阀体零件的工艺研究与工装设计

阀体零件的工艺研究与工装设计摘要：分析阀体零件的零件工艺分析，确定其生产类型，然后确定毛坯的种类与制造方法，设计其机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出阀体零件图、毛坯图、夹具装配图和夹具零件图，填写机械加工工艺过程卡片及机械加工工序卡片，编制毕业设计说明书。了解阀体零件的结构以及所要加工的工序，根据其加工特点和生产类型来确定零件的定位方式，设计其夹紧装置。本设计题目是加工阀体的工艺过程，因此应根据其加工精度与外表粗糙度选择可行的、合理的夹具。该零件的夹具设计应具有工作可靠、效率高的特点，在操作方面，操作平安、省力、夹紧迅速，便于制造和维修。关键词：阀体;夹具：工艺TechnologyresearchandequipmentdesignofbodypartsAbstract:the

analysis

valve

chest

components

craft

analysis,

determined

its

production

type,

then

the

determination

materials

type

and

the

manufacture

method,

design

its

machine-finishing

technological

process

and

the

craft

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and

draws

up

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valve

chest

detail

drawing,

the

materials

chart,

the

jig

assembly

drawing

and

the

jig

detail

drawing,

the

filling

in

machine-finishing

technological

process

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and

the

machine-finishing

working

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establishment

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Understood

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the

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and

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according

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high

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operational

safety,

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is

rapid,

and

advantageous

for

the

manufacture

and

the

service.Keywords:valvebody,fixture,craft目录第一章绪论 51.1概述 51.2国内外现状研究 51.3主要研究内容、设计思想及工作方法或工作流程 71.4选题的意义 8第二章阀体的工艺分析及生产类型确实定 92.1阀体的作用 92.2阀体的技术要求 92.3阀体的工艺分析 102.3.1小批量工艺分析 102.3.2大批量工艺分析 11第三章确定毛坯和绘制毛坯图 133.1选择毛坯种类 133.2毛坯形状确实定 133.3毛坯尺寸确实定 14第四章拟定阀体工艺路线 154.1定位基准选择 154.2外表加工方法确定 154.3加工阶段划分 164.4工序的集中和分散 174.5工序顺序安排 174.6确定阀体工艺路线 18第五章工艺装备的选择 215.1机床的选择 215.2刀具的选择 225.3量具的选用 22第六章加工余量和工序尺寸确实定 236.1确定加工余量的目的 236.2工序余量的选用原那么 236.3阀体零件的加工余量 23第七章切削用量和切削时间的计算 257.1铣上下端面 25粗铣下端面 25精铣下端面 267.2铣前后端面 27选择机床 277.3辅助时间的计算 287.4镗孔 287.5镗孔22H8,32H8 297.6钻4×M6螺纹孔 307.6.1钻孔 307.6.2攻螺纹 317.7钻2×M8螺纹孔 32第八章阀体零件的专用夹具设计 348.1根本技术要求 348.2设计主旨 348.3专用夹具 348.3.1车床夹具的主要类型 358.3.2车床夹具的设计特点 358.3.3阀体零件的车床夹具专用设计 378.4夹具的设计步骤 378.4.1夹具类型的选择 388.4.2定位方案确实定 388.5车床夹具的误差分析 40总结 41致谢 42参考文献 43第一章绪论1.1概述阀体属于箱体类零件，就制造而言，这类零件的特点是：结构较复杂，所需加工机床种类较多，随着生产纲领和生产条件的不同，其制造工艺和相应的工装也差异较大。可以说，针对不同生产纲领和生产条件，能否制订出箱体类零件合理的工艺、设计出适宜的工装，是判定是否是合格的制造过程工程师的必须条件之一。1.2国内外现状研究近年来，机械制造工艺有着飞速的开展。比方，应用人工智能选择零件的工艺规程。因为特种加工的微观物理过程非常复杂，往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域，其加工机理的理论研究极其困难,通常很难用简单的解析式来表达。近年来，虽然各国学者采用各种理论对不同的特种加工技术进行了深入的研究，并取得了卓越的理论成就，但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的加工精度和外表质量与加工条件参数间都有其规律。因此，目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方法来了解特种加工的工艺规律，以便实际应用，但还缺乏系统性。受其限制，目前特种加工的工艺参数只能凭经验选取，还难以实现最优化和自动化，例如，电火花成形电极的沉入式加工工艺，它在占电火花成形机床总数95%以上的非数控电火花成形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。