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转向控制阀上盖加工工艺与专用机床夹具设计【2套夹具】【车+钻】【10张CAD图纸】【优秀】

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关键词：: 转向控制阀上盖加工工艺专用机床夹具设计车+钻 cad图纸 2套夹具

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转向控制阀上盖加工工艺与专用机床夹具设计【2套夹具】【车+钻】

51页20000字数+说明书+任务书+开题报告+10张CAD图纸【详情如下】

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摘　　要

本次毕业设计题目为转向控制阀上盖加工工艺与专用机床夹具设计。设计中在分析转向控制阀上盖结构和工艺特点的基础上，确定毛坯的类型与尺寸，拟定加工工艺路线，应用计算法和查表法确定加工表面的加工余量，计算各工序的切削用量，从而制定一套适合车辆转向控制阀加工的工艺规程。在设计完成工艺规程后，为了方便和优化转向控制阀上盖的加工，通过具体的加工步骤完成了对其车削加工时的车床夹具的设计和钻铰用量的计算。设计中详尽阐述车床夹具和车床夹具的设计思路和具体方案，并用AutoCAD绘制了两套套完整的夹具图纸。

关键词：转向控制阀上盖；工艺规程；定位；夹紧；车床夹具；钻床夹具

ABSTRACT

This paper presents how to make the production process of distributing valve’s cover and how to design the lathe fixture. On the basis of analysing the structure and the process characteristics of the distributing valve’s cover,it definites the type and size of rough,draws out processing route,uses numeration and querying method to definite the machining allowance of surface,and counts machining data of evey process,so it draws out a set of the produtiong process of distributing valve’s cover.After completing the production process,it designs the lathe fixture and calculation of the amount of drilling hinge for easy to process the cover.It goes into the design solutions,and uses AutoCAD to draw a set of complete drawing of lathe fixture.

Key words: Drilling jig ；Production process; Location; Clamping； Lathe fixture；

摘　　要I

ABSTRACTII

第1章绪　　论1

1.1 研究的目的及意义1

1.2 研究对象2

1.3 国内外研究现状2

1.4 本研究课题的内容3

第2章零件的分析5

2.1 转向控制阀上盖的作用5

2.2 零件的工艺分析5

2.2.1 某汽车的生产纲领和生产类型5

2.2.2 零件结构的机械加工工艺性6

2.2.3 零件结构的装配工艺性7

2.2.4 转向控制阀上盖的技术要求7

2.3 本章小结8

第3章转向控制阀上盖工艺规程的编制9

3.1 定位基准的选择9

3.2 工艺路线的制定10

3.3 机械加工余量及工序尺寸的确定11

3.3.1 加工余量的概述11

3.3.2 计算法确定孔各工序加工余量13

3.3.3 查表法确定加工余量16

3.4 切削用量的确定18

3.4.1 切削用量的选择原则18

3.4.2 车削用量的选择计算20

3.5 本章小结22

第4章车床夹具的设计23

4.1 车床夹具的概述：23

4.1.1 机床夹具的作用23

4.1.2 机床夹具的组成23

4.1.3 车床夹具的设计特点24

4.2 车床夹具的设计思想24

4.2.1 车床夹具设计的要求24

4.2.2 车床夹具的设计方案24

4.2.3 夹具的主要零件动作及原理26

4.3 夹具定位元件与定位精度27

4.3.1 工件加工时限制的自由度27

4.3.2 定位元件的尺寸公差28

4.3.3 定位误差的分析计算28

4.4 切削力的分析计算29

4.4.1 切削加工时的切削力29

4.4.2 半精车左端工序中切削力计算公式参数29

4.4.3 车削的切削力30

4.4.4 切削功率的计算30

4.5 夹紧力的计算31

4.5.1 车削力，工件受力图31

4.5.2 由理论力学知识分析计算32

4.5.3 确定使用夹紧力32

4.5.4 确定汽缸直径33

4.6 强度校核33

4.7 夹具设计技术要求34

4.7.1 夹具的技术要求34

4.7.2 夹具的装配顺序说明35

4.7.3 气动夹紧的动力装置35

4.8 本章小结35

第5章钻床夹具的设计36

5.1 主要工序的安排36

5.2 钻铰用量的计算37

5.2.1. 钻削用量37

5.2.2. 铰削用量39

5.3 切削力的计算41

5.4 钻套设计41

5.5 本章小结42

结论43

参考文献44

致谢46

1.1 研究的目的及意义

机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程是一个重要而又严肃的工作。这就要求技术人员从生产实际出发，理论联系实际，和工人结合起来，才能做好这一工作，意义如下。

（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。对于大批量生产的工厂，由于生产组织严密，分工细致，因此要求工艺规程比较详细，才能便于组织和指导生产。对于单件，小批量生产的工厂，生产分工比较粗糙，制订工艺规程也相应可以简单些。但无论生产规模的大小，都必须有工艺规程，否则生产调度，技术准备，关键技术研究都无法安排，生产将陷入混乱。另外，由于工艺规程是技术指导性围歼，在处理生产上各种问题时，是全厂人员共同的依据，如发生质量问题，可按工艺规程的要求来明确各有关生产单位的责任。工艺规程依然是技术制导性文件，但它不是不能改动，可以根据生产实际情况进行修改，但必须有严格的审批手续。

（2）工艺规程是进行组织生产，做好生产技术准备的主要文件。对于原有工厂，当进行新产品试生产时，首先要制订零件的机械加工工艺规程及其他工艺规程，从而知道零件的加工要经过哪些车间，哪些设备，需要多少工人和生产面积，要购买或自制哪些工艺装备，以及要开展哪些关键技术课题的研究。

（3）在工艺规程付诸实现的过程中，可以根据时间结果，不断地总结积累经验，因此，有了工艺规程，就便于总结和积累生产经验[1]。1.4 本研究课题的内容

本次设计正文部分总共分为三大部分，分别为零件的分析，转向控制阀工艺规程的编制和专用车床夹具的设计。

（1）零件的分析

对转向控制阀主要有以下分析：

1）研究对象转向控制阀的作用与结构分析。

2）零件的工艺分析，包括生产纲领、生产类型的计算，毛坯的确定，零件结构的机械加工工艺性，零件的装配工艺性，零件的技术要求分析等。在这部分中，对零件进行了详细阐述，为下一部分的设计内容做了充足的准备。

（2）转向控制阀工艺规程的编制

零件的工艺规程的编制，工艺规程编制的作用与意义如前所述，在这一部分中，主要解决的问题有：定位基准的选择，工艺路线的制定，应用计算法与查表法确定机械加工余量与工序尺寸，最后为切削用量的确定。这部分中，计算量较大，需查阅大量的相关书籍与工艺手册，结合金工实习时候的零件加工的经验，借鉴参考别人的方法，仔细计算分析每一过程。

（3）专用车床夹具的设计

这部分分中详细论述了车床夹具的组成原理与特点，根据零件结构与工艺性能提出设计方案，然后对方案进行详细的分析，包括原理与结构动作的分析，最后对其进行计算分析，包括定位元件的尺寸公差，定位误差的分析计算，切削力的分析计算，夹紧力的分析计算，强度校核。在这一部分中，借鉴《金属切削夹具设计图册》，结合零件的结构特点，设计出本专用车床夹具，查阅《机械加工工艺手册》确定夹具各构件的尺寸，最后计算切削力，夹紧力并校核强度。

结论

本次毕业设计的题目是汽车转向控制阀上盖工艺规程编制及车床夹具设计。转向控制阀上盖工艺规程的编制是为了更好的规划加工之前的人力和物力的投入，并指导操作工人对转向控制阀上盖的机械加工过程和步骤。对其车床夹具进行设计这可以更精确地使工件定位，为后续加工提供更精准的定位表面，提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。

设计中主要完成以下任务：首先了解转向控制阀上盖的作用，分析了零件的结构及其工艺特点。在此基础上分析确定了转向控制阀上盖的加工工艺过程，对转向控制阀上盖在加工中的定位方案、基准选择及工序安排做了较为完善的分析，制定一套适合车辆转向控制阀上盖加工的工艺规程。对加工余量、工序尺寸、公差进行了理论上计算，对工艺过程的一些尺寸链进行了换算，分析了各工序所能达到的尺寸、公差，从而计算各工序的切削用量。在设计完成工艺规程后，为了方便和优化转向控制阀上盖的加工，通过具体的加工步骤完成了对其车削加工时的车床夹具的设计。在设计夹具中，分析了切削力，并计算出最大切削力，由此确定夹紧力的大小，还分析了定位精度。设计的夹具尽量采用结构简单的形式、紧凑、重量轻。并要运用AutoCAD软件绘制夹具装配图、夹具体图和夹具各部分零件图。

本次设计所应用的图纸全部是由AutoCAD软件来画，增加了制图的质量。通过对加工余量，切削用量的计算分析及查表，学到了研究和收集技术资料的方法，增强了查阅手册、图表、有关参考书的能力。对设计方面的知识有了初步的了解。

