机械制造技术课程设计-阀体机械加工工艺及铣右侧3°扣端面铣床夹具设计

第1章绪论1.1

铣床夹具设计

我设计的夹具为铣右侧3°扣端面的夹具设计，铣右侧3°扣端面，由图1-1所示，刀具选择带铣刀盘铣刀。铣床分为卧式铣床和立式铣床，由图1-1知，机床为立式铣床，铣床型号为X52K。图1-1铣刀的类型铣床夹具设计基本原则如下：依据加工位置，铣刀选用带铣刀盘的立铣刀，铣刀直径Φ20mm，长度123mm，齿数=3，莫氏号数2号。计算铣削力，选择适当的夹紧机构。为了更换带铣刀盘的立铣刀和装卸阀体方便，夹具应留足够空间。铣右侧3°扣端面夹具总体尺寸1000mm800mm415mm，铣削时防止扭转和变形。切屑应便于清除。1.2机床夹具与生产技术准备一个生产单元(工厂

或车间等)为生产产品(机器部件或零件)需要做的生产准备工作主要包括:分析产品的结构和工艺性;制订产品零件的加工工艺(过程卡和工序卡)，确定所需要的工艺装备;设计和制造各种工艺装备(包括外购)。前两项工作由工艺专业人员完成，工艺装备人员配合;而第三项工作工艺装备的设计由工艺装备专业人员完成，工艺专业人员配合。有时工艺人员和工装人员在有些关键问题上要多次相互协商，才能使工艺和工装的设计不断完善，更加合理。对于较小的单位，有时工艺和工装的设计工作不分开，但在工作时，协调工艺与工艺装备相互关系也是必不可少的。工艺装备主要包括:机床夹具、刀具和辅具，装配夹具，冲、锻、铸模具等。几种机床各种工艺装备的数量见表1-1表1-1几种机床各种工艺装

备的数量工艺装备种类转塔车床螺纹车床半自动磨床铸模76120205锻模301515压模264246冲模11420096焊接夹具35机械加工夹具714400287机械加工心轴331300217通用组合夹具5263切削刀具350120389测量工具24995351辅助工具160110374装配夹具623检验夹具1931对主要采用通用机床和专用夹具的生产方式，机床夹具工作量约为生产工艺准备总工作量的60%～80%，生产准备时间主要取决于设计和制造机床夹具的时间。成批生产时机床夹具设计成本占夹具制造成本的30%，夹具费用占产品总成本的20%。1.3机床夹具与工件加工精度和质量为保证在夹具上加工工件的质量，在实际工作中有下述处理方法。

对一般精度和精度要求不高、形状较简单的工件，取工件在夹具上的定位误差为工件工序尺寸(或产品的尺寸)公差T的(或更小)即可。

这时允许定位误差[]为

[]

≤T-(1-2)

式中——机床加工该尺寸能达到的精度或平均精度。

对精度要求高、形状较复杂的重要工件，应符合下列条件:

≤T

式中——工件在夹具中的装夹误差(包括定位和夹紧误差,=+或=)；——机床调整误差(包括夹具在机床上、刀具相对工件或机床的位置误差等)；

——与机床精度、工艺系统弹性变形、夹具和刀具磨损、热变形等有关的加工误差。

在很多情况下，夹具的装夹误差是影响加工精度的主要因素，所以提高工件加工精度在一定程度上是靠夹具实现的，夹具应有足够的刚性、夹紧力稳定和可靠，减小加工时的振动，以降低表面粗糙度，提高加工质量。

这样才能使夹具精度有一定的储备，保证夹具具有一-定的使用期限。第2章阀体零件分析2.1阀体零件的主要作用阀体是阀门的一个主要零部份，也就是一个载体。2.2分析以及选择材料阀体的材料为ZG35CrMo，35CrMo钢是石油机械行业的传统用钢，淬透性好适合做大截面的石油矿场机械零件，如一些轴类、齿类零件；另外还有一些提升系统如大钩的钩简、钩体，因其形状复杂，体积庞大，难于锻造，就采用铸钢件，材质为是ZG35CrMo。但随着石油储量的减少，勘探开采向低温地区拓展,对石油矿场机械的低温适应性提出了要求，如国际上通用的美国石油学会技术规范API

