机械制造技术基础
课程设计说明书
设计题目：设计“阀体”零件机械加工工艺规程及工艺装备
设计者：
班级学号：
指导教师：
2010年6月30日
目录
课程设计设计任务书 (1)
序言 (2)
课程设计说明书 (3)
一、零件的生产类型的确定及工艺分析 (4)
1.生产类型的确定 (4)
2.毛坯的选择与设计 (4)
二、选择加工方法，制定加工路线 (4)
1.定位基准的选择 (4)
2.零件表面加工方法的选择 (4)
3.制定工艺路线 (5)
三、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 (6)
四、确定切削用量及基本时间 (6)
1.工序Ⅰ切削用量及基本时间的确定 (7)
2.工序Ⅶ切削用量及基本时间的确定 (11)
五、夹具设计 (13)
六、设计心得 (14)
参考文献
机械制造技术基础课程设计任务书
题目：设计“阀体”零件的机械加工工艺规程及相关工序的：
专用夹具
内容：1.零件图1张
2.毛坯图1张
3.机械加工工艺过程综合卡片1张
（或机械加工工艺规程卡片1套）
4.夹具装配图1张
5.夹具体零件图1张
6.课程设计说明书1份
原始资料：该零件图样，Q=5000台/年，n=1件/台
每日一班
班级学号：
学生：
指导教师：
系（教研室）主任：
2010年6月30日
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基础和大部分专业课程，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。通过课程设计正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。通过夹具设计的训练，能根据被加工零件的加工要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具，提高结构设计能力。
设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。
设计过程中学生学会了熟练运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力，进一步培养我们识图、制图、运算和编写技术文件等基本能力。
由于能力有限，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。
课程设计说明书
一、零件的生产类型的确定及工艺分析
1.生产类型的确定
生产纲领：N=5000件/年
由零件尺寸估算质量小于100kg，查表2-1可知其属于轻型零件，生产类型为大批生产。
2.零件工艺分析
（1）审查零件图纸
经对图纸的审核M48×2螺孔的深度应为23mm。
M8的连接孔应加上螺距改为M8×1.25。
（2）零件的结构工艺性分析
未发现明显不足。
2.毛坯的选择与设计
（1）选择毛坯
材料HT300，因工作性质要求，零件尺寸较大，并不能存在质量缺陷，生产批量大，故采用铸件，金属模机器造型。
（2）确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差
按第五章第一节《铸件尺寸公差与机械加工余量（摘自GB/T 6414—1999）》确定。
①求最大轮廓尺寸根据图示最大轮廓尺寸高233.5mm。
②选取公差等级CT 由表5-1，铸造方法按机器造型、铸件材料灰铸铁，
得公差等级CT范围8-12级，取为10级。
③求铸件尺寸公差根据加工表面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由表
5-3查得，公差带相对于基本尺寸对称分布。
④求机械加工余量等级由表5-5，铸造方法按机器造型、铸件材料按灰
铸铁，的机械加工余量等级范围E-G级，取为F级。
⑤求RMA(要求的机械加工余量) 对所有加工表面取同一个数值，由表
5-4查得最大轮廓尺寸233.5mm、机械加工余量等级为F级得RMA数
值为2mm。
⑥毛坯基本尺寸计算
由计算式（5-1）、（5-2）、（5-3）计算各尺寸。
具体尺寸如毛坯图标注。
二、选择加工方法，制定加工路线
1.定位基准的选择
本零件是对内腔加工加工质量要求较高的阀体零件，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选Φ48孔及大端面作为精基准。
2.零件表面加工方法的选择
本零件的加工表面有内孔、端面、槽及小孔等，材料为HT300。以公差等级
和表面粗糙度要求，参考指南有关资料，其加工方法选择如下。
（1） 大端面以及小端面为平面加工，未注公差等级，根据GB 1800-79规定其
公等级按IT14，表面粗糙度Ra6.3μm ，粗车即可（表5-16）。 （2） 螺孔M18×1.5、M8×1.25，通孔Φ14 未注公差，公差等级按IT14，
面粗糙度Ra12.5μm 只需钻孔即可。
（3） Φ48H7、Φ54H7、M60内孔 公差等级IT7，粗糙度Ra3.2μm ，毛坯孔
已铸出，查表5-15，可采用粗镗、半精镗、精镗。 （4） Φ70.6H11(+0.19 0
)沉头孔 公差等级IT11，大端一侧Φ60内孔，未注公差等级，按公差等级IT14，粗糙度Ra6.3μm ，查表5-15，只需粗镗即可。 （5） 内腔孔Φ66、Φ60、Φ64、Φ56 未注公差等级，按公差等级IT14,查表
5-15，只需粗镗即可。 （6） 螺纹加工 M48×2、M18×1.5、M8×1.25 公差等级IT6，查表5-21，
采用丝锥攻螺纹。
（7） 槽 槽深与槽宽未注公差等级，按公差等级IT14，查表5-15，只需粗镗
即可。 （8） Φ75、Φ32凸台 未注公差等级，按公差等级IT14，表面粗糙度Ra12.5μm ，
查表 5-90，锪平即可。
（9） M48螺孔 公差等级IT6,加工螺纹前，查表5-15，扩孔，攻螺纹。 （10）M60螺纹加工 公差等级IT6，查表5-21，车削加工。 3.制定工艺路线
工序Ⅰ：以Φ86外圆及小端面为定位基准，粗车大端面，粗镗大端面一侧Φ70.6H11(+0.19 0)沉头孔,粗镗孔Φ60、Φ66、Φ57、Φ48H7(+0.025 0
)、Φ60、倒角。 工序Ⅱ：以Φ160外圆及大端面为定位基准，粗车小端面，粗镗Φ56槽，ΦΦ54H7(+0.030 0) 内孔，Φ64内孔，M60×2螺孔，小端一侧Φ70.6H11(+0.19 0)沉头孔，倒角。
工序Ⅲ：粗镗M48孔，半精镗M48孔，粗镗M48孔内凹槽。
工序Ⅳ：半精镗M60孔、Φ48H7、 Φ54H7。精镗Φ48H7、 Φ54H7，倒角，车M60螺纹。
工序Ⅴ：以Φ48H7(+0.025 0
)及大端面为定位基准，锪平Φ75凸台，丝锥攻螺纹。 工序Ⅵ：以Φ48H7(+0.025 0
)及大端面为定位基准，锪平Φ32凸台，钻M18孔，丝锥攻螺纹。
工序Ⅶ:钻4×Φ14孔，钻4×M8孔，丝锥攻螺纹。 工序Ⅷ：锪平Φ14孔背面。 工序Ⅸ：钳工去毛刺。 工序Ⅹ:终检。
三、工序设计
1.选择加工设备与工艺装备
（1）选择机床 根据不同的工序选择机床。
①工序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是粗镗孔。成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求不高，故选用最常用的C620-1型卧式车床即可（表5-550）。
②工序Ⅳ为半精镗，精镗孔，由于加工的零件加工尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔。由于要求的精度较高，表面粗糙度较小，需选用较精密的车床才
能满足要求，因此选用C616A卧式车床（表5-55）。
③工序Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ为钻孔或攻螺纹。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，故选Z525型立式钻床（表5-64）。
（2）选择夹具
工序Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ车床工序用三爪自定心卡盘。工序Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ应采用专用夹具。工序Ⅶ、Ⅷ可采用钻床通用分度夹具。
（3）选择刀具根据不同工序选择刀具。
①在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工铸铁零件采用YG类硬质合金，粗加工及精加工都采用YG6。为提高生产率及经济性，应选用可转位刀具（GB 5343.1-1985,GB5343.2-1985）。切槽宜选用高速钢。
②在钻床上的加工工序，一般都选用高速钢钻头，锪钻，丝锥。
对M18、M8、Φ14孔的加工查表5-52，攻丝之前分别选取Φ15.9mm，Φ6.7mm，Φ14的麻花钻。
对Φ75、Φ32、凸台端面的加工和Φ14背面的加工，采用相应直径的端面锪钻加工。
