KCSJ-08 阀体加工工艺及车床夹具设计-车φ22贯通阶梯孔【CAD图纸和说明书】
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08
阀体
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车床
夹具
设计
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图纸
以及
说明书
仿单
- 资源描述：
-
目 录
目 录- 2 -
序 言- 4 -
1 阀体的工艺分析及生产类型的确定- 5 -
1.1阀体的作用- 5 -
1.3阀体的工艺分析- 6 -
1.4阀体的生产类型- 7 -
2 确定毛坯、绘制毛坯图- 7 -
2.1选择毛坯种类- 7 -
2.2毛坯形状的确定- 7 -
2.3毛坯尺寸的确定- 8 -
3 拟定阀体工艺路线- 8 -
3.1定位基准的选择- 8 -
3.2表面加工方法的确定- 9 -
3.3加工阶段的划分- 9 -
3.4工序的集中与分散- 10 -
3.5工序顺序的安排- 10 -
3.6确定阀体工艺路线- 11 -
4 工艺装备的选择- 13 -
4.1机床的选用- 13 -
4.2刀具的选用- 14 -
4.3量具的选用- 14 -
5加工余量、工序尺寸的确定- 14 -
5.1确定加工余量的目的- 14 -
5.2工序余量的选用原则- 15 -
5.3阀体零件的加工余量- 15 -
6 切削用量、时间定额的计算- 16 -
6.1切削用量的计算- 16 -
6.1.1粗铣下端面的切削用量计算- 16 -
6.1.2精铣下端面的切削用量的计算- 16 -
6.1.3钻螺纹孔- 17 -
6.2时间定额的计算- 18 -
6.2.1基本时间的计算- 18 -
6.2.2辅助时间的计算- 19 -
6.2.3其他时间的计算- 19 -
7 阀体零件的车床夹具设计- 19 -
7.1 车床夹具的主要类型- 19 -
7.2车床夹具的设计要点- 20 -
7.3阀体零件的车床专用夹具的总体设计- 22 -
7.4阀体零件的车床夹具的加工误差分析- 22 -
结论- 24 -
参考文献- 25 -
序 言
机械制造技术基础学是以机械制造中的工艺问题为研究对象，实践性较强的一门学科，通过对此门学科的课程设计，使我在下述各方面得到了锻炼：
⒈能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量。
⒉提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。
⒊学会使用手册及图表资料。
⒋培养了一定的创新能力。
通过对拔叉的工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如《互换性与测量技术基础》、《机械设计》、《金属切削机床概论》、《机械制造工艺学》、《金属切削原理与刀具》等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！
- 内容简介：
-
机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 KCSJ-8 产品名称 阀体 零件名称 阀体 共 1 页 第 1 页 材料牌号 HT250 铸件 毛坯外形尺寸 毛坯件数 1 每台件数 1 备注 年 产 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 准终 单件 5 铸造 10 粗铣 A 面 铣 A 面，保证厚度尺寸 76 机 X6120 专用夹具、铣刀、游标卡尺 15 粗铣 B 面 铣 B 面，保证厚 度尺寸 74 机 X6120 专用夹具、铣刀、游标卡尺 20 精铣 A 面 铣 A 面，保证厚度尺寸 73 机 X6120 专用夹具、铣刀、游标卡尺 25 精铣 B 面 铣 B 面，保证厚度尺寸 72 机 X6120 专用夹具、铣刀、游标卡尺 30 粗 车 C 面 车 C 面，保证厚度尺寸 62 机 CA6140 专用夹具、 车 刀、游标卡尺 35 精车 C 面 车 C 面，保证厚度尺寸 60 机 CA6140 专用夹具、车刀、游标卡尺 40 粗车 D 面 车 D 面，保证厚度尺寸 58 机 CA6140 专用夹具、车刀、游标卡尺 45 精车 D 面 车 D 面，保证厚度尺寸 57 机 CA6140 专用夹具、车刀、游标卡尺 50 粗镗 32 粗镗孔到尺寸 30.7H12 机 T618 专用夹具、镗刀、游标卡尺 55 精镗 32 精镗孔到尺寸 32H8 机 T618 专用夹具、镗刀、游标卡尺 60 粗镗 22 粗镗孔到尺寸 20.9H12 机 T628 专用夹具、镗刀、游标卡尺 65 精镗 22 精镗孔到尺寸 22H8 