2023年液压阀芯加工工艺及翻转铰链式钻孔夹具设计

刖

液压传动中用来控制液体压力、流量和方向的元件。其中控制压力的称为压

力控制阀，控制流量的称为流量控制阀，控制通、断和流向的称为方向控制阀。压

力控制阀按用途分为溢流阀、减压阀和顺序阀。（1）溢流阀：能控制液压系统在达

到调定压力时保持恒定状态。用於过载保护的溢流阀称为安全阀。当系统发生故障，

压力昇高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开而溢流，以保证系统的安全。（2）

减压阀：能控制分支迪1路得到比主退路油压低的稳定压力。减压阀按它所控制的压

力功能不同，又可分为定值减压阀（输出压力为恒定值）、定差减压阀（输入与输出

压力差为定值）和定比减压阀（输入与输出压力间保持一定的比例）。（3）顺序阀：能

使一个执行元件（如液压缸、液压马达等）动作以后，再按顺序使其他执行元件动作。

油泵羟生的压力先推动液压缸1运动，同时通过顺序阀的进油口作用在面积A上，

当液压缸1运动完全成后，压力昇高，作用在面积A的向上推力大於弹簧的调定

值后，阀芯上昇使进油口与出油口相通，使液压缸2运动。

流量控制阀利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所羟生的

局部阻力对流量进行调节，从而控制执行元件的运动速度。流量控制阀

按用途分为5种。（1）节流阀：在调定节流口面积后，能使载荷压力变

化不大和运动均匀性要求不高的执行元件的运动速度基本上保持稳定。

（2）调速阀：在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压差为定值。这

样，在节流口面积调定以后，不论载荷压力如何变化，调速阀都能保持

通过节流阀的流量不变,从而使执行元件的运动速度稳定。（3）分流阀：

不论载荷大小，能使同一油源的两个执行元件得到相等流量的为等量分

流阀或同步阀；得到按比例分配流量的为比例分流阀。（4）集流阀：作

用与分流阀相反，使流入集流阀的流量按比例分配。（5）分流集流阀：

兼具分流阀和集流阀两种功能。

方向控制阀按用途分为单向阀和换向阀。单向阀：只允许

流体在管道中单向接通，反向即切断。换向阀：改变不同管路间

的通、断关彳系、根据阀芯在阀体中的工作位置数分两位、三位

等；根据所控制的通道数分两通、三通、四通、五通等；根据阀

芯驱动方式分手动、机动、电动、液动等。图2为三位四通换向

阀的工作原理。P为供油口，0为回油口，A、B是通向执行元

件的输出口。当阀芯处於中位时，全部油口切断，执行元件不动；

当阀芯移到右位时，P与A通，B与。通；当阀芯移到左位时，

P与B通，A与。通。这样，执行元件就能作正、反向运动。

60年代后期，在上述几种液压控制阀的基础上又研裂出电

液比例控制阀。它的输出量（压力、流量）能随输入的电信号连续

变化。电液比例控制阀按作用不同，相应地分为电液比例压力控

制阀、电液比例流量控制阀和电液比例方向控制阀等。

本设计为液压阀的阀芯的加工工艺规程及钻3-M15翻转较链

式钻孔夹具设计的说明书，是根据《机械制造工艺及专用夹具设

计指导》上的设计过程和步骤编写的，本设计的主要内容包括:

