油阀座课程设计说明书.docx

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油阀座课程设计说明书

一、绪论………………………………………………………………………3

二、零件的分析………………………………………………………………3

2.1油阀座零件图……………………………………………………………3

2。

2零件的作用………………………………………………………………3

2。

3零件的工艺分析…………………………………………………………3

2。

4零件的主要加工表面的确定……………………………………………4

2。

4.1以Φ22㎜为中心的加工表面………………………………………4

2。

4。

2以Φ16H10为中心的加工表面………………………………………5

2.5生产纲领与生产类型………………………………………………………5

2.5。

1生产纲领………………………………………………………………5

2.5。

2确定生产类型…………………………………………………………6

2。

6选择毛坯……………………………………………………………………6

三、工艺规程设计………………………………………………………………7

3.1毛坯制造形式………………………………………………………………7

3.2定位基准的选择……………………………………………………………7

3。

2。

1一般原则………………………………………………………………7

3。

2。

2粗基准的选择原则……………………………………………………8

3.2.3精基准的选择原则……………………………………………………8

3.2。

4精基准的选择…………………………………………………………8

3。

2.5粗基准的选择…………………………………………………………8

3.3零件表面加工方法的选择…………………………………………………8

3.4加工阶段的划分……………………………………………………………9

3。

4。

1工序的集中与分散……………………………………………………9

3。

4.2工序的顺序安排………………………………………………………9

3。

5加工工艺路线……………………………………………………………10

3。

6确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图…………………………11

3。

6.1确定机械加工余量……………………………………………………11

3。

6。

2确定毛坯尺寸…………………………………………………………11

3。

6.3设计毛坯图……………………………………………………………11

3.6。

4确定圆角半径…………………………………………………………12

3。

6.5毛坯的热处理…………………………………………………………12

3。

7确定切削用量及基本工时…………………………………………………12

3.7.1车端面，粗车外圆………………………………………………………13

3。

7。

2钻Φ2、3、5的孔……………………………………………………15

3。

7.3钻Φ10。

5的孔……………………………………………………………15

3。

7。

4扩孔………………………………………………………………………16

3.7.5车螺纹……………………………………………………………………16

3。

7。

6镗槽………………………………………………………………………18

3.7.7粗、精铣135°槽………………………………………………………18

四、机床夹具设计………………………………………………………………21

4.1定位基准的选择……………………………………………………………21

4.2切削力和卡紧力计算………………………………………………………21

4.3定位误差分析………………………………………………………………21

4.4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1……………………………………………………………………………25

附图2……………………………………………………………………………26

附图3……………………………………………………………………………27

附图4……………………………………………………………………………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1

2.2零件的作用

油阀座是凿岩机注油器上的重要零件.左端通过Rc3/4与主机联接;右端以Ф63mm外圆定位与油壶壳体相连,一管套穿过油壶壳体与Ф24.5+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Ф2mm孔流至Ф22mm孔与高压气体混合后成雾状从管道喷出。

Ф16H10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1.1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1

2。

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Φ22㎜为中心的加工表面

这一组加工表面包括：

Φ63㎜的外圆，Φ24。

5㎜的内孔，Φ22㎜的内孔以及Rc3/4锥孔,60°锥角,1×45°倒角，2个Φ2㎜的通孔，Φ5㎜,Φ3㎜垂直于Φ5㎜，Φ2㎜的平面及左端垂直平面。

图2以Φ22㎜为中心的加工表面

2。

4。

2以Φ16H10为中心的加工表面

这一组加工表面包括:

Φ16H10的孔，Φ10。

5㎜的孔以及135°缺口，￠16.8㎜内槽以及45°倒角。

由以上分析可知，Rc3/4连接用Φ63㎜定位.Φ24。

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Φ16H10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+α+β）

=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）;

α――备品百分率；

β――废品百分率；

2.5。

2确定生产类型

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。

1—2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（ZG45），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IT8~IT10，尺寸公差1。

6~3。

2㎜，加工余量4～5㎜，毛坯为实心，以如图4的过水平中心线与Φ24㎜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）Φ63mm外圆面：

未注明公差尺寸，根据GB1800－79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为12。

5µm，需要进行粗车。

（3）Φ22mm内孔：

未注明公差寸，根据GB1800－79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为12。

5µm，故采用扩孔。

（4）Φ24。

50＋0。

13mm：

公差等级为IT10，表面粗糙度为12.5µm,在上一步Φ22mm内孔的基础上再进行扩孔就可以达到精度的要求。

（5）Φ2mm，Φ3mm内孔:

未注明公差尺寸，根据GB1800－79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）Φ5mm内孔：

未注明公差尺寸，根据GB1800－79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为12。

5µm，在上一步Φ3mm内孔的基础上再进行扩孔就可以达到精度的要求。

（7）Φ10。

5mm内孔:

未注明公差尺寸，根据GB1800－79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）Φ16H10：

孔的公差等级为10，表面粗糙度为3。

2µm，在Φ10.5mm的基础上进行扩孔，再进行铰孔即可.

