密封件定位套零件的机械加工工艺规程及工序的设计

机械制造工艺课程设计 课程设计说明书 专业：机械制造与自动化 学号： 姓名： 目 录设计任务书 .3序言 .41、 零件的分析 .52、 工艺规程设计 .7（一）确定毛坯的制造形式 .7（二）基面的选择 .7（三）制定工艺路线 .8（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .10（五）确定切削用量及基本工时 .133、 总结 .23参考文献 .24设计任务书题目：设计“密封件定位套”零件的机械加工工艺规程及工序的设计计算设计内容： 1、产品零件图 1张； 2、产品毛坯图 1张； 3、机械加工工艺过程卡片 1份； 4、机械加工工序卡片 1张（一道工序）； 5、课程设计说明书 1份（3千字，A4）； 6、装袋（桂林航院课程设计专用袋、不用档案袋）设计时间：两周序 言 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接,也是一次理论联系实际的训练。因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。一、零件的分析（1） 零件的作用 题目所给定的零件是密封件定位套，其构造成在打开位置和关闭位置之间有选择地定向一密封件。该组件包括一膨胀器结构，通过转动或其它方式移动到与密封结构的预定部分强制接合和脱开这样的强制接合，该膨胀器结构可设置在一密封件打开或密封件关闭定向。当密封件定位组件用于实施腹腔镜或类似手术中的套管针组件时，密封件打开定向设置密封结构脱开与通过其间的器械的接合，并可便于充入的气体从充气的体腔内快速地排出。一偏置组件可连接到密封结构，以在器械不设置在密封结构内的情形下，偏置密封结构到一通常的关闭位置。构造来打开和关闭一密封结构的密封件定位组件，所述密封件定位组件包括： a）一包括一膨胀器结构的定位装置，膨胀器结构设置成与密封结构保持连通的关系。 b）通过所述膨胀器结构和密封结构之间的相对运动，所述膨胀器结构设置在一密封件打开定向和一密封件关闭定向。 c）所述密封件打开定向至少部分地由所述膨胀器结构与密封结构的预定部分的强制接合形成。（2） 零件的工艺分析 1）定位套孔壁较薄，在各道工序加工时应注意选用合理的夹紧力，以防工件变形。 2）定位套内、外圆有同轴度要求，为保证加工精度，工艺安排应粗、精加工分开。 3）在精磨130mm时，同时靠磨136mm右端面，以保证130mm右端面对其轴心线的垂直度公差0.03mm。(这种方法工厂俗称“工艺保证”)。 4）165mm、180mm中心线对130mm基准孔中心线的同轴度误差的检测方法，采用1:3000锥度心轴。先将工件装在锥度心轴上，再将心轴装在偏摆仪，将百分表触头与工件外圆最高点接触，然后转动锥度定位心轴，百分表跳动值为同轴度误差。 5) 该密封件定位套因为是铸件，采用先铸造出中心孔，以减少金工工作量。6) 定位套螺纹孔宽，大径、小 径尺寸及等分精度的检查，采用符合量规进行检查。二、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式毛坯成形方法选择的合理与否直接影响到零件的质量、使用性能、成本和生产率；而零件的材料选定以后，其毛坯成形方法也大致确定了。机械零件毛坯选择的原则是既满足零件的使用要求，又使零件在制造过程中具有良好的工艺性和经济性，以利于降低成本和提高生产率。零件材料为HT200。已知密封件定位套零件的生产类型为大批量生产，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件有多个通孔，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。1） 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。对本零件而言，则应以130mm的孔为主要的定位粗基准。2） 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。对本零件而言，165mm孔与130mm的孔、180mm的孔与130mm的孔同轴度误差为0.025mm，则应以130mm中心孔为精基准。（三）制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能达到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的情况下,可以考虑采用万能性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，以便降低生产成本。1.工艺路线方案一： 工序1：车左端面，车内径130孔深195mm工序2：深195mm处车内槽136mm4mm工序3：130孔、260外圆倒角145 工序4：车右端面到220mm，车法兰盘至壁厚20mm。