阀体类零件机床夹具设计本科毕业设计

第第页目录摘要 21机床夹具概述 51.1夹具的发展趋势 51．2机床夹具的组成 61.3夹具的作用与意义 71．4机床的分类 81．5工件的装夹方法 92工件的定位及定位元件 102．1工件在夹具中的定位 102.2定位误差的分析 113工件的夹紧和夹紧装置 123．1夹紧装置的组成 123.2夹紧力的确定 124夹具体及分度装置 144．1夹具体 144．2分度装置 145阀体工艺性分析 165.1阀体零件加工工艺的基本理论 165.1.1

工艺过程 165.1.2工艺过程的组成 165.2

阀体制造专业的工艺文件工 175.3零件的功用、材料和性能 185．4形体分析 195.5技术要求分析 205.6零件的加工工艺性分析 215.7安排加工工艺路线 215.8工艺过程设计中应考虑的主要问题 225.8.1加工方法选择的原则 226阀体零件的车床夹具设计 236.1车床夹具的主要类型 236.2车床夹具的设计要点 236.3阀体零件的车床专用夹具的总体设计 256.4阀体零件的车床夹具的加工误差分析 257阀体零件的钻床夹具设计 277.1钻床夹具的主要类型 277.2钻模的设计要点 277.3阀体零件的钻床专用夹具的总体设计 28致谢 31参考文献 311机床夹具概述在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。1.1夹具的发展趋势夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。它主要表现在以下几个方面：(1)发展通用夹具新品种通用夹具是使用最广泛的一种夹具，发展通用夹具以代替某些专用夹具。内容包括以下：①

发展高精度通用夹具②

广泛采用高效率通用夹具③

发展适用于各种类型零件工艺特征的专用夹具(2)发展调整式夹具调整式夹具经过部分零件的更换和重新调整组合，即可适应不同工件的加工。适用程度介于通用和专用之间。主要有两种类型：通用可调式夹具和调整式夹具。(3)推广和发展组合夹具及拼拆夹具①