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内容简介：: SY-025-BY-2毕业设计任务书学生姓名柳明系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07- 班指导教师姓名石美玉职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称转向控制阀上盖加工工艺与专用机床夹具设计一、设计（论文）目的、意义车辆工程专业主要培养汽车设计制造方面的应用型人才，进行汽车零件加工工艺规程与专用机床夹具设计，能使学生综合运用所学专业知识，如机械制图、测量与公差配合、金属材料与热处理、工程力学、机械制造基础、机械设计、汽车设计、汽车制造工艺等，通过理论联系实际，使这些知识得到进一步巩固、加深和拓展，熟悉机械加工工艺规程编制、机床夹具设计的方法，培养学生设计能力和解决实际问题的能力，对CAD绘图、运用设计资料（如手册、图册、技术标准、规范等）以及进行经验估算等技能得到综合训练，力求设计合理，理论联系实际，设计手段具有一定的先进性。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）设计内容：1.选题的背景、目的及意义；2.分析转向控制阀上盖零件图和绘制毛坯图；3.制定零件加工工艺路线；4.进行工序设计；5.制定二套夹具设计方案；6.绘制夹具图纸；7.编写设计说明书。技术要求：1.明确设计内容和要求；2.熟悉教材和相关设计指导书，准备设计资料和手册等；3.熟悉绘图软件，提高识图和绘图能力；4.合理制定转向控制阀上盖零件成批生产的工艺路线；5.合理设计工序，具有工艺尺寸链计算能力；7.设计二套典型专用机床夹具，具有定位误差分析计算的能力；8.绘制夹具装图和非标准零件图；9.设计应理论联系实际，不断发现问题解决问题，方案正确、计算准确、设计合理、图纸及撰写规范。三、设计（论文）完成后应提交的成果转向控制阀上盖零件图一张，转向控制阀上盖加工工艺规程一套，转向控制阀上盖加工专用机床夹具二套；CAD绘制专用机床夹具装配图、零件图折合0号图纸3张以上，设计说明书15000字以上。四、设计（论文）进度安排（1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告第12周（2.283.11）（2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制图纸草图第35周（3.144.1）（3）理论联系实际、分析问题、解决问题，完成分析零件图和绘制毛坯图、制定转向控制阀上盖加工工艺路线、进行工序设计、制定夹具设计方案、CAD绘制夹具装配图等部分设计内容，中期检查第68周（4.44.22）（4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改第912周(4.255.20)（5）评阅教师评阅、学生修改第13周（5.235.27）（6）毕业设计预答辩第14周（5.306.3）（7）毕业设计修改第1516周（6.66.17）（8）毕业设计答辩第17周（6.206.24）五、主要参考资料1.汽车制造工艺学2.机械制造工艺学3.机械制造工艺学课程设计指导书4.机床夹具设计手册5.机械加工工艺手册6.机械制造工艺学简明设计手册7.东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学编.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社8.机床夹具设计图册9.机床夹具设计与制造10.画法几何及工程制图11.切削用量简明手册12.网络资源，超星数字图书馆13.近几年相关专业CNKI网络期刊等六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日SY-025-BY-10优秀毕业设计（论文）推荐表题目转向控制阀上盖加工工艺与专用机床夹具设计类别毕业设计学生姓名柳明系、专业、班级汽车与交通工程学院车辆工程B07-3班指导教师石美玉职称教授设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）：系部公章：年月日备注：注：“类别”栏填写毕业论文或毕业设计毕业设计开题报告设计（论文）题目: 转向控制阀上盖的加工工艺及专用机床夹具设计院系名称: 汽车与交通工程学院专业班级: 车辆工程07-3班学生姓名: 柳明导师姓名: 石美玉开题时间: 2011年3月14号指导委员会审查意见：签字：年月日SY-025-BY-9毕业设计（论文）成绩评定表学生姓名柳明性别男系部汽车与交通工程学院专业车辆工程班级07-3班设计（论文）题目转向控制阀上盖加工工艺与专用机床夹具设计指导教师姓名职称指导教师评分（X）评阅教师姓名职称评阅教师评分（Y）答辩组组长职称答辩组评分（Z）毕业设计（论文）成绩百分制五级分制答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）：系部公章：年月日注：1、指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩百分制=0.3X+0.2Y+0.5Z 2、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。SY-025-BY-6毕业设计指导教师评分表学生姓名柳明系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆07-3指导教师姓名石美玉职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称转向控制阀上盖加工工艺与专用机床夹具设计序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力205计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）106插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）58科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度10得分 X= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度：好较好一般较差很差研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少规范性：好较好一般较差很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好较好一般较差很差其他：指导教师签字：年月日机械加工工序卡片工序名称粗车右端工序号1零件名称转向控制阀上盖工序名称粗车右端材料牌号QT450-10GB1348-88名称卧式车床机械性能b450MPaHBS160210设备型号CA6140工时定额 (分)夹具单件名称专用夹具准备终结代号冷却液名称牌号工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1粗车端面YG6专用量具11.40.303201.832粗车定位孔YG6量规10.70.403201.343粗车端面YG610.60.403201.344倒角YG613205粗车车孔YG610.60.403201.02设计者柳明指导教师石美玉编制日期共10页第 1 页机械加工工序卡片工序名称粗车右端工序号2零件名称转向控制阀上盖工序名称粗车左端材料牌号QT450-10GB1348-88名称卧式车床机械性能b450MPaHBS160210设备型号CA6140工时定额 (分)夹具单件名称专用夹具准备终结代号冷却液名称牌号工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1粗车端面YG6专用量具11.20.303201.352粗车YG6卡规10.70.303201.353粗车孔YG6塞尺 1 0.7 0.303200.824倒角YG615倒角YG61 6粗车端面YG61 0.3 320 1.85设计者柳明指导教师石美玉编制日期共10页第 2 页机械加工工序卡片工序名称粗车右端工序号3零件名称转向控制阀上盖工序名称正火材料牌号QT450-10GB1348-88名称机械性能b450MPaHBS160210设备型号工时定额 (分)夹具单件名称准备终结代号冷却液名称牌号工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）设计者柳明指导教师石美玉编制日期共10页第 3页机械加工工序卡片工序名称粗车右端工序号4零件名称转向控制阀上盖工序名称半精车右端材料牌号QT450-10GB1348-88名称卧式车床机械性能b450MPaHBS160210设备型号CA6140工时定额 (分)夹具单件名称专用夹具准备终结代号冷却液名称牌号工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1半精车端面YG6专用量具10.40.303201.832半精车平面YG6专用量具10.40.303201.343半精车内孔表面YG6塞规 10.4 0.203201.344半精车内孔表面YG6塞规10.31.025 倒角0.5X45YG6 1 6 倒角2X45YG6 1设计者柳明指导教师石美玉编制日期共10页第 4 页机械加工工序卡片工序名称粗车右端工序号5零件名称转向控制阀上盖工序名称半精车左端材料牌号QT450-10GB1348-88名称卧式车床机械性能b450MPaHBS160210设备型号CA6140工时定额 (分)夹具单件名称专用夹具准备终结代号冷却液名称牌号工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1半精车端面YG6专用量具10.60.303201.342半精车端面YG6专用量具10.60.303201.603半精车内孔YG6塞规10.40.308001.674半精车凸外圆表面YG6卡规10.40.303201.345 倒角0.5X15YG616倒角1X45YG61 设计者柳明指导教师石美玉编制日期共10页第 5页机械加工工序卡片工序名称粗车右端工序号6零件名称转向控制阀上盖工序名称精车右端材料牌号QT450-10GB1348-88名称卧式车床机械性能b450MPaHBS160210设备型号CM6132工时定额 (分)夹具单件名称专用夹具准备终结代号冷却液名称牌号工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1精车端面YG6专用量具10.200.104001.672精车平面YG6专用量具10.200.104001.673 