Spec

8C提出其典型的评价指标为-20

C低温冲击韧性A≥42J，当设计服役温度低于-20

C时,在服役温度下材料的冲击功不小于27J。大多数北美和中亚地区客户要求A2(

-40

C)≥27j[2]。我国石油行业ZG35CrMo大钩钩体、钩筒是否能够达到此指标，国内相关的研究至今未见有报道。针对ZG35CrMo的低温冲击韧性做一些研究，以利于我国石油设备走出国门。2.3工艺分析阀体零件如图2-1所示，由阀体零件图知零件材料为ZG35CrMo，阀体顶部M120×3-6g螺纹粗糙度Ra3.2，为基准A；顶部Φ115端面粗糙度Ra3.2；M85×2-6H螺纹粗糙度Ra3.2；4×Φ85.5槽粗糙度Ra3.2；钢圈槽粗糙度Ra1.6，是整个阀体零件精度最高的地方。顶部Φ115外圆粗糙度Ra6.3；顶部Φ102端面粗糙度Ra6.3；顶部Φ102外圆粗糙度Ra6.3；1×90°槽粗糙度Ra6.3；两Φ215外端面粗糙度Ra6.3；两Φ215内端面粗糙度Ra12.5；两Φ215外圆粗糙度Ra6.3；两Φ65.1孔粗糙度Ra12.5；顶部宽86两端面粗糙度Ra12.5；顶部宽97两端面粗糙度Ra12.5；右侧6×Φ26通孔粗糙度Ra12.5；左侧6×Φ26通孔粗糙度Ra12.5。图2-1阀体零件图技术要求：1、铸件的化学成分应符合ZY/CX055-131《热采井口装置承压铸钢件ZG（J）35CrMo化学成分、力学性能的规定》；2、退火处理；3、调质处理硬度174-220HB，同炉试样的机械性能应符合SY/T5328表3中60K材料要求；要比V型缺口冲击值应符合SY/T5328中表4的规定。4、射线检查应符合GB/T5677的规定，其最大许用缺陷应符合SY/T5328表13的规定；5、钢圈槽用标准样板检验；6、静水压强度试验，试验压力42MPa，稳压一次，稳压时间不得少于5分钟，稳压期间不得有渗漏、冒汗和降压现象；7、Ⅲ处为热采阀阀体标记符号位置，两面字符号凸起3毫米。第3章工艺规程的设计3.1确定零件的生产类型依据老师安排，阀体为大批量生产，由参考文献表1.1-2知，零件属于轻型零件，年产量为5000～50000之间。3.2确定毛坯阀体零件材料为ZG35CrMo，生产批量为大批量，由参考文献表1.3-1知，阀体毛坯制造方法为金属模机械砂型铸造，精度等级CT8～10，加工余量等级G。再由参考文献表2.2-4查得各加工表面加工余量如表3.1所示：表3.1阀体毛坯余量基本尺寸（mm）毛坯余量（mm）毛坯尺寸（mm）顶部阶梯面（离Φ65.1孔中心线155）4.5158离Φ65.1孔中心线M1203-6g螺纹3.0(单边)Φ126Φ215外端面4.5139.5离M1203-6g螺纹中心线Φ215内端面2.046.5到外端面Φ65.1孔2.5(单边)Φ60.1M852-6H螺纹2.5(单边)Φ804Φ85.5槽与M852-6H螺纹采用统一毛坯Φ803°扣端面宽153.0宽18顶部190°环形槽采用实心铸造——钢圈槽采用实心铸造——宽86两端面3.080宽97两端面与宽86两端面采用统一毛坯80阀体零件的毛坯图如下图3-1所示图3-1阀体零件毛坯图3.3基准的选择为了使阀体整个机械加工工艺过程顺利进行，拟订其机械加工工艺路线时，首先考虑选择一组或几组精基准来加工零件上各个表面，然后选择把精基准加工出来的粗基准。3.3.1精基准的选择原则基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则和保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便原则。故选择阀体Φ215外圆、Φ215端面和Φ120外圆作为定位精基准。3.3.2粗基准的选择原则重要表面余量均匀原则、工件表面间相互位置要求原则、余量足够原则、定位可靠性原则和粗基准不重复使用原则。故选择阀体Φ215端面、Φ215外圆和Φ135外圆作为定位粗基准。3.4主要的加工工序的工艺路线安排3.4.1加工工序按照“先精后粗”原则，首先以不加工表面Φ215端面和外圆作为定位粗基准，加工出阀体顶部阶梯面；接着再加工出右侧各外圆和端面；然后再加工右侧4×Φ85.5槽，M85×2-6H螺纹；下面再加工出左侧各外圆和端面；然后再加工左侧4×Φ85.5槽，M85×2-6H螺纹；再精加工顶部Φ115端面、Φ120外圆，M120×3-6g螺纹，环形槽；接着加工顶部槽；加工右侧3°扣端面；加工左侧3°扣端面；加工右侧6×Φ26通孔；加工左侧6×Φ26通孔；加工右侧环形槽；最后加工左侧环形槽。3.4.2热处理工序①铸件的化学成分应符合ZY/CX055-131《热采井口装置承压铸钢件ZG（J）35CrMo化学成分、力学性能的规定》；②退火处理；③调质处理硬度174-220HB，同炉试样的机械性能应符合SY/T5328表3中60K材料要求；要比V型缺口冲击值应符合SY/T5328中表4的规定。3.4.3辅助工序①射线检查应符合GB/T5677的规定，其最大许用缺陷应符合SY/T5328表13的规定；②钢圈槽用标准样板检验；③静水压强度试验，试验压力42MPa，稳压一次，稳压时间不得少于5分钟，稳压期间不得有渗漏、冒汗和降压现象；④Ⅲ处为热采阀阀体标记符号位置，两面字符号凸起3毫米。3.4.4确定工艺路线两条完整的工艺路线；如表3.2和表3.3所示：表3.2工艺路线一工序号工序内容备注01备料铸造02热退火处理03车车顶部阶梯面，Φ115端面、Φ120外圆留余量0.5mm；倒角C204车车右侧各外圆、端面和孔达图纸要求；倒角C205车车右侧4×Φ85.5槽；车M85×2-6H螺纹底孔；车M85×2-6H螺纹；倒角C1.506车车左侧各外圆、端面和孔达图纸要求07车车左侧4×Φ85.5槽；车M85×2-6H螺纹底孔；车M85×2-6H螺纹；倒角C1.508热调质处理硬度174～22009车精车顶部Φ115端面、Φ120外圆达图纸求；车M120×3-6g螺纹；车环形槽10铣铣顶部槽达图纸要求11铣粗铣右侧3°扣端面12铣粗铣左侧3°扣端面13钻钻右侧6×Φ26通孔14钻钻左侧6×Φ26通孔15检射线检查应符合GB/T5677的规定16铣粗铣右侧环形槽；半精铣右侧环形槽；精铣右侧环形槽17铣粗铣左侧环形槽；半精铣左侧环形槽；精铣左侧环形槽18检钢圈槽用标准样板检验19试验静水压强度试验，试验压力42MPa，稳压一次，稳压时间不得少于5分钟，稳压期间不得有渗漏、冒汗和降压现象20入库包装、入库表3.3工艺路线二工序号工序内容备注01铸造铸造02热处理退火处理03