阀盖零件的机械加工工艺规程及夹具设计.doc

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辽宁工程技术大学

课 程 设 计

题 目：阀盖零件的机械加工工艺规程及4-Φ14H8工艺装备设计

班　　级：
姓　　名：
指导教师：
完成日期：

-可编辑修改-
一、设计题目　　
设计阀盖零件的机械加工工艺规程及4-Φ14H8工艺装备
二、原始材料
设计的要求包括如下几个部分：
1．绘制零件图。 1张
2. 绘制零件毛坯图。 1张
3．编制零件的机械加工工艺卡片。 1套
4．绘制夹具装配图（A0或A1） 1张
5．编写设计说明书（约5000——8000字）。 1份
说明书主要包括以下内容（章节）
（1）．目录
（2）．摘要（中外文对照的，各占一页）
（3）．零件工艺性分析
（4）．机械加工工艺规程设计
（5）．指定工序的专用机床夹具设计
（6）．方案综合评价与结论
（7）．体会与展望
（8）．参考文献
列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10条以上)
三、上交材料
1.零件图 1张
2.毛坯图 1张
3.机械加工工艺过程卡片 1张
4.零件的机械加工工艺卡片 1张
5.夹具装配图
6.夹具零件图 1张
7.设计说明书 1份
五、指导教师评语

谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载说明书，我这里还有一个压缩包，里面有相应的word说明书（加工工艺卡片和加工工艺过程卡片各一张）和CAD图纸。需要压缩包的朋友请联系QQ客服：1459919609。下载后我可以将压缩包免费送给你。需要其他设计题目直接联系！！！

成 绩：
指导教师　　　　　　　

日　　期　　　　　　　

摘　要
设计“阀盖”零件的机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出调速杠杆零件图、毛坯图、夹具装配图，填写工艺卡片，编制课程设计说明书。
通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合， 锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从而打下了良好的基础。
本设计可以提高生产的效率，提高公司利润。可以更精确的加工零件，也方便了操作者。

Abstract
Design: Design "valve cover" of mechanical parts and order processing technology and equipment, and spare parts to map out plans speed lever, rough maps, fixture assembly plans to fill in the card technology, the preparation of curriculum design specification.
Design significance: the adoption of the curriculum design, the theory and practice of production, tempered their own analysis of issues, problem-solving skills, I am in the process of analyzing and solving independent parts Machinery Manufacturing Technology, a machine tool design Fixture for the typical process equipment, and improve the structure of design capability for future graduates to design their own future and will be engaged in the work of a adaptability training, thus laying a good foundation.

目 录
序言……………………………………………………………1
1.零件的工艺分析及生产类型的确定…………………… 2
1.1零件的工艺分析…………………………………………2
2.零件的生产类型 ………………………………………… 2
二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 ………………2
1.选择毛坯 ………………………………………………… 2
2.确定机械加工余量 ……………………………………… 3
3.确定毛坯尺寸 …………………………………………… 3
4.设计毛坯 ………………………………………………… 3
三、选择加工方法，制定工艺路线………………………… 3
1.定位基准的选择……………………………………………3
2.零件表面加工方法的选择…………………………………4
3.制定工艺路线………………………………………………4
四、工序设计……………………………………………………5
1.选择加工设备与工艺装备…………………………………5
2.确定工序尺寸（工序Ⅸ）…………………………………5
五、确定切削用量及基本时间（工序Ⅸ）……………………6
1.切削用量的计算……………………………………………6
2.基本时间tm的计算…………………………………………6
六、夹具设计……………………………………………………7
1.定位方案……………………………………………………7
2.夹紧机构……………………………………………………7
3.导向装置……………………………………………………7
4.夹具与机床连接元件………………………………………8
5.夹具体………………………………………………………8
七、设计体会……………………………………………………8
参考文献………………………………………………………9

序言
机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术机车和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。