机 T628 专用夹具、镗刀、游标卡尺 70 粗镗 36 粗镗孔到尺寸 36H12 机 T628 专用夹具、镗刀、游标卡尺 75 粗镗 28 粗镗孔到尺寸 26.9H12 机 T628 专用夹具、镗刀、游标卡尺 80 精镗 28 粗镗孔到尺寸 28H7 机 T628 专用夹具、镗刀、游标卡尺 85 粗镗 35 粗镗孔到尺寸 35H12 机 T628 专用夹具、镗刀、游标卡尺 90 钻孔 G 机 Z5125A 专用夹具、麻花钻、游标卡尺 95 钻孔 H 机 Z5126A 专用夹具、麻花钻、游标卡尺 100 加工 A 面螺纹 机 Z5125A 专用夹具、丝锥、游标卡尺 105 加工 C 面螺纹 机 Z5126A 专用夹具、丝锥、游标卡尺 110 去毛刺 机 115 终检 编制日期 审核日期 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 nts 车 间 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 01 共 2 页 小 组 产品名称 零件名称 阀体 第 1 页 工 序 号 工序名称 铣端面 零件毛重 零件净重 一个工人看管机床台数 1 零件数 每台件数 6 每次加工数 1 材料 名 称 灰铸铁 牌 号 200 状 态 铸造 设备 名称型号 卧式铣床 编 号 X6120 夹具 名 称 铣床夹具 代 号 冷 却 液 液压油 每批件数 准终时间 基本时间 单件时间 工步号 工 步 内 容 刀具名称规格 或代号 量具名称规格 或代号 辅具名称规 格或代号 加工尺寸 (mm) 背吃刀量 (mm) 切削长度 (mm) 加工余量 (mm) 切削速度 (m/min) 主轴转速 (r/min) 进给 量 mm 切削时间 (min) 1 粗铣 A 面，保证厚度尺寸 76 高速钢镶齿圆柱铣刀 游标卡尺 29 2 83.5 0.5 350 500 0.8 15 2 粗铣 B 面，保证厚度尺寸 74 高速钢镶齿圆柱铣刀 游标卡尺 28.5 1 83.5 3 450 600 0.5 3 3 精铣 A 面，保证厚度尺寸 73 高速钢镶齿圆柱铣刀 游标卡尺 29 2 83.5 0.5 350 500 0.8 15 4 精铣 B 面，保证厚度尺寸 72 高速钢镶齿圆柱铣刀 游标卡尺 28.5 1 83.5 3 450 600 0.5 3 编 制 校 对 审 核 会 签 描 图 更改 处数 文件号 签字 日期 更改 处数 文件号 签字 日期 nts 车 间 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 01 共 1 页 小 组 产品名称 零件名称 阀体 第 1 页 工 序 号 工序名 称 钻 4-M6 螺纹孔 零件毛重 零件净重 一个工人看管机床台数 1 零件数 每台件数 6 每次加工数 1 材料 名 称 灰铸铁 牌 号 200 状 态 铸造 设备 名称型号 镗床 编 号 X6120 夹具 名 称 镗床夹具 代 号 冷 却 液 液压油 每批件数 准终时间 基本时间 单件时间 工步号 工 步 内 容 刀具名称规格 或代号 量具名称规格 或代号 辅具名称规 格或代号 加工尺寸 (mm) 背吃刀量 (mm) 切削长度 (mm) 加工余量 (mm) 切削速度 (m/min) 主轴转速 (r/min) 进给 量 mm 切削时间 (min) 1 钻 4-M6 螺纹孔 丝锥 丝锥 10 5 10 0 300 280 1.5 5 2 编 制 校 对 审 核 会 签 描 图 更改 处 数 文件号 签字 日期 更改 处数 文件号 签字 日期 nts - 1 - 机械制造 课程设计 (论文 ) 题 目 : 阀体 的机械加工工艺规程 及 车床 夹具 设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 nts - 2 - 目 录 目 录 . - 2 - 序 言 . - 4 - 1 阀体的工艺分析及生产类型的确定 . - 4 - 1.1阀体的作用 . - 4 - 1.3阀体的工艺分析 . - 5 - 1.4阀体的生产类型 . - 6 - 2 确定毛坯 、 绘制毛坯图 . - 6 - 2.1选择毛坯种类 . - 6 - 2.2毛坯形状的确定 . - 7 - 2.3毛坯尺寸的确定 . - 7 - 3 拟定阀体工艺路线 . - 8 - 3.1定位基准的选择 . - 8 - 3.2表面加工方法的确定 . - 8 - 3.3加工阶段的划分 . - 9 - 3.4工序的集中与分散 . - 9 - 3.5工序顺序的安排 . - 10 - 3.6确定阀体工艺路线 . - 11 - 4 工艺装备的选择 . - 12 - 4.1机床的选用 . - 12 - 4.2刀具的选用 . - 13 - 4.3量具的选 用 . - 14 - 