虽然已有学者对其CAD、CAPP和CAM原理开展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工艺数据的缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系统问世。通常只能采用手工的方法或局部借助于CAD造型、局部生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟开展，人们开始尝试利用这一技术来建立加工效果和加工条件之间的定量化的精度、效率、经济性等实验模型，并得到了初步的成果。因此，通过实验建模，将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来，建立描述特种加工工艺规律的可扩展性开放系统的条件已经成熟。并为进一步开展特种加工加工工艺过程的计算机模拟，应用人工智能选择零件的工艺规程和虚拟加工奠定根底。同时，在机械加工过程中，夹具占有非常重要的地位，它可靠地保证了工件的加工精度，提高了加工效率，减轻了劳动的强度，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向开展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向开展。高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达±5µm，夹具支承面的垂直度到达0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5µm以内；夹具重复安装的定位精度高达±5µm；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达2~5µm。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用1~2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的根底。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，表达在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下根底，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改良和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创立夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与效劳的通用化、远程信息化和经营电子商务化。通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比拟大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能表达出经济性好。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。1.3主要研究内容、设计思想及工作方法或工作流程本次毕业设计的研究内容是阀体零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计，包括以下内容小批量生产的工艺：零件图分析，该零件为阀体类零件。其主要加要素为面和孔加工要求较高，各外表的精度要求和外表粗糙度要求可以通过机械加工的方法来获得。初步确定平面采用铣床加工，孔采用镗床加工，螺纹孔采用钻床，攻丝的方法加工。阀体的材料为灰铸铁，为了改善灰铸铁的加工工艺性，可在进行机械加工前，进行退火处理，用以改善灰铸铁的切削性能。大批量生产的工艺：由零件图可知零件材料为HT250，生产批量为大批大量，零件结构一般复杂，所以选择金属型浇铸，因为生产率很高，所以可以免去屡次造型，工件尺寸较小，单边余量不大，需要结构细密，能承受较大的压力，所以选择铸件做毛坯。工作方案：确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量阀体零件图的绘制零件工艺性分析、确定生产类型零件毛坯确实定及毛坯图的绘制选择加工方法、制定工艺路线及工艺卡片确定加工切削用量及时间制定夹具的定位方案、夹紧方案计算夹具的夹紧力、定位误差绘制夹具零件的装配图及夹具零件图研究思想及方法。研究思想及方法：通过对该零件的重新绘制，对零件进行分析，该零件属于类对称形式零件，主体局部以中心线为对称中心，该工件两端的沉孔和内腔的壁精度要求高，内腔壁的精度为7级，且粗糙度要求Ra为3.2，要求高。零件两端的沉孔精度为10级。，该阀体两个端面和内腔需要加工，各外表的加工精度和外表粗糙度能够通过机械加工获得。首先加工两个端面，其中大端面为设计基准，内腔各尺寸以轴线和大端面为设计基准，要求较高的精度，且内腔尺寸较大，可采用镗削加工。大端的各孔，位置分布均匀，且大端厚度不大，便于对空的加工。关键问题：根据阀体零件的结构、材料，尺寸精度、外表粗糙度的要求确定加工的粗精加工并选择适宜的机床、刀具等。拟定工艺路线：零件的机械加工工艺过程是工艺规程设计的核心问题。设计时通常应初拟2~3个较为不同的该零件的加工工艺路线，经技术经济分析后取其中的最正确方案实施之。根据拟定的工艺规程路线合理的设计某一关键工序的夹具，经过分析在所有相关工序中加工大凸台的端面、内孔和小凸台的端面、内孔为一关键工序，在这个工序的加工时设计专门的夹具！1.4选题的意义本毕业设计课题旨在通过对阀体零件制造工艺的研究和对工装的设计，使学生储藏相关机械制造知识，提升其综合应用所学解决工程问题的能力，得到一次成为合格的制造过程工程师的较为综合的训练。

第二章阀体的工艺分析及生产类型确实定2.1阀体的作用题目所给的零件是阀体，主要作用是通过螺纹与其他零件连接，到达控制流体开关、方向、压力及流量。2.2阀体的技术要求加工外表尺寸及偏差mm公差及精度等级外表粗糙度um形位公差mm阀体下端面72IT106.3阀体上端面72IT106.3阀体前端面57IT106.3阀体后端面57IT106.3对于A垂直度0.0628H7孔28IT83.2QUOTE错误！未找到引用源。35孔35IT1212.5QUOTE错误！未找到引用源。36孔36IT1212.5QUOTE错误！未找到引用源。22H8孔22IT83.2对于B垂直度0.06QUOTE错误！未找到引用源。32H8孔32IT83.2对于B垂直度0.06M8螺纹孔8IT13M6螺纹孔6IT132.3阀体的工艺分析2.3.1小批量工艺分析小批生产是指生产单件产品根本上是小批量需求的专用产品的生产。单件小批生产方式与大量大批生产方式都是典型的生产方式。大量大批生产以其低本钱、高效率与高质量取得的优势。零件为小批量的时候，可以采用铸造和机床加工的方式来进行生产，因为在小批量生产过程中，生产数量不多，效率上大大降低，大批量生产讲究时间效率，但同时需要较多的人力，提高了本钱。