精车内孔YG6塞规10.150.104001.674 倒角YG615 倒角YG61 设计者柳明指导教师石美玉编制日期共10页第 6页机械加工工序卡片工序名称粗车右端工序号7零件名称转向控制阀上盖工序名称精车左端材料牌号QT450-10GB1348-88名称卧式车床机械性能b450MPaHBS160210设备型号CM6132工时定额 (分)夹具单件名称专用夹具准备终结代号冷却液名称牌号工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1精车端面YG6专用量具10.20.104001.672精车端面YG6专用量具10.20.104002.203精车外圆表面YG6卡规10.20.104001.674精车内孔表面YG6塞规10.150.158001.675倒角YG616倒角YG61 设计者柳明指导教师石美玉编制日期共10页第 7 页机械加工工序卡片工序名称粗车右端工序号8零件名称转向控制阀上盖工序名称钻孔，铰孔材料牌号QT450-10GB1348-88名称立式车床机械性能b450MPaHBS160210设备型号Z525工时定额 (分)夹具单件名称专用夹具准备终结代号冷却液名称牌号工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1钻孔高速钢麻花钻头10.43920.382扩孔高速钢扩孔钻塞规11.00.73920.383铰孔高速钢扩孔钻塞规10.150.71950.25设计者柳明指导教师石美玉编制日期共10页第 8 页机械加工工序卡片工序名称粗车右端工序号9零件名称转向控制阀上盖工序名称钻丝，攻丝材料牌号QT450-10GB1348-88名称摇臂钻床机械性能b450MPaHBS160210设备型号Z37工时定额 (分)夹具单件名称专用夹具准备终结代号冷却液名称牌号工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1钻孔高速钢麻花钻头10.362800.182锪孔高速钢锪孔钻头10.12800.183攻丝丝锥11.262800.18设计者柳明指导教师石美玉编制日期共10页第 9 页机械加工工序卡片工序名称粗车右端工序号10零件名称转向控制阀上盖工序名称钻孔，攻丝材料牌号QT450-10GB1348-88名称台式钻床机械性能b450MPaHBS160210设备型号Z515工时定额 (分)夹具单件名称专用夹具准备终结代号冷却液名称牌号工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1钻孔锥柄高速钢麻花钻10.363200.22攻丝丝锥11.4173200.2设计者柳明指导教师石美玉编制日期共10页第 10 页机械加工工序卡片工序名称粗车右端工序号11零件名称转向控制阀上盖工序名称清理材料牌号QT450-10GB1348-88名称机床机械性能b450MPaHBS160210设备型号工时定额 (分)夹具单件名称准备终结代号冷却液名称牌号工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1清理飞边，毛刺锥柄高速钢麻花钻10.363200.2设计者柳明指导教师石美玉编制日期共10页第 11页机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称分配阀上盖零件名称共1页第1页材料牌号QT450-10毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备备注1粗车右端粗车端面，粗车定位孔，粗车端面，倒角，粗车车孔CA6140专用量具，量规，塞规2粗车左端粗车端面，粗车，粗车孔，倒角，倒角，粗车端面CA6140专用量具，量规，塞规3正火4半精车右端半精车端面，半精车平面，半精车内孔表面，半精车内孔表面，倒角0.5X45，倒角2X45CA6140专用量具，塞规5半精车左端半精车端面，半精车端面，半精车内孔，半精车凸外圆表面，倒角0.5X15，倒角1X45CA6140专用量具，量规，塞规，卡规6精车右端精车端面，精车平面，精车内孔，倒角，倒角 CM6132专用量具，塞规7精车左端精车端面，精车端面，精车外圆表面，精车内孔表面，倒角，倒角 CM6132专用量具，量规，塞规，卡规8钻孔，铰孔钻孔，扩孔，铰孔Z525高速钢麻花钻头，高速钢扩孔钻，高速钢铰孔钻，塞规9钻丝，攻丝钻孔，锪孔，攻丝Z37高速钢麻花钻头，高速钢锪孔钻头10钻孔，攻丝钻孔，攻丝Z515锥柄高速钢麻花钻11清理清理飞边，毛刺12131415 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期毕业设计答辩评分表学生姓名柳明专业班级车辆工程07-3班指导教师石美玉职称教授题目转向控制阀上盖加工工艺与专用机床夹具设计答辩时间月日时答辩组成员姓名出席人数序号评审指标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度102设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力103应用文献资料、计算机、外文的能力104设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）、实用性、科学性和创新性155毕业设计答辩准备情况56毕业设计自述情况207毕业设计答辩回答问题情况30总分 Z= 答辩过程记录、评语：自述思路与表达能力：好较好一般较差很差回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：答辩组长签字：年月日SY-025-BY-7毕业设计评阅人评分表学生姓名柳明专业班级车辆工程07-3班指导教师姓名石美玉职称教授题目转向控制阀上盖加工工艺与专用机床夹具设计序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力255计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）156插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）5得分 Y= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）评阅人签字：年月日毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-3班指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称转向控制阀上盖加工工艺与专用机床夹具设计一、课题研究现状、选题目的和意义1. 课题研究现状制造技术是一个永恒的主题，是设想、概念、科学技术物化的基础和手段，是国家经济与国防势力的体现，是国家工业化的关键。世界上制造技术比较强的国家都是非常重视工艺的，众所周知，德国、日本、美国、英国、意大利等国的制造技术比较发达。产品质量上乘。机械制造科学技术的发展主要沿着“广义制造”或称大制造的方向发展，可以分为四个方面，即现代设计技术，现代成形和改性技术，现代加工技术，制造系统和管理技术。当前，发展的重点是创新设计、并行设计、现代成形与改性设计、材料成形过程仿真和优化、高速和超高速加工、精密工程与纳米技术、数控加工技术、集成制造技术、虚拟制造技术、协同制造技术和工业工程等。夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高。制造技术是各行各业发展的基础和关键，国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔34年就要更新5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用。机床夹具又是一种不可或缺的工艺装备，它直接影响着产品的加工精度，劳动生产率和制造成本，因此机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有及其重要地位。当前我国是一个制造大国，世界制造中心将可能转移到中国，这对我国的制造业是一个机遇和挑战。要形成我们自己的世界制造中心就必须掌握先进的制造技术，掌握核心技术，要有很高的制造技术水平，才能从制造大国成为制造强国。2. 选题目的和意义机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程是一个重要而又严肃的工作。这就要求技术人员从生产实际出发，理论联系实际，和工人结合起来，才能做好这一工作，意义与作用如下（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。对于大批量生产的工厂，由于生产组织严密，分工细致，因此要求工艺规程比较详细，才能便于组织和指导生产。对于单件，小批量生产的工厂，生产分工比较粗糙，制订工艺规程也相应可以简单些。但无论生产规模的大小，都必须有工艺规程，否则生产调度，技术准备，关键技术研究都无法安排，生产将陷入混乱。另外，由于工艺规程是技术指导性围歼，在处理生产上各种问题时，是全厂人员共同的依据，如发生质量问题，可按工艺规程的要求来明确各有关生产单位的责任。工艺规程依然是技术制导性文件，但它不是不能改动，可以根据生产实际情况进行修改，但必须有严格的审批手续。（2）工艺规程是进行组织生产，做好生产技术准备的主要文件。对于原有工厂，当进行新产品试生产时，首先要制订零件的机械加工工艺规程及其他工艺规程，从而知道零件的加工要经过哪些车间，哪些设备，需要多少工人和生产面积，要购买或自制哪些工艺装备，以及要开展哪些关键技术课题的研究。（3）在工艺规程付诸实现的过程中，可以根据时间结果，不断地总结积累经验，因此，有了工艺规程，就便于总结和积累生产经验。制造技术是各行各业发展的基础和关键，而在制造业中，机床夹具又是不可或缺的工艺装备，它直接影响着产品的加工精度，劳动生产率和制造成本。因此机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要地位。工件在切削加工前必须在机床上占有一个正确的位置，才能使加工后达到工序加工的要求。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1.设计（论文）的基本内容（1）零件的分析对转向控制阀主要有以下分析：a.研究对象转向控制阀的作用与结构分析。b.零件的工艺分析，包括生产纲领、生产类型的计算，毛坯的确定，零件结构的机械加工工艺性，零件的装配工艺性，零件的技术要求分析等。在这部分中，对零件进行了详细阐述，为下一部分的设计内容做了充足的准备。