机械制造课程设计.wps

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1、沈阳工程学院课程设计目 录 序言.1一、零件的工艺分析及生产类型的确定.2二、选择毛坯、确定毛坯尺寸，设计毛坯图.3三、选择加工方法，制定工艺路线.6四、工序设计.9五、确定切削用量及基本时间.13六、夹具设计.17七、设计总结.19八、参考文献.20九、附录.21沈阳工程学院课程设计-1-序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，是本专业进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合以往实习中学到的实践知识，独立的分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及

2、未来从事的工作打下了良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望指导老师多加指教。沈阳工程学院课程设计-2-一、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，如图一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。通过阀体内活塞的往复运动，压缩介质，产生压缩作用。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 Ra 为 3.2，要求高。

3、零件两端的沉孔精度为 10级。该零件属于类回转体的，两个端面和内腔需要加工，各表面的加工精沈阳工程学院课程设计-3-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，且内腔的尺寸较大，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、生产纲领与生产节拍 根据设计要求可知：Q=12000 件/年，n=1 件/台，=5%，2%。N=Qn(1+)(1+)=12000115%12%12852 件年T2350h TN23501285210.97min 4、生产类型 查

4、表 2-1，可知属于轻型零件，大批量生产。二、选择毛坯、确定毛坯尺寸，设计毛坯图 1、选择毛坯 根据零件图要求，该零件材料为 HT300，形状简单，故采用铸件毛坯。由于零件的生产类型为大批量生产，故采用砂型铸件，效率高，同时保证了毛坯尺寸，便于加工。1、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 最大轮廓尺寸 零件长 233.5mm，宽 160mm，高 160mm,故最大轮廓尺寸为 233.5mm选取公差等级 CT查表 5-1，铸造方法按铸造机器造型，逐渐材料按灰铸铁，得公差等沈阳工程学院课程设计-4-级 CT 范围 812，取为 10 级。求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级 CT，由表

5、 5-3 得，公差带相对于基本尺寸对称分布。求机械加工余量等级 查表 5-5，铸造方法按及其造型、逐渐材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围 EG，取为 F 级。求 RAM（要求的机械加工余量）对所有加工表面取同一个数值，由表 5-4 查最大轮廓尺寸为 140mm、机械加工余量等级为 F 级，得 RAM 数值为 2mm。求毛坯基本尺寸414 孔较小、4M8-6H 螺纹孔较小，铸成实心。A 面：RFRMACT24022.8243.4B 面:RFRMACT23022.6233.3C 面：RFRMACT26823.2271.6D 面：RFRMACT25522.8258.4 60：RF2RMA-CT26

6、0222.8254.6 48H7:RF2RMA-CT248222.6242.6 54H7:RF2RMA-CT254222.8248.6 M602-6H:RF2RMA-CT260222.822 52.6 M482-6H:RF2RMA-CT248222.82240.6沈阳工程学院课程设计-5-表 1：阀体零件毛坯（铸件）尺寸（mm)项目A 面B 面C 面D 面6048H754H7M60M48公差等级CT101010101010101010加工面基本尺寸403068556048546048铸件尺寸公差2.82.63.22.82.82.82.82.82.8机械加工余量等级FFFFFFFFFRMA222

7、222222毛坯基本尺寸43.433.371.658.454.642.648.652.640.62、设计毛坯图根据零件图纸要求，未注圆角半径为 6mm,其余圆角半径见图纸要求，圆角尺寸能保证各表面的加工余量。确定分模位置 零件为类回转体零件，结构简单，为便于起模，分模位置选在零件的中心轴线上，分型面为过零件轴心和大凸台轴线的面。热处理方式采用时效处理，消除毛坯内部应力，以保证加工精度。沈阳工程学院课程设计-6-综上所述，具体毛坯见毛坯图。图：阀体铸件毛坯图三、选择加工方法、制定工艺路线1、定位基准的选择沈阳工程学院课程设计-7-类回转类零件，以不加工表面为粗基准，故选择外圆表面为粗基准。大端面

