设计kcsj-08阀体的机械加工工艺规程及工艺装备

西南大学工程技术学院课程设计（论文）机械制造基础课程设计(论文)题目:设计kcsj-08阀体的机械加工工艺规程及工艺装备学生姓名专业机械设计制造及其自动化学号班级指导教师成绩2010年12月西南大学工程技术学院课程设计（论文）目录1前言…………………………………………………………………………2课程设计目的………………………………………………………………3阀体的工艺分析……………………………………………………………3.1阀体的结构及工艺性分析……………………………………………3.2阀体的加工技术要求分析……………………………………………4阀体毛胚的选择……………………………………………………………5拟定阀体的加工工艺路线…………………………………………………5.1基准的选择………………………………………………………………5.2加工方案的确定…………………………………………………………5.3拟定加工工艺路线…………………………………………………………5.4确定各工序加工余量、毛胚尺寸、公差……………………………………5.5选择机床及刀具…………………………………………………………5.5切削用量的确定和时间定额………………………………………………6夹具设计……………………………………………………………………6.1确定设计方案……………………………………………………………6.2定位误差的分析与夹紧力计算…………………………………………7课程设计心得体会……………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………设计阀体的机械加工工艺规程及工艺装备西南大学工程技术学院，重庆400716西南大学工程技术学院课程设计（论文）1引言机械制造技术基础是机械类专业的一门主干专业基础课，内容覆盖金属切削原理和刀具、机械加工方法及设备、互换性与测量技术、机械制造工艺学及工艺装备等，因而也是一门实践性和综合性很强的课程，必须通过实践性教学环节才能使学生对该课程的基础理论有更深刻的理解，也只有通过实践才能培养学生理论联系实际的能力和独立工作能力。因此，机械制造技术基础课程设计应运而生，也成为机械类专业的一门重要实践课程。2课程设计的目的机械制造技术基础课程设计旨在继承材料成形技术基础课程设计的基础上，让学生完成一次机械零件的机械加工工艺规程和典型夹具设计的锻炼，其目的如下。（1）在结束了机械制造基础等前期课程的学习后，通过本次设计使学生所学到的知识得到巩固和加深。培养学生全面综合地应用所学知识去分析和解决机械制造中的问题的能力。（2）通过设计提高学生的自学能力，使学生熟悉机械制造中的有关手册、图表和技术资料，特别是熟悉机械加工工艺规程设计和夹具设计方面的资料，并学会结合生产实际正确使用这些资料。（3）通过设计使学生树立正确的设计理念，懂得合理的设计应该是技术上先进的，经济上合理的，并且在生产实践中是可行的。（4）通过编写设计说明书，提高学生的技术文件整理、写作及组织编排能力，为学生将来撰写专业技术及科研论文打下基础。3阀体的工艺分析3.1阀体的结构及工艺性分析阀体零件图如下：西南大学工程技术学院课程设计（论文）图3-1由零件图分析知，该零件为阀体类零件。其主要加要素为面和孔，加工要求较高。3.2阀体的加工技术要求分析该阀体零件的主要加工技术要求如下1．面A粗糙度要求Ra6.3；2．面B粗糙度要求Ra6.3；3．面C粗糙度要求Ra6.3；4．面D粗糙度要求Ra6.3，相对于底面A垂直度公差要求0.06；5．孔Eφ28的精度等级为H7，粗糙度要求Ra3.2，φ35粗糙度要求为Ra12.5；6.孔Fφ22的精度等级为H8，粗糙度要求Ra3.2，φ32粗糙度要求Ra3.2，孔中心西南大学工程技术学院课程设计（论文）线与底面A尺寸公差为±0.01，与面D垂直度公差要求为0.06；7.孔E孔与孔F中心线尺寸偏差±0.02；8.面B加工两个螺纹孔G，中心距尺寸偏差±0.02；9.面C加工四个螺纹孔H，无尺寸、位置公差要求；各表面的精度要求和表面粗糙度要求可以通过机械加工的方法来获得。