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1、青岛理工大学琴岛学院课程设计说明书课题名称：机械制造工艺与机床夹具学院：机电工程系专业班级：机电一体化10级2班学 号：20100212054学 生：杨红光指导老师：管文青岛理工大学琴岛学院教务处2012年07月01日机械制造与机床夹具说明书机械制造工艺与机床夹具评阅书题目某飞机液压系统密封跑道零件加工工艺设计学生姓名学号指导教师评语及成绩指导教师签名：年 月日答辩评语及成绩答辩教师签名：年 月日教研室意见总成绩：室主任签名：年月日机械制造与夹具说明书摘 要本课程设计是在学完了机械制造工艺与机床夹具课程之后，在进行生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求我们全面地综合运用本课程及其有关先修课
2、程的理论和 实践知识，进行零件加工工艺规程的设计。通过本次机械制造课程设计，应该得到下述 各方面的锻炼：1. 能应用机械制造工艺与装备及有关课程（机械基础、机械设计、公差与技术测量 等）的知识，结合生产实习中学到实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设 计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。2. 能熟练运用有关手册、规范、图表等技术资料。3. 进一步巩固识图、制图、运算和编写技术文件等基础技能。关键字 :机床夹具、制图、公差机械制造与夹具说明书摘 要1零件的分析11.1零件的作用和技 术要求11.2零件的工艺的分析22工艺规程设计22.1确定毛坯的制造形式 22.2基面的选择2粗基准选
3、择2精基准的选择32.3制定加工工艺3加工工艺32.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 3确定机械加工余量4确定工序尺寸4确定毛坯尺寸42.5确定切削用量及基本工时 5总 结191零件的分析1.1零件的作用和技术要求如图1-1所示，某液压系统密封跑道零件实体。该零件加工工艺精度要求高，产品密封性能好、 耐磨性强，使用中不允许有任何外漏。如有侵入系统中的微小灰尘颗粒，会引起或加剧液压元件摩 擦副的磨损，进一步导致泄漏，则会导致工作介质的浪费，污染机器和坏境，会引起机械操作失灵 及设备人身事故。所以该零件材料难加工，且工艺复杂。图1-1密封跑道零件加工实体零件图如图1-2所示。材料为40Cr
4、NiMoA，生产数量为单件生产，共10件。图1-2密封跑道零件图技术要求如下：锻件，按HB50245-89验收(允许用棒料加工)。II类检验。硬度 d=3.403.15。表面S镀硬铬，镀层厚度为 0.050.15.其余表面镀镍，厚度为0.0030.008;允许表面 J、W、V、X有铬层。磁力探伤检查，按 中的要求验收。允许在限制状态下检查径向尺寸。1.2零件的工艺的分析由于该零件工序较多，且是薄壁零件，车削时工件的刚性差，在车削中受切削力和夹紧力的作用极 易产生变形，影响工件的尺寸精度和形状精度。因此，合理的选择装夹方法、夹具、刀具几何角度、 切削用量及充分的进行冷却润滑，都是保证加工薄壁工件
5、精度的关键。特别是4个密封齿的加工,要分粗车、半精车、精车多工序进行。2工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式料为合金结构钢(40CrNiMoA)，而且属于薄壁的圆盘类中小型零件，考虑到加工工序较多会经常承受交变载荷及冲击载荷，因此应选择锻件，可得到连续和均匀的金属纤维组织，保证零件工作可靠， 又由于零件为单件生产，数量为 10件；属小批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成 形，可获得较高的尺寸精度和较高的生产率。2.2基面的选择定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证,生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件
6、大批报废，使生产 无法正进行。粗基准选择因为密封跑道可归为轴类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以密封跑道0 280mm外表面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧 280mm的毛坯外圆可同时削除五个自由度，再以280mm的右端面定位可削除自由度。精基准的选择主要就考虑基准重合问题。当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算。2.3制定加工工艺制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和
7、表面质量等技术要求能 得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批大量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用 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，以便使生产成本尽量 下降。加工工艺工序1 :锻件。工序2:车毛坯尺寸至 80 X 075 X 86,且两端面粗糙度达 1.6。工序3 :超声波检查，按 HB/Z76-1983之AA级验收。工序4:粗车零件和试件至图示尺寸，试件车成066 X 0180X 20。工序5:热处理。工序6 :粗车端面至图示尺寸。工序7:夹持零件左端，半精车右端面和轮廓至图示尺寸。工序&夹持零件左端，半精车右端面和轮廓至图示尺寸。工序9:夹持零