（2）转向控制阀工艺规程的编制零件的工艺规程的编制，工艺规程编制的作用与意义如前所述，在这一部分中，主要解决的问题有：定位基准的选择，工艺路线的制定，应用计算法与查表法确定机械加工余量与工序尺寸，最后为切削用量的确定。这部分中，计算量较大，需查阅大量的相关书籍与工艺手册，结合金工实习时候的零件加工的经验，借鉴参考别人的方法，仔细计算分析每一过程。（3）专用车床夹具的设计这部分分中详细论述了车床夹具的组成原理与特点，根据零件结构与工艺性能提出设计方案，然后对方案进行详细的分析，包括原理与结构动作的分析，最后对其进行计算分析，包括定位元件的尺寸公差，定位误差的分析计算，切削力的分析计算，夹紧力的分析计算，强度校核。在这一部分中，借鉴金属切削夹具设计图册，结合零件的结构特点，设计出本专用车床夹具，查阅机械加工工艺手册确定夹具各构件的尺寸，最后计算切削力，夹紧力并校核强度。2解决的主要问题根据给出的技术数据要求和工作要求对汽车动力转向系中转向控制阀上盖进行加工工艺规程编制，并且完成车床夹具的设计；同时运用AutoCAD绘图软件完成对转向控制阀上盖的零件图和夹具的绘制。由提供的技术数据，通过查找有关加工工艺及其车床夹具设计方面的资料，了解转向控制阀的结构、材料、受力方式和情况以及目前常用的机械加工方式和车床夹具形式。通过对资料的研究，结合转向控制阀的实际作用与用途，明确进一步研究的方法。通过对转向控制阀的结构工艺性及加工工艺过程的分析，参考以往类似零件加工的工艺，制定一套适合车辆转向控制阀加工的工艺规程。并要用公式法计算出两种不同加工方法的切削用量，还要完成用计算法计算一个重要表面各工序的加工余量技术要求。在设计完成工艺规程后，为了方便和优化转向控制阀的加工，还要通过具体的加工步骤来完成对其车削加工时的车床夹具的设计，详尽阐述车床夹具的设计思路和具体方案。三、技术路线（研究方法）研究转向控制阀的作用与结构分析零件的工艺分析零件结构的机械加工工艺性生产纲领、生产类型的工艺分析零件的工艺规程的编制零件加工的专用夹具设计CAD绘图设计说明书的完成四、进度安排（1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告第12周（2.283.11）（2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制图纸草图第35周（3.144.1）（3）理论联系实际、分析问题、解决问题，完成分析零件图和绘制毛坯图、制定转向控制阀上盖加工工艺路线、进行工序设计、制定夹具设计方案、CAD绘制夹具装配图等部分设计内容，中期检查第68周（4.44.22）（4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改第912周(4.255.20)（5）评阅教师评阅、学生修改第13周（5.235.27）（6）毕业设计预答辩第14周（5.306.34）（7）毕业设计修改第1516周（6.66.17）（8）毕业设计答辩第17周（6.206.24）五、参考文献1 韩广利，曹文杰.机械加工工艺学基础.天津：天津大学出版社，2005.1241402 焦小明，孙庆群.机械加工技术.北京：机械工业出版社，2005.5494.1392033 秦国华，张卫红.机床夹具的现代设计方法.北京：航空工业出版社，2006.294 李昌年.机床夹具设计与制造.北京：机械工业出版社，2006.715.1571885 林家让.汽车构造（底盘篇）.北京：电子工业出版社，2004.1321376 王先逵.机械制造工艺学.第二版.北京：机械工业出版社，2006.142.2592857 纪常伟，冯能莲.汽车构造.北京：人民交通出版社，2005.79838 王宝玺，贾庆祥.汽车制造工艺学.北京：机械工业出版社，2007.1151.2252539 林家让.汽车构造（底盘篇）.北京：电子工业出版社 2004.1 13213710 朱辉，曹桄等.画法几何及工程制图.第五版.上海：上海科学技术出版社，2004.8 11 王宝玺，贾庆祥.汽车制造工艺学,第三版.北京：机械工业出版社，2007.3 22525312 邓文艾.金属工艺学（上册）.北京：高等教育出版社，2006.3 283013 庞学慧，武文革，成云平.互换性与测量技术基础.北京：国防工业出版社，2006.7 62514王跃进,李勇.转向控制阀的分析与应用.通用机械,2005.3.3015孙祖明.转向控制阀.浙江万达汽车方向机有限公司2005.3.316刘滨生.车床夹具及其使用方法.黑龙江科技信息2010.717马飞跃.车床夹具设计分析.机电信息2009.318A Clamping Design Approach for Automated Fixture Design .Int J Adv Manuf Technol (2001) 18:784789六、备注指导教师意见：签字：年月日黑龙江工程学院本科生毕业设计摘要本次毕业设计题目为转向控制阀上盖加工工艺与专用机床夹具设计。设计中在分析转向控制阀上盖结构和工艺特点的基础上，确定毛坯的类型与尺寸，拟定加工工艺路线，应用计算法和查表法确定加工表面的加工余量，计算各工序的切削用量，从而制定一套适合车辆转向控制阀加工的工艺规程。在设计完成工艺规程后，为了方便和优化转向控制阀上盖的加工，通过具体的加工步骤完成了对其车削加工时的车床夹具的设计和钻铰用量的计算。设计中详尽阐述车床夹具和车床夹具的设计思路和具体方案，并用AutoCAD绘制了两套套完整的夹具图纸。关键词：转向控制阀上盖；工艺规程；定位；夹紧；车床夹具；钻床夹具黑龙江工程学院本科生毕业设计ABSTRACTThis paper presents how to make the production process of distributing valves cover and how to design the lathe fixture. On the basis of analysing the structure and the process characteristics of the distributing valves cover,it definites the type and size of rough,draws out processing route,uses numeration and querying method to definite the machining allowance of surface,and counts machining data of evey process,so it draws out a set of the produtiong process of distributing valves cover.After completing the production process,it designs the lathe fixture and calculation of the amount of drilling hinge for easy to process the cover.It goes into the design solutions,and uses AutoCAD to draw a set of complete drawing of lathe fixture.Key words: Drilling jig ；Production process; Location; Clamping； Lathe fixture； I目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1 研究的目的及意义11.2 研究对象21.3 国内外研究现状21.4 本研究课题的内容3第2章零件的分析52.1 转向控制阀上盖的作用52.2 零件的工艺分析52.2.1 某汽车的生产纲领和生产类型52.2.2 零件结构的机械加工工艺性62.2.3 零件结构的装配工艺性72.2.4 转向控制阀上盖的技术要求72.3 本章小结8第3章转向控制阀上盖工艺规程的编制93.1 定位基准的选择93.2 工艺路线的制定103.3 机械加工余量及工序尺寸的确定113.3.1 加工余量的概述113.3.2 计算法确定孔各工序加工余量133.3.3 查表法确定加工余量163.4 切削用量的确定183.4.1 切削用量的选择原则183.4.2 车削用量的选择计算203.5 本章小结22第4章车床夹具的设计234.1 车床夹具的概述：234.1.1 机床夹具的作用234.1.2 机床夹具的组成234.1.3 车床夹具的设计特点244.2 车床夹具的设计思想244.2.1 车床夹具设计的要求244.2.2 车床夹具的设计方案244.2.3 夹具的主要零件动作及原理264.3 夹具定位元件与定位精度274.3.1 工件加工时限制的自由度274.3.2 定位元件的尺寸公差284.3.3 定位误差的分析计算284.4 切削力的分析计算294.4.1 切削加工时的切削力294.4.2 半精车左端工序中切削力计算公式参数294.4.3 车削的切削力304.4.4 切削功率的计算304.5 夹紧力的计算314.5.1 车削力，工件受力图314.5.2 由理论力学知识分析计算324.5.3 确定使用夹紧力324.5.4 确定汽缸直径334.6 强度校核334.7 夹具设计技术要求344.7.1 夹具的技术要求344.7.2 夹具的装配顺序说明354.7.3 气动夹紧的动力装置354.8 本章小结35第5章钻床夹具的设计365.1 主要工序的安排365.2 钻铰用量的计算375.2.1. 钻削用量375.2.2. 铰削用量395.3 切削力的计算415.4 钻套设计415.5 本章小结42结论43参考文献44致谢46第1章绪论1.1 研究的目的及意义机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程是一个重要而又严肃的工作。这就要求技术人员从生产实际出发，理论联系实际，和工人结合起来，才能做好这一工作，意义如下。（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。对于大批量生产的工厂，由于生产组织严密，分工细致，因此要求工艺规程比较详细，才能便于组织和指导生产。对于单件，小批量生产的工厂，生产分工比较粗糙，制订工艺规程也相应可以简单些。但无论生产规模的大小，都必须有工艺规程，否则生产调度，技术准备，关键技术研究都无法安排，生产将陷入混乱。另外，由于工艺规程是技术指导性围歼，在处理生产上各种问题时，是全厂人员共同的依据，如发生质量问题，可按工艺规程的要求来明确各有关生产单位的责任。工艺规程依然是技术制导性文件，但它不是不能改动，可以根据生产实际情况进行修改，但必须有严格的审批手续。（2）工艺规程是进行组织生产，做好生产技术准备的主要文件。