攻M48、M18、M8螺纹。M8根据表5-97，丝锥直径d=8mm，螺距p=1.25mm，锥柄直径d1=6.3mm，柄长l=22mm，总长L=72mm，方头边长a=5mm，方头长度l1=8mm。M48、M18采用可调成组丝锥加工。
③车螺纹M60
YG6硬质刀具
（3）选择量具本零件属成批生产，一般情况下采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考本书有关资料，选择如下。
①选择孔加工的量具
ⅰ.工序Ⅰ、Ⅱ孔的加工为粗加工，公差等级IT14，查表5-108，选取读数值0.01mm、测量范围35-50mm、50-125mm的内径千分尺。
ⅱ.精镗时，由于加工精度要求较高，加工时每个零件都需要进行测量，故意选用极限量规。按表5-109，根据孔径可选用三牙锁紧式圆柱塞规。
②.选择加工轴向尺寸所用量具
查表5-108，选用读数值0.02mm、测量范围0-150mm游标卡尺。
2.确定工序尺寸
（1）确定内孔表面的工序尺寸
内孔表面多次加工的工序尺寸之只与加工余量有关。前面已经确定总加工余量（毛坯余量）应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后有后往前计算工序尺寸。中间尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。
本零件内孔各工序的加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见表。
表 1
Φ54H7(+0.030 0) 6 1.3 — Φ52.7+0.74 0 Φ54+0.030 0
— Ra6.3 Ra3.2 — Φ60 3 — — Φ60+0.74 0 — — Ra6.3 — — Φ56 3.3 — — Φ56+0.74 0 — — Ra6.3 — — Φ64 7.3 — — Φ64+0.74 0 — — Ra6.3 — — M60-6H 4 1.5 — Φ56.7+0.74 0
Φ58.2+0.019 0
— Ra6.3 Ra3.2 — Φ70.6H11(+0.19 0
) 10.6
—
— Φ70.6H11(+0.19 0
) —
—
Ra6.3
—
—
（2）确定轴向工序尺寸
列举工序Ⅰ的轴向工序尺寸计算，基本尺寸如下。
0.74
170236.5L +=mm 0.7414081L +=mm 0.744509L +=mm 0.7456036L +=mm 0.7413040L +=mm 0.11203.5L +=mm
四、确定切削用量及基本时间
切削用量包括背吃刀量a p 、进给量f 和切削速度v 。确定顺序p a 、f ，再确定v 。
本设计说明书中只对工序Ⅰ、Ⅶ的切削用量及基本时间进行计算，其它工序可由《切削用量简明手册》中查得。 1.工序Ⅰ切削用量及基本时间的确定。
（1）切削用量 本工序为粗车（车端面，及镗孔）。已知材料为HT300，
b σ=300a MP ，铸件；机床为C620-1型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。 ①确定粗车大端面的切削用量。所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据表5-112，由于C620-1车床的中心高度为200mm （表5-55），故选刀杠尺寸B×H=16mm×25mm ，刀片厚度为4.5mm 。根据表5-113，选择车刀几何形状为平面带倒棱型，前角γ 0=12°,后角α 0=6°，主偏角k r =90°，副偏角k ' r =12°，刃倾角s λ=0°刀尖圆弧半径ελ=0.8mm 。
ⅰ.确定背吃刀量 p a p a 为单边余量，p a =3mm 。
ⅱ.确定进给量 f 根据表5-114，粗车灰铸铁、刀杠尺寸16mm×25mm 、
p a ≤3mm 、工件直径为100—400mm 时，f =0.8—1.2mm/r ，按C620-1车床的进
给量表（5-57）,选择f =0.81mm/r 。
确定的进给量尚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。C620-1车床进给机构允许进给力F max =3530N 。
根据表5-124，当灰铁HT300 ，HBS=170-212HBS 、p a ≤3.4mm 、f ≤1.2mm/r 、
k r =90°
v =65m/min(预计)时，进给力F f =1140N 。 F f ≤F max ,所选的进给量f =0.81mm/r 可用。
ⅲ.选择刀具磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量取为1mm ，可转位刀具耐用度T=30min 。
ⅳ.确定切削速度v 根据表5-121，当用YG6硬质合金车刀加工HBS=182-199HBS 灰铸铁，p a ≤3mm 、f ≤1.0mm/r 时，切削速度v =63m/min 。 切削速度的修正系数为k sv =0.8，k tv =1.0，k ktv =0.81，k tv =1.21，k Mv =k Kv =1.0（表2-9），故
v=63×0.8×1.0×0.81×1.21=46.95m/min
1000100046.95
93.45/min 160
v n r d ππ?===?
按C620-1车床的转速（表5-56），选择n =90r/min=2r/s ，则实际切削速度v =45.2m/min 。
ⅴ.校验机床功率 由表5-126，当HBS=160-245HBS 、p a ≤3.4mm 、
f ≤0.96mm/r 、v =49m/min 时，c P =2.0kW 。
切削功率修正系数为r c k P k =0.89，0c P k γ=c M P k =c k P k =1.0，r c T P k =1.13,c S P k =0.8,
c t P k =1.15（表2-9），故实际切削时的功率为c P =1.8Kw 。
根据表5-59，当n =120r/min 时，机床主轴允许功率E P =5.9kW 。c P 最后确定的切削用量为 p a =3mm ，f =0.81mm/r ，n =90r/min ，v =45.2m/min ②确定镗孔Φ46.7+0.74 0 mm 孔的切削用量。所选刀具为YG6硬质合金钢，直径30mm 的圆形镗刀。 ⅰ.确定背吃刀量p a 双边余量为4mm ，显然p a 为单边余量，p a =4 2=2mm 。 ⅱ.确定进给量f 根据表5-115，当粗镗灰铸铁、镗刀直径为30mm 、 p a ≤2mm 、镗刀伸长150mm 时，f =0.5-0.8mm/r ，按C620-1车床的进给量（表 5-57），选择f =0.52mm/r 。 ⅲ.确定切削速度v 按表2-8的计算公式确定。 v v v x y m p C v T a f = 式中，v C =208，m=0.28，v x =0.4，v y =0.2，T=60min ，v k =0.9×0.8×1.0=0.72，则 0.280.40.2 208 0.7240.9/min 6020.52v m = ?=?? 1000305.2/min v n r d π== 按表5-59,C620-1车床的转速选择，选择305/min n r =。 ③确定镗孔Φ57+0.74 0mm 孔的切削用量 ⅰ. 确定背吃刀量p a 双边余量10.3mm ，p a =5.15mm ⅱ.确定进给量f 根据表5-115，当粗镗灰铸铁、镗刀直径为30mm 、 p a ≤2mm 、镗刀伸长150mm 时，f =0.25-0.45mm/r ，按C620-1车床的进给量（表 5-57），选择f =0.30mm/r 。 ⅲ.确定切削速度v 按表2-8的计算公式确定。 v v v x y m p C v T a f = 式中，v C =208，m=0.28，v x =0.4，v y =0.2，T=60min ，v k =0.9×0.8×1.0=0.72，则 0.280.40.2 208 0.7232.1/min 6050.30 1000218.9/min v m v n r d π= ?=??== 按表5-59,C620-1车床的转速选择，选择184/min n r =。 ④确定镗孔Φ60+0.74 0 mm 孔的切削用量 ⅰ.确定背吃刀量p a 双边余量3mm ，p a =1.5mm ⅱ.确定进给量f 根据表5-115，当粗镗灰铸铁、镗刀直径为30mm 、 p a ≤2mm 、镗刀伸长150mm 时，f =0.5-0.8mm/r ，按C620-1车床的进给量（表 5-57），选择f =0.52mm/r 。 ⅲ.确定切削速度v 按表2-8的计算公式确定。 v v v x y m p C v T a f = 式中，v C =208，m=0.28，v x =0.4，v y =0.2，T=60min ，v k =0.9×0.8×1.0=0.72，则 0.280.40.2 208 0.7245.8/min 60 1.50.52 1000312.3/min v m v n r d π= ?=??