阀体零件机械加工工艺及装备设计

1、第一章.零件的工艺分析51.1零件的图样分析5第二章.机械加工工艺规程设计62.1 确定毛坯的制造形式62.2 选择定位基准62.3 阀体零件表面加工方法的选择62.4 工艺路线的制定102.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定172.6 确定切削用量及基本工时182.6.1 链孔夹具182.6.2 钻孔夹具252.7 编制工艺规程文件28第三章.链孔夹具设计283.1 定位基准的选择283.2 定位元件的设计293.3 定位误差的分析与计算313.4 夹紧装置设计313.5 切削力及夹紧力的计算323.6 车夹具设计及操作的简要说明34第四章.钻孔夹具设计354.1 定位基准的选择35

2、4.2 定位元件的设计364.3 定位误差的分析与计算364.4 夹紧装置设计374.5 切削力及夹紧力的计算374.6 钻套及衬套导向件的设计394.7 钻夹具设计及操作的简要说明40总结41参考文献42致谢43附录1阀体零件机械加工工艺过程卡片和两套关键工序的工序卡片III第一章零件的工艺分析1.1零件的图样分析本次设计的题目是阀体零件的机械加工工艺及装备设计，阀体是在一定条件下，能使液压泵卸荷的阀。图1-1阀体零件图图1-2阀体零件三维图1第二章机械加工工艺规程设计2.1 毛坯的制造形式的确定由于该零件的材料为HT20cl且零件的年产量为6000件，已达到大批生产的水平，因此生产类型为大

3、批量生产，为使零件有较好的机械性能，保证零件加工余量等，故采用铸造毛坯。因为零件尺寸不大，形状结构比较复杂，所以我们采用铸造的形式来提高劳动生产率，降低成本。2.2 选择定位基准零件的机械加工工艺过程中，其中最关键的两道工序分别为钻4xM8的螺纹孔、链28mnf30mmW梯孔。在加工4xM8的螺纹孔时，根据定位基准的选择原则，选择30x30的凸台底面作为定位基准，并且通过心轴为主要定位元件和挡销来实现定位。实现对4xM8孔的加工。在镇28mmffi30mm的阶梯孔时，选择一面两销进行定位，实现了完全定位。完成对阶梯孔的加工。2.3 阀体零件表面加工方法的选择任何复杂的表面都是由若干个简单的几何

4、表面组合而成的，零件的加工实质上就是这些简单几何表面加工的组合。对于阀体零件各尺寸的精度等级要求及行为公差要求，具体加工方法如下表：表2?1阀体零件加工表面的加工方法加工表面公差等级表面粗糙度Ra(am)加工方法阀体零件的上端面IT96.3粗铳-精铳阀体零件的下端面IT96.3粗铳-精铳30x30凸台的前后端面IT96.3粗铳-精铳30x30凸台的侧面IT83.2粗铳-精铳50mnffl柱的前端面IT96.3粗铳-精铳M36x2mmJ螺纹孔车底孔-车螺纹25mnft孔IT91.6粗锋-半精锋28mnft孔IT91.6粗锋-半精锋30mnft孔IT91.6粗锋-半精锋M18x2mmJ螺纹孔钻-攻

5、螺纹4xM8的螺纹孔钻-攻螺纹底向4x7mm勺光孔及背面16mm勺物平孔IT1312.5钻-钢钻2.4 工艺路线的制定因为零件的生产纲领为大批量生产，故采用专用夹具，提高生产率。(1)工艺路线方案一工序1金属型铸造工序2清洗毛坯，并检验毛坯工序3对毛坯进行时效处理工序4粗、精铳阀体的底平面工序5粗、精铳阀体的顶面工序6粗、精铳30x30的凸台工序7粗、精铳50mnH柱的前端面工序8车M36x2mmj底孔，车螺纹；倒角1.5x30°工序9粗链、半精链底面25mnfi孔、倒角3x30°工序10钻底面的4x7mmi勺光孔及背面16的物平孔工序11钻、扩、较M18x2的螺纹孔工序1

6、2精链、半精链28mm30mm勺阶梯孔、倒角2x30°工序13钻4xM8的底孔，攻M8的螺纹孔工序14去毛刺工序15检验入库(2)工艺路线方案二工序2清洗毛坯，并检验毛坯工序3对毛坯进行时效处理工序4粗、精铳阀体的底平面工序5粗、精铳阀体的顶面，35圆柱凸台的上端面工序6粗、精铳30x30的凸台工序7粗、精铳50mnH柱的前端面工序8钻底面的4x7mmi勺光孔及背面16的物平孔工序9车M36x2mmJ底孔，车螺纹；倒角1.5x30°工序10粗链、半精链底面25mnft孔、倒角3x30°工序11钻4xM8的底孔，攻M8的螺纹孔工序12精链、半精链28mm30mm勺阶