5加工余量 、 工序尺寸的确定 . - 14 - 5.1确定加工余量的目的 . - 14 - 5.2工序余量的选用原则 . - 14 - 5.3阀体零件的加工余量 . - 14 - nts - 3 - 6 切削用量 、 时间定额的计算 . - 15 - 6.1切削用量的计算 . - 15 - 6.1.1粗铣下端面的切削用量计算 . - 15 - 6.1.2精铣下端面的切削用量的计算 . - 16 - 6.1.3钻 M84 螺纹孔 . - 16 - 6.2时间定额的计算 . - 17 - 6.2.1基本时间 mt 的计算 . - 17 - 6.2.2辅助时间 at 的计算 . - 18 - 6.2.3其他时间的计算 . - 18 - 7 阀体零件的车床夹具设计 . - 19 - 7.1 车床夹具的主要类型 . - 19 - 7.2车床夹具的设计要点 . - 19 - 7.3阀体零件的车床专用夹具的总体设计 . - 21 - 7.4阀体零件的车床夹具的加工误差分析 . - 22 - 结论 . - 24 - 参考文献 . - 25 - nts - 4 - 序 言 机械制造技术基础学是以机械制造中的工艺问题为研究对象，实践性较强的一门学科，通过对此门学科的课程设计，使我在下述各方面得到了锻炼： 能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量。 提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。 学会使用手册及图表资料。 培养了一定的创新能力。 通过对拔 叉的工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体 (如互换性与测量技术基础、机械设计、金属切削机床概论、机械制造工艺学、金属切削原理与刀具等 )。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！ 1 阀体的工艺分析及生产类型的确定 1.1 阀体的作用 题目所给的零件时阀体，主要作用是通过螺纹与其他零件连接，达到控制流体开关、方向、压力及流量。 1.2 阀体的技术要求 加工表面 尺寸及偏差 mm 公差及精度等级 表面粗糙度 um 形位公差 mm 阀体下端面 72 IT10 6.3 阀体上端面 72 IT10 6.3 nts - 5 - 阀体前端面 57 IT10 6.3 阀体后端面 57 IT10 6.3 对于 A垂直度0.06 28H7孔 28 IT8 3.2 35孔 35 IT12 12.5 36孔 36 IT12 12.5 22H8孔 22 IT8 3.2 对于 B垂直度0.06 32H8孔 32 IT8 3.2 对于 B垂直度0.06 M8螺纹孔 8 IT13 M6螺纹孔 6 IT13 1.3 阀体的工艺分析 阀体是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，其加工内孔的精度要求较高，此外还有上下端面，孔端面需要加工，对精度要去也很高。其内孔对孔端面有垂直度要求，因为其尺寸精度，几何形状精度和相互位置精度以及表面质量均影响阀是否能够良好的密封，进而影响其使用性能，因此它的加工时非常关键和重要的 作用 nts - 6 - 1.4 阀体的生产类型 根据设计题目和设计要求确定生产类型是大批大量 2 确定毛坯、绘制毛坯图 2.1 选择毛坯种类 毛坯种类的选择主要依据的是以下几种因素： （ 1）设计图样规定的材料及机械性能； （ 2）零 件的结构形状及外形尺寸； （ 3）零件制造经济性； （ 4）生产纲领； （ 5）现有的毛坯制造水平。 由零件图可知零件材料为 HT250，生产批量为大批大量，零件结构一般复杂，所以选择金属型浇铸，因为生产率很高，所以可以免去多次造型，工件尺寸较小，单边余量不大，需要结构细密，能承受较大的压力，所以选择铸件做毛坯。 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 nts - 7 - 2.2 毛坯形状的确定 毛坯形状应力求接近成品形状，以减少机械加工余量。 （ 1）铸件孔的最小尺寸，根据机械制造技术基础课程设计表 2-7可查得，铸件孔的最小尺寸为 1020mm。 （ 2）铸件的最小壁厚。根据机械制造工艺设计简明手册表 2.2-7查得，铸件的最小壁厚为 4mm。 （ 3）铸件的拔模斜度。铸件垂直于分型面上，需要铸造斜度，且各面的斜度数值应尽可能一致，以便于制造铸模。根据机械制造技术基础课程设计表2-8可得： 斜度位置 铸造方法 金属性铸造 外表面 0 30 内表面 1 （ 4）铸件圆角半径。铸件壁部连接处的转角应有铸造圆角。主要是为减少应力集中，防止冲砂、裂纹等缺陷。一般为邻壁厚度的 1/31/5，中小铸件圆角半径为 35mm。 （ 5）铸件浇铸位 置及分型面选择。