毕业设计（论文）-阀腔零件的工艺工装设计.docx

毕业设计阀腔零件的工艺工装设计学生姓名： 张瑞强 学号： 112011211 系 部： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 孙淑婷 二零一五年六月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日 阀腔零件的工艺工装设计摘 要：本设计的题目是阀腔零件的工艺工装设计，即阀腔零件的机械加工工艺规程编制及专用夹具的三维实体仿真设计。阀腔零件是典型的箱体类零件，做本设计前首先对零件的结构及相关要素进行分析，对其加工工艺有一定的了解，拟定工艺路线并作出对应的加工工艺过程，并确定最终的工艺方案。根据工艺过程的要求，确定每个工步所需的加工设备及切削用量。镗孔、钻孔及铣上端面采用专用夹具，设计其专用夹具以及夹具与机床连接的各个部件。这样可以改善工人的劳动强度并获得更好的经济效益。最后对零件和夹具进行了三维实体仿真设计，能够更直观得展示出零件加工时的定位、夹紧以及夹具的使用过程。关键词：阀腔零件，工艺，工装设计The design of valve cavity parts of processAbstract：The topic is about the design of valve cavity parts of process.Namely,the valve cavity parts of mechanical process planning and three-dimensional design of special fixtures.Valve cavity is typical box-type part.Before we design of the valve cavity parts,we should analyse the structure and other elements of the parts,and learn its processing pechnology.we also should study out the crafts route and make out the machining process,and determine The final crafts program.According to the demand of crafts program, Then,according to the requirements of card to calculate the processing equipment and cutting parameter for each step of workblank. Boring、drilling and Milling use dedicated clamp.we should design its dedicated clamp and other parts. The tongs we designed should be stable and easy to operate so as to improve the labor intensity of workers for better economic benefits. Finally,I make the three-dimensional solid simulation design of parts and clamp,so we can see the tooling process of the parts.Keywords: The valve cavity parts, process, Equipment design毕业设计任务书设计题目： 阀腔零件的工艺工装设计 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号：112011211 学生： 张瑞强 指导教师（含职称）：孙淑婷（副教授） 专业负责人： 田静 1.设计的主要任务及目标本设计要求在给定工艺条件及生产批量的前提下，编制零件的机械加工工艺规程，设计专用夹具（要求用Pro/E或Solidworks进行3D设计）。培养目标：（1） 培养学生解决机械加工工艺问题的能力（2） 提高结构设计能力（3） 培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力（4） 进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基础技能2. 