7、梯孔、倒角2x30°工序13钻、扩、较M18x2mmJ螺纹孔工序14去毛刺工序15检验入库(3)工艺路线方案的比较与分析通过以上两个方案的比较，方案一是先加工直径25mm的孔以及阀体底面上的7mm的光孔和16mm的物平孔，然后以25mm的孔作为主要定位基准，再使用工件的底平面上7mmfL作为辅助定位来加工4xM8的螺纹孔及直径28mm30mmW阶梯孔。而加工工艺方案二则不相同，它是先加工4xM8的螺纹孔，然后再加工25mm勺孔及直径28mm30mm的阶梯孔。两套加工工艺方案经比较可看出，先加工直径25mm的孔及阀体底面7mmi勺光孔、16mmi勺物平孔，然后再以此为定位基准加工M8螺

8、纹孔和直径28mm30mm勺阶梯孔，这样可以很好地定位夹紧并达到良好的表面粗糙度要求。结合上述的方案一和方案二的比较，因此工艺路线方案一更加合理。以上工艺过程见下表2-2:表2-2机械加工工艺过程综合卡片工序号工序名称工序内容工序简图机床工艺装备工序1金属型铸造5金属型铸造清洗检验清洗毛坯并检热处理时效处铳底面粗、精铳阀体的底面X5032型立铳三爪卡盘硬质合金端面铳刀游标卡尺47铳顶面粗、精铳阀体的顶面X5032型三爪卡盘立铳硬质合金端面铳刀游标卡尺铳凸台粗、精铳30x30的凸台铳端面粗、精铳50mm圆柱的前端面X5032型立铳台虎钳立铳刀游标卡尺X5032型台虎钳立铳硬质合金端面铳刀游标卡尺

9、车内孑I、螺纹孔车M36x2mm底孔、车螺纹、倒角1.5x30°CA6140链内孔粗链、半精链25mm的孔、倒角3x30°CA614045°内圆车刀60°内螺纹车刀倒角车刀游标卡尺专用夹具专用夹具单刃链刀倒角车刀游标卡尺10钻孔钻4X7mm通孔、物平孔16mmZ525型立式钻床7高速钢麻花钻16高速钢钢钻游标卡尺台虎钳1112钻、扩、较螺纹孔钻、扩、较M18x2mm的螺纹孔键阶梯精链、半孔精链28mm30mm的阶梯孔、倒角2x30°TZ525型16高速立式钻钢麻花钻床扩孔钻较刀游标卡尺台虎钳CA6140专用夹具单刃链刀倒角车刀游标卡尺13钻底孔

10、、攻螺纹钻4XM8的底孔、攻M8螺纹孔14去毛刺去毛刺15检验检验入库入库Z525型67高速立式钻钢麻花钻床M8丝锥游标卡尺专用夹具2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定阀体零件的生产类型为批量生产，为了保证零件的生产效率以及加工质量，该零件的生产宜采用铸造。阀体零件上M36x2的螺纹底孔、25mm勺内孔、28mm30mm勺阶梯孔都可以通过铸造得到预先孔；而M18的螺纹内孔、阀体底面4x7的光孔，16物平孔、以及螺纹M8-7H的孔则是由后续的机械加工所得到的。在阀体零件图1-1中可以看出25内孔表面、35圆柱凸台的上端面、以及28、30的阶梯孔的表面粗糙度要求最高，表面粗糙度为Ra1.

11、6,所以加工过程中对于几个内孔而言分别要经过粗链-精链；对于上端面来说则需要经过粗铳-精铳来完成。所得机械加工余量及毛坯尺寸表2-3所示和毛坯图见图2-1:表2?3机械加工余量及毛坯尺寸（mm)加工表面基本尺寸加工余量毛坯尺寸上下端面80686前后端面7067625内孔2561935上端面33628内孔2862230内孔30624图2-1阀体零件毛坯图2.6 确定切削用量及基本工时按照指导教师下发的毕业设计任务书的内容，下面仅对其中两道关键的工序的基本工时进行设计分析与计算。2.6.1 链孔夹具工序12:粗链、半精链28mm30mmi勺阶梯孔。选择的机床：CA614CS车床；因为零件的材料为H

12、T20Q故选择阀体的毛坯为铸件。阀体零件选择的毛坯为铸件，而且待加工的内孔的表面粗糙度要求也比较高，已达到Ra1.6的精度要求，因此在加工此阶梯孔的时候需要先进行粗链加工，之后再用半精链来达到的Ra1.6的精度。所以整个加工过程要分四次走刀，粗链内孔时的加工余量为2mm精链内孔时的加工余量为1mm(单边)1 .粗链工步一：粗镇内孔28mm孔7为15mm(1)刀具的选择此次阶梯孔的加工所用的刀具是单刃链刀，查切削用量手册表1.1,选择的机床是CA6140由于孔深为15mm查切削用量手册表1.5,应选用圆形链刀，刀片厚度为4.5mm刀杆直径为16mm根据切削用量手册中表1.2,选择链刀材料为硬质合