零件的分析，工艺规程设计，夹具设计，设计体会，参考资料等。

编写本设计时，力求符合设计要求，详细说明了阀芯的加工

工艺规程，以及每个参数的具体计算。如：零件的分析，工艺路

线的制定，切削用量及基本工时的计算。

本设计在编写过程中，得到了指导老师和同学的大力支持和

热情的帮助，在此表示忠心的感谢。

一零件的分析

（一）.零件的作用

液压阀的阀芯主要有滑阀和锥阀两种。具有圆柱状轴肩的阀

芯，沿轴向移动以接通或断开油路的圆柱滑阀通常指滑阀。通过

阀口开度的变化，其流量也随之变化，使流量得到调节。通过改

变锥阀阀芯与阀座之间的缝隙，以接通或断开油路的阀，称为锥

阀。锥阀能完全切断油路，对油液中杂质污染的敏感性小，结构

简单，制造容易。所以锥阀与滑阀一样为液压阀的主要结构之一。

因为两种结构不同，因此加工的方法既有相同点，也有不同点。

一般都是由专业生产厂家制造。由于阀芯在阀体内需要运动，因

此间隙的大小即要保证良好的密封性，又要保证较小的运动阻力。

在实际生产中，一般采用配合副的零件互相研配的方法来保证较

小的配合间隙。但是在成批和大量生产时，需要阀芯可以互换，

这时配合间隙将适当放大一些，这就可能引起泄漏量的出现。对

于成批和大量生产的阀芯与阀体的公差及配合间隙推荐用如下

所示：液压阀体与阀芯的公差与配合mm名义直径阀体公差

阀芯公差最小间隙最大间隙6+0.006-0+0-0.0040.0025

0.012512+0.0075-0+0-0.0050.00500.017520+0.010-0

+0-0.0060.00750.023325+0.0125-0+0-0.00750.0125

0.032550+0.015-0+0-0.0100.0200.04575+0.020-0+0

-0.01250.0250.0575100+0.020-0+0-0.01250.0320.0645

125+0.025-0+0-0.0150.0430.083200+0.030-0+0-0.020

0.0500.100对于往复或旋转运动的阀体与阀芯配合，建议取最

小间隙。最大间隙值等于最小间隙值加上两个零件的公差之和。

最小间隙值可以加在孔的名义尺寸上，也可以由阀芯的名义尺寸

减去。具体的阀芯加工需要根据产品的数量以及各个工厂的规模

来决定，具体要求可以参考零件工艺手册等专业书籍。总之对于

阀芯的加工制造必须考虑下列几大问题，必要时需要进行试验等

手段，从而保证阀芯的高质量和高可靠性。（1）液压阀芯上的

液动力（作用在滑阀上的液动力，作用在锥阀上的轴向力）；（2）

液压阀芯的压力流量特性；（3）液压阀芯的流量系数；（4）液

压阀芯的泄漏（主要是指滑阀）；（5）液压阀芯的稳定性；（6）

液压阀芯的振动；（7）液压阀芯的气穴。

（二）.零件的工艺分析

*『夕

30如，332如，3

3二和B（q雨）3-粗5%X均布）

7n

2

8

翼s5

1-

C

§-e-W

130

135,1301

2•树♦旷

液压阀的阀芯共有3组加工表面，它们之间有一定的位置要

求，具体分述如下：

1.以中74k5和①60h7为中心的加工表面。这一组加工表面

包括：

阀芯上的所有外圆及倒角、两端面、各级内孔

2.以①74k5和①60h7为中心的加工表面。主要包括：①74k5

和①60h7上的三个分布均匀的①15与①10孔。

3.以大端面与中60h7外圆基准的加工表面。主要包括：2-

①4孔及。

这3组加工表面之间有着一定的位置要求，具体如下：

前端面、锥孔、①88.88外圆与①65k5,①40h7的圆跳动公

差为0.007mm；

大端面与①74k5,06Oh7的圆跳动公差为0.1mm；

①60h7与①74k5,①60h7的圆跳动公差为0.005mm；

①60h7与①74k5,①①74k5的圆跳动公差为0.005mm；

通孔中20hl0与中74k5,02Oh7的同轴度公差为0.03mm；

中100与中74k5,中74h7的同轴度公差为0.3mm

2.3--①15与3一①10对①55中心线的对称度公差为0.05mm。

3.2—04相对中60h7外圆中心的位置度公差为0.15mm；

由以上分析可知，对于这3组加工表面而言，可以先加工其

中一组表面，然后再借助专用夹具加工其他两组表面，并保证它

们之间的位置精度要求。

二.工艺规程设计

（一）.确定毛坯的制造形式

根据零件的工作情况，零件的材料为40Cr,由于零件为空心

的阶梯轴，要承受较大的循环载荷、冲击载荷等，所以毛坯形

式采用锻件，其晶粒细小，较均匀、致密，可以保证零件的工作

可靠，由于零件为中批生产，为了提高生产率，保证加工质量,

故采用模锻成型。

（二）.基准的选择

粗基准的选择。由于该零件为普通的轴类零件，故选外圆为

粗基准。

精基准的选择，选轴前端的圆锥孔和后端孔倒角作为精基准。

（三）.工艺路线的制订

制定工艺路线的出发点，应使零件的几何形状精度、尺寸

精度、位置精度等技术要求得到保证。在生产纲领成批生产的

条件下，可以考虑采用通用机床和专用夹具尽量使工序集中而

提高生产率，除此还应考虑，经济效果使成本最低。

1.工艺路线方案一：

工序一：热处理（正火）

工序二：车端面，钻中心孔，粗车各外圆

工序三：热处理（时效）

工序四：钻通孔中20

工序五：钻中60、中40孔及其倒角

工序六：钻3-①15

工序七：钻3-①10

工序八：钻2-①4孔

工序九：半精车各外圆

工序十：精车各外圆，并倒角

工序H^一：大端E面处淬硬至HRC48-53,深度为0.7—1.2mm

工序十二：粗磨外圆中74、060

工序十三：粗磨端面

工序十四：精磨外圆①65、①40至图纸要求

工序十五：精磨端面至图纸要求

工序十六：钳工

工序十七：检验

2.工艺方案路线二

工序一：热处理（正火）

