1、. 機械制造工藝學課程設計說明書 班級：*:指導教師：. 目錄一.零件分析 1.1閥蓋零件尺寸，公差，粗糙度標注 1.2閥蓋零件構造工藝性分析 1.3閥蓋的技術要求分析二.根據生產綱領和生產類型確定工藝的根本特征 2.1生產綱領和生產類型 2.2根本特征三.確定毛坯類型和制造方法，繪制毛坯零件合圖 3.1毛坯種類 3.2毛坯構造尺寸，形狀 3.3確定余量，繪制毛坯零件合圖四.工藝規程設計4.1定位基準選擇和工藝裝備選擇 4.1.1選擇閥蓋的粗基準 4.1.2選擇閥蓋的精基準 4.1.3選擇加工工藝裝備 4.2工藝路線擬定 4.2.1確定各加工面的加工方法 4.2.2加工階段的劃分 4.2.3工

2、序組合原則 4.2.4加工順序的安排 4.2.5工藝路線擬定五.選擇加工設備及工藝裝備六.加工工序設計6.1加工余量確定6.2確定切削用量 6.2.1切削用量的選擇 6.2.2確定進給量6.3工時定額確定 6.3.1工時定額制定的原則 6.3.2工時定額制定的方法 6.3.3工時額定包括以下幾局部七.設計小結參考文獻序言機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的根底課、技術根底課以及局部專業課之后進展的。這是我們在進展畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的復習,也是一次理論聯系實際的訓練。其主要目的是讓學生把所學的工藝理論和實踐知識，在實際的的工藝、夾具設計中綜合地加以運用，進而得到穩固、

3、加深和開展，提高我們分析問題和解決生產實際問題的能力，為以后搞好畢業設計和從事相關的技術工作奠定扎實的根底。通過機械制造工藝課程設計，我們可以在以下幾個方面得到鍛煉： 1、能熟地運用機械制造技術課程及其他相關課程中的根本理論，以及在生產實際中學習到的實踐知識，正確地和解決一個零件在加工過程中的定位、夾緊以及工藝路線的合理擬定等問題，從而保證制造的質量、生產率和經濟性。 2、通過夾具設計，進一步了解我們自己的構造設計能力，能夠根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力，既經濟合理又能保證加工質量的夾具。 3、進一步提高計算、制圖能力，能比擬熟練地查閱和使用各種技術資料，如有關的國家標準、手冊、圖

4、冊、規等 4、在設計過程中培養學生嚴謹的工作作風和獨立的工作能力。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進展一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。由于能力所限，設計尚有許多缺乏之處，懇請教師給予批評指正。一.零件分析1.1閥蓋零件尺寸，公差，粗糙度標注從閥蓋零件圖上可以看出，標有外表粗糙度符號的外表有端面，孔，平面，其中外表粗糙度最高的是直徑為30mm的孔，公差等級到達IT7級，直徑為50mm的外圓公差等級為IT7級，外表粗糙度為Ra=1.6um.1.2閥蓋零件構造工藝性分析閥蓋零件圖采用主視圖和左視圖兩個視圖來表達其構造，其中主視圖為全剖視圖，主要表達

5、零件的部構造和各端面的軸向位置；左視圖主要表達零件的外形輪廓及主體上凸緣沉孔分布的情況。從主視圖可以看出，閥蓋由多個同軸孔和外圓組成。左端面要求加工M362外螺紋，另外主體上沿圓周方向均勻分布有4個臺階沉孔。1.3 閥蓋零件的技術要求分析閥蓋的加工外表主要有兩頭端面加工，外圓孔的加工，以及小頭上一螺紋的加工，其余外表均通過不去除材料的方法獲得所需尺寸。該閥蓋為鑄件，各組加工外表之間有嚴格的尺寸位置精度和外表加工精度要求。對照閥蓋零件圖可以看出：臺階孔，外圓具有較高的尺寸精度IT7級和相互位置精度同軸度，外表粗糙度要求為Ra1.6um，是關鍵加工外表。M、N面距離尺寸為，尺寸精度要求不高查附表1