设计的基本要求和内容（1） 绘制被加工零件的零件图1张（2） 绘制被加工零件的毛坯图1张（3） 编制机械加工工艺过程卡片1套（4） 设计并绘制夹具装配图1套（5） 设计并绘制夹具主要零件图2张（6） 建立夹具三维模型1套（7） 编写设计说明书1份3主要参考文献1 王先奎. 机械制造工艺学 M. 北京：机械工业出版社 2 肖继德. 机床夹具设计 M. 北京：机械工业出版社 3 李益明. 机械制造工艺设计简明手册 M. 北京：机械工业出版社 4 孟宪栋. 机床夹具图册 M. 北京：机械工业出版社4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1熟悉零件、绘制零件图2014.12.15-2014.12.302工艺规程编制2015.1.1-2015.3.273夹具设计2015.3.28-2015.4.154三维仿真2015.4.16-2015.6.155毕业设计说明书编写、准备答辩2015.6.6-2015.6.26审核人： 年 月 日目 录1 前言21.1 机械加工工艺规程制定21.2 机械加工工艺规程的种类31.3 制定机械加工工艺规程的资料32 零件的分析42.1 零件的作用42.2 零件的工艺分析52.3 零件的生产类型53 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图73.1 选择毛坯73.2 确定毛坯尺寸74.1 基准面的选择104.1.1 粗基准的选择104.1.2 精基准的选择104.2 零件表面加工方法选择114.3 选择工艺路线115 选择加工设备、刀具量具155.1 选择加工设备155.2 选择刀具156 切削用量及基本时间的确定166.1 工序的切削用量及基本时间的确定166.2 工序切削用量及基本时间的确定176.3 工序V切削用量及基本时间的确定186.3.1 钻8mm孔的切削用量及基本工时186.3.2 扩18mm孔的切削用量及基本工时196.3.3 锪平28mm196.4 工序的切削用量及基本时间的确定206.5 工序的切削用量及基本时间的确定206.6 工序的切削用量及基本时间的确定216.7 工序的切削用量及基本时间的确定226.8 工序的切削用量及基本时间的确定226.8.1 钻18mm孔的切削用量及基本工时226.8.2 扩直径19.8mm孔的切削用量及基本工时236.9 工序切削用量及基本时间的确定246.9.1 钻M12螺纹底孔至11mm246.9.2 攻丝M12257 夹具设计267.1 机床夹具的组成267.2 机床夹具的分类267.3 问题的提出267.4 夹具设计277.4.1 定位基准的选择277.4.2 夹紧机构的选择278 结 论30参考文献31致 谢32 VII太原工业学院毕业设计1 前言随着社会的不断进步，制造业有了很大的发展，各式各样的机械化产品层出不穷，而且制造业与我们的生活息息相关，生活中的各种用品都是制造业的产物，从简单的餐具到家电产品，再到一些大型的机械化设备。机械制造业是众多产业的基础，每一个产业的发展都离不开机械制造业，机械制造为其他产业的发展提供了实现的途径。现代生活中，各种产品层出不穷，产品更新换代的速度也不断加快，生产效率也不断提高。由此可见，机械加工工艺在制造业中占有很重要的地位。阀腔零件的工艺工装设计是我们在大学期间的最后一次自主性研究课题。在这次设计中，我们将运用之前所学过的大部分专业课里面的理论知识，如机械制图互换性与测量技术材料力学机械制造工艺学理论力学机械原理金属切削原理与刀具等课程，而且我们还会用到在认知实习和生产实习中所学到的一些实践经验。在设计的过程中，我们将学会查阅各种图表资料。最后还要设计零件在机床上加工的专用夹具，不仅能提高我们的制图能力，还会提高自身的结构设计能力。通过这次设计我们将把所学过的理论知识和实践经验结合起来，进一步培养我们的综合运用能力。在生产实践中，由于零件的形状、尺寸和加工工艺的不同，因此生产一种零件往往在一种加工设备上是不能完成的，而是需要经过一定的加工过程才能完成。因此，我们在选择零件的加工方法时，要根据零件的外形特点灵活地做出选择，合理地安排零件的加工顺序，来满足零件的工艺性要求。1.1 机械加工工艺规程制定生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。机械加工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸使其成为零件的全过程。机械加工工艺过程的基本单元是工序。