在多品种小批量生产条件下，企业所生产的产品的品种多，每个品种的产量很小，根本上是按照用户的订货需要组织生产；产品的结构与工艺有较大的差异；生产的稳定性和专业化程度很低。生产设备采用通用设备，按照工艺原那么组织生产单位。每个工作中心承当多种生产任务的加工。产品的生产过程间断时间、工艺路线和生产周期均长。但是，多品种小批量生产方式具有生产灵活，对外部市场环境较好的适应性等优点。

基于上述特点，多品种小批量生产的生产作业方案要解决的主要问题是，如何控制好产品的生产流程，使得这个生产环节到达均衡负荷，最大限度地缩短生产周期，按订货要求的交货期完成生产任务。

利用小批量生产方式生产合铸阀体的时候，更多是依靠人力来对工件进行加工。在铸造毛坯的时候依旧采用砂型铸造。首先审阅零件图，查看零件图的具体尺寸与图纸绘制是否正确，零件的铸造材料为HT250。零件在铸造时未注圆角应不超过1mm，铸件应清理，保持外表平整，铸件应进行时效处理，铸件加工完，所有棱边去除毛刺。

阀体选用的材料是HT250，为灰铸铁。灰铸铁铸件的壁厚不应太薄，边角处应适当加厚，防止出现白口组织使该处既硬又难于加工。它位于车床变速机构中，主要起换档作用，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用，选择材料HT250可以满足要求。

在铸造完成之后，利用人工对毛坯外表进行打磨去毛刺，然后再利用钻床对工件进行孔的加工，直到到达要求尺寸。再用铣床对工件外表进行加工，加工完成后利用游标卡尺对工件的尺寸进行测量，直到工件打到尺寸要求。

2.3.2大批量工艺分析阀体是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比拟小，结构形状较复杂，其加工内孔的精度要求较高，此外还有上下端面，孔端面需要加工，对精度要去也很高。其内孔对孔端面有垂直度要求，因为其尺寸精度，几何形状精度和相互位置精度以及外表质量均影响阀是否能够良好的密封，进而影响其使用性能，因此它的加工时非常关键和重要的作用。2.题目所给的零件是“BYSJ-08阀体，见以下示意图2-1，图2-2：图2-1图2-23.该阀体零件的主要加工技术要求如下(1)、面A粗糙度要求Ra6.3；(2)、面B粗糙度要求Ra6.3；(3)、面C粗糙度要求Ra6.3；(4)、面D粗糙度要求Ra6.3，相对于底面A垂直度公差要求0.06；(5)、孔Eφ28的精度等级为H7，粗糙度要求Ra3.2，φ35粗糙度要求为Ra12.5；(6)、孔Fφ22的精度等级为H8，粗糙度要求Ra3.2，φ32粗糙度要求Ra3.2，孔中心线与底面A尺寸公差为±0.01，与面D垂直度公差要求为0.06；(7)、孔E孔与孔F中心线尺寸偏差±0.02；(8)、面B加工两个螺纹孔G，中心距尺寸偏差±0.02；(9)、面C加工四个螺纹孔H，无尺寸、位置公差要求；各外表的精度要求和外表粗糙度要求可以通过机械加工的方法来获得。初步确定平面采用铣床加工，孔采用镗床加工，螺纹空采用钻床，攻丝的方法加工。阀体的材料为灰铸铁，为了改善灰铸铁的加工工艺性，可在进行机械加工前，进行退火处理，用以改善灰铸铁的切削性能。第三章确定毛坯和绘制毛坯图3.1选择毛坯种类毛坯种类的选择主要依据的是以下几种因素：〔1〕设计图样规定的材料及机械性能；〔2〕零件的结构形状及外形尺寸；〔3〕零件制造经济性；〔4〕生产纲领；〔5〕现有的毛坯制造水平。由零件图可知零件材料为HT250，生产批量为大批大量，零件结构一般复杂，所以选择金属型浇铸，因为生产率很高，所以可以免去屡次造型，工件尺寸较小，单边余量不大，需要结构细密，能承受较大的压力，所以选择铸件做毛坯。确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量3.2毛坯形状确实定毛坯形状应力求接近成品形状，以减少机械加工余量。〔1〕铸件孔的最小尺寸，根据?机械制造技术根底课程设计?表2-7可查得，铸件孔的最小尺寸为10~20mm。〔2〕铸件的最小壁厚。根据?机械制造工艺设计简明手册?表2.2-7查得，铸件的最小壁厚为4mm。〔3〕铸件的拔模斜度。铸件垂直于分型面上，需要铸造斜度，且各面的斜度数值应尽可能一致，以便于制造铸模。根据?机械制造技术根底课程设计?表3-1可得：

