機械課程設計-容積式壓縮機閥體

1、<p><b>　　機械制造技術基礎</b></p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設</b></p><p><b>　　計</b></p>

2、<p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　班 級：</b></p><p><b>　　學 號：</b></p><p><b>　　指導老師： </b></p><p>　　日 期：2011年12月20日</p

3、><p>　　機械制造技術基礎課程設計任務書 </p><p><b>　　題目：</b></p><p>　　設計“容積式壓縮機閥體”零件的機械加工工藝規(guī)程及相關工序 </p><p>　　內容： 1. 零件圖 （三維） 1張 </p><p>　　2. 毛坯圖 1張 </p>&l

4、t;p>　　3. CAD制圖 1份</p><p>　　4. 機械加工工藝過程綜合卡片 1張 </p><p>　　5. 機械加工工序卡 5張 </p><p>　　6. 課程設計任務書 1份 </p><p><b>　　零件圖</b></p><p><b>　　目錄</

5、b></p><p><b>　　序言</b></p><p>　　一、零件的工藝分析及生產類型的確定</p><p>　　二、選擇毛胚，確定毛胚尺寸，設計毛坯圖</p><p>　　三、選擇加工方法，制定工藝路線</p><p><b>　　四、工序設計</b><

6、;/p><p>　　五、確定切削用量及時間</p><p><b>　　六、夾具設計</b></p><p><b>　　七、設計小結</b></p><p><b>　　八、參考文獻</b></p><p><b>　　序言</b>&

7、lt;/p><p>　　機械制造技術基礎課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)基礎課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年大學生活中占有重要的地位。</p><p>　　這次設計使我們能綜合運用機械制造技術基礎的基本理論，并結合以前實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造

8、工藝問題，設計了機床夾具這一典型的工藝裝備，提高了結構設計能力。</p><p>　　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行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。為今后的畢業(yè)設計及未來的從事工作打下了良好的基礎。</p><p>　　一、零件的工藝分析及生產類型的確定 </p><p><b>　　1.零件的作用

9、</b></p><p>　　題目所給定的零件是容積式壓縮機的閥體，如圖1 所示。它是將閥內介質壓縮，一端連接壓縮活塞，一端與輸出口螺紋連接。通過閥體內的活塞的往復運動，壓縮介質，產生壓縮作用。</p><p>　　2.零件的工藝分析 </p><p>　　通過對該零件的重新繪制，對零件進行分析，該零件屬于類回轉體零件，主體部分以中心軸為回轉中心，但是在

10、外圓上附有兩個尺寸不同的凸臺，二者軸線之間角度為90 度，回轉中心在同一徑向平面上。該工件兩端的沉孔和內腔的壁精度要求高，內腔壁的精度為7 級， 且粗糙度要求為3.2，要求高。零件兩端的沉孔精度為11 級。 a R </p><p>　　該零件屬于類回轉體的，兩個端面和內腔需要加工，各表面的加工精度和表面粗糙度能夠通過機械加工獲得。首先加工兩個端面，其中大端面為設計基準，內腔各尺寸以軸線和大端面為設計基準，要求較

11、高的精度，且內腔尺寸較大，可采用鏜削加工。大端的各個孔，位置分布均勻，且大端厚度不大，便于對空的加工?？偟膩碚f，該零件的工藝性較好。 </p><p>　　3.零件的生產類型 </p><p>　　參考《機械制造技術基礎》156頁表5.6</p><p>　　根據設計要求可知：零件總體尺寸適中，為輕型零件，生產類型為成批生產。</p><p>

12、;　　二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 </p><p><b>　　1.選擇毛坯 </b></p><p>　　根據零件圖要求，零件材料為HT300，形狀簡單，故采用鑄件毛坯。由于零件的生產類型為成批生產，故采用砂型鑄件，效率高，同時保證了毛坯尺寸，便于加工。 </p><p>　　2.確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差 </p&g

