油阀座课程设计说明书

1、目录一、绪论3二、零件的分析32.1油阀座零件图32.2零件的作用32.3零件的工艺分析32.4零件的主要加工表面的确定42.4.1以22为中心的加工表面 42.4.2以16H10为中心的加工表面52.5生产纲领与生产类型52.5.1生产纲领52.5.2确定生产类型62.6选择毛坯6三、工艺规程设计73.1毛坯制造形式73.2定位基准的选择73.2.1一般原则73.2.2粗基准的选择原则83.2.3精基准的选择原则83.2.4精基准的选择83.2.5粗基准的选择83.3零件表面加工方法的选择83.4加工阶段的划分93.4.1工序的集中与分散93.4.2工序的顺序安排93.5 加工工艺路线103

2、.6 确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图113.6.1确定机械加工余量113.6.2确定毛坯尺寸113.6.3设计毛坯图113.6.4确定圆角半径123.6.5毛坯的热处理123.7确定切削用量及基本工时123.7.1车端面，粗车外圆133.7.2钻 2、3、5 的孔153.7.3钻10.5的孔153.7.4扩孔163.7.5车螺纹163.7.6镗槽183.7.7粗、精铣135°槽18四、 机床夹具设计214.1定位基准的选择214.2切削力和卡紧力计算214.3定位误差分析214.4夹具设计及操作的简要说明21五、课程设计小结23参考文献24附图125附图226附图327附图4

3、28 一、绪论机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。 在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。二、零件的分析2.1油阀座零件图附图12.2零件的作用 油阀座是凿岩机注油器上的重要零件。左端

4、通过Rc3/4与主机联接；右端以63mm外圆定位与油壶壳体相连，一管套穿过油壶壳体与24.5+0.13mm孔焊接，高压气体从左端进入阀座，在负压作用下，油壶内油从2mm孔流至22mm孔与高压气体混合后成雾状从管道喷出。16H10孔装入油量调节装置，缺口标志油量调节范围。2.3零件的工艺分析由油阀座的零件图图1可知，此视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。其材料为ZG45。该材料机械性能优良，特别是韧性好，有较好的耐麿性、耐热性，适用于要求承受较大耐热性的零件。由于各需要加工的表面粗糙度都不是很高，一般经过一次粗加工就可以满足加工要求，而且零件较为简单，定位基准选择也比较容易。该零件宽为1.

5、1的退刀槽不是很好加工，需要用特殊的刀具。其余的主要要加工的就是孔，还比较简单，最重要的是在加工过程中一定要定好位，这样才能保证我们所要的精度。 图12.4零件的主要加工表面的确定油阀座共有两组加工表面。现分述如下：2.4.1以22为中心的加工表面这一组加工表面包括：63的外圆，24.5的内孔，22的内孔以及Rc3/4锥孔，60°锥角，1×45°倒角，2个2的通孔，5，3垂直于5，2的平面及左端垂直平面。图2 以22为中心的加工表面2.4.2以16H10为中心的加工表面这一组加工表面包括：16H10的孔，10.5的孔以及135°缺口，16.8内槽以及45

6、°倒角。由以上分析可知，Rc3/4连接用63定位。24.5焊管套形位公差靠机床自身来保证，且粗精加工尽可能一次加工完成。图3 以16H10为中心的加工表面2.5生产纲领与生产类型2.5.1生产纲领根据零件图图1，零件名称：油阀座。材料：ZG45，该产品批量生产200件，备品率5%，废品率1%，现制定该油阀座的机械加工工艺规程。该油阀座的实际生产纲领：N=Qn（1+）=200×1×（1+5%+1%）=212（件）式中 N零件的生产纲领（件年）； Q机器产品的批量生产的件数（台/年）； n每台产品中该零件的数量（件/台）； 备品百分率； 废品百分率；2.5.2确定生产

