“密封件定位套”零件的机械加工工艺规程及工序的设计解读

1、机械制造工艺课程设计课程设计说明书专业：机械制造与自动化学号：姓名：第1页共24页机械制造工艺课程设计目 录设计任务书 3序言4一、零件的分析 5二、工艺规程设计 7（一）确定毛坯的制造形式 7（二）基面的选择 7（三）制定工艺路线 8（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .10（五）确定切削用量及基本工时13三、总结 23参考文献 24第3页共24页机械制造工艺课程设计设计任务书题目：设计“密封件定位套”零件的机械加工工艺规程及工序的设计 计算设计内容：1、产品零件图1张；2、产品毛坯图1张；3、机械加工工艺过程卡片1份；4、机械加工工序卡片1张（一道工序）；5、课程设计说明书1份（

2、3千字，A4）；6、装袋（桂林航院课程设计专用袋、不用档案袋）设计时间：两周第4页共24页机械制造工艺课程设计机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。 这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链接 ，也是一次理论联系实际的 训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的 工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力， 为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。亠、零件的分析（一）零件的作

3、用题目所给定的零件是密封件定位套， 其构造成在打开位置和关 闭位置之间有选择地定向一密封件。该组件包括一膨胀器结构，通过 转动或其它方式移动到与密封结构的预定部分强制接合和脱开这样 的强制接合，该膨胀器结构可设置在一密封件打开或密封件关闭定 向。当密封件定位组件用于实施腹腔镜或类似手术中的套管针组件 时，密封件打开定向设置密封结构脱开与通过其间的器械的接合，并可便于充入的气体从充气的体腔内快速地排出。一偏置组件可连接到 密封结构，以在器械不设置在密封结构内的情形下， 偏置密封结构到 一通常的关闭位置。构造来打开和关闭一密封结构的密封件定位组 件，所述密封件定位组件包括：a）包括一膨胀器结构的定

4、位装置，膨胀器结构设置成与密 封结构保持连通的关系。b）通过所述膨胀器结构和密封结构之间的相对运动，所述膨 胀器结构设置在一密封件打开定向和一密封件关闭定向。c）所述密封件打开定向至少部分地由所述膨胀器结构与密封 结构的预定部分的强制接合形成。（二）零件的工艺分析1）定位套孔壁较薄，在各道工序加工时应注意选用合理的夹 紧力，以防工件变形。2）定位套内、外圆有同轴度要求，为保证加工精度，工艺安排 应粗、精加工分开。3）在精磨© 130 0.045mm时，同时靠磨© 136mm右端面，以保 证© 130 0.045 mm右端面对其轴心线的垂直度公差 0.03mm。（这

5、种方法 工厂俗称“工艺保证”）。4）© 165摞mm、© 180摞mm中心线对© 130<0：；mm基准孔 中心线的同轴度误差的检测方法，采用 1:3000锥度心轴。先将工件 装在锥度心轴上，再将心轴装在偏摆仪，将百分表触头与工件外圆最 高点接触，然后转动锥度定位心轴，百分表跳动值为同轴度误差。5）该密封件定位套因为是铸件，采用先铸造出中心孔，以减少 金工工作量。6）定位套螺纹孔宽，大径、小 径尺寸及等分精度的检查，采 用符合量规进行检查。第7页共24页机械制造工艺课程设计二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式毛坯成形方法选择的合理与否直接影响到零件的质量

6、、使用性 能、成本和生产率；而零件的材料选定以后，其毛坯成形方法也大致 确定了。机械零件毛坯选择的原则是既满足零件的使用要求， 又使零件在 制造过程中具有良好的工艺性和经济性，以利于降低成本和提高生产 率。零件材料为HT200。已知密封件定位套零件的生产类型为大批量 生产，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件有多个通孔， 零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。 基面选择的正确与 合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工 艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正 常进行。1）粗

7、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。对本 零件而言，则应以© 130 0.045mm的孔为主要的定位粗基准。2）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。对本零件而言，© 165M15mm 孔与© 130*.045 mm的孔、© 180115mm的孔与© 130誹mm的孔同轴 度误差为0.025mm,则应以© 130 0.045mm中心孔为精基准。