工艺规程是规定零件制造过程和操作方法的工艺文件，工艺规程包含了零件加工时所用的加工设备、刀具，以及加工设备与刀具的种类和型号，而且还包含了零件加工时的切削用量，如机床转速、机床工作台的进给量等。1.2 机械加工工艺规程的种类机械加工工艺规程包括机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片、机床调整卡片和检验工序卡片。机床调整卡片用于在自动机床和半自动机床上完成的工序。通过机械加工工艺过程卡片我们可以直观地看出零件的加工过程。机械加工工序卡片用来指导生产，它包含了每一工序用到的机床、刀具以及切削用量。1.3 制定机械加工工艺规程的资料制定机械加工工艺规程时，必须具备以下资料:1.产品的图纸、质量标准、生产纲领以及其它技术文件。2.毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，明确毛坯各个加工部位的余量和结构工艺性。3.车间的生产条件。即了解工厂加工设备的种类以及精度情况、刀具的种类和型号，量具的性能、规格。4.各种技术资料。包括与机械制造有关的手册、标准以及各种参考资料。2 零件的分析2.1 零件的作用此阀腔用于普通油阀，油腔起分油的作用，液压油经过阀腔流到阀体。通过分析零件图可知，零件上有一些直径不同的孔，下端面有418mm的孔，通过这四个孔可以将阀腔与阀座连接固定，上端面有10M12的螺纹孔，通过这些螺纹孔，将阀腔与阀体连接起来，上端面的直径100mm的孔与阀体上的孔配合，为了防止油从配合的的地方流出，在100mm孔的上端设有110mm的放置密封圈的凹槽，阀腔下端面的凹槽同样是为了放置密封橡胶圈，从而保证油不会从阀腔与阀座配合的地方流出。图1.1图1.22.2 零件的工艺分析通过对阀腔零件图进行分析，此零件属于箱体类零件，而且零件关于100mm孔的中心线相互对称，加工难度不是很高。阀腔上端面的粗糙度为Ra6.3um，查阅资料后知，通过粗铣即可加工出所要求的粗糙度的表面。下端面的粗糙度为Ra1.6um，粗铣之后需经过精铣才能满足要求。220 mm孔为定位销孔，加工时需保证在阀腔的对称中心线上。100H8mm的孔、65mm的孔、76mm的孔通过粗镗和精镗即可以满足要求。110H11mm的孔与76mm孔端面有平行度要求，加工时需找到合理的加工基准，从而保证其位置和加工精度。6M12-6H的螺纹孔相对65mm孔的轴线均匀分布，其径向和轴向设计基准分别为110H11mm孔的轴线、100H8mm孔外圆的左端面。2.3 零件的生产类型设计题目中给定的生产类型为中批生产。 3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图3.1 选择毛坯零件的材料为铁素体型球墨铸铁，抗拉强度b至少为450MPa，硬度为160210HBS，材料的基本组织为铁素体。由于零件的生产类型为中批生产，零件的轮廓不大，选用砂型铸造，采用机器翻砂造型，铸件应符合JB9140-1999容积式压缩机球墨铸铁技术条件的规定。由于铸件的力学性能差，阀体在工作的过程中会对阀腔内壁会产生压力，为了避免阀腔破裂，故在加工前对铸件进行回火处理。3.2 确定毛坯尺寸根据零件各个部位的尺寸以及对各工序进行工艺分析，确定各加工内容的加工余量，毛坯的初步设计如下：1.阀腔的上下端面阀腔的上端面的粗糙度要求不高，通过一次粗铣方可达到Ra6.3um的粗糙度要求，下端面较上端面的表面粗糙度小，需要经过粗铣、精铣才能达到Ra1.6um的粗糙度要求，取经济精度为IT8级，通过查阅简明机械制造工艺设计手册表12-4得知，阀腔的上端面单边的加工余量为3mm，下端面单边余量为2.5mm。2.76mm孔的加工76mm孔的表面粗糙度为Ra3.2um，通过粗镗、半精镗可达到精度要求，粗镗、半精镗的加工余量之和为3mm。3.100H8mm孔的加工该孔的粗糙度为Ra1.6um，通过粗镗、半精镗可达到所要求的表面粗糙度，预留5mm的加工余量。4.65mm孔的加工该孔的粗糙度要求与100mm的孔相同，所以它的加工方法和加工余量与100mm的孔相同。5.其他孔因直径太小，不铸造出孔，故无需考虑加工余量。表1 阀腔毛坯尺寸零件尺寸单面加工余量铸件尺寸85053及2.591761.573100H82.595652.560203.3 确定毛坯尺寸公差根据铸件的质量、材质系数、形状复杂系数，从简明机械制造工艺设计手册表12-1查得公差等级为CT9级，查得本零件毛坯的尺寸偏差见下表2:表2 阀腔毛坯尺寸公差零件尺寸偏差根据9192+2.1 -0.1表12.37374+2.1 -0.1表12.39596+2.1 -0.1表12.36162+2 0表12.33.4 设计毛坯图零件的加工余量、毛坯尺寸以及尺寸公差如上表1，2所示，根据以上尺寸并参照零件图绘制了零件的毛坯图，毛坯的具体形状和尺寸见下图1和2:图1图24 选择加工方法，制定工艺路线4.1 基准面的选择在制定工艺规程前，首先要选择每一工序的加工基准，合适的基准面，有利于获得更高的生产效率。