一、零件的工艺分析及生产类型的确定
1.零件的工艺分析
通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。以下是阀盖需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
1.左右端面粗糙度为25，孔φ35，粗糙度为12.5，此孔为加工其他孔的基准。孔φ35内表面，粗糙度为12.5，孔φ20，粗糙度为25。
2.φ41外圆面，粗糙度为25；φ50外圆，粗糙度为12.5，；φ50外圆右端面，粗糙度为12.5；φ53外圆右端面，粗糙度为25；φ53外圆，粗糙度为25；φ53外圆左端面，粗糙度为25
3.孔φ14H8，粗糙度为12.5；
根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的孔，上述各孔的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。
2.零件的生产类型
零件的生产纲领：属中批量生产。

二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
1.选择毛坯
该零件材料为铸钢，零件结构比较简单，生产类型为中批生产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作可靠，故采用模锻成形。这从提高生产效率保证加工精度上考虑也是应该的。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。

2.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2-28表得。
锻件孔的精铰：0.05mm.粗铰：0.95mm.钻：0.94mm.
3.确定毛坯尺寸
毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可。 4.设计毛坯
（1）确定圆角半径
查表得：
外圆角半径 r=2.5mm
内圆角半径 R=8mm
（2）确定模锻斜度
查表得：
模锻斜度为：5°～10°。

三、选择加工方法，制定工艺路线
1.定位基准的选择
粗基准的选择：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。现以零件的侧面为主要的定位粗基准。
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，选择以圆柱体的Φ12H7孔为精基准。
2.零件表面加工方法的选择
（1）左右端面 为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra25，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，需进行粗铣
（2）Φ35孔 公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra12.5，需进行钻和粗铰。
（3）Φ35内表面 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，表面粗糙度为Ra12.5，用平面锪钻。
（4）Φ20孔 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，表面粗糙度为Ra25，需进行钻。
（5）φ41外圆面 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，表面粗糙度为Ra25，粗车即可。
（6）φ50外圆右端面，为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，粗糙度为12.5，对φ35H11孔的垂直度为0.05，采用粗车 半精车
（7）φ50外圆， 公差等级为IT11，粗糙度为12.5，采用粗车 半精车。
（8）φ53外圆右端面 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，粗糙度为25，粗车即可。
（9）φ53外圆 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，粗糙度为25，粗车即可。
（10）φ53外圆左端面 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，粗糙度为25，粗车即可。
（11）M36外螺纹 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，采用粗车。
（12）φ28.5孔 公差等级为IT8，粗糙度为12.5，采用钻，铰。
（13）φ28.5孔右端面 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，粗糙度为12.5，用平面锪钻
（14）倒角 粗糙度为25，粗车即可。
（15）4-φ14孔 为未注公差尺寸，根据GB 1800-79规定起公差等级按IT13，表面粗糙度为Ra12.5，需进行钻
3.制定工艺路线
工序Ⅰ：粗铣左右两水平端面。
工序Ⅱ：钻、粗铰Φ35的孔。
工序Ⅲ：锪钻鍃平Φ35内表面。
工序Ⅳ：钻Φ20的孔。
工序Ⅴ：粗车φ41外圆面。
工序Ⅵ：粗车、半精车φ50外圆右端面。
工序Ⅶ：粗车、半精车φ50外圆。
工序Ⅷ：粗车φ53外圆右端面
工序Ⅸ：粗车φ53外圆。
工序Ⅹ：粗车φ53外圆左端面。
工序Ⅺ：粗车M36外螺纹
工序Ⅻ：车倒角。。
工序XIII：钻、粗铰、精铰φ28.5的孔。
工序XIV：锪钻鍃平φ28.5孔右端面
工序XV：钻4-φ14孔。
工序XVI：清洗。工序XVII:终检。
四、工序设计
1.选择加工设备与工艺装备