8、（三）制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及 位置精度等技术要求能达到合理的保证。 在生产纲领已确定为大批量 生产的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工 序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便降低生 产成本。1. 工艺路线方案一：工序1:车左端面，车内径© 130孔深195mm工序2:深195mm处车内槽© 136mmX 4mm工序3: © 130孔、© 260外圆倒角1X45°工序4:车右端面到220mm,车法兰盘至壁厚20mm。车外圆至 © 180mm,车内孑L至

9、© 90mm。工序5:车左边环槽。工序6:车外圆至© 165mm,车右边环槽至图样尺寸。工序7:车外圆至© 160mm至如图尺寸。工序8: © 165孔、© 90外圆倒角1X 45°工序9:检验2. 工艺路线方案二：工序1车左端面，车内径© 130孔深195mm工序2:在深195mm处车内槽© 136mmx4mm工序3: © 130孔、© 260外圆倒角1X45工序4:车右端面到220mm,车法兰盘至壁厚20mm。车外圆至 © 180mm,车内孔至© 90mm,车外圆至

10、69; 160mm、© 165mm至图样 尺寸。工序5:车所有外圆环槽。工序6:车外圆至© 165mm,车右边环槽至图样尺寸。工序7:车外圆至© 160mm至如图尺寸。工序8: © 165孔、© 90外圆倒角1X 45°工序9:检验3. 工艺方案的比较与分析上述两种方案均无原则性错误，但方案一工序太分散不利于 提高加工精度及生产率，方案二比方案一工序集中减少了装夹次数有 利于提高加工精度及生产率，考虑到便于装夹和提高加工精度及生产 率，所以确定方案为：工序1:夹工件左端外圆，照顾铸件壁厚均匀，车内径各部 尺寸，留加工余量5mm，车右端

11、面，保证工件总长为226mm，法 兰盘壁厚23mm，其余各部留余量5mm工序2:倒头，以内径定位装夹工件，法兰盘外圆找正，车外圆各部，留加工余量5mm工序3:夹工件右端外圆，车内径至尺寸 © 130 ：0.,8mm，深195mm处车内槽© 136mm x 4mm，车外端面，保证工件总长222mm,车© 260mm法兰盘厚度22mm工序4:倒头，以内径定位装夹工件，精车右端外圆各部尺寸，留磨量0.8mm （注© 160mm不留加工余量），车端面保证工 件总长220mm,车内径© 90 0.2 mm至尺寸© 90 0；mm,切各环槽 至图

12、样尺寸。工序5:夹工件右端外圆，内径找正，粗、粗磨内径至图样 尺寸 © 130 0.0：5mm,靠磨 © 136mm 端面，磨© 90 0.2 mm工序6:以内径定位装夹工件，磨© 165j011（5mm外圆，磨© 180豐mm外圆至图样尺寸工序7:划© 175mm中心圆上3x M8孔线，戈U © 222mm中 心圆上3x © 13mm孔线工序8:钻3x © 13mm孑L,钻3x M8底孑L © 6.7mm、攻螺纹M8、深 15mm工序9:桉图样检查各部尺寸和精度（四）机械加工余量、工序尺寸及毛

13、胚尺寸的确定“密封件定位套”零件材料为 HT200，硬度为HB180HB210。 生产类型为大批量生产可使用铸造模铸造毛坯。根据以上原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工 余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下。1. 外圆表面（© 180mm、© 160mm、© 165mm 以及 260mm）其加工长度为227mm,与其连接的法兰盘外圆表面直径为 © 260mm。表面粗糙度值要求为0.8,要求精加工，此时直径余量2Z=7mm已能满 足加工要求。2. 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差两端面的精度等级为IT10，所以，长度方向的加工余量为 2mm。3.

14、 内孔(I、© 90mm,H>© 130mm)零件内孔尺寸较大，故毛坯为空心。内孔I:镗孔：© 85mm镗孔：© 88mm2Z=3mm扩孔：© 89.7mm2Z=1.7mm精镗：© 89.9mm2Z=0.2mm细镗：© 90mm2Z=0.1mm内孔镗孔：© 100mm镗孔：© 128mm2Z=28mm扩孔：© 129.7mm2Z=1.7mm精镗：© 129.9mm2Z=0.2mm细镗：© 130mm2Z=0.1mm4.内槽(© 136 x4)粗车：©

