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課 程 設 計
題 目：設計閥蓋零件
班 級：
姓 名：
指導教師：
完成日期：
一、設計題目
設計閥蓋零件的機械加工工藝規(guī)程及藝裝備
二、原始材料
設計的要求包括如下幾個部分：
1．繪制零件圖。 1張
2. 繪制零件毛坯圖。 1張
3．編制零件的機械加工工藝卡片。 1套
4．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
5．編寫課程設計說明書（約5000——8000字）。 1份
說明書主要包括以下內容（章節(jié)）
（1）．目錄
（2）．摘要（中外文對照的，各占一頁）
（3）．零件工藝性分析
（4）．機械加工工藝規(guī)程設計
（5）．指定工序的專用機床夾具設計
（6）．方案綜合評價與結論
（7）．體會與展望
（8）．參考文獻
列出參考文獻(包括書、期刊、報告等，10條以上)
三、上交材料
1.零件圖 1張
2.毛坯圖 1張
3.機械加工工藝過程卡片 1張
4.零件的機械加工工藝卡片 1張
5.夾具裝配圖
6.夾具零件圖 1張
7.設計說明書 1份
五、指導教師評語
成 績：
指導教師
日 期
摘 要
設計“閥蓋”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，并繪制出調速杠桿零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖，填寫工藝卡片，編制課程設計說明書。
通過該課程設計，將所學理論與生產(chǎn)實踐相結合， 鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，在這個過程中我獨立地分析和解決了零件機械制造的工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結構設計能力，為今后的畢業(yè)設計及對自己未來將從事的工作進行了一次適應性訓練，從而打下了良好的基礎。
本設計可以提高生產(chǎn)的效率，提高公司利潤?？梢愿_的加工零件，也方便了操作者。
Abstract
Design: Design "valve cover" of mechanical parts and order processing technology and equipment, and spare parts to map out plans speed lever, rough maps, fixture assembly plans to fill in the card technology, the preparation of curriculum design specification.
Design significance: the adoption of the curriculum design, the theory and practice of production, tempered their own analysis of issues, problem-solving skills, I am in the process of analyzing and solving independent parts Machinery Manufacturing Technology, a machine tool design Fixture for the typical process equipment, and improve the structure of design capability for future graduates to design their own future and will be engaged in the work of a adaptability training, thus laying a good foundation.
目 錄
序言……………………………………………………………1
1.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定…………………… 2
1.1零件的工藝分析…………………………………………2
2.零件的生產(chǎn)類型 ………………………………………… 2
二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 ………………2
1.選擇毛坯 ………………………………………………… 2
2.確定機械加工余量 ……………………………………… 3
3.確定毛坯尺寸 …………………………………………… 3
4.設計毛坯 ………………………………………………… 3
三、選擇加工方法，制定工藝路線………………………… 3
1.定位基準的選擇……………………………………………3
2.零件表面加工方法的選擇…………………………………4
3.制定工藝路線………………………………………………4
四、工序設計……………………………………………………5
1.選擇加工設備與工藝裝備…………………………………5
2.確定工序尺寸（工序Ⅸ）…………………………………5
五、確定切削用量及基本時間（工序Ⅸ）……………………6
1.切削用量的計算……………………………………………6
2.基本時間tm的計算…………………………………………6
六、夾具設計……………………………………………………7
1.定位方案……………………………………………………7
2.夾緊機構……………………………………………………7
3.導向裝置……………………………………………………7
4.夾具與機床連接元件………………………………………8
5.夾具體………………………………………………………8
七、設計體會……………………………………………………8
參考文獻………………………………………………………9
序言
機械制造技術基礎課程設計是在學完了機械制造技術機車和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結合生產(chǎn)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工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結構設計能力，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。
由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。
一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.零件的工藝分析
通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。該零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。以下是閥蓋需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
1.左右端面粗糙度為3.2，孔M10，此孔為加工其他孔的基準。
2.φ20外圓面，粗糙度為12.5；φ26外圓，粗糙度為6.3，；φ36外圓左端面，粗糙度為12.5；
3.孔φ7，粗糙度為12.5；
根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的孔，上述各孔的技術要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。
2.零件的生產(chǎn)類型
零件的生產(chǎn)綱領：屬中批量生產(chǎn)。
二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖
1.選擇毛坯
該零件材料為鑄鋼，零件結構比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，為使零件有較好的力學性能，保證零件工作可靠，故采用模鍛成形。這從提高生產(chǎn)效率保證加工精度上考慮也是應該的。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。
2.確定機械加工余量
根據(jù)鍛件質量、零件表面粗糙度、形狀復雜系數(shù)查2-28表得。
鍛件孔的精鉸：0.05mm.粗鉸：0.95mm.鉆：0.94mm.