13、t;<p>　　根據《金屬加工工藝及工裝設計》第6頁的表格內容，確定零件的公差等級CT為13級，加工余量等級MA為H級。根據表1-9，根據零件尺寸和精度等級，確定鑄件毛坯的單邊和雙邊毛坯加工余量。 </p><p>　　根據各加工表面的加工余量和零件尺寸，確定毛坯的尺寸。對于毛坯尺寸直徑小于30mm的孔，在毛坯上應為實心。 </p><p>　　根據《金屬加工工藝及工裝設計》

14、第6頁表1-9，查得零件兩端和孔為雙邊加工余量，而外圓上的兩個凸臺的高度均為單邊加工余量。根據零件尺寸，雙邊加工余量中，確定孔的每邊加工余量為4.5mm，兩端面每邊加工余量為7mm，單邊加工余量中，確定大小凸臺高度方向的加工余量分別為6.5mm和4.5mm。零件其余部分無需加工，故無加工余量。 </p><p>　　綜上所述，確定毛坯尺寸見表1，具體參見毛坯圖附圖。</p><p><

15、;b>　　表1</b></p><p><b>　　3.設計毛坯圖 </b></p><p>　　根據零件尺寸，確定外圓叫半徑為3mm，內圓角半徑為3mm，是圓角尺寸能保證各表面的加工余量。 </p><p>　　確定分模位置 零件為類回轉體零件，結構簡單。為便于起模，分模位置選在零件的中心周線上，分型面為過零件軸心和大凸臺軸

16、線的面。 </p><p>　　熱處理方式采用時效處理，消除毛坯內部應力，以保證加工精度。</p><p>　　綜上所述，具體毛坯見毛坯圖附圖。</p><p><b>　　圖：閥體鑄件毛坯圖</b></p><p>　　三、選擇加工方法，制定工藝路線 </p><p><b>　　1.

17、定位基準選擇 </b></p><p>　　該零件為類回轉類零件，故選擇外圓為粗基準。由大端面和內腔孔軸線為設計基準，故遵循“基準重合”原則，采用大端面和內孔及端面的小孔為精基準。 </p><p>　　2.零件表面加工方法的選擇 </p><p>　?。?）大端面 表面粗糙度要求高，尺寸較大，且為回轉類，故采用車削加工，為保證精度要求，進行粗車和精車。

18、 </p><p>　　（2）小端面 采用車削加工，外圓定位，為保證精度，進行粗車和精車。 </p><p>　　（3）兩端面的沉孔 由于精度高，為10級精度，尺寸適中，故采用車削，且為精車加工。 </p><p>　　（4）內腔各孔 內腔各孔精度高，為7級精度，尺寸適中，故采用精鏜加工，保證精度。 </p><p>　?。?）凸臺端面 采用

19、車床加工，同時進行車螺紋，小凸臺的螺紋孔直接打孔而成。 </p><p>　　（6）大端面孔 進行鉆削加工，在鉆床上打孔，攻螺紋孔。 </p><p><b>　　3.制定工藝路線 </b></p><p>　　加工工藝路線為有端面至內腔，按照先加工基準面級先粗后精的原則，零件的加工工藝路線確定，具體工藝路線見附加工工級過程卡。</p&g

20、t;<p><b>　　四、工序設計</b></p><p>　　工序一、二為大端面的加工和內腔的加工，工序三、四位小端面和內腔的加工，工序五、六為凸臺的加工，工序七位凸臺上孔的加工，工序八位大端面上孔的加工。 </p><p>　　具體附卡的加工工藝過程卡和加工工序卡。</p><p><b>　　五、確定工序內容&l

21、t;/b></p><p>　　工序卡一上的工序為加工大端面和內腔的加工。 </p><p>　　1.加工機床的確定 </p><p>　　根據零件的尺寸和加工精度的要求，確定車床加工采用車床C620-1。 </p><p>　　2.加工刀具的確定 </p><p>　　車床上加工的工序 </p>