组合夹具组合夹具式有一套预先制好的各种不同形状、不同规格尺寸、具有互换性和耐磨性的标准元件与合件所组成。②

拼拆夹具与组合夹具有相同之处，有一系列可多次利用的标准零件与基础零件，但又采用了部分具有一定专用性的部件，其夹紧部件多采用液压传动装置。

(4)加强专用夹具的标准化和规格化强夹具元件的标准化和规格化，不但能加速生产准备周期，而且也可使夹具的生产由单件转为成批，降低夹具制造成本。因此，可节省劳动力，缩短生产准备周期。(5)专用夹具中采用高精度、高效率的夹具主要满足高生产率的加工要求，使之有可能采用采用平行或平行先后的加工方法，采用多件的加工方法，以及尽可能缩短或重合辅助时间的方法来压缩单件工时，提高生产率。(6)大力推广和使用机械化及自动化夹具生产机械化及自动化是技术革命的中心内容，大力推广和使用机械化及自动化夹具以减少和消除繁重的体力劳动是机械制造中的重要问题。(7)推广和发展扩大机床性能的夹具具体的有仿形装置、机床改装用的各类夹具(8)采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具实践证明，采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具，能满足机械加工中的定位要求，并简化制造工艺，缩短了生产周期，并能保证零件的加工精度。1．2机床夹具的组成夹具要起到应有的作用，一般来说应由以下几部分组成：(1)定位元件定位元件是用来确定工件正确位置的元件。被加工工件的定位基面与夹具定位元件直接接触或相配合。(2)夹紧装置夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确定位位置的装置。(3)对刀元件、导向元件对刀元件、导向元件是指夹具中用于确定（或引导）刀具相对于夹具定位元件具有正确位置关系的元件，例如钻套、镗套、对刀块等。(4)联接元件夹具联接元件是指用于确定夹具在机床上具有正确位置并与之联接的元件，例如安装在铣床夹具底面上的定位键等。(5)其他元件及装置根据加工要求，有些夹具尚需设置分度转位装置、靠模装置、工件抬起装置和辅助支承等装置。(6)夹具体夹具体是用于联接夹具元件和有关装置使之成为一个整体的基础件，夹具通过夹具体与机床联接。以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件“定准、夹牢”。1.3夹具的作用与意义由于专用夹具可以按照工件加工的具体要求进行设计，故可事先采取措施来保证操作的安全。对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对刀具（或机床）有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动，为此，进行机械加工之前，先将工件装夹好。工件的装夹方法有两种：一种使工件直接装夹在机床的工作台或花盘上；另一种使工件装夹在夹具上。采用第一种方法装夹工件时，一般要先按图样要求在工件表面划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。这种方法不需专门装备，但效率低，一般用于单件或者小批生产。批量较大时，大都采用夹具装夹工件。用夹具装夹工件有以下优点：（1）保证加工精度，降低人工等级。（2）零件的加工精度，包括尺寸精度，几何形状精度和表面相互位置精度三种。实用夹具的最大功用，是保证零件上加工表面的位置精度。例如，在摇臂钻床上使用钻夹具加工孔系时，可保证达到0.10～0.20mm的中心距精度，而按划线找正加工时，仅能保证0.4～1.0mm，而且受到操作技术的影响，同批零件的质量也不稳定。当工件的形状复杂及精度要求高时，往往不易或不能依靠通用机床及其附件来达到加工要求，因此需要采用专用夹具。扩大机床工艺范围利用机床夹具，能扩大机床的加工范围，例如，在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔，使车床、钻床具有镗床的功能。(3)提高劳动生产率和降低加工成本

