我的設計——噴嘴

1、_工_學院_2010_級_機電一體化_專業(yè) 姓名_李杰_ 學號_2011180919_（密）（封）（線）課程設計題目： 噴嘴 所修課程名稱： 機械制造機械 修課程時間： 2013 年 2 月至 2013 年 6月完成課程設計日期： 2013 年 5 月評 閱 成 績： 評閱意見：評閱教師簽名： 年 月 日目錄一、綜述2二、毛坯生產21、毛坯選取22、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差23、確定機械加工余量34、確定毛坯尺寸35、確定毛坯尺寸公差46、 設計毛坯圖4三、 熱處理工藝5三、選擇加工方法，制定工藝路線61、定位基準的選擇62、零件表面加工方法的選擇63、制定工藝路線7工序簡圖：8四、工

2、序設計91、選擇機床92、選擇夾具103、選擇刀具104、量具的選取12五、熱處理工藝卡片13六、機械加工工藝卡片14七、設計心得14參考文獻15噴嘴制造工藝一、綜述該零件選用材料為：45鋼其工藝路線安排為：下料鍛造毛坯正火粗加工調質半精加工精加工成品二、毛坯生產1、毛坯選取 毛坯的選擇是在制作工藝當中非常重要的環(huán)節(jié)，選擇不同的毛坯就決定了零件成型的加工工藝，也決定了在加工中選擇不同的加工設備。毛坯的選擇一共包括兩個方面，毛坯類型和毛坯制造方法。 毛坯的種類大概分為：鑄件、鍛件、沖壓件、型材、工程塑料、組合件等。 鑄件一般適用于形狀復雜大批量生產的零件。鍛件是通過對處于固體狀態(tài)下的材料進行錘擊

3、、鍛打而改變尺寸、形狀的一種加工方法。適用于強度要求較高、形狀比較簡單的零件毛坯。鍛件可以分為自由鍛、模鍛、特種鍛造等。型材是利用鋼鐵廠生產的成型材料作為零件的毛坯。 由零件圖1所示，該零件為噴嘴零件結構，零件結構形狀為圓柱錐形帶內孔類，外圓直徑較小，因此毛坯可以選用鍛件和型材。但是考慮零件要多次加工內圓，對零件硬度要求一般，表面精度加工要求一般，表面帶有矩形溝槽和圓環(huán)形溝槽，形狀相對較為復雜，并且該零件選材為45鋼，塑性和鍛造性能良好，零件產量為單品，而且零件的輪廓尺寸小，所以這里噴嘴的毛坯可以選擇鍛件中的模鍛成形。毛坯在鍛造時會產生表面氧化，脫碳以及合金元素被燒損，甚至產生表面力學性能不合

4、格等其他的缺陷，所在對零件加工的過程中必須從鍛件表面上加工掉一層金屬。所以普通模鍛的方法并不能滿足零件對尺寸精度，表面粗糙度和形狀的要求，因此模鍛件必須在表面留有機械加工余量，并給出適當的鍛件公差，才能保證零件尺寸精度、表面粗糙度和力學性能的要求。2、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差 由于該零件的質量為459.18g，長度為80mm，所以該零件的機械加工余量、毛坯尺寸和公差可以按GB/T 12362-2003確定。所以要確定毛坯尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。（1）鍛件公差等級 由該零件的功用和技術要求確定其鍛件公差等級為普通級。（2)鍛件質量 根據零件成品質量459.18g，估

5、算為。（3）鍛件形狀復雜系數S S= 該鍛件為圓形，假設其最大直徑為50mm,長90mm，則由公式【2】（）、公式【2】（） = S= 由于S介于0.63和1之間，故該零件的形狀復雜系數S屬S1級。（4）鍛件材質系數M 該零件材料為45鋼，最高含碳量小于0.65的碳素鋼，故該鍛件的材質系數屬級。（5）零件表面粗糙度 由零件圖知，所有加工表面均為3、確定機械加工余量 根據鍛件質量、零件表面粗糙度、形狀復雜系數查表【1】，由此查得單邊余量在厚度方向為1.52.0mm，水平方向亦為1.52.0mm，即鍛件各外徑的單面余量為1.52.0mm，各軸向尺寸的單面余量亦為1.52.0mm，鍛件中心兩孔的單面