15、 133mm2Z=3mm半粗车：© 135mm2Z=2mm半精车：© 135.8mm2Z=0.8mm精车：© 135.90mm2Z=0.1mm精车：© 136mm2Z=0.1mm5. 法兰盘(© 260mm-T20mm)法兰盘的长度为20mm,要求留加工余量为7mm,故采用切削 加工。法兰盘的加工余量分配：粗车：24mm粗车：22mm半精车：20.4mm精车：20.7mm精车：20mm6. 环槽(I、4x © 174mm,H、4x © 159mm)环槽I:粗车：© 173mm半精车：© 173.6mm精车

16、： © 174mm环槽粗车：© 162mm半粗车：© 160mm半精车：© 159.6mm精车：© 159mm7. 钻 3X M8 底孑L( © 6.7mm)钻孔：© 6mm扩孔：© 6.6mm铰孔：© 6.7mm由于本设计规定的零件为大批量生产， 应采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。密封件定位套的铸件毛坯图见成品毛坯图。（五）确定切削用量及基本工时工序1 :车定位套左右端面1. 车定位套左端面 加工条件工件材料：HT20Q模锻。加工要求：粗车端面*26Qmrn表

17、面粗超度值为RZ200um。机床：CA6140卧式车床刀具：刀片材料为 YT15，刀杆尺寸为16mm 25mmkr = 90 :',ro =15; - o = 8 - , = 0.5mm。 确定进给量f :根据文献1表1.4，当刀杆尺寸为16mm25mmap乞3mm以及工件直径为60mn时：f=0.50.7mm/r按CA6140车床说明书取f=0.48mm/r（参见文献1表3-9）。 确定背吃刀量ap :由于单边余量为5.5mm.即卩ap为5.5mmCv Vv 确定切削速度Vc:按文献1表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选 T=60min）。乂=kvTmapXv f式中：c242,

18、Xv =0.15, yv =0.35, 0.2。&见文献1表 1.28，即kmv = 1.44, ksv = 0.8, kkv -1.04, kkrv - 0.81,kb - 0.97，所以c242Vc_TmapXvfyvvkv = 600.2 30.15 0.510.3344 08 104 081 0.97=108.6m/min 确定主轴转速 n: 由 n =1000vc= 1000 1086 ： 133r/min , 呵3.14760查文献3表3.9 ,取机床转速为160r/min。所以实际切削速度为v = 60r /min。计算切削工时T。被加工外圆表面长度L，= 274mm。端

19、面车刀选主偏角k= 90°，背吃 刀量 ap =5.5mm，查文献4表 5-114 得：=28.1 -29.1mm取 J 二 29mm， L2 = 1 -3mm， L = L1 L2 274 = 29 2 274 二 305mm。L 305Tji3 = 3.18minJ nf 600 0.48查文献4表5-153得，变换刀架的时间为 0.05min，变速或变 换进给量的时间为0.02min，启动和调节切削液的时间为 0.05min， 共计 Tf =0.12 min。所以，总的切削工时T =3.4min。2. 车定位套右端面加工右端面步骤同上，ap,n，仁vc,Tj都没变。被加工外圆表

20、面长度L ,变了，为191mm所以 L L2 191 =29 2 191 =222mmL 222Tji3 2.3minj nf 600 0.48查文献4表5-153得，变换刀架的时间为 0.05min，变速或变 换进给量的时间为0.02min，共计Tf =0.07min。所以，总的切削工时T =2.37min。工序21粗镇门130内孔，孔口倒角C2步骤如下 确定背吃刀量ap :端面总加工余量为9mm, 一次走刀3.5mm, ap=3.5mm. 确定进给量f :根据文献4表5-102，查得f=0.71.0mm/r; 根据文献4查表5-6,根据机床的主轴进给量取f=0.74mm/r. 确定削速度V

21、c :根据文献4表5-118,取Vc=50m/ min. 确定机床主轴转速n：1000Vc 1000 50n= -二r / min=132r / mindw二 121查文献4表5-6得相近的主轴转速n=125r/min,所以实际的切削速 度 Vc=47.5r/ mi n. 计算基本时间Tj :切削加工长度L=l+h+l2+l3，镗刀选用主 偏角心=90 ,背吃刀量ap=3.5mm,根据文献4查表5-138和表5-139 得h=4mm, l2=4mm, l3=5mm。L=191+4+4+5=204mmTj = i =204 1mi n= 2.21minj nf 125 0.74 辅助时间Tf :