使用夹具后，免除了每件都要找正、对刀等时间，加速工件的装卸，从而大大减少了有关工件安装的辅助时间。特别对那些机动时间较短而辅助时间长的中小件加工意义更大。此外，用夹具安装还容易实现多件加工、多工位加工、可进一步缩短辅助时间，提高劳动生产率。(4)减轻操作的劳动强度，保证安全生产由于夹具中可以采用扩力机构来减小操作的原始力，而且有时还可以采用各种机动夹紧装置，故可使操作省力，减轻劳动强度。由于专用夹具可以按照工件加工的具体要求进行设计，故可事先采取措施来保证操作的安全。(5)改变原机床的用途，扩大机床适用范围工件的结构形状时各式各样的，现在对精度和生产率的要求也越来越高，在某些情况下，原有机床难以适应。为解决这一困难，往往采用专用夹具以扩大机床的适用范围，实现“一机多用”。在产品更换时，工厂现有的机床设备，有时往往不能适应新产品的要求。为此，可以采用夹具来改变机床的用途。1．4机床的分类机床夹具种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。按夹具的使用特点可分为：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具，拼装夹具。按使用机床可分为：车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具，齿轮机床夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。按夹紧的动力源可分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具，电磁夹具以及真空夹具等。1．5工件的装夹方法工件装夹的方法有两种：将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上。将工件装夹在家具上。采用第一种方法装夹的效率低，一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时，用划针或面分表找正后再夹紧。一般用于单件和小批生产。批量较大时，都采用夹具装夹工件。采用夹具装夹工件有如下优点：a、保证加工精度，稳定加工质量b、缩短辅助时间，提高劳动生产率c、扩大机床的使用范围，实现“一机多能”d、改善工人的劳动条件，降低生产成本2工件的定位及定位元件2．1工件在夹具中的定位（1）工件的定位的基本原理六点定则用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，称为“六点定位原则”，简称“六点定则”。六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承点作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。限制工件自由度与加工要求的关系工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时可不限制，视具体情况而定。习惯上，工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位，工件限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。在工件定位时，以下情况允许不完全定位：加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可不限制。毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。夹具上的定位元件重复限制工件的同一个或几个自由度的定位称为重复定位。重复定位分两种情况：当工件的一个或几个自由度被重复限制，并对加工产生有害影响的重复定位，称为不可用重复定位。它将造成工件定位不稳定，降低加工精度，使工件或定位元件产生变形，甚至无法安装和加工。因此，不可用重复定位是不允许的。当工件的一个或几个自由度被重复限制，但仍能满足加工要求，即不但不产生有害影响，反而可增强工件装夹刚度的定位，称为可用重复定位。在生产实际中，可用重复定位被大量采用。基准、对定位元件的基本要求定位基准的选择定位基准的选择，应尽量使工件的定位基准与工序基准相重合；尽量用精基准作为定位基准；遵守基准统一原则；应使工件安装稳定，加工中所引起的变形最小；应使工件定位方便，夹紧可靠。对定位元件的基本要求足够的精度、足够的强度和刚度、耐磨性好、工艺性好、便于清理切削。（2）工件定位方式及其定位元件a.工件以平面定位。工件以平面作为定位基准时，所用定位元件一般可分为主要支承和辅助支承。主要支承用来限制工件的自由度，具有独立定位的作用。辅助支承用来加强工件的支承刚性，不起限制工件自由度的作用。b.工件以圆柱孔定位。工件以圆柱孔为定位基准，如套类、齿轮、拨叉等。此种定位方式所用的定位元件有圆柱定位销、定位心轴和圆锥定位销等。c.工件以外圆柱面定位。工件以外圆柱面定位时，常用的定位元件有：V形块、定位套和半圆套。2.2定位误差的分析造成定位误差的原因有两个：一是定位基准与工序基准不重合，由此产生基准不重合误差△b；二是定位基准与限制位基准不重合，由此产生基准位移误差△y。基准不重合误差△b是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准与工序基准不重合而造成的加工误差，其大小为定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。基准位移误差△y是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准相对于限位基准的最大变化范围在加工尺寸方向上的投影。3工件的夹紧和夹紧装置3．1夹紧装置的组成(1)夹紧装置的种类繁多，综合起来其结构均由两部分组成。动力装置产生夹紧力。动力装置是产生原始作用力的装置。按夹紧力的来源，夹紧分手动夹紧和机动夹紧。手动夹紧是靠人力；机动夹紧是采用动力装置。常用的动力装置有液压装置、气动装置、电磁装置、电动装置、气-液联动装置和真空装置等。夹紧装置传递夹紧力。动力装置所产生的力或人力要正确地作用到工件上，需有适当的传动机构。传递机构是把原动力传递给夹紧装置。它由两种构件组成，一是接受原始作用力的构件，二是中间传力机构。(2)、夹紧装置的设计要求夹紧装置的设计和选用是否正确，都保证工件的精度、提高生产率和减轻工人劳动强度有很大的影响。因此，夹紧装置应满足以下要求：a.夹紧过程中，不能破坏工件在定位时所处的正确位置。b.夹紧力的大小适当。保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，夹紧可靠牢固，振动小，又不超出允许的变形。c.夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量越大，越应设计较复杂、效率较高的夹紧装置。d.具有良好的结构工艺性。力求简单，便于制造维修，操作安全方便，并且省力。3.2夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。夹紧力作用点的选择：a.夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。b.夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c.夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。夹紧力大小的估算理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程：FJ理=Ф(FP)。b.实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需=KFJ理。c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件：FJ>FJ需。4夹具体及分度装置4．1夹具体（1）夹具体毛坯的类型：a.铸造夹具体b.焊接夹具体c.锻造夹具体d.装配夹具体e.型材夹具体（2）夹具体应满足的几本要求：a.应有足够的强度和刚度。b.力求结构简单及装卸工件方便。c.结构工艺性好。d.排除切削方便。e.在机床上安装稳定可靠。f.具有适当的精度和尺寸稳定性。4．2分度装置（1）分度装置的类型：a.回转分度装置回转分度装置是指工件在一次装夹中，通过夹具的某些部分带动工件转动一定的角度完成多工位加工的分度装置。b.直线分度装置是指工件在一次装夹中，通过夹具的某些部分带动工件直线移动一定距离完成多工位加工的分度装置。（2）回转分度装置的组成：1)回转分度装置由固定部分、转动部分、对定机构、锁紧机构等组成。a.固定部分固定部分是整个装置的基础，常与夹具体连接成一体。b.转动部分转动部分是分度时随之转动的元件，实现工件的转位。c.对定机构对定机构的作用是转位分度后，确保其转动部分相对固定部分的位置，得到正确定位，实现分度要求。e.锁紧机构锁紧机构是分度对定后将转动部分和固定部分紧固在一起，减小加工时的振动，确保分度装置的工作精度。2)分度对定机构：a.钢球对定机构b.枪栓式圆柱销对定机构c.手拉式菱形销对定机构d.齿轮齿条操纵的圆锥销对定机构f.杠杆操作单斜面对定机构3)锁紧机构当分度对定好之后，必须将转盘锁紧，以增强分度装置的刚度和稳定性。5阀体工艺性分析5.1阀体零件加工工艺的基本理论5.1.1