初步确定平面采用铣床加工，孔采用镗床加工，螺纹空采用钻床，攻丝的方法加工。阀体的材料为灰铸铁，为了改善灰铸铁的加工工艺性，可在进行机械加工前，进行退火处理，用以改善灰铸铁的切削性能。4毛胚的选择零件形状较复杂，生产规模为中批生产或大批生产，毛胚材料为HT250,因此，选择毛胚制造方式为机械造型砂型铸造，金属模，由机械加工工艺手册查得：毛胚公差等级为CT10级，加工余量等级为6级。5拟定阀体的加工工艺路线5.1基准的选择一般情况下，平面的面积较大，作为精基面定位时稳定、可靠、定位精度也较高，且孔加工及其位置的确定都较平面的加工难度要大，所以，一般情况下是，现以孔作为粗基准加工平面，再以平面作为精基准加工孔。由零件图分析，选择面A作为精基准，选择孔F作为粗基准。5.2加工方案的确定由阀体零件的各加工要素的技术要求分析，初步确定，面A、B、C、D可以通过粗铣、半精铣就可以达到加工技术要求；孔E、F可以通过粗镗、半粗镗、精镗就可以达到加工技术要求；B、C两面的螺纹可以通过钻孔、攻丝的方法达到加工技术要求。5.3拟定加工工艺路线工序安排一般遵循以下原则：1.基准先行。2.先主后次。3.现粗后精。西南大学工程技术学院课程设计（论文）4.先面后孔。在机械加工前，进行退火处理。综上，确定阀体的加工工艺路线如下：工序名称工序内容基准设备夹具工序1铸造工序2粗铣A面B面铣床专用夹具工序3粗铣B面A面铣床专用夹具工序4半精铣A面B面铣床专用夹具工序5半精铣B面A面铣床专用夹具工序6粗铣C面B面铣床专用夹具工序7半精铣C面B面铣床专用夹具工序8粗铣D面B面铣床专用夹具工序9半精铣D面B面铣床专用夹具工序10粗镗Φ32B面镗床专用夹具工序11半精镗Φ32B面镗床专用夹具工序12粗镗Φ22B面镗床专用夹具工序13半精镗Φ22B面镗床专用夹具工序14粗镗Φ36B面和孔F镗床专用夹具工序15粗镗Φ28B面和孔F镗床专用夹具工序16半精镗Φ28B面和孔F镗床专用夹具工序17粗镗Φ35B面和孔F镗床专用夹具工序18钻孔G孔E和孔F钻床专用夹具工序19钻孔HB面和孔F钻床专用夹具工序20加工A面螺纹B面和孔F钳工台专用夹具工序21加工C面螺纹B面和孔F钳工台专用夹具工序22去毛刺钳工台专用夹具工序23终检钳工台专用夹具5.4确定各工序加工余量、毛坯尺寸、公差阀体零件的毛胚制造方式为机械造型砂型铸造，金属模，由机械加工工艺手册查得：毛胚公差等级为CT10级，加工余量等级为6级。现确定各工序加工余量、毛坯尺寸、公差如下：名称加工余量基本尺寸加工经济精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精铣B面0.52410240-0.084Ra12.5西南大学工程技术学院课程设计（论文）粗铣B面224.51224.50-0.21Ra6.3毛胚尺寸26.526.5±1.3名称加工余量基本尺寸加工经济精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精铣C面0.528.51028.50-0.084Ra12.5粗铣C面32912290-0.21Ra6.3毛胚尺寸3232±1.3名称加工余量基本尺寸加工经济精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精铣D面0.528.51028.50-0.084Ra12.5粗铣D面32912290-0.21Ra6.3毛胚尺寸3232±1.3名称加工余量基本尺寸加工经济精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精铣A面17210720-0.12Ra12.5粗铣A面3.57312730-0.3Ra6.3毛胚尺寸76.576.5±1.1.6工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精镗φ221.1228220.033ORa3.2粗镗φ223.420.91220.90.210Ra12.5毛胚孔17.517.5±1.2工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