工序二：车端面，钻中心孔，粗车各外圆

工序三：热处理（时效）

工序四：半精车各外圆

工序五：钻通孔中20至中17

工序六：钻中60、中40、中20孔及其倒角

工序七：钻2-中4孔

工序八：钻3-中15

工序九：钻3-①15

工序十：精车各外圆，并倒角

工序H^一：大端E面处淬硬至HRC48-53,深度为0.7—1.2mm

工序十二：粗磨外圆①74、①60

工序十三：粗磨端面

工序十四：精磨外圆①65、①40至图纸要求

工序十五：精磨端面至图纸要求

工序十六：钳工

工序十七：检验

经分析比较，方案二更容易保证孔中20与孔中60,中40两孔

的的同轴度要求，同时把钻孔工序放在半精加工后，更加合理，故

采用方案二。

(四).机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定

该零件的材料为40Cr,硬度为HB220—250,生产类型为中

批生产，

采用在锻锤上合模模锻生成毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，用查表法分别确定各加工表

面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。

为简化模锻毛坯的外形，取直径为①74的毛坯尺寸与①60

相同。

毛坯直径的确定：

工件直径中100,公差为0.015,机械加工总余量为：

2X(2.6+0.5+0.3)=2X3.4

，毛坯尺寸为中107mm。

工件直径①74,公差0.013,机械加工总余量:

2X（2.2+0.45+0.3+0.1+0.06）=2X3.11

；・毛坯尺寸为中81mm

.,.取毛坯直径为①107mm,①81mm。

2.毛坯长度L的确定：查《工艺手册》表（1-52）可知

中100的长度方向的加工余量为2.0；；mm

>10

.•.Li=12o5mm

074及以后的外圆长度方向的加工余量为2：；mm

♦55

.•,2=12015

»TO*15..

...总长L=⑵s+120L5=132Mmm

模锻斜度为7°。查（《工艺手册》表1-51）

3.毛坯过渡圆角的确定查（《工艺手册》表1-51）

毛坯圆角半径R=2-5mm

・'.毛坯的外圆角半径取3mm。

（五）.加工余量的确定：查表《工艺手册》表1-27

加工表面余量

0100外圆

精车0lOOo.oismm2Z=0.60mm

半精车①100.6mm2Z=1.0mm

粗车中101mm2Z=5mm

毛坯0107mm

074外圆

精磨074*0owmin2Z=0.12mm

粗磨中74.12mm2Z=0.20mm

精车074.32mm2Z=0.60mm

半精车中74.92mm2Z=0.90mm

粗车①75.82mm2Z=5.18mm

毛坯①81mm

060外圆

精车06O±O.095mm2Z=0.60mm

半精车①60.6mm2Z=0.90mm

粗车①61.5mm2Z=12.5mm

己粗车至①74mm

032外圆

精车①32：85mm2Z=0.60mm

半精车中32.6mm2Z=0.90mm

粗车①33.5mm

毛坯O39mm2Z=5.4mm

内孔①60

钻孔中57.7mm

粗车①60：'mm2Z=2.3mm

内孔中40

扩孔①38mm

粗车中39.5mm2Z=1.5mm

精车中40mm2Z=0.50mm

通孔①20

钻孔①19mm

扩孔中20mm2Z=lmm

（六）.确定切削用量及基本工时

车端面，钻中心孔，粗车各外圆（如未特别注明，本工序相

关数据的出示《切削用量手册》的车削用量选择）

1.车端面

（1）.加工条件

工作材料：40Cr钢正火，Ob=0.735GPa,模锻。

加工要求：车两端面，打中心孔，粗车各外圆表面

机床：C620-1卧式车床

刀具：刀片材料YT15,刀杆尺寸16X25mmKr=90°,r0

=10°,

ao=12°,A,s=0°,rt=1.0mm.

（2）.计算切削用量

a.粗车①100端面，用计算法

切削深度：加工总余量=2.0mm,留余量0.5mm,单边余量

0.75mm,一次走刀，ap=0.75mm

进给量：根据表4选f=0.6-0.9mm/r。

按C620-1机床说明书选f=0.52mm/r表26

计算切削速度：见表21

根据表10,车刀耐用度t=60min

V=（Cv/eO^xrXa^xr）XKv

式中Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.20

Kv=KMVXKtvXKkrvXKsvXK,vXKKV

其中Ktv=1.0（表21-6）,Kk,,.=O.81（表21-7）,Ksv=0.8

（表21-5）,

11),21-9),637/Ob

KTV=1.0(表KKV=1.24(表KMV=O.

=0.637/0.735=0.87(表21T)

，v=(242/601'°-2X3600(>,2X0,75O15XO.520-35)X0.87X1.0

XO.81

XO.8X1.0X1.24=1.623m/s

确定机床主轴转速：

ns=lOOOv/ndw=1000X1.623/(3.14X107)=4.83r/s

(290r/min)

按C620-1机床说明书(表26),与269r/min相近的机床转

速为305r/min,现选n*=305r/min,所以实际切削速度

V=nwXdwXn/1000=305X107X3.14/1000=70.56r/min

(1.176r/s)

切削工时《工艺手册》表7-1：

T左=1+1]+12/11><£式中L=107/2=53.5,L=4,12

=0

；.T左=53.5+4+0/0.52X305=0.36min(21.75s)

