1、禾八、 李业） 专封w H舒晶大学课程设计题目：喷嘴所修课程名称：机械制造机械修课程时间： 2013年上月至 2013 年6_月完成课程设计日期：2013 年5月评阅成绩：评阅意见：评阅教师签名:目录一、综述2二、毛坯生产21、毛坯选取22、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 23、确定机械加工余量 34、确定毛坯尺寸35、确定毛坯尺寸公差 46、 设计毛坯图4三、热处理工艺5三、选择加工方法，制定工艺路线 61、定位基准的选择62、零件表面加工方法的选择 63、制定工艺路线7工序简图：8四、工序设计91、选择机床92、选择夹具103、选择刀具104、量具的选取12五、热处理工艺卡片 13六、机
2、械加工工艺卡片 14七、设计心得 14参考文献1515喷嘴制造工艺、综述该零件选用材料为：45钢其工艺路线安排为：下料锻造毛坯正火粗加工调质 半精加工精加工成品二、毛坯生产1、毛坯选取毛坯的选择是在制作工艺当中非常重要的环节， 选择不同的毛坯就决定了零 件成型的加工工艺，也决定了在加工中选择不同的加工设备。毛坯的选择一共包 括两个方面，毛坯类型和毛坯制造方法。毛坯的种类大概分为：铸件、锻件、冲压件、型材、工程塑料、组合件等。铸件一般适用于形状复杂大批量生产的零件。锻件是通过对处于固体状态下的材料进行锤击、 锻打而改变尺寸、形状的一 种加工方法。适用于强度要求较高、形状比较简单的零件毛坯。锻件可
3、以分为自 由锻、模锻、特种锻造等。型材是利用钢铁厂生产的成型材料作为零件的毛坯。由零件图1所示，该零件为喷嘴零件结构，零件结构形状为圆柱锥形带内孔 类，外圆直径较小，因此毛坯可以选用锻件和型材。 但是考虑零件要多次加工内 圆，对零件硬度要求一般，表面精度加工要求一般，表面带有矩形沟槽和圆环形 沟槽，形状相对较为复杂，并且该零件选材为 45钢，塑性和锻造性能良好，零 件产量为单品，而且零件的轮廓尺寸小，所以这里喷嘴的毛坯可以选择锻件中的 模锻成形。毛坯在锻造时会产生表面氧化，脱碳以及合金元素被烧损，甚至产生 表面力学性能不合格等其他的缺陷，所在对零件加工的过程中必须从锻件表面上 加工掉一层金属。
4、所以普通模锻的方法并不能满足零件对尺寸精度， 表面粗糙度 和形状的要求，因此模锻件必须在表面留有机械加工余量， 并给出适当的锻件公 差，才能保证零件尺寸精度、表面粗糙度和力学性能的要求。2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差由于该零件的质量为459.18g,长度为80mm所以该零件的机械加工余量、毛坯尺寸和公差可以按GB/T 12362-2003确定。所以要确定毛坯尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。(1)锻件公差等级由该零件的功用和技术要求确定其锻件公差等级为普通级。mf(2)锻件质量根据零件成品质量459.18g,估算为mf =1kg。(3)锻件形状复杂系数SS=mf mN该锻件为
5、圆形，假设其最大直径为 50mm长90mm则由公式 (5-4)、 公式(5-5)一： 一 2 . . . .6mN =50 90 7.85 10 = 1.386kg41S= = 0.721.386由于S介于0.63和1之间，故该零件的形状复杂系数 S属S级。(4)锻件材质系数M该零件材料为45钢，最高含碳量小于0.65 %的碳素钢，故该锻件的材质系数属 M1级。(5)零件表面粗糙度由零件图知，所有加工表面均为 &之1.6Nm3、确定机械加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表 111 5-17 ,由此查得单 边余量在厚度方向为1.52.0mm,水平方向亦为1.52.0mm,即锻件