否则，加工过程中会出现很多问题，从而导致零件不符合质量，使生产无法正常进行。4.1.1 粗基准的选择零件在加工之前均为毛坯，各个待加工表面均为毛面，所以在加工之前需选择其中的某一个或两个毛面来作为基准，从而来加工其它的表面，这样的基准称为粗基准。以下为选择粗基准的原则：1.选择粗基准时应保证要加工的面和不加工面的位置要求。2.选择粗基准时应保证要加工面的加工余量能合理分配。3.选择粗基准时应便于工件的装夹。4.应尽可能选择表面质量好、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确、夹紧可靠。5.选择粗基准时应避免重复使用。4.1.2 精基准的选择在零件加工过程中，选择已加工表面为定位基准，这种定位基准称为精基准。选择精基准一般应遵循以下原则：1.基准重合原则选择被加工表面的设计基准为定位基准，以避免因基准不重合引起基准不重合误差，否则不容易保证加工精度，从而增大加工难度。2.基准统一原则当工件以某一精基准定位，可以比较方便地加工大多数其他各表面时，应尽早地把这个面加工出来，并达到一定精度，以后工序均以它为基准加工其他面。3.自为基准原则有些精加工工序要求加工余量小而且均匀，这时应尽可能用加工表面自身为精基准，而该表面与其它表面之间的位置精度应由先行工序予以保证，自为基准旨在减小表面粗糙度、减小加工余量和保证加工余量均匀的工序。4.互为基准原则当加工某些位置精度要求很高的表面时，常采用互为基准反复加工的办法来达到位置度要求。5.定位基准的选择应便于工件的安装与加工，并使夹具的结构简单。4.2 零件表面加工方法选择本零件需要加工的面有上端面、下端面，以及不同直径内孔、凹槽、定位销孔、螺纹孔等。材料为QT450-10，按照各工序的公差等级和表面粗糙度要求，通过查阅相关资料，归纳其加工方法选择如下：1.阀腔的上端面 公差等级为IT10级，此加工面的粗糙度要求不是很高，通过一次粗铣方可达到Ra6.3um的粗糙度要求。2.阀腔的下端面 公差等级为IT8级，此加工面较上端面的表面粗糙度小，需要经过粗铣、精铣才能达到Ra1.6um的粗糙度要求。3.76mm内孔 公差等级为IT9级，需经过粗镗然后精镗才能达到Ra3.2um的表面粗糙度要求。4.100H8mm内孔 公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6um，需粗镗、精镗。5.65mm内孔 公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6um，需粗镗、精镗。6.220mm定位销孔 公差等级为IT13级，表面粗糙度为Ra6.3um，需通过钻孔之后再进行扩孔方可达到精度要求。7.10M12mm螺纹孔 通过钻孔、扩孔、攻丝即可加工出来。8.418mm的孔 先用钻头钻孔后扩孔方可达到精度要求。4.3 选择工艺路线在制定工艺路线时，应该综合考虑零件的形状，各部位的尺寸精度，以及它在和其它零件配合时的位置精度，而且还需保证其经济效益。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床，而且还可以为某些工序设计专用的夹具，以提高生产率，降低工人的劳动强度。1. 工艺路线方案一 工序号工序名称工序内容铸造毛坯回火处理粗加工下端面以上端面为基准粗加工下端面粗加工上端面以下端面为基准粗加工上端面精加工下端面以上端面为基准精加工下端面加工18的孔钻孔、扩孔、锪平28mm加工底面环槽粗镗，半精镗，精镗底面环槽100mm的孔粗镗，精镗100mm的孔110mm的凹槽粗镗，精镗110mm的凹槽65mm的孔粗镗，精镗65mm的孔76mm的孔粗镗，精镗76mm的孔20mm的孔钻孔，扩孔M12螺纹孔钻孔，攻丝综检2.