== 按表5-59,C620-1车床的转速选择，选择305/min n r =。 ⑤确定镗孔Φ57+0.74 0mm 孔的切削用量 ⅰ. 确定背吃刀量p a 双边余量6mm ，p a =3mm ⅱ.确定进给量f 根据表5-115，当粗镗灰铸铁、镗刀直径为30mm 、 p a ≤2mm 、镗刀伸长150mm 时，f =0.4-0.6mm/r ，按C620-1车床的进给量（表 5-57），选择f =0.48mm/r 。 ⅲ.确定切削速度v 按表2-8的计算公式确定。 v v v x y m p C v T a f = 式中，v C =208，m=0.28，v x =0.4，v y =0.2，T=60min ，v k =0.9×0.8×1.0=0.72，则 0.280.40.2 208 0.7235.7/min 6030.481000189.3/min v m v n r d π= ?=??== 按表5-59,C620-1车床的转速选择，选择184/min n r =。 （2）基本时间 ①确定粗车大端面的基本时间。根据表2-24，车大端面的基本时间为 1 123 12j d d l l l L T i i fn fn -+++== 式中，1123160,42.7,0,0.81/, 1.5/,1d mm d mm l l l f mm r n r s i ========，则 116042.7 2148.270.81 1.5j T s -=?=? ②确定镗孔Φ46.7+0.74 0mm 孔的基本时间。根据表2-24，镗孔的基本时间为 1231j l l l l L T i i fn fn +++== 式中， 123126,90,2,3,5,0.52/, 5.08/,1r l mm k l mm l mm l mm f mm r n r s i ?======== 则 1126235 151.50.52 5.08 j T s +++= ?=? ③确定镗孔Φ57+0.74 0 mm 孔的基本时间。根据表2-24，镗孔的基本时间为 1231j l l l l L T i i fn fn +++== 式中， 12381,90,2,3,5,0.3/, 3.07/,1r l mm k l mm l mm l mm f mm r n r s i ?======== 则 181235 198.80.30 3.07j T s +++= ?=? ④确定镗孔Φ60+0.74 0mm 孔的基本时间。根据表2-24，镗孔的基本时间为 1231j l l l l L T i i fn fn +++== 式中， 12336,90,2,3,5,0.52/, 5.08/,1 r l mm k l mm l mm l mm f mm r n r s i ?========则 136235 117.40.52 5.08 j T s +++= ?=? ⑤确定镗孔Φ57+0.74 0 mm 孔的基本时间。根据表2-24，镗孔的基本时间为 1231j l l l l L T i i fn fn +++= = 12341,90,2,3,5,0.48/, 3.07/,1 r l mm k l mm l mm l mm f mm r n r s i ?========则 141235 134.60.48 3.07 j T s +++= ?=? ⑥工序基本时间 5 1 48.351.598.834.617.4250.6j ji i T T s ===++++=∑ 2.工序Ⅶ切削用量及基本时间的确定。 （1）切削用量 本工序为粗车（车端面，及镗孔）。已知材料为HT300， b σ=300a MP ，铸件，在Z525型立式钻床上加工，刀具选择高速钢，使用切削液。 ①钻Φ14通孔 查表5-83，选取114,160,108d mm l mm l mm ===的麻花钻。 ⅰ.确定进给量f 由表5-127f =0.61-0.75mm/r 。由表5-66可查得实际进给量f =0.62mm/r 。 ⅱ.确定钻床磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm ；T=15min 。 ⅲ.确定切削速度v 由表5-133查得，v =14m/min ，n =318.5r/min ，根据表5-65，选择n =392r/min 。 ②钻M8螺孔 查表5-52，选取d =6.7mm 麻花钻。 ⅰ.确定进给量f 由表5-127f =0.36-0.44mm/r 。由表5-66可查得实际进给量f =0.36mm/r 。 ⅱ.确定钻床磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm ；T=15min 。 ⅲ.确定切削速度v 由表5-133查得，v =16m/min ，n =760.5r/min ，根据表5-65，选择n =680r/min 。 ③对M8孔攻丝 查表5-97。选用代号M8，18, 6.3,22,d mm d mm l mm === 272,5,8L mm a mm l mm ===的麻花钻。 ⅰ.确定钻床磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为 0.8mm ；T=15min 。 ⅱ.确定切削速度v 查表5-142，选取v =8m/min 。 （2）基本时间 ①钻Φ14通孔的基本时间 根据表2-26，钻孔的基本时间为 121j l l l L T i i fn fn ++= = 1216,2,4,0.62/, 6.5/,1l mm l mm l mm f mm r n r s i ====== 则 11624 1 5.50.6 2 6.5 j T s ++= ?=? ②钻M8螺孔的基本时间 根据表2-26，钻孔的基本时间为 121j l l l L T i i fn fn ++= = 式中， 1216,2,4,0.36/,11.3/,1l mm l mm l mm f mm r n r s i ====== 则 11624 1 5.40.3611.3 j T s ++= ?=? ③对M8孔攻丝的基本时间 根据表2-30，钻孔的基本时间为 1212 10 ( )j l l l l l l T i fn fn ++++=+ 式中， 1216,33 1.25 3.75,3 3.75, 1.25/, 5.3/,1l mm l P mm l P mm f mm r n r s i ===?====== 则 116 3.75 3.7516 3.75 3.75 ()17.11.25 5.3 1.25 5.3 j T s ++++=+?=?? ④工序基本时间 5 1 5.5 5.47.117j ji i T T s ===++=∑ 五、夹具设计 本夹具是工序Ⅶ用钻头加工4×Φ14孔，钻4×M8孔，丝锥攻螺纹的分度夹具，在Z525立式钻床上使用。所设计的夹具装配图及零件图如3号和4号工程图纸所示。有关说明如下。 （1）定位方案 工件以小端面及Φ48H7(+0.025 0 )孔为定位基准，采用平面与定心轴组合定位方案，其中平面限制3个自由度，定位轴与Φ48H7(+0.025 0)孔的配合较短，相当于短圆柱面，限制2个自由度，共限制了5个自由度。 （2）夹紧机构 根据生产率要求，运用手动加紧可以满足要求。通过支承座，与压板限制两端，拧紧定位轴两端的螺栓对工件进行加紧。压板夹紧力的作用是防止工件在钻削力的作用下产生倾覆和振动，手动夹紧是可靠的，可免去夹紧力的计算。 （3）导向装置 钻套是钻床夹具所特有的零件，用来引导钻头等孔加工刀具，提高刀具刚度并保证被加工孔与工件其他表面的相对位置。本夹具设计中 采用带肩固定钻套。尺寸如3号工程图所示。 （4）夹具与机床连接元件连接座即为支承座，连接座定位固定在机床上，与分度装置相连。 （5）分度装置分度装置属通用件，在这里未画出。 设计心得 历时两个礼拜的机械制造技术基础课程设计终于做完了。回想整个过程真是感言颇多。 从接受设计题目开始，由于未对整个设计缺乏足够的认识和认真的准备，致使遭受了多次挫折，走了不少弯路。最初预想从Pro/E建立三维模型，然后投影到二维，转入Auto CAD中进行修改，这一过程虽然可行，但要耗费大量时间，所以最终也没有完全贯彻。不过这样一个教训是大有益处的，使我明白了，在设计过程中，除了对设计步骤要认真准备，细致安排，对设计方法和无纸化作业的相应软件也必须合理运用。 设计过程是比较复杂和枯燥的，有时候会在图书馆呆上一整天，去计算设计当中的各种数据。有时候也会在电脑前坐上一整天，绘制草图，查找资料。这一过程当中一定要沉得住气，这样才能保证细致认真的投入在工作中，保证工作的准确性，和高效性。 本次设计是对之前所学专业知识的一次综合总结和运用，设计过程中出现不少不合理与不准确的知识运用，兼是由对专业知识掌握的熟练程度不够而造成的，庆幸的是我们可以通过设计的需要进行温习和进一步的消化吸收。有时候在焦躁的情绪之下会对自己产生强烈的不满，学习专业三年，仍然像是个门外汉，许多东西都不知如何下手，考虑不周就会出现明显的纰漏。但是一旦静下心，攻坚克难，将难题解决掉，回过头来看，其实也并没有那么复杂，只是自己缺乏信心和坚忍。 