车外圆至180mm，车内孔至90mm。工序5：车左边环槽。工序6：车外圆至165mm，车右边环槽至图样尺寸。工序7：车外圆至160mm至如图尺寸。工序8：165孔、90外圆倒角145 工序9：检验2.工艺路线方案二： 工序1：车左端面，车内径130孔深195mm工序2：在深195mm处车内槽136mm4mm工序3：130孔、260外圆倒角145 工序4：车右端面到220mm，车法兰盘至壁厚20mm。车外圆至180mm，车内孔至90mm，车外圆至160mm、165mm至图样尺寸。工序5：车所有外圆环槽。工序6：车外圆至165mm，车右边环槽至图样尺寸。工序7：车外圆至160mm至如图尺寸。工序8：165孔、90外圆倒角145工序9：检验3.工艺方案的比较与分析 上述两种方案均无原则性错误，但方案一工序太分散不利于提高加工精度及生产率，方案二比方案一工序集中减少了装夹次数有利于提高加工精度及生产率，考虑到便于装夹和提高加工精度及生产率，所以确定方案为：工序1：夹工件左端外圆，照顾铸件壁厚均匀，车内径各部尺寸，留加工余量5mm，车右端面，保证工件总长为226mm，法兰盘壁厚23mm，其余各部留余量5mm工序2：倒头，以内径定位装夹工件，法兰盘外圆找正，车外圆各部，留加工余量5mm工序3： 夹工件右端外圆，车内径至尺寸130mm，深195mm处车内槽136mm4mm，车外端面，保证工件总长222mm，车260mm法兰盘厚度22mm工序4：倒头，以内径定位装夹工件，精车右端外圆各部尺寸，留磨量0.8mm（注160mm不留加工余量），车端面保证工件总长220mm，车内径90mm至尺寸90mm，切各环槽至图样尺寸。工序5：夹工件右端外圆，内径找正，粗、粗磨内径至图样尺寸130mm，靠磨136mm端面，磨90mm工序6：以内径定位装夹工件，磨165mm外圆，磨180mm外圆至图样尺寸工序7：划175mm中心圆上3M8孔线，划222mm中心圆上313mm孔线工序8：钻313mm孔，钻3M8底孔6.7mm、攻螺纹M8、深15mm 工序9：桉图样检查各部尺寸和精度（四）机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的确定“密封件定位套”零件材料为HT200，硬度为HB180HB210。生产类型为大批量生产可使用铸造模铸造毛坯。根据以上原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下。1.外圆表面（180mm、160mm、165mm以及260mm）其加工长度为227mm，与其连接的法兰盘外圆表面直径为260mm。表面粗糙度值要求为0.8,要求精加工，此时直径余量2Z=7mm已能满足加工要求。2.外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差两端面的精度等级为IT10，所以，长度方向的加工余量为2mm。3.内孔（I、90mm，、130mm）零件内孔尺寸较大， 故毛坯为空心。内孔：镗孔：85mm 镗孔：88mm 2Z=3mm 扩孔：89.7mm 2Z=1.7mm 精镗：89.9mm 2Z=0.2mm 细镗：90mm 2Z=0.1mm内孔：镗孔：100mm 镗孔：128mm 2Z=28mm 扩孔：129.7mm 2Z=1.7mm 精镗：129.9mm 2Z=0.2mm 细镗：130mm 2Z=0.1mm4.内槽（1364） 粗车： 133mm 2Z=3mm半粗车： 135mm 2Z=2mm 半精车： 135.8mm 2Z=0.8mm精车： 135.90mm 2Z=0.1mm精车： 136mm 2Z=0.1mm5. 法兰盘（260mm-T20mm） 法兰盘的长度为20mm，要求留加工余量为7mm，故采用切削加工。 法兰盘的加工余量分配： 粗车： 24mm 粗车： 22mm 半精车： 20.4mm 精车： 20.7mm 精车： 20mm6.环槽（、4x174mm，、4x159mm）环槽：粗车 ： 173mm 半精车：173.6mm 精车： 174mm环槽：粗车： 162mm 半粗车： 160mm 半精车： 159.6mm 精车： 159mm7. 钻3M8底孔（6.7mm） 钻孔： 6mm 扩孔： 6.6mm 铰孔： 6.7mm 由于本设计规定的零件为大批量生产，应采用调整法加工，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。密封件定位套的铸件毛坯图见成品毛坯图。（5） 确定切削用量及基本工时工序1：车定位套左右端面 1.车定位套左端面1 加工条件工件材料：HT200，模锻。加工要求：粗车端面260mm，表面粗超度值为。机床：CA6140卧式车床刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mm25mm，。