13、金，YG6链刀可选择：Kr=60°,Y0=25o,cp=10q,?'r=15o,S.s=-10o,b=0.4mmo链刀的卷屑槽的各个参数为：Rn=5mmdn=0.7mm>wn=5mm(2)切削用量的选择1)确定切削深度app因为粗加工时的加工余量仅为4mm即单边余量为2mm考虑到孔的表面粗糙度及精度要求，即(2-1)dw-dnap=226-222二2mm式中：ap切削深度dw需要加工的孔径dn未经加工的孔径故ap=2mm2)确定进给量f经参考切削用量手册中表1.5可知，在对阀体零件进行粗链时，因为链刀杆的直径为16mm孔7采为15mm即当ap=2mm寸,f=0.20.3

14、mm/rp结合CA6140a床的说明书可确定进给量f=0.20mm/r对切削加工时的进给量是否满足链刀的强度和机床的强度要求进行校核。链刀刀片的强度校核：根据切削用量手册中的表1.9可以得出，在对灰口铸铁的材料进行加工时，它的强度为仃b>200MPa?or=35o,ap04mm刀片厚度为4.5mm因为加工的工件材料为灰口铸铁，所以应该将查得的进给量乘上系数k=1.6;故链刀刀片的强度所允许的进给量为f=1.31,62.08mm/r查阅切削用量手册中表1.9,当链刀的kr=600时，进给量应该乘上修正系数k=0.6,由于加工时有冲击，因此进给量应该减小20%所以链刀的刀片所能够允许的实际进

15、给量为f=2.080.6(1-20%)=0.998mm/r经过校验刀片的强度能够允许的进给量要比所加工时的进给量大，因此f=0.20mm/r满足。CA614M床的进给强度的校核通过查切削用量手册当中的表1.27,CA6140a床的进给机构能够满足的走刀力为F=3530N。由于。b>200MPa而且f=0.20mm/r,ap02.8mm查切削用量手册中表1.17,可以得到走刀力为Fxc=670N因此在切削加工过程中，链刀的实际走刀力为：'Fxc=FxcXRf式中：KMF:修正系数；查切削用量手册知：Kmf=1.0Fxc:理论走刀量故Fxc=670x1.0=670Nxc经过校验因为切

16、削加工时链刀所受的走刀力比CA6140机床的进给机构所允许的走刀力要小。因此，所选择的进给量f=0.20mm/r在切削加工过程中是可用的。(3)链刀的磨钝标准和耐用度的选择根据加工材料及加工方法，链刀后刀面的最大磨损限度为0.8mm-1.0mm；切削加工时的耐用度为T=3600so(4)切削速度v通过查切削用量手册中的表12得，当使用YG6牌号的键刀加工时，由于阀体零件的强度。b>200MPaHT200的灰口铸铁，f=0.20mm/r,ap04mm可得到切削速度为Vt=1.5m/s。因为V=vtkv(2-2)式中：vt为理论切削速度kv为切削速度的修正系数根据查阅切削用量手册可以得到切削

17、速度的修正系数为ktv=1.0(表21-6)、kTv=1.0（表11）、kkv=1.0（表21-9）、krx=0.88（表21-7）、ksv=0.8（表21-5）因止匕V=vtkv=1.5X1.0X1.0X1.0X0.88X0.8=1.056m/s主轴转速:1000V二 D（2-3）式中：D为孔的直径V为理论切削速度所以主轴转速n=10001.056=15.29r/s：.22查阅切削用量手册中表1.27可知，CA614诉床在切削过程中的转速可以选择为:nc=15r/s=900r/min此时，可以算出实际的切削速度为:二Dn二2215=_D”225=1.04m/s=62.2m/min100010

18、00c根据切削用量手册中的表1.21中的计算公式也可以算出切削速度其计算公式为v =Cv1-m m x、，60 T apvf p厂Kv y v(2-4)式中：Cv切削速度系数;m、Xv、yv分别是T、ap和f的指数;kvkv= kMvktvkxrvksvkTvkkv根据切削用量手册当中表1.21可知，所有的系数和指数分别是：=189.8,Xv=0.15,yv=0.2,m=0.20由于加工的是内圆柱面，最后应该要以加工外圆时的切削速度乘上系数0.9所以V=x(601-0.2 36000.2 20.15 0.30.2190)1.25x1.0x0.88x0.8x1.0x1.0x0.9200=0.95