工艺路线方案二工序号工序名称工序内容铸造毛坯回火处理粗加工下端面以上端面为基准粗加工下端面粗加工上端面以下端面为基准粗加工上端面粗镗孔粗镗76mm、100mm、110mm、65mm、85mm孔精铣下端面以上端面为基准精加工下底面精镗孔精镗76mm、100mm、110mm、65mm、85mm孔加工18的孔钻孔、扩孔、锪平28mm加工凹槽镗宽7.3mm深3.5mm凹槽加工20的孔钻、扩、绞220mm加工M12孔钻孔、攻螺纹10M12mm终检工艺方案比较与分析：方案一与方案二的前四道工序一样，都是加工上端面和下端面，而且18mm的孔的加工工序在加工下端面之后，便于以后其他工序利用这四个孔做定位和装夹，而且底面环槽也是在加工完下底面之后之后直接加工，而方案二是在精镗完孔之后加工的，这样有利于保证槽和65孔的位置精度，方案一中每个孔都是在一道工序中完成，先粗镗后精镗，相对于方案二的先统一粗镗，然后精镗，方案一增加了不必要的走刀路径和换刀时间，多以采用统一先粗镗后精镗。所以综合方案一和方案二制定如下的工艺路线：工序号工序名称工序内容铸造毛坯回火处理粗加工下端面以上端面为基准粗加工下端面粗加工上端面以下端面为基准粗加工上端面加工18mm的孔钻孔、扩孔、锪平28mm粗镗孔粗镗76mm、100mm、110mm、65mm、85mm孔精铣下端面以上端面为基准精加工下端面精镗孔精镗76mm、100mm、110mm、65mm、85mm孔加工凹槽镗宽7.3mm深3.5mm凹槽加工20mm的孔钻、扩、绞220mm加工M12螺纹孔钻孔、攻螺纹10M12mm综检5 选择加工设备、刀具量具5.1 选择加工设备在现代机械制造工业中，零件的加工方法有很多种，如车削、铣削、刨削，不同的方法用来加工不同特征的零件，而且加工设备的种类也很多，如车床、铣床、刨床、镗床、磨床，车床用来加工回转体零件等。以及一些先进的数控设备，如电火花线切割、加工中心。而在实际加工时，必须选用合适的加工设备才能达到事半功倍的效果，而且可以保证零件的加工精度。因此在本零件加工时需根据零件的特点选择加工设备：工序和工序都是铣削，而且本零件是中批生产，所以选用普通铣床即可满足要求，选用X52K型立式铣床。工序和工序都是用钻床来加工，从加工要求和零件尺寸来看，选择Z525型立式钻床。工序和工序是粗镗和精镗，所用的设备都是镗床，因为加工精度要求很高，而且零件尺寸也不大，所以选用卧式镗床加工。工序为钻孔、扩孔和攻丝，所以与工序相同型号的钻床。5.2 选择刀具在本阀腔零件的加工工序中，主要加工的是面和孔，面包括上端面和下端面，孔包括定位销孔和固定螺纹孔，加工工序比较单一，选择如下的刀具：1. 铣刀选择直径为200mm、齿数为20的硬质合金端铣刀。2. 选用莫式锥柄麻花钻和高速钢钻头加工220mm的定位销孔，选用直柄麻花钻和高速钢钻头加工418mm孔。3. 扩孔时选用锥柄扩孔钻。4. 选用硬质合金锥柄铰刀。5. 加工12的螺纹孔时，选用直柄麻花钻钻孔，机用丝锥攻螺纹。6 切削用量及基本时间的确定6.1 工序的切削用量及基本时间的确定本工序为粗铣下端面，选用直径为200mm，齿数为20的硬质合金端铣刀，由于加工的是球墨铸铁，所以刀具的b应不小于450MPa，硬度的范围为160210HBS，故选择前角为0 =15，后角0=12（周齿），0 =12（端齿）的端铣刀，铣削宽度为120mm，铣削深度为2.5mm，选用X52K型立式铣床。1.切削用量1）确定每齿进给量z 查阅简明机械制造工艺设计手册表8-5得X52K型立式铣床的功率为7.5KW，工艺系统刚度为中等,用端铣刀加工铸件时,每齿进给量z=0.20.3mm,现取z=0.25mm。2）确定铣刀磨钝标准及耐用度根据简明机械制造工艺设计手册表5-148，用硬质合金端铣刀加工铸件，铣刀后刀面最大磨损量为1.1mm，铣刀直径为200mm，耐用度T=240mm。3）计算切削速度和工作台的进给量Mz 根据简明机械制造工艺设计手册表14-10中公式计算： 式中,Cv=245，qv=0.2, xv=0.15, yv=0.35, uv=0.2, pv=0, m=0.32, T=240mm, ap=45mm, fz=0.25zmm, a e=120mm, z=20, d =200mm, kv=1.0.mm。（公式6.2）根据简明机械制造工艺设计手册表8-6，选择机床转速n=60r/min，则实际切削速度v=0.628m/s，工作台每分钟进给量为：MZ=0.252060=300mm/min则实际每齿的进给量为z=0.25mm/z2.基本时间 根据简明机械制造工艺设计手册表16-5：Tj=i（公式6.3）式中l=198mml1=0.5（d-l2=3i=2基本时间：Tj=6.2 工序切削用量及基本时间的确定本工序为粗铣上端面，选用直径d=200mm，L=45mm, 齿数为20的硬质合金铣刀，X52K型立式铣床。1.确定刀具每齿进给量z根据简明机械制造工艺设计手册表8-5得，X52K型立式铣床的功率为7.5KW，工艺系统刚性为中等，用镶齿端铣刀加工铸件，每齿进给量z=0.20.3zmm，现取z=0.25mm/z。2.