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1、机械制造技术课程设计说明书设计题目 设计“截止阀体”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为4000件）设 计 者：宋程鹏指导教师：郭永环徐州师范大学机制教研室2011年12月24日目 录课程设计任务书 2序言 3第一章 零件分析 31.1零件的作用 41.2零件的工艺分析 4第二章 工艺规程设计 42.1确定毛坯的制造方式 42.2基面的选择 42.3制定工艺路线 52.4机械加工余量与工序尺寸及毛坯尺寸的确定 52.5 确定切削用量及基本工时 6第三章 夹具设计3.1 问题的提出 183.2 确定阀体的定位方案 183.3 确定阀体夹紧方案 183.4 刀具的导向引导方式 183.5 切
2、削力和夹紧力的计算 183.6 定位误差的分析 193.7 夹具设计及操作的简要说明 213.8夹具装备图和夹具体零件图21 参考文献 24 机械制造技术课程设计任务书设计题目 设计“截止阀体”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为4000件）设计内容 1.原始零件图 1张 2.机械加工工艺综合卡 1张 3.工序卡 1张4.夹具装配图 1张 5.夹具体零件图 1张 6.设计说明书 1份班 级：08机42学 生：宋程鹏指导教师：郭永环院系主任： 徐州师范大学2011年12月24日 序言 机械制造工艺学课程设计是我们学完大学的全部基础课程，技术基础科以及大部分专业课之后进行的。这是我们在毕业设
3、计前对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论结合实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地步。 本次课程设计，涉及了机械制造工艺及机床夹具，金属切削机床，公差配合与测量等多方面的知识。 截止阀体零件的机械加工工艺过程及加工多个孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计，工序设计以及专用夹具设计三部分。在工艺设计中首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计零件的工艺路线，接着对零件的各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定各个工序的工艺装备及切削用量：然后进行夹具设计，选择夹具的各个组成部件。如定步元件，夹紧元件，引导元件等，计算出夹具定步时
4、产生的定步误差，分析夹具结构的合理性和不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定步，误差。 一 零件的分析1.1零件的作用题目所给定的零件是截止阀体毛坯和零件如图1.2 零件的工艺分析 零件有4组加工面以及多个孔和螺纹 1. 以 66孔为中心的加工。包括66的端面，56的孔，40的孔，42的孔，和39的螺纹2. 以 30孔为中心的加工。包括30的端面，和20的螺纹。3. 以 45孔为中心的加工。包括45的端面，32的孔，30的螺纹孔。 二 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式 截止阀体主要用在液态的流动，要承受一定的压力。因此选择锻件，由于零件年产量为4000件
5、，以达到大批量生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，顾可以采用模锻。这从提高生产效率上考虑，也是应该的。2.2 基面的选择 基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基面的选择得正确与合理，可以是加工质量得到保证，生产效率提高。否则，加工时就会问题百出，甚至，导致大批零件报废，是生产无法正常进行。 （1）粗基准的选择。分析此截止阀体零件的结构尺寸以及加工精度的要求，毛坯是以模锻方式加工的，因此毛坯的精度较高，可以选择外圆表面作为粗基准。如加工66的端面及其孔时，用45的外圆表面和30的外圆表面。对外圆表面的定步方法主要是用V型块。这里可以采用2个V型块一固定4个自由度再用一个支撑钉和挡销固定2个自由
6、度。完成6个自由度的定步。 （2）精基准的选着。主要考虑基准重合的原则。这在以后再详细计算设计，这里不再重复。2.3 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是零件的几何形状，尺寸精度以及步置度等技术要求能得到保证。在生产纲领已经确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量保证加工效率。除此之外，还应考虑经济效果，已到达降低成本的要求。2. 工艺路线的分析与选择 上述三种加工路线有着共同的特点是它们都分别加工四个圆柱上的孔及螺纹，不同之处主要是选用的夹具以及刀具和机床不同。考虑到此零件的尺寸精度以及表面粗糙度要求都不高。并且只有一个地方有同轴度要求，因此上述加工方案基本符