斜度位置铸造方法金属性铸造外外表0°30′内外表1°〔4〕铸件圆角半径。铸件壁部连接处的转角应有铸造圆角。主要是为减少应力集中，防止冲砂、裂纹等缺陷。一般为邻壁厚度的1/3~1/5，中小铸件圆角半径为3~5mm。〔5〕铸件浇铸位置及分型面选择。铸件的重要加工面或主要工作面一般应处于底面或侧面，应防止气孔、砂眼、疏松、缩孔等缺陷出现在工作面上；大平面尽可能朝下或采用倾斜浇铸，防止夹砂或夹渣缺陷；铸件的薄壁局部放在下部或侧面，以免产生浇铸缺乏的情况。3.3毛坯尺寸确实定选择的毛坯铸造方法是金属模机器造型，零件的最大尺寸250mm，铸件的机械加工余量等级那么为5~7级〔查?机械制造技术根底课程设计?表2-11〕，选择6级。从?机械制造工艺设计简明手册?表2.2-4中查得全长94.5mm的加工余量为2.5mm，即该毛坯尺寸为99.5mm；全长为57mm的加工余量为2.5mm，即该毛坯的尺寸为62mm，加工余量为2mm，即该毛坯的尺寸为加工余量为1.5mm，即该毛坯的尺寸为，加工余量为2mm，即该毛坯的尺寸为，加工余量为2.5mm，即该毛坯的尺寸为，加工余量为1.5mm，即该毛坯的尺寸为。

第四章拟定阀体工艺路线4.1定位基准选择粗基准的选择作为粗基准的外表平整，没有飞边、毛刺或其他外表缺陷。选择阀体上端面和前端面作为粗基准。采用阀体上端面作为精基准加工下端面及以前端面作粗基准加工后端面，可以为后续工序准备好精基准。精基准的选择根据该阀体零件的技术要求和装配要求，选择阀体下端面和后端面作为精基准，零件上的很多外表都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一〞原那么。阀体的下端面和后端面是设计基准，选用其作精基准定位加工阀体上端面和前端面以及定位孔，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工外表的垂直度要求。4.2外表加工方法确定根据阀体零件图上各加工外表的尺寸精度和外表粗糙度，确定加工件各外表的加工方法如表4-1加工面尺寸精度等级外表粗糙度加工方案阀体下端面IT106.3粗铣—精铣阀体上端面IT106.3粗铣—精铣阀体前端面IT106.3粗铣—精铣阀体后端面IT106.3粗铣—精铣QUOTE错误！未找到引用源。28H7孔IT83.2粗镗—精镗35孔IT1212.5粗镗36孔IT1212.5粗镗22H8孔IT83.2粗镗—精镗32H8孔IT83.2粗镗—精镗M8螺纹孔IT13钻孔—攻螺纹M6螺纹孔IT13钻孔—攻螺纹4.3加工阶段划分该阀体加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工和精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准〔阀体下端面和后端面〕准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工外表的精度要求，同时粗镗内孔；在精加工阶段主要完成精铣平面和精镗内孔。阀体零件的加工阶段如表4-2：加工阶段加工内容说明基准面加工粗铣上端面以下端面和后端面为基准，精加工各个端面粗铣下端面精铣下端面精铣上端面粗车前端面粗车后端面精铣后端面精铣前端面粗加工粗镗孔、、孔相对于后端面有垂直度的要求，故应该在一次装夹中完成 粗镗、孔钻螺纹孔精加工精镗孔、、孔相对于后端面有垂直度的要求，故应该在一次装夹中完成 精镗、孔4.4工序的集中和分散选用工序分散原那么安排阀体的加工工序。该阀体的生产类型为大批生产，可以采用普通型机床配以专用工、夹具，以降低其生产本钱。4.5工序顺序安排机械加工工序〔1〕遵循“先基准后其他〞原那么，首先加工精基准，即阀体下端面和后端面。〔2〕遵循“先粗后精〞原那么，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。〔3〕遵循“先主后次〞原那么，先加工主要外表，即阀体的下端面和后端面。〔4〕遵循“先面后孔〞原那么，先加工阀体四个端面，在加工阀体的内孔以及钻孔、攻螺纹。热处理工序铸件为了消除剩余应力，需在粗加工前、后各安排一次时效处理，在半精加工前、后各安排一次时效处理。辅助工序在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、终检工序。综上所述，该阀体工序的安排顺序为：基准加工主要外表粗加工及一些余量大的外表粗加工——主要外表半精加工和次要外表加工——热处理——主要外表精加工。阀体零件的机加工工序安排如表4-3：加工阶段加工内容说明基准面加工粗铣上端面基准先行，先面后孔先主后次，但次要加工外表的加工并非是安排在最后加工，次要外表的加工要考虑到对主要外表的加工质量的影响粗铣下端面精铣下端面精铣上端面粗铣前端面粗铣后端面精铣后端面精铣前端面粗加工粗镗孔、、孔相对于后端面有垂直度的要求，故应该在一次装夹中完成 粗镗、孔钻螺纹孔精加工精镗孔、、孔相对于后端面有垂直度的要求，故应该在一次装夹中完成 精镗、孔4.6确定阀体工艺路线工序Ⅰ：粗铣上端面工序Ⅱ：粗、精铣下端面工序Ⅲ：精铣上端面工序Ⅳ：粗铣前端面工序Ⅴ：粗、精铣后端面工序Ⅵ：精铣前端面工序Ⅶ：镗削孔〔粗镗和精镗在一次装夹中完成〕工序Ⅷ：镗削孔〔粗镗和精镗在一次装夹中完成〕工序Ⅸ：钻螺纹孔、钻螺纹孔工序Ⅹ：攻螺纹、攻螺纹工序Ⅺ：去毛刺工序Ⅻ：终检阀体零件加工工艺路线如表：工序号加工内容说明000锻造毛坯010粗铣上端面020粗铣下端面留下精铣余量030精铣下端面到达图纸要求040精铣上端面到达图纸要求050粗铣前端面060粗铣后端面留有精铣余量070精铣后端面到达图纸要求080精铣前端面到达图纸要求090粗镗孔留有精镗余量100粗镗、孔留有精镗余量110钻螺纹孔120精镗孔到达图纸要求130精镗、孔到达图纸要求140攻螺纹到达图纸要求150去毛刺倒角机去除锐边毛刺160检验入库