7、类型油阀座的年产量度212件/年，已知该产品属于轻型机械，根据表1.12生产类型与生产纲领关系（李益民机械制造工艺设计简明手册北京：机械工业出版社，1994），可确定其生产类型为中批生产。2.6选择毛坯选择毛胚应考虑的因素有：1) 零件的力学性能要求；2) 零件的结构形状和外廓尺寸3) 生产纲领和批量；4) 现场生产条件和发展； 油阀座是一般普通加工零件，具有一定的强度和耐热性要求，该零件材料为铸钢（ZG 45）,轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，又属于中批生产，所以毛坯可采用铸造加工生产。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。此外，为消除残余应力，铸造应安排人工时效。铸件尺寸公差分为16级，由于是中批量

8、生产，毛坯制造方法采用砂型机器造型，由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为CT10级，选取铸件错箱值为1.0mm。该零件孔是后来加工出来的形状并不复杂，因此毛坯形状应尽可能与零件尺寸接近。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。三、工艺规程设计3.1毛坯制造形式零件材料为ZG45，采用砂型机器铸造。从机械制造工艺手册中可查出其公差等级为IT8IT10，尺寸公差1.63.2,加工余量45，毛坯为实心，以如图4的过水平中心线与24圆柱体相垂直的平面为分型面。加工前进行退火处理。由于零件年产量为60000件，已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用砂型机器铸造。这从提高生产率、保证加工精度上考

9、虑，也是应该的。图4 分型面3.2定位基准的选择3.2.1一般原则 1）选最大尺寸的表面为安装面，选最长距离的表面为导向面，选最小尺寸的表面为支承面。 2）首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。 3）应尽量选择零件的主要表面为定位基准。 4）定位基准应有利于夹紧。3.2.2粗基准的选择原则 1）选加工余量小的、较准确的、光洁的、面积较大的毛面做粗基准。 2）选重要表面为粗基准。 3）选不加工表面做粗基准。 4）粗基准一般只能使用一次。3.2.3精基准的选择原则 1）基准重合原则 2）基准单一原则 3）互为基准原则 4）自为基准原则3.2.4精基准的选择本零件是带孔的油阀座，孔是其设计基

10、准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体就是选 22孔及一端作为精基准。3.2.5粗基准的选择 由于孔作为精基准要先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。3.3零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有外圆、内孔、端面、槽及小孔等，材料为45钢。参考有关手册的相关资料，其加工方法选择如下： （1） 端面：未注明公差等寸，表面粗糙度为 12.5µm，需要进行粗车。 （2） 63mm外圆面：未注明公差尺寸，根据GB180079规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为 12.5µm，需要进行粗车。 （3） 22

11、mm内孔：未注明公差寸，根据GB180079规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为 12.5µm,故采用扩孔。 （4） 24.500.13 mm：公差等级为IT10，表面粗糙度为 12.5µm，在上一步22mm内孔的基础上再进行扩孔就可以达到精度的要求。 （5） 2mm，3mm内孔：未注明公差尺寸，根据GB180079规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为25µm，直接钻孔就可以了。 （6）5mm内孔：未注明公差尺寸，根据GB180079规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为12.5µm，在上一步3mm内孔的基础上再进行扩孔就可以达到精度的要求。 （7）

12、10.5mm内孔：未注明公差尺寸，根据GB180079规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为12.5µm，需要进行钻孔和镗孔。 （8）16H10：孔的公差等级为10，表面粗糙度为 3.2µm，在10.5mm的基础上进行扩孔，再进行铰孔即可。 （10）16.800.24 mm的退刀槽：公差等级为IT11，表面粗糙度为 12.5µm，直接用刀过上一刀即可。3.4加工阶段的划分该阀座的加工质量要求一般，加工阶段初步分为粗加工，精加工两个阶段。粗加工阶段首先加工出63圆柱面、右端面和左端面，使后续工序都可以采用精基准定位，保证其它加工面的精度要求；然后钻22mm通孔、24