对于原有工厂，当进行新产品试生产时，首先要制订零件的机械加工工艺规程及其他工艺规程，从而知道零件的加工要经过哪些车间，哪些设备，需要多少工人和生产面积，要购买或自制哪些工艺装备，以及要开展哪些关键技术课题的研究。（3）在工艺规程付诸实现的过程中，可以根据时间结果，不断地总结积累经验，因此，有了工艺规程，就便于总结和积累生产经验1。制造技术是各行各业发展的基础和关键，而在制造业中，机床夹具又是不可或缺的工艺装备，它直接影响着产品的加工精度，劳动生产率和制造成本。因此机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要地位。工件在切削加工前必须在机床上占有一个正确的位置，才能使加工后达到工序加工的要求2。由于市场需求的变化多端及机电产品的竞争日益激烈，产品更新换代周期短，多品种，中小批量生产比例在提高，为了适应现代机械工业向高精尖方向发展需要，现代机床夹具也必须与时俱进，传统的生产技术装备工作和传统夹具结构已不适应新生产特点，其发展朝着标准化、可调化、组合化、精密化、高效自动化的方向发展4。1.2 研究对象车辆转向控制阀即转向控制阀是汽车转向系动力转向器中的一个重要组成部分，转向控制阀通过转向控制阀塞相对阀体的轴向运动来控制液压油的流向，以达到操纵动力缸进行转向加力的目的。转向控制阀的上盖上接转向器壳，下接转向控制阀，其作用是连接转向器壳，并与转向控制阀组成一个密封的整体，与其内的各结构一起完成轴向加力随动作用6。对车辆转向控制阀上盖加工工艺规程的编制就是用表格的形式将机械加工工艺过程的内容书写出来，成为指导性文件。随着机械制造业的发展，机床夹具的种类在不断增加，出现了许多新颖的夹具，有通用夹具，专用夹具，组合夹具，通用可调与成组夹具。其中车床夹具专用夹具的一种，车床主要用于加工工件的内外圆柱面，圆锥面，回转面成形面，螺纹面及端平面，这些表面都是围绕机床主轴的回转轴线而形成的，所以大多数车具都是安装在机床主轴上，加工时，夹具随主轴一起旋转，刀具做送进运动。也有少数形状不规则和尺寸较大的工件，把夹具安装在床身或床鞍上，刀具则安装在机床主轴上做旋转运动5。1.3 国内外研究现状制造技术是一个永恒的主题，是设想、概念、科学技术物化的基础和手段，是国家经济与国防势力的体现，是国家工业化的关键。世界上制造技术比较强的国家都是非常重视工艺的，众所周知，德国、日本、美国、英国、意大利等国的制造技术比较发达。产品质量上乘。机械制造科学技术的发展主要沿着“广义制造”或称大制造的方向发展，可以分为四个方面，即现代设计技术，现代成形和改性技术，现代加工技术，制造系统和管理技术。当前，发展的重点是创新设计、并行设计、现代成形与改性设计、材料成形过程仿真和优化、高速和超高速加工、精密工程与纳米技术、数控加工技术、集成制造技术、虚拟制造技术、协同制造技术和工业工程等7。夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高。制造技术是各行各业发展的基础和关键，国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔34年就要更新5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用。机床夹具又是一种不可或缺的工艺装备，它直接影响着产品的加工精度，劳动生产率和制造成本，因此机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有及其重要地位。当前我国是一个制造大国，世界制造中心将可能转移到中国，这对我国的制造业是一个机遇和挑战。要形成我们自己的世界制造中心就必须掌握先进的制造技术，掌握核心技术，要有很高的制造技术水平，才能从制造大国成为制造强国8。1.4 本研究课题的内容本次设计正文部分总共分为三大部分，分别为零件的分析，转向控制阀工艺规程的编制和专用车床夹具的设计。（1）零件的分析对转向控制阀主要有以下分析：1）研究对象转向控制阀的作用与结构分析。2）零件的工艺分析，包括生产纲领、生产类型的计算，毛坯的确定，零件结构的机械加工工艺性，零件的装配工艺性，零件的技术要求分析等。在这部分中，对零件进行了详细阐述，为下一部分的设计内容做了充足的准备。（2）转向控制阀工艺规程的编制零件的工艺规程的编制，工艺规程编制的作用与意义如前所述，在这一部分中，主要解决的问题有：定位基准的选择，工艺路线的制定，应用计算法与查表法确定机械加工余量与工序尺寸，最后为切削用量的确定。这部分中，计算量较大，需查阅大量的相关书籍与工艺手册，结合金工实习时候的零件加工的经验，借鉴参考别人的方法，仔细计算分析每一过程。（3）专用车床夹具的设计这部分分中详细论述了车床夹具的组成原理与特点，根据零件结构与工艺性能提出设计方案，然后对方案进行详细的分析，包括原理与结构动作的分析，最后对其进行计算分析，包括定位元件的尺寸公差，定位误差的分析计算，切削力的分析计算，夹紧力的分析计算，强度校核。在这一部分中，借鉴金属切削夹具设计图册，结合零件的结构特点，设计出本专用车床夹具，查阅机械加工工艺手册确定夹具各构件的尺寸，最后计算切削力，夹紧力并校核强度。47第2章零件的分析2.1 转向控制阀上盖的作用汽车转向系按能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类，现代汽车转向系都由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。动力转向系是兼用驾驶员体力和发动机董迪为转向能源的转向系。在正常情况下，汽车转向所需的能量，只有一小部分有驾驶员提供，而大部分是由发动机通过转向加力装置提供的。但是转向加力装置失效时，一般还应该有驾驶员独立承担汽车转向任务。因此，动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套转向加力装置而形成的。其中加力装置包括：转向油罐、转向液压泵、转向动力缸、转向控制阀。其中转向控制阀的作用是通过转向控制滑阀相对阀体的轴向运动来改变液压油的流向，以达到操纵动力缸进行转向加力的目的。转向控制阀上盖在转向器中，上接转向器壳，下接转向控制阀，凸缘80与转向控制阀体作为装配基准。转向控制阀上盖中装有推力球轴承、回位弹簧及回位挡圈所组成的回位装置。转向控制阀的作用：连接转向器壳，并与转向控制阀体组成一个密封的整体，与其内的各结构一起完成轴向加力随动作用9。2.2 零件的工艺分析2.2.1 某汽车的生产纲领和生产类型设计生产任务为5000辆，一个汽车有一个转向控制阀，对应一个转向控制阀上盖，故一年的转向控制阀上盖的年产量为：（2-1）式中 Q汽车产品的年生产纲领；N一辆（台）汽车产品中相同零件数量；备品率；废品率。其中备品率为5%，废品率为3% 则：个由于汽车生产机械加工类型的划分，此种车属于大批量生产。大批量生产：每年制造的汽车零件品种少而稳定，每个产品产量很大。一般情况下，每台设备或工作地点常年重复地进行某一工件的某一工序。大批量生产时，多数设备是生产率高的专用设备，而且它们是按照工件的工艺过程的顺序安排的。大批量生产的特征：(1)产品：生产单一产品或系列化产品，数量很大，每台设备常年生产某一种零件的某一工序。产品改型后，原生产设备难改装。(2)生产组织：采用流水线或自动化生产线。按总成封闭组织生产或专业化组织生产。(3)生产设备：广泛采用专用复合刀具，成型刀具；专用高效率量具或自动化量具；高效率专用夹具。(4)机床调整方法：工件在调整好的机床上加工。(5)对毛坯的要求：采用高精度，余量小的各种毛坯。2.2.2 零件结构的机械加工工艺性（1）转向控制阀上盖的主要加工表面都是旋转表面组成，在车床进行车削端面，凸缘，内孔，进刀和退刀都很方便。（2）各加工表面彼此间明显分开，加工表。面与非加工表面也明显分开。（3）工件加工时定位和夹紧都很可靠，稳固，方便。加工左，右端时，用同一轴线上的两位孔定位，夹紧时夹紧力方向与切削力方向一致，定位夹紧也较简单11。（4）有同轴度要求的内孔和凸缘及有垂直度要求的前端面，可以在一次装夹中以互为基准加工出来，能很好地保证加工精度和位置精度。（5）为了增加盖壁的刚度，增加了7条加强筋，加强筋在转向控制阀上盖的外壁均匀分布。（6）螺孔，由于在盖外壁增加平面的凸台，钻孔加工就方便很多了，并且增加了螺纹连接长度。2.2.3 零件结构的装配工艺性（1）转向控制阀上盖与其内的推力球轴承，回位弹簧及回位挡圈组成的回位装置可进行独立装配安装于转向器壳上，转向控制阀体及其内各部件也独立装配后安装在转向控制阀上盖上。（2）转向控制阀上盖有正确的安装基准，而且其精度也很高，凸台作装配基面与转向控制阀体安装，孔作为装配基准与转向器壳进行安装。2.2.4 转向控制阀上盖的技术要求转向控制阀上盖是转向控制阀的基础零件，它与转向控制阀本体的配合既有位置精度要求，又有严格的尺寸精度要求，以保证密封的可靠性。其他各管道孔与它的位置与尺寸都要求很高，其图可见零件图2.1，主要技术要求如下：（1）端面，应垂直于轴线，垂直度对，为0.02，对为0.05。（2）对同轴度公差0.06。（3）对同轴度公差0.06。（4）尺寸精度和表面粗糙度要求：1)孔精度等级IT7，表面粗糙度。2)孔精度等级IT8，表面粗糙度。3)凸缘外圆精度等级为IT8，表面粗糙度为。4)，表面粗糙度。5)表面粗糙度，表面距离为。6)表面粗糙度，表面距离为，IT8。7)，表面粗糙度都为。8)内腔尺寸为自由精度，端面粗糙度。从零件的技术要求可以看出：的轴线是零件的设计基准，面互为设计基准，面为面的设计基准，面为面的设计基准，面还为螺孔中心线设计基准16。图2.1 转向控制阀上盖零件图2.3 本章小结本章分析了转向控制阀的基本原理，简单介绍了零件的工艺分析。对机械加工工艺性,零件结构的装配工艺性都做了详细的说明，其中对转向控制阀上盖的技术要求进行了详尽的说明。转向控制阀上盖是转向控制阀的基础零件，它与转向控制阀本体的配合既有位置精度要求，又有严格的尺寸精度要求，以保证密封的可靠性。第3章转向控制阀上盖工艺规程的编制转向控制阀上盖的加工表面主要是端面和孔。根据零件的结构要求，应该从工艺上设法保证这些表面的尺寸精度，形状精度，表面粗糙度和位置精度。所以必须确定定位基准，工艺过程，选择适当的加工方法12。3.1 定位基准的选择（1）粗基准：转向控制阀上盖右端的止口尺寸精度，位置精度，表面粗糙度要求都很高，而且其孔内表面为装配基准，故为保证孔的加工精度，选用孔及其端面为定位粗基准，从而在车床上进行车削，加工出的孔。（2）精基准：转向控制阀上盖加工时，在车床上车削的平面和内孔是为具有同一中心线的回转表面，更好的贯彻基准同一的原则，互为基准的原则。车削右端时，选用和作为定位精基准，车削左端时，再选用端面和孔作为定位精基准。以后每道工序的定位基准贯彻基准同一原则和互为基准原则。这样使得定位精基准精度越来越高。基准选择的分析如下。端面，互为设计基准，故加工右端时需选端面作为定位精基准（按基准重合原则）。