2 确定进给量f：根据文献1表1.4，当刀杆尺寸为16mm25mm，以及工件直径为60mm时：f=0.50.7mm/r 按CA6140车床说明书取f=0.48mm/r(参见文献1表3-9)。3 确定背吃刀量：由于单边余量为5.5mm.即为5.5mm。4 确定切削速度：按文献1表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）。 式中：。见文献1表1.28，即，所以5 确定主轴转速：由，查文献3表3.9，取机床转速为160r/min。所以实际切削速度为。6 计算切削工时T。被加工外圆表面长度。端面车刀选主偏角，背吃刀量，查文献4表5-114得： 取，。查文献4表5-153得，变换刀架的时间为0.05min，变速或变换进给量的时间为0.02min，启动和调节切削液的时间为0.05min，共计。所以，总的切削工时。2.车定位套右端面加工右端面步骤同上，都没变。被加工外圆表面长度变了，为191mm。所以查文献4表5-153得，变换刀架的时间为0.05min，变速或变换进给量的时间为0.02min，共计。所以，总的切削工时。工序21.粗镗130内孔，孔口倒角C2步骤如下1 确定背吃刀量：端面总加工余量为9mm，一次走刀3.5mm，=3.5mm.2 确定进给量f：根据文献4表5-102，查得f=0.71.0mmr；根据文献4查表5-6，根据机床的主轴进给量取f=0.74mmr.3 确定削速度：根据文献4表5-118，取=50mmin.4 确定机床主轴转速n：n=rmin=132rmin查文献4表5-6得相近的主轴转速n=125rmin，所以实际的切削速度=47.5rmin.5 计算基本时间：切削加工长度L=+，镗刀选用主偏角=，背吃刀量=3.5mm，根据文献4查表5-138和表5-139得=4mm，=4mm，=5mm。L=191+4+4+5=204mm=2.21min6 辅助时间：根据文献4查表5-152得，装夹工件时间为0.8min，启动机床时间为0.02min，取量具并测量尺寸时间为0.5min，共计=1.32min。7 所以，总的切削时间为2.孔口倒角C 粗镗完130mm内孔后倒角，取粗镗切削要素，n=125rmin，=47.5rmin，=0.003min。3.粗镗90mm内孔面步骤如下1 确定背吃刀量：端面总加工余量为7mm，一次走刀3.5mm，=3.5mm.2 确定进给量f：根据文献4表5-102查得f=0.71.0mmr；查表5-6，根据机床的主轴进给量取f=0.74mmr.3 确定削速度：根据文献4表5-118，取=50mmin.4 确定机床主轴转速n：n=rmin=191.85rmin查文献4表5-6得相近的主轴转速n=200rmin，所以实际的切削速度=52.124min.5 计算基本时间：切削加工长度L=+，镗刀选用主偏角=，背吃刀量=3.5mm，查文献4表5-138和表5-139得=4mm，=4mm，=1mm。L=21+4+4+1=30mm=0.2min6 辅助时间：查文献4表5-152得，取量具并测量尺寸时间为0.5min，共计=0.5min。7 所以，总的切削时间。4.精镗内孔130mm及退刀槽端面步骤如下1 确定背吃刀量：端面总加工余量为2mm，一次走刀1mm，=1mm.2 确定进给量f：根据文献4表5-102查得f=0.71.0mmr；查文献4表5-6，根据机床的主轴进给量取f=0.7mmr.3 确定削速度：根据文献4表5-118，取=60mmin.4 确定机床主轴转速n：n=rmin=144.76rmin查文献1表3.9，得相近的主轴转速n=160rmin，所以实际的切削速度=66.32min.5 计算基本时间：切削加工长度L=+，镗刀选用主偏角=，背吃刀量=3.5mm，查文献4表5-138和表5-139得=4mm，=4mm，=5mm。L=191+4+4+5=204mm=1.82min工序3粗车260外圆、粗车260外圆右端面、车外圆180、1651.粗车260外圆步骤如下。1 确定背吃刀量：外圆单边总加工余量为7mm，两次走刀加工，。2 确定进给量f：根据文献4表5-102查得f=0.71.0mm/r;查文献4表5-5根据机床的纵向进给量，取f=0.94mm/r。3 确定切削速度：根据文献4表5-109和表5-110，查得；修正系数， 刀具寿命选T=60min，故4 确定机床主轴转速n： 根据文献4表5-5查得相近较小的机床转速为n=32r/min，所以实际的切削速度。5 计算基本时间：切削加工长度，外圆车刀选用主偏角，被吃刀量，查文献4表5-138和表5-139得： =+（2-3）取=3mm；=4mm，=5mm。 L=24.5+3+4+5=36.5mmmin2.43min6 辅助时间:查文献4表5-153得，装夹工件的时间为0.8min，启动机床的时间为0.02min，取量具并测量尺寸的时间为0.5min，共计。