车车顶部阶梯面；精车顶部Φ115端面、Φ120外圆达图纸求；车M120×3-6g螺纹；车环形槽；倒角C204车车右侧各外圆、端面和孔达图纸要求；车右侧4×Φ85.5槽；车M85×2-6H螺纹底孔；车M85×2-6H螺纹；倒角C1.505车车左侧各外圆、端面和孔达图纸要求；车左侧4×Φ85.5槽；车M85×2-6H螺纹底孔；车M85×2-6H螺纹；倒角C1.506热调质处理硬度174～22007铣铣顶部槽达图纸要求08铣粗铣右侧3°扣端面；粗铣左侧3°扣端面09钻钻右侧6×Φ26通孔；钻左侧6×Φ26通孔10检射线检查应符合GB/T5677的规定11铣粗铣右侧环形槽；半精铣右侧环形槽；精铣右侧环形槽；粗铣左侧环形槽；半精铣左侧环形槽；精铣左侧环形槽12检钢圈槽用标准样板检验13试验静水压强度试验，试验压力42MPa，稳压一次，稳压时间不得少于5分钟，稳压期间不得有渗漏、冒汗和降压现象14入库包装、入库阀体依据表3.2和表3.3两种工艺路线所示分析可知，首先以不加工表面Φ215端面和外圆作为定位粗基准，加工端面、外圆和内孔；然后利用已加工端面、外圆定位，再加工其他的面、孔和螺纹，最后再精加工内孔保证尺寸及精度要求。考虑阀体零件的粗糙度要求及形位公差等，选择工艺路线一。3.5加工设备与工艺设备的选择阀体的工艺路线如上所述，再依据参考文献表1.4-6、表1.4-7和表1.4-8知，每道工序选择的刀具、量具和加工设备满足零件加工质量。表3.4加工设备及工艺装备的选择工序号工序内容加工设备工艺装备03车顶部阶梯面，Φ115端面、Φ120外圆留余量0.5mm；倒角C2卧式车床C620-1硬质合金车刀、游标卡尺04车右侧各外圆、端面和孔达图纸要求；倒角C2卧式车床C620-1硬质合金车刀、游标卡尺05车右侧4×Φ85.5槽；车M85×2-6H螺纹底孔；车M85×2-6H螺纹；倒角C1.5卧式车床C620-1硬质合金车刀、游标卡尺06车左侧各外圆、端面和孔达图纸要求卧式车床C620-1硬质合金车刀、游标卡尺07车左侧4×Φ85.5槽；车M85×2-6H螺纹底孔；车M85×2-6H螺纹；倒角C1.5卧式车床C620-1硬质合金车刀、游标卡尺09精车顶部Φ115端面、Φ120外圆达图纸求；车M120×3-6g螺纹；车环形槽卧式车床C620-1硬质合金车刀、游标卡尺10铣顶部槽达图纸要求数控铣床XK7132硬质合金立铣刀、游标卡尺11粗铣右侧3°扣端面立式铣床X52K带铣刀盘铣刀、游标卡尺12粗铣左侧3°扣端面立式铣床X52K带铣刀盘铣刀、游标卡尺13钻右侧6×Φ26通孔摇臂钻床Z3025麻花钻、锥柄圆柱塞规14钻左侧6×Φ26通孔摇臂钻床Z3025麻花钻、锥柄圆柱塞规16粗铣右侧环形槽；半精铣右侧环形槽；精铣右侧环形槽数控铣床XK7132硬质合金角度铣刀、游标卡尺17粗铣左侧环形槽；半精铣左侧环形槽；精铣左侧环形槽数控铣床XK7132硬质合金角度铣刀、游标卡尺3.6切削用量工序03：车顶部阶梯面，Φ115端面、Φ120外圆留余量0.5mm；倒角C2工步一：粗车顶部Φ102端面1.机床选择阀体顶部Φ102端面，粗糙度Ra6.3，由参考文献表1.4-7知，粗车即可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知顶部Φ102端面，单边加工余量3.5mm，粗糙度Ra6.3，由参考文献表1.4-7知，一步粗车即可达到其精度要求，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车的切削速度=60～75m/min，在此取=70m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车阀体顶部Φ102端面的进给量=0.7mm/r～1mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.7mm/r～1mm/r之间有0.71mm/r、0.81mm/r、0.91mm/r和0.96mm/r，在此取=0.81mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与177r/min相近的转速为185r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知粗车阀体顶部Φ102端面的机动时间计算公式：，，为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，式中=126mm，=97mm，=6.0mm，=4mm，，=0.81mm/r，=185r/min，=70m/min，走刀次数=1则工步二：粗车顶部Φ115端面1.机床选择阀体顶部Φ115端面，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，粗车——精车方可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知顶部Φ115端面，单边加工余量1.5mm，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，粗车——精车方可达到其精度要求，粗车单边余量1.3mm，精车单边余量0.2mm，此工步为粗车，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车的切削速度=60～75m/min，在此取=70m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车阀体顶部Φ115端面的进给量=0.7mm/r～1mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.7mm/r～1mm/r之间有0.71mm/r、0.81mm/r、0.91mm/r和0.96mm/r，在此取=0.81mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与177r/min相近的转速为185r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知粗车阀体顶部Φ115端面的机动时间计算公式：，，为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，式中=126mm，=102mm，=4.0mm，=4mm，，=0.81mm/r，=185r/min，=70m/min，走刀次数=1则工步三：粗车顶部Φ120端面1.