通过本次设计使我懂得，设计工作不但要求设计者有良好的专业知识技能，更要具有良好的专业素养，对设计工作戒骄戒躁，严肃严格的对待每一个细节，追求完美。只有现在练就了这些能力，将来在工作岗位上才能做得更出色。 刘国靖 07级机制一班 2 2010年7月8日星期四 参考文献： 辛栋.Pro/ENGINEER Wildfire三维造型视屏精讲.人民邮电出版社.2009 王敬艳.AutoCAD2009机械设计实例精解. 化学工业出版社.2009 崇凯.机械设计制造基础课程设计指南.机械工业出版社.2010 周宏甫.机械制造技术基础.高等教育出版社.2009 大连工程画教研室.机械制图.高等教育出版社.2003 朱张校.工程材料.清华大学出版社.2007 沈其文.材料成形工艺基础.华中科技大学出版社.2003 韩进宏.互换性技术与测量.机械工业出版社.2007 机械制造技术基础期末考试 一、填空选择题（30分） 1．工序是指 。 2．剪切角增大，表明切削变形（增大，减少）；当切削速度提高时，切削变形（增大，减少）。 3．当高速切削时，宜选用（高速钢，硬质合金）刀具；粗车钢时，应选用（YT5、YG6、 YT30）。 4．CA6140车床可加工 、 、 、 等四种螺纹。 5．不经修配与调整即能达到装配精度的方法称为（互换法、选配法）。 6．当主偏角增大时，刀具耐用度（增加，减少），当切削温度提高时，耐用度（增加、减少）。 7．在四种车刀中，转位车刀的切削性能（最好，最差）；粗磨时应选择（硬，软）砂轮。 8．机床的基本参数包括 、 、 。 9．滚齿时，刀具与工件之间的相对运动称（成形运动、辅助运动）。滚斜齿与滚直齿的区别 在于多了一条（范成运动、附加运动）传动链。 10．衡量已加工表面质量的指标有 。 11．定位基准面和定位元件制造误差引起的定位误差称（基准不重合、基准位置）误差，工 件以平面定位时，可以不考虑（基准不重合、基准位置）误差。 12．测量误差是属于（系统、随机）误差，对误差影响最大的方向称 方向。 13．夹紧力的方向应与切削力方向（相同，相反），夹紧力的作用点应该（靠近，远离）工 件加工表面。 14．辅助支承可以消除（0、1、2）个自由度，限制同一自由度的定位称（完全定位、过定 位）。 15．磨削加工时，应选择（乳化液，切削油），为改善切削加工性，对不锈钢进行（退火， 淬火）处理。 二、端面车刀的切削部分的结构由哪些部分组成？绘图表示表示端面车刀的六个基本角度。 （8分） 三、金属切削过程的本质是什么？如何减少金属切削变形？（8分） 四、列出切削英制螺纹的运动方程式，并写出CA6140车床进给箱中增倍变速组的四种传动 比。（8分） 五、加工下述零件，要求保证孔的尺寸B ＝30＋0.2，试画出尺寸链，并求工序尺寸L 。（8分） 六、磨一批d ＝12016 .0043.0φ--mm 销轴，工件尺寸呈正态分布，工件的平均尺寸X ＝11.974，均 机电及自动化学院 《机械制造工艺学》课程设计说明书 设计题目：阀体零件工艺方案设计 姓名： 学号：0811112036 班级：机电（1）班 届别：2008 指导教师 2011 年 7月 目录(共12页) 一、零件的分析 (1) （一）零件的作用……………………………………………………………………………… (1) （二）零件的工艺分析 (1) 二确定生产类型 (1) 三确定毛坯 (1) 四工艺规程设计 (2) （一）选择定位基准： (2) （二）制定工艺路线 (3) （三）选择加工设备和工艺设备 (8) （四）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (9) （五）确定切削用量及时间定额 (9) 五余量表格 (10) 参考资料：《机械制造工艺设计手册》 《机械制造工艺学》 《机械加工余量手册》 《热加工工艺基础》 《金属工艺学实习教材》 《互换性与测量技术》 《机械制图》 一、零件的分析 （三）零件的作用 阀体，泵体等均属于箱体类零件。其主要作用是用于支承，包容，保护运动零件或其他零件。 本题目的阀体是球阀中的主体零件，它容纳阀芯，密封圈，阀杆，填料压紧套等零件。它的大致形状类似于三通管，左端方形凸缘上有直径为50，公差等级为11级的孔与阀盖配合，右端外螺纹作用连接管道，上部直径18H11孔与阀杆配合，从而起到调节流量的作用。 （四）零件的工艺分析 通过查找手册和热加工工艺基础课本，中碳铸钢ZG230-450具有良好的性能，适用于受力不大，要求韧性的零件制造，例如轴承盖，阀体等，所以零件材料选ZG230. 1：根据零件图分析，为了便于铸造，毛胚只铸造出水平方向的孔，竖直方向的孔用钻床加工，为了铸造效率，选择用金属型铸造。 2：因为水平方向的孔很多，且在同一中心线上，所以在加工时用水平方向的外圆做粗基准进行加工，则能够保证所有的孔同轴。 3：因为竖直方向的孔中心线跟水平方向的孔中心线有垂直度要求，所以应先对水平方向的孔加工，然后再加工竖直方向的孔。利用水平方向的外圆进行粗加工，然后以孔表面做精基准加工外圆；再用加工好的外圆面精加工孔。这样水平方向上才有足够的精度做基准。 4：孔表面粗糙度要求较高，所以都需精加工；与外零件配合的端面粗糙度也要求较高，所以都要精加工。 5螺纹加工为最后加工，这样便于装夹。 二确定生产类型 因为本次设计零件加工为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分 课程设计说明书 课程名称：机械制造技术 题目：成批生产“阀体”零件机加工工艺规程及其钻夹具设计学院：机电学院教研室：机制 专业：机械设计制造及自动化 班级： 学号： 学生姓名： 起讫日期： 指导教师：职称： 分管主任： 审核日期： 目录 1设计任务书2222222222222222222222222222222222222222222222222221 1.1设计题目22222222222222222222222222222222222222222222222221 1.2设计任务22222222222222222222222222222222222222222222222221 1.3设计要求22222222222222222222222222222222222222222222222221 1.4设计零件图222222222222222222222222222222222222222222222222 2零件分析及毛坯设计22222222222222222222222222222222222222222224 2.1零件的功用222222222222222222222222222222222222222222222224 2.2零件的结构及技术要求分析2222222222222222222222222222222224 2.3零件的材料及毛坯设计22222222222222222222222222222222222225 3工艺规程设计22222222222222222222222222222222222222222222222226 3.1零件结构工艺性分析2222222222222222222222222222222222222226 3.2定位基准选择2222222222222222222222222222222222222222222226 3.3加工工艺方案分析222222222222222222222222222222222222222227 3.4关键工序设计2222222222222222222222222222222222222222222229 3.5切削用量、时间定额的计算2222222222222222222222222222222229 4夹具设计2222222222222222222222222222222222222222222222222222214 4.1指定工序的工艺分析2222222222222222222222222222222222222222222222214 4.2定位方案分析及定位元件选择22222222222222222222222222222222222222215 4.3定位误差的分析与夹紧力计算222222222222222222222222222222222222222215 4.4夹紧方案设计及夹紧机构2222222222222222222222222222222222222222222216 4.5夹紧结构及操作说明22222222222222222222222222222222222222222222222216 5设计小结2222222222222222222222222222222222222222222222222222216 6参考文献2222222222222222222222222222222222222222222222222222216 阀体零件机械制造工艺学课程设计说 明书 机电及自动化学院 《机械制造工艺学》课程设计说明书 设计题目：阀体零件工艺方案设计 姓名： 学号： 班级：机电（1）班 届别： 指导教师 年 7月 目录(共12页) 一、零件的分析 (1) （一）零件的作用 (1) （二）零件的工艺分析 (1) 二确定生产类型 (1) 三确定毛坯 (1) 四工艺规程设计 (2) （一）选择定位基准： (2) （二）制定工艺路线 (3) （三）选择加工设备和工艺设备 (8) （四）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (9) （五）确定切削用量及时间定额 (9) 五余量表格 (10) 参考资料：《机械制造工艺设计手册》 《机械制造工艺学》 《机械加工余量手册》 《热加工工艺基础》 《金属工艺学实习教材》 《互换性与测量技术》 《机械制图》 一、零件的分析 （三）零件的作用 阀体，泵体等均属于箱体类零件。