机械课程设计油阀座.docx
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机械课程设计油阀座
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工艺设计说明书
一：
零件图工艺性分析
对被加工零件进行工艺分析，
（1）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。
但24.5的孔要要求精度高要精镗，没有退刀槽，应该加上。
由零件图可知，该零件结构简单，但技术要求多，对基准的选择要求高，零件选用材料ZG45，该材料具有较高的强度，韧性和塑性，切屑性能良好，结构工艺性好。
阀门制造工艺有如下特点：
①阀门毛坯的制造工艺及检验工艺比较复杂。
阀门的铸件毛坯是结构叫复杂的薄壁壳体件。
其铸件要求表面光洁、铸字清晰，特别是要有致密的缺陷。
为了满足上述要求，铸造时应采取一系列工艺措施，如选用高耐火度的造型材料并控制型砂水份、造型时应分层打实以保证砂型硬度，采用合理的浇帽口系统及严格控制浇注速度和温度等。
由于技术要求较高，阀门毛坯的铸造工艺远较一般铸件复杂。
此外，阀门毛坯除检查尺寸，位置精度及外观外，有的还有作金相组织、力学性能、耐腐蚀性能及无损探伤等多种检验，故阀门的检验工艺也较复杂。
②机械加工难度大由于阀门材料的各类繁多，除各种铸铁、碳素钢外，其大部分高强、耐腐蚀和高硬材料的切削性能都很差，很难使零件达到规定的加工精度和表面粗糙度。
而阀门密封面的几何型状精度和表面粗糙度的要求很高，因此更增加了阀门机械加工难度。
同时，阀门材料的切削性能差，又给阀门的加工方法、刀具材料、切削用量、工艺装备等方面带来了很多新的问题。
③阀门零件在机床上安装比较困难阀门主要零件的结构、形状比较复杂，有些零件属壁薄、细长件，刚性差。
在机床上加工时，定位和装夹都比较困难，因此往往需要复杂的专用夹具。
有的阀门零件，定位基面的精度较低，表面粗糙度较高，有时甚至采用非加工表面定位。
而被加工密封面等部位的精度和表面粗糙度要求都很高，故得难保证加工质量。
因此，为满足工艺上的需要，往往须提高定位基面的精度和降低表面粗糙度，或在非加工表面上加工出定位基面，这就增加了阀门制造工艺的复杂性。
（2）该零件主要加工表面及技术要求分析：
1，22作为基准孔，而且孔径小，要钻出，同一道工序加工24、63、3、5、2。
同时保证22与3的距离23.5和22与2的距离22，还有保证内孔和外圆同轴。
2，上孔加工保证同轴，而且保证16和右端面的距离22。
上孔的加工基准为右端面。
3，各段孔之间要求相互垂直都是通孔。
零件图
二：
确定毛坯
2.1根据零件材料ZG45确定毛坯为铸件，为了保证孔22的加工质量和便于加工，将整个工件铸成整体毛坯，分型面通过22孔中心线，而且垂直16孔的中心线，铸件进行人工时效后，送机加工车间加工，以免工件切开后发生较大的变形。
2.2铸件尺寸公差：
由于是中批量生产，毛坯制造选方法采用砂型机器型，由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为CT10，选取铸件错箱值为1.0mm。
2.3铸件机械加工余量
对于批量生产的铸件加工余量由工艺人员手册查得选取MA为G级，各表面的总余量见下表1，由工艺人员手册查得铸件主要尺寸见表2。
表1
加工表面
基本尺寸
加工余量等级
加工余量数值
说明
上表面
39.6
G
2+0.4
单侧加工
Φ63
63
H
5+1
轴降1级双侧加工
端面
55
G
3.5+0.5
双侧加工
表2
主要尺寸
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
公差CT
16与右端面尺寸
22
2
24
一般公差-c
63轴
63
4
67
一般公差-c
22与上表面尺寸
39.6
2.4
42
一般公差-c
左端面与右端面尺寸
55
4
59
一般公差-c
零件毛坯合图
三：
工艺规程设计
