我的设计——喷嘴

1、_工_学院_2010_级_机电一体化_专业 姓名_李杰_ 学号_2011180919_（密）（封）（线）课程设计题目： 喷嘴 所修课程名称： 机械制造机械 修课程时间： 2013 年 2 月至 2013 年 6月完成课程设计日期： 2013 年 5 月评 阅 成 绩： 评阅意见：评阅教师签名： 年 月 日目录一、综述2二、毛坯生产21、毛坯选取22、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差23、确定机械加工余量34、确定毛坯尺寸35、确定毛坯尺寸公差46、 设计毛坯图4三、 热处理工艺5三、选择加工方法，制定工艺路线61、定位基准的选择62、零件表面加工方法的选择63、制定工艺路线7工序简图：8四、工

2、序设计91、选择机床92、选择夹具103、选择刀具104、量具的选取12五、热处理工艺卡片13六、机械加工工艺卡片14七、设计心得14参考文献15喷嘴制造工艺一、综述该零件选用材料为：45钢其工艺路线安排为：下料锻造毛坯正火粗加工调质半精加工精加工成品二、毛坯生产1、毛坯选取 毛坯的选择是在制作工艺当中非常重要的环节，选择不同的毛坯就决定了零件成型的加工工艺，也决定了在加工中选择不同的加工设备。毛坯的选择一共包括两个方面，毛坯类型和毛坯制造方法。 毛坯的种类大概分为：铸件、锻件、冲压件、型材、工程塑料、组合件等。 铸件一般适用于形状复杂大批量生产的零件。锻件是通过对处于固体状态下的材料进行锤击

3、、锻打而改变尺寸、形状的一种加工方法。适用于强度要求较高、形状比较简单的零件毛坯。锻件可以分为自由锻、模锻、特种锻造等。型材是利用钢铁厂生产的成型材料作为零件的毛坯。 由零件图1所示，该零件为喷嘴零件结构，零件结构形状为圆柱锥形带内孔类，外圆直径较小，因此毛坯可以选用锻件和型材。但是考虑零件要多次加工内圆，对零件硬度要求一般，表面精度加工要求一般，表面带有矩形沟槽和圆环形沟槽，形状相对较为复杂，并且该零件选材为45钢，塑性和锻造性能良好，零件产量为单品，而且零件的轮廓尺寸小，所以这里喷嘴的毛坯可以选择锻件中的模锻成形。毛坯在锻造时会产生表面氧化，脱碳以及合金元素被烧损，甚至产生表面力学性能不合

4、格等其他的缺陷，所在对零件加工的过程中必须从锻件表面上加工掉一层金属。所以普通模锻的方法并不能满足零件对尺寸精度，表面粗糙度和形状的要求，因此模锻件必须在表面留有机械加工余量，并给出适当的锻件公差，才能保证零件尺寸精度、表面粗糙度和力学性能的要求。2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 由于该零件的质量为459.18g，长度为80mm，所以该零件的机械加工余量、毛坯尺寸和公差可以按GB/T 12362-2003确定。所以要确定毛坯尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。（1）锻件公差等级 由该零件的功用和技术要求确定其锻件公差等级为普通级。（2)锻件质量 根据零件成品质量459.18g，估

5、算为。（3）锻件形状复杂系数S S= 该锻件为圆形，假设其最大直径为50mm,长90mm，则由公式【2】（）、公式【2】（） = S= 由于S介于0.63和1之间，故该零件的形状复杂系数S属S1级。（4）锻件材质系数M 该零件材料为45钢，最高含碳量小于0.65的碳素钢，故该锻件的材质系数属级。（5）零件表面粗糙度 由零件图知，所有加工表面均为3、确定机械加工余量 根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表【1】，由此查得单边余量在厚度方向为1.52.0mm，水平方向亦为1.52.0mm，即锻件各外径的单面余量为1.52.0mm，各轴向尺寸的单面余量亦为1.52.0mm，锻件中心两孔的单面

6、余量按表【2】5-10查得为2.0mm。4、确定毛坯尺寸 上面查得的余量适用于加工表面粗糙度。分析零件所有加工表面粗糙度都大于1.6，所以这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上所查的余量就可以了。 喷嘴毛坯（锻件）尺寸 /mm零件尺寸单面加工余量锻件尺寸1.91.9801.983.82225、确定毛坯尺寸公差锻 件 尺 寸偏 差根 据48.883.8毛坯尺寸公差根据表【1】、表中查得。 喷嘴毛坯（锻件）尺寸允许偏差 /mm6、 设计毛坯图 模锻的锻件图是根据零件图的特点来考虑分模面的选择、加工余量、锻造公差、工艺余块、模锻斜度、圆角半径等来制定的。根据不同的模锻方式，制定模锻图的方法基本一致