其主要作用是用于支承，包容，保护运动零件或其它零件。 本题目的阀体是球阀中的主体零件，它容纳阀芯，密封圈，阀杆，填料压紧套等零件。它的大致形状类似于三通管，左端方形凸缘上有直径为50，公差等级为11级的孔与阀盖配合，右端外螺纹作用连接管道，上部直径18H11孔与阀杆配合，从而起到调节流量的作用。 （四）零件的工艺分析 经过查找手册和热加工工艺基础课本，中碳铸钢ZG230-450具有良好的性能，适用于受力不大，要求韧性的零件制造，例如轴承盖，阀体等，因此零件材料选ZG230. 1：根据零件图分析，为了便于铸造，毛胚只铸造出水平方向的孔，竖直方向的孔用钻床加工，为了铸造效率，选择用金属型铸造。 2：因为水平方向的孔很多，且在同一中心线上，因此在加工时用水平方向的外圆做粗基准进行加工，则能够保证所有的孔同轴。 《机械制造技术基础》期末考试试题及答案 一、填空题（每空1分，共15分） 1．切削时工件上形成的三个表面是已加工表面、过渡表面和待加工表面。 2．工件与刀具之间的相对运动称为切削运动，按其功用可分为主运动和进给运动，其中 建议收藏下载本文，以便随时学习！ 主运动消耗功率最大。 3．在磨削过程中，磨料的脱落和破碎露出新的锋利磨粒，使砂轮保持良好的磨削能力的 特性称为砂轮的自锐性。 4．按照切削性能，高速钢可分为普通性能高速钢和高性能高速钢两种，超硬刀具材料主 要有陶瓷、金刚石和立方氮化硼三种 5．在CA6140车床上加工不同标准螺纹时，可以通过改变挂轮和离合器不同的离合状态 来实现。 6．CA6140上车圆锥面的方法有小滑板转位法、_尾座偏移法和靠模法。 7．外圆车刀的主偏角增加，背向力F p减少，进给力F f增大。 8．切削用量要素包括切削深度、进给量、切削速度三个。 9．加工脆性材料时，刀具切削力集中在刀尖附近，宜取较小的前角和后角。 10．在车削外圆时，切削力可以分解为三个垂直方向的分力，即主切削力，进给抗力和切深抗力，其中在切削过程中不作功的是切深抗力。 11．金刚石刀具不适合加工铁族金属材料，原因是金刚石的碳元素与铁原子有很强的化学亲和作用，使之转化成石墨，失去切削性能。 12．研磨可降低加工表面的粗糙度，但不能提高加工精度中的位置精度。 13．滚齿时，刀具与工件之间的相对运动称范成运动。滚斜齿与滚直齿的区别在于多了一条附加运动传动链。 14．为了防止机床运动发生干涉，在机床传动机构中，应设置互锁装置。 15．回转,转塔车床与车床在结构上的主要区别是,没有_尾座和丝杠 二、单项选择题（每题1分，20分） 1、安装外车槽刀时，刀尖低于工件回转中心时，与其标注角度相比。其工作角度将会：（ C ） A、前角不变，后角减小； B、前角变大，后角变小； C、前角变小，后角变大； D、前、后角均不变。 2、车外圆时，能使切屑流向工件待加工表面的几何要素是：（A ） A、刃倾角大于0°； B、刃倾角小于0°； C、前角大于0°； D、前角小于0°。 3、铣床夹具上的定位键是用来（B）。 A、使工件在夹具上定位 B、使夹具在机床上定位 C、使刀具对夹具定位 D、使夹具在机床上夹紧 4、下列机床中，只有主运动，没有进给运动的机床是（ A ） A、拉床 B、插床 C、滚齿机 D、钻床 5、车削外圆时哪个切削分力消耗功率为零？（ B ） A、主切削力； B、背向力； C、进给力； D、摩擦力。 6、在金属切削机加工中，下述哪一种运动是主运动（ C ） A、铣削时工件的移动 B、钻削时钻头直线运动 C、磨削时砂轮的旋转运动 D、牛头刨床工作台的水平移动 7、控制积屑瘤生长的最有效途径是（ A ） 1-6 什么是生产类型？如何划分生产类型？各生产类型都有什么工艺特点？ 生产类型是指产品生产的专业化程度。 产品的用途与市场需求量不同，形成了不同的生产类型，分为单件小批生产、中批生产与大批量生产 工艺特点：P5 ?(1)单件(小批)生产—产品产量很少，品种很多，各工作地加工对象经常改变，很少 重复。 ?(2)成批生产—一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量， 工作地的加工对象周期地重复。 ?(3)大量生产—产品产量很大，工作地的加工对象固定不变，长期进行某零件的某道 工序的加工。 1-7 企业组织产品的生产有几种模式？各有什么特点？ （1）生产全部零部件并组装机器 （2）生产一部分关键的零部件，进行整机装配，其余的零部件由其他企业供应 （3）完全不生产零件。只负责设计与销售 特点： （1）必须拥有加工所有零件的设备，形成大而小，小而全的工厂，当市场发生变化时，很难及时调整产品结构，适应性差 （2）自己掌握核心技术和工艺，或自己生产高附加值的零部件 （3）占地少，固定设备投入少，转产容易等优点，较适宜市场变化快的产品生产 1-8按照加工过程中质量m的变化，制造工艺方法可分为几种类型？说明各类方法的应用围和工艺特点 可分为材料成型工艺、材料去除工艺和材料累计工艺 材料成型工艺 围：材料成型工艺常用来制造毛坯，也可以用来制造形状复杂但精度要求不高的零件 特点：加工时材料的形状、尺寸、性能等发生变化，而其质量未发生变化，生产效率较高材料去除工艺 围：是机械制造中应用最广泛的加工方式，包括传统的切削加工、磨削加工和特种加工特点：在材料去除过程中，工件逐渐逼近理想零件的形状与尺寸 材料累计工艺 围：包括传统的连接方法、电铸电镀加工和先进的快速成型技术 特点：利用一定的方式使零件的质量不断增加的工艺方法 2-1 切削过程的三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联？ 答：三个变形区的特点：第一变形区为塑性变形区，或称基本变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；第二变形区为摩擦变形区，切屑形成后与前面之间存在压力， 【最新资料，WORD文档，可编辑修改】 名词解释 避免空走刀；或是车削完后把工件从原材料上切下来。（4.3） 表面质量：通过加工方法的控制，使零件获得不受损伤甚至有所增强的表面状态。包括表面的几何形状特征和表面的物理力学性能状态。 标注角度与工作角度刀具的标注角度是刀具制造和刃磨的依据，主要有：前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角。切削加工过程中，由于刀具安装位置的变化和进给运动的影响，使得参考平面坐标系的位置发生变化，从而导致了刀具实际角度与标注角度的不同。刀具在工作中的实际切削角度称为工作角度。 粗基准——未经过机械加工的定位基准称为粗基准。 常值系统误差当连续加工一批零件时,这类误差的大小和方向或是保持不变 刀具耐用度：是指刃磨后的刀具从开始切削至磨损量达到磨钝标准为止所用的切削时间 刀具标注后角：后刀面与切削平面之间的夹角 刀具标注前角：基面与前刀面的夹角 刀具寿命是指一把新刀具从开始投入使用直到报废为止的总切削时间 定位：使工件在机床或夹具中占有准确的位置。 定位基准在加工时，用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准 积屑瘤粘附到刀具的前刀面上靠近刀刃处，形成的一块很硬的楔状金属瘤，通常称为积屑瘤，也叫刀瘤， 机械加工工艺系统在机械加工中,由机床、刀具、夹具与被加工工件一起构成了一个实现某种加工方法的整体系统, 机械加工工艺规程把工艺过程的有关内容，用工艺文件的形式写出来，称为机械加工工艺规程。 机械加工表面质量，是指零件在机械加工后被加工面的微观不平度，也叫粗糙度 精基准：用加工过的表面作定位基准，这种定位基准称为精基准。 基准：零件上用以确定其他点、线、面位置所依据的那些点、线、面。（2.2） 夹紧：在工件夹紧后用外力将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。 加工精度：零件加工后的实际几何参数和理想几何参数符合程度。加工误差：零件加工后的实际参数和理想几何参数的偏离程度。 金属的可焊性——指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数 及结构型式的条件下，获得优质焊接接头的难易程度。 金属的可锻性指金属接受锻压加工的难易程度。金属可锻性好，表明金属易于锻压成型。 分型面——两个铸型相互接触的表面，称为分型面。 过定位：也叫重复定位，指工件的某个自由度同时被一个以上的定位支撑点重复限制。 工步：在加工表面不变，加工刀具不变，切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序。 