铸件的重要加工面或主要工作面一般应处于底面或侧面，应避免气孔、砂眼、疏松、缩孔等缺陷出现在工作面上；大平面尽可能朝下或采用倾斜浇铸，避免夹砂或夹渣缺陷；铸件的薄壁部分放在下部或侧面，以免产生浇铸不足的情况。 2.3 毛坯尺寸的确定 选择的毛坯铸造方法是金属模机器造型，零件的最大尺寸 250mm，铸件的机械加工余量等级则为 57 级（查机械制造技术基础课程设计表 2-11），选择 6级。从机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4中查得全长 94.5mm 的加工余量为 2.5mm，即该毛坯尺寸为 99.5mm；全长为 57mm 的加工余量为 2.5mm，即该毛坯的尺寸为 62mm， 8H72 加工余量为 2 mm，即该毛坯的尺寸为 H726 35 加工余量为 1.5 mm ，即该毛坯的尺寸为 33.5 ， 2H82 加工余量为 2 mm，即该毛坯的尺寸为 0H82 ， 32H8 加工余量为 2.5 mm，即该毛坯的尺寸为 29.9 ， 36 加工余量为 1.5 mm，即该毛坯的尺寸为 34.5 。 nts - 8 - 3 拟定阀体工艺路线 3.1 定位基准的选择 粗基准的选择 作为粗基准的表面平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。选择阀体上端面和前端面作为粗基准。采用阀体上端面作为精基准加工下端面及以前端面作粗基准加工后端面，可以为后续工序准备好精基准。 精基准的选择 根据该阀体零件的技术要求和装配要求，选择阀体下端面和后端面作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它 们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。阀体的下端面和后端面是设计基准，选用其作精基准定位加工阀体上端面和前端面以及定位孔，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。 3.2 表面加工方法的确定 根据 阀体 零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法如表 加工面 尺寸精度等级 表面粗糙度 加工方案 阀体下端面 IT10 6.3 粗铣 精铣 阀体上端面 IT10 6.3 粗铣 精铣 阀体前端面 IT10 6.3 粗 车 精 车 阀体后端面 IT10 6.3 粗 车 精 车 28H7孔 IT8 3.2 粗镗 精镗 35孔 IT12 12.5 粗镗 36孔 IT12 12.5 粗镗 22H8孔 IT8 3.2 粗镗 精镗 32H8孔 IT8 3.2 粗镗 精镗 M8螺纹孔 IT13 钻孔 攻螺纹 M6螺纹孔 IT13 钻孔 攻螺纹 nts - 9 - 3.3 加工阶段的划分 该阀体加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工和精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（阀体下端面和后端面）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求，同时粗镗内孔；在精加工阶段主要完成精铣平面和精镗内孔。 阀体零件的加工阶段如表 加工阶段 加工内容 说 明 基准面加工 粗铣上端面 以下端面和后端面 为基准，精加工各个端面 粗铣下端面 精铣下端面 精铣上端面 粗 车 前端面 粗 车 后端面 精铣后端面 精铣前端面 粗加工 粗镗 35H728 、 孔 8H22 、 8H32 、 36 孔相对于后端面有垂直度的要求，故应该在一次装夹中完成 粗镗 8H22 、 8H32 36 孔 钻螺纹孔 M64 M82 精加工 精镗 35H728 、 孔 8H22 、 8H32 、 36 孔相对于后端面有垂直度的要求，故应该在一次装夹中完成 精镗 8H22 、 8H32 36 孔 3.4 工序的集中与 分散 选用工序分散原则安排阀体的加工工序。该阀体的生产类型为大批生产，可以采用普通型机床配以专用工、夹具，以降低其生产成本。 nts - 10 - 3.5 工序顺序的安排 机械加工工序 （ 1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即阀体下端面和后端面。 （ 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （ 3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，即阀体的下端面和后端面。 （ 4）遵循“先面后孔”原则，先加工阀体四个端面，在加工阀体的内孔以及钻孔、攻螺纹。 