1. 基準(zhǔn)先行。2. 先主后次。3. 現(xiàn)粗后精。4. 先面后孔。在機(jī)械加工前，進(jìn)行退火處理。綜上，確定閥體的加工工藝路線(xiàn)如下：工序名稱(chēng)工序內(nèi)容基準(zhǔn)設(shè)備夾具工序1鑄造工序2粗銑A面B面銑床專(zhuān)用夾具工序3粗銑B面A面銑床專(zhuān)用夾具工序4半精銑A面B面銑床專(zhuān)用夾具工序5半精銑B面A面銑床專(zhuān)用夾具工序6粗銑C面B面銑床專(zhuān)用夾具工序7半精銑C面B面銑床專(zhuān)用夾具工序8粗銑D面B面銑床專(zhuān)用夾具工序9半精銑D面B面銑床專(zhuān)用夾具工序10粗鏜32B面鏜床專(zhuān)用夾具工序11半精鏜32B面鏜床專(zhuān)用夾具工序12粗鏜22B面鏜床專(zhuān)用夾具工序13半精鏜22B面鏜床專(zhuān)用夾具工序14粗鏜36B面和孔F鏜床專(zhuān)用夾具工序15粗鏜28B面和孔F鏜床專(zhuān)用夾具工序16半精鏜28B面和孔F鏜床專(zhuān)用夾具工序17粗鏜35B面和孔F鏜床專(zhuān)用夾具工序18鉆孔G孔E和孔F鉆床專(zhuān)用夾具工序19鉆孔HB面和孔F鉆床專(zhuān)用夾具工序20加工A面螺紋B面和孔F鉗工臺(tái)專(zhuān)用夾具工序21加工C面螺紋B面和孔F鉗工臺(tái)專(zhuān)用夾具工序22去毛刺鉗工臺(tái)專(zhuān)用夾具工序23終檢鉗工臺(tái)專(zhuān)用夾具5.4確定各工序加工余量、毛坯尺寸、公差 閥體零件的毛胚制造方式為機(jī)械造型砂型鑄造，金屬模，由機(jī)械加工工藝手冊(cè)查得：毛胚公差等級(jí)為CT10級(jí)，加工余量等級(jí)為6級(jí)?，F(xiàn)確定各工序加工余量、毛坯尺寸、公差如下： 名稱(chēng)加工余量基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精銑B面0.52410240-0.084Ra12.5粗銑B面224.51224.50-0.21Ra6.3毛胚尺寸26.526.51.3名稱(chēng)加工余量基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精銑C面0.528.51028.50-0.084Ra12.5粗銑C面32912290-0.21Ra6.3毛胚尺寸32321.3名稱(chēng)加工余量基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精銑D面0.528.51028.50-0.084Ra12.5粗銑D面32912290-0.21Ra6.3毛胚尺寸32321.3名稱(chēng)加工余量基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精銑A面17210720-0.12Ra12.5粗銑A面3.57312730-0.3Ra6.3毛胚尺寸76.576.51.1.6工序名稱(chēng)加工余量工序基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精鏜221.1228220.033ORa3.2粗鏜223.420.91220.90.210Ra12.5毛胚孔17.517.51.2工序名稱(chēng)加工余量工序基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精鏜321.3328320.039ORa3.2粗鏜3213.230.71230.70.25ORa12.5毛胚孔17171.2工序名稱(chēng)加工余量工序基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精鏜281.1287280.021ORa3.2粗鏜283.426.91226.90.210Ra12.5毛胚孔2823.523.51.2工序名稱(chēng)加工余量工序基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度粗鏜36193612360.250Ra3.2毛胚孔3617171.2Ra6.3工序名稱(chēng)加工余量工序基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度粗鏜3511.53512350.250Ra12.5毛胚孔23.5231.25.5選擇機(jī)床及刀具根據(jù)閥體零件的技術(shù)要求，及工藝路線(xiàn)的設(shè)計(jì)，在保證滿(mǎn)足技術(shù)要求的前提下，選擇機(jī)床及刀具型號(hào)如下：機(jī)床類(lèi)別型號(hào)刀具及參數(shù)銑床X5020A高速鋼鑲齒圓柱銑刀鏜床T618鉆床Z5125A麻花鉆5.5切削用量的確定和時(shí)間定額粗銑B面的切削用量的確定：已選用銑刀類(lèi)型為高速鋼鑲齒圓柱銑刀，毛胚加工余量為h=2mm，由資料查得當(dāng)切削寬度ae<5mm，aP<70mm時(shí)，銑刀直徑取d0為80mm，由于選用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀，故齒數(shù)選擇z=8, 銑刀幾何形狀：。由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)切完，取ae=h=2mm。根據(jù)銑床X6120功率3kW，中等系統(tǒng)剛度，根據(jù)資料查得，fz=0.18。根據(jù)刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命，取銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.65mm，刀具壽命T為180min。由資料確定：當(dāng)d0=80mm，z=8，aP=41 130mm，ae=3mm，fz<0.24mm/z時(shí)，vt=22m/min，n=70r/min，vft=86mm/min。各修正系數(shù)為kmv=kmn=0.85，ksv=ksn=0.8。 可求得：vc=vtkv=220.850.8=14.96m/minn=ntkn=700.850.8=48.96r/minvf=vftkv=860.850.8=58.48mm/min根據(jù)銑床6120使用說(shuō)明書(shū)，得 nc=50 r/min vfc=60 mm/min。因此，實(shí)際切削速度和沒(méi)齒進(jìn)給量為vc=12.56 m/minfzc=mm/z.檢驗(yàn)機(jī)床功率，當(dāng)fz=0.140.22時(shí)mm/z時(shí)，aP<70mm，ae=2mm，vf<60mm/min時(shí)，Pct=1.1kW,切削功率的修正系數(shù)，kMPe=1，故實(shí)際的切削功率為Pcc= Pct=1.1kW根據(jù)XA6120型銑床說(shuō)明書(shū)，機(jī)床主軸允許的功率為Pcm3 kW, 因Pcc<,Pcm ,故所決定的切削用量可以采用,即：ae=2mm，vfc=60mm/min，n=50r/min，vc=12.56m/min，fz=0.15mm/min。計(jì)算基本工時(shí)tm=Lvf式中，L=l+y+，l=83.5mm，查資料得，y+=15mm，骨可求得，tm=83.5+1560=1.64min。鉆A面和H面孔，閥體零件為HT250，分析零件的工藝要求可知，需加工的空的尺寸與數(shù)量為：孔徑（4個(gè)），（2個(gè)）。選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑為，鉆頭幾何形狀為，取為。，取，取，取，刀具為標(biāo)準(zhǔn)刀具。