工序——机械加工过程中，一个或一组工人在一个工作地点，对一个或一组工件连续完成的那部分工艺过程，称为工序。 工序集中就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工的内容多 工序分散：工序数多而各工序的加工内容少 工序余量：相邻两工序的尺寸之差，也就是某道工序所切除的金属层厚度 工艺能力系数使公差δ和△随（6σ）之间有足够大的比值，这个比值Cp 工艺过程：在生产过程中凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等使其成为成品或半成品的过程。工艺规程：人们把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式，用以指导生产这些工艺文件即为工艺规程。 工艺基准：在加工和装配中使用的基准。包括定位基准、度量基准、装配基准。 一、目录 摘要 1、设计目的及要求 2、零件的工艺分析 3、选择毛坯，设计毛坯 4、制定加工工艺路线 5、工序设计 6、确定切削用量及基本时间 7、机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 8、夹具的设计 9、小结 摘要 本课程设计主要培养学生综合运用所学的知识来分析处理生产工艺问题的能力，使学生进一步巩固有关理论知识，掌握机械加工工艺规程设计的方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。 这次设计的是车床夹具，分别绘制了零件图、毛坯图、夹具体图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片一张。在熟悉被加工零件的基础上，接下来根据零件的材料性质和零件图上各端面和内部结构的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定粗基准，后确定精基准，最后拟定工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。通过查阅各种书籍完成本次 课程设计任务。 关键词：工艺路线，工序设计，车床夹具 一、设计目的及要求 掌握编制零件机械加工工艺规程的方法，能正确解决中等复杂程度零件在加工中的工艺问题。 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，根据被加工零件要求，设计出能保证加工技术要求、经济、高效的工艺装备。 学会使用与机械加工工艺和工装设计有关的手册及图纸资料 二、零件的工艺分析 原始资料如下： 零件材料： 40Cr 技术要求：（1）清理毛刺； （2）调质处理。 生产批量：大批量生产，2班制 零件图样分析： 尺寸：如图所示 粗糙度：下凹面旁边两个支撑脚粗糙度要求为 3.2，左端面粗糙度要求为3.2，内孔粗糙度要求为 3.2，底部凹面中间的粗糙度保持原供应面，其余表面要求为6.3. 精度要求：由该零件的功用和技术要求，确定其精度为一般级数。 三、选择毛坯，设计毛坯 1、确定毛坯的种类 机械产品及零件常用毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件以及粉末冶金件和工程塑料等。根据要求的零件材料，零件对材料组织性能的要求，零件结构及外形尺寸，零件生产纲领，选择合适的毛坯，材料为40Cr，考虑到车床在削螺纹或者其他车削工作中经常要正反向翻转，该零件经常承受冲击负荷以及向下的压力，所以应选择铸件，又考虑到该零件需大量生产，因此，我们选择金属模机器造型，从提高生产率和保证加工精度上讲也是应该的。 2、确定毛坯的形状 从减少机械加工余量和节约金属材料出发，毛坯选择接近零件的形状，各加工表面总余量和毛坯种类。 3、铸件机械加工余量、毛坯尺寸和公差的相关因素 4、要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定以下各项因素。 (1)公差等级。由该零件的功用和技术要求，确定公差为普通级。 (2)质量mf。 (3)零件表面粗糙度。除底面、左端面和孔的粗糙度为Ra3.2以外，其余各加工表面的粗糙度都为Ra6.3. 目录 前言.......................................... 错误!未定义书签。 1. 阀体的工艺性分析............................... 错误!未定义书签。 1. 1零件结构功用分析............................. 错误!未定义书签。 1. 2形体分析..................................... 错误!未定义书签。 1. 3 技术要求分析................................. 错误!未定义书签。 2. 零件的工艺设计................................. 错误!未定义书签。 2.1零件生产纲领确定.............................. 错误!未定义书签。 2.2毛坯的结构确定................................ 错误!未定义书签。 2.2.1毛坯的结构工艺要求 ....................... 错误!未定义书签。 2.2.2毛坯类型 ................................. 错误!未定义书签。 2.2.3毛坯余量确定 ............................. 错误!未定义书签。 2.2.4毛坯－零件合图草图 ....................... 错误!未定义书签。 2.3工艺设计原则.................................. 错误!未定义书签。 2.3.1 加工方法的选择........................... 错误!未定义书签。 2.3.2 加工阶段的划分........................... 错误!未定义书签。 2.3.2 工序的合理组合........................... 错误!未定义书签。 3.制定工艺路线.................................... 错误!未定义书签。 3.1 工艺路线方案.................................. 错误!未定义书签。 3.2设备及其工艺装备确定.......................... 错误!未定义书签。 3.3 主要工序切削用量及工时计算.................... 错误!未定义书签。 5. 夹具设计....................................... 错误!未定义书签。 定位误差计算 1.有一批直径为0 d d δ-的轴，要铣一键槽，工件的定位方案如图所示（V 形块角度为90°），要保证尺寸m 和n 。试分别计算各定位方案中尺寸m 和n 的定位误差。 (a) (b) (c) 2.如图钻孔，保证A ，采用a)～d)四种方案，试分别进行定位误差分析（外圆50 01 .0-φ ）。 3.如图同时钻两孔，采用b)～c)两种钻模，试分别进行定位误差分析。 4.钻直径为φ 10的孔，采用a ）、b)两种定位方案，试分别计算定位误差。 【 a) b) 5.如图在工件上铣台阶面，保证工序尺寸A ，采用V 形块定位，试进行定位误差分析。 6.如图钻d 孔，保证同轴度要求，采用a)～d) 四种定位方式，试分别进行定位误差分析。 （其中900 = α，05.030±=φd ） 8.图所示齿轮坯在V形块上定位插齿槽，要求保证工序尺寸H=+。已知：d=φ,D=φ35+。若不计内孔与外圆同轴度误差的影响,试求此工序的定位误差。 > 加工误差计算 1.在两台相同的自动车床上加工一批小轴的外圆，要求保证直径Φ11±，第一台加工1000 件，其直径尺寸按正态分布，平均值X 1=，均方差 σ 1=。第二台加工500件，其直径尺寸 也按正态分布，且X 2=，均方差 σ 2=。试求: (1)在同一图上画出两台机床加工的两批工件的尺寸分布图，并指出哪台机床的工序精度高 (2)计算并比较哪台机床的废品率高,并分析其产生的原因及提出改进的办法。 注： 2. 态分布，分布中心的尺寸X ＝，均方根差σ＝，求： (1)这批工件的废品率是多少 / (2)产生废品的原因是什么性质的误差 3. 在甲、乙两台机床上加工同一种零件，工序尺寸为50±。加工后对甲、乙机床加工的零件分别进行测量，结果均符合正态分布，甲机床加工零件的平均值 甲 =50,均方根偏差 甲 ＝，乙机床加工零件的平均值 乙=，均方根偏差 乙＝， 试问： (1)在同一张图上画出甲、乙机床所加工零件尺寸分布曲线； (2)判断哪一台机床不合格品率高 (3)判断哪一台机床精度高 4. 加工一批尺寸为Φ的小轴外圆，若尺寸为正态分布，均方差σ=，公差带中点小于尺寸分布中心0.03mm 。试求：1）加工尺寸的常值系统误差、变值系统误差以及随机误差引起的尺寸分散范围2）计算这批零件的合格率及废品率 5.