6、標準公差數值可知約為IT11級，但M面位置精度要求較高與孔軸線垂直度允許公差為0.04，且為裝配基準面，N面為軸向配合面，因此也應確定為關鍵加工外表。右端外圓、M362外圓螺紋、左端孔及4沉孔的尺寸精度要求較低未注公差，外表粗糙度也不高，是次要加工外表。其他外表均為不加工外表。根據各加工方法的經濟精度及一般機床所能到達的位置精度，該零件沒有很難加工的孔，上述各孔的技術要求采用常規加工工藝均可以保證。根據生產綱領和生產類型確定工藝的根本特征2.1生產綱領和生產類型根據任務書：1產品的生產綱領Q=6000臺/年2每臺產品中閥蓋的數量n=1件/臺3閥蓋的備品率a=8% (4)閥蓋的廢品率b=1% 閥

7、蓋的生產綱領計算如下： N=Qn(1+a)(1+b)=60000(1+8%)(1+1%)=65448(件/年)假設按一定時間產品產量的連續程度和工作地劃分，生產類型可劃分為單件生產，成批生產小批生產，中批生產，大批生產和大量生產連續生產等多種類型。不同的生產類型有不同的工藝特征，了解不同的生產類型的工藝特征，就能根據產品產量和產品圖樣，制定工藝方案，編制方案，籌措資金，增添或改造設備，合理做好生產技術準備工作。有生產綱領與生產類型的關系可確定該零件的生產為大批量生產，其毛皮制造，加工設備技工藝裝備選擇應呈現大批量生產的工藝特點，如多采用高效設備和專用工藝裝備。2.2根本特征 閥蓋的生產類型為大

8、批量生產，大批量生產的工藝特點是廣泛采用高效專用夾具，廣泛采用高效專用刀具、量具和自動檢測裝置，調整法自動化加工。三.確定毛坯類型和制造方法，繪制毛坯零件合圖 3.1毛坯種類毛皮的種類很多，同一種毛坯可能有不同的制造方法。1 鑄件 適于制造形狀復雜的毛坯。常見的鑄件材料有灰鑄鐵，球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵。目前生產中的鑄件大多數是砂型鑄造，少數尺寸較小的優質鑄件可采用特種鑄造，如金屬型鑄造，離心鑄造和壓力鑄造。造型方法有手動造型和機器造型。鑄型有木模，金屬型之分。2鍛件 適于制造強度高，形狀比擬簡單的毛坯。3鋼板和型材 鋼板和型材是生產中最常見的毛坯形式，來源廣泛。熱軋型材適用于尺寸較大，精度較低的一

9、般零件的毛坯；冷軋型多用于尺寸較小，毛坯精度要求較高的中小型零件的毛坯。4焊接件 焊接件制造簡單，生產周期短，不需要專用的設備。但是焊接件也存在著較大的剩余應力，容易變形，精度不穩定，故一般需要退火或時效處理。閥蓋是用于連接或支撐執行機構。因此，閥蓋因具有足夠的強度和剛度，還應盡量減少自身重量，以減小慣性力的作用。同時，零件在工作過程中處于潤滑狀態，所以采用潤滑性能較好地鑄鐵，型號為HT200，毛坯類型為鑄件。選擇毛坯的制造方法:由于閥蓋的生產類型為大量生產，因此毛坯制造采用金屬模機器造型的鑄造方法，可以獲得較高的生產效率和精度。因零件形狀并不復雜，所以毛坯形狀可以與零件的形狀接近，孔不鑄出，

10、毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。3.2毛坯構造尺寸，形狀詳見毛坯零件合圖3.3 確定余量，繪制毛坯零件合圖毛坯的加工余量：加工余量分為總加工余量,工序加工余量.為了得到零件上*一外表所要求的精度,而從毛坯這一外表所切除的全部金屬層的厚度,稱為該外表的總加工余量.完成一個工序時從*一外表所切去的金屬層稱為工時加工余量.確定工序尺寸時,首先要確定加工余量.正確確實定加工余量具有很大的經濟意義.假設毛坯余量過大,不僅浪費材料,而且要增加機械加工的余量,生產率下降;假設余量過小,一方面使毛坯制造困難,另一方面在機械加工時,也因余量過小而被迫使用劃線,找正等工藝方法,也能產生廢品.確定余量的方法有經歷