确定铣刀磨钝标准及耐用度在本工序中，使用的刀具和工序的一样，而且工件材料也是铸件加工铸件，所以刀具的磨钝标准和工序的一样。3.计算切削速度和工作台每分钟进给量Mz 根据简明机械制造工艺设计手册表14-10中公式计算：根据简明机械制造工艺设计手册表8-6，X52K型立式铣床主轴转速表，选择n=60r/min，则实际切削速度v=0.628m/s，工作台每分钟进给量为：Mz=0.252060=300mm/min。根据简明机械制造工艺设计手册表8-5，X52K型立式铣床工作台进给量，选择Mz=300mm/min，则实际的每齿进给量为fz=0.25mm。基本时间Tj=（公式6.4）基本时间：Tj=6.3 工序V切削用量及基本时间的确定本工序为加工418mm的孔，分为三个工步：6.3.1 钻8mm孔的切削用量及基本工时1.切削用量本工序为钻48mm的孔，选用直径为8mm的直柄麻花钻，l=117mm，1l=75mm，加工铸件的b不小于450MPa，选用Z525型立式钻床。1）确定钻头钻孔时的进给量 根据简明机械制造工艺设计手册表15-16，加工硬度为190HBS的铸铁时，查得钻孔时的进给量f=0.360.44mm/min，现取f=0.4mm/min。2）选择钻头磨钝标准及耐用度根据简明机械制造工艺设计手册，用高速钢钻头在铸铁上加工8mm孔，钻头后刀面最大磨损量0.8mm，钻头直径d=8mm，耐用度T=35min。确定切削速度和工作进给量f，根据简明机械制造工艺设计手册表14-6中公式计算：（公式6.5）=255.67r/min通过查阅Z525型钻床的参数表，选择n=195r/min。则实际的钻削速度v=0.123m/s，工作台每分钟进给量为f=0.52mm/min。2.基本时间 根据简明机械制造工艺设计手册表16-3，钻削时间为：（公式6.6）l=6mm l1=6.29mm l2=0mm基本时间Tj=0.138min6.3.2 扩18mm孔的切削用量及基本工时1.切削用量 本工序为扩18mm孔，选用直径18mm的直柄麻花钻，钻头的l=25mm，l1=4mm，加工铸件的b不小于450MPa，选用机床同上一工步。1）确定钻头钻孔时的进给量根据简明机械制造工艺设计手册表15-16，加工硬度为190HBS的铸铁，查得钻头钻孔时进给量f=7.8mm/min，现取f=7.8mm/min。2）确定切削速度和工作进给量f 根据简明机械制造工艺设计手册表14-6中式计算：v=25.3m/min n=250r/min。查阅Z525型钻床主轴转速表，选择n=195r/min，则实际钻削速度v=0.123m/s。选择f=0.13mm/min。2.基本时间根据简明机械制造工艺设计手册表16-3，高速钢钻头钻削时间为：L=117mm l1=75mm l2=0mmTj=0.11min6.3.3 锪平28mm选用的刀具为直径28mm的锪孔钻，v=0.041m/s，n=195r/min，f=7.8mm/min，l=6mm，l1=2mm，l3=0mm，基本时间6.4 工序的切削用量及基本时间的确定在本工序中要加工的内容为粗镗孔，包括65mm、85mm、100mm、110mm、76mm的孔，选用卧式镗床，并且选用专用夹具。1.确定镗孔的切削用量选用YT15硬质合金镗刀，镗刀的主偏角r=45,直径为20mm，其耐用度T=60min.其中：ap= f=0.1mm/r（公式6.7）选择镗床的转速n=760r/min=12.7r/s,则实际切削速度v=2.67m/s。2.确定基本时间粗镗65mm孔的基本时间：Tj1=粗镗85mm孔的基本时间：Tj2=粗镗100mm孔的基本时间：Tj3=粗镗110mm孔的基本时间：Tj4=粗镗76mm孔的基本时间：Tj5=6.5 工序的切削用量及基本时间的确定本工序的内容为精铣下端面，选用直径为200mm的硬质合金铣刀，l=45mm，齿数为20，选用X52K型立式铣床。1.确定每齿进给量fz 本工序中需保证的零件下底面粗糙度为Ra1.6um，根据简明机械制造工艺设计手册表8-5，X52K型立式铣床的功率为7.5KW，工艺系统刚性为中等，查得每齿进给量z=0.230.5mm/z，现取z=0.4mm/z。2.选择铣刀磨钝标准及耐用度根据简明机械制造工艺设计手册，用硬质合金端铣刀加工铸件，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.4mm，铣刀直径200mm，耐用度T=240mm。3.确定切削速度和工作台每分钟进给量Mz 根据简明机械制造工艺设计手册表2-17中公式计算：V=103.6m/s n=165r/min根据X52K型立式铣床参数表，选择n= 150r/min=2.5r/s，实际切削速度v=1.57m/s，工作台每分钟进给量为fz=0.041mm/z。