加工一批工件的内孔，其内孔直径设尺寸为 mm,若孔径尺寸服从正态分布，且分散范围等于公差值，分布中心与公差中心重合，试求1000个零件尺寸在 mm 之间的工件数量是多少 > 6. 镗孔公差T=,σ=,已知不能修复的废品率为%，试绘出正态分布曲线图，并求产品的合格率 X σ X σ025.25020.25Φ-Φ2503 .00+Φ 1引言 1.1 本课题的意义 机械工业是国民经济的基础产业，工艺是机械工业的基础工作。制造技术是一个永恒的主题，是设想、概念、科学、技术物化的基础与手段，是国家经济与国防的体现，也是国家国家工业化的关键。工业技术是制造技术的重要部分，也是最有活力的部分。产品从设计到现实必须通过加工才能完成，工艺是设计和制造的桥梁，设计的可能性往往受到工艺的制约，同样设计可以通过不同的工艺来实现，工艺不同，所需的加工设备工艺装备也就不同，其质量和生产也就有差别。 机床夹具是机械制造行业中不可或缺的重要工艺装备，可以保证机械加工质量，提高生产效率，降低生产成本，减轻劳动强度，实现生产过程自动化，使用专用夹具还可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，所以夹具在机械加工中发挥着重要的作用，大量专用机床夹具的采用为大批量的生产提供了必要的条件。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。 本次设计主要是阀体加工工艺和钻模的设计，从实际生产要求出发，突出实际应用，并以相关理论知识为纽带，紧密联系生产具有很强的实用性。 1.2 我国机械工艺发展现状 我国的现代制造技术主要沿着“广义制造”（或称“大制造”）的方向发展，具体的发展方向可以归纳为4 个方面和多个大项目。这4 个方面体现为现代设计的技术、现代成形和改性的技术、现代加工的技术、制造系统和管理的技术，大项目则包括反求分层制造技术、微纳米技术、中尺度制造技术、极限制造技术、高速加工技术、表面工程技术、质量控制工程、虚拟制造、智能制造、协同制造、绿色制造和共生制造等。当前，我国工艺发展的重点是并行设计、创新设计、改性技术与现代成形、材料成形过程仿真和优化等。 22机械制造技术基础（试题1） 一、填空选择题（30分） 1．刀具后角是指后刀面与切削平面间的夹角。 2．衡量切削变形的方法有变形系数与滑移系数两种，当切削速度提高时，切削变形减少（增加、减少）。 3．精车铸铁时应选用YG3；粗车钢时，应选用YT5。 4．当进给量增加时，切削力增加，切削温度增加。 5．粗磨时，应选择软砂轮，精磨时应选择紧密组织砂轮。 6．合理的刀具耐用度包括Tc与Tp两种。 7．转位车刀的切削性能比焊接车刀（好，差），粗加工孔时，应选择麻花钻刀具。 8．机床型号由字母与数字按一定规律排列组成，其中符号C代表车床 9．滚斜齿与滚直齿的区别在于多了一条附加运动传动链。滚齿时，刀具与工件之间的相对运动称成形运动。10．进行精加工时，应选择切削油，为改善切削加工性，对高碳钢材料应进行退火处理。 11．定位基准与工序基准不一致引起的定位误差称基准不重合误差，工件以平面定位时，可以不考虑基准位置误差。 12．机床制造误差是属于系统误差，一般工艺能力系数C p应不低于二级。 13．在常用三种夹紧机构中，增力特性最好的是螺旋机构，动作最快的是圆偏心机构。 14．一个浮动支承可以消除1个自由度，一个长的v型块可消除4个自由度。 15．工艺过程是指用机械加工方法直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸和性能，使之成为合格零件的过程。 二、外圆车刀切削部分结构由哪些部分组成？绘图表示外圆车刀的六个基本角度。（8分） 外圆车刀的切削部分结构由前刀面、后刀面、付后刀面、主切削刃、付切削刃与刀尖组成。 六个基本角度是：r o、αo、kr、kr’、λs、αo’ 三、简述切削变形的变化规律，积屑瘤对变形有什么影响？（8分） 变形规律：r o↑，Λh↓；Vc↑，Λh↓；f↑,Λh↓;HB↑,Λh↓ 积屑瘤高度Hb↑,引起刀具前角增加，使Λh↓ 四、CA6140车床主传动系统如下所示，试列出正向转动时主传动路线及计算出最高转速与最低转速。（8分） 最高转速约1400r/min，最低转速约10r/min 五、什么叫刚度？机床刚度曲线有什么特点？（8分） 刚度是指切削力在加工表面法向分力，Fr与法向的变形Y的比值。 机床刚度曲线特点：刚度曲线不是直线；加载与卸载曲线不重合；载荷去除后，变形恢复不到起点。 六、加工下述零件，以B面定位，加工表面A，保证尺寸10＋0.2mm，试画出尺寸链并求出工序尺寸L及公差。（8 分） L＝0 0.1 mm 七、在一圆环形工件上铣键槽，用心轴定位，要求保证尺寸34.8-0.16mm，试计算定位误差并分析这种定位是否可行。（8分） 阀体零件机械加工工艺 及装备设计 集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08] 目录 第一章. 零件的工艺分析 (5) 零件的图样分析 (5) 第二章. 机械加工工艺规程设计 (6) 确定毛坯的制造形式 (6) 选择定位基准 (6) 阀体零件表面加工方法的选择 (6) 工艺路线的制定 (10) 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (17) 确定切削用量及基本工时 (18) 2.6.1 镗孔夹具 (18) 2.6.2 钻孔夹具 (25) 编制工艺规程文件 (28) 第三章. 镗孔夹具设计 (28) 定位基准的选择 (28) 定位元件的设计 (29) 定位误差的分析与计算 (31) 夹紧装置设计 (31) 切削力及夹紧力的计算 (32) 车夹具设计及操作的简要说明 (34) 第四章. 钻孔夹具设计 (35) 定位基准的选择 (35) 定位元件的设计 (36) 定位误差的分析与计算 (36) 夹紧装置设计 (37) 切削力及夹紧力的计算 (37) 钻套及衬套导向件的设计 (39) 钻夹具设计及操作的简要说明 (40) 总结 (41) 参考文献 (42) 致谢 (43) 附录1 阀体零件机械加工工艺过程卡片和两套关键工序的工序卡片 第一章零件的工艺分析 零件的图样分析 本次设计的题目是阀体零件的机械加工工艺及装备设计，阀体是在一定条件下，能使液压泵卸荷的阀。 图1-1 阀体零件图 图1-2 阀体零件三维图 第二章机械加工工艺规程设计 毛坯的制造形式的确定 由于该零件的材料为HT200，且零件的年产量为6000件，已达到大批生产的水平，因此生产类型为大批量生产，为使零件有较好的机械性能，保证零件加工余量等，故采用铸造毛坯。因为零件尺寸不大，形状结构比较复杂，所以我们采用铸造的形式来提高劳动生产率，降低成本。 选择定位基准 零件的机械加工工艺过程中，其中最关键的两道工序分别为钻4xM8的螺纹孔、镗Φ28mm和Φ30mm阶梯孔。在加工4xM8的螺纹孔时，根据定位基准的选择原则，选择30x30的凸台底面作为定位基准，并且通过心轴为主要定位元件和挡销来实现定位。实现对 4xM8孔的加工。 在镗Φ28mm和Φ30mm的阶梯孔时，选择一面两销进行定位，实现了完全定位。完成对阶梯孔的加工。 阀体零件表面加工方法的选择 任何复杂的表面都是由若干个简单的几何表面组合而成的，零件的加工实质上就是这些简单几何表面加工的组合。对于阀体零件各尺寸的精度等级要求及行为公差要求，具体加工方法如下表： 一、填空题（每空1分，共10分） 1. 在标注刀具角度的正交平面参考系中，通过主切削刃上某一指定点，同时垂直于该点基面和切削平面的平面是。 2. 研磨可降低加工表面的粗糙度，但不能提高加工精度中的精度。 3. 机床主轴回转误差的基本形式包括主轴径角度摆动、轴线窜动和。 4. 机械加工表面质量包括表面粗糙度、和表面层物理机械性能的变化。 5. 在机械加工中，自激振动的激振机理通常包括负摩擦颤振原理、再生颤振原理和 。 6. 机械加工中选择机床时，要求机床的尺寸规格、加工效率及等与工件本工序加工要求相适应。 7. 机械加工中定位基准与设计基准不重合时，工序尺寸及其偏差一般可利用进行计算获得。 8. 在车床上用两顶尖装夹加工细长轴时，工件会产生误差。 9. 切削加工45钢时通常应采用类或YW类硬质合金刀具。 二、名词解释（每小题2分，共10分 1. 工序分散 2. 刀具标注后角 3. 砂轮的组织 4. 工序余量 5. 工艺规程 三、单项选择题（选择正确答案的字母填入括号，每小题1分，共10分 1. 精基准的主要作用是（）。 A. 保证技术要求 B. 便于实现粗基准 C. 尽快加工出精基准 D. 便于选择精基准 2. 夹具精度一般是零件精度的（） A. 1/3～1/5 B. 1/2 C. 相同 D. 1/10 3. 从概念上讲加工经济精度是指（） A.成本最低的加工精度 B.正常加工条件下所能达到的加工精度 C.不计成本的加工精度 D. 最大生产率的加工精度 4. 控制积屑瘤生长的最有效途径是（） A. 改变切削速度 B. 改变切削深度 C. 改变进给速度 D. 使用切削液 5. 在麻花钻头的后刀面上磨出分屑槽的主要目的是（）。 A.利于排屑及切削液的注入 B.加大前角，以减小切削变形 C. 