22、<p>　　一般都選用硬質合金車到和鏜刀作為加工用刀具，由于本零件材料為</p><p>　　HT300、加工方法為粗加工和半精加工。查表2-16（機械制造技術基礎），</p><p>　　選擇刀具材料為硬質合金鋼，即YG6刀具。具體加工各表面的刀具見下表：</p><p>　　表2：車床上所用刀具</p><p><b&g

23、t;　　鉆床上加工的工序</b></p><p>　　要求刀具熱塑性好和受較大沖擊載荷、故采用普通普通高速鋼。具體刀</p><p><b>　　具選擇見下表。</b></p><p>　　表3：鉆床上所用刀具</p><p>　　HT300，故選用刀具材料為YG6 刀具。 </p><p

24、>　　工步一 YG6 90°端面車刀。</p><p>　　工步二 YG6 鏜刀。</p><p>　　工步三 YG6 鏜刀。</p><p><b>　　確定工序尺寸</b></p><p>　　確定圓柱面的工序尺寸</p><p>　　圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關

25、。前面以確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經濟精度確定。</p><p>　　本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表：</p><p>　　表4：內孔工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度</p><p><b>　　端面工序尺寸<

26、/b></p><p>　　本零件的端面工序尺寸見下表</p><p>　　表5：端面工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度</p><p><b>　　3.確定切削用量</b></p><p><b>　?。?）背吃刀量pa</b></p><p>　　大端面 由于

27、粗加工余量為6mm，加工兩次，故背吃刀量p a 選擇為</p><p><b>　　6/2=3mm。</b></p><p>　　內孔?60mm 粗加工余量為4.25mm，加工一次，故背吃刀量p a</p><p><b>　　為4.25mm。</b></p><p>　　內孔?48(0,+0.03

28、)mm粗加工余量為4.35mm，加工一次，故故背吃</p><p>　　刀量p a 為4.35mm。</p><p><b>　?。?）進給量f</b></p><p>　　根據《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-114，表5-115， 查得本工序中個工步進給量f。 </p><p>　　工步一：粗車大端面 進給量f=

29、1mm/r </p><p>　　工步二：粗鏜內孔?60mm 進給量f=0.5mm/r</p><p>　　工步三：粗鏜內孔?48(0,+0.03)mm 進給量f=0.5mm/r</p><p><b>　?。?）切削速度vc</b></p><p>　　根據《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-121，根據工件材<

30、;/p><p>　　料、切削深度和進給量，初步確定各工步的切削速度。</p><p>　　工步一vc =60m/min</p><p>　　工步二vc =71m/min</p><p>　　工步三vc =71m/min</p><p><b>　　根據公式</b></p><p&g

31、t;　　n=1000 v/πd</p><p>　　計算出初定的機床轉速，然后根據所選機床的各級轉速，確定</p><p>　　各個工步的機床轉速。</p><p>　　工步一 n=150r/min </p><p>　　工步二 n=380r/min </p><p>　　工步三 n=470r/min </p&g

32、t;<p>　　根據確定的機床轉速，根據公式</p><p>　　V= nπd/1000</p><p>　　再次確定各個工步的精確切削速度：</p><p>　　工步一vc =60.29m/min</p><p>　　工步二vc =71m/min</p><p>　　工步三vc =70.40m/min&

33、lt;/p><p><b>　　4.確定工時定額 </b></p><p><b>　　根據公式</b></p><p>　　Td=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz/500</p><p>　　確定工件的工時定額。</p><p><b>　　其中</b><

34、;/p><p><b>　　Tj=L/fn</b></p><p>　　計算出基本時間，然后根據一定得比例，分別計算出 Tf、Tb、Tx、Tz</p><p><b>　　各個參數(shù)。其中</b></p><p>　　Tf=（15%-20%）Tj</p><p>　　Tb=（2%-

35、7%）Tj</p><p>　　Tx=（2%-4%）Tj</p><p>　　Tz=（3%-5%）Tj</p><p>　　根據以上公式，確定出各個工步的工時定額：</p><p><b>　　機動時間Tj</b></p><p><b>　　輔助時間Tf</b></p