基本时间Tj=6.6 工序的切削用量及基本时间的确定在本工序中要加工的内容为精镗孔，包括65mm、85mm、100mm、110mm、的孔，选用卧式镗床，并且选用专用夹具。1.确定切削用量所选用刀具为YT30硬质合金、主偏角r=45,直径为20mm的圆形镗刀，其耐用度T=60min，其中：ap=0.5mm f=0.04mm/r（公式6.7）根据简明机械制造工艺设计手册表8-22，选择n=1400r/min,则实际切削速度v=4.98m/s。2.基本时间的确定精镗65mm孔的基本时间：Tj1=精镗85mm孔的基本时间：Tj2=精镗100mm孔的基本时间：Tj3=精镗110mm孔的基本时间：Tj4=6.7 工序的切削用量及基本时间的确定本工序为加工宽7.3mm，深3.5mm的凹槽，选用高速钢切槽刀，主轴转速n=40r/min=0.67r/s,切削速度v=0.14m/s。6.8 工序的切削用量及基本时间的确定本工序为钻、扩 铰220mm的孔，本工序共分为三个工步：6.8.1 钻18mm孔的切削用量及基本工时1.切削用量本工序为用直径为18mm的莫式锥柄麻花钻钻18mm孔，钻头的其它参数为 l=228mm，1l=130mm，加工铸件的b不小于450MPa，选用Z525型立式钻床。1）确定钻头钻孔时的进给量查阅简明机械制造工艺设计手册表15-16，得加工硬度为190HBS的铸铁，钻头钻孔时进给量f=0.700.86mm/min，现取f=0.8mm/min。2）确定切削速度和工作进给量f根据公式6.5计算：根据简明机械制造工艺设计手册表8-16，选择n=140r/min，则实际钻削速度v=0.132m/s。根据简明机械制造工艺设计手册表15-16，选择f=0.8mm/r。2.基本时间 根据简明机械制造工艺设计手册表16-3，高速钢钻头钻削时间为：l=16.5mm l1=6.2mm l2=0mm基本时间Tj=6.8.2 扩直径19.8mm孔的切削用量及基本工时1.切削用量本工序为用直径19.8mm的锥柄扩孔钻扩19.8mm孔，钻头的其它参数为l=23.8mm，1l=140mm，加工铸件的b不小于450MPa，选用以上工序用的钻床。1）确定钻头钻孔时的进给量查阅简明机械制造工艺设计手册表15-16，得加工硬度为190HBS的铸铁，钻头钻孔时进给量f=0.700.86mm/min，现取f=0.8mm/min。2）确定切削速度和工作进给量f 根据表14-6中公式计算：v=10.74m/min n=172.18r/min。根据简明机械制造工艺设计手册表8-16，选择n=140r/min，则实际钻削速度v=0.132m/s。根据简明机械制造工艺设计手册表15-16，选择f=0.8mm/r。2.基本时间根据简明机械制造工艺设计手册表16-3，高速钢钻头钻削时间为：L=16.5mm l1=1.2mm l2=0mm基本时间：Tj4=6.8.3 绞孔至20mm孔的切削用量及基本工时本工序为用直径20mm为硬质合金锥柄铰刀绞20mm孔，铰刀的其它参数为l=228mm，1l=25mm，加工铸件的b不小于450MPa，选用Z525型立式钻床。1.确定钻头钻孔时的进给量根据简明机械制造工艺设计手册表15-18，查得加工硬度为190HBS的铸铁，钻头钻孔时进给量f=0.780.96mm/min，取f=0.8mm/min。2.选择钻头磨钝标准及耐用度根据简明机械制造工艺设计手册，用硬质合金锥柄铰刀铰20mm孔，钻头后刀面最大磨损量1mm，钻头直径d=20mm，耐用度T=60min。3.确定切削速度和工作进给量f 根据表14-6中公式计算：V=10.78m/min n=171.72r/min根据简明机械制造工艺设计手册表8-16，选择n= 140r/min,则实际钻削速度v=0.132m/s。根据简明机械制造工艺设计手册表15-16，选择f= 0.8mm/r。4.基本时间 根据简明机械制造工艺设计手册表16-3，高速钢钻头钻削时间为：L=16.5mm l1=1mm l2=0mm基本时间：Tj=6.9 工序切削用量及基本时间的确定本工序为钻孔、攻10M12mm螺纹，分两个工步进行加工：6.9.1 钻M12螺纹底孔至11mm本工序为钻M12螺纹底孔，选用直径为11mm的直柄麻花钻，高速钢钻头，钻头的其它参数为l=142mm，1l=94mm，加工铸件的b不小于450MPa，选用Z525型立式钻床。1.确定钻头钻孔时的进给量根据简明机械制造工艺设计手册表15-16，加工材料为铸铁，硬度为190HBS，查得钻头钻孔时进给量f=0.520.64mm/min，现取f=0.60 mm/min。