22、根据文献4查表5-152得，装夹工件时间为 0.8min,启动机床时间为0.02min,取量具并测量尺寸时间为0.5min, 共计 Tf =1.32mi n。 所以，总的切削时间为T =1.32 2.21 =3.53mi n2孔口倒角C2粗镗完门130mm内孔后倒角，取粗镗切削要素，n=125r/ min, vc =47.5r/min, Tj =0.003min。3粗镇门90mm内孔面步骤如下 确定背吃刀量ap :端面总加工余量为7mm, 一次走刀3.5mm, ap=3.5mm. 确定进给量f :根据文献4表5-102查得f=0.71.0mm/r; 查表5-6,根据机床的主轴进给量取f=0.7

23、4mm/r. 确定削速度Vc :根据文献4表5-118,取Vc=50m/ min. 确定机床主轴转速n：1000vc 1000 50n= - =r / min=191.85r/ mindw: 83查文献4表5-6得相近的主轴转速n=200r/min,所以实际的切削速 度 vc =52.124/ min. 计算基本时间Tj :切削加工长度LR+I1 + I2 + I3，镗刀选用主 偏角Kr=90，背吃刀量ap=3.5mm,查文献4表5-138和表5-139得 h=4mm, I2 =4mm, i3=1mm。L=21+4+4+ 仁 30mmL30二 i =1mi n= 0.2minj nf 200

24、0.74 辅助时间Tf :查文献4表5-152得，取量具并测量尺寸时间 为 0.5min，共计 Tf =0.5min。 所以，总的切削时间T =0.2 0.5 =0.7min。4. 精镗内孔叮-130mm及退刀槽端面步骤如下 确定背吃刀量ap:端面总加工余量为2mm，一次走刀1mm, ap=1mm. 确定进给量f :根据文献4表5-102查得f=0.71.0mm/r; 查文献4表5-6,根据机床的主轴进给量取f=0.7mm/r. 确定削速度Vc :根据文献4表5-118,取Vc=60m/ min. 确定机床主轴转速n：1000Vc 100060n= 二r / min=144.76r/ mind

25、w二 132查文献1表3.9，得相近的主轴转速n=160r/min，所以实际的切削 速度 V=66.32/min. 计算基本时间Tj :切削加工长度L=l+h+l2+l3，镗刀选用主 偏角 心=90，背吃刀量ap=3.5mm，查文献4表5-138和表5-139得 i1=4mm, I2 =4mm, i3=5mm。L=191+4+4+5=204mmTj = i =204 1mi n= 1.82minj nf 160 0.7工序3粗车 260外圆、粗车 260外圆右端面、车外圆 180、1651粗车260外圆步骤如下。 确定背吃刀量ap :外圆单边总加工余量为 7mm两次走刀加工，ap = 3.5m

26、m。 确定进给量f:根据文献4表5-102查得f=0.71.0mm/r;查 文献4表5-5根据机床的纵向进给量，取f=0.94mm/r。 确定切削速度Vc :根据文献4表5-109和表5-110，查得G =158, Xv =0.15,Vv =0.4,m =0.2；修 正 系 数Kmv =1.0,Khv =0.85, Krv =0.73,Ktv =0.83,KHv =1.0, 刀具寿命选 T=60min,VcxTma p158kv0201504603.50.941 1 0.85 0.73 0.83 = 30.1m/min第20页共24页机械制造工艺课程设计第#页共24页机械制造工艺课程设计 确定

27、机床主轴转速n：1000 vc：d1000 30.13.14 274:35r /min第#页共24页机械制造工艺课程设计第#页共24页机械制造工艺课程设计根据文献4表5-5查得相近较小的机床转速为n=32r/min，所以实际的切削速度Vc =27.5m/min 计算基本时间：切削加工长度L，24.5mm，外圆车刀选用主偏角 心=90，被吃刀量a 3.5mm，查文献4表5-138和表5-139 得：L1=Kr+ （2-3 ）取 h=3mm l2=4mm l3=5mmL= l l1 l2 l3=24.5+3+4+5=36.5mm丄i 36.52min 2.43minj nf 32 0.94 辅助时