19、4m/s因此,=13.81r/s1000v10000.954n=二D二22通过查阅切削用量手册当中的表1.27,选择相应的转速nc=15r/s,此结果与上述的查表法所得到的结果类似，故主轴转速为vc=1.04m/s=62.2m/min。c(5)对机床的功率进行校核查切削用量手册当中表1.19可得到，由于灰口铸铁的强度为Ob200MPaap4mm,f=0.20mm/r,vc=1.04m/s时，可知Pm=1.0kw。切削过程中的切削功率的修正系数查切削用量手册表22-3得：kkrpm=kkrFz=0.94,kvpm=k*z=1.0。所以Pm=1.0M0.94=0.94kw。c加工过程中的切削功率也

20、可通过公式计算得到即：Pm=FzvM10-3(2-5)式中：Fz为硬质合金车刀加工时的主切削力；V为切削速度。查切削用量手册当中的表1.13可知，由于阀体零件的材料强度ab>200MPaf=0.20mm/r,ap<2.8mmVc=i.04m/s时，可以得到主切削力Fz=840N,且主切削力的修正系数为kkrpm=kkrFz=0.94,k湘m=k赤=1.0。所以，Fzc=840黑0.94=789.6N。因此，pFzv10-3=789.61.0410-3=0.821kwHCZ查切削用量手册当中表1.27得，当转速n=15r/s时，CA6140车床的主轴所允许的功率为Pe=7.5kw,所

21、以Pe>Pmco因此之前选择的切削用量可以在CA614/床上进行。综上所述：f=0.20mm/r、ap=2mm、nc=15r/s=900r/min、v=1.04m/s=62.2m/min。(6)计算基本工时tm=J(2-6)nf式中：L=l+y+A,l=15mn查阅切削用量手册中表1.20可以得链削加工时的入切量以及超长量，y,二=2.7mm所以L=15+2.7=17.7mm因此tm二17.7-5.9s150.20工步二：粗镇内孔30mm孔7为40mm(1)刀具的选择同粗镇内孔30mnn勺所选用白刀具：YG6®质合金；选择圆形链刀，刀片厚度4.5mm,刀杆直径16mm查阅切削用

22、量手册链刀可选择：Kr=60°,丫°=25o,O0=10o,?'r=15o,%=-10o,br=0.4mm。链刀的卷屑槽的各个参数为：Rn=5mmdn=0.7mmrWn=5mm>(2)切削用量的选择1)确定切削深度ap因为粗加工时的加工余量仅为4mm即单边余量为2mm考虑到孔的表面粗糙度及精度要求，由公式(2-1)apdw -dn228-24=2mmap=2mm2)确定进给量f参考切削用量手册中表1.5可知，在对阀体零件进行粗链时，因为链刀杆的直径为16mm孔7条为40mm即当ap=2mm寸,f=0.20.3mm/rp结合CA6140a床的说明书可确定进给量f

23、=0.24mm/r对切削加工时的进给量是否满足链刀的强度和机床的强度要求进行校核。链刀刀片的强度校核：根据切削用量手册中的表1.9可以得出，在对灰口铸铁的材料进行加工时，强度为。b200MPa?or=35o,ap04mm刀片厚度为4.5mm故链刀刀片的强度所允许的进给量为f=1.31,6=2.08mm/r查阅切削用量手册中表1.9,当链刀的=600时，切削过程中的进给量应该乘上修正系数k=0.6,由于工件在加工过程中存在冲击，因此进给量应该减小20%所以链刀的刀片所能够允许的实际进给量为f=2,08父0,6(1-20%)=0.998mm/r经过校验因为链刀刀片的强度能够允许的进给量要比所加工时

24、的进给量大，因此f=0.24mm/r满足。CA614M床的进给强度的校核由于CA6140a床的进给机构能够满足的走刀力为F=3530N。%>200MPa而且f=0.24mm/r,ap02.8mm,查切削用量手册中表1.17,可以得到走刀力为Fxc=670N因此在切削加工过程中，链刀的实际走刀力为：'Fxc=FxcXRf式中：KMF：修正系数；查切削用量手册知：Kmf=1.0Fxc:理论走刀量故Fxc=670x1.0=670N经过校验因为切削加工时链刀所受的走刀力比CA6140机床的进给机构所允许的走刀力要小。因此，所选择的进给量f=0.24mm/r在切削加工过程中是可用的。（3）

25、链刀的磨钝标准和耐用度的选择通过加工材料为HT20Q加工的方法为粗链，可以知道链刀后刀面的最大磨损限度为0.8mm-1.0mm切削加工时的耐用度为丁=36000（4）切削速度v通过查切削用量手册中的表12得，当使用YG6牌号的键刀加工时，由于阀体零件的强度。b>200MPaHT200的灰口铸铁，f=0.24mm/r,ap04mm可得到切削速度为Vt=1.33m/s。由公式（2-2）计算出V;根据查阅切削用量手册可以得到切削速度的修正系数为ktv=1.0（表21-6）、kTv=1.0（表11）、kkv=1.0（表21-9）、krx=0.88（表21-7）、ksv=0.8（表21-5）因止匕