7、的，但是也有区别。这里我们可以根据圆角半径、分模面和模锻的斜度来确定本零件的毛坯图。 （1）确定分模面 分模面是在锻件分模位置上的一条封闭的外轮廓线。其位置和形状选择直接影响到锻件成型，锻件出模，材料利用率等问题。选取分模面的基本原则是保证锻件形状尽可能与零件形状相同，以及锻件容易从模膛中取出。所以考虑该零件的形状特征，可以选择轴向分模，选择零件的对称平面为分模面，分模线为直线，属于直线模线。 （2）确定圆角半径 锻件圆角半径是保证金属的流动，防止锻件产生夹层和提高锻模的使用寿命的一个重要步骤。因此，在锻件上各个垂直剖面上的交角处必须做出圆角的处理，不允许呈现尖角状。 锻件的外圆角半径按，内圆

8、角半径按决定。本锻件各部分t/H为>1，故均按表中的第一行数值。为了简化步骤，该零件的内外圆半径分别取相同的值，以台阶高度H=25进行确定。所以：外圆半径 内圆半径 （3）确定模锻斜度 模锻斜度是为了使锻件容易出模，在锻件的出模方向设有斜度。锻造工艺卡片（毛坯图）见附表13、 热处理工艺 热处理是将工件在固态下进行适当的加热、保温盒冷却，改变其内部组织，从而改善和提高钢件性能的工艺方法。钢的整体热处理工艺主要有退火、正火、淬火、回火等。退火 其主要目的是降低硬度；消除内应力；使其成分均匀化；细化组织，并为下一步工序作准备。正火 其目的是调整硬度、细化晶粒及消除网状碳化物，并为淬火作好组织

9、准备。对于低碳钢也能改善切削性能。淬火 其主要目的是提高钢件的硬度和耐磨性。回火 其目的是降低或消除在淬火时产生的内应力；降低强度、硬度，提高塑性、韧性、有利于切削加工。调质 获得细致，均匀的组织，从而有良好的力学性能，以利于切削加工，并能有较小的表面粗糙度。该零件毛坯经过锻造后应安排正火，以消除锻造后的应力，并使成分均匀化，组织得到细化，从而改善加工性能，为机械加工做出准备。零件毛坯经过粗加工后应该进行调质处理，以便获得更细致、均匀的组织，以利于切削加工，并能有较小的表面粗糙度，为下面的半精加工和精加工做准备。三、选择加工方法，制定工艺路线1、定位基准的选择 该零件为圆柱锥形带孔喷嘴，选外圆

10、为基准参考。2、零件表面加工方法的选择 零件的加工面有外圆、锥面、内孔、端面、齿面、槽，材料为45钢。以公差等级和表面粗造度要求，参考相关资料，其加工方法选择如下：（1） 端面 端面的表粗糙度为6.3，精度要求不高，由得因此需用粗车加工。（2） mm的外圆 根据偏差查得公差为IT7，表面粗造度为1.6，由得需进行粗车、半精车、精车加工。（3） mm的外圆 根据偏差查得公差为IT7， 表面粗糙度为1.6，由得需进行粗车、半精车、精车加工。（4） 5mm宽，4mm深的矩形环形槽 槽宽和槽深的公差等级为IT14，表面粗造度为6.3，粗车即可。（5）R=4mm环形槽 槽宽和槽深的公差等级为IT14，表

11、面粗造度为6.3，需用圆形刀经粗车加工。（6）mm孔 未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗造度为12.5，由得只需经粗镗加工。（7）mm孔 据偏差查得公差为IT7，表面粗造度为1.6，由得需粗镗、半精镗和精镗加工。（8）M24-6H螺纹孔 公差为IT6，表面粗造度为6.3，由得只需粗车加工。3、制定工艺路线 喷嘴加工工艺路线先进行外表面的加工，外表面的加工包括圆柱表面、端面和矩形槽和半圆槽的加工。然后进行内孔加工，最后进行锥面和内螺纹的加工。本零件按照“先基面后其他”“先主后次”“先粗后精”“先面后孔”的机械加工原则进行。具体工艺如下：工序I： 以mm处及端面定

12、位，粗车另一端面，给量为1.9mm，毛坯剩余长度为81.9mm。粗车外圆至，轴向进給36mm，半精外圆至，轴向进給36mm，车。粗镗内孔至，孔深28mm。粗镗内孔至24.5mm，孔深27mm。半精镗内孔至mm，孔深28mm。半精镗内孔25.5mm，孔深27mm。工序II: 以半精车后外圆及端面定位，粗车端面，进给量给1.9mm，此时毛坯长度为80mm。粗车锥面，半精车锥面。粗车外圆至mm，轴向进给44mm。半精车外圆至mm，轴向进给44mm。扩孔至20.9mm孔，孔深25mm。倒角，粗车M24-6Hmm螺纹孔，孔深25mm。精车外圆至mm，轴向进给为44mm。 工序III： 以精车后的外圆及端