第五章工艺装备的选择5.1机床的选择工序号加工内容机床设备说明000锻造毛坯外协010粗铣上端面X6120常用，工作台尺寸，机床电动机功率均适宜020粗铣下端面X6120常用，工作台尺寸，机床电动机功率均适宜030精铣下端面X6120常用，工作台尺寸，机床电动机功率均适宜040精铣上端面X6120常用，工作台尺寸，机床电动机功率均适宜050粗铣前端面X6120常用，工作台尺寸，机床电动机功率均适宜060粗铣后端面X6120常用，工作台尺寸，机床电动机功率均适宜070精铣后端面X6120常用，工作台尺寸，机床电动机功率均适宜080精铣前端面X6120常用，工作台尺寸，机床电动机功率均适宜090粗镗孔T618常用，工作台尺寸，机床电动机功率均适宜100粗镗、孔T618常用，工作台尺寸，机床电动机功率均适宜110精镗孔T618常用，工作台尺寸，机床电动机功率均适宜120精镗、孔T618常用，工作台尺寸，机床电动机功率均适宜130钻螺纹孔Z5125A常用，工作台尺寸，机床电动机功率均适宜140攻螺纹丝锥150去毛刺160检验入库5.2刀具的选择铣刀镗刀钻头类型镶齿端铣刀单刃镗刀麻花钻材料硬质合金硬质合金硬质合金5.3量具的选用铣平面采用的量具为游标卡尺镗孔采用的量具为塞规和游标卡尺

第六章加工余量和工序尺寸确实定6.1确定加工余量的目的为保证零件质量，一般要从毛坯上切除一层材料。合理的选择加工余量，对保证零件的加工质量、提高生产率和降低本钱都有很重要的意义。假设余量确定的过小，那么不能完全切除上道工序留在加工外表上的缺陷层和各种误差，也不能补偿本道工序加工时工件的装夹误差，影响零件的加工质量，造成废品；余量确定的过大，不仅增加了机械加工量，降低了生产率，而且浪费原材料和能源，增加了机床与刀具的消耗，使加工本钱升高。所以合理确定加工余量是一项很重要的工作。6.2工序余量的选用原那么〔1〕为缩短加工时间，降低制造本钱，应采用最小的加工余量〔2〕加工余量应保证得到图样上规定的精度和外表粗糙度。〔3〕要考虑零件热处理时引起的变形。〔4〕要考虑所采用的加工方法、设备以及加工过程中零件的可能变形。〔5〕要考虑被加工零件的尺寸，尺寸越大，加工余量越大。因为零件的尺寸增大后，由切削力、内应力等引起零件变形的可能性也增大。〔6〕选择加工余量时，还要考虑工序尺寸公差的选择。因为公差决定加工余量的最大尺寸和最小尺寸。其工序公差不应超过经济加工精度的范围。〔7〕本道工序余量应大于上道工序留下的外表缺陷层厚度。〔8〕本道工序的余量必须大于上道工序的尺寸公差和几何形状公差。6.3阀体零件的加工余量根据机械制造技术根底课程设计手册表5-37——5-56确定孔、外表、螺纹的加工余量如下表6-1：加工工序粗加工余量精加工余量下端面1.51.0上端面1.51.0后端面1.51.0前端面1.51.01.51.20.81.20.81.51.01.51.01.2