26、V=vtkv=1.33x1.0x1.0x1.0x0.88X0.8=0.936m/s由公式（2-3）计算主轴转速，所以主轴转速n=1000x0.936=12.42r/s二24查阅切削用量手册中表1.27可知，CA614诉床在切削过程中的转速可以选择为：ncu15r/su900r/min此时，可以算出实际的切削速度为：Dnc二2415vc=-DA=-245=1.13m/s=67.8m/min10001000根据公式（2-4）计算主轴转速V;根据切削用量手册当中表1.21可知，所有的系数和指数分别是：5=189.8,Xv=0.15,yv=0.2,m=0.2。最后乘上系数0.9。所以,1898190V

27、=1而一07502父（严5父1.0父0.88父0.8父1.0父1.0父0.960360020.3200=0.954m/s因此,1000 v二 D1000 0.954二 24=12.66r/s通过查阅切削用量手册当中的表1.27,选择转速为nc=15r/s,此结果与上述的查表法所得到的结果类似，故主轴转速为Vc=1.13m/s=67.8m/min。(5)对机床的功率进行校核查切削用量手册当中表1.19可得到，当采用YG6®的硬质合金链刀进行加工时，由于灰口铸铁的强度为crb>200MPaap<4mm,f=0.24mm/r,vc=1.13m/s时，可知Pm=1.0kW。切削过

28、程中的切削功率的修正系数查切削用量手册表22-3得：kkrPm=kkrFz=0.94,k%pm=kyFz=1.0。所以Pmc=1.0M0.94=0.94kw0查切削用量手册当中的表1.13可知，阀体零件的材料强度ab>200MPaf=0.28mm/r,ap04mmVc=1.13m/s时，可以得到主切削力Fz=840N,且主切削力的修正系数为kkrpm=kkrFz=0.94,k%Pm=k"=1.0。所以，Fzc=840父0.94=789.6N。根据公式(2-5)计算出切削过程中的功率；因此，pmc=FzV10-3=789.61.1310-3=0.892kwHCz查切削用量手册当中

29、表1.27得，当转速n=15r/s时，CA6140车床的主轴所允许的功率为pe=7.5kw,所以pe之Pmc。因此之前选择的切削用量可以在CA614/床上进行。综上所述：f=0.24mm/r、a=2mm、nc=15r/s=900r/min、pcv=1.13m/s=67.8m/min。(6)计算基本工时根据公式(2-6)计算出基本工时式中：L=l+y+A,l=40mn查阅切削用量手册可以得链削加工时的入切量以及超长量，y:=2.7mmi所以L=40+2.7=42.7mm因此tm42.715 0.24=11.86s工步三：半精链内孔28mm孔7为15mm（1）刀具的选择同样选择链刀的类型为YG6查

30、阅切削用量手册链刀可选择：Kr=60°,T0=25o,q=10q,?'r=15o,%=-10o,br=0.4mmo链刀的卷屑槽白各个参数为：Rn=5mmdn=0.7mmwn=5mm）（2）切削用量的选择1）确定切削深度ap因为精加工时的加工余量为2mm即单边余量为1mm考虑到孔的表面粗糙度及精度要求，即由上述公式（2-1）计算出切削深度；故aD=1mmp2）确定进给量f在对阀体零件进行精链时，因为链刀杆的直径为16mm孔7为15mm根据切削用量手册中表1.5得：即当ap=1mm寸,f=0.20.3mm/rp结合CA6140tt床的说明书可确定进给量f=0.28mm/r由于是精

31、加工，不需进行强度校核。（3）链刀的磨钝标准和耐用度的选择根据材料及加工方法，可以知道链刀后刀面的最大磨损限度为0.8mm-1.0mm切削加工时的耐用度为T=3600so（4）切削速度v通过查切削用量手册中的表12得，阀体零件的强度仃b>200MPaHT200的灰口铸铁，f=0.28mm/r,ap01.8mm可得到切削速度为Vt=1.5m/s。p由公式（2-2）得到：V=vtkv根据查阅切削用量手册可以得到切削速度的修正系数为kw=1.0（表21-6）、%=1.0（表11）、kkv=1.0（表21-9）、krx=0.88（表21-7）、ksV=0.8（表21-5）因止匕V=vtkv=1.