工艺过程工艺过程是指直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或者半成品的过程。而在机床上用切削刀具或其他工具加工毛坯或半成品，使其尺寸及形状发生变化的过程称为机械制造工艺过程。通常还把与机械加工有直接关联的辅助工作也包含在机械加工工艺过程中。机械加工工艺过程中包括以下内容：1.切屑型加工

加工中以产生切屑来切除金属层而获得工件或半成品所要求的形状、尺寸和表面质量。它的基本方法是刨（插）削、钻（铰、扩、锪）削、铣削、拉（推）削、磨（研、珩、超精加工）削、刮削、点火花加工、电化学加工等。后3种多用于设备、工装的加工。2.无屑型加工

有冷压加工（如滚压螺纹、活塞销孔的冷压加工等）、化学加工3.辅助型工作

包括检验、去毛刺、清洗和涂防锈剂、热处理、平衡、称重等。5.1.2工艺过程的组成机械加工工艺过程总是由若干个按顺序排列的工序组成。而工序又可分为安装、工位、工步、走刀。1.工序

是指一个工人或一组工人在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的标志是：机床或工作地是否变动和工作是否连续。工序是工艺过程的基本组成部分。2.安装与工位

在一道工序中，有时工件需要在该设备或工作地上进行几次装夹（定位与夹紧）或变动几个位置，才能连续完成该工件的全部工作内容（如几个表面的先后加工或粗、精加工）。所以，某些工序可能有几次安装或几个工位。安装：工件加工前在机床上（或夹具中）进行定位和夹紧的过程成为安装。通常把工件经一次装夹后完成一定的工序内容称为一次安装。工位是指为了完成一定的工序部分，在一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分，一起相对于刀具或设备的固定部分，所占据的每一个位置。机械加工中的主要工位都有相应的刀具和加工表面。3.工步

是指加工表面（或装配时的连接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。机械加工中一个工序的一个工位上所完成的工序内容，有时不是单一的，对其中的加工表面、刀具、切削速度和进给量都不变的那一部分工序内容，称为一工步。若其中至一发生变化，就应视为另一个工步。4.走刀

是当工件余量教大，在一个工步中需要进行多次行程来切削，则每次行程的切削称为一次走刀。多一次走刀，就要增加一部分基本时间和空行程时候，使生产率减低，故在大量生产中，通常用控制毛坯余量和误差的方法来避免多次走刀。艺过程的组成工艺设计时确定的。加工工艺不同，同一零件的工艺过程的组成就不同。5.2