热处理工序 铸件为了消除残余应力，需在粗加工前、后各安排一 次时效处理，在半精加工前、后各安排一次时效处理。 辅助工序 在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、终检工序。 综上所述，该阀体工序的安排顺序为：基准加工 -主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工 主要表面半精加工和次要表面加工 热处理 主要表面精加工。 阀体零件的机加工工序安排如表 加工阶段 加工内容 说 明 基准面加工 粗铣上端面 基准先行，先面后孔 先主后次，但次要加工表面的加工并非是安排在最后加工，次要表面的加工要考虑到对主要表面的加工质量的影响 粗铣下端 面 精铣下端面 精铣上端面 粗 车 前端面 粗 车 后端面 精 车 后端面 精 车 前端面 粗加工 粗镗 35H728 、 孔 8H22 、 8H32 、 36 孔相对于后端面有垂直度的要求，故应该在一次装粗镗 8H22 、 8H32 nts - 11 - 36 孔 夹中完成 钻 螺纹孔 M64 M82 精加工 精镗 35H728 、 孔 8H22 、 8H32 、 36 孔相对于后端面有垂直度的要求，故应该在一次装夹中完成 精镗 8H22 、 8H32 36 孔 3.6 确定阀体工艺路线 工序：粗铣上端 面 工序：粗、精铣下端面 工序：精铣上端面 工序：粗 车 前端面 工序：粗、精 车 后端面 工序：精 车 前端面 工序：镗削孔 H72835 、 （粗镗和精镗在一次装夹中完成） 工序：镗削孔 3 2H 8H82236 、 （粗镗和精镗在一次装夹中完成） 工序：钻螺纹孔 10M64 、钻螺纹孔 15M82 工序 ：攻螺纹 10M64 、攻螺纹 15M82 工序：去 毛刺 工序：终检 阀体零件加工工艺路线如表 工序号 加工内容 说明 000 锻造毛坯 010 粗铣上端面 020 粗铣下端面 留下精铣余量 030 精铣下端面 达到图纸要求 040 精铣上端面 达到图纸要求 050 粗 车 前端面 nts - 12 - 060 粗 车 后端面 留有精铣余量 070 精 车 后端面 达到图纸要求 080 精 车 前端面 达到图纸要求 090 粗镗 35H728 、 孔 留有精镗余量 100 粗镗 8H22 、 8H32 36 孔 留有精镗余量 110 钻螺纹孔 M64 M82 120 精镗 35H728 、 孔 达到图纸要求 130 精镗 8H22 、 8H32 36 孔 达到图纸要求 140 攻螺纹 M64 M82 达到图纸要 求 150 去毛刺 倒角机去除锐边毛刺 160 检验入库 4 工艺装备的选择 4.1 机床的选用 工序号 加工内容 机床设备 说明 000 锻造毛坯 外协 010 粗铣上端面 X6120 常用，工作台尺寸，机床电动机功率均合适 020 粗铣下端面 X6120 常用，工作台尺寸，机床电动机功率均合适 030 精铣下端面 X6120 常用，工作台尺寸，机床电动机功率均合适 040 精铣上端面 X6120 常用，工作台尺寸，机床电动机功率均合适 nts - 13 - 050 粗 车 前端面 X6120 常用，工作台尺寸，机床电动机功率均合适 060 粗 车 后端面 X6120 常用，工作台尺寸，机床电动机功率均合适 070 精 车 后端面 X6120 常用，工作台尺寸，机床电动机功率均合适 080 精 车 前端面 X6120 常用，工作台尺寸，机床电动机功率均合适 090 粗镗 35H728 、 孔 T618 常用，工作台尺寸，机床电动机功率均合适 100 粗镗 8H22 、 8H32 36 孔 T618 常用，工作台尺寸，机床电动机功率均合适 110 精镗 35H728 、 孔 T618 常用，工作台尺寸，机床电动机功率均合适 120 精镗 8H22 、 8H32 36 孔 T618 常用，工作台尺寸，机床电动机功率均合适 130 钻螺纹孔M64 M82 Z5125A 常用，工作台尺寸，机床电动机功率均合适 140 攻螺纹 M64 M82 丝锥 150 去毛刺 160 检验入库 4.2 刀具的选用 铣刀 镗刀 钻头 类型 镶齿端铣刀 单刃镗刀 麻花钻 材料 硬质合金 硬质合金 高速钢 nts - 14 - 4.3 量具的选用 铣平面采用的量具为游标卡尺 镗孔采用的量具为塞规和游标卡尺 5 加工余量、工序尺寸的确定 5.1 确定加工余量的目的 为保证零件质量，一般要从毛坯上切除一层材料。合理的选择加工余量，对保证零件的加工质量、提高生产率和降低成本都有很重要的 意义。若余量确定的过小，则不能完全切除上道工序留在加工表面上的缺陷层和各种误差，也不能补偿本道工序加工时工件的装夹误差，影响零件的加工质量，造成废品；余量确定的过大，不仅增加了机械加工量，降低了生产率，而且浪费原材料和能源，增加了机床与刀具的消耗，使加工成本升高。