6、各外径的单 面余量为1.52.0mm,各轴向尺寸的单面余量亦为1.52.0mm,锻件中心两孔的 单面余量按表 5-10查得为2.0mm4、确定毛坯尺寸上面查得的余量适用于加工表面粗糙度Ra 1.6m0分析零件所有加工表面粗糙度Ra都大于1.6 Nm,所以这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上所 查的余量就可以了。喷嘴毛坯(锻件)尺寸 /mm零件尺寸单面加工余量锻件尺寸4551.9*48.84441.9金47.8801.983.82662金222424204372的35、确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据表.5-15、表5-16表 中查得喷嘴毛坯（锻件）尺寸允许偏差/mm锻件尺寸偏 差根 据*4
7、8.8书.2-0.4表5-16收7.8书.2-0.4表5-1683.8书.2-0.6表5-15崛4.0-0.4表5-15*224.0-0.4表5-15*33书.1-0.5表5-156、设计毛坯图模锻的锻件图是根据零件图的特点来考虑分模面的选择、加工余量、锻造公 差、工艺余块、模锻斜度、圆角半径等来制定的。根据不同的模锻方式，制定模 锻图的方法基本一致的，但是也有区别。这里我们可以根据圆角半径、分模面和 模锻的斜度来确定本零件的毛坯图。(1)确定分模面 分模面是在锻件分模位置上的一条封闭的外轮廓线。其位置和形状选择直接影响到锻件成型， 锻件出模，材料利用率等问题。选取分模 面的基本原则是保证锻件
8、形状尽可能与零件形状相同，以及锻件容易从模膛中取 出。所以考虑该零件的形状特征，可以选择轴向分模，选择零件的对称平面为分 模面，分模线为直线，属于直线模线。(2)确定圆角半径 锻件圆角半径是保证金属的流动，防止锻件产生夹层 和提高锻模的使用寿命的一个重要步骤。因此，在锻件上各个垂直剖面上的交角处必须做出圆角的处理，不允许呈现尖角状。锻件的外圆角半径按 表5-12, 内圆角半径按表5-13决定。本锻件各部分t/H为1,故均按表中的第一行数值。为了简化步骤，该零件的内外圆半径分别取相同的值，以台阶高度 H=25进行确定。所以：外圆半径r = 2mm内圆半径R=3mm(3)确定模锻斜度 模锻斜度是为
9、了使锻件容易出模，在锻件的出模方向 设有斜度。锻造工艺卡片(毛坯图)见附表1三、热处理工艺热处理是将工件在固态下进行适当的加热、保温盒冷却，改变其内部组织， 从而改善和提高钢件性能的工艺方法。钢的整体热处理工艺主要有退火、正火、 淬火、回火等。退火 其主要目的是降低硬度；消除内应力；使其成分均匀化；细化组织， 并为下一步工序作准备。正火 其目的是调整硬度、细化晶粒及消除网状碳化物，并为淬火作好组织 准备。对于低碳钢也能改善切削性能。淬火其主要目的是提高钢件的硬度和耐磨性。回火 其目的是降低或消除在淬火时产生的内应力； 降低强度、硬度，提高 塑性、韧性、有利于切削加工。调质 获得细致，均匀的组织
10、，从而有良好的力学性能，以利于切削加工， 并能有较小的表面粗糙度。该零件毛坯经过锻造后应安排正火，以消除锻造后的应力，并使成分均匀化， 组织得到细化，从而改善加工性能，为机械加工做出准备。零件毛坯经过粗加工后应该进行调质处理，以便获得更细致、均匀的组织， 以利于切削加工，并能有较小的表面粗糙度，为下面的半精加工和精加工做准备。三、选择加工方法，制定工艺路线1、定位基准的选择该零件为圆柱锥形带孔喷嘴，选44400.025外圆为基准参考。2、零件表面加工方法的选择零件的加工面有外圆、锥面、内孔、端面、齿面、槽，材料为 45钢。以公 差等级和表面粗造度要求，参考相关资料，具加工方法选择如下：(1)端
11、面 端面的表粗糙度为6.3 Nm,精度要求不高，由 表山5-16得因此需用粗车加工。(2)44500.025 mm勺外圆 根据偏差查得公差为IT7,表面粗造度为1.6 Nm,由表5-14得需进行粗车、半精车、精车加工。(3)巾4400.025 mm勺外圆 根据偏差查得公差为IT7,表面粗糙度为1.6 Nm,由表5-14得需进行粗车、半精车、精车加工。(4) 5mnjg, 4mm采的矩形环形槽槽宽和槽深的公差等级为IT14,表面粗造度为Ra6.3 Mm,粗车即可。(5) R=4mr形槽槽宽和槽深的公差等级为IT14,表面粗造度为Ra6.3 m , 需用圆形刀经粗车加工。(6) *26mmfL未注