8、和内腔孔轴线为设计基准，遵循“基准不重合”原则，采用大端面和内孔及端面小孔为精基准。2、零件表面加工方法的选择 （1）大端面 表面粗糙度要求较高，尺寸较大，回转类，采用车削加工，保证精度要求，查表 516，进行粗车、半精车。（2）小端面 采用车削加工，外圆定位，保证精度，进行粗车、半精车。（3）两端面的沉孔 精度较高，尺寸适中，采用车削，半精车加工。（4）内腔各孔 内腔各孔精度较高，尺寸适中，采用粗镗、半精镗加工。（5）凸台端面 采用车床加工，粗车保证端面精度，同时进行车螺纹，小凸台端面也粗车，保证端面精度，小凸台的螺纹孔直接打孔而成。（6）大端面孔 进行钻削加工，划线钻孔，攻螺纹孔。3、制定

9、工艺路线 工艺路线 1：加工工艺路线由端面至内腔，按照先加工基准面及先粗加工后精加工原则。该零件加工可按下述工艺路线进行：工序：以外圆定位，粗车大端面，粗镗60、482 内孔工序工序：半精车大端面，半精车70.6H11 的沉孔，半精镗60、482 内孔，车倒角。工序：工序：粗车小端面，粗镗60、54H7 内孔。工序：半精车小端面，半精车70.6H11 的沉孔，半精镗60、54 内孔，沈阳工程学院课程设计-8-车倒角。工序：粗车75、32 的端面，车倒角。工序：车 M602-6H 的螺纹。工序：粗镗48 的内孔。工序：半精镗48 的内孔，349 的槽。工序：车 M48-6H 的螺纹。工序：钻 4

10、14 的孔，光孔背面锪面26（先划线）。工序：攻 4M8-6H 的螺纹孔。工序：钻-精铰18 的孔。工序：攻 M181.5 的螺纹。工艺路线 2：加工工艺路线为由大端面至内腔，按照先基准面及先粗后精的原则，零件的加工工序的划分按照以同一把刀具的加工内容划分工序，该零件加工可按下述工艺路线进行加工：工序：以外圆定位，粗车大端面，半精车大端面。工序：粗车小端面，半精车小端面。工序：粗镗孔60mm，半精镗孔60mm，粗镗孔48H7，半精镗孔48H7。工序：粗镗孔54H7，半精镗孔54H7。工序：半精车70.6H11 的沉孔。工序：车倒角。工序：车 M602-6H 的螺纹，车 M482-6H 的螺纹。

11、沈阳工程学院课程设计-9-工序：钻 414 的孔，光孔背面，锪平26。工序：攻 M8-6H 的螺纹孔。工序：钻-精铰18 的孔，锪32 的平面，车倒角。工序：攻 M181.5 的螺纹孔。工艺路线 1 的工序划分按一次安装多次加工的方法划分工序，工艺路线 2的工序划分按同一把刀具的加工内容划分工序。对两种工艺路线进行比较后，得知工艺路线 2 重新定位工件的次数较多，会引起因基准不重合而导致的定位误差。然而工艺路线 1 的装夹次数较少，工件重新定位的次数也相对较少，所以产生的误差也较少。故选择工艺路线 1 作为最终的工艺加工路线。四、工序设计 工序、为大端面的加工和内墙加工。为小端面及内腔的加工。

12、工序、为大凸台的加工、工序、为小凸台的加工、工、为大端面孔和螺纹孔德加工1.选择加工设备选择机床 根据不同的工序选择机床 工序工序是粗车、半精车、粗镗、半精镗、各工序的工步数不等。故选用卧式车床就能满足要求，本零件外廓尺寸不大、精度要求不是很高。车削螺纹的最大直径60、选择最差用的C620-1型卧式车床。查表（5-55）工序、是钻孔、铰孔、攻螺纹孔、且孔直接不大，查表5-64选择立式钻床Z252型号。沈阳工程学院课程设计-10-选择夹具 本零件除钻小孔需要专用夹具外，其它各工序使用通用夹具即可。前几道车床工序用三抓自定心卡盘。选择刀具车床上加工的工序 一般都选用硬质合金车到和镗刀作为加工用刀具

