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机械毕业设计全套

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GY02-083@“阀体”零件的工艺设计,机械毕业设计全套

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第 1 页 共 23 页 毕业设计说明书 毕业设计题目：“阀体”零件的工艺设计 内容要点及要求： 该产品年产量 5000 件，备品率为 10%，机械加工废品率为 2%，对该产品做工艺设计，完成下列任务： 1、 零件工作图及毛坯图各一张； 2、 零件机械加工工艺过程卡片一份； 3、 设计夹具两套，图纸总量应达到 3 张以上 0号 图纸； 4、 设计说明书一份。 第一章 零件的分析 1.1 零件的作用