11、法、查表法、修正法、分析計算法。對于閥蓋各外表工序加工余量用查表法確定。根據閥蓋毛坯的最大輪廓尺寸和加工外表的根本尺寸按最大尺寸，查附表2鑄件的機械加工余量按中間等級2級精度查表可得出，頂面的機械加工余量為4，底面及側面的機械加工余量為3。為統一起見各加工外表的機械加工余量統一取4。查附表5鑄件的尺寸偏差可得出，閥蓋毛坯的尺寸偏差為0.5繪制毛坯零件合圖見圖工藝規程設計4.1 定位基準選擇和工藝裝備選擇 在零件加工的第一道工序中，只能使用未經加工過得毛坯進展定位，這種未經加工過的基準稱為粗基準。在粗基準定位加工出光潔的外表后,就可以采用已經加工過的外表進展定位,加工過的基準稱為精基準. 粗基準

12、選擇原則：保證不加工外表與加工外表相互位置要求保證加工外表的加工余量合理分配的原則保證定位準確,夾緊可靠以及夾具構造簡單,操作方便原則 精基準選擇原則：1)基準重合原則2)基準統一原則3)自為基準原則4)互為基準原則5)所選的定位基準,應能使工件定位準確,穩定,變形小,夾具構造簡單選擇閥蓋的粗基準： 如先加工閥蓋的右端，則選擇不加工的L面及外圓作為粗基準，能方便地加工車M面孔精基準還可以保證L面與孔的軸線垂直，符合粗基準的要求。如圖4-1a所示方案一：如先加工閥蓋的左端，則選擇不加工的外圓和沒加工的M面為粗基準，定位面較短，裝夾不太可靠，如4-1圖b所示方案二： a b如圖4-1箱蓋的粗基準

13、由圖可知，選擇方案一的粗基準比擬可靠，而且安裝方便。4.1.2選擇閥蓋的精基準：1分析閥蓋的零件圖可知，孔軸線是高度和寬度的設計基準，M面是長度方向得到設計基準，如下列圖所示。2閥蓋工藝路線方案一，在加工閥蓋關鍵外表時，考慮選擇已精加工的和臺階面作為精基準，這樣可以保證外圓的同軸度，及MN面的垂直度要求，如圖4-2c所示：3閥蓋工藝路線方案二，在加工阻礙關鍵外表時，選擇已加工過的左端面和螺紋外圓為精基準，在一次安裝中同時加工以及M N面從而保證其同軸度和垂直度的要求，如圖4-2d所示，兩種方案都符合基準重合原則，且專用夾具設計也并不復雜。 C d 圖4-2 閥蓋的精基準 4當定位基準與設計基準

14、不重合時，需要對它的工序尺寸和定位誤差進展分析和計算。當定位基準與設計基準不重合時，需要對它的工序尺寸和定位誤差進展分析和計算。4.1.3選擇加工工藝裝備由于閥蓋是大批量生產，為提高生產效率最好多采用專用工藝裝備，包括專用夾具、專用刀具、專用量具，根據需要，建議在以下工序設計專用工藝裝備，詳見下表：工序號工序名稱專用夾具專用刀具專用量具20車削三爪自定心液壓夾緊卡盤車刀D01/D0430車削三爪自定心液壓夾緊卡盤40車削精車孔專用夾具30H7塞規50車削精車外圓液性塑料夾具60車削三爪自定心液壓夾緊卡盤70鉆削锪鉆塞規4.2工藝路線擬定4.2.1確定各加工面的加工方法根據閥蓋加工外表的精度和外