13、，由于本零件材料为HT300、加工方法为粗加工和半精加工。查表2-16（机械制造技术基础），选择刀具材料为硬质合金钢，即YG6刀具。具体加工各表面的刀具见下表：表2：车床上所用刀具加工表面刀具材料刀具类型粗车、半精车端面YG6 90端面车刀粗镗、半精镗内孔48H7YG6镗刀粗镗、半精镗内孔60YG6镗刀精车70.6H11的沉孔YG6内孔车刀车内螺纹M602-6HYG6螺纹车刀粗镗、半精镗内孔60YG6内孔镗刀 钻床上加工的工序 要求刀具热塑性好和受较大冲击载荷、故采用普通普通高速钢。具体刀具选择见下表。沈阳工程学院课程设计-11-表3：钻床上所用刀具（4）选择量具 半精车沉孔70.6H11 选

14、读数值为 0.01mm，测量范围 50175mm 的内径千分尺。孔深 96.5mm，可用分度值为 0.05 的深度游标卡尺进行测量，测量范围 0300mm。2、确定工序尺寸（1）确定圆柱面的工序尺寸圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面以确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：表 4：内孔工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度加工序双边余工序尺寸及公差表面粗糙度加工孔径选择刀具钻414孔高速钢14直柄麻花钻钻M181.

15、5-6H孔高速钢14直柄麻花钻铰M181.5-6H孔手用铰刀16攻M181.5-6H孔手用丝锥M18攻4M8-6H螺纹孔手用丝锥M8沈阳工程学院课程设计-12-量工表面粗半精精粗半精精粗半精精60孔41.40.3058.450.12059.9412.56.348H7 孔31.410.25045.570.10046.950.02504812.56.33.254H7 孔31.410.30051.450.12052.940.03005412.56.33.2M60螺纹孔30.30055.45M48螺纹孔30.25043.57（2）端面工序尺寸 本零件的端面工序尺寸见下表沈阳工程学院课程设计-13-表

16、5：端面工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度工序单边余量工序尺寸及公差表面粗糙度加工表面粗半精粗半精粗半精A 面21.400.2541.2700.1039.9512.56.3B 面21.300.2131.1900.08429.9612.56.3C 面3.600.3067.8512.5D 面3.400.3054.8512.5五、确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量、进给量和切削速度。确定顺序是先确定、，再确定。1、工序切削用量及基本时间的确定（1）切削用量 本工序为粗车（车端面、镗孔）。已知加工材料为灰铸铁，铸件，有外皮；机床为 C620-1 型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。所

17、选刀具为 YG6 硬质合金刀，根据表 5-112，由于 C620-1 车床的中心高度为 200mm（表 5-113），选择车刀几何形状为平面带倒棱型前刀面，前角=12，后角=6，主偏角=35，副偏角=15，刃倾角=-10，刀尖圆弧半径=0.5mm。确定背吃刀量 大端面 pafvpafv300baMPrrspa沈阳工程学院课程设计-14-由于粗加工余量为 2mm，故背吃刀量=1mm。内孔60mm 粗加工余量为 4mm，加工一次，故背吃刀量=4mm。内孔48H7 粗加工余量为 3mm，加工一次，故背吃刀量=3mm。确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计指南表 5-114，查得本工序中各个工步进给

18、量。工步一 粗车大端面在粗车灰铸铁，刀杆尺寸为 16mm*25mm，=1mm，工件直径为 160mm，则=0.81.2，按 C620-1 车床的进给量（表 5-57），选择=0.91mm/r。工步二 粗镗内孔60mm由于=4mm，镗刀伸出长度 125mm，则=0.30.4，按按 C620-1 车床的进给量（表 5-57），选择=0.33mm/r.工步三 粗镗内孔48H7由于=3mm，镗刀伸出长度 125mm，则=0.30.5，按按 C620-1 车床的进给量（表 5-57），选择=0.35mm/r.切削速度工步一：根据表 5-120，当用 YG6 硬质合金车刀加工的灰铸铁、=1mm、=0.91

19、mm/r 时，切削速度=50m/min。papapaffpaffpaffpaffv300baMPpafv沈阳工程学院课程设计-15-切削速度的修正系数为=0.8，=1.0，=0.81，=0.79，=1.0（表 2-9），故 v=500.81.00.810.791.0=25.6m/min n=1000v/d=100025.6/160=50.9r/min工步二：按表 2-8 的计算公式确定。式中=189.8，=0.15，=0.2，m=0.2,T=60min=0.720.790.81.00.8=0.364,则 按 C620-1 车床的转速，选择 n=185r/min。工步三：按表 2-8 的计算公式