减小与孔壁的摩擦 D. 降低轴向力 6. 自为基准是以加工面本身为精基准，多用于精加工工序，这是为了（）。 A. 保证符合基准重合原则 B. 保证符合基准统一原则 C. 保证加工面的余量小而均匀D 保证加工的形状和位置精度 7. 在切削铸铁时，最常见的切屑类型是（）。 A．带状切屑B. 挤裂切屑C. 单元切屑D．崩碎切屑 8.（）加工是一种容易引起工件表面金相组织变化的加工方法。 A．车削B．铣削C．磨削D 钻削 9. 在切削用量三要素中，（）对切削力的影响程度最大。 A.切削速度 B.进给量 C.背吃刀量 D.三个同样 课程设计 题目：设计“阀体”零件的机械加工工艺规程及加工4-M12×1.25-8H9H螺纹孔工艺装备 班级： 姓名： 指导教师： 完成日期： 一、设计题目 设计“阀体”零件的机械加工工艺规程及加工4-M12×1.25-8H9H螺纹孔工艺装备。 二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图1张 (2) 生产类型:中批或大批大量生产 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图1张 (2) 毛坯图1张 (3) 机械加工工艺过程综合卡片(参附表1) 1张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张 (4) 夹具装配图1张 (5) 夹具体零件图1张 (6) 课程设计说明书(5000～8000字) 1份 四、指导教师评语 成绩： 指导教师 日期 摘要 分析阀体零件的零件工艺分析，确定其生产类型，然后确定毛坯的种类与制造方法，设计其机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出阀体零件图、毛坯图、夹具装配图和夹具零件图，填写机械加工工艺过程卡片及机械加工工序卡片，编制课程设计说明书。 了解阀体零件的结构以及所要加工的工序，根据其加工特点和生产类型来确定零件的定位方式，设计其夹紧装置。本设计题目是加工四个孔径相同的螺纹孔，因此应根据其加工精度与表面粗糙度选择可行的、合理的夹具。该零件的夹具设计应具有工作可靠、效率高的特点，在操作方面，操作安全、省力、夹紧迅速，并且便于制造与维修。 Abstract The analysis valve chest components components craft analysis, determined its production type, then the determination semifinished materials type and the manufacture method, design its machine-finishing technological process and the craft equipment, and draws up the valve chest detail drawing, the semifinished materials chart, the jig assembly drawing and the jig detail drawing, the filling in machine-finishing technological process card and the machine-finishing working procedure card, the establishment curriculum designs the instruction booklet. Understood the valve chest components the structure as well as must process the working procedure, according to its processing characteristic and the production type determined the components the locate mode, designs its clamp.This design topic processes four aperture same threaded holes, therefore should act according to its processing precision and the surface roughness choice feasible, the reasonable jig.This components jig design should have the work reliably, the efficiency high characteristic, in the operation aspect, the operational safety, reduces effort, the clamp is rapid, and is advantageous for the manufacture and the service. 序言 一、零件的工艺分析及生产类型的确定 二、选择毛坯、确定毛坯尺寸，设计毛坯图 三、选择加工方法，制定工艺路线 四、工序设计 五、确定切削用量及基本时间 六、夹具设计 机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，是本专业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，并结合以往实习中学到的实践知识，独立的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，希望指导老师多加指教。 一、零件的工艺分析及生产类型的确定 1、零件的作用 题目所给定的零件是容积式压缩机的阀体，如图一所示 它是将阀内介质压缩，一端连接压缩活塞，一端与输出 口螺纹连接。通过阀体内活塞的往复运动，压缩介质， 产生压缩作用。 2、零件的工艺分析 通过对该零件的重新绘制，对零件进行分析，该零件属于类回转体零件。主体部分以中心轴为回转中心，但是在外圆上附有两个不同的凸台，二者轴线之间角度为90度，回转中心在同一径向平面上。该工件两端的沉孔和内腔的壁精度要求Ra为3.2，要求高。零件两端的沉孔精度为10级。 该零件属于类回转体的，两个端面和内腔需要加工，各表面的加工精度和表面粗糙度能够通过机械加工获得。首先加工两个端面，其中大端面为设计基准，内腔各尺寸以轴线和大端面为设计基准，要求较高的精度，且内腔的尺寸较大，可采用镗削加工。大端的各个孔，位置分布均匀，且大端厚度不大，便于对空的加工。总的来说，该零件的工艺性较好。 1．机床误差是由机床的制造误差、安装误差和使用中的磨损引起的，其中对加工精度影响最大的三种几何误差是主轴回转误差、导轨误差和传动误差。2．典型的刀具磨损过程分为初期磨损、正常磨损和急剧磨损阶段。3．精加工基准的选择原则应遵循如下原则：统一基准、基准重合、互为基准 和自为基准等原则。 4．工件的装夹过程就是定位和夹紧的综合过程。 5．在切削加工中，用于描述切削机理的指标是切削层及切削层参数，切削层参数包括切削层公称厚度h D、切削层公称宽度b D和切削面积，其中切削面积=h D×b D。6．由于工件材料以及切削条件的不同，切削的变形程度也不同，因而所产生的切屑也不同，切屑的可分为带状切屑、节状切屑、粒状切屑和崩碎切屑四大类。其中当切削塑性材料，切削速度极低，刀具前角较小时，往往产生节状切屑。 7．切削变形程度有三种不同的表示方法，即变形系数、相对滑移和剪切角。8．在车削外圆时，切削力可以分解为三个垂直方向的分力，即主切削力，进给力抗力和切深抗力，其中在切削过程中不作功的是切深抗力。 1. 从形态上看，切屑可以分为带状切屑、挤裂切屑、单元切屑和崩碎切屑 2. 切削过程中金属的变形主要是剪切滑移，所以用相对滑移（剪应变）的大小来衡量变形程度要比变形系数精确些。 3. 利用自然热电偶法可测得的温度是切削区的平均温度。 4. 刀具一次刃磨之后，进行切削，后刀面允许的最大磨损量（VB），称为磨钝标准。 5. 工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程称为安装。 6. 靠前刀面处的变形区域称为第二变形区，这个变形区主要集中在和前刀面接触的切屑底面一薄层金属内。 7. 系统性误差可以分为常值性系统性误差和变值性系统性误差两种 1．刀具后角是后刀面与切削平面间的夹角 2．衡量切削变形的方法有变形系数与滑移系数两种，当切削速度提高时，切削变形（减少）。 3．精车铸铁时应选用（YG3）；粗车钢时，应选用（YT5）。 4．当进给量增加时，切削力（增加），切削温度（增加）。 5．粗磨时，应选择（软）砂轮，精磨时应选择（紧密）组织砂轮。 6．合理的刀具耐用度包括Tc 与Tp 两种。 7．转位车刀的切削性能比焊接车刀（好），粗加工孔时，应选择（麻花钻）刀具。03机械制造技术基础期末考试试题
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