所以合理确定加工余量是一项很重要的工作。 5.2 工序余量的选用原则 （ 1）为缩短加工时间，降低制造成本，应采用最小的加工余量 （ 2）加工余量应保证得到图样上规定的精度和表面粗糙度。 （ 3）要考虑零件热处理时引起的变形 （ 4）要考虑所采用的加工方法、 设备以及加工过程中零件的可能变形。 （ 5）要考虑被加工零件的尺寸，尺寸越大，加工余量越大。因为零件的尺寸增大后，由切削力、内应力等引起零件变形的可能性也增大。 （ 6）选择加工余量时，还要考虑工序尺寸公差的选择。因为公差决定加工余量的最大尺寸和最小尺寸。其工序公差不应超过经济加工精度的范围。 （ 7）本道工序余量应大于上道工序留下的表面缺陷层厚度 （ 8）本道工序的余量必须大于上道工序的尺寸公差和几何形状公差。 5.3 阀体零件的加工余量 根据机械制造技术基础课程设计手册表 5-37 5-56确定孔、表面、螺纹的加 工余量如下表： nts - 15 - 加工工序 粗加工余量 精加工余量 下端面 1.5 1.0 上端面 1.5 1.0 后端面 1.5 1.0 前端面 1.5 1.0 35 1.5 H728 1.2 0.8 22H8 1.2 0.8 32H8 1.5 1.0 36 1.5 M64 1.0 M82 1.2 6 切削用量、时间定额的计算 6.1 切削用量的计算 根据加工余量来确定铣削背吃刀量。粗铣时，为提高切削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程铣完。半精铣时，背吃刀量一般为 0.5 2mm；精铣时一般为 0.1 1mm或更小。 6.1.1 粗铣下端面的切削用量计算 （ 1）背吃刀量的确定 根据下端面的机械加工余量及粗铣时背吃刀量的确定原则，确定背吃刀量为 1.5mm （ 2）进给量的确定 由表 1.4切削用量简明手册，在粗铣铸铁、刀杆尺寸为 16mm 25mm、 mmap 3以及工件直径为 60 100mm时 f=0.6 1.2mm/r 所以选择 f=1.0mm/r nts - 16 - （ 3）铣削速度的计算 由表 1.11切削用量简明手册，当用 YG6 硬质合金铣刀铣削 b166 181Mpa灰铸铁 , mmap 3,f 1.0mm/r,切削速度1=80m/min。 切削速度的修正 系数为 206.102.185.015.121.10.1 vk（参见 1.28切削用量简明手册），故 m in/5.96m in/206.1801 mmk vc m i n/77.4 0 9m i n/75 5.961 0 0 01 0 0 0 rrDn c 选择 min/410 rn c 这时实际切削速度 m in/5.961 0 0 0 410751 0 0 0 mDn cc 6.1.2 精铣下端面的切削用量的计算 （ 1）背吃刀量的确定 取 mmap 1。 （ 2）进给量的确定 精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。查表 1.6切削用量简明手册，当表面粗糙度为aR6.3 m， mmap 1， =96.5m/min时， f=0.3 0.35mm/r。 选择 f=0.3mm/r。 （ 3）铣削速度的计算 根据表 1.11，当 ,181166 M Pab ,4.1 mma p rmmf /38.0时， min,/1561 m 切削速度的修正系数为 1，故 min/156 mc 。 m i n/4.6 6 2m i n/75 1 5 61 0 0 01 0 0 0 rrDn c 6.1.3 钻 M84 螺纹孔 （ 1）选择高速钢麻花钻头的切削用量 A、按加工要求决定进给量：当加工精度为 IT12 IT13精度， mmd 50 时，rmmf /53.0 。 nts - 17 - 由于 7.61610 dl，故应乘孔深修正系数 95.0lfk，则 rmmrmmf /50.0/95.053.0 B、按钻头强度决定进给量；当 MPab 181， mmd 60 ，钻头强度允许的进给量 rmmf /11.1 。 C、按机床进给机构强度决定进给量：当 mmdM P ab 5.20,200 0 ，机床进给机构允许的轴向力为 8800N，进给量为 0.53 rmm/ 。 （ 2）选择高速钢麻花钻头的切削速度 由表 2.15切削用量手册， HBS=161 181MPa 的灰铸铁， min/15 mc 。 切削速度的修正系数为： 85.0vk，故 m i n/45.1 7 0m i n/20 1585.01 0 0 085.01 0 0 00rrdv cn 6.2 时间定额的计算 6.2.1 基本时间 mt 的计算 （ 1）粗铣上端面 zj fMlllt 21 式中 .583l mm,故 m in2 04.0m in0.14 10 5.83 mt （ 2）精铣上端面 zj fMlllt 21 式中 .583l mm,故 m in26.10m in0.14.6 62 5.83 mt 上下端面相互对称，所以所用的加工时间是相同的。 （ 3）粗铣后端面 nts - 18 - zj fMlllt 21 式中 48l mm,故 m in1 17.0m in0.14 10 48 mt （ 4）精铣后端面 zj fMlllt 21 式中 48l mm,故 m in72.00m in0.14.662 48 mt 6.2.2 辅助时间 at 的计算 辅助时间at与基本时间mt之间的关系为at=（ 0.15 0.2）mt，取at=0.15mt，则各工序的辅助时间分别为： 粗铣上端面的辅助时间：at=0.15 0.204 60=1.836s 精铣上端面的辅助时间：at=0.15 0.126 60=1.134s 粗铣后端面的辅助时间： sta 0 5 3.1601 1 7.015.0 精铣后端面的辅助时间：at=0.15 0.072 60=0.648s 6.2.3 其他时间的计算 除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于 阀体 的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作地时间bt是作业时间的 2% 7%，休息与生理需要时 间xt是作业时间的 2% 4%，均取为 3%，则各工序的其他时间（bt+xt）可按关系式（ 3%+3%） （at+mt）计算，它们分别为： 粗铣下端面的其他时间：bt+xt=6% （ 0.204 60+1.836） =0.8445s nts - 19 - 精铣下端面的其他时间：bt+xt=6% （ 0.126 60+1.134） =0.5216s 粗铣后端面的辅助时间：1bt+xt=6% (0.117 60+1.053)=0.4822s 精铣后端面的其他时间：bt+xt=6% （ 0.072 60+0.648） =0.298s 7 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 。 7.1 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 。 7.2 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 nts - 20 - 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 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 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。 nts - 21 - 对于车床主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构，如图 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 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 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 7.3 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 。 nts - 22 - 7.4 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 D 、夹具误差J、 夹具在主轴上的安装误差 A 和加工方法误差G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 D 由于 C面既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差 B 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 Y 为零 。 因此，尺寸 005.0-21的定位误差 D 等于零 。 （ 2）夹具误差J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 002.0-21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 A 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G如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转 轴线间的误差 、
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