机床选择阀体顶部Φ120端面，粗糙度Ra12.5，由参考文献表1.4-7知，粗车即可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知顶部Φ120端面，单边加工余量2.2mm，粗糙度Ra12.5，由参考文献表1.4-7知，粗车即可达到其精度要求，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车的切削速度=60～75m/min，在此取=70m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车阀体顶部Φ120端面的进给量=0.7mm/r～1mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.7mm/r～1mm/r之间有0.71mm/r、0.81mm/r、0.91mm/r和0.96mm/r，在此取=0.81mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与177r/min相近的转速为185r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知粗车阀体顶部Φ120端面的机动时间计算公式：，，为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，式中=126mm，=115mm，=5.0mm，=4mm，，=0.81mm/r，=185r/min，=70m/min，走刀次数=1则工步四：粗车顶部Φ120外圆1.机床选择阀体顶部Φ120外圆，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，粗车——精车方可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知顶部Φ120外圆，单边加工余量3.0mm，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，粗车——精车方可达到其精度要求，粗车单边余量2.8mm，精车单边余量0.2mm，此工步为粗车，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车的切削速度=60～75m/min，在此取=70m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车阀体顶部Φ120外圆的进给量=0.7mm/r～1mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.7mm/r～1mm/r之间有0.71mm/r、0.81mm/r、0.91mm/r和0.96mm/r，在此取=0.81mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与186r/min相近的转速为185r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知粗车阀体顶部Φ120外圆的机动时间计算公式：，，为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，式中=44.5mm，=5.0mm，=4mm，，=0.81mm/r，=185r/min，=70m/min，走刀次数=1则工步五：倒角C2工序04：车右侧各外圆、端面和孔达图纸要求；倒角C2工步一：车右侧Φ215外端面1.机床选择阀体右侧Φ215外端面，粗糙度Ra6.3，由参考文献表1.4-7知，粗车即可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知右侧Φ215外端面，单边加工余量4.5mm，粗糙度Ra6.3，由参考文献表1.4-7知，一步粗车即可达到右侧Φ215端面的精度要求，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车的切削速度=60～75m/min，在此取=70m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车阀体右侧Φ215外端面的进给量=0.7mm/r～1mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.7mm/r～1mm/r之间有0.71mm/r、0.81mm/r、0.91mm/r和0.96mm/r，在此取=0.81mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与104r/min相近的转速为90r/min或120r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知粗车阀体右侧Φ215外端面的机动时间计算公式：，，为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，式中，，=7.0mm，=4mm，，=0.81mm/r，=120r/min，=70m/min，走刀次数=1d则工步二：粗车右侧Φ215内端面1.机床选择阀体右侧Φ215内端面，粗糙度Ra6.3，由参考文献表1.4-7知，粗车即可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知右侧Φ215内端面，单边加工余量2.0mm，粗糙度Ra12.5，由参考文献表1.4-7知，一步粗车即可达到右侧Φ215内端面的精度要求，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车的切削速度=60～75m/min，在此取=70m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车阀体右侧Φ215内端面的进给量=0.7mm/r～1mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.7mm/r～1mm/r之间有0.71mm/r、0.81mm/r、0.91mm/r和0.96mm/r，在此取=0.81mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与104r/min相近的转速为90r/min或120r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知粗车阀体右侧Φ215内端面的机动时间计算公式：，，为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，式中，，=4.5mm，=4mm，，=0.81mm/r，=120r/min，=70m/min，走刀次数=1d则工步三：粗车右侧Φ215外圆1.