32、5X1.0X1.0X1.0X0.88X0.8=1.056m/s由上述公式(2-3)得主轴转速：n=1000v二D式中：D为孔的直径所以主轴转速 n =1000 1.056 =12.93r/sV为理论切削速度二26查阅切削用量手册中表1.27可知，CA614诉床在切削过程中的转速可以选择为:nc=11.8r/s=710r/min此时，可以算出实际的切削速度为:vc二 Dnc1000二 26 118=0.96m/s=57.80m/min1000切削速度也可以通过计算公式计算得到C其计算公式为（2-4）:v=1-mCmvxyKvmmxvyv60Tapf式中：Cv切削速度系数;Xv、yv分别是T、ap

33、和f的指数;kv-kMVktvkxrvksvkTvkkv根据切削用量手册当中表1.21可知，所有的系数和指数分别是：=189.8,Xv=0.15,yv=0.2,m=0.2;乘上系数0.9。所以189.8,190、125V调一和02乂（）.=<1.0x0.88x0.8x1.0x1.0x0.960360020.3200=0.954m/s1000v10000.954二 26因止匕，n=11.69r/s通过查阅切削用量手册当中的表1.27,选择转速为nc=11.8r/s,此结果与上述的查表法所得到的结果类似，故主轴转速为Vc=0.96m/s=57.8m/min。c(5)对机床的功率进行校核查切削

34、用量手册当中表1.19可得到，由于灰口铸铁的强度为0b>200MPaapW2.8mm,f=0.28mm/r,vc=0.96m/s时，可知Pm=1.0kw。切削过程中的切削功率的修正系数查切削用量手册表22-3得：kkrPm=kkrFz=0.94,k-0pm=kgFz=1.0。所以Pmc=1.0M0.94=0.94kw0加工过程中的切削功率也可通过公式计算（2-5）得到即：Pm=Fzv10-3式中：Fz为硬质合金车刀加工时的主切削力；V为切削速度。查切削用量手册当中的表1.13可知，在使用YG6牌号的键刀在加工内孔时，由于阀体零件的材料强度crb>200MPaf=0.28mm/r,a

35、p02.8mmvc=0.96m/s时，可以得到主切削力Fz=840N,且主切削力的修正系数为kkrpm=kkrFz=0.94,k湖m=k-%Fz=1.0。所以，Fzc=8400.94=789.6N。zc因此，pFzv10-3=789.60.9610-3=0.758kwHCz查切削用量手册当中表1.27得，当转速n=11.8r/s时，CA6140车床的主轴所允许的功率为pe=7.5kw,所以pe2Pm。因此之前选择的切削用量可以在CA614/床上进行。综上所述：f=0.28mm/r、a=1mm、nc=11.8r/s=710r/min、pcv=0.96m/s=57.8m/min。（6）计算基本工时

36、由公式（2-6）：tm=nf式中：L=l+y+A,l=15mn查阅切削用量手册可以得链削加工时的入切量以及超长量，y:=1.6mm因此L=151.6=16.6mm16.6所以tm5.02s11.80.28工步四：半精链内孔30mm孔7为40mm(1)刀具的选择刀具类型为YG6Kr=60°,yo=25o,ao=10o,?r=15o,h=-10o,br=0.4mm。链刀的卷屑槽的各个参数为：Rn=5mmdn=0.7mm、wn=5mm(2)切削用量的选择1)确定切削深度ap因为精加工时的加工余量为2mm即单边余量为1mm考虑到孔的表面粗糙度及精度要求，即由(2-1)得至上式中:apdw -

37、dn230-28= 1mmap：切削深度dw：需要加工的孔径dn：未经加工的孔径故ap=1mm2)确定进给量f在对阀体零件进行精链时，因为链刀杆的直径为16mm孔7为40mm根据切削用量手册中表1.5得：即当ap=1mm寸,取f=0.20.3mm/rp结合CA6140tt床的说明书可确定进给量f=0.26mm/r由于是精加工，不需进行强度校核(3)链刀的磨钝标准和耐用度的选择根据加工方法及材料，可以知道链刀后刀面的最大磨损限度为0.8mm-1.0mm切削加工时的耐用度为T=3600S(4)切削速度v通过查切削用量手册中的表1.12得，由于阀体零件的强度Ob200MPaHT200的灰口铸铁，f=

38、0.26mm/r,ap01.8mm可得到切削速度为V=1.5m/s。公式2-4-4）:V=vtkv式中：Vt为理论切削速度kv为切削速度的修正系数据查阅切削用量手册可以得到切削速度的修正系数为ktv=1.0（表21-6）、kTv=1.0（表11）、kkv=1.0（表21-9）、krx=0.88（表21-7）、ksv=0.8（表21-5）因止匕V=vtkv=1.69x1.0x1.0x1.0X0.88X0.8=1.19m/s公式（2-3）:主轴转速：n=1000V二D式中：D为孔的直径V为理论切削速度10001.19所以王轴转速n=13.54r/s二28查阅切削用量手册中表1.27可知，CA614

39、诉床在切削过程中的转速可以选择为:n=11.8r/s=710r/minc此时，可以算出实际的切削速度为:D n c1000二 28 11.81000=1.04m/s = 62.25m/min切削速度也可以通过计算公式进行计算得到。即上述公式中（2-4）其计算公式为Cvv = 1-m mxv y60 T ap fKv式中：Cv切削速度系数;m、Xv、yv分别是T、ap和f的指数;kv=kMvktvkx“ksvkTvkkv根据切削用量手册当中表1.21可知，所有的系数和指数分别是：=189.8,Xv=0.15,yv=0.2,m=0.2。乘上系数0.9。所以1898190V=1020201502M（