12、公差尺寸，根据 GB1800-79规定其公差等级按IT14,表面粗造度为Ra12.5Nm,由表解5-14得只需经粗链加工。(7)428丁021 mmfL据偏差查得公差为IT7,表面粗造度为Ra1.6 m ,由表5-14得需粗链、半精链和精链加工。(8) M24-6H螺纹孔 公差为IT6,表面粗造度为Ra6.3 m ,由表5-14得只需粗车加工3、制定工艺路线喷嘴加工工艺路线先进行外表面的加工，外表面的加工包括圆柱表面、端面和矩形槽和半圆槽的加工。然后进行内孔加工，最后进行锥面和内螺纹的加工。本零件按照“先基面后其他”、“先主后次”、“先粗后精”、“先面后孔”的 机械加工原则进行。具体工艺如下：
13、工序I : 以1 48.8 mn#及端面定位，粗车另一端面，给量为 1.9mm毛坯剩余 长度为81.9mm粗车外圆至145.300.4,轴向进给36mm半精外圆至 枇喉 ,轴向 进给36mm车。粗链内孔至426.500.02,孔深28mm粗链内孔至424.5mm，孔深 27mm半精链内孔至,27.500.11mm孔深28mm半精链内孔,25.5mm孔深27mm 工序II：以半精车后外圆445.300.22及端面定位，粗车端面，进给量给 1.9mm，此.一. .、.一、白， 白， C时毛坯长度为80mm粗车12 8锥面，半精车12 8锥面。粗车外圆至46.300.54 mm轴向进给44mm半精车
14、外圆至 45.300.22mrm轴向进给44mm扩孔至.20.9mmJL,孔深25mm倒角，粗车M24-6Hmm!纹孔，孔深25mm精车外圆至.4500 025 mm .轴向进给为44mm工序III :以精车后的4451025外圆及端面定位，精车外圆至 巾44,25mm轴向进给36mm轴向进给20mms车5mme 4mm巨形槽。轴向进给 36mm粗车R4mm 圆形沟槽。精镇内孔至280.021 mrm孔深28mm精链内孔至e 26mm孔深28mm, 倒角。工序IV : 钳工去毛刺工序V: 终检。加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半 精精粗精粗精0 /二0mn#圆年 45.Q.025
15、2.510.3*46.300,4445.300.224 45-0.025R63R32R1.64 440mm#圆4 44_Q.0252.510.3*45.300.4*44.300,4 44_0.025R63R32R1.65mm( 4mms形槽3.85mme4mmR63R4mrHI形沟槽3.8R4mmR6320.9mm?L5.120.9R63内孑L巾26mm2.510.524.525.526R63R32R1.6内孔巾 28Q0.021 mm2.510.54 26.500.02 *27.500.1*280.021R63R32R1.612 8谁面31R63R32M24-6Hmmt 纹孔R63工序简图:
16、80四、工序设计选择加工设备与工艺装备1、选择机床根据每个工序用车的不同来选择机床，在工序 I,II中用到粗车，半精车, 精车，并且工序的步数不是很多，生产量为单件，所以选择普通卧式车床。由表3-8得可以选择CM6125型号的卧式普通车床。2、选择夹具由于该零件没有什么特殊要求，所以前两道工序用三爪自定心卡盘。3、选择刀具根据每个工序选择不同的刀具在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和链刀。加工 45刚零件 采用YT类硬质合金，粗加工用YT5,半精加工用YT15精加工用YT3Q为了提 高生产率及经济性，选用可转位车刀。切槽刀宜选用高速钢。加工M24-6H螺纹前钻*20.9mmffL,根据
17、表121 5-52选用钻头直径为20.9mm 钻头。车5mm4mmJ形槽，根据表 表12,5-117选用切断刀宽度5mm刀头长度 35mms 刀。车R4圆形槽，选用刀尖圆弧半径为2.0mm圆形刀片车刀。攻M24- 6HmmJ螺纹用内螺纹车刀。M24螺纹未标明螺距，表示螺纹是粗牙，公称直径D=24mm由表1314-88得螺距可取为3mm查表4-90：牙形角a =60；原始三角形高度H = 2.598076mm,5牙形图度 5 H =1.623798mm ,8查表1314-93：中径 D2 = 22.051mm ,小径 D1 = 20.752mm查公式 5-1 :螺旋升角 a = arctannp