机床选择阀体右侧Φ215外圆，粗糙度Ra6.3，由参考文献表1.4-7知，粗车即可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知右侧Φ215外圆，单边加工余量4.0mm，粗糙度Ra6.3，由参考文献表1.4-7知，一步粗车即可达到右侧Φ215外圆的精度要求，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车的切削速度=60～75m/min，在此取=70m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车阀体右侧Φ215内端面的进给量=0.7mm/r～1mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.7mm/r～1mm/r之间有0.71mm/r、0.81mm/r、0.91mm/r和0.96mm/r，在此取=0.81mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与104r/min相近的转速为90r/min或120r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知粗车阀体右侧Φ215外圆的机动时间计算公式：，，为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，式中，=6.5mm，=4mm，，=0.81mm/r，=120r/min，=70m/min，走刀次数=1则工步四：粗车Φ65.1孔1.机床选择阀体右侧Φ65.1孔，粗糙度Ra12.5，由参考文献表1.4-7知，粗车即可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知右侧Φ65.1孔，单边加工余量2.5mm，粗糙度Ra12.5，由参考文献表1.4-7知，一步粗车即可达到右侧Φ65.1孔的精度要求，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车的切削速度=60～75m/min，在此取=70m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车阀体右侧Φ65.1孔的进给量=0.7mm/r～1mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.7mm/r～1mm/r之间有0.71mm/r、0.81mm/r、0.91mm/r和0.96mm/r，在此取=0.81mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与342r/min相近的转速为305r/min或370r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知粗车阀体右侧Φ65.1孔的机动时间计算公式：，，为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，式中，=5.0mm，=4mm，，=0.81mm/r，=370r/min，=70m/min，走刀次数=1则工步五：倒角2×45°工序05：车右侧4×Φ85.5槽；车M85×2-6H螺纹底孔；车M85×2-6H螺纹；倒角C1.5工步一：车右侧4×Φ85.5槽1.机床选择阀体右侧4×Φ85.5槽，粗糙度Ra12.5，由参考文献表1.4-7知，粗车即可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知右侧4×Φ85.5槽，单边加工余量3.75mm，粗糙度Ra12.5，由参考文献表1.4-7知，一步粗车即可达到右侧4×Φ85.5槽的精度要求，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车的切削速度=60～75m/min，在此取=70m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车阀体右侧4×Φ85.5槽的进给量=0.7mm/r～1mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.7mm/r～1mm/r之间有0.71mm/r、0.81mm/r、0.91mm/r和0.96mm/r，在此取=0.81mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与261r/min相近的转速为230r/min或305r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知粗车阀体右侧4×Φ85.5槽的机动时间计算公式：，切槽时，为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，式中，=6.0mm，=0mm，，=0.81mm/r，=305r/min，=70m/min，走刀次数=1则工步二：车M85×2-6H螺纹底孔1.