T；fi=L+L+12/nXf,式中L=107—81/2=13,L=4,12

二0

右=13+4+0/0.52X305=0.107min(6.4s)

b.车①39端面：

切削深度：加工总余量=2mm,留余量0.5mm，单边余量1.5mm,

一次走刀，ap=l.5mm

主轴转速和进给量：

为了提高生产率，在不影响加工质量的情况下，取与车中100

端面时的主轴转速和进给量。即n=305r/min,f=0.52mm/ro所

以实际切削速度:

V=ndwns/1000=3.14X39X305/1000=25.71m/min

(0.43m/s)

切削工时《工艺手册》表7-L

T=L+l,+l2/nXf,式中L=39/2=19.5,1尸4,12=0

T=19.5+4+0/0.52X305=0.15min(8.9s)

2.车外圆

粗车中100外圆。要求校验机床功率及进给强度

切削深度：单边余量Z=2.75mm,一次走刀。ap=2.75mm,

进给量:查表4,f=0.6-0.9mm/r。按机床说明书取f=0.6mm/r。

计算切削速度：按表21

mmxvyv

V=(Cv/60'-XTXapXf)XKv,式中Cv=242,xv=0.15,

yv=0.35,m=0.20,Kv=KMvXKtvXXKsvXKTvXKKV

其中K,=L0(表21-6),Kkrv=0.81(表21-7),Ksv=0.8

(表21-5),

KTV=1.0(表11),KKV=1.0(表21-9),KMV=0.637/ob

=0.637/0.735=0.87(表21T)

V=(242/6O1-0-2X3600°-2X2.760-15X0.6°35)X0.87X1.OX

0.81

X0.8X1.OX1.0=1.03m/s(61.8m/min)

确定主轴转速：

ns=1000v/ndw=1000X61.8/3.14X107=183.94r/min

按机床选取n=230r/min,所以实际切削速度

V=n«XdwXn/1000=3.14X107X230/1000=77.28m/min

(1.29m/s)

校验机床功率：

由表22中查得：PkFzVXlO'KW,式中F,可由表13查出，当

ob=O.569-0.951GPa,ap<2.Omm,fWO.6mm/r,

VVL66m/s时,Fz=2350N,切削力F,的修正系数为降产

0.89,

KrOFz=1.0（表22-3）

故Fzc=2350X0.89=2091.5N

33

APmc=FZVX10=2091.5X1.16X10-=2.43kw,按机床说

明书，当n=230r/min时,机床主轴允许功率PE=5.9kw,因已

<PE

故所选切削用量可在C620-1车床上进行。

校验机床进给系统强度：根据C620-1机床说明书，其进给

机构允许走刀力K,ax3530N,由表16,当ob=0.669-0.794GPa,ap

<2.8mm,

f<0.75mm/r,V<1.66m/s,Kr=90°时，走刀力Fxc=760No

切削时削的修正系数为Kr（）Fx=1.0,K.sFx=1.0,KKTFX=1.17

（表22-3）

故实际走刀力为Fxc=760Xl.OX1.0X1.17=889.2N,则所

选

f=0.6mm/r的进给量可用。

切削工时《工艺手册》表7-1：

T=L+l1+l2/nXf,式中L=12,L=4,12=3

AT=12+4+3/230X0.6=0.138min（8.3s）

考虑到该零件台阶面较多，如若各台阶面都采用不同的转速

和不同的进给量，则效率不高，故在不影响加工质量的情况下,

粗车该轴时，采用主轴转速230r/min,粗车进给量f=0.6mm/r。

粗车①74外圆

切削深度：单边余量15mm,十次走刀，ap=l.5mm

进给量f=0.6mm/r

主轴转速n=230r/min,所以实际切削速度

V=必义dwXJI/1000=3.14X81X230/1000=58.5m/min

(0.97m/s)

切削工时：

T=L+l1+l2/nXf,式中L=120,1,=4,l2=0

AT=120+4/230X0.6=0.9min

粗车中60外圆

切削深度：单边余量2.75mm,一次走刀，ap=2.75mm

进给量f=0.6mm/r

主轴转速n=230r/min,所以实际切削速度

V=n«XdwXJI/1000=3.14X74X230/1000

=53.44m/min(0.89m/s)

切削工时:

T=L+L+b/nXf,式中L=42,L=4,l2=0

.,.T=42+4/230X0.6=0.33min

粗车中32外圆

切削深度：单边余量2.75mm,一次走刀，ap=2.75mm

进给量f=0.6mm/r

主轴转速n=230r/min,所以实际切削速度

V=n«XdwXn/1000=3.14X39X230/1000=28.2m/min

(0.47m/s)

切削工时：

T=L+li+l2/nXf,式中L=42,L=4,12=0

.,.T=42+4/230X0.6=1.84min

半精车各外圆(如未特别注明，本工序相关数据的出示《切

削手册》的车削用量选择)