18、/(nd2 =2.63一查表6-2：该螺纹的基本偏差H为0查表6-2：该螺纹的公差等级为6,小径公差TD1 = 0.375mm查表6-3：该螺纹的公差等级为6,中径公差TD2 = 0.224mm所以该螺纹的中径上偏差：ei =0mm中径下偏差：es = ei - TD2 = 0.224mm小径上偏差：ei =0mm小径下偏差：es = ei TD1 = 0.375mmM24-6H螺纹孔的螺纹的尺寸计算如下表：/mm名称代号计算公式内螺纹牙型角C60原始三角形高度HH=0.866P=2.598牙型高度hh=5H/8=5/8 x 0.866P=0.5413P=1.62375中径D2D2=D-2 M
19、 3H/8=22.0515小径D1D1=D-2h=D-1.082P=20.7525大径DD-公称直径=24螺纹开角PtannJp中=2.63 中普通三角形螺纹牙型如下图:4、量具的选取该零件由于结构形状比较简单，单量生产，所以量具一般选用通用量具。根 据不同的加工表面选择不同的量具：a、下料：根据 表3-58选才？0150mnft数值为0.02mm的游标卡尺。b 、粗加工外圆：根据 表3-58选择测量范围0150mnft数值为0.02mm的 游标卡尺和外卡钳。c、半精加工和精加工外圆：根据 表1313-64选择测量范围2550mm最大允 许误差为4Nm,平行度公差2Nm,尺架受10N力时的形变
20、量为2Nm的外径千分 尺。工序加，向尺寸尺寸公差量具I物7.82.5读数值0.02、测量范围0150游标卡尺、外卡钳II小 48.82.54450.025读数值0.01,测量范围2550外径千 分尺III4440.025外圆加工面所用量具/mmd 、粗加工内孔、半精加工内孔和精加工内孔：根据 表【3】3-64选择测量范围 2550mm最大允许误差为4Nm,平行度公差2Nm ,尺架受10N力时的形变量为 2 Nm的外径千分尺和内卡钳。e 、车内螺纹：根据 表3-72选择测量范围5075mm测头对数4,被测螺 距16mm示值误差土0.005mm的螺纹千分尺。d 、加工矩形槽：根据 表3-58选择测
21、量范围0150mnft数值为0.02mm的 游标卡尺f 、加工半圆槽：根据表3-79选用I型测量范围0320:游标读数值2,5, 直尺测量面之150 ,其他测量面50的游标万能角度尺。g 、圆锥面：用涂色法检验，接触面积 之60%。五、热处理工艺卡片见附表2六、机械加工工艺卡片见附表3七、设计心得通过此次设计，让我学会了很多，我们所学的机械制造基础包含的知识点太 多太杂。如果将来我们要从事本专业我们又不得不掌握相应的制造基础，所以我认真的对待我的每一堂课，认真的对待这个课程设计。从刚刚的拿着设计题目时一头雾水到现在在班上领先完成本次设计。让我感觉更多是在我们这个群体中的自豪感，我不敢说我的设计
22、是最好的但是我可以说 我的设计是最真实的。为了完成完成此次设计，我努力分析题目，在图书馆查阅相应的资料，认真 的复习相关的知识。我的每一步都让自己的能力得到了很大的提升。 在设计的过 程中不断的完善自己不足的知识同时也巩固了原本已经较熟练的办公软件和绘 图软件。其实我们现在的课程设计也是为我们将来出社会工作为我们的专业知识打下了坚实的基础，但是在此同时，我在这里有个小小的建议，我觉得我们精工实 习可以和本课程放在一个学期，因为这样我们学的知识在最短的时间内可以学以 致用，让我们这些想从事这个专业的同学在这方面的知识得到更多的提升。参考文献11柯建宏.机械制造技术基础课程设计（第二版）.武汉:华中科技大学出版社，2012.821崇凯.机械制造技术基础课程设计指南.北京:化学工业出版社,2006.12【3】郭玉林,刘天舒,李海.车工技术手册（最新版）.关B州:河南科学技术出版社.2010.141吕永智.公差配合与技术测量（第二版）.北京:机械工业出版社，2006.5（20011.1 重印）51胡家秀.机械设计基础（第二版）.北京:机械工业出版社，2008.6（2012.1重印）