机床选择阀体右侧M85×2-6H螺纹，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，粗车——车螺纹方可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知右侧M85×2-6H螺纹，单边加工余量2.5mm，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，两步粗车——车螺纹方可达到右侧M85×2-6H螺纹的精度要求，此工步为粗车外圆，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车的切削速度=60～75m/min，在此取=70m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车阀体右侧M85×2-6H螺纹的进给量=0.7mm/r～1mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.7mm/r～1mm/r之间有0.71mm/r、0.81mm/r、0.91mm/r和0.96mm/r，在此取=0.81mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与262r/min相近的转速为230r/min或305r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知粗车阀体右侧M85×2-6H螺纹的机动时间计算公式：，，为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，式中，=5.0mm，=4mm，，=0.81mm/r，=305r/min，=70m/min，走刀次数=1则工步三：车M85×2-6H螺纹1.机床选择阀体右侧M85×2-6H螺纹，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，粗车——车螺纹方可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知右侧M85×2-6H螺纹，单边加工余量2.5mm，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，两步粗车——车螺纹方可达到右侧M85×2-6H螺纹的精度要求，此工步为车螺纹，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车的切削速度=60～75m/min，在此取=70m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车阀体右侧M85×2-6H螺纹的进给量=0.7mm/r～1mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.7mm/r～1mm/r之间有0.71mm/r、0.81mm/r、0.91mm/r和0.96mm/r，在此取=0.81mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与262r/min相近的转速为230r/min或305r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知粗车阀体右侧M85×2-6H螺纹的机动时间计算公式：，=（2～3）P=（2～3）×2mm=（4～6）mm=（1～2）P=（1～2）×2mm=（2～4）mm现取=5mm，=3mm则则工步四：倒角C1.5工序06：车左侧各外圆、端面和孔达图纸要求与工序04计算相同。工序07：车左侧4×Φ85.5槽；车M85×2-6H螺纹底孔；车M85×2-6H螺纹；倒角C1.5与工序05计算相同。工序09：精车顶部Φ115端面、Φ120外圆达图纸求；车M120×3-6g螺纹；车环形槽工步一：精车顶部Φ115端面1.机床选择阀体顶部Φ115端面，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，粗车——精车方可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知顶部Φ115端面，单边加工余量1.5mm，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，粗车——精车方可达到其精度要求，粗车单边余量1.3mm，精车单边余量0.2mm，此工步为精车，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，精车的切削速度=120～150m/min，在此取=130m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车阀体顶部Φ115端面的进给量=0.1mm/r～0.3mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.1mm/r～0.3mm/r之间有0.10mm/r、0.11mm/r、……0.26mm/r、0.28mm/r和0.30mm/r，在此取=0.18mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与360r/min相近的转速为370r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知精车阀体顶部Φ115端面的机动时间计算公式：，，为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，式中=115mm，=102mm，=3.0mm，=4mm，，=0.18mm/r，=370r/min，=130m/min，走刀次数=1则工步二：精车顶部Φ120外圆1.机床选择阀体顶部Φ120外圆，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，粗车——精车方可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知顶部Φ120外圆，单边加工余量3.0mm，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，粗车——精车方可达到其精度要求，粗车单边余量2.8mm，精车单边余量0.2mm，此工步为精车，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，精车的切削速度=120～150m/min，在此取=130m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，精车阀体顶部Φ120外圆的进给量=0.1mm/r～0.3mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.1mm/r～0.3mm/r之间有0.10mm/r、0.11mm/r、……0.26mm/r、0.28mm/r和0.30mm/r，在此取=0.18mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与345r/min相近的转速为305r/min或370r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知精车阀体顶部Φ120外圆的机动时间计算公式：，，为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，式中=44.5mm，=3.0mm，=4mm，，=0.18mm/r，=370r/min，=130m/min，走刀次数=1则工步三：车M120×3-6g螺纹1.