40、）1.25父1.0父0.88父0.8父1.0父1.0父0.960360020.3200=0.954m/s1000v10000.954因止匕，n=10.85r/s二D二28通过查阅切削用量手册当中的表1.27,选择转速为nc=11.8r/s,此结果与上述的查表法所得到的结果类似，故主轴转速为vc=1.04m/s=62.25m/min。c(5)对机床的功率进行校核查切削用量手册当中表1.19可得到，当采用YG6®的硬质合金链刀进行加工时，由于灰口铸铁的强度为ab>200MPaap<2.8mm,f=0.26mm/r,vc=1.04m/s时，可知Pm=1.0kW。切削过程中的切削

41、功率的修正系数查切削用量手册表22-3得：kkrPm=kkrFz=0.94,k赤刀=公企:1.0。所以Pmc=1.0M0.94=0.94kw0加工过程中的切削功率由公式(2-5)得：-3Pm=Fzv10式中：Fz为硬质合金车刀加工时的主切削力；V为切削速度。查切削用量手册当中的表1.13可知，由于阀体零件的材料强度b>200MPaf=0.26mm/r,ap<2.8mmvc=1.04m/s时，可以得到主切削力Fz=840N,且主切削力的修正系数为kkrpm=kkrFz=0.94,k-/p=k*F=1.0。所以，Fzc=840父0.94=789.6N。1m1z0pm0zzc因此，p=F

42、v10-3=789.61.0410-3=0.821kwIHCz查切削用量手册当中表1.27得，当转速n=11.8r/s时，CA6140车床的主轴所允许的功率为pe=7.5kw,所以pe之Pm,。因此之前选择的切削用量可以在CA614/床上进行。综上所述：f=0.26mm/r、ap=1mm、n。=11.8r/s=710r/min、v=1.04m/s=62.25m/min。(6)计算基本工时由公式(2-6):tm=nf式中：L=l+y+A,l=40mnrj查阅切削用量手册可以得链削加工时的入切量以及超长量，y=1.6mm因此L=401.6=41.6mm所以tm=41.6=13.56s11.80.2

43、6因此此道工序所使用的总工时为tm=5.911.86-5.0213.56=36.34s2.6.2钻孔夹具工序13:钻4xM8的底孔，攻M8的螺纹孔。工步一：钻M8螺纹底孔6.7mm钻4xM8的均布孔，孔深为10mm表面粗糙度为Ra3.2(1)加工的条件工件的材料：HT20Q仃b200MPa灰口铸铁加工要求：钻4xM8的底孔，攻M8的螺纹孔；孔径d=8mm孔深l=10mm，盲孔，6级精度。机床：Z525型立式钻床。刀具：选择麻花钻材料为高速钢，直径为6.7mm高速钢钻头切削部分的形状为标准高速钢钻头，P=3012*=118:2色=70：,%=12；中=551(2)切削用量单边切削深度ap=1d(

44、2-7)p21式中ap为单边切削深度、d为工件的直径。ap=-d=0.5x8=4mm2进给量f1)根据切削用量手册表5可知孔的表面粗糙度为Ra3.2,铸铁的强度仃b>200MPa钻头直径d°=6.7mm孑1的深度l=10mmH,进给量f=0.220.26mm/r。l10由于一=10=1.25,乘上孔深修正系数kf=0.5,则d8f=(0.220.26)X0.5mm/r=0.110.13mm/r2)通过钻头强度确定进给量：查阅切削用量手册表7,当0rb=200MPa钻头直径d0=6.7mm钻头强度允许的进给量为f=0.72mm/r。3)通过机床进给机构强度决定进给量：查阅切削用量

45、手册表8,当仃b0210MPad0<10.2mm时，机床进给机构所允许的最大轴向力为8330N,Z525型钻床允许的轴向力为8830N,进名&量f=1.6mm/r。通过以上对三个进给量的比较分析，其值为f=0.110.13mm/r。通过Z525型钻床的主轴进给量参数，f=0.13mm/r。由切削用量手册中表16可知钻孔时的轴向力，当f=0.13mm/r,d0W10.2mm轴向力Ft=1480N0轴向力的修正系数都是1.0,因此Ff=1480No通过查阅资料，钻床进给机构强度所允许的最大的轴向力为Fmax=8830N,由于Ft0Fmax,因此f=0.13mm/r是可以的。根据切削用