第七章切削用量和切削时间的计算7.1铣上下端面由于上下断面的使用刀具和加工余量相同，可使用相同的参数计算，故计算一个即可7.1.1粗铣下端面〔1〕底面由粗铣和精铣两次加工完成，采用三面刃圆盘铣刀〔高速钢〕，铣刀的规格为镶齿端铣刀，机床的型号………专用机床X6120〔2〕刀具：YG6硬质合金端铣刀。由于铣刀在工作时，是断续切削，刀齿受很大的机械冲击，在选择几何角度时，应保证刀齿具有足够的强度。由金属切削原理与刀具可取γ＝5λ＝-10K=60=10。〔3〕加工要求:粗铣阀体的下端面。确定加工余量由毛坯图可知：总加工余量为2.5mm，?工艺设计简明手册?表1.4-8和表2.3-21可知精加工余量为1.0mm。〔4〕背吃刀量确实定：根据下端面的机械加工余量及粗铣时背吃刀量确实定原那么，确定背吃刀量为1.5mm〔5〕进给量确实定由表1.4?切削用量简明手册?，在粗铣铸铁、刀杆尺寸为16mm25mm、以及工件直径为60～100mm时，f=0.6～1.2mm/r所以选择f=1.0mm/r〔6〕铣削速度的计算由表1.11?切削用量简明手册?，当用YG6硬质合金铣刀铣削166～181Mpa灰铸铁,,f1.0mm/r,切削速度υ1=80m/min。切削速度的修正系数为〔参见1.28?切削用量简明手册?〕，故选择这时实际切削速度根本时间的计算粗铣下端面式中mm,故7.1.2精铣下端面(1)刀具和机床不变〔2〕背吃刀量确实定取。(3)进给量确实定精加工进给量主要受加工外表粗糙度的限制。查表1.6?切削用量简明手册?，当外表粗糙度为6.3μm，，υ=96.5m/min时，f=0.3～0.35mm/r。选择f=0.3mm/r。〔4〕铣削速度的计算根据表1.11，当时，切削速度的修正系数为1，故。(5)根本时间的计算精铣下端面式中mm,故上下端面相互对称，所以所用的加工时间是相同的。7.2铣前后端面7.2.1选择机床(1)选择机床：由于采用的是对称铣，应选择专用卧式机床X6120。(2)刀具：镶齿端铣刀，材料硬质合金。由于所选择的刀具、机床与铣两直角边的刀具、机床完全相同，所以该工序中的参数大局部完全相同，只有最后的根本工时不相同。(3)粗铣后端面的根本时间：式中mm,故〔4〕精铣后端面的根本时间式中mm,故7.3辅助时间的计算辅助时间与根本时间之间的关系为=〔0.15～0.2〕，取=0.15，那么各工序的辅助时间分别为：粗铣上端面的辅助时间：=0.150.20460=1.836s精铣上端面的辅助时间：=0.150.12660=1.134s粗铣后端面的辅助时间：精铣后端面的辅助时间：=0.150.07260=0.648s7.4镗孔(1)查表5-69?卧式铣床的镗削用量?各项参数选择如下镗床T618硬质合金刀头粗镗孔进给量Vc=0.5m/s那么主轴转速切削速度选择的根本时间的根本领件精镗QUOTE错误！未找到引用源。QUOTE错误！未找到引用源。28H7孔进给量Vc=0.5m/s那么主轴转速切削速度选择〔2〕镗孔至28H7的根本时间0.351min，辅助时间〔0.5+0.5+0.5+0.01+0.01〕×2=3.04min；镗孔至35的根本时间0.304min，辅助时间1.52min7.5镗孔22H8,32H8(1)孔由粗铣和精铣两次加工完成，采用机夹单刃镗刀〔硬质合金〕，铣刀的规格为总长250，机床的型号………专用机床(2〕加工要求:粗镗阀体孔。确定加工余量由毛坯图可知：总加工余量为1.2mm，?工艺设计简明手册?表1.4-8和表2.3-21可知精加工余量为0.8mm。〔3〕查表机械设计手册中5-69?卧式镗床的镗削用量?，可选用以下数据：粗镗孔进给量Vc=0.6m/s那么主轴转速那么切削速度选择22H8的根本时间32H8的根本时间精镗孔进给量那么主轴转速切削速度选择22H8的根本时间32H8的根本时间镗孔至22H7的根本时间0.18min，辅助时间〔0.5+0.5+0.5+0.01+0.01〕×2=3.04min,,镗孔至32H8的根本时间0.17min，辅助时间3.04min7.6钻4×M6螺纹孔本工序加工由钻孔和攻丝两次加工完成，机床型号为Z5125A。先钻孔4×5.2mm孔；再攻螺纹4×M67.6.1钻孔〔1〕确定加工余量刀具采用直柄麻花钻〔硬质合金〕，麻花钻规格为d=5.2mm查?机械制造工艺设计简明手册?〔以下简称?简明手册?〕表2.3-8可得，加工余量为0.10mm。〔2〕确定进给量按加工要求决定进给量根据?切削用量简明手册?表2.7，知当加工要求为HT12精度等级，材料为HT250、=5.2mm时，f=0.18—0.22mm/r〔3〕按钻头强度决定进给量根据表2.8，当材料为HT250，时，得钻头强度允许的进给量f=1.0mm/r〔4〕按机床进给机构强度决定进给量根据表2.9，当HBS=250，d10.2mm，F=7848<8330得机床进给量f=1.6mm/r故综合所述：进给量f=0.20mm/r〔5〕确定切削速度由表5—66查得，HBS=250时，切削速度Vc=0.35m/s〔6〕时间定额计算根本时间tb=辅助时间ta=1.0+0.1+1.0+0.02+0.03+0.2+0.15=2.5min7.6.2攻螺纹〔1〕刀具的选择：刀具采用高速钢机动丝锥，规格为M6。〔2〕按加工要求决定切削用量根据?机械制造技术课程设计?表5-83，知，当材料为HT250，=6mm，螺距=0.75mm时，选择：进给量1mm/r；切削速度6.9m/min；主轴转速120r/min〔3〕时间定额计算根本tb=辅助时间ta=1.0+0.1+1.0+0.02+0.03+0.2+0.15+0.1+0.2=2.8min7.7钻2×M8螺纹孔〔1〕钻孔机床：摇臂钻床刀具：根据参照?机械加工工艺手册?表4.3-9硬质合金麻花钻头。钻孔钻孔前铸件为实心，根据上文所的加工余量先钻孔到再攻丝，所以。钻削深度=15mm进给量：根据?机械加工工艺手册?表2.4-38，取切削速度：参照?机械加工工艺手册?表2.4-41，取机床主轴转速，有：，按照?机械加工工艺手册?表3.1-31取所以实际切削速度：走刀次数为1，钻孔数为2个机动时间：辅助时间：参照?机械加工工艺手册?表2.5-41，取工步辅助时间为。查?机械加工工艺手册?表2.5-42取装卸工件时间为。那么：(2)攻2-M8螺纹通孔刀具：钒钢机动丝锥进给量：查?机械加工工艺手册?表1.8-1得所加工螺纹孔螺距,因此进给量切削速度：参照?机械加工工艺手册?表2.4-105，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度：加工数为2机动时间：辅助时间：参照?机械加工工艺手册?表2.5-41，取工步辅助时间为。查?机械加工工艺手册?表2.5-42取装卸工件时间为。那么：