6、余量按表【2】5-10查得為2.0mm。4、確定毛坯尺寸 上面查得的余量適用于加工表面粗糙度。分析零件所有加工表面粗糙度都大于1.6，所以這些表面的毛坯尺寸只需要將零件的尺寸加上所查的余量就可以了。 噴嘴毛坯（鍛件）尺寸 /mm零件尺寸單面加工余量鍛件尺寸1.91.9801.983.82225、確定毛坯尺寸公差鍛 件 尺 寸偏 差根 據48.883.8毛坯尺寸公差根據表【1】、表中查得。 噴嘴毛坯（鍛件）尺寸允許偏差 /mm6、 設計毛坯圖 模鍛的鍛件圖是根據零件圖的特點來考慮分模面的選擇、加工余量、鍛造公差、工藝余塊、模鍛斜度、圓角半徑等來制定的。根據不同的模鍛方式，制定模鍛圖的方法基本一致

7、的，但是也有區(qū)別。這里我們可以根據圓角半徑、分模面和模鍛的斜度來確定本零件的毛坯圖。 （1）確定分模面 分模面是在鍛件分模位置上的一條封閉的外輪廓線。其位置和形狀選擇直接影響到鍛件成型，鍛件出模，材料利用率等問題。選取分模面的基本原則是保證鍛件形狀盡可能與零件形狀相同，以及鍛件容易從模膛中取出。所以考慮該零件的形狀特征，可以選擇軸向分模，選擇零件的對稱平面為分模面，分模線為直線，屬于直線模線。 （2）確定圓角半徑 鍛件圓角半徑是保證金屬的流動，防止鍛件產生夾層和提高鍛模的使用壽命的一個重要步驟。因此，在鍛件上各個垂直剖面上的交角處必須做出圓角的處理，不允許呈現尖角狀。 鍛件的外圓角半徑按，內圓

8、角半徑按決定。本鍛件各部分t/H為>1，故均按表中的第一行數值。為了簡化步驟，該零件的內外圓半徑分別取相同的值，以臺階高度H=25進行確定。所以：外圓半徑 內圓半徑 （3）確定模鍛斜度 模鍛斜度是為了使鍛件容易出模，在鍛件的出模方向設有斜度。鍛造工藝卡片（毛坯圖）見附表13、 熱處理工藝 熱處理是將工件在固態(tài)下進行適當的加熱、保溫盒冷卻，改變其內部組織，從而改善和提高鋼件性能的工藝方法。鋼的整體熱處理工藝主要有退火、正火、淬火、回火等。退火 其主要目的是降低硬度；消除內應力；使其成分均勻化；細化組織，并為下一步工序作準備。正火 其目的是調整硬度、細化晶粒及消除網狀碳化物，并為淬火作好組織

9、準備。對于低碳鋼也能改善切削性能。淬火 其主要目的是提高鋼件的硬度和耐磨性。回火 其目的是降低或消除在淬火時產生的內應力；降低強度、硬度，提高塑性、韌性、有利于切削加工。調質 獲得細致，均勻的組織，從而有良好的力學性能，以利于切削加工，并能有較小的表面粗糙度。該零件毛坯經過鍛造后應安排正火，以消除鍛造后的應力，并使成分均勻化，組織得到細化，從而改善加工性能，為機械加工做出準備。零件毛坯經過粗加工后應該進行調質處理，以便獲得更細致、均勻的組織，以利于切削加工，并能有較小的表面粗糙度，為下面的半精加工和精加工做準備。三、選擇加工方法，制定工藝路線1、定位基準的選擇 該零件為圓柱錐形帶孔噴嘴，選外圓