28、间Tf :查文献4表5-153得，装夹工件的时间为0.8min，启动机床的时间为0.02min，取量具并测量尺寸的时间为0.5min，共计。 所以，总的切削时间T =1.32 2.43 = 3.75min。2.车削260外圆右端面、车外圆 180、165步骤同上，各类参数见工序卡3. 车?159和?仃4共四个槽 确定背吃刀量ap :单边加工余量为 3.0mm, 一次走刀加工， ap=3mm; 确定进给量f :根据文献4表5106查得f=0.160.19mm/r， 查文献4表55根据纵向进给量取f=0.18mm/r; 确定切削速度Vc :根据文献4表5109查得Q = 189.8 ,Xv=0.1

29、5 , yv=0.20 , m= 0.20，修正系数 Kmv = 1.0 , Khv =0.84 , Khv =0.82 , kkrV =0.73 , Ktv =0.83，刀具寿命 T=60min,故CvmapXvyvKv = (189.80.20.150.26030.181.0 0.840.82 0.730.83)m/ min第22页共24页机械制造工艺课程设计第#页共24页机械制造工艺课程设计=41.7m/min 确定机床转速n:1000vc_：dw1000 41.73.14 165二 80.4r / min第#页共24页机械制造工艺课程设计第#页共24页机械制造工艺课程设计根据文献4表5

30、5取较近的转速n=80r/min，所以实际的切削速 度 vc=41.4m/mi n; 计算基本时间Tj :查文献4表5 138得： 号1 +1aptankr(23) , l 2= l 3=0,车槽刀用主偏角Kr =90.，故取 l 1 =4mmL= d _d1 + l 1 + l 2+ l 3= (165 一159 4) mm=7mm2 2Tj 二 fl-0.18 80 4min=1.9min 辅助时间：查文献4表5138得，换刀时间为0.02min ,取量具并测量尺寸时间为0.5min，共计Tf =0.52 min。 所以，总的切削时间T =0.52 1.9 =2.42min。4. 车160

31、外圆切入槽先切160槽，方法同上，背吃刀量为2.5mm进给量为0.18mm/r， 机床转速为80r/min，切削速度为41.4m/min，基本时间t 0.45min， 辅助时间Tf -0.1 min。所以，总的切削时间L=0.1 0.45 = 0.55min。5. 车160外圆 确定背吃刀量ap :单边加工余量为2.5mm 一次加工完成，ap=2.5mm 确定进给量f:根据文献4表5102查得f=1.01 2mm/r, 查文献4表55,根据机床的横向进计量，取 f=1.02mm/r ； 确定切削速度 Vc :根据文献4表5110查得Cv =189.8 ,Xv=0.15 , yv=0.20 ,

32、m= 0.20，修正系数 Kmv = 1.0 , Khv =1.04 , Khv =0.82 ,Khv =0.73 , Ktv =0.83 ,刀 具 寿 命 T=60min ,故VcCvmxvapyvKv = (189.80.20.150.2602.51.021.0 1.04 0.82 0.73 0.83)m/min第23页共24页机械制造工艺课程设计第#页共24页机械制造工艺课程设计=34.5m/min确定机床转速n："皿="6.6r/min兀dw 3.14 汉 165根据文献4表55得，取相对较小的转速为63r/min ,所以实际的切削速度为32.6m/min 计算基本

33、时间Tj :车外圆主偏角Kr=90. ,查文献7表5138和表5139得:第24页共24页机械制造工艺课程设计h =2.5mm, 2= 0, l3=,4mm, L=116mmTj =L . i fn1 11 l2 l3ifn1162.541.02 63imi n=1.9min第25页共24页机械制造工艺课程设计 辅助时间Tf :查文献4表5153得，换刀时间为0.02min , 取量具并测量尺寸为0.5min，共计Tf =0.52 min。 所以，总的切削时间T =0.52 1.9 =2.42min工序4钻加工孔3X13和螺纹孔3 M8，攻螺纹3W8T151）钻孔3X13 确定进给量f :根据文献3表 3.9 ,取f=O.O2do=O.O2X13mm/r=O.26mm/r。 确定切削速度Vc，查文献3表3.9，取 V 25m/min。 确定主轴转速 n。由 n=1000Vc =1000 25r/min=612.44r/min。查兀d013兀文献3表3.9,得实际转速n=600r