半精车①100外圆

选择刀具：刀片材料YT15,刀杆尺寸16X25mmKr=45°

r0=10°,ao=7°,3=3°r£=1.Omni

=

切削深度aP0.5mm

进给量：因表面粗糙度Ra=6.3,r£=l.0mm。查表6,f=0.55~

0.65mm。

按机床说明书取f=0.55mmo

计算切削深度：根据表21

1Xvyv

Vc=(Cv/60Tapf)XKv,式中0242,Xv=0.15,yv=0.35,

m=0.20

Kv=KMVXKlvXKkrvXKsvXKTvXKKV。其中

K后0.637/0.735=0.87,

=====

Ktv1-0,Kkrv1-0,KSvO.8,KTV1.0,KKV1.0

Z.V=(242/601-O-2X36000-2X0.5O15XO.550-35)X0.87X1.0

XI.0

XO.8X1.0X1,0=1.70m/s(102m/min)

确定主轴转速：

ns=1000v/ndw=1000X102/3.14X107=304r/min

按机床选取n=370r/min,所以实际切削速度

V=n«XdwXJI/1000

=3.14X107X370/1000

=124.31m/min(2.07m/s)

校验机床功率：

3

由表22中查得：Pm=FzVX10-KW,式中F,可由表13查出，

当

ob—0.569-0.951GPa,ap<2.0mm,f<0.6mm/r,V<3.0m/s

时，

Fz=1470N,切肖U力Fz的修正系数为KK.=L0,KRLL0(表

22-3),故F/c=1470N

.,.Prac=FzVX103=1470X1.75X103=2.573kw

按机床说明书，当n=370r/min时，机床主轴允许功率PE=

6.妹w,

因PXPE,故所选切削用量可在C620-1车床上进行。

校验机床进给系统强度：

根据C620-1机床说明书，其进给机构允许走刀力Fraas=3530N

由表16,当。b=0.669-0.794GPa,ap<2.0mm,f<0.75mm/r,

V<2.58m/s,Kr=45°时，走刀力Fxc=630N。

=

切削时Fx的修正系数为KroFx1.0,KA.sFx=1.0,KKFFX—1.0

(表22-3),故实际走刀力Rc=630N。则所选f=0.6mm/r的进

给量可用。

切削工时《工艺手册》表7-1：

T=L+l1+l2/nXf,式中L=12,L=4,12=3

AT=12+4+3/370X0.55=0.09min(5.6s)

考虑到该零件台阶面较多，如若各台阶面都采用不同的转速

和不同的进给量，则效率不高，故在不影响加工质量的情况下，

半精车该轴时,采用主轴转速n=370r/min,进给量f=0.55nlm/r。

半精车①74外圆

切削深度%=0.45mm

进给量：因表面粗糙度Ra=0.8,r£=l.0mmo为了保证质量,

查表6,f=0.2〜0.3mm,按机床说明书取f=0.25mm/r。

计算切削速度：根据表21

1-Xvyv

Vc=(Cv/60Tapf)XKv,式中0291,Xv=0.15,yv=0.2,

m=0.2o

Kv=KMVXKlvXKk,,.XKsvXKrvXKKV。其中

K后0.637/0.735=0.87,

Ktv-1.0,Kkrv=l.0,Ksv=0.8,KTV=1.0,KKV=1.0

1-0221535

：.VC=(291/6O-X36000-X0.45°-X0.25°-)XO.87X1.0

X1.0X0,8X1,0X1.0=2.21m/s(132.6m/min)

确定主轴转速：

ns=1000v/ndw=1000X132.6/3.14X81=519r/min

按机床选取n=610r/min,所以实际切削速度

V=n»XdwXJI/1000

=3.14X81X610/1000

=155m/min(2.59m/s)

切削工时：

T=L+L+b/nXf,式中L=64,L=4,l2=0

.\T=42+4+0/610X0.25=0.316min(18.Is)

半精车中32

切削深度%=0.45mm

进给量与主轴转速:与①74相同，即f=0.25mm/r,n=610r/min

所以实际切削速度

V=ndJi/1000

=3.14X39X610/1000

=74.7m/min（1.25m/s）

切削工时：

T=L+l1+l2/nXf,式中L=42,L=4,l2=0

AT=42+4+0/610X0.25=0.302min（18.Is）

钻中60、040,钻扩通孔中20（如未特别注明，本工序相关

数据的出示《切削手册》的孔加工削用量选择）

钻孔中19nlm。要求校验机床的功率和扭矩。

选择钻头：选莫氏锥柄麻花钻，其直径do=19mm,钻头几何

形状（表1及表2）：双锥修磨横刃、棱带，6=30°,26=118°,

26尸70°,a0=10°,2=50°。

切削用量：

进给量:根据表5,当钢的Ob〈0.根4GPa,d=19m时,

f=0.35〜0.43mm/r,按机床取f=0.43mm/r.