精镗φ321.3328320.039ORa3.2粗镗φ3213.230.71230.70.25ORa12.5毛胚孔1717±1.2工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度半精镗φ281.1287280.021ORa3.2粗镗φ283.426.91226.90.210Ra12.5毛胚孔φ2823.523.5±1.2工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度粗镗φ36193612360.250Ra3.2毛胚孔φ361717±1.2Ra6.3工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度粗镗φ3511.53512350.250Ra12.5西南大学工程技术学院课程设计（论文）毛胚孔23.523±1.25.5选择机床及刀具根据阀体零件的技术要求，及工艺路线的设计，在保证满足技术要求的前提下，选择机床及刀具型号如下：机床类别型号刀具及参数铣床X5020A高速钢镶齿圆柱铣刀镗床T618钻床Z5125A麻花钻5.5切削用量的确定和时间定额粗铣B面的切削用量的确定：已选用铣刀类型为高速钢镶齿圆柱铣刀，毛胚加工余量为h=2mm，由资料查得当切削宽度ae5mm，aP70mm时，铣刀直径取d0为80mm，由于选用标准镶齿圆柱铣刀，故齿数选择z=8,铣刀几何形状：。由于加工余量不大，可在一次走刀内切完，取ae=h=2mm。12,100onr根据铣床X6120功率3kW，中等系统刚度，根据资料查得，fz=0.18。根据刀具磨钝标准及刀具寿命，取铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.65mm，刀具寿命T为180min。由资料确定：当d0=80mm，z=8，aP=41~130mm，ae=3mm，fz0.24mm/z时，vt=22m/min，n=70r/min，vft=86mm/min。各修正系数为kmv=kmn=0.85，ksv=ksn=0.8。可求得：vc=vtkv=n=ntkn=vf=vftkv=根据铣床6120使用说明书，得nc=50vfc=60。因此，实际切削速度和没齿进给量为vc=12.56西南大学工程技术学院课程设计（论文）fzc=mm/z.检验机床功率，当fz=0.14~0.22时mm/z时，aP70mm，ae2mm，，vf60mm/min时，Pct=1.1kW,切削功率的修正系数，kMPe=1，故实际的切削功率为Pcc=Pct=1.1kW根据XA6120型铣床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm3kW,因Pcc,Pcm,故所决定的切削用量可以采用,即：ae=2mm，vfc=60mm/min，n=50r/min，vc=12.56m/min，fz=0.15mm/min。计算基本工时tm=式中，L=l+y+，l=83.5mm，查资料得，y+=15mm，骨可求得，tm=。钻A面和H面孔，阀体零件为HT250，HBSb195，分析零件的工艺要求可知，需加工的空的尺寸与数量为：孔径61d（4个），82d（2个）。选择高速钢麻花钻头，其直径为mmmmd8/60，钻头几何形状为150~902o，取为o120。55~45oo，取o50oo15~70，取o11，32~24o，取o28，o160，刀具为标准刀具。2．选择切削用量(1)决定进给量f由于内孔无粗糙度要求，起粗加工为1213级精度，铸铁强度为195HBS,rmmfmmd/44.0~36.0,80由于,2815dL故不乘孔深修正系数vfk。(2)按钻头强度决定进给量，查资料的，当HBSb195，钻头强度允许的进给量f=0.72mm/r(3)按机床进给机构强度决定进给量，查资料得：进给量为1.6mm/r，机床允许的轴向力为8830，故可选f=0.360.44mm/r，取f=0.36mm/r查表2.19，可查出钻孔时的轴向力，当f=0.36mm/r，轴向力为2500N，轴向力修正西南大学工程技术学院课程设计（论文）系数1