第八章阀体零件的专用夹具设计专用夹具是为零件的某一道工序加工而设计制造的，在产品相对稳定、批量较大的生产中使用；在生产过程中它能有效地降低工作时的劳动强度、提高劳动生产率、并获得较高的加工精度。8.1根本技术要求1、保证被加工要素的加工精度。采用合理的定位、夹紧方案，选择适当的定位、夹紧元件，确定适宜的尺寸、形位公差。2、提高劳动生产率。通过夹具结构的合理设计，可以简化操作过程，有效的减少辅助时间，提高生产效率。3、具有良好的使用性能。简单的总体解骨偶、合理的结构工艺性、加工工艺性，使加工、装配、检验、维修和使用更加简便、平安、可靠。4、经济性。在满足加工精度的条件下，夹具结构越简单、元件标准化程度越高，其制造本钱越低和周期越短，就可以争取到更好的经济性。8.2设计主旨本夹具主要用来镗Φ22孔，在工件中的位置要求较严格，而其外表粗糙度要求严格，因此，本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而加工外表粗糙度不是主要问题。8.3专用夹具本夹具用于在车床上加工孔，车床夹具主要用于零件的旋转外表以及端面。因而车床夹具的主要特点是工件加工外表的中心线与机床主轴的回转轴线同轴。车床夹具的主要类型〔1〕安装在车床主轴上的夹具。这类夹具很多，有通用的三爪卡盘、四爪卡盘，花盘，顶尖等，还有自行设计的心轴；专用夹具通常可分为心轴式、夹头式、卡盘式、角铁式和花盘式。这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转，刀具做进给运动定心式车床夹具在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。角铁式车床夹具在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。花盘式车床夹具这类夹具的夹具体称花盘，上面开有假设干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。〔2〕安装在托板上的夹具。某些重型、畸形工件，常常将夹具安装在托板上。刀具那么安装在车床主轴上做旋转运动，夹具做进给运动。由于后一类夹具应用很少，属于机床改装范畴。而生产中需自行设计的较多是安装在车床主轴上的专用夹具，所以阀体零件在车床上加工用专用夹具。8.3.2车床夹具的设计特点〔1〕定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求当加工回转外表时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。当加工的外表与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，那么应以夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转，故在加工过程中工件除受切削力矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，转速越高离心力越大，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因此，夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具，夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。〔2〕夹具与机床主轴的连接车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的加工精度有一定的影响。因此，要求夹具的回转轴线与卧式车床主轴轴线应具有尽可能小的同轴度误差。心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。有的心轴那么以中心孔与车床前、后顶尖安装使用。根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式：(1)对于径向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧，如图8-a所示。这种连接方式定心精度较高。(2)对于径向尺寸较大的夹具，一般用过渡盘与车床主轴轴颈连接。过渡盘与主轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。图8-b所示的过渡盘，其上有一个定位圆孔按H7/h6或H7/js6与主轴轴颈相配合，并用螺纹和主轴连接。为防止停车和倒车时因惯性作用使两者松开，可用压板将过渡盘压在主轴上。专用夹具那么以其定位止口按H7/h6或H7/js6装配在过渡盘的凸缘上，用螺钉紧固。这种连接方式的定心精度受配合间隙的影响。为了提高定心精度，可按找正圆校正夹具与机床主轴的同轴度。对于车床主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构，如图8-c所示，过渡盘在其长锥面上配合定心，用活套在主轴上的螺母锁紧，由键传递扭矩。这种安装方式的定心精度较高，但端面要求紧贴，制造上较困难。图8-d所示是以主轴前端短锥面与过渡盘连接的方式。过渡盘推入主轴后，其端面与主轴端面只允许有0.05～0.1mm的间隙，用螺钉均匀拧紧后，即可保证端面与锥面全部接触，以使定心准确、刚度好。