切削速度:根据表11,。b=0.735GPa的40据钢加工性属7

类。由表10,当加工性为第7类，fWO.49mlli/r,双横刃磨的钻

头，do=19mm时,Vt=0.30m/s（18m/min）,切削速度的修正系数：

KTV=1.0（表10）,

Kcv=l.0（表23）,Klv=l.0（表23）,Ktv=l.0（表21-6）。

故V=0.30

主轴转速：n=1000V/北dw=1000X18/3.14X19=

301.7r/min

按机床说明书去取m=400r/min,所以实际切削速度为：

V=n«XdwXJI/1000

=3.14X19X400/1000

=23.86m/min(0.4m/s)

校验机床功率及扭矩：

根据表17,当fVO.51nlm/r,doV21mm时、Mt=76.8IN,mo

扭矩的修正系数KMM=1.11,K«=l.0,故Mc=76.81X1.1=85.26N

根据钻床说明书，当n=400r/min时,Mm=115.8N•mo据表19,

当

。b=0.667〜0.804GPa,d0=19mm,f<0.38mm/r,V<0.29m/s

时，Pm=l.7Kw0根据钻床说明书，PE=4.5X0.81=3.645Kwo由于

Pm<PE,故选择的切削用量可用。

切削工时：

T=L/n-f,式中L=l+y+A,1=130,由表22查得y+A

=7mm

AT=130+7/400X0.43=0.8min(47.8s)

钻①40mm

选择钻头：选莫氏锥柄麻花钻，其直径do=4Omm。

切削用量：

进给量:根据表5,当钢的。b<0.784GPa,d=40m时，f=0.39〜

0.47mm/r,由于l/d=80/40=2,故应乘孔深修正系数KMO.95,

则f=(0.39〜0.47)X0.95=0.371-0.447mm/r,按机床取

f=0.43mm/r0

主轴转速:取与钻刑19孔时相同,即n=400r/min,所以实

际切削速度为:

V=n«XdwXJI/1000

=3.14X40X400/1000

=50.24m/min(0.84m/s)

切削工时：

T=L/n*f,式中L=l+y+A,1=80,由表22查得y+△=9mm

.,.T=80+9/400X0.43=0.517min(31.05s)

扩孔①20mm

查表27查得扩孔钻扩孔中20mm时，

进给量f=0.6~0.7mm/r,按机床取f=0.57mm/r。

切削速度：由表29

z1Xvyv

v=(Cvdo76O-Tapf)-Kv式中Cv=20.6,Zv=0.6,xv=0.2,

yv=0.3,m=0.25,修正系数Kv°=0637/0.735=0.87,T=1800s(表

28)

.\v=(20.6X17°-76O1-t)-25X18OOo-25XO.502X0.57°3)X0.87

=0.95m/s(57m/min)

主轴转速n=1000v/Jid=1000X57/3.14X20=907.64r/min

按机床取n=1100r/min,所以实际切削速度为：

V=ndJI/1000=3.14X20X1100/1000=68.08m/min

(0.98m/s)

切削工时：

T=L/n・f,式中L=l+y+△,1=50,由表22查得y+△=10mm

.,.T=50+10/1100X0,57=0.096min(5.74s)

车中60、中40孔及其倒角

1.车①60孔

切削深度：单边余量Z=0.94mm,ap=0.94mm

进给量和主轴转速：与半精车中74时相同，

即f=0.25mm/r,n=610r/min

所以实际切削速度：

v=ndJi/1000

=3.14X60X610/1000

=114mm/min

切削工时：

T=L+l1+l2/nXf,式中L=44,L=4,l2=0

.,.T=44+4+0/610X0.25=0.30min(17.4s)

2.车中40孔

切削深度：单边余量Z=L15mm,ap=l.15mm

进给量和主轴转速：与粗车时相同，即f=0.6mm/r,

n=230r/min

所以实际切削速度：

v=ndn/1000=3.14X40X230/1000=28.9mm/min

切削工时：

T=L+L+b/nXf,式中L=36,L=4,l2=0

AT=36+4+0/230X0.6=0.29min(17.4s)

钻3-中15,3-中10孔。(如未特别注明，本工序相关数据

的出示《切削手册》的孔加工削用量选择)

1.3-①15孔：

进给量：根据表5查得f=0.25〜0.31mm/r,

按机床说明书选f=0.25mm/r,

计算切削速度：由表23

v=(Cv•doZ76O''Tfyv)•Kv,式中Cv=ll.l,Zv=0.4,

yv=0.5,m=0.2,T=2700s(表9)

v=(11.1X15O-76OHO'2X27OO°-2XO.25°5)XO.87X1.0

XI.OXO.8X1.OX1.0=0.35m/s

主轴转速：n=1000v/Jid=1000X21/3.14X15=445.9r/min,

按机床取n=530r/min。所以实际切削速度：

v=n«d«n/1000=3.14X15X530/1000=24.96m/min(0.42m/s)

切削工时：

T=(l+y+A/n•i,式中1=26,根据表19,y+△=6mm,

i=4

.•.T=(7+6/530X0.25)X4=0.39min(23.5s)

3-①10孔:

进给量:根据表5查得f=0.25〜0.31mm/r,

按机床说明书选f=0.25mm/r,

计算切削速度：由表23

v=(Cv-doZ76OHTfyv)­Kv,式中Cv=ll.1,Zv=O.4,

yv=0.5,m=0.2,T=2700s(表9)

v=(11.1X1OO-76O1-O-2X27OOO-2XO.25°5)XO.87X1.0

X1.0X0.8X1.0X1.0=0.3m/s

主轴转速：n=1000v/nd=1000X18/3.14X10=513r/min,

按机床取n=530r/min。所以实际切削速度：

v=JI«d«n/1000=3.14X10X530/1000=16.64m/min(0.31m/s)