15、表粗糙度要求，查表孔加工方法，可得閥蓋各孔的加工方案，各加工外表方案詳見下表：加工外表精度要求外表粗糙度Raum加工方案30H7孔及其臺階IT71.6鉆孔半精車精車孔IT12以上6.3鉆孔50f7外圓IT71.6粗車半精車精車40及其軸肩IT12以上6.3粗車MN面兩端端面距離 IT113.2粗車半精車M36*2螺紋IT12以上6.3粗車車螺紋左端面IT12以上12.5粗車4*7，13沉孔IT12以上12.5鉆孔，锪孔4.2.2 加工階段的劃分 在擬訂工藝路線時，正確的處理粗、精加工工序的安排是很重要的。在大批大量生產時，粗、精加工分開。 零件的加工質量高時，工藝過程應分階段。一般分為粗加工、

16、半精加工、精加工，當加工精度及外表質量要求特別高時，精加工階段后，還可增加光整加工和超精細加工階段。 劃分加工階段的優點有以下幾個方面：1 符合加工規律 加工工藝過程是由低質量的毛坯逐漸提高其精度的一個運動變化過程，區分為由低到高幾個加工階段符合機械客觀規律，按照誤差遞減規律，毛坯經假設干階段加工后，其余留誤差會逐次遞減直至到達規定的限度。2工件能得到較好的冷卻，減少熱變形及應力的影響，有利于保證加工精度。3可防止粗加工產生的震動和不利影響。粗加工時切削力較大，且產生很大的震動，會影響精加工孔的光潔度和精度；4有利于精加工機床精度持久的保存，合理的使用設備；5有利于安排熱處理工序，時冷熱加工工

17、序配合得更好；6便于及時發現毛坯缺陷；7保護主要外表精度。 因此，在確定工藝方案時，必須從實際出發，首先要根據生產批量，加工精度，技術條件及工作條件來分析。按照經濟的滿足加工要求的原則，合理的處理粗精工序的安排問題。一般的說，矛盾的主要方面是加工經濟性，所以不能不問具體情況，一般粗精加工分開。 但是，粗、精加工合并在一臺機床上進展，其相互影響總是有的，應當采取措施盡量減少這種不利影響。根據閥蓋的生產批量，加工精度，技術條件及工作條件來分析。按照經濟的滿足加工要求的原則，閥蓋主要外表的加工可分為粗加工，半精加工和精加工三個階段。由于沒有高于IT7級的高精度外表，考慮到工序過與分散，裝夾次數太多，

18、反而影響生產效率，所以合并為粗加工，精加工兩個階段即可。4.2.3 工序組合原則工序集中和工序分散是擬訂工藝路線時，確定工序數目多與少的兩種不同的原則，它和設備類型的選擇有密切的關系。工序分散的特點是：所使用的機床設備和工藝裝備都比擬簡單，容易調整，生產工人也便于掌握操作技術，容易更換產品；有利于選擇最合理的切削用量，減少機開工時；機床設備數量多，生產面積大，工藝路線長。工藝集中的特點是：有利于采用高效的專用設備和工藝裝備，顯著提高生產率；減少了工序數目，縮短了工藝過程，減少了生產方案和生產組織工作；減少了設備數目，相應地減少了工人人數和生產面積，工藝路線短；減少了工件裝夾次數，不僅縮短了輔助

19、時間，而且由于一次裝夾加工較多的外表，就容易保證它們之間的位置精度；專用機床設備、工藝裝備的投資大，調整和維修費用，生產準備工作量大，轉為新產品的生產也比擬困難。工序的集中和分散各有特點，必須根據生產規模，零件的構造特點和技術要求，機床設備等具體生產條件綜合分析，以便決定采用哪一種原則來組合工序。傳統的流水線、自動線生產多采用工序分散的組織形式個別工序亦有相對集中的形式，例如，對箱體零件采用專用組合機床加工孔系。這種組織形式可以實現生產率生產，但適應性差。采用高效自動化機床，以工序集中的形式組織生產，除具有上述工序集中的優點以外，生產適宜性強，轉產相當容易，因而雖然設備價格昂貴，但仍然受到越來