（10）Φ16.80＋0。

24mm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Φ63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Φ22mm通孔、Φ24。

5mm孔、Φ16mmH10孔、Φ10.5mm孔及Φ5、Φ3、2＊Φ2孔，车2.5*2.5＊4缺口和Φ16。

8mm退刀槽；精加工阶段车Rc3/4锥螺纹、Φ16mmH10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Φ5、Φ3、Φ2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——Φ63mm圆柱面、右端面；根据先粗后精的原则，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,Φ22Rc3/4mm锥孔，Φ16mmH10孔，后加工次要面--Φ22mm孔，Φ10.5mm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Φ16mmH10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Φ63。

工序20：

车

粗车，半精车左端面,倒角

工序30：

钻

钻Φ22孔,倒角、攻螺纹

工序40：

镗

扩孔Φ24。

5，粗镗退刀槽，精镗孔Φ24.5

工序50：

钻

钻Φ3，Φ5，Φ2孔

工序60：

铣

粗铣，半精铣上表面

工序70：

钻

钻Φ10。

5孔，扩Φ16孔,

工序80：

铣

铣Φ16孔下端面，铣上端面平台

工序90:

镗

粗镗孔Φ24（退刀槽）半精镗孔Φ16,钻Φ2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8~10,MA为H,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

63

2+2

67

两端面

55

3+3

61

主轴孔

22

6

16

3.6。

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

Φ32

2。

6

表2。

2-1铸件尺寸公差数值

61

3。

2

42

2。

8

Φ67

3.2

3。

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=670MPa，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Φ32mm,Φ63mm,Φ24mm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＊）,故选刀杆尺寸BXH=16mmX25mm，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ób=600—700MPa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。

8m/min

n=1000v/πl=260r/min

按CA6140机床的转速（表4。

2—8），选择

n=250r/min=4。

2r/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/s

2确定粗车外圆Φ63的切削用量

采用车外圆的刀具加工这表面,加工余量皆可一次走刀切除，与上一步车端面的切削用量相同.

确定扩孔Φ24.50＋0。

13mm，Φ16。

80＋0。

24mm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＊1.50.150.20。

2）m/min=78m/min

n=1000＊78/π24.5=1014r/min

按CA6140机床的转速（表4.2-8），选择

n=1120r/min

3基本时间

3．1确定粗车外圆Φ63mm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=8.5s

3．2确定粗车端面的基本时间

T1=（16+2+4）/0。

65*4=7。

7s

T2=（35+2+4）/0。

65*4=15.8s

T3=（12+2+4）/0。

65＊4=7。

0s

3．3确定扩孔Φ24。

50＋0.13mm,Φ16。

80＋0.24mm的基本时间

T4=（10+2+4）/0。

2*18.7=4。

3s

3.7。

2钻Φ2、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,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Φ10.5的孔

1钻孔φ10。

5mm

确定进给量f：

根据《切削手册》2。

7，当钢的σb〈800MPa,d=φ10。

5mm时，f=0.39～0。

47mm/r.由于本零件在加工φ10。

5mm孔时属于低钢度零件,故进给量乘系数0.75，则

F=（0。

39～0。

47）×0。

75=0。

29～0。

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φ22，φ16

采用刀具：

φ22,φ16专用扩孔钻。

2φ22孔

进给量：

f=（0.7～0。

9）×0。

7

=0。

49~0.63（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

3φ16孔

进给量：

f=（0。

6～0。

7）×0。

7

=0。

42~0.49（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。

54m/min

机动工时

=0。

815（min）

3。

7.5车螺纹

1车螺纹Rc3/4

2.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/min

4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t==0.27min

3.7。

6镗槽

1镗沟槽φ16。

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/s

3。

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=3

2。

决定每齿进给量Fz

根据表3。

3X52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。

03~0。

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=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/z

5效验机床功率根据计算公式,铣削时的功率（单位KW）为

，，

，，

=2.36KW

X62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

式中

=1。

1min=66s

7切削用量

所选刀