7 所以，总的切削时间。2.车削260外圆右端面、车外圆180、165步骤同上，各类参数见工序卡。3.车159和174共四个槽1 确定背吃刀量：单边加工余量为3.0mm，一次走刀加工，=3mm;2 确定进给量f：根据文献4表5106查得f=0.160.19mm/r，查文献4表55根据纵向进给量取f=0.18mm/r;3 确定切削速度：根据文献4表5109查得=189.8，=0.15，=0.20，m0.20，修正系数1.0，=0.84，=0.82，=0.73，=0.83，刀具寿命T=60min，故= =41.7m/min4 确定机床转速n：= 根据文献4表55取较近的转速n=80r/min，所以实际的切削速度=41.4m/min;5 计算基本时间T：查文献4表5138得：+l =，l= l=0，车槽刀用主偏角K=90，故取l=4mm L=+ l+ l+ l=（）mm=7mm i=4min=1.9min6 辅助时间：查文献4表5138得，换刀时间为0.02min，取量具并测量尺寸时间为0.5min，共计。7 所以，总的切削时间。4.车160外圆切入槽 先切160槽，方法同上，背吃刀量为2.5mm，进给量为0.18mm/r，机床转速为80r/min，切削速度为41.4m/min，基本时间，辅助时间。所以，总的切削时间。5.车160外圆1 确定背吃刀量a：单边加工余量为2.5mm，一次加工完成，a=2.5mm；2 确定进给量f：根据文献4表5102查得f=1.01 2mm/r，查文献4表55，根据机床的横向进计量，取f=1.02mm/r；3 确定切削速度V：根据文献4表5110查得=189.8，=0.15，=0.20，m0.20，修正系数1.0，=1.04，=0.82，=0.73，=0.83，刀具寿命T=60min，故 = =34.5m/min4 确定机床转速n：=根据文献4表55得，取相对较小的转速为63r/min，所以实际的切削速度为32.6m/min5 计算基本时间T：车外圆主偏角K=90，查文献7表5138和表5139得： ，l= 0，l=,4mm，L=116mmT=min=1.9min6 辅助时间：查文献4表5153得，换刀时间为0.02min，取量具并测量尺寸为0.5min，共计。7 所以，总的切削时间工序4钻加工孔313和螺纹孔，攻螺纹3M81）钻孔3131 确定进给量f：根据文献3表3.9，取f=0.02d=0.0213mm/r=0.26mm/r。2 确定切削速度，查文献3表3.9,取。3 确定主轴转速n。由n=r/min=612.44r/min。查文献3表3.9，得实际转速n=600r/min。4 计算基本时间。被加工长度=20mm,切入量 =cot60+(12) mm=4.755.75mm 式中d为钻头直径（mm）；为钻头半顶角，常为60。 取y=5mm,切除量=4mm。 =min=0.19min。5 确定辅助时间。查文献3表5153得，工件装夹和取下时间为0.75min,变速或变换进给量的时间为0.02,启动机床时间为0.02min，共计=0.79min。6 总的切削时间。2.钻螺纹孔的计算方法和上面一样，计算得=25m/min,n=1100r/min,=0.13min,=0.77min。总的切削时间。3、 总 结课程设计是我们专业知识综合应用的实践训练。是我们迈向社会从事职业工作前一个必不可少的过程，正所谓“千里之行始于足下”通过这次课程设计相信自己在各个方面都有所提高，也为我今后的职场生涯打下坚实的基础。让我对知识的综合应用能力有了明显的提高，锻炼了我的独立性，创造性和实践性能力。 我过去两周的课程设计中，真的真累。但是回味这其中的过程，真的很踏实很充实。刚开始的时侯我也有所有初做者的烦恼“不知从哪下手”终于在老师的指导之下，我对设计有了眉目，对设计有了点兴趣。在编好工艺卡后，我开始对零件进行工艺分析。最后确定毛坯，加工方法及加工工装，在这个过程中我觉得有一方面很讨厌，那就是反复的查表。当我硬着头皮耐心地去做了之后，才发现我的设计已经小有成就；课程设计做完了，我整理着这两周的成果，回味这两周的历程，一种少有的喜悦即刻使我的倦意顿消。 通过这次设计，让我明白了很多无论做什么一定要有耐心；当你设计出错时不可半途而废要静下心来耐心地将错误的地方认真修改然后继续前行，很好地完成课程设计。最后我想感谢我们的指导老师，是您严厉的批评唤醒了我，是您敬业的精神打动了我，是您的期望鼓励了我，我感谢老师您今天为我们增添了坚硬的翅膀，让我们能更好的面对明天面对未来。参考文献1 艾兴，肖诗纲主编 . 切削用量简明手册M . 北京：机械工业出版社，19942 李益民主编 . 机械制造工艺设计简明手册M . 北京：机械工业出版社，19943 王斌武主编 . 机械制造工艺课程设计指导M . 桂林：桂林航天工业学院。4 刘长青主编 . 机械制造技术课程设计指导M. 武汉：华中科技大学出版社.2007第 25 页 共 25 页