13、.5mm孔、16mmH10孔、10.5mm孔及5、3、2*2孔，车2.5*2.5*4缺口和16.8mm退刀槽；精加工阶段车Rc3/4锥螺纹、16mmH10孔达到精度要求。3.4.1工序的集中与分散 本零件选用工序集中原则安排油阀座的加工工序，端面5、3、2的孔一次装夹完成加工。该油阀座的生产类型为大批生产，可采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产效率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩减辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了多个表面，有利于保证各加工面之间的相对位置要求。3.4.2工序的顺序安排根据先基准后其它的原则，首先加工精基准63mm圆柱面、右端面；根据先粗后精的原则，

14、先安排粗加工工序，后安排精加工工序；根据先主后次的原则，先加工主要面右端面，22Rc3/4mm锥孔,16mmH10孔，后加工次要面22mm孔，10.5mm孔；根据先面后孔的原则，先加工左右端面，后钻轴向孔；先加工凸台面，后钻16mmH10孔。3.5 加工工艺路线此油阀座的加工工艺路线一般先加工外表面和端面。按照先加工基准面及先粗后精的原则，油阀座的加工可按下述工艺路线进行加工：工序01：铸造毛坯的铸造工序10：车粗车右端面，半精车右端面。粗车及半精车外圆63。工序20：车粗车，半精车左端面，倒角工序30：钻钻22孔，倒角、攻螺纹工序40：镗扩孔24.5，粗镗退刀槽，精镗孔24.5工序50：钻钻

15、3，5，2孔工序60: 铣粗铣，半精铣上表面工序70:钻钻10.5孔,扩16孔，工序80：铣铣16孔下端面，铣上端面平台工序90：镗粗镗孔24（退刀槽）半精镗孔16，钻2孔工序100：焊封、去除全部毛刺焊封、去除全部毛刺工序110：终检 按零件图样要求全面检查3.6 确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图3.6.1确定机械加工余量ZG45材料的油阀座加工余量，可根据机械制造工艺设计简明手册（机械工业出版社 哈尔滨工业大学 李益民主编）查出。直径方向单位加工余量为3mm，表面侧加工时以另外一侧为基准，所以单侧加工余量为3mm。（ZG45油阀座为中批生产，选用沙型机器，选型CT为810，MA为H，

16、查成批和大量生产铸件机械加工余量等级表2.2-5，根据所确定CT为10，MA为H;查表2.2-4铸件加工余量可得）3.6.2确定毛坯尺寸本零件表面内孔表面所要求粗糙度都比较低，最高为Ra=3.2um，所以这些表面毛坯尺寸，只需将零件尺寸加上所查的余量即可，由于有的表面只需粗加工，可取所查数据中的最小值。对于表面经粗车和精车得到，可取所查数值的最大值。若有表面粗糙度较低，需要精加工才能得到的面时，这是所需要的毛坯尺寸还要加上各精加工的加工余量。3.6.3设计毛坯图3.6.3.1 确定毛坯的尺寸公差（表1）（mm）：表1主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸表面轮廓尺寸632+267两端面553+361

17、主轴孔226163.6.3.2确定毛坯尺寸的所允许的偏差（表2）（mm）表2铸件尺寸偏差根据322.6表2.2-1铸件尺寸公差数值613.2422.8673.23.6.4确定圆角半径 根据表2.2-9选圆角 砂型圆角计算公式 R=1/5 1/10（A+B)mm。取各铸件圆角半径 R=3mm以上所取的圆角半径数值能保证各表面的加工余量。3.6.5毛坯的热处理钢质油阀座经铸造后应安排退火，以消除残余的内应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化而均匀的组织，从而改善了加工性。图5所示为本零件的毛坯图：附图2图5 零件毛坯图3.7确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度

18、三项.确定方法是先确定切削深度、进给量,再确定切削速度。现根据切削用量简明手册（第3版，艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选项用的表格均加以*号，以与机械制造工艺设计简明手册有所区别。3.7.1车端面，粗车外圆1 切削用量 这些工序为粗车。已知加工材料为45钢，ób =670M Pa，铸件，机床为CA6140型卧式机床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。1.1确定粗车端面32mm，63mm, 24mm切削用量 所选用刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册第一部分表1.1*由于CA6140机床的中心高为200mm（表1.3*），故选刀杆尺