13、面定位，精车外圆至mm，轴向进给36mm，轴向进給20mm粗车5mm×4mm矩形槽。轴向进給36mm，粗车R4mm圆形沟槽。精镗内孔至mm，孔深28mm。精镗内孔至26mm，孔深28mm,倒角。工序IV： 钳工去毛刺。工序V： 终检。加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精mm外圆2.510.3mm外圆2.510.35mm×4mm矩形槽3.85mm×4mmR4mm圆形沟槽3.8R4mm20.9mm孔5.120.9内孔26mm2.510.524.525.526内孔mm2.510.5锥面31M24-6Hmm螺纹孔工序简图：四、工序设计选择加

14、工设备与工艺装备1、选择机床 根据每个工序用车的不同来选择机床，在工序I,II中用到粗车，半精车，精车，并且工序的步数不是很多，生产量为单件，所以选择普通卧式车床。由得可以选择CM6125型号的卧式普通车床。2、选择夹具 由于该零件没有什么特殊要求，所以前两道工序用三爪自定心卡盘。3、选择刀具 根据每个工序选择不同的刀具 在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工45刚零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5,半精加工用YT15、精加工用YT30。为了提高生产率及经济性，选用可转位车刀。切槽刀宜选用高速钢。 加工M246H螺纹前钻20.9mm孔，根据选用钻头直径为20.9mm钻头。

15、车5mm4mm方形槽，根据表选用切断刀宽度5mm、刀头长度35mm断刀。 车R4圆形槽，选用刀尖圆弧半径为2.0mm圆形刀片车刀。 攻M246Hmm内螺纹用内螺纹车刀。 M24螺纹未标明螺距，表示螺纹是粗牙，公称直径D=24mm，由得螺距可取为3mm。 查：牙形角，原始三角形高度， 牙形高度， 查：中径，小径 查公式【5】5-1：螺旋升角 查：该螺纹的基本偏差H为0。 查：该螺纹的公差等级为6，小径公差。 查：该螺纹的公差等级为6，中径公差。 所以该螺纹的中径上偏差： 中径下偏差： 小径上偏差： 小径下偏差：M246H螺纹孔的螺纹的尺寸计算如下表： /mm名称代号计算公式内螺纹牙型角原始三角形

16、高度HH=0.866P=2.598牙型高度hh=5H/8=5/80.866P=0.5413P=1.62375中径D2D2=D-23H/8=22.0515小径D1D1=D-2h=D-1.082P=20.7525大径DD=公称直径=24螺纹升角 普通三角形螺纹牙型如下图：4、量具的选取该零件由于结构形状比较简单，单量生产，所以量具一般选用通用量具。根据不同的加工表面选择不同的量具：a、下料：根据选择0150mm读数值为0.02mm的游标卡尺。 b、粗加工外圆：根据选择测量范围0150mm读数值为0.02mm的游标卡尺和外卡钳。c、半精加工和精加工外圆：根据选择测量范围2550mm，最大允许误差为，

17、平行度公差，尺架受10N力时的形变量为的外径千分尺。 工序加工面尺寸尺寸公差量具 I 2.5读数值0.02、测量范围0150游标卡尺、外卡钳 II48.82.5 450.025读数值0.01，测量范围2550外径千分尺III 440.025 外圆加工面所用量具 /mm d、粗加工内孔、半精加工内孔和精加工内孔：根据选择测量范围2550mm，最大允许误差为，平行度公差，尺架受10N力时的形变量为的外径千分尺和内卡钳。 e、车内螺纹：根据选择测量范围5075mm，测头对数4，被测螺距16mm，示值误差的螺纹千分尺。 d、加工矩形槽：根据选择测量范围0150mm读数值为0.02mm的游标卡尺 f、加

18、工半圆槽：根据选用I型测量范围，游标读数值，直尺测量面，其他测量面的游标万能角度尺。 g、圆锥面：用涂色法检验，接触面积60。五、热处理工艺卡片 见附表2六、机械加工工艺卡片 见附表3七、设计心得通过此次设计，让我学会了很多，我们所学的机械制造基础包含的知识点太多太杂。如果将来我们要从事本专业我们又不得不掌握相应的制造基础，所以我认真的对待我的每一堂课，认真的对待这个课程设计。从刚刚的拿着设计题目时一头雾水到现在在班上领先完成本次设计。让我感觉更多是在我们这个群体中的自豪感，我不敢说我的设计是最好的但是我可以说我的设计是最真实的。为了完成完成此次设计，我努力分析题目，在图书馆查阅相应的资料，认真的复习相关的知识。我的每一步都让自己的能力得到了很大的提升。在设计的过程中不断的完善自己不足的知识同时也巩固了原本已经较熟练的办公软件和绘图软件。其实我们现在的课程设计也是为我们将来出社会工作为我们的专业知识打下了坚实的基础，但是在此同时，我在这里有个小小的建议，我觉得我们精工实习可以和本课程放在一个学期，因为这样我们学的知识在最