机床选择阀体顶部M120×3-6g螺纹，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，M120×3-6g螺纹即可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知顶部M120×3-6g螺纹，单边加工余量1.5mm，粗糙度Ra3.2，由参考文献表1.4-7知，车M120×3-6g螺纹即可达到其精度要求，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，精车的切削速度=120～150m/min，在此取=130m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，精车阀体顶部M120×3-6g螺纹的进给量=0.1mm/r～0.3mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.1mm/r～0.3mm/r之间有0.10mm/r、0.11mm/r、……0.26mm/r、0.28mm/r和0.30mm/r，在此取=0.18mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与345r/min相近的转速为305r/min或370r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知精车阀体顶部M120×3-6g螺纹的机动时间计算公式：，不通切螺纹=（1～2）P=（1～2）×3mm=（3～6）mm=（2～5）mmq——螺纹线数q=2走刀长度则工步四：车顶部环形槽1.机床选择阀体车顶部环形槽，粗糙度Ra6.3，由参考文献表1.4-7知，粗车即可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择硬质合金车刀。3.车削深度由阀体零件知车顶部环形槽，单边加工余量1.0mm，粗糙度Ra6.3，由参考文献表1.4-7知，一步粗车即可达到车顶部环形槽的精度要求，故4.切削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车的切削速度=60～75m/min，在此取=70m/min5.进给量阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献表5.23知，粗车阀体顶部环形槽的进给量=0.7mm/r～1mm/r。而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.7mm/r～1mm/r之间有0.71mm/r、0.81mm/r、0.91mm/r和0.96mm/r，在此取=0.81mm/r。6.主轴转速由参考文献表4.2-8知，与206r/min相近的转速为185r/min或230r/min，故主轴转速7.工时计算由参考文献表6.2-1知粗车阀体顶部环形槽的机动时间计算公式：，槽，为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，式中，，=3.5mm，=4mm，，=0.81mm/r，=120r/min，=70m/min，走刀次数=1d则工序10：铣顶部槽达图纸要求1.机床选择阀体顶部槽粗糙度Ra12.5，由参考文献表1.4-8知，粗铣即可达到顶部槽的精度要求；加工设备选择数控铣床XK7132。2.刀具选择粗铣顶部槽，由参考文献表10-3选择Ф4mm直柄立铣刀，铣刀齿数Z=3，铣刀长度43mm。3.背吃刀量顶部槽单边加工余量3.0mm，粗糙度Ra12.5，加工方法为粗铣，可一次走刀完成，故4.进给量的选择首先确定每齿进给量，由参考文献表10-5知，=0.15～0.38mm/z，现取5.铣削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献P748知，铣削速度计算公式，由参考文献表4.2-36知，选择数控铣床XK7132主轴转速故=3.144510/1000m/min≈6.4m/min6.工时计算由参考文献表6.2-7知，粗铣顶部槽的机动时间计算公式：=3.0+（1～2）mm=（4.0～5.0）mm顶部槽为非封闭轮廓，走刀长度86mm，走刀次数i=1由参考文献表4.2-37知，与459mm/min相近的数控铣床XK7132进给量为390mm/min或510mm/min，故工序11：粗铣右侧3°扣端面1.机床选择阀体右侧3°扣端面粗糙度Ra12.5，由参考文献表1.4-8知，粗铣即可达到右侧3°扣端面的精度要求；加工设备选择立式铣床X52K。2.刀具选择粗铣顶部槽，由参考文献表10-3选择带铣刀盘的Ф14mm锥柄立铣刀，铣刀齿数Z=3，铣刀长度111mm，锥柄莫氏2号。3.背吃刀量右侧3°扣端面单边加工余量3.0mm，粗糙度Ra12.5，加工方法为粗铣，可一次走刀完成，故4.进给量的选择首先确定每齿进给量，由参考文献表10-5知，=0.15～0.38mm/z，现取5.铣削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献P748知，铣削速度计算公式，由参考文献表4.2-36知，选择立式铣床X52K主轴转速故=3.1414600/1000m/min≈26m/min6.工时计算由参考文献表6.2-7知，粗铣右侧3°扣端面的机动时间计算公式：=3.0+（1～2）mm=（4.0～5.0）mm右侧3°扣端面为非封闭轮廓，走刀长度97mm，走刀次数i=1由参考文献表4.2-37知，与540mm/min相近的立式铣床X52K进给量为475mm/min或600mm/min，故工序12：粗铣左侧3°扣端面与工序11计算相同。工序13：钻右侧6×Φ26通孔1.