但是，的表面粗糙度要求为50，且与面，面的尺寸精度要求都很低，故选用面做精基准不合适。还有，当选用面做定位基准时，加工时加紧力作用在工件上，使工件变形，也即夹紧力不可靠。所以，选用表面粗糙度要求较高的端面为3.2及内孔作为加工右端时的定位精基准时方案是较好的方案，但需尺寸换算。图 3.1 转向控制阀上盖及尺寸链图尺寸3是自由尺寸，故按IT13，查机械设计手册，可取为，加工测量时，（68.5）尺寸也可直接测量，故自由尺寸3是个封闭环，由尺寸链可换算得，10。加工左端时，进行半精车，精车的定位基准为端面及孔的内表面。此时符合基准重合原则，基准同一原则。因为设计基准就是中心线及端面，所以不会产生基准不重合误差。在以上粗车，半精车，精车左、右端时，与作精基准和与作粗精基准反复使用，使其定位精度越来越高，这样符合互为基准原则，基准重合原则，基准同一原则。这种定位方案较好。3.2 工艺路线的制定转向控制阀上盖的主要加工表面是孔和平面，它们的粗、精加工顺序，有两种可行的方案：第一种方案：以端面及孔作为定位粗基准，粗加工端面及孔。再以端面及孔作为定位精基准加工（粗车）左端；然后以端面及孔作精基准加工右端，经过：粗车粗车精车精车，达到尺寸要求。第二种方案：以端面及孔作定位粗基准，粗加工（粗车）右端，在以右端及孔作为精基准粗车左端，再以同上的基准进行半精车，精车左右端各加工面。经过：粗车粗车半精车半精车精车精车达到技术要求和尺寸要求。两种方案比起来，第一种方案比第二种方案少了一道工序，加工次数也减少了，但是精加工时就增加了不少工步。如端面，平面，内孔这些表面加工只需半精加工就可以达到尺寸精度和表面粗糙度，但必须通过精加工来保证，增加了不必要的加工精度的提高。第二种方案正是在此分析基础上进行选择的。同时，有半精加工，也使得精加工尺寸精度，粗糙度更易保证。故本转向控制阀上盖工艺选用第二种。3.3 机械加工余量及工序尺寸的确定3.3.1 加工余量的概述1有关加工余量的概念及影响因素（1）加工余量：为了保证某加工工序的加工精度所必须切去的金属层，称为该工序的工序余量。其符号为，其值为毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差。（2）工序余量（）：相邻两工序的尺寸之差。（3）基本余量：毛坯基本尺寸与零件上相应的进本尺寸之差，相邻两工序的基本尺寸之差，分别成为基本加工总余量（）与基本工序余量（）。（4）加工余量与工序余量的关系：其中n工序或工步数目。（5）最大余量：上工序的最大极限尺寸与本工序的最小极限尺寸之差。（6）最小余量：上工序的最小极限尺寸与本工序的最大极限尺寸之差。（7）工序尺寸：在加工过程中，工件各个工序应得到的尺寸。（8）工序公差：工序尺寸的公差即工序公差。除最后工序的尺寸和公差符合零件图外，其余是根据具体工艺过程确定的。（9）余量公差：上工序尺寸与本工序尺寸公差之和。2影响加工余量的因素（1）上工序的尺寸公差加工后的工件表面，存在着在尺寸范围内的形状误差和位置误差。为使被加工表面不残留上述工序的这些误差，本工序的加工余量Z必须包括上工序的尺寸公差。（2）加工前的表面质量（表面粗糙度和表面缺陷层）为保证加工质量，对前工序加工后留下的表面粗糙度和表面缺陷层，必须在本工序中切除。（3）上工序表面形状和位置误差工件加工后所产生的形状及位置误差。（4）本工序工件装夹（定位和夹紧）误差在安装工件时，定位基准的位置变化直接影响被加工表面与切削工具的相对位置。为定位误差和夹紧误差的向量和。综上所述，可确定加工余量的公式如下。对于单边余量：对于双边余量： 3. 工序尺寸与公差的确定：生产上绝大部分加工面都是在基准重合（工艺基准与设计基准重合）的情况下进行加工。所以，掌握基准重合情况下工序尺寸与公差的确定过程非常重要，现介绍如下：(1)确定各加工工序的加工余量；(2)从终加工工序开始，即从设计尺寸开始，到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，可分别得到各工序基本尺寸（包括毛坯尺寸）；(3)除终加工工序以外，其他各加工工序按各自所采用加工方法的加工经济精度确定工序尺寸公差（终加工工序的公差按设计要求确定）；(4)填写工序尺寸并按“入体原则”标注工序尺寸公差。在工艺基准无法同设计基准重合的情况下，确定了工序余量之后，需通过工艺尺寸链进行工序尺寸和公差的换算。但它将缩小工序尺寸的公差，增加加工难度7。3.3.2 计算法确定孔各工序加工余量转向控制阀上盖加工过程分为三个部分：粗加工、半精加工、精加工。粗加工精度为IT13，半精加工精度为IT10，精加工精度为IT8。1.计算公式工序余量可定义为相邻两工序的尺寸之差。按照这个定义，工序余量有单边余量和双边余量之分。零件非对称结构的非对称表面，其加工余量为单边余量，可表示为:式中本道工序的工序余量；本道工序的基本尺寸；上道工序的基本尺寸。零件对称结构的对称表面，其加工余量为双边余量，可表示为：由于工序尺寸有公差，所以加工余量也必然在某一公差范围内变化。其公差大小等于本道工序工序尺寸公差与上道工序尺寸公差之和。余量公差可表示如下：式中工序余量公差；工序最大余量；工序最小余量；加工面在本道工序的工序尺寸公差；加工面在上道工序的工序尺寸公差。一般情况下，工序尺寸公差的标注按“入体原则”标注。由于工序余量受如前所述的因素的影响，最小余量的计算公式如下：对于单边余量：对于双边余量：安装误差一般取工序误差的。2.被加工面的最小余量和极限尺寸的计算步骤(1) 根据工件的工作图和机械加工工序卡片，按加工时每一表面加工的先后次序，将被加工的表面和加工工步写在下列计算卡片中；(2) 填写计算卡片中，，和IT值；(3)按所有工步来确定加工时最小余量的计算值；(4)在“计算尺寸”栏中，对于最终工步，按图纸填工件的最大（内表面）极限尺寸；(5)对于最终加工的前一工步，按图纸将计算余量加到工件的最小极限尺寸，来确定其计算尺寸（对于内表面应从工件的最大极限尺寸减去计算余量）；(6)从最终工步起，按顺序往前推算。对于每一工步的相邻前一工步，应将和它相连的后工步的计算余量加到本身的计算尺寸中减去计算余量；(7)按每一加工工步填写最小极限尺寸，用增加（内表面则减少）计算尺寸的方法，将它凑成整数。即用每一工步给定尺寸公差的十进制小数进行凑正；(8)用凑整后的最小（内表面最大）极限尺寸加工上（减去）公差就可确定最大（最小）极限尺寸；(9)填写余量极限值和。其值是上工步和本工步（最小）极限尺寸之差；(10)将所有中间余量加起来就可确定总余量和；(11)对计算结果进行校验。最终工艺工步的公差和表面质量应按工件图纸选定。3.数据准备(1)镗铸造毛坯的粗糙度和缺陷层度（+）m+600m(2)铸件在机械加工后的表面质量1)粗加工: =50m, =50m。2)半精加工：=50m, =50m。(3)安装误差的确定（一般取本工序公差的）1）粗加工：IT13，=130m。2）半精加工：IT10，=30m。3）精加工：IT8，=10m。(4) 确定表面形状和位置误差毛坯形状和位置误差在造型过程中，孔中心线的位移，其值取壁厚公差值。查表得=200m，根据近似计算：（剩余误差）=粗加工：K=0.06，=12m。半精加工：K=0.05，=10m。计算最小余量：。粗车：=600+=930m。半精车：=+100+=327m。精车：=+100+=170m。计算卡片如表3.1所示。表3.1 孔各工序加工余量加工工序和工步余量组成计算余量（m）计算尺寸（mm）公差（Tm）极限尺寸余量极限尺寸mHmaxminmaxmin镗孔毛坯60020037.865200037.835.8粗车50501213093039.54539039.5439.1532501740半精车5050103032739.81110039.8139.7132501740精车1017040.0393940.0440.002902303.3.3 查表法确定加工余量转向控制阀上盖材料为QT450-10，铸造件，年产量为5408件，属大批量生产，故选用级精度铸件。用查表法确定机械加工余量，其有关表格参考书机械制造工艺学设计简明手册 18。（1）车端面保证盖体尺寸及凸台高度3加工余量的确定由于定位基准与工艺基准不重合，故需进行尺寸链换算。图 3.4 装配尺寸链自由尺寸是间接得来的，因此是封闭环，A1为增环，A2为减环。由此求得A1=， A2=。查表得顶面加工余量为2.5mm，底面加工总余量为2 mm，端面粗车后精车 mm。平面加工余量为铸造后用切削刀具粗加工 mm，半精加工后精加工 mm。对顶面加工余量进行调整：粗加工： mm ；半精加工： mm ；精加工： mm。对底面加工余量进行调整：粗加工： mm ；半精加工： mm；精加工： mm。（2）铸造孔，,的总加工余量：mm 表3.2 顶面加工余量工序余量加工余量（mm）工序工称尺寸（mm）尺寸精车左端0.271.5精车右端0.371.7半精车左端0.672.0半精车右端0.872.6 粗车左端1.273.4粗车右端1.474.6毛坯76.0尺寸精车左端0.268.5精车右端0.368.7半精车左端0.669.0半精车右端0.869.6粗车左端1.270.4粗车右端1.471.6毛坯73（3） 4M12钻孔、攻丝、4H10孔的钻孔、铰孔、钻孔、攻丝的各工序加工余量表3.3铸造孔总加工余量工序名称加工余量（mm）工序工称尺寸（mm）孔精镗0.340半精镗0.839.7粗镗1.438.9毛坯37.5孔精镗0.380半精镗0.879.7粗镗1.478.9毛坯77.5孔半精镗0.858粗镗1.757.2毛坯55.5表3.4 孔各工序加工余量加工的工称尺寸直径钻孔铰孔攻丝M1211.8M12-H712.813H1013.83.4 切削用量的确定3.4.1 切削用量的选择原则切削用量的选择，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，具有重要作用。切削用量的选择（切削速度v,进给量f,切削深度）与下列因素有关：(1)刀具的材料、结构形状以及刚度；(2)被加工零件的材料及其切削性能、零件的形状和刚度；(3)机床（设备）的性能、功率、和刚度；(4)加工方法对加工精度及表面粗糙度的要求；(5)对生产率的要求等。在综合考虑上述有关因素的基础上，先尽量取大的切削深度；其次尽量取大的进给量f，最后取合适的切削速度v。（1）粗加工切削用量的选用原则粗加工是加工精度和表面粗糙度要求不高，毛坯余量大，选择粗加工切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切除量和必要的刀具耐用度，以提高生产率和降低成本。提高切削速度，增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。但是，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度，故首先考虑选择一个尽可能大的走刀量，再选一个较大的，增大可使走刀次数减少，增大f有利于断屑。