20、确定。式中=189.8，=0.15，=0.2，m=0.2,T=60min=0.720.790.81.00.8=0.364,则svktvktTvkMvkTvkvvvvxympCkT afv vCvxvyvk0.20.150.2189.839/min60*4*0.33mv10001000*39207/min*60vrdnvvvvxympCkT afv vCvxvyvk沈阳工程学院课程设计-16-按 C620-1 车床的转速，选择 n=185r/min.(2)基本时间根据公式 确定工件的工时定额。其中 计算出基本时间，然后根据一定的比例，分别计算出、各个参数，其中 根据以上公式，确定各个工步的工时定

21、额：0.20.150.2189.841/min60*3*0.35mv10001000*41217/min*60vrdn/12000djfbxzTTTTTTjLfnTfTbTxTzT(15%20%)fjTT(2%7%)bjTT(2%4%)xjTT(3%5%)zjTT沈阳工程学院课程设计-17-工步一：86.4s工步二：20.4s工步三：20.4s六、夹具设计 本夹具是工序用高速钢14 直柄麻花钻钻 M181.5-6H 孔的专用夹具，在 Z252 型立式钻床上加工14 的孔。所设计的夹具装配图如图 2 所示，外观图如图 3 所示，BOM 球标图如图 4 所示。有关说明如下：（1）定位方案 工件以加

22、工过的大端面为设计基准，故采用一槽一面一凸台定位，以槽和大端面，其中槽定位，消除 4 个自由度，以大端面定位消除 1 个自由度，以大凸台定位，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，工件在夹具通过销钉加紧即可以满足要求。大端面有 2 销钉加紧，再用定位套模压紧工件的上表面即可。（3）导向装置 通过钻模板以及钻套来保证钻头与小凸台表面的正确位置。（4）夹具与机床连接元件采用螺栓连接，保证机床的稳定性。（5）夹具体 工件的定位元件和夹紧元件有底座连接起来，底座再固定在钻床上面，dTdTdT沈阳工程学院课程设计-18-而导向装置定位固定在底座上，这样该夹具

23、便有机连接起来，实现定位、夹紧、对刀等功能。（6）使用说明 安装工件时，把大凸台放在圆槽中并使其与底座接触，大端面的内侧贴着底座右侧，保证定位，然后使用两个螺钉夹紧大端面和底座右侧，之后把定位套模压紧工件的上表面，并用螺钉固定。（7）机构特点 该夹具结构简单，操作方便，联动夹紧精度高，定位准确，夹紧可靠。夹具结构紧凑，同时能够和击穿紧凑连接，连接方便。七、设计小结沈阳工程学院课程设计-19-紧张而充实的课程设计结束了，在这两周里我学到了很多东西，也体会到了作为一个设计者的艰辛，有苦也有乐，我学到了很多有价值的东西。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一

24、个必不少的过程。”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。这两周中，我们小组分工合作、齐心协力，一起完成了课程设计前的准备工作（阅读课程设计相关书籍）、小组讨论分工各项由谁负责。在课程设计的第一天我们便对这次任务进行了规划和分工。在以后的几天中，我们组的成员一起努力，查阅资料、小组讨论、对资料进行分析，并在这段时间里完成了容积式阀体的工艺过程以及其专业夹具的设计，并最后撰写课程设计报告及个人总结。我的主要工作是完成毛坯的设计以及工艺路线和工序尺寸的设计。在此要感

25、谢我的指导老师对我们悉心的指导，感谢老师们给我们的帮助。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益，同时也为接下来的生产实习以及毕业实习和毕业设计打好了基础。八、参考文献沈阳工程学院课程设计-20-1、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，2006.122、黄健求.机械设计制造基础.北京：机械工业出版社 3、吴拓.简明机床夹具设计手册.北京：化学工业出版社，2010.54、张世昌.机械制造技术基础.第二版.北京：高等教育出版社，2007.5 沈阳工程学院课程设计-21-沈阳工程学院课程设计-22-