2.确定工序尺寸
由表可查得，Φ14mm的孔粗铰余量Z粗铰=0.95mm；钻孔余量Z钻=13.0mm。查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，粗铰：IT10钻：IT12；根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，粗铰：0.070mm;钻：0.180mm。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，粗铰：Φ13.95+0.0700 mm钻孔：Φ13.0+0.1800mm.
工序号
设备
工 艺 装 备
工序Ⅰ
X62卧式铣床
铣刀、游标卡尺、专用夹具
工序Ⅱ
组合钻床
麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具
工序Ⅲ
组合钻床
锪钻、游标卡尺、专用夹具
工序Ⅳ
组合钻床
麻花钻、内径千分尺、专用夹具
工序Ⅴ
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘
工序Ⅵ
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘
工序Ⅶ
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘
工序Ⅷ
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘
工序Ⅸ
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘
工序Ⅹ
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘
工序Ⅺ
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘
工序Ⅻ
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘
工序XIII
组合钻床
麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具
工序XIV
组合钻床
锪钻、游标卡尺、专用夹具
工序XV
组合钻床
麻花钻、内径千分尺、专用夹具
工序XVI
清洗机

工序XVII

塞规、百分表、卡尺等

五、确定切削用量及基本时间
1.切削用量的计算
（1）钻孔工步
①被吃刀量的确定 取ap=13.0mm。
②进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。
③切削速度的计算 由表5-22，按工件材料为45钢的条件选取，切削速度v可取为22m/min。由公式n=1000v/Πd可求得该工序钻头转速n=538.95r/min,参照表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=545r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nΠd/1000=22.2m/min.
(2)粗铰工步
①被吃刀量的确定 取ap=0.95mm。
②进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.45mm/r。
③切削速度的计算 由表5-31，切削速度v可取为4m/min。由公式n=1000v/Πd可求得该工序铰刀转速n=150.85 r/min,参照表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=195 r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nΠd/1000=8.5m/min.

2.基本时间tm的计算
（1）钻孔工步 根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l=12mm;l2=1mm;l1=(D/2)×cotkr+(1～2)=（13mm/2）×cot54°+1mm=5.7mm;f= 0.3mm/r;n= 545r/min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(12mm+1mm+5.7mm)/(0.3mm/r×545r/min)=0.114min=6.86s。
（2） 粗铰工步 根据表5-41，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得该工序的基本时间。l1、l2由表5-42按kr=15°、ap=(D-d)/2=(13.95mm-13mm)/2=0.475mm的条件查得l1=2.8mm；l2=3mm；而l=12mm；f=0.45mm/r; n=195r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=（12mm+2.8mm+3mm）/（0.45mm/r×195r/min）=0.203min=12.2s。

六、夹具设计
1.定位方案
工件以一端面和Φ20孔为定位基准，采用平面和定位销组合定位方案，在定位平面及定位销的圆柱面上定位，其中平面限制3个自由度、短圆柱销限制2个自由度，共限制了五个自由度。由于加工的孔是与20共轴线的，所以绕Z轴的旋转不需要限制。
2.夹紧机构
根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用弹簧压板夹紧机构，通过拧螺母实现对工件的上表面夹紧。压板夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。由于夹紧力与钻孔时产生的力方向相同，所以可免去夹紧力的计算。
3.导向装置
采用可换钻套作为导向装置，选用JB/T 8045.3-1999。钻套高度H=20mm，排削间隙h=5mm.
4.夹具与机床连接元件
在夹具体上设计座耳，用T形螺栓固定。
5.夹具体
见夹具体零件图。

七、设计体会
在这次设计中，我明确设计目的.综合应用了所学专业知识,培养了自主动手能力.将理论与实际结合起来.在设计过程中,我遇到了很多的困难,出现过很多的错误,但是这并不影响我学习知识的积极性,我懂的设计人员的艰辛,也对他们的付出表示敬意.经过这次课程设计,我有了更充分的自信.我相信一切困难都会有解决的办法.同时通过这次设计为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。