2.确定切削速度和工作进给量f 根据简明机械制造工艺设计手册表14-6中公式计算：(公式6.5)式中Cv=6.6，Zv=0.4，Xv=0，Yv=0.5，m=0.2，d=11mm，kv=0.75，T=60min，f=0.6mm/min，ap=11mm。n=212.88r/min根据简明机械制造工艺设计手册表8-16，选择n=195r/min。根据Z525型钻床进给量简明机械制造工艺设计手册表15-16选择，f=0.48mm/min，则实际的进给量为f=0.48mm/min。4.基本时间根据简明机械制造工艺设计手册表16-3，高速钢钻头钻削时间为：Tj=L=6mm l1=5.19mm l2=0mm基本时间Tj=6.9.2 攻丝M12攻螺纹M12mm，计算得v=15m/min，ns=217r/min。根据简明机械制造工艺设计手册表8-13，选择：nW=185r/min，则v=13.4m/min。根据简明机械制造工艺设计手册表16-3，机动时间：l=10mm，l1=5mm，l2=3mm基本时间Tj=7 夹具设计在实际生产过程中，由于零件的外形尺寸以及机床工作台的限制，有些时候不能将零件直接固定到机床工作台上，而是需要一种便于零件在机床上装夹的连接装置，从而使工件相对于机床和刀具有一个正确的位置，并使零件在加工过程中保持这个位置不变。这样既可以提高劳动生产率，又能降低工人的劳动强度。7.1 机床夹具的组成1.定位装置 用来确定工件在夹具上的位置，如圆柱销。2.刀具导向元件 用来引导刀具相对于夹具定位装置的位置，如对刀块。3.夹紧机构 用来夹紧工件，保证与定位元件不发生相对移动，如压板、螺栓、螺母等。4.连接元件 用来确定工件在机床上的位置并与机床连接。5.夹具体 将夹具的各个元件起来连接，使其成为一个整体，并通过其将夹具安装在机床上。7.2 机床夹具的分类1.通用夹具：这类夹具由于具有通用性，所以称其为通用夹具。如车床上用的三爪卡盘、顶尖、虎钳、分度头等。2.专用夹具：这类夹具是针对某一工件加工时的某些特定工序而设计的，专用夹具多用于批量生产。3.可调整夹具 ：这类夹具的某些组成元件可以更换，以适应不同零件的加工。4.组合夹具：这种类型的夹具装置是基于零件的加工要求，可从一组标准化的夹具元件中选择一部分便于零件加工的模块，具有极大的可变性。5.随行夹具： 这是在柔性制造系统中使用的夹具，工件安装在一个托板中，除了将工件夹紧和定位的光洁度，还搭载工件由输送装置发送到设备和机器，并在设备上进行定位和夹紧。7.3 问题的提出本夹具主要是粗铣阀腔零件的上端面，粗糙度要求为Ra6.3um，这个端面对下端面有一定的平行度要求，但是在本工序之前，只进行了粗加工下端面这一工序，下端面上的4个18mm的螺栓孔都还没有加工出来，而且零件的侧壁上也没有其他定位孔，不能进行夹紧和固定，所以只能通过下端面来进行定位和夹紧。7.4 夹具设计7.4.1 定位基准的选择由零件图可知，上端面相对于下端面有平行度要求，mm，mm，mm，mm的孔相互之间有平行度要求，上端面面有10M的螺纹孔，阀腔通过螺纹孔与其它零件进行连接，因此螺纹孔应与前面所述的孔保持平行，螺纹孔加工时以上端面为基准，所以上端面加工时需保证与下端面的平行度。在夹具底板上，设计了定位销，防止工件在前后和左三个方向发生位移，在底板中心设计了能与零件下底面65mm的毛坯孔配合的凸台，防止零件在右方向上的移动。如下图所示：图7.1图 夹紧机构的选择工件在夹紧的过程中必须能够保持工件定位时的位置，而且夹紧力必须适当，既不能因为夹紧力太大而损坏工件，也不能因为夹紧力太少而起不到夹具的作用。夹紧装置操作起来应该方便和安全，并且能够适应生产批量和生产方式。因为阀腔在X和Y方向均通过地面上的U形槽进行定位，只需在Z方向进行夹紧，所以选用螺栓螺母夹紧，配合开口垫圈增大受力面积。1.切削力及夹紧力计算：铣上端面的刀具为硬质合金端铣刀，直径为200mm，z=20其中：CF=30，ap=,8mm，xF=1.0，Yf =0.65，fZ=0.25mm，qF=0.83，z=20，WF=0代入上式可得F=889.4N计算切削力时，须考虑安全系数安全系数K=K1K2K3K4其中：基本安全系数K1=1.5加工性质系数K2=1.1刀具钝化系数K3=1.1断续切削系数K4=1.1安全系数K=1.9965F=KF=1776N2.夹紧力F1的计算：选用夹紧螺栓夹紧 夹紧力F1=N(f1+f2)，由F1= KFH得：（f为夹紧接触面的摩擦系数，f1=f2=0.25），则N=3552N夹紧螺栓的直径为16mm。b=600MPa s=0.8 b=480MPa螺钉疲劳极限 -1=0.32