切削工时：

T=(l+y+△/n•f),i,式中1=26,根据表19,y+△=6mm,

i=4

.•.T=(7+6/530X0.25)X4=0.97min(58.2s)

2.钻2—64孔：

进给量:根据表5查得f=0.18〜0.22mm/r,

按机床说明书选f=0.20mm/r,

主轴转速：为了缩短辅助时间，取主轴转速n=530r/min。

所以实际切削速度：

v=Ji,d,n/1000

=3.14X4X530/1000

=6.66m/min(0.llm/s)

切削工时：

T=(l+y+A/n*f)*i,式中1=10,根据表19,y+△=4mm,

i=2

.•.T=(10+4/530X0,20)X2=0.26min(15.85s)

精车各外圆，并倒角（如未特别注明，本工序相关数据的出

自《切削手册》的车削用量选择）

精车①100

1.刀具：刀片材料YT15,刀杆尺寸16X25mmKr=45°

r0=10°,a0=7°A,s=3°rt=1.0mm

2.切削用量

=

切削深度aP0.3mni

进给量：因表面粗糙度Ra=6.3,r£=1.0mmo查《工艺手册》

表3T4,f=0.45〜0.8mm,机床说明书取f=0.45mm。

计算切削深度：根据表21

V=(C/60lraTmaXvfyv)XK,

cvpv式中Cv=242,Xv=0.15,yv=0.35,

m=0.2o

。其中

Kv=KMVXKtvXKk,,,XKsvXKTvXKKV

KMV=0.637/0.735=0.87,

=====

Ktvl-09Kkrvl-0,Ksv0.8,KTV1.0,KKV1•0

O22O15035

.,.Vc=(242/6O'--X36OO0-XO.3XO.45-)X0.87X1.0

XI.0X0.8X1.0X1.0=1.96m/s(117.6m/min)

确定主轴转速：

ns=1000v/ndw=1000X117.6/3.14X103.75=115r/min

按机床选取n=120r/min,所以实际切削速度

V=ndJi/1000

=3.14X103.75X120/1000

=39.093m/min(0.652m/s)

切削工时：

T=L+l1+l2/nXf,式中L=10,L=4,12=3,

AT=10+4+3/120X0.45=0.32min(18.9s)

考虑到该零件台阶面较多，如若各台阶面都采用不同的转速

和不同的进给量，则效率不高，故在不影响加工质量的情况下,

精车该轴时，采用主轴转速n=460r/min,进给量f=0.45mm/r。

精车中74

=

切削深度aP0.3mni

进给量：因表面粗糙度Ra=0.8,r£=1.0mmo查《工艺手册》

表3-14,f=0.17〜0.2mmo按机床说明书取f=0.18mm0

计算切削深度：根据表21

v

Vc=(Cv/60-TaJf>)XKV,式中0291,Xv=0.15,yv=0.2,

m=0.2o

Kv=KMVXKtvXKkrvXKsvXKTvXKKV。其中

KMV=0.637/0.735=0.87,

K^l.0,Kkrv=l.0,Ksv=0.8,KTV=1.0,KKV=1.0

1-O2O2O1502

.\VC=(291/6O-X36OO-XO.3XO.18-)X0.87X1.0

XI.0X0,8X1,0X1.0=2.512m/s(150.72m/min)

确定主轴转速：

ns=lOOOv/ndw=1000X150.72/3.14X74.92=

648.68r/min

按机床选取n=770r/min,所以实际切削速度

V=ndn/1000=3.14X74.92X770/1000=119m/min(2

m/s)

切削工时：

T=L+l1+l2/nXf,式中L=40,L=4,l2=0,

.,.T=40+4+0/770X0.18=0.32min(19.05s)

精车中32

=

切削深度aP0.3mm

进给量与主轴转速：因前35mm表面粗糙度Ra=0.8,后80mm

表面粗糙度Ra=l.6,所以取进给量和主轴转速与精车中74时相

同，即f=0.18mm/r,n=770r/mino所以实际切削速度：

V=ndn/1000=3.14X32.92X770/1000=79.59m/min

(1.33m/s)

切削工时：

T=L+L+l2/nXf,式中L=40,L=4,l2=0,

.•.T=40+4+0/770X0.18=0.32min(19s)

粗精磨外圆中74,060,032（本工序未特别注明，数据均

出自《工艺手册》)

1.粗磨外圆中74：

选择砂轮:见表3-91-97,表4-10,其结果为GB50ZRA6P600

X63X305o

切削用量：表4-11

n»=1110r/min,v»=3.14X600X1110/1000=2091.24m/min

(34.854m/s)

轴向进给量fa=0.7B=0.7X63=44.1mm(双行程)(P175)

工件速度Vw=0.45m/s(表3-101)