参考文献
[1]哈尔滨工业大学 .《机床夹具设计》.上海科学技术出版社 .1990。
[2]顾崇衡 .《机械制造工艺学》.陕西科学出版社.1995。
[3]邹青 .《机械制造技术基础课程设计指导教程》 . 机械工业出版社，200.8。
[4]崇凯 .《机械制造技术基础课程设计指南》.化学工业出版社 .2006.12。
[5]周开勤 .《机械零件手册》.高等教育出版社 .1994。
[6]大连组合机床研究所 .《组合机床设计》.机械工业出版社 .1978。
[7]李云..《机械制造及设备指导手册》.北京:机械工业出版社 .1997.8。
[8]孟少农..《机械加工工艺手册》.北京:机械工业出版社.1991.9。
[9]李庆寿.《机床夹具设计》.北京：机械工业出版社 .1984。
[10]于骏一 .《机械制造技术基础》.北京：机械工业出版社.2000。
[11]薛源顺..《机床卡具设计》.北京：机械工业出版社.2000。
[12]赵家奇 .《机械制造工艺学课程设计指导书—2版》.北京:机械工业出版社.2000.10。
[13]陶崇德.葛鸿翰 .《机床夹具设计.第二版》.上海：上海科技技术出版社 .1989。

辽宁工程技术大学机械工程学院
机械05-6
机械加工工序卡片
工 序 名 称
钻 铰 精铰
工序 号
XIV

零件数量
1
零件号

零件名称
阀盖
材 料
毛 坯
牌号
硬度
形 式
重 量
45钢

铸 件

设 备
夹 具
工序工时(min)
名称
型号
专用 夹 具
准终
单件
组合钻床

工步
工 步 内 容
工艺装备
走刀次数
切削深度mm
进给量mm/r
主轴转速r/min
切削速
度m/s
工步工时min
1
钻孔至Φ13mm。
莫氏锥柄麻花钻、游标卡尺
1
13
0.3
545
0.37
0.11
2
粗铰孔至Φ13.95mm。
锥柄机用铰刀、内径千分尺
1
0.95
0.45
195
0.14
0.21
设计者：
指导老师

共1页
第1页

机械05-6
机械加工工艺过程卡片
产品型号

零件图号

姓名：孙埴
产品名称

零件名称
阀盖
共
1
页
第
1
页
材 料 牌 号
45钢
毛 坯 种 类
铸件
毛坯外形尺寸

每毛坯件数
1
每 台 件 数
1
备 注

工
序
号

工 序 内 容
设 备
工 艺 装 备
工 时
Ⅰ
粗铣左右两水平端面。
X62卧式铣床
铣刀、游标卡尺、专用夹具

Ⅱ
钻、粗铰Φ35的孔。
组合钻床床
麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具

Ⅲ
锪钻鍃平Φ35内表面。
组合钻床
平面锪钻、游标卡尺、专用夹具

Ⅳ
钻Φ20的孔。
组合钻床
麻花钻、内径千分尺、专用夹具

Ⅴ
粗车φ41外圆面。
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘

Ⅵ
粗车、半精车φ50外圆右端面。
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘

Ⅶ
粗车、半精车φ50外圆
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘

Ⅷ
粗车φ53外圆右端面。
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘

Ⅸ
粗车φ53外圆。
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘

Ⅹ
粗车φ53外圆左端面。
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘

Ⅺ
粗车M36外螺纹。
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘

Ⅻ
车倒角。
CA6140卧式车床
车刀、游标卡尺、三角卡盘

XIII
钻、粗铰、精铰φ28.5的孔
组合钻床
麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具

XIV
锪钻鍃平φ28.5孔右端面。
组合钻床
锪钻、游标卡尺、专用夹具

XV
钻4-φ14孔。
组合钻床
麻花钻、内径千分尺、专用夹具

XVI
清洗。
清洗机

XVII
终检。

塞规、百分表、卡尺等

附件图纸

零件图

毛坯图

夹具体零件图

夹具装配图

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