3.確定毛坯尺寸
毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可。 4.設計毛坯
（1）確定圓角半徑
查表得：
外圓角半徑 r=2.5mm
內圓角半徑 R=8mm
（2）確定模鍛斜度
查表得：
模鍛斜度為：5°～10°。
三、選擇加工方法，制定工藝路線
1.定位基準的選擇
粗基準的選擇：按有關基準的選擇原則，即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準?，F(xiàn)以零件的側面為主要的定位粗基準。
精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，選擇以圓柱體的Φ68孔為精基準。
2.零件表面加工方法的選擇
（1）左右端面 為未注公差尺寸，表面粗糙度為Ra3.2，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級按IT13，需進行粗銑
（2）Φ35孔 公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra12.5，需進行鉆和粗鉸。
（3）M10孔 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級按IT13，表面粗糙度為Ra25，需進行鉆，并攻絲。
（4）φ20凹槽及外圓 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級按IT13，粗糙度為12.5，粗車即可。
（5）4-φ7孔并锪孔φ16 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級按IT13，表面粗糙度為Ra12.5，需進行鉆
3.制定工藝路線
工序Ⅰ：粗銑左右兩水平端面。
工序Ⅱ：車φ20凹槽及外圓面。
工序Ⅲ：鉆、攻絲M10的孔。
工序Ⅳ：鉆4-φ7孔及鍃孔16。
工序Ⅴ：清洗。
工序Ⅵ:終檢。
四、工序設計
1.選擇加工設備與工藝裝備
2.確定工序尺寸
由表可查得，M10mm的孔粗鉸余量Z粗鉸=0.95mm；鉆孔余量Z鉆=9.8mm。查表可依次確定各工步尺寸的加工精度等級為，粗鉸：IT10鉆：IT12；根據(jù)上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，粗鉸：0.070mm;鉆：0.180mm。
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，鉆孔：Φ9.80 mm攻絲：M10mm.
工序號
設備
工 藝 裝 備
工序Ⅰ
X62臥式銑床
銑刀、游標卡尺、專用夾具
工序Ⅱ
CA6140臥式車床
車刀、游標卡尺、四爪卡盤
工序Ⅲ
組合鉆床
麻花鉆、內徑千分尺、專用夾具，絲錐
工序Ⅳ
清洗機
工序Ⅴ
塞規(guī)、百分表、卡尺等
五、確定切削用量及基本時間
1.切削用量的計算
（1）鉆孔工步
①被吃刀量的確定 取ap=9.8mm。
②進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量f=0.3mm/r。
③切削速度的計算 由表5-22，按工件材料為45鋼的條件選取，切削速度v可取為22m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉆頭轉速n=538.95r/min,參照表所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=545r/min.再將此轉速代入公式，可求出該工序的實際鉆削速度v=nΠd/1000=22.2m/min.
(2)粗鉸工步
①被吃刀量的確定 取ap=0.95mm。
②進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=0.45mm/r。
③切削速度的計算 由表5-31，切削速度v可取為4m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉸刀轉速n=150.85 r/min,參照表所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=195 r/min.再將此轉速代入公式，可求出該工序的實際切削速度v=nΠd/1000=8.5m/min.
2.基本時間tm的計算
（1）鉆孔工步 根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l(wèi)=12mm;l2=1mm;l1=(D/2)×cotkr+(1～2)=（13mm/2）×cot54°+1mm=5.7mm;f= 0.3mm/r;n= 545r/min.將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=(12mm+1mm+5.7mm)/(0.3mm/r×545r/min)=0.114min=6.86s。
（2） 攻絲 根據(jù)表5-41，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得該工序的基本時間。l1、l2由表5-42按kr=15°、ap=(D-d)/2=(13.95mm-13mm)/2=0.475mm的條件查得l1=2.8mm；l2=3mm；而l=12mm；f=0.45mm/r; n=195r/min.將上述結果代入公式，則該工序基本時間tj=（12mm+2.8mm+3mm）/（0.45mm/r×195r/min）=0.203min=12.2s。
六、夾具設計鉆孔7
1.定位方案
工件以一端面和Φ26外圓為定位基準，采用平面和定位銷組合定位方案，在定位平面及定位銷的圓柱面上定位，其中平面限制3個自由度、短圓柱銷限制2個自由度，共限制了五個自由度。由于加工的孔是與26共軸線的，所以繞Z軸的旋轉不需要限制。
2.夾緊機構
根據(jù)生產(chǎn)率要求，運用手動夾緊可以滿足。采用彈簧壓板夾緊機構，通過擰螺母實現(xiàn)對工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動。由于夾緊力與鉆孔時產(chǎn)生的力方向相同，所以可免去夾緊力的計算。
3.導向裝置
采用可換鉆套作為導向裝置，選用JB/T 8045.3-1999。鉆套高度H=20mm，排削間隙h=5mm.