3.1.定位基准的选择，
（1）精基准的选择：
Φ22为第一个加工孔，已孔为定位基准，故选择其作为加工其它有关表面的统一精基准。
另外右端面也是加工左端面和钻Φ16孔精基准。
（2）粗基准的选择：
粗基准应为一些非加工面，为了保证壁厚均匀及Φ22孔的位置精度，故选Φ30轴面作为粗基准。
3.2.表面加工方法选择：
对于开螺母下座的主要加工表面是导轨面及孔和端面其加工方法如下：
（1）右端面采用粗铣，半精铣。
（2）Φ22孔采用钻孔，粗镗，Φ24孔采用粗镗，半精镗，精镗。
（3）左端面采用粗铣，半精铣，倒角。
（4）上端面及缺口采用粗铣，半精铣。
（5）Φ16钻IT11粗糙度为12.5铰IT9粗糙度为3.2，Φ16.8精镗孔。
（6）Φ2钻Φ3钻IT11粗糙度为2.5
（7）惚平Φ22攻Rc3/4螺孔
3.3.制定工艺路线：
工艺路线的确定，本着先基准后其它，先孔后面，先主要表面后次要表面，和先粗后精的加工原则。
首先以不加工面Φ32面作粗基准来粗加工右端面及Φ63，这样能保证壁厚均匀及Φ22与Φ6.的同轴度，以右端面为基准一侧限制一个移动自由度。
以底面上一支支撑钉配合心轴限制一个转动自由度，来精加工左端面倒角然后钻Φ22孔及攻螺纹，扩孔粗加工Φ24.5及退刀槽。
然后钻Φ2、Φ3、Φ5孔。
再以一长心轴在Φ22孔中定位，。
钻孔Φ2、Φ10.5、Φ16退刀槽及精加工Φ16，然后铣平台，。
3.4.选择加工设备及工艺装备：
由于是中批量生产，故加工设备以通用机床为主，其生产方式以通用机床专用夹具为主，工件在个机床上的装卸及个机床间的传送均由工人完成。
（1）车右端面，考虑到工件的定位加紧方案等问题，选用CA6140车床，端面车刀。
（2）车Φ63、钻Φ22孔，外圆车刀，Φ22麻花钻。
（3）车左端面、倒角、攻螺纹，端面车刀。
（4）铣上端面，升降台式铣床。
（5）钻Φ16孔、Φ16孔、Φ2孔，Φ16麻花钻，用Z518立式钻床，钻模塞规。
。
（6）惚平Φ16平台，用立式升降台铣床。
宗上制定工艺卡如下：
工序号
工序
工序内容
设备
工业装备
10
粗车，半精车
粗车右端面，半精车右端面。
粗车及半精车外圆Φ63
CA6140
三爪自定心卡盘
20
粗车，半精车
粗车，半精车左端面，倒角
CA6140
三爪自定心卡盘
30
钻孔
钻Φ22孔，倒角、攻螺纹
CA6140
三爪自定心卡盘
40
镗孔
扩孔Φ24.5，粗镗退刀槽，精镗孔Φ24.5
CA6140
三爪自定心卡盘
50
钻Φ3，Φ5，Φ2孔
立式钻床
钻模1
60
粗铣，半精铣
粗铣，半精铣上表面
卧式铣床
夹具2
70
钻孔
钻Φ10.5孔,扩Φ16孔，
立式钻床
夹具2钻模
80
铣
铣Φ16孔下端面，铣上端面平台
立式铣床
夹具2
90
镗孔
粗镗孔Φ24（退刀槽）半精镗孔Φ16，钻Φ2孔
卧式镗床
夹具3钻模
100
110
四：
确定工序尺寸
确定工序尺寸的一般方法是：
由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的尺寸按零件图样的要求标注，当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序的加工余量有关，有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。
4.1.工序40设计基准与工序基准不重合，应该算工艺尺寸链，如图：
L1为
L1=L2=由尺寸链公式得：
L3=
本零件其他表面加工余量，工序尺寸及公差表面粗糙度见表
加工表面
工序加工余量
工序尺寸与公差
表面粗糙度
粗
半精
粗
半精
粗
半精
Φ24.5
2.5
1.3
Φ23.7
Φ24.5
6.3
3.2
Φ16
5.5
0.4
Φ15.6
Φ16
12.5
3.2
Φ63
4.5
1.5
Φ64.5
Φ63
12.5
五：
确定第一道工序切屑用量及工时制定
切削用量包括背吃刀量、进给量、和切削速度、确定顺序是先确定、，在确定。
工序10切削用量及基本时间的确定