36、><p>　　綜上所述，各個工步的工時定額如下：</p><p>　　工步一 Td =86.4s</p><p>　　工步二 Td =20.4s</p><p>　　工步三 Td =20.4</p><p>　　工序卡一各個主要參數(shù)確定，具體見附卡工序卡一。</p><p>　　其他工序卡參數(shù)確定

37、方法相同，具體數(shù)據見附卡工序卡。</p><p><b>　　六、夾具設計</b></p><p>　　本夾具是工序五使用的加工大凸臺內孔、端面和小凸臺內孔、端面的車床專用夾具，在C620-1車床上加工，進行精鏜內孔、內槽，端面和倒角的加工。所設計的夾具裝配圖和零件圖如附圖所示。有關說明如下。 </p><p><b>　　定位方案&

38、lt;/b></p><p>　　工件以加工過的大端面為設計基準，故采用一面兩孔定位，以大端面和內腔孔、大端面上光孔為定位基準作為定位方案，其中大端面定位，消除3個自由度，以內腔孔定位消除2個自由度，以大端面上∮14光孔定位，消除1個自由度，共限制了6個自由度。</p><p><b>　?。?）加緊機構 </b></p><p>　　根

39、據零件結構和定位方案，工件在夾具通過手動加緊即可滿足要求。采用二位聯(lián)動勾形壓板加緊機構在零件大端徑向方向加緊，兩個勾形壓板分別在工件大端面的直徑的兩端，保證加緊有效，防止在高速車削工程中工件的震動和傾覆。兩個勾形壓板采用螺母擰緊，同時兩個壓板之間有聯(lián)動加緊機構，使只需操作一個壓板加緊即可同時使另一個同時加緊，保證了加緊的同步性，提高加緊效率。手動加緊可免去夾緊力的計算。</p><p>　?。?）夾具與機床的連接

40、元件 </p><p>　　采用C型車床過渡盤，采用三個螺栓與夾具連接，能充分保證過渡盤與夾具的同軸度，同時采用莫氏錐度與車床主軸連接，保證精度。</p><p><b>　　（4）夾具體 </b></p><p>　　工件的定位元件與加緊元件由夾具體連接起來，保證了定位精度和加緊的可靠性，實現(xiàn)全部功能。</p><p>

41、;<b>　　（5）使用說明 </b></p><p>　　安裝工件時，松開勾形壓板上的緊固螺母，壓板上升，自動轉過90度，此時放下零件，然后插入菱形定位銷，保證定位，然后旋下螺母，使兩個壓板聯(lián)動加緊。加工完一個凸臺后，松開壓板，拔下菱形定位銷，使工件旋過90度，再次用菱形定位銷定位，壓緊壓板，進行另一個凸臺的加工。</p><p><b>　　（6）機構特

42、點 </b></p><p>　　該夾具結構簡單，操作方便，聯(lián)動加緊精度高，定位準確，加緊可靠。同時采用銷定位，旋轉定位準確，精度高。 </p><p>　　夾具結構緊湊，同時能夠和機床緊湊連接，連接方便。</p><p><b>　　七、設計小結</b></p><p>　　經過了為時幾周的課程設計，我對一

43、個零件從毛坯、工藝、工序到夾具的設計，經歷了一個零件的設計的全部過程，從中學習了毛坯設計，工藝、工序設計的相關知識，實踐了夾具的設計，使學到的理論知識得到了應用，體會到了一個機械設計師的工作過程，同時隱約體會到了一些將來參加工作的感覺。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　趙家齊，機械制造工藝學課程設計指導書第2版。機械工業(yè)出版社，20

44、00.10</p><p>　　黃如林、汪群，金屬加工工藝及工裝設計。化學工業(yè)出版社，2006.3</p><p>　　崇凱，機械制造技術基礎課程設計指南。化學工業(yè)出版社，2006.12</p><p>　　呂明，機械制造技術基礎第2版。武漢理工大學出版社，2010.8</p><p>　　李旦，機械加工工藝手冊第2版第一卷。機械工業(yè)出版社，