46、量手册中的表9可知：当d0=6.7mmM,麻花钻钻头后刀面的最大磨损量取为0.6mm，钻头的耐用度T=3600so切削速度由于铸铁HT200的仃b>200MPa由切削用量手册中表12可知，当f=0.13mm/r,高速钢标准钻头d0=6.7mmM,vt=0.58m/s。切削速度的修正系数为：kTv=1.0,kMv=1.0,kS=0.95,kxv=0.87所以v=vtkv=0.58X1.0X1.0X0.95X0.87=0.48m/s1000v10000.48n=22.82r/s二d03.146.7根据Z525立式钻床的说明书，可选择nc=22.7r/s,由于所选择的转数较低。不太符合要求，所

47、以应适当的做一些调整。比较选择以下两种方案：1) 第一种方案：f=0.1mm/r,nc=16r/snf=160.1=1.6c2) 第二种方案：f=0.13mm/r,nc=11.3r/minnfW1.3x0.131.469c对于两个方案进行比较，由于第一种方案的结果较大，基本工时比较短，因此选择第一种方案比较合理。(3)检验机床的扭矩和功率查阅切削用量手册中的表17,当f00.14mm/r,d0011.1mm时，Mt=7.68Nm。扭矩的修正系数都是1.0,因此Mc=7.68N*m。根据钻床的使用说明书，即切削用量手册中的表34,中查得：当nc=960r/min时，Mm=29.4Nm。通过查阅切

48、削用量手册中的表20,当0b=170213MPad0=6.7mmf<0.75mm/r,vc<20m/min,Pc=1.1kW。cc根据Z525型立式钻床的技术资料，PE=2.8x0.81=2.26kW0因为Mm2Mc,PE>Pc,符合要求。即是f=0.1mm/r,nc=16r/s,Vc=0.58m/s。(4)计算基本工时tm二(2-8)nf式中：L=l+y+,l=10mm,查阅切削用量手册表22可知，入切量及超切量：钻头直径d0010mms出y+A=5mm,即105tm=0.156min=9.36s9600.1工步二：攻M8螺纹孔机床：组合攻丝机刀具：高速钢机动丝锥进给量f因

49、为此螺纹孔的螺距p=1.25mm因止匕进给量f=1.25mm/r切削速度V:参照参考文献切削用量手册，查得V=0.115m/s=6.9m/min,故机床主轴的转速n,由公式可得：1000Vn 二1000 6.9二 d。3.14 8:366.24r / min取n=350r/min该螺纹丝锥的回转转速n0:取nn=350r/min实际切削速度V',由式(<2)有：V,=嘉詈09m/s被切削层长度l:l=10mm刀具的切入长度11：li=(13)f=3父1=3mm刀具的切出长度12：12=(23)f=3>d=3mm机动时间tj,由式(1.5)有：tj1 11 12fn10 3

50、310 3 3+1.25 366.24 1.25 3500.071min4.26s因此攻这个螺纹孔总工时为:钻这个孔的机动时间：tm =9.36 4.26 = 13.62s3.1编制工艺规程文件详细的工艺规程的文件见附录1第三章链孔夹具设计3.1 定位基准的选择在对阀体零件中的这对阶梯孔所加工的前面的工序当中，已经完成了阀体零件的上端面和下端面的加工，而且阀体零件的下底面上的4-小7孔也已经加工完成；并且M36的螺纹孔与小25的光孔也已经加工完成。根据阀体零件的结构特征，显然以工件的外形定位来进行车床加工不现实，并且不太利于装夹。因此本次设计选择阀体工件的小25的内孔作为主定位基准，下底面中的

51、4一小7孔为另一基准孔，则阀体的下底面可以作为基准平面来定位。这样整个夹具就是以“一面两孔”的定位方式来进行定位，实现六点定位，夹具的定位方式如下图3-1所示。图3-1键孔工序简图3.2 定位元件的设计因为此次加工阶梯孔的链孔夹具选用的定位基准为“一面两孔”的定位原则，定位基准面即为阀体底部的大端面，孔为底面大端面中4-小7的孔和小25mmi的中心。对角的孔一般采用定位销来定位，而且本次的定位元件采用的是一个定位芯轴，一个固定式菱形定位销。其中，定位销是机床夹具中重用的标准件。根据工序简图当中所规定的定位基准，选择的定位元件如图3-2和3-3所示。157图3-2定位元件零件图3.3 定位误差分

52、析与计算1,链孔夹具设计的定位误差的分析：此夹具的主要定位元件为定位心轴，该工序是加工阶梯孔，其中28mm勺孔7采为15mm30mm勺孔7为40mm孔的表面粗糙度为Ra1.6(im；力口工精度等级为9级。具体分析过程如下：首先确定定位元件的尺寸以及公差。此次车夹具的主要的定位元件为定位心轴，与心轴接触的内孔直径为250.°21;该心轴与阀体零件上25mmi勺光孔形成间隙配合，即25g6=O25-0.007。不过，由于定位元件使用的是定位心轴，故在加工过程中存在着定位副制造不准确和配合间隙引起的定位基准位移误差。因为心轴是垂直放置的，所以定位基准位移误差为：dw=品+鼠=Td+T轴+As