19、寸B X H=16mm X 25mm，刀片厚度为4.5mm。（1） 确定切削深度ap 由于单边余量为3mm，可在一次走刀内切完，故1.5mm（2） 确定进给量f 在粗车钢料、刀杆尺寸为16mmX25mm、ap小于等于3mm、工件直径为100-400mm时，f=0.6-1.2mm/r 按CA6140机床的进给量（表4.2-9），选择 f=0.65mm/r（3） 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据有关资料，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度为T=30min（4） 确定切削速度V 切削速度V可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。当YT15硬质合金车刀加工ó

20、b =600700M Pa钢料，ap小于等于3mm，F小于等于0.75mm/r ,v小于等于109m/ min切削速度的修正系数为K1=0.8,K2=0.81,K3=1.15,K4=K5=1.0,故V=109*0.8*0.65*0.81*1.15m/min=52.8 m/minn=1000v/l=260r/min按CA6140机床的转速(表4.2-8),选择n=250 r/min=4.2 r/s则实际切削速度v=12.306mm/s 决定的切削用量为 ap=1.5mm, f=0.65mm/r, v=12.306mm/s2 确定粗车外圆63的切削用量 采用车外圆的刀具加工这表面，加工余量皆可一次

21、走刀切除，与上一步车端面的切削用量相同。 确定扩孔24.500.13 mm,16.800.24 mm切削用量 所选用刀具为YT15硬质合金的麻花钻。（1） 确定切削深度ap （24.5-22）/2=1.25mm（2） 确定进给量f 当粗镗钢料、镗刀直径为20mm、ap小于等于2mm时,镗刀伸出长度为100mm时 f=0.15-0.30mm/r 根据CA6140机床的进给量,选择 f=0.20mm/r(3)确定切削速度V v=291*0.468/(600.2 *1.50.15 0.20.2) m/min=78m/min n=1000*78/24.5 =1014r/min按CA6140机床的转速(

22、表4.2-8),选择 n=1120r/min3 基本时间31确定粗车外圆63mm的基本时间 根据表6.2-1，车外圆基本时间为 T=（9+2）/0.65*2 =8.5s32确定粗车端面的基本时间 T1=（16+2+4）/0.65*4 =7.7sT2=（35+2+4）/0.65*4 =15.8sT3=（12+2+4）/0.65*4 =7.0s33确定扩孔24.500.13 mm,16.800.24 mm的基本时间T4=（10+2+4）/0.2*18.7 =4.3s3.7.2钻 2、3、5 的孔 1 切削用量 刀具选用直柄麻花钻，直径d=2、3、5mmm。使用切削液。2 确定进给量f 由于孔径很小

23、，宜采用受动进给。3 选择钻头磨钝标准几耐用度 根据切削手册钻头后刀面最大磨损量为0.8mm,耐用度T=15min。4 确定切削速度v 根据表2.7暂定进给量f=0.2mm/r。由表2.13可查得v=0.4m/s,n=400r/min。根据Z3025立式钻床机床说明书选择主轴实际的转速即可。5 基本时间的确定钻孔基本时间20s。3.7.3钻10.5的孔1 钻孔10.5mm确定进给量f:根据切削手册2.7，当钢的b<800MPa,d=10.5mm时，f=0.390.47mm/r。由于本零件在加工10.5mm孔时属于低钢度零件，故进给量乘系数0.75，则 F=(0.390.47)×

24、0.75=0.290.35（mm/r）根据Z3025机床说明书，现取f=0.25mm/r。切削速度：根据切削手册表2.13及2.14，查得切削速度v=18m/min。所以 根据机床说明书，取=195r/min,故实际切削速度为 切削工时 3.7.4扩孔1 扩孔22，16采用刀具：22，16专用扩孔钻。2 22孔进给量：f=(0.70.9)×0.7 =0.490.63(mm/r)查机床说明书，取f=0.5mm/r机床主轴转速：取n=80r/min,则其切削速度v=3.45m/min机动工时 3 16孔进给量： f=(0.60.7)×0.7 =0.420.49（mm/r）查机床