1）切削深度的选择粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚度来确定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，尽量将粗加工余量一次切掉。2）进给量的选择限制进给量提高的因素是切削力。进给量应根据工艺系统的刚性和强度来确定。还应考虑：进给机构的强度、刀杆尺寸、工件的尺寸等。3）切削速度的选择精加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。故切削速度的选择考虑机床的许用功率。（2）精加工切削用量的选用原则精加工时，加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且较均匀，故应着重考虑保证加工质量。切削深度的选择：精加工时的切削深度根据粗加工留下的余量确定。进给量的选择：精加工限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度切削速度的选择；切削速度提高时，切削变形小，切削力下降，一般选用切削性能高的刀具和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。3.4.2 车削用量的选择计算1孔加工切削用量的选择计算已知条件：工件材料：QT450-10， HBS 160210。加工表面：表面粗糙度=0.8，尺寸精度为IT8。机床：CA6140卧式车床。刀具：YG6。2切削用量选择方法及步骤由于表面粗糙度和尺寸精度要求都很高，故应分为粗加工、半精加工、精加工三道工序。(1)粗车1) 切削深度加工中总余量为2.5mm，粗车工序中取 mm，余下1.1 mm留给半精车和精车。2) 选择进给量f根据切削用量简明手册20中表1.31中CA6140在粗车时，刀杆尺寸为 16mm25 mm、3、工件直径为40-60，查表1.4得f=。确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行效验。根据CA6140车床说明书，其进给机构容许的进给力=3530N，根据切削用量简明手册表1.11，当铸铁硬度=210HBS，=0.7mm，f=0.4, =,=114时，进给力=590N。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.11，故实际进给力为：=5901.11=654.9N由于切削时的进给力小于机床进给机构所容许的进给力，故所选f =的进给量可用。3) 确定切削速度根据切削用量简明手册表1.11，当用YG6硬质合金车刀加工硬度=210HBS铸铁时，0.8,f0.42，切削速度=114。切削速度的修正系数为=1.0，=0.88，=0.8，=1.0，=1.0（表1.28）故：=80.256n=601根据CA6140车床说明书，选择=560。这是切速度为：=89.72。4）效验机床功率由切削用量简明手册表1.25，当硬度=210HBS，0.8,f0.42，84时，=1.7KW。切削功率的修正系数=0.94，=1.0（切削用量简明手册表1.29-2）。故实际功率为:=1.70.941.0=1.6KW根据CA6410车床说明书，当=560时，小于主轴容许功率，故所选切削用量可在本机床上进行。最后决定的车削用量为：=0.7，f=0.4 ，n=560，=89.72。5）计算基本工时取入切量y=2mm，超切量=4 mm，L=14+2+4=20。= = =0.09min(2)半精车：1）切削深度：mm=0.4 mm。2）选择进给量：半精车加工进给量主要受加工表面粗糙度的影响。根据表1.6表面粗糙度小于1.6 ，刀尖圆弧半径r=1.0mm，则选择f=0.1 。3）选择车刀磨钝标准及寿命：根据表1.9车刀后刀面最大磨损量为0.6mm，刀具寿命T=60min。4）决定切削速度：根据表1.11，当硬度=210HBS，0.8, f0.42时，=128，切削速度的修正系数均为1，故：=128n= =992根据CA6410车床说明书选择=1120，这时实际切削速度为：=1405）效验机床功率：根据表1.2，当硬度为210HBS，0.8, f0.15，=140，=1.7KW，主轴容许功率为7.5KW。由于，故选择的切削用量可用。6）计算基本工时：根据表1.26，y+=6mm。 =0.12min3.5 本章小结本章主要介绍了转向控制阀上盖的加工表面主要是端面和孔。根据零件的结构要求，应该从工艺上设法保证这些表面的尺寸精度，形状精度，表面粗糙度和位置精度。所以必须确定定位基准，工艺过程，选择适当的加工方法，以及机械加工余量及工序尺寸的确定。第4章车床夹具的设计4.1 车床夹具的概述：机床夹具是指机械加工过程中，根据工件机械加工工艺规程的要求，使工件相对机床、刀具保持正确的位置，并能迅速地夹紧工件的机床附加装置，简称夹具。4.1.1 机床夹具的作用机床夹具的主要作用如下：（1）保证加工质量使用机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件加工面与定位面之间以及被加工表面相互之间的位置精度。使用机床夹具后，这种精度主要靠夹具和机床来保证，不再依靠工人的技术水平。（2）提高生产效率，降低生产成本使用夹具后可减少划线、找正等辅助时间，且易实现多件、多共位加工。在现代机床夹具中，广泛采用气动、液动等机动夹紧装置，可使辅助时间进一步减少。（3）扩大机床工艺范围在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床的工艺范围。（4）减轻工人劳动强度，保证安全生产。4.1.2 机床夹具的组成（1）定位元件：与工件定位基准面接触，使工件相对于机床、刀具具有工件的位置的夹具元件。（2）夹紧机构：用来紧固工件的机构，以保证在加工过程中不因外力和振动而破坏工件定位时所占有的正确位置。（3）对刀元件和导向元件：用以引导刀具或调整刀具相对于夹具定位元件的位置。（4）夹具体：夹具上的所有组成部分，都必须最终通过一个基础件使之连接成一个整体，这一基础件为夹具体。（5）联接元件：用以确定夹具在机床上的位置并与机床相联接。（6）其他元件和机构：除上述元件或装置以外的元件或装置。如某些夹具上的分度装置、防错装置、安全保护装置、为便于卸下工件而设置的顶出妻等。夹具元件和机构，一般有标准件，设计夹具时按标准选用23。4.1.3 车床夹具的设计特点在车床上加工的工件大都具有旋转轴线，通常是由夹具带动工件一起随车床主轴旋转进行加工，要保证工件的加工精度，必须是夹具定位基准的轴线与车床主轴的轴线重合。车床夹具在车床主轴上的定位及联接，除了要求工件在夹具中正确定位外，还应保持夹具与机床主轴的定位面间有良好的配合和可靠的联接。夹具与主轴联接方式有：（1）用主轴莫式锥孔定位，夹具以其尾锥与主轴锥孔相配合，用尾部螺纹通过拉杆拉紧。（2）通过过渡法兰盘与主轴前端的定心轴颈和螺纹来定位于联接，并通过螺钉将法兰盘与夹具体联接起来。（3）用主轴前端的短锥面与夹具的过渡盘的内锥孔定位，并用螺钉拉紧夹具。（4）用主轴前端长锥面定位，并用螺栓紧固夹具的过渡盘。（5）用主轴前端定位止口和端面定位，并用螺钉过渡盘。车床夹具同主轴一起旋转，如果夹具结构不平衡，就会产生离心力，转速越高，离心力越大，不仅增加机床主轴和轴承的磨损，而且会产生振动，引起加工精度和表面粗糙度下降。故需进行平衡计算，夹具应有能调整位置的平衡配重块。车床夹具要结构简单，工作安全，重量要轻，轴向尺寸尽可能小。4.2 车床夹具的设计思想4.2.1 车床夹具设计的要求年产量为5000辆的汽车，生产类型属于大批量生产，转向控制阀上盖的加工为了适应大批量生产的要求，必须采用高效率的专用夹具。转向控制阀上盖的加工分为三个阶段：粗加工、半精加工，精加工。设计要求是：设计半精加工内孔和凸缘外径的车床夹具。基于定位的要求，选择转向控制阀上盖的内孔定位，并在面上夹紧。4.2.2 车床夹具的设计方案1研究原始资料，明确设计要求认真分析转向控制阀上盖的零件图和装配图，明确设计的任务。转向控制阀上盖在转向器中，上接转向器壳，下接转向控制阀，凸缘与转向控制阀体作为装配基准。转向控制阀上盖中装有推力球轴承、回位弹簧及回位挡圈所组成的回位装置。转向控制阀的作用：连接转向器壳，并与转向控制阀体组成一个密封的整体，与其内的各结构一起完成轴向加力随动作用。结合转向控制阀上盖的工艺规程，参考同类零件加工所用的夹具及使用情况，了解工件的结构特点、材料、生产规模和本道工序加工的技术要求，并了解所用设备、辅助设备中与夹具有关的技术性能和规格以及车间的技术水平。2拟定夹具结构方案，绘制夹具结构草图首先根据六点定位原理确定工件的定位方式，并设计相应的定位位置。对于转向控制阀上盖，以孔和端面为基准，靠夹具定位块上的心轴和支撑面定位。用气动装置向左拉动连接套和连接盘，带动两个夹爪同时压紧工件，松开时夹爪可自动张开。夹具与机床主轴的联接用过渡法兰盘。用主轴前端的短锥面与夹具的过渡盘的内锥孔定位，并用螺母紧固夹具的过渡盘，夹具体与过渡盘止口定位，并用内六角螺钉连接。夹紧力是由汽缸内高压气体产生，松开时，由弹簧产生回复力使夹具两爪张开，为使两爪上夹紧力相同，采用了球面支撑形式。最后绘制夹具草图并标注尺寸、公差及技术要求。此外，车床夹具设计时应注意以下几点：（1）夹具的定位元件或装置必须保证工件加工面的轴线与机床主轴的回转轴线重合。（2）夹紧机构所产生的夹紧力必须足够大，且自锁性要好，还要防止夹具变形。（3）夹具回转轴线与机床主轴轴线要有尽可能高的同轴度。（4）车削夹具一般是在悬臂状态下工作，为保证工作稳定性，夹具结构要紧凑、轻便，重心尽可能靠近主轴。3绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求夹具总图应按国家标准绘制，比例尽量取1：1，这样可使绘制的夹具图有良好的直观性。夹具图在清楚表达夹具工作工作原理和结构的前提下，视图应尽量少，主视图应取操作者实际工作位置。4绘制零件图对夹具总图中的非标准件均需绘制零件图，零件图视图的选择应尽可能与零件在总图上的工作位置相一致。本夹具的设计原理图如图4.1所示。图4.1 车床夹具图4.2.3 夹具的主要零件动作及原理1.定位块定位块以其定位凸台外圆与工件内孔定位，端面平面与工件端面定位。与夹具体联接用六角螺钉，且用外圆与夹具体内孔定位，以保证同轴度的要求。2.过渡盘过渡盘是机床与夹具连接的中间元件。本次加工选用车床为CA6140车床，选择车床上的短锥定位，而连接选用M10螺钉与机床相连接，故过渡盘上加工出，最大处直径为的锥孔，还需加工出均布的4个螺纹孔，其尺寸为M10，中心分布在4个均匀的内六角螺钉座孔。3.汽缸夹具采用气动夹紧，其特点是工作效率高。气动夹紧的动作是：夹紧时，汽缸内充满高压气体，产生较大的推力，汽缸中活塞固定在夹具体上不动，汽缸体在活塞上向左移动，带动浮动在汽缸体上的支撑板，从而带动勾爪夹紧工件。