阀体制造专业的工艺文件工一、工艺工作和工艺文件阀体零件的制造一般是在较短的节拍时间内，严格按工艺过程完成的。从生产准备到正式生产，都必须有一套完整的、详细的、各个专业的工艺文件作依据。如铸造、锻造、机械加工、冲压、热处理、焊接、电镀、油漆、装配等各种工艺文件。工艺文件是工艺工作的成果以文件形式确定下来的全部资料的总称。按其作用可分为工艺规程和管理用工艺文件两类。前者是后者的基础和依据；后者是前者得以实施的保证。工艺文件按使用阶段又分为生产准备用工艺文件、试生产用工艺文件和生产用工艺文件。工艺工作的主要内容在阀体制造企业中，工艺工作始终处于各项工作的核心位置。它对其它技术工作，管理工作具有导向、协调和认可的作用。机械加工工艺工作的主要内容可归结为：1.参加产品设计调研和对产品图的结构工艺性质进行审查、会签。2.绘制毛坯图或审查、会签毛坯厂提供的毛坯图。3.工艺的初步设计。编制阀体工艺方案，进行技术经济分析。这项工作应尽早地结合产品图、毛坯图会签时进行。一般以详细的工艺过程卡形式进行，必须对每道工序的时间、投资和主要精度的定位方案三个方面作出估计。4.工艺的技术设计。应用尺寸链理论确定各工序和加工余量。5.工艺的施工设计。确定各工序的工艺装备（夹具、刀具、辅具、量具和检具），切削用量，时间定额和工序负荷率。所用的工艺文件有：工序卡、典型机床调整卡、检验工序卡、各类工具清单（或草案）和专用工装、设备设计任务书等。6.工厂设计。包括新建、扩建、改建工厂（车间、生产线）设计。所用工艺文件有工艺设备平面布置图和工厂设计说明书，以及有关工艺文件。7.日常工艺工作。工序能力测算和验证；工序稳定分析；现场故障和质量问题诊断，并提出解决措施；工艺纪律检查；工艺过程的改进等。8.其它协调工作。厂房、动能、设备和工装设计的会审、协调及会签，以及施工、安装调试的配合、验收等。（二）