径向进给量fr=0.025mm/双行程

切削工时：

t=21,Zb•k/n•fis•f双，式中1=40,Zb=0.1,k=l.1

.\t=2X40X0.1X1.1/1110X44.1X0.025=0.66min(3.96s)

粗磨外圆中60：

选择砂轮：选粗磨中74时的砂轮，即GB50ZRA6P600X63X

305o

切削用量：与粗磨中74时相同，即fa=44.1mm(双行程)，

vw=0.45m/s,fr=0.025mm/双行程。

切削工时：

t=21,Zb•k/n•f[)•f双,式中1=40,Zb=0.1,k=l.1

二.t=2X40X0.1X1.1/1110X44.1X0.025=0.072min

(0.43s)

粗磨外圆中32：

选择砂轮：选粗磨①74时的砂轮，即GB50ZRA6P600X63义

305o

切削用量：与粗磨①74时相同，即fa=44.1mm(双行程)，

vw=0.45m/s,fr=0.025mm/双行程。

切削工时：

t=21,Zh•k/n•fB•f双，式中1=40,Zh=0.1,k=l.1

二.t=2X40X0.1X1.1/1110X44.1X0.025=0.072min

(0.43s)

3.精磨：

选择砂轮：见表3-91〜97,表4-11。其结果为GB70R2A3P300

X40X127

切削用量：

n砂=2200r/min,v»=3.14X300X2200/1000=2072.4m/min

(34.54m/s)

轴向进给量。=0.5B=0.5X40=20mm(双行程)(P175)

工件速度v,=0.5m/s(表3-101)

径向进给量f,=0.01mm/双行程

磨削进给量fa=L2m/min(表3-107)

切削工时：

精磨中74的工时：

t=21・乙・k/n・fB・f双,式中1=64,Zb=0.06,k=l.4

.*.t=2X74X0.06X1.4/2200X20X0.01=0.002min(0.92s)

精磨中60的工时：

ti=21,Zh•k/n••f双，式中1=40,Zb=0.06,k=l.4

.•.3=2X40X0.06X1.4/2200X20X0.01=0.044min(2.64s)

t2=(Zb•A/flM+K-T)・k,式中Zb=O.06,A=l,k=l.3,

T=0.14,k=0.80o

.\t2=(0.06X2/1.2+1.3X0.14)X0.80=0.23min(13.8s)

精磨中32的工时：

t,=21・Zb・k/n・fB•f双,式中1=40,Zh=0.06,k=l.4

.•.3=2X40X0.06X1.4/2200X20X0.01=0.044min(2.64s)

t2=(Zb•A/ftM+K•T)•k,式中Zb=0.06,A=l,k=l.3,

T=0.14,k=0.80o

.\t2=(0.06X2/1.2+1.3X0.14)XO.80=0.23min(13.8s)

粗精磨端面

1.粗磨：

选择砂轮：见表3-91-97,表4-11。其结果为GB50ZR2A6P160

X25X75

切削用量：

n»=2700r/min,v»=3.14X160X2700/1000=1356.48m/min

(22.61m/s)

轴向进给量fa=(0.25-0.7)B=(0.25~0.7)X25=12.25〜

17.5mm,取fa=16mm(双行程)(表3T07)

工件速度v,=10m/min(表3T07)

径向进给量f,=0.025mm/双行程

切削工时：

粗磨中100左端面的工时：

t,=lZ-K/nf-Z,式中L=Bw+b+10=25+100/2+10=79.44,

Zb=0.1,k=l.0,Z=1

，t,=79.44X0.1X1.0/2700X16/2X0.025/2X1=0.03min

(1.8s)

粗磨中100右端面的工时：

t2=l-Zb•K/n-fB-ft-Z,式中L=B«+b+10=25+(100-74)

/2+10

=46.94,Zb=0.1,k=l.0,Z=1

二.t2=46.94X0.1X1.0/2700X16/2X0.025/2X1=0.02min

(1.2s)

粗磨中32端面的工时：

t3=l・Zb・K/n・fB・ft・Z,式中L=BM+b+10=25+32/2+10=55,

Zb=0.1,k=l.0,Z=1

，t3=55X0.1X1.0/2700X16/2X0.025/2X1=0.02min

(1.2s)

2.精磨端面

选择砂轮：见《工艺手册》表3-91-97,表4-140其结果

为GB70R2A3Pl60X25X75

切削用量：

n砂=2700r/min,v»=3.14X160X2700/1000=1356.48m/min

(22.61m/s)

轴向进给量fa=(0.25〜0.7)B=(0.25~0.7)X25=12.25〜

17.5mm,

取fa=13mm(双行程)(表3-107)

工件速度v*=18m/min(表3-107)

径向进给量fr=0.01mm/双行程

切削工时：

精磨中100左端面的工时：

t.=l2bK/n%*ft2，式中L=BM+b+10=25+100/2+10=79.44,

Zb=0.0.06,k=l.0,Z=1

，3=79.44X0.06X1.0/2700X13/2X0.01/2X1=

0.054min(3.24s)

精磨①100右端面的工时：

t