支撑螺钉防止勾爪滑离工件。加工完毕后，放掉汽缸内的气体，汽缸体在弹簧力的作用下，沿活塞向右移动，勾爪分开，取出工件。整个动作时间很短，工人的劳动强度大大降低。4.夹具体夹具体通过过渡盘紧固在机床主轴上，同机床主轴一起旋转。定位块、汽缸、勾爪直接或间接与机床相连。夹具体由HT200（普通灰口铸铁）铸造而成，夹具体与过渡盘用止口定位，止口处要求较高的尺寸精度和位置精度。5.配重问题由于工件质量基本上均匀分布，忽视其不对称因素；而夹具是完全对称的，故此夹具体不用再安装配重平衡块。4.3 夹具定位元件与定位精度4.3.1 工件加工时限制的自由度图4.2 工件加工时应限制的自由度平面限制：，凸台外圆面限制：，需限制的自由度与定位块限制的自由度相等，故此设计合理。4.3.2 定位元件的尺寸公差本设计夹具是半精加工车床夹具，车内孔的尺寸公差为0.1mm ,而。式中为夹具某参数允差；为工件相应参数的允差。由于是大批量生产，相关系数取较小值，以尽可能增大夹具的磨损公差，延长夹具的寿命。本处取=。而工件相应参数的允差=0.12。定位块允差=0.01=0.03。夹具上与工件尺寸直接有关的尺寸，不论尺寸是单向还是双向的，都应化为双向对称分布的偏差。定位块凸台外圆面尺寸为，公差为0.03。4.3.3 定位误差的分析计算定位误差是由于工件的原始基准不可能完全处于理想的位置，而发生不用程度位置变化，这种变化反应到工件加工中使工序尺寸产生误差，此误差的最大值称为定位误差。凸台外圆定位引起的定位误差，工件外圆或孔对定位的同轴度：=+式中定位外圆的公差；工件内孔定位公差；，本处=0 。 =0+0.03+0.12=0.154.4 切削力的分析计算4.4.1 切削加工时的切削力车削时，主要受力有：1）进给抗力 2）吃刀抗力 3）主切削力车削力计算公式：主切削力=9.8（N）吃刀抗力=9.8（N）走刀抗力=9.8（N）4.4.2 半精车左端工序中切削力计算公式参数1设计中，切削力一般只计算最大切削力，故有：=0.4mm，f=0.1,v=1442公式中系数与指数值由于球墨铸铁可锻，所以选用硬质合金刀具。主切削力：=81，=1.0，=0.75，n=0。吃刀抗力：=61, =0.6, =0.5, n=0。走刀抗力：=24, =1.05, =0.2, n=0。3修正系数K的确定： =2.32，=1.4，=1.52。主偏角：=90。：=0.89，=0.5，=1.71。前角：=，刀倾角=。=1.0，=1.0。：刀尖圆弧半径=0.5 =0.87，=0.66，=1.0。 =9.8810.890.872.32=9.8610.500.661.4=9.8241.711.01.524.4.3 车削的切削力=9.8811.340.890.872.32=457.2N=9.8611.350.500.661.4=144.76N=9.8241.341.711.01.52=469.73N4.4.4 切削功率的计算已知主切削力，用公式：=5=457.21.34=0.613机床传动效率：一般取为0.750.85，取=0.75。=0.82，而CA6140车床电机功率为7.5，功率足够。通过分析计算可以看出，本夹具在选用CA6140，在车床功率上能满足车削的进行。而切削力还对夹具夹紧力、夹具的刚度、强度有大的影响。在计算夹具夹紧力时，切削力是必不可少的数据，在此分析计算出的切削力在以后的设计计算中还会利用到。4.5 夹紧力的计算4.5.1 车削力，工件受力图图4.3 工件受力图工作受三个切削力：，。受定位块的支承力：、。受两个勾爪夹紧力：，。图4.4 车削力图4.5.2 由理论力学知识分析计算在空间力系中：当=0 即夹紧力刚够时：已知：=470N，=145N=183N =560N=280N=463N所需夹紧力为=926N24因为两勾爪是浮动支承形式，在夹紧时，夹紧力是在两个勾爪之间平均分布的，所以夹紧力单个勾爪夹紧力的两倍。4.5.3 确定使用夹紧力（1）安全系数的确定查表得：基本安全系数：=1.2；加工状态系数：=1.0；刀具钝化系数：=1.2；切削特性系数：=1.0；总安全系数：=1.44，取：=1.7。（2）确定使用夹紧力=1.5926=1389N取1400N。4.5.4 确定汽缸直径本夹具是气动夹紧，而一般汽缸内的气体压力为40-80MPa，汽缸产生的夹紧力处的面积：A=气压产生的夹紧力必须大于或等于实用夹紧力：=255cm本夹具汽缸缸体径取D=50mm，即可。通过计算分析，当汽缸缸体为50 mm，夹紧力能确保工件“紧贴”定位件，夹紧力计算是，安全系数取得偏向小的一边，原因是：本车床夹具是半精加工工序用的，切削力计算是考虑到工作状况趋近于精加工，故安全系数偏小但是可靠的。4.6 强度校核夹具夹紧时，是靠销子联接来传递支承板和勾爪之间的作用力，故对销联接要校核其强度。选用销：A650（公称直径d=6mm，长度l=50mm），材料：35钢热处理硬度：HRC28-38、表面氧化处理，其：根据材料力学知识来校核销子的强度：设销子受的剪切力为，其强度条件为：式中d-抗剪切直径 m-抗剪切面数目，-销的许用切应力在考虑到销表面的挤压应力，其强度条件为：式中许用挤压应力销工作状态是时常受变载荷作用1）许用切应力，=5=602）许用挤压应力，=2=150由销强度计算出的夹紧力1）挤压=150610=9000N2）剪切=604=6782.4N前面计算出=1400N，故强度足够25。4.7 夹具设计技术要求4.7.1 夹具的技术要求车床、外圆磨床夹具多为心轴类与卡盘类夹具，常以工件的内孔或外圆表面作为定位基准。为确定工件基准孔或外圆的正确位置能采用的定位元件的尺寸及形状公差，就构成了这类夹具的主要的技术要求。本专用车床夹具的技术要求：（1）定位块凸台的外圆表面与车床主轴的同轴度公差为0.01；（2）定位块的定位平面与定位凸台外圆表面的垂直度公差取为：0.005；（3）夹具定位块的定位平面平面度公差为：0.01；（4）各紧固联接件不得松动，联接要可靠。4.7.2 夹具的装配顺序说明（1）先安装汽缸活塞于夹具体上，再在活塞上安装汽缸体，支承板；（2）在夹具体上安装弹簧及弹簧帽，并将勾爪由方孔伸入夹具体内，用销A650 GB119-86将勾爪与支承板相联；（3）在夹具体上安装定位块，并用六角螺栓将定位块与夹具体紧固；（4）在汽缸体上套上弹簧圈和弹簧，再通过止口定位将夹具体与过渡盘通过内六角螺栓联接，紧固中时刻压紧套在汽缸体外径上的弹簧；（5）最后在勾爪上方安装支承螺钉，根据具体情况可调整支承螺钉使勾爪正好能夹在工件上。4.7.3 气动夹紧的动力装置本夹具采用气动夹紧，故对气动夹紧的动力装置做以简单的介绍，气动夹紧的能源来自于压缩空气。动力装置为各种形式的汽缸或气室。压缩空气一般由集中的压缩站通过管路供应，因此每台机床不需要空气压缩机等设备。压缩空气气源供应的压缩空气通过管路、经气源开关、分水滤气器、调压阀、压力表以及配压阀等附件进入汽缸，推动汽缸工作。分水滤气器的作用为滤去压缩空气中的污物和水分。调压阀的作用是控制进入夹具的空气压力，并使其保持稳定，一般压力稳定在400-600kPa。油雾器的作用是使空气含油以润滑汽缸。压缩空气通过油雾器时，使空气与雾化的润滑油混合。配气阀的作用是控制进、排气方向，操纵汽缸动作。4.8 本章小结本章开始对车床和钻床夹具进行了概述，并进行了分析和计算，详尽介绍了切削力的计算和夹紧力的计算。还对夹具定位元件与定位精度进行了分析。本章还介绍了夹具销连接的强度校核，确保销连接的工作可靠。第5章钻床夹具的设计5.1 主要工序的安排（1）钻铰孔在精车完毕后，在Z525型立钻上进行钻孔、铰孔。定位方法以平面及内表面，在同一道工序中完成4个的钻铰孔。（2）攻丝4-M12在钻铰孔后，在Z37摇臂钻床上完成钻孔、锪孔、攻丝。定位方法以内孔及端面为定位基准，在同一工序中完成4个M12孔的钻、锪、攻丝工步。（3）钻、扩、攻丝的加工工序在完成钻、攻丝4-M12工序之后，清理毛刺，在进行钻孔、扩孔、攻丝加工工步。定位方法以孔及端面作为定位基准，还以加工好的M12孔作轴向定位。在同一Z35摇臂钻上加工。图 5.1 转向控制阀上盖加工工序图在这道工序当中，设计基准是面，而定位测量基准是面，故本工序由于基准不重合，必须进行尺寸链换算。尺寸是在车削孔时就已经保证，而从定位面到中心线距离可以直接测得，故此自由尺寸41为封闭环。图5.2 转向控制阀上盖尺寸链图，所以。所以钻孔、扩孔、攻丝每一工步必须保证孔中心线到测量基准面的距离为。到此，转向控制阀上盖的机械加工工艺过程分析完毕，具体每道工序及工步见工艺卡片。5.2 钻铰用量的计算5.2.1. 钻削用量（1）钻孔已知条件：加工材料：QT450-10 HBS=160210。工艺要求：孔径d=12.8mm，孔深l=16mm,通孔，精度IT12级精度，用乳化液冷却。机床为525型立式钻床。（2）选择钻头选择高速钢麻花钻头，其直径=12.8mm，钻头几何形状为（表2.1及2.2）双锥修磨横刃，2，2，=2.5 mm, ,b=1.5mm,l=3mm。（3）选择切削用量1）进给量fa. 按加工要求决定进给量根据表2.7，当加工要求为IT12级精度，铸铁的硬度200HBS，=12.8mm时，f=0.52-0.64由于=1.2，故不需乘孔深修正系数（l大于d3倍时应乘修正系数）。b. 按钻头强度决定进给量根据表2.8，当铸铁硬度=210HBS，=12.8mm，钻头强度容许的进给量为f=1.22。c. 按机床进给机构强度决定进给量根据表2.9，当铸铁硬度=210HBS，=12.8mm，机床进给机构容许的轴向力为8830N（Z525钻床容许的轴向力为8830N，见表2.35）时，进给量为0.69。从以上三种进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.52-0.64。根据钻床说明书，选择f=0.55。由于是加工通孔，为了避免孔即将被钻穿时钻头容易折断，故宜在孔将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。 2）钻头磨钝标准及寿命由表2.12，当=12.8mm时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm，寿命T=45min。3）切削速度由表2.15，硬度=210HBS，f=0.55，得：=16。切削速度的修正系数为：=1.0，=1.0，=0.85，=1.0，故：v=n=333.1根据Z525钻床说明书，可考虑=392，但因所选转数较计算转数高，会使刀具寿命降低，故可将进给量降低一级，即取f=0.40；也可选择降低一级转数=272，仍用f=0.55，比较这两种方案。第一种方案：f=0.40，=392，f=3920.40=156.8。第二种方案：f=0.55，=272，f=2720.55=149.6。因为第二种方案f的乘积较大，基本工时较少，故第一

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