4.夾具與機床連接元件
在夾具體上設計座耳，用T形螺栓固定。
3.1 定位基準及定位元件的選擇
由零件圖可知：根據(jù)頂面四孔的軸線與?26外圓的尺寸要求，在對孔進行加工前，?26外圓mm孔及其大端端面已按其加工技術要求加工，因此，?26外圓mm孔及其大端端面定位精基準（設計基準）來滿足其面上四孔加工的尺寸要求。
3.2 切削力及夾緊力的計算
由資料《機床夾具設計手冊》可得：
切削力公式：
式中 ，
即：
實際所需夾緊力：《機床夾具設計手冊》得：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻《機床夾具設計手冊》可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。
，，
螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力：
式中參數(shù)由《機床夾具設計手冊》可查得：
，，，，
其中：
由《機床夾具設計手冊》得：原動力計算公式：
由上述計算易得：
因此采用該夾緊機構工作是可靠的。
3.3 定位誤差分析與計算
該夾具以?80H9()孔及其大端端面為定位基準，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。
孔與面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由《互換性與技術測量》可知：
取m（中等級）即 ：尺寸偏差為、
由《機床夾具設計手冊》可得：
(1) 定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故
(2) 夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即：
(3) 磨損造成的加工誤差：通常不超過
(4) 夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應尺寸公差的五分之一取。即
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
六、夾具設計--鉆M10孔
本夾具主要用來對M10孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為H7，表面粗糙度Ra1.6，鉆、攻絲以可滿足其精度。所以設計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強度。
、夾具設計
、定位分析
（1）定位基準的選擇
據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。故加工M10孔時，采用φ26的外圓面和其的下端面作為定位基準。
（2）定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊與定位塊，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合△B=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。
△Y=0.707δd=0.707×0.025mm=0.0177mm
切削力及夾緊力的計算
刀具：Φ9.8的麻花鉆，。
①鉆孔切削力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式：
式中 P───鉆削力
t───鉆削深度, 80mm
S───每轉進給量, 0.25mm
D───麻花鉆直徑, Φ23mm
HB───布氏硬度，140HBS
所以
=800（N）
鉆孔的扭矩：
式中 S───每轉進給量, 0.25mm
D───麻花鉆直徑, Φ23mm
HB───布氏硬度，140HBS
=×0.014××
=1580(N?M)
②擴孔時的切削力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式：
式中 P───切削力
t───鉆削深度, 80mm
S───每轉進給量, 0.3mm
D───擴孔鉆直徑, Φ24.8mm
HB───布氏硬度，140HBS
所以
= 873（N）
擴孔的扭矩：
式中 t───鉆削深度, 80mm
S───每轉進給量, 0.3mm
D───麻花鉆直徑, Φ24.8mm
HB───布氏硬度，140HBS
=1263（N?M）
②鉆孔夾緊力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，查得工件以V形塊和定位塊定位時所需夾緊力計算公式：
式中 φ───螺紋摩擦角
───平頭螺桿端的直徑
───工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16
───螺桿直徑
───螺紋升角
Q ───手柄作用力
L ───手柄長度
則所需夾緊力
=399（N）
根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。
夾具操作說明
此次設計的夾具夾緊原理為：通過φ26外圓、平面和側面為定位基準，在V形塊、支承板和擋銷上實現(xiàn)完全定位，以鉆模板引導刀具進行加工。采用手動螺旋快速夾緊機構夾緊工件。
七、設計體會
在這次設計中，我明確設計目的.綜合應用了所學專業(yè)知識,培養(yǎng)了自主動手能力.將理論與實際結合起來.在設計過程中,我遇到了很多的困難,出現(xiàn)過很多的錯誤,但是這并不影響我學習知識的積極性,我懂的設計人員的艱辛,也對他們的付出表示敬意.經(jīng)過這次課程設計,我有了更充分的自信.我相信一切困難都會有解決的辦法.同時通過這次設計為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。
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