图8-1车床夹具与机床主轴的连接过渡盘常作为车床附件备用，设计夹具时应按过渡盘凸缘确定专用夹具体的止口尺寸。过渡盘的材料通常为铸铁。各种车床主轴前端的结构尺寸，可查阅有关手册。8.3.3阀体零件的车床夹具专用设计〔1〕夹具的总体结构应力力求紧凑、轻便，悬臂尺寸要短，重心尽可能靠近主轴。〔2〕当工件和夹具上个元件相对机床主轴的旋转轴线不平衡时，将产生较大的离心力和振动，影响工件的加工质量、刀具的寿命、机床的精度和平安生产，特别是在转速较高的情况下影响更大。因此，对于重量不对称的夹具，要有平衡要求。平衡的方法有两种：设置平衡块或加工减重孔。在工厂实际生产中，常用适配的方法进行夹具的平衡工作。〔3〕为了保证平安，夹具上各种元件一般不超过夹具的圆形轮廓之外。因此，还应该注意防止切削和冷却液的飞溅问题，必要时应该加防护罩。8.4夹具的设计步骤本夹具用于在车床上加工孔。工件以端面、一圆柱型块、一支撑钉为定位基准，在定位环上实现完全定位，采用手动螺旋压板机构夹紧工件，该夹紧机构设计简单、夹紧可靠。工件先定位于平型块上，然后通过，支撑钉，圆柱型块和压板与车床定位，扭紧压板上的螺母，就可以对阀体的的孔进行加工。当加工完成后，松开螺母，就可以取出阀体。8.4.1夹具类型的选择根据本阀体加工要求及其工艺性，在加工孔时所用夹具为专用夹具，由于该工件生产为中、大批量生产，且工件外形轮廓小、重量轻、加工要求不高，在保证质量和提高生产率的前提下，尽量简化结构，做到经济合理。根据加工分布情况，拟定选用螺旋夹紧方式。8.4.2定位方案确实定由零件图分析的22加工要求，必须保证孔轴向和径向的加工尺寸，得出，夹具必须限制工件的六个自由度，才可以到达加工要求。先设计夹具cad图8-2，8-3如下：图8-2

图8-3选择定位元件为：支承板，支撑钉。支撑板限制了X,Y,Z方向的移动自由度，X,Y方向的转动自由度，支撑钉限制了Z方向的转动自由度。可见，定位方案选