7、合要求。现在需要考虑的是如何简化夹具设计，降低加工难度和生产成本等问题。方案一采用的是以万能车床为主要加工设备，因此必须设计车床夹具，车床夹具的难点在于如何对中心。但是对于此零件可以很好的保证同轴度要求并且与夹具精度关系不大。其主要的误差将是外圆表面与端面的垂直度误差。因此对零件的性能影响不大。方案二与三基本相似所用的设备主要有钻床，车床，铣床但是可以使用相似的夹具。比较三种方案，从加工简化的角度最终选择方案二并加以完善修改。最后加工路线确定如下： 工序：准备锻件毛坯，调质处理240-280HBS； 工序：刷去锻件表面的毛刺； 工序：粗车工序66圆的端面，倒角、车30圆的端面，倒角、车左端45
8、的端面，倒角，车右端45的端面，倒角； 工序：扩30至36.3，扩36.3至40，扩54至56，镗36.3至42，钻7的孔，攻丝M39X2.5-6H； 工序：钻孔至16，扩16至19，钻6的孔，攻丝M20； 工序：钻左端孔至26，扩26至27.8,镗27.8至32，钻10的孔，攻丝M30X2-7H；工序：钻右端孔至26，扩26至27.8,镗27.8至32，钻10的孔，攻丝M30X2-7H；工序：钻5的孔；工序：检验合格后，交付装配。 2.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确定 “截止阀体”零件材料为45钢，调质处理硬度为240-280HBS。毛坯重量约为3.5kg，生产为大批量（4000件）
9、，采用锻锤上合模模锻毛坯。 查表的到 由已知条件 1.零件重量约2.6kg估计的毛坯重量为3.5kg。 2.模锻采用普通级精度 3.锻件形状复杂系数 （为毛坯质量，为锻件外廓包容体积质量）。 查手册得 （一般复杂）。 4.锻件材质系数M为（碳的质量分数小于）。 5.锻件分模线形状为平直。 6.零件表面粗糙度，锻件的单边加工余量为（2-2.5mm）此处 均选择2mm。根据上述查表所得的条件可以得到毛坯的公差尺寸 ，2.5 确定切削用量及基本工时工序：准备锻件毛坯，调质处理240-280HBS；工序：刷去锻件表面的毛刺；工序：粗车66圆的端面，倒角、车30圆的端面，倒角、车左端45的端面，倒角，车
10、右端45的端面，倒角；工步一：车66圆的端面，倒角1. 车削深度，因为此圆弧面没有精度要求，故可选择ap=2mm,一次走刀即可完成所需长度。2. 查切削手册f=0.60.9mm/z.选较小的量所以f=0.6。3. 查后刀面磨损及寿命查切削手册表3.7后刀面磨损1.01.5mm。查切削手册表3.8寿命T=60min。4. 计算切削速度按切削手册，查的Vc=98mm/s，n=439r/min,实际进给量Vf=490mm/s。据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=500r/min，则实际切削速度Vc=,其中所以=104.56m/min检验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw，而机床的功率是Pc
11、m=7.5kwPcc，故合格。最终确定ap=2.0mm，n=500r/min，Vc=104.56m/min，f=0.6mm/z。计算工时Tm=L/nf=（33+2）/500X0.6=0.117min.工步二：车30圆的端面，倒角；5. 车削深度，因为此圆弧面没有精度要求，故可选择ap=2mm,一次走刀即可完成所需长度。6. 查切削手册f=0.40.6mm/z.选较小的量所以f=0.4。7. 查后刀面磨损及寿命查切削手册表3.7后刀面磨损1.01.5mm。查切削手册表3.8寿命T=60min。8. 计算切削速度按切削手册，查的Vc=98mm/s，n=439r/min,实际进给量Vf=490mm/
12、s。据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=500r/min，则实际切削速度Vc=,其中所以=124.8m/min检验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw，而机床的功率是Pcm=7.5kwPcc，故合格。最终确定ap=2.0mm，n=500r/min，Vc=124.80m/min，f=0.4mm/z。计算工时Tm=L/nf=（15+2）/5000.4=0.085min.工步三：车左端45的端面，倒角；9. 车削深度，因为此圆弧面没有精度要求，故可选择ap=2mm,一次走刀即可完成所需长度。10. 查切削手册f=0.50.8mm/z.选较小的量所以f=0.5。11. 查后刀面磨损及寿命查切削手册表3.7后刀面磨损1.01.5mm。查切削手册表3.8寿命T=60min。12. 计算切削速度按切削手册，查的Vc=98mm/s，n=439r/min,实际进给量Vf=490mm/s。据CA6140卧式车床车床参数，选择nc=500r/min，则实际切削速度Vc=,其中所以=104.56m/min检验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw，而机床的功率是Pcm=7.5kw