工艺文件的重要性1、工艺文件的性质

工艺文件是阀体生产中的纪律性文件，有关人员都应严格执行，违背工艺文件就是违背工艺纪律，应对其产生的不良后果负责。工艺文件是带有决策性的文件，它关系到企业的投资效益、产品质量和生产率。制订工艺文件，一般要经过反复调研，多方案比较，广泛征求意见等过程。而且要经过校核、逐级审批、签字后方能生效。当然，工艺文件也不是一成不变的，发现问题，应依照规定的审批手续及时修订、完善。2．工艺文件的作用(1)是生产准备的依据。(2)是指导操作的依据。如刀具调整、工件安装、切削用量、工序尺寸、冷切液使用等都必须按工艺文件进行。(3)是生产组织、管理的依据。如各个工种人员配备、工时考核、生产计划、经济核算都一工业文件规定的工序为基本单元。(4)是辅助生产和生产服务的初始依据。如工具、动能的生产、供应是按照工具一览表（清单）和工厂设计要求进行的。(5)是相互交流工艺技术资料。5.3零件的功用、材料和性能机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过的可铸性。该阀体是一个管道控制阀，通过一处外螺纹，一处带螺纹孔的方形壁与其他物体连接。顶部内螺纹是用来安装控制阀门，利用阀门来控制液体的开关以及流量的大小。阀体的材料是灰铸铁HT350，其抗拉强度大于350MPa。灰铸铁有很多优良性能：第一，铸造性能好，灰铸铁熔点低、流动性好。第二，减振性好，石墨割裂了基体，阻止了振动的传播，并将振动能量转变为热能而消失。第三，切削加工性能好，片状石墨割裂了基体，使切削容易脆断，且石墨有减振的作用，减少了刀具的磨损。第四，缺口敏感性低。5．4形体分析此零件是阀体，从零件图上看，阀体左端通过螺柱和螺母与阀盖连接，形成球阀容纳阀芯的φ43空腔，左端的φ50H11圆柱形槽与阀盖的圆柱形凸缘相配合；阀体空腔右侧φ35H11圆柱形槽，用来放置球阀关闭时不泄露流体的密封圈；阀体右端有用于连接系统中管道的外螺纹M36×2，内部阶梯孔φ28.5、φ20与空腔相通；在阀体上部的φ36圆柱体中，有φ26、φ22、φ18的阶梯孔与空腔相通，在阶梯孔内容纳阀杆、填料压紧套；阶梯孔顶端90°扇形限位凸块，用来控制扳手和阀杆的旋转角度。从尺寸上分析，阀体的结构形状比较复杂，标注尺寸很多，这里仅分析其中主要尺寸，其余尺寸读者自行分析。以阀体水平轴线为径向（高度方向）尺寸基准，注出水平方向的径向直径尺寸φ50、φ35、φ20和M36×2等。同时还要注出水平轴线到顶端的高度尺寸56。以阀体垂直孔的轴线为长度方向尺寸基准，注出铅垂方向的径向直径尺寸φ36、M24×1.5、φ22H11、φ18H11等。同时还要注出铅垂孔轴线与左端面的距离21。以阀体前后对称面为宽度方向尺寸基准，注出阀体的圆柱体外形尺寸φ55、左端面方形凸缘外形尺寸75×75，以及四个螺孔的定位尺寸φ70。同时还要注出扇形限位块的角度定位尺寸45°±30'。5.5技术要求分析尺寸精度：阀体的尺寸精度中Φ50，Φ35的精度为IT7。尺寸41的公差是0.06，精度为IT9。尺寸43的公差是0.039，精度是IT8.尺寸21的公差是0.05，精度是IT9.尺寸Φ22，Φ20的公差是0.033，精度是IT8.尺寸5的公差是0.18，精度是IT13.尺寸Φ18的公差是0.027，精度是IT8.尺寸56的公差是0.12，精度是IT10.位置精度:指零件的各表面之间相互位置精度。Φ20和Φ35的同轴度应达到设计要求。四个螺纹孔对Φ35的轴线的位置度也应达到设计要求。表面粗糙度：零件的各表面的粗糙度应达到设计要求的粗糙度Ra值。热处理性能：作用零件的使用要求，其材料性能是很重要，对加工切削也有很大影响。表5-1技术精确要求项目说明◎Φ0.025AΦ内Φ孔轴线对Φ内孔轴线的同轴度公差为Φ0.025⊥0.05A左端面相对基准AΦ圆柱面其垂直度要求为0.05⊥0.02AΦ的内孔相对基准Φ的起垂直度要求是0.02Φ0.06A被测轴线必须位于直径为公差值0.06的范围内轴线位于相对于基准AΦ所确定的理想位置上HT350材料为灰铸铁5.6零件的加工工艺性分析此零件是阀体，主要加工面是外圆、内孔、端面、阶台孔、内螺纹和沟槽等，而且加工的内表面比外表面多，就带来了许多困难：（1）孔加工是在零件的内部进行，切削情况不易直接用眼睛来观察。（2）切屑不易排出，冷却液难以注入切削区域。（3）当加工时，壁厚比较薄，加工时容易产生变形。（4）内孔的测量要比外圆难，尤其是小孔。就阀体零件来说：（1）该工件是以左端面和轴线为基准，根据基面先行的原则，第一道工序应以右端面外圆定位加工左端面及内孔。（2）因阀体零件的壁厚较薄，在各道工序夹持工件时应注意防止变形。（3）该工件内孔Φ20和Φ35有同轴度要求，所以在加工时Φ20、Φ35应在一次装夹内完成加工。（4）该工件螺纹孔4-M12对Φ35的轴线有位置度要求，所以在加工4-M12螺纹孔时，应设计专用钻模，才能保证位置度的要求。5.7安排加工工艺路线在拟定工艺路线时，工序集中或分散的程度，主要取决于生产规模、零件的结构特点和技术要求，有时，还要考虑各工序生产节拍的一致性。一般情况下，单件小批生产时，只能工序集中，在一台普通机床上加工出尽量多的表面；大批大量生产时，既可以采用多刀、多轴等高效、自动机床，将工序集中，也可以将工序分散后组织流水生产。