机床选择阀体右侧6×Φ26通孔，粗糙度Ra12.5，由参考文献表1.4-7知，一步钻削即可满足Φ26mm孔精度要求，加工设备选择摇臂钻床Z3025。2.刀具选择由参考文献表8-30，选择高速钢麻花钻Φ26mm。3.钻削深度由阀体零件钻Φ26mm孔，实心铸造，粗糙度Ra12.5，由参考文献表1.4-7知，一步钻削，故4.主轴速度依据参考文献表4.2-12知，摇臂钻床Z3025主轴转速，取5.切削速度6.确定进给量根据参考文献表4.2-13知，摇臂钻床Z3025主轴进给量，取7.工时计算依据参考文献表4.2-12知，钻削机动工时≈131.881+（1～2）=25.453～26.453走刀长度，走刀次数i=6工序14：钻左侧6×Φ26通孔与工序13计算相同。工序16：粗铣右侧环形槽；半精铣右侧环形槽；精铣右侧环形槽工步一：粗铣右侧环形槽1.机床选择阀体右侧环形槽粗糙度Ra1.6，由参考文献表1.4-8知，粗铣——半精铣——精铣方可达到顶部槽的精度要求；加工设备选择数控铣床XK7132。2.刀具选择粗铣顶部槽，由参考文献表10-3选择Ф12mm硬质合金特制角度铣刀，铣刀齿数Z=3。3.背吃刀量右侧环形槽单边加工余量8.0mm，粗糙度Ra1.6，加工方法为粗铣——半精铣——精铣，粗铣单边余量3.0mm(走两刀），半精铣单边余量1.5mm，精铣单边余量0.5mm，此工步为粗铣，故4.进给量的选择首先确定每齿进给量，由参考文献表10-5知，=0.15～0.38mm/z，现取5.铣削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献P748知，铣削速度计算公式，由参考文献表4.2-36知，选择数控铣床XK7132主轴转速故=3.1412510/1000m/min≈19m/min6.工时计算由参考文献表4.2-37知，与459mm/min相近的数控铣床XK7132进给量为390mm/min或510mm/min，故由参考文献表6.2-7知，粗铣右侧环形槽的机动时间计算公式：——工作台直径工步二：半精铣右侧环形槽1.机床选择阀体右侧环形槽粗糙度Ra1.6，由参考文献表1.4-8知，粗铣——半精铣——精铣方可达到顶部槽的精度要求；加工设备选择数控铣床XK7132。2.刀具选择粗铣顶部槽，由参考文献表10-3选择Ф12mm硬质合金特制角度铣刀，铣刀齿数Z=3。3.背吃刀量右侧环形槽单边加工余量8.0mm，粗糙度Ra1.6，加工方法为粗铣——半精铣——精铣，粗铣单边余量3.0mm(走两刀），半精铣单边余量1.5mm，精铣单边余量0.5mm，此工步为半精铣，故4.进给量的选择首先确定每齿进给量，由参考文献表10-5知，=0.15～0.38mm/z，现取5.铣削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献P748知，铣削速度计算公式，由参考文献表4.2-36知，选择数控铣床XK7132主轴转速故=3.1412855/1000m/min≈32m/min6.工时计算由参考文献表4.2-37知，与666.9mm/min相近的数控铣床XK7132进给量为620mm/min，故由参考文献表6.2-7知，半精铣右侧环形槽的机动时间计算公式：——工作台直径工步三：精铣右侧环形槽1.机床选择阀体右侧环形槽粗糙度Ra1.6，由参考文献表1.4-8知，粗铣——半精铣——精铣方可达到顶部槽的精度要求；加工设备选择数控铣床XK7132。2.刀具选择粗铣顶部槽，由参考文献表10-3选择Ф12mm硬质合金特制角度铣刀，铣刀齿数Z=3。3.背吃刀量右侧环形槽单边加工余量8.0mm，粗糙度Ra1.6，加工方法为粗铣——半精铣——精铣，粗铣单边余量3.0mm(走两刀），半精铣单边余量1.5mm，精铣单边余量0.5mm，此工步为精铣，故4.进给量的选择首先确定每齿进给量，由参考文献表10-5知，=0.15～0.38mm/z，现取5.铣削速度阀体材料为ZG35CrMo，由参考文献P748知，铣削速度计算公式，由参考文献表4.2-36知，选择数控铣床XK7132主轴转速故=3.14121180/1000m/min≈44m/min6.工时计算由参考文献表4.2-37知，与778.8mm/min相近的数控铣床XK7132进给量为755mm/min，故由参考文献表6.2-7知，精铣右侧环形槽的机动时间计算公式：——工作台直径工序17：粗铣左侧环形槽；半精铣左侧环形槽；精铣左侧环形槽与工序16计算相同。第4章阀体铣床夹具设计4.1选择定位基准阀体粗铣右侧3°扣端面，由上面的工艺路线知，这道工序为第十一道加工的，故属于精基准定位，即Φ215外圆作为定位精基准。4.2确定夹具的结构以及夹紧机构的方案1.确定夹具的结构阀体粗铣右侧3°扣端面，采用Φ215外圆、左侧Φ215端面和Φ120外圆定位，对应的定位元件为长V型块、支承板和定位螺钉。定位分析如下，长V型块与Φ215外圆配合定位，限制四个自由度，即Y轴移动、Y轴转动、Z轴移动和Z轴转动；支承板与左侧Φ215端面配合定位，限制一个自由度，即X轴移动；定位螺钉与顶部Φ120外圆配合定位，限制一个自由度，即X轴转动。2.夹紧机构的设计夹紧机构有许多种，常用的有移动压板夹紧机构、钩形压板夹紧机构、铰链压板夹紧机构和螺旋夹紧机构。在这里选用由B型活动块、螺杆、A型导板、支座和带孔滚花螺母等组成的螺旋夹紧机构夹紧工件。4.3设计整体夹具装配图阀体粗铣右侧3°扣端面的夹具设计，做装配图时，首先把零件图做成双点划线，然后依据参考文献中的常用定位元件和夹紧机构，选择标准的定位元件和夹紧元件，并合理的排布在夹具体上，然后再选择对刀元件即对刀块也排布在夹具体上，接着选择夹具体与机床的连接配件，即定位键也安装在夹具体上，最后绘制装配图，尽量按1:1绘制，如果图纸过大可以适当缩放。4.4切削力的计算粗铣右侧3°扣端面的切削力的公式由参考文献表3-3得切削力计算公式：由粗铣右侧3°扣端面的工时计算知，，=0.3mm，，，，由参考文献表3-3知即≈12277N所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=2.153，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M36螺母锁紧，查《简明机床夹具设计手册》表3-18得夹紧力为164263N，4.5分析与计算误差以外圆在V形块时，若工件的圆度误差很小，可不考虑，也可不考虑V形角的误差，一批工件中心在垂直方向的偏移为，外圆上母线点的偏移为，下母线点的偏移为，由图4-1可得图4-1V型块误差分析