5.1.切削用量本工序为粗车（车端面、外圆）。
已知加工材料为45钢，=670MPa铸件，机床为CA6140型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘上
1.确定粗车外圆的切削用量。
所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。
根据表5-112，选刀杆尺寸BH=刀片厚度为4mm。
根据表5-113，选择车刀几何形状为卷削槽倒棱型前刀面前角=、后角=6主偏角=90副偏角=10刃倾角=0、刀尖圆弧半径=0.8mm
2.确定背吃刀量粗车双边余量为4.5mm，显然为单边余量=2.25mm
3.确定进给量根据表5-114，在粗车钢料、刀杆尺寸为、3mm工件直径为100~400mm时，=0.6~1.2mm/r按CA6140车床的进给量，选择=0.65mm/r、
确定的进给量上需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验
根据表5-55，车床进给机构容许的进给力=3530N
根据表5-123，当钢料=570~670MPa、3mm、0.75mm/r、=45、=45.6m/min时进给力=760N
的修正系数为=1.0故实际进给力为=889.2N
所选的进给量=0.65mm/r可用。
4.选择车刀磨钝标准及耐用度根据表5-119，车刀后刀慢最大磨损量取为1mm，开转位车刀耐用度T=30min。
5.确定切削速度根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀加工=600~700MPa钢料、3mm、
0.75mm/r时，切削速度=109m/min
切削速度的修正系数各为0.8，0.65，0.81，1.15，1.0故
=52.8m/min
n==138.9r/min
按CA6140车床的转速，选择=120r/min=2r/s，则实际切削速度=45.6m/min
最后确定的切削用量为=2.25mm、=0.65mm/r、=120r/min、=45.6m/min
同样确定精车63的切削用量=0.75mm、=1.3mm/r、=120r/min、=45.6m/min
同样确定粗车右端面的切削用量=1.25mm、=0.65mm/r、=120r/min、=45.6m/min
同样确定精车右端面的切削用量=0.75mm、=1.3mm/r、=120r/min、=45.6m/min
5.2.基本时间
T1=7sT2=4sT3=25sT4=13s
该工序所有时间T=49s
5.3.其他工序的切削用量和时间见工序卡
六：
机床夹具设计
经过与老师协商，决定设计第70道工序的工装夹具，在给定的零件中，对本序价格的主要要求考虑尺寸22，由于公差要求较低，因此本步的重点应在加紧的方便与快速性上。
6.1.定位基准的选择
出于定位简单和快速的考虑，选择孔φ24.5mm和端面为基准定位，侧面加定位销辅助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。
6.2.切削力和卡紧力计算
本步加工按钻削估算卡紧力，实际效果可以保证可靠的卡紧。
钻削轴向力：
扭矩
卡紧力为
取系数S1=1.5S2=S3=S4=1.1
则实际卡紧力为F’=S1×S2×S3×S4×F=16.77N
使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。
6.3.定位误差分析
本工序采用孔φ24.5和端面为基准定位，使加工基准和设计基准统一，能很好的保证定位的精度。
6.4.夹具设计及操作的简要说明
夹具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。
为了提高生产力，使用螺纹卡紧机构
本次设计中还按老师的要求画出了夹具体的零件图，具体结构可参见
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