25、说明书，取f=0.5mm/r机床主轴转速：取n=80r/min,则其切削速度v=3.54m/min机动工时 =0.815（min）3.7.5车螺纹1 车螺纹Rc3/42. 切削速度的计算 刀具寿命T=60min,采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹=0.25，走刀次数i=4;精车螺纹=0.05走到次数i=2 。 所以粗车螺纹时：精车螺纹时3 确定主轴转速粗车螺纹时 按机床说明书取 n = 235r/min实际切削速度 19.18m/min精车螺纹时 按机床说明书取 n=750r/min实际切削速度 v=61.23m/min4 切削工时 取切入长度粗车工时=0.21（min）精车工时所以车螺纹总工时

26、t=0.27min3.7.6镗槽1 镗沟槽16.8确定镗沟槽的切削用量 选用镗杆，采用手动进给，主轴转速n=40r/min=0.67r/s,切削速度v=0.14m/s3.7.7粗、精铣135°槽1. 计算切削用量 所选用刀具为高速钢直柄立铣刀。铣刀直径d=5mm,宽度L=5mm,齿数z=32. 决定每齿进给量Fz 根据表3.3 X52型卧式铣床的功率为7.5kw,工艺系统刚性为中等，粗辞铣刀加工钢料，查得每齿进给量Fz0.030.15mm/z。现取Fz=0.1mm/z。3 选择铣刀磨钝标准几耐用度 根据表3.7，直柄立铣刀粗加工钢料，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.5mm;铣刀直径d=

27、5mm,耐用度T=60min(表3.8)。4 决定切削速度v和工作台每分钟进给量Fmz 根据表3.27公式计算： 式中：根据X62型卧式铣床主轴转速，选择 n=475r/min=7.9r/s实际切削速度 v=1.57m/s工作台每分钟进给量为Fmz=0.1×6×60mm/min=36mm/min根据X62型铣床工作台进给量，选择Fmz=36mm/min则实际的每齿进给量为：Fz=0.2mm/z5 效验机床功率 根据计算公式，铣削时的功率（单位KW）为 ， ，=2.36KWX62铣床主电动机的功率为7.5KW，故所选切削用量可以采用。所确定的切削用量为6 基本时间根据公式 式

28、中 =1.1min=66s7 切削用量所选刀具为高速钢直柄立铣刀。D=5mm,L=4mm,z=4.机床选用X62型铣床。8 确定每齿进给量Fz 根据表每转进给量Fr=0.20.4mm/r,现取Fr=0.3mm/r,则 9 选择铣刀磨钝标准及耐用度 铣刀后齿刀面最大磨损量为0.3mm;耐用度T=60min 10 决定切削速度v和工作台每分钟进给量Fmz 计算，得v=40.72m/minn=597r/min=9.95r/s根据X62铣床主轴转速，选择 N=600r/min=10r/s实际切削速度v=1.98m/s工作台每分钟进给量为 Fmz=18mm/min根据X62铣床工作台进给量，选择 Fmz

29、 =20mm/min则实际的每齿进给量为 Fz=0.1mm/z11 基本时间 Tj=0.8min/=48s四、机床夹具设计经过综合考虑，决定设计第70道工序的工装夹具，在给定的零件中，对本序价格的主要要求考虑尺寸22，由于公差要求较低，因此本步的重点应在加紧的方便与快速性上。4.1定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择孔24.5mm和端面为基准定位，侧面加定位销辅助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。4.2切削力和卡紧力计算本步加工按钻削估算卡紧力，实际效果可以保证可靠的卡紧。 钻削轴向力 ：扭矩 卡紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1×S2×S3×S4×F=16.77N使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。4.3定位误差分析本工序采用孔24.5和端面为基准定位，使加工基准和设计基准统一，能很好的保证定位的精度。4.4夹具设计及操作的简要说明夹具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用螺纹卡紧机构夹具体的零件图如图6所示图6 夹具零件图五、课程设计小结作为一名即将毕业的学生，我觉