批量生产应尽可能采用效率较高的半自动机床，使工序适当集中，从而有效地提高生产率。阀体零件的加工工艺路线安排如下：（1）铸造毛坯（2）时效处理（3）车左端面，粗、半精、精镗孔Φ35、Φ43、Φ50；钻、粗铰、精铰Φ20（4）调头，车右端面，车孔Φ28.5；车右端外圆表面，倒角；车M36×2螺纹（5）车上端面，镗孔Φ18、Φ22、Φ26，车Φ孔24.3；车M24螺纹（6）钻—攻4-M12螺纹（7）铣凸台（8）检查（9）包装入库5.8工艺过程设计中应考虑的主要问题5.8.1加工方法选择的原则①工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。②工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。6阀体零件的车床夹具设计车床夹具主要用于零件的旋转表面以及端面。因而车床夹具的主要特点是工件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴。6.1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，上面开有若干个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。刀具则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。6.2车床夹具的设计要点（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表面时，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。当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则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。有的心轴则以中心孔与车床前、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6-1-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6-1-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。专用夹具则以其定位止口按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6-1-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6-1-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6-1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6.3阀体零件的车床专用夹具的总体设计（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、机床的精度和安全生产，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）为了保证安全，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。6.4阀体零件的车床夹具的加工误差分析工件在车床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差和加工方法误差的影响。如夹具图所示，阀体在夹具上加工时，尺寸的加工误差的影响因素如下所述：（1）定位误差由于C面既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差为零。工件在夹具上定位时，定位基准与限位基准是重合的，基准位移误差为零。因此，尺寸的定位误差等于零。（2）夹具误差夹具误差为限位基面与轴线间的距离误差，即夹具总图上尺寸的公差为0.02，以及限位基面相对安装基面C的平行度误差是0.01.（3）安装误差因为夹具和主轴是莫氏锥度配合，夹具的安装误差几乎可以忽略不计。（4）加工方法误差如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。一般取=/3=0.05/3=0.017mm阀体零件的车床夹具总加工误差是：精度储备：故此方案可行。7阀体零件的钻床夹具设计钻床上用来钻孔、扩孔、铰孔、锪孔及攻丝的机床夹具称为钻床夹具，习惯称为钻模。使用钻模加工时，是通过钻套引导刀具进行加工。钻模主要用于加工中等精度、尺寸较小的孔或孔系。使用钻模可以提高孔及孔系间的位置精度，又有利于提高孔的形状和尺寸精度，同时还可节省划线找正的辅助时间，其结构简单、制造方便，因此钻模在批量生产中得到广泛的应用。7.1钻床夹具的主要类型钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种。（1）固定式钻模在使用中，这类钻模在机床上的位置固定不动浮动接头，而且加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。