10、為基準參考。2、零件表面加工方法的選擇 零件的加工面有外圓、錐面、內孔、端面、齒面、槽，材料為45鋼。以公差等級和表面粗造度要求，參考相關資料，其加工方法選擇如下：（1） 端面 端面的表粗糙度為6.3，精度要求不高，由得因此需用粗車加工。（2） mm的外圓 根據偏差查得公差為IT7，表面粗造度為1.6，由得需進行粗車、半精車、精車加工。（3） mm的外圓 根據偏差查得公差為IT7， 表面粗糙度為1.6，由得需進行粗車、半精車、精車加工。（4） 5mm寬，4mm深的矩形環(huán)形槽 槽寬和槽深的公差等級為IT14，表面粗造度為6.3，粗車即可。（5）R=4mm環(huán)形槽 槽寬和槽深的公差等級為IT14，表

11、面粗造度為6.3，需用圓形刀經粗車加工。（6）mm孔 未注公差尺寸，根據GB1800-79規(guī)定其公差等級按IT14，表面粗造度為12.5，由得只需經粗鏜加工。（7）mm孔 據偏差查得公差為IT7，表面粗造度為1.6，由得需粗鏜、半精鏜和精鏜加工。（8）M24-6H螺紋孔 公差為IT6，表面粗造度為6.3，由得只需粗車加工。3、制定工藝路線 噴嘴加工工藝路線先進行外表面的加工，外表面的加工包括圓柱表面、端面和矩形槽和半圓槽的加工。然后進行內孔加工，最后進行錐面和內螺紋的加工。本零件按照“先基面后其他”“先主后次”“先粗后精”“先面后孔”的機械加工原則進行。具體工藝如下：工序I： 以mm處及端面定

12、位，粗車另一端面，給量為1.9mm，毛坯剩余長度為81.9mm。粗車外圓至，軸向進給36mm，半精外圓至，軸向進給36mm，車。粗鏜內孔至，孔深28mm。粗鏜內孔至24.5mm，孔深27mm。半精鏜內孔至mm，孔深28mm。半精鏜內孔25.5mm，孔深27mm。工序II: 以半精車后外圓及端面定位，粗車端面，進給量給1.9mm，此時毛坯長度為80mm。粗車錐面，半精車錐面。粗車外圓至mm，軸向進給44mm。半精車外圓至mm，軸向進給44mm。擴孔至20.9mm孔，孔深25mm。倒角，粗車M24-6Hmm螺紋孔，孔深25mm。精車外圓至mm，軸向進給為44mm。 工序III： 以精車后的外圓及端

13、面定位，精車外圓至mm，軸向進給36mm，軸向進給20mm粗車5mm×4mm矩形槽。軸向進給36mm，粗車R4mm圓形溝槽。精鏜內孔至mm，孔深28mm。精鏜內孔至26mm，孔深28mm,倒角。工序IV： 鉗工去毛刺。工序V： 終檢。加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精mm外圓2.510.3mm外圓2.510.35mm×4mm矩形槽3.85mm×4mmR4mm圓形溝槽3.8R4mm20.9mm孔5.120.9內孔26mm2.510.524.525.526內孔mm2.510.5錐面31M24-6Hmm螺紋孔工序簡圖：四、工序設計選擇加

14、工設備與工藝裝備1、選擇機床 根據每個工序用車的不同來選擇機床，在工序I,II中用到粗車，半精車，精車，并且工序的步數不是很多，生產量為單件，所以選擇普通臥式車床。由得可以選擇CM6125型號的臥式普通車床。2、選擇夾具 由于該零件沒有什么特殊要求，所以前兩道工序用三爪自定心卡盤。3、選擇刀具 根據每個工序選擇不同的刀具 在車床上加工的工序，一般都選用硬質合金車刀和鏜刀。加工45剛零件采用YT類硬質合金，粗加工用YT5,半精加工用YT15、精加工用YT30。為了提高生產率及經濟性，選用可轉位車刀。切槽刀宜選用高速鋼。 加工M246H螺紋前鉆20.9mm孔，根據選用鉆頭直徑為20.9mm鉆頭。