2選擇切削用量(1)決定進(jìn)給量f由于內(nèi)孔無(wú)粗糙度要求，起粗加工為1213級(jí)精度，鑄鐵強(qiáng)度為195HBS, 由于故不乘孔深修正系數(shù)。(2)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量，查資料的，當(dāng)，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=0.72mm/r(3)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量，查資料得：進(jìn)給量為1.6mm/r，機(jī)床允許的軸向力為8830，故可選f=0.360.44mm/r，取f=0.36mm/r 查表2.19，可查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f=0.36mm/r，軸向力為2500N，軸向力修正系數(shù)，故，根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書(shū)，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為，由于，故f=0.4mm/r可用。(4)決定鉆頭磨頓標(biāo)準(zhǔn)及壽命，由表2.12，當(dāng)，鉆頭后力面最大磨損量為取為0.8mm,壽命T=35min(5)切削速度，查表2.5,得，削速度的修正系數(shù)為故V= 查Z525鉆床說(shuō)明書(shū) 取n=545r/min,因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會(huì)使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，取f=0.28mm/r,也可選擇較低一級(jí)轉(zhuǎn)數(shù)，仍用f=0.36mm/r，比較這兩種方案第一方案：f=0.28 ， 第二方案：f=0.36 第一方案值大，基本工時(shí)較少，故第一方案好，這(6)檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率查表2.20 當(dāng)，修正系數(shù)，查Z525鉆床說(shuō)明書(shū)，當(dāng)時(shí)，。查表資料得 根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書(shū)，由于故所選的切削用量可用計(jì)算基本工時(shí)，L= 查表2.29查出=5 6夾具設(shè)計(jì)該閥體零件加工需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具，專(zhuān)用家具設(shè)計(jì)的基本要求是：1保證被加工要素的加工精度。采用合理的定位、夾緊方案，選擇適當(dāng)?shù)亩ㄎ辉?、夾緊元件，確定合適的尺寸，形位公差，是從夾具設(shè)計(jì)角度來(lái)保證加工要素加工精度的基礎(chǔ)。2提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。通過(guò)設(shè)計(jì)合理的夾具夾具結(jié)構(gòu)，可以簡(jiǎn)化操作過(guò)程，有效的減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。3具有良好的使用性能。簡(jiǎn)單的整體結(jié)構(gòu)、合理的結(jié)構(gòu)工藝性、加工工藝性、使加工、裝配、檢驗(yàn)、維修和使用更加簡(jiǎn)便、安全、可靠。4經(jīng)濟(jì)性要更好。在滿(mǎn)足加工精度的前提下，夾具結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，元件標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，制造成本越低周期越短，就可以爭(zhēng)取到更好的經(jīng)濟(jì)性。本設(shè)計(jì)選擇鏜加工孔F的夾具設(shè)計(jì)。6.1確定設(shè)計(jì)方案由零件圖分析孔F的加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須限制工件的六個(gè)自由度，才可以達(dá)到加工要求。先設(shè)計(jì)夾具模型如下：圖6-1圖6-2選擇定位元件為：支承板，支撐釘。支撐板限制了X,Y,Z方向的移動(dòng)自由度，X,Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，支撐釘限制了Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度?？梢?jiàn)，定位方案選擇合理。選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下：1. 加緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；2. 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過(guò)程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不震動(dòng)，又不因夾緊力過(guò)大而使工件表面損傷、變形。3. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。4. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，制造、維修要方便。分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動(dòng)力源類(lèi)型為手動(dòng)夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來(lái)源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見(jiàn)夾具裝配圖和零件圖。6.2定位誤差的分析與夾緊力計(jì)算 使用夾具加工時(shí)，影響被加工零件位置精度的誤差因素很多，其中來(lái)之夾具方面的有：定位誤差，夾緊誤差，對(duì)刀或?qū)蛘`差以及夾具的制造與安裝誤差等；來(lái)之加工方面的誤差有：工藝系統(tǒng)的幾何誤差，受力變形，磨損以及各種隨機(jī)因素所造成的各種加工誤差。上述各項(xiàng)因素所造成的誤差總和應(yīng)該不超過(guò)工件允許的工序誤差，才能使工件加工合格。 定位誤差及其產(chǎn)生的原因：1. 由基準(zhǔn)不重合誤差引起的定位誤差。2. 有基準(zhǔn)位置誤差引起的定位誤差。7 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)參考文獻(xiàn)1熊良山，嚴(yán)曉光，張福潤(rùn).機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.第1版. 武漢：華中科技大學(xué)出版社2007.2柯建宏.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)M.第1版. 武漢：華中科技大學(xué)出版社2008.3 孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊(cè)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19991.