（2）回转式钻模这类钻模上有分度装置，因此可以在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔系。（3）翻转式钻模主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于f8-f10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10kg为宜。（4）盖板式钻模这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸，较费时浮动接头，故此钻模的质量一般不宜超过10kg。（5）滑柱式钻模滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点浮动接头，生产中应用较广。7.2钻模的设计要点1．钻套钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的位置，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。（1）固定钻套（2）可换钻套（3）快换钻套（4）特殊钻套2．钻模板钻模板用于安装钻套，确保钻套在钻模上的正确位置，钻模板多装在夹具体或支架上，常见的钻模板有：（1）固定式钻模板（2）铰链式钻模板（3）可卸（分离）式钻模板（4）悬挂式钻模板7.3阀体零件的钻床专用夹具的总体设计1．工艺分析（1）工件的加工要求4-M12孔轴线与中心轴线的夹角是45度;4-M12孔中心相对中心轴线的位置度是Ф0.06.（2）工序基准根据上面的要求，工序基准是两中心轴线。2.阀体的螺纹孔分度钻模结构设计（1）定位方案和定位装置的设计工件采用端面、销、四个R12.5圆弧面之一在回转台和活动V型块上定位。逆时针转动手柄，使活动V型块转动水平位置，在弹簧的作用下，卡在R12.5的圆弧面上，限制了工件的轴线的自由度。（2）导向方案由于加工四个螺纹孔，要先钻孔，然后攻丝，又是批量生产，故适宜选用可换式钻套。为了方便的装卸工件，采用铰链是钻模板。（3）夹紧方案为了快速装卸工件，采用螺钉及开口垫圈夹紧机构。（4）分度方案通过分度盘分度。3.工件的加工精度分析工件在钻床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差、对刀误差、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差和加工方法误差的影响。（1）定位误差由于两中心轴线既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差为零。工件在夹具上定位时，定位基准与限位基准是重合的，基准位移误差为零。因此，加工孔的定位误差等于零。（2）对刀误差不考虑钻头的偏斜。铰套导向孔尺寸是Фmm，铰刀的直径是Ф。对刀误差=0.064mm（3）夹具误差夹具的尺寸的总误差分度误差=+=0.03mm（4）安装误差=0（5）加工方法误差=0.12/3=0.04mm阀体零件的钻床夹具总加工误差是：精度储备：故此方案可行。致谢转眼间时间已经在从我们的指间悄悄流走，没有任何预兆，但是它却留下了勤奋的汗水和努力过后的喜悦，终于，我的毕业设计有所成效了。此次毕业设计的顺利完成离不开指导老师的大力支持,在这里，我特别要感谢我们的指导老师黄老师,是她告诉我不仅要在理论知识方面下手，也要去实际生活中寻找实例。从一开始老师就告诉我们要认真对待自己的毕业设计，将实际情况仔仔细细的告诉我们，还将最新的毕业设计信息通知给我们，并且在自己紧张的工作中，还尽量抽出时间关心我们的设计进度情况，督促我们抓紧学习。我们衷心的感谢黄老师的指导。在整个课题的设计中，用到了以前所学的知识。最开始老师就教给了我们遇到问题，如何去分析问题、解决问题的方法,使我们受益匪浅。从确定设计题目到现在完成毕业设计论文的过程中，尤其是在设计的前期准备工作和设计的过程中，导师提出了许许多多宝贵的设计意见，在短暂的相处时间里，黄老师渊博的知识、敏锐的思路和实事求是的工作作风给我留下了深刻的印象，这也将对我不久的工作，起到很大的鼓动作用，将使得我终身受益，谨此向老师表达我衷心的感谢和崇高的敬意！本次设计，使我对机床夹具及应用有了更进一步的认识和学习，在这里，我要向支持和鼓励我的老师说声谢谢，通过这次毕业设计，我发现我可以开发自己遇难而上的潜力和不怕苦的精神。感谢黄老师的指点，使我在预期的时间内完成这次设计。参考文献［1］李名望主编•《机床夹具设计实例教程》北京化学工业出版社2009［2］郑修本主编•《机械制造工艺学》，北京；机械工业出版社，1999［3］陆剑中、孙家宁主编•《金属切削原理与刀具》，北京；机械工业出版社，2005［5］许德珠主编•《机械工程材料》，北京，高等教育出版社，2001［6］陈榕林主编•《机械设计应用手册》，北京，科学技术文献出版社，1995［7］陈立德主编•《机械设计基础》，北京，高等教育出版社，2002［8］李益明主编•《机械制造工艺设计简明手册》,北京，机械工业出版社,1993基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机