15、車5mm4mm方形槽，根據表選用切斷刀寬度5mm、刀頭長度35mm斷刀。 車R4圓形槽，選用刀尖圓弧半徑為2.0mm圓形刀片車刀。 攻M246Hmm內螺紋用內螺紋車刀。 M24螺紋未標明螺距，表示螺紋是粗牙，公稱直徑D=24mm，由得螺距可取為3mm。 查：牙形角，原始三角形高度， 牙形高度， 查：中徑，小徑 查公式【5】5-1：螺旋升角 查：該螺紋的基本偏差H為0。 查：該螺紋的公差等級為6，小徑公差。 查：該螺紋的公差等級為6，中徑公差。 所以該螺紋的中徑上偏差： 中徑下偏差： 小徑上偏差： 小徑下偏差：M246H螺紋孔的螺紋的尺寸計算如下表： /mm名稱代號計算公式內螺紋牙型角原始三角形

16、高度HH=0.866P=2.598牙型高度hh=5H/8=5/80.866P=0.5413P=1.62375中徑D2D2=D-23H/8=22.0515小徑D1D1=D-2h=D-1.082P=20.7525大徑DD=公稱直徑=24螺紋升角 普通三角形螺紋牙型如下圖：4、量具的選取該零件由于結構形狀比較簡單，單量生產，所以量具一般選用通用量具。根據不同的加工表面選擇不同的量具：a、下料：根據選擇0150mm讀數值為0.02mm的游標卡尺。 b、粗加工外圓：根據選擇測量范圍0150mm讀數值為0.02mm的游標卡尺和外卡鉗。c、半精加工和精加工外圓：根據選擇測量范圍2550mm，最大允許誤差為，

17、平行度公差，尺架受10N力時的形變量為的外徑千分尺。 工序加工面尺寸尺寸公差量具 I 2.5讀數值0.02、測量范圍0150游標卡尺、外卡鉗 II48.82.5 450.025讀數值0.01，測量范圍2550外徑千分尺III 440.025 外圓加工面所用量具 /mm d、粗加工內孔、半精加工內孔和精加工內孔：根據選擇測量范圍2550mm，最大允許誤差為，平行度公差，尺架受10N力時的形變量為的外徑千分尺和內卡鉗。 e、車內螺紋：根據選擇測量范圍5075mm，測頭對數4，被測螺距16mm，示值誤差的螺紋千分尺。 d、加工矩形槽：根據選擇測量范圍0150mm讀數值為0.02mm的游標卡尺 f、加

18、工半圓槽：根據選用I型測量范圍，游標讀數值，直尺測量面，其他測量面的游標萬能角度尺。 g、圓錐面：用涂色法檢驗，接觸面積60。五、熱處理工藝卡片 見附表2六、機械加工工藝卡片 見附表3七、設計心得通過此次設計，讓我學會了很多，我們所學的機械制造基礎包含的知識點太多太雜。如果將來我們要從事本專業(yè)我們又不得不掌握相應的制造基礎，所以我認真的對待我的每一堂課，認真的對待這個課程設計。從剛剛的拿著設計題目時一頭霧水到現在在班上領先完成本次設計。讓我感覺更多是在我們這個群體中的自豪感，我不敢說我的設計是最好的但是我可以說我的設計是最真實的。為了完成完成此次設計，我努力分析題目，在圖書館查閱相應的資料，認真的復習相關的知識。我的每一步都讓自己的能力得到了很大的提升。在設計的過程中不斷的完善自己不足的知識同時也鞏固了原本已經較熟練的辦公軟件和繪圖軟件。其實我們現在的課程設計也是為我們將來出社會工作為我們的專業(yè)知識打下了堅實的基礎，但是在此同時，我在這里有個小小的建議，我覺得我們精工實習可以和本課程放在一個學期，因為這樣我們學的知識在最