8、件下端，铳削零件至图示尺寸。工序10:钳工去除毛刺。工序11:热处理稳定尺寸。工序12:车削零件两端面至图示尺寸。工序13:磨两端面去除余量至图示尺寸。工序14:夹持零件左端精车零件和轮廓至图示尺寸。工序15:夹持零件左端精车零件和轮廓至图示尺寸。工序16:钳工在大端面划线，数控铳找正十字线。工序17:夹持零件下端，铳削零件至图示尺寸。工序18:钳工去毛刺、划 16- 03、4-M6和C-C视图中16- 01、16- 09孔的位置。工序19:加工16- 03、4-M6、和C-C视图中16- 01、16- 09的底孔、倒角为 C0.5.工序20:钳工攻4-M6螺纹、去除所有毛刺。工序21 :夹持
9、零件左端找正基准，车削密封齿至图示尺寸。工序22:夹持零件左端找正基准，磨削零件至图示尺寸。工序23:磁力探伤按 中的的要求验收。工序24:外委，表层 S镀硬铬，镀层厚度仝0.12，允许表面U、V、W、X有铬层。工序25:夹持零件左端找正基准，磨削零件至图示尺寸。工序26:车削抛光表面粗糙度至0.2.工序27:除镀铬面外，其余面镀镍，厚度0.0030.008.工序28:钳工在合适位置震动标记图号及批次号。工序29:终检，开合格证。工序30:入库。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“密封跑道”零件材料为40CrNiMoA，毛坯重量约 5.5kg。生产类型为小批量生产，故可采用模锻 锻造
10、毛坯。查金属机械加工工艺人员手册，可知钢质模锻的公差及机械加工余量按GB/T12362-2003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，先确定如下参数。模锻公差等级。由该零件的功用及技术要求，确定其公差等级为普通等级。锻件质量mf,估算约为5.5kg。 锻件形状复杂系数S1。锻件材质系数为M1.。零件表面粗糙度为 Ra为3.20.8。确定机械加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查金属机械加工工艺人员手册中锻件内外表面加工余量表，查的单边余量在厚度方向为35.5mm，现取5mm。水平方向由于有试件故取余量大一些，单面余量约为 5mm，余量取大一些为了保证加工的精度和表面的粗糙度要
11、求。确定工序尺寸确定圆柱面的尺寸。圆柱面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定个圆柱面的总加工余量即毛坯余量，应将毛坯余量分配给各工序，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差 按加工方法的经济精度确定。该零件圆柱面的各加工余量如下：粗车时加工面仗06.2的单边余量为2mm，轴向单面余量为 2mm，尺寸0 96的单边余量为2mm,轴向单面余量也为 2mm，尺寸06的单边余量为 4mm，轴向余量为 2mm，尺寸19的轴向余量为 3.5mm，尺寸6的轴向余量为4mm，尺寸250的单边余量为4mm，以上粗糙度要求均为 3.2，粗车 端面时尺寸56的轴向单面余量为 0.5mm ,端面粗糙度
12、要求为1.6,尺寸18的轴向单面余量为1.54mm , 表面粗糙度要求为 3.2。半精车加工时加工面 006.2的单边余量为2mm，轴向单面余量为 1.25mm，尺寸096的单边余量为 2mm,轴向单面余量也为 1.25mm，尺寸19的单面余量为 2mm，尺寸56的单面余量为 1.25mm，尺 寸6的单面余量为 2mm，尺寸18的单面余量为 1.265mm,尺寸56的单面余量为 0.5mm，尺寸050 的单边余量为 2mm，单面余量为 0.5mm，尺寸206的单边余量为 2mm，轴向单面余量为 0.5mm, 端面粗糙度要求为1.6，其余面要求不高为 3.2。铳削时尺寸0196的单面余量为3mm
13、 , 8处凸台的余量为2mm，表面粗糙度要求为3.2.精车时尺寸56的单面余量为0.5mm,尺寸19的单面余量为0.25mm，端面具有一定的平面度要求为 0.02。精磨时尺寸56的单面余量为0.5mm，尺寸19的单面余量为0.25mm，精磨至尺寸，两端面具有一定的平行度要求为0.02，两端面具有一定的平面度要求为0.02,表面粗糙度要求为 0.8。精车时尺寸19的单面余量为0.5mm ,尺寸2.4的单面余量为1.2mm ,尺寸096的单边余量为1mm , 各面粗糙度要求为1.6.尺寸6的单面余量为1mm，尺寸3的单面余量为1.5mm，尺寸006的单边余 量为0.8mm,尺寸050的单边余量为1
14、mm，以上各面粗糙度要求为 1.6。精车密封齿时尺寸 54的单面余量为1mm，表面粗糙度要求为 3.2。精磨密封齿时尺寸 06的单边余量为0.2mm，表面粗糙度要求为 1.6。确定毛坯尺寸由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大及最小之分。由于本设计规定的零件为小批量生产，应该采用调整法加工，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。根据确定的毛皮尺寸和加工余量，可绘制毛坯-零件合图，其中，外圆角半径为R6,内圆角半径为R3，内、外模锻斜度分别为7o、50，如图2-1所示。2666技术要求1未注圜
15、甬愛Z軀角为R5.更殽斜度为即4-内模锻斜度和图2-1零件-毛坯合图2.5确定切削用量及基本工时 工序2 :粗车零件毛坯。加工条件工件材料：40CrNiMoA，模锻件。加工要求：粗车毛坯外形尺寸至（268mmJX 182mmX64mm，两端面粗糙度要求达 1.6。机床：CA6140卧式车床。刀具:外圆车刀和镗刀，刀具材料为YT5,刀杆尺寸为16mmX25mm , kr=90o, 丫 r =15o, a a =8o,r E =0.5mm。计算切削用量确定最大加工余量： 已知毛坯长度方向上的加工余量为1mm,考虑7o的模锻起模斜度，毛坯实际的加工余量为6mm，单本工序的加工余量为1mm，所以一次即可车削至尺寸。f =1.0 1.5mm/ r按CA6140车床说明书取f Tmm/r 。计算切削速度：按切削手册查表得，