20、越多的重視。集中工序是現代機械加工主要開展方向之一。由于閥蓋的生產類型為大量生產，組合工序既可按分散原則，也可按工序集中原則。考慮到要充分利用現有資源中的半自動轉塔車床，采用多刀多工位加工，因此組合工序遵循工序集中原則。4.2.4 加工順序的安排 在工藝規程設計過程中,工序的組合原則確定之后,就要合理的安排工序順序,主要包括機械加工工序,熱處理工序和輔助工序的安排。1、機械加工工序的安排，遵循以下原則：1基面先行：工件的精基準面，應安排在起始工序先進展加工，以便盡快為后續工序的加工提供精基準。工件上主要外表精加工之前，還必須精基準進展修整。2先主后次：先安排主要外表的加工，后安排次要外表的加工

21、。3先粗后精：先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工或光整加工。4先面后孔：對于箱體，支架和連桿等工件，應先加工平面后加工孔。根據閥蓋的構造特點，宜先安排基準外表孔的加工，然后再安排主要外圓的加工，最后安排次要外表的加工，這樣既可保證較高的位置精度，又使專用夾具的設計制造比擬簡單。即采用基面先行的加工工序原則。2、熱處理工序的安排：1 預備熱處理：一般安排在機械加工之前,主要目的是改變切削性能,是組織均勻,細化晶粒,消除毛坯制造時的應力.常用的預備熱處理方法有退火和正火,調質可提高材料的綜合力學性能也能為后續熱處理工序做準備,可安排在粗加工后進展.2去除應力處理： 安排在粗加工之后,精

22、加工之前進展.包括人工時效退火等。一般精度的鑄件在粗加工之后安排一次人工時效,消除鑄造和粗加工時的應力。減少后需加工的變形，精度高的鑄件,則應在半精加工后安排第二次人工時效,使加工精度穩定。要求精度很高的零件，如：絲桿、主軸等應安排屢次去應力處理；對于精細絲桿，精細軸承等為了去除剩余的奧氏體，穩定尺寸還需采用水冷處理，一般再回火后進展。 3最終熱處理 ： 主要目的是提高材料的強度,外表硬度和耐磨性。變形較大的熱處理如調質,淬火,滲碳淬火應安排在磨削前進展。變形較小的熱處理如氮化等應安排在精加工后.由于閥蓋的精度要求不高，可在粗加工之前安排一次人工時效，消除鑄造時產生的應力，減少后續加工變形。4

23、.2.5工藝路線擬定 擬定工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批量生產的條件下，考慮選用適宜的機床并配以專用工具，并盡量使工序集中起來，提高生產效率。除此以外，還應考慮經濟效果，以便降低生產本錢。根據上述分析，初步擬定閥蓋的加工工藝路線方案兩種，分別見下表 閥蓋機械加工工藝路線方案一：工序號工序容10外協毛坯復檢20粗車外圓50f7及MN面，粗車外圓臺階40*4,鉆孔20通孔，粗車30H7臺階孔30掉頭螺紋M36*2外圓及左端面40半精車，精車30H7臺階孔50半精車，精車外圓50f7及MN面60車螺紋M36*270鉆4*

24、7孔，锪4*13沉孔80去銳邊毛刺，吹鐵屑90按檢驗工序卡片的要求檢驗優點：精加工工序的加工容比方案二均衡缺點：轉塔車床為半自動車床，價格高于普通車床。長期用于粗加工工序，易降低該機床的加工精度。如果該機床為舊機床，則無須考慮保持機床精度問題閥蓋機械加工工藝路線方案二：工序號工序容10外協毛坯復檢20粗車外圓50f7及MN面，車外圓臺階40*430鉆20通孔，粗車30H7孔40車螺紋M36外圓及左端面50半精車，精車30H7孔臺階，外圓50f7及MN面60車螺紋M36*270鉆4*7孔，锪4*13沉孔80去銳邊毛刺，吹鐵屑90按檢驗工序卡片的要求檢驗優點：外孔在一道工序完成，減少定位誤差缺點：

25、精車工序加工容過于集中，調試，檢驗工作量大，質量控制難度大 通過上述兩個方案的綜合比擬，選擇方案一五.選擇加工設備及工藝裝備 機床和工藝裝備的選擇機床的選擇應遵循以下原則：機床的加工圍應予零件的外廓尺寸相適應機床的精度應于工序加工要求的精度相適應。 2夾具的選擇對于中、大批和大量生產，為提高勞動效率而采用專用高效夾具。 3假設采用機械集中，則應采用各種高效的專用夾具、復合夾具和多刃夾具和多刃刀具等。 4刀具的類型、規格和精度等級應符合加工要求。 5大批大量生產影采用極限量塊和高效的專用檢驗夾具和量儀等。 6量具的精度必須與加工精度相適應。 根據閥蓋的大批量生產工藝特點，工序70建議設計專用多軸

26、鉆孔機床，其余采用現有通用設備。 由于閥蓋是大批量生產，為提高生產效率最好多采用專用工藝裝備，包括專用夾具、專用刀具、專用量具，根據需要，建議在以下工序設計專用工藝裝備，詳見下表：工序號工序名稱專用夾具專用刀具專用量具20車削三爪自定心液壓夾緊卡盤車刀D01/D0430車削三爪自定心液壓夾緊卡盤40車削精車孔專用夾具30H7塞規50車削精車外圓液性塑料夾具50f7卡規專用同軸度量儀L0160車削三爪自定心液壓夾緊卡盤70鉆削锪鉆塞規六.加工工序設計6.1加工余量確定(工序70、锪鉆沉孔)在第三局部已對加工余量有所介紹。由于該工序加工的孔的精度要求不高，使用鉆和锪鉆可直接加工而成，所以該工序余量

27、為零。其他工序具體余量見機械加工工藝卡片。6.2 確定切削用量(工序70)6.2.1切削用量的選擇原則 1粗車用量的選擇原則 ：對于粗加工,在保證刀具一定使用壽命前提下,要盡可能提高在單位時間的金屬切除率。2精加工切削用量的選擇 : 選擇精加工或半精加工切削用量的原則是在保證加工質量的前提下,兼顧必要的生產率。進給量根據外表粗糙度的要求來確定,精加工時的切削速度應避開積削瘤區,一般硬質合金車刀采用高速切削。6.2.2確定進給量 本工序在專用機床上采用多鉆頭一次加工，根據材料HBW170241和深徑比L/D=10/7=1.4，查機械加工工藝手冊得，切削速度v=16m/min，進給量f=0.24m

28、m/r。根據刀具材料高速鋼锪孔和工件材料，查附表14高速鋼、硬質合金锪鉆切削用量表得，切削速度v=3743m/min，進給量f=0.130.18mm/r。因是多刀加工，所以切削用量取較小值，取v=35m/min，進給量f=0.1mm/r。 6.2.3確定轉速和切削速度根據工序尺寸通孔直徑和轉速，初步計算鉆孔主軸轉速為： 因機床為專用機床，鉆孔切削用量按計算值取整數即可，取n=720r/min，鉆孔實際切削速度分別為：根據工序尺寸沉孔直徑和轉速，初步計算锪孔主軸轉速為：同理，锪孔切削用量按計算值取整數即可，取n=850r/min，锪孔實際切削速度分別為：6.3工時定額確定 工序706.3.1工時

29、定額制定的原則 有科學依據,力求做到先進合理，考慮各車間,各工序,各班組之間的平衡。必須貫徹個盡所能,按勞分配的方針必須快,準,全同一工序,同一產品只有一個定額。6.3.2工時定額制定的方法 經歷估工法、統計分析法、類比法、技術定額法6.3.3工時定額包括以下幾局部:1根本時間t1 切除金屬層所消耗的時間,包括切入時間和退出時間2輔助時間t2 裝卸時間,開停機床,測量3工作地效勞時間t3 更換刀具,修磨刀具,潤滑4休息和自然所需要時間t45準備終結時間t5 與生產批量(N)有關批量生產工時定額T=t1+t2+t3+t4+t5/N大量生產工時定額查表得鉆削： S每轉進給量 ，盲孔時計算結果如下表：LL1L2機動時間Ts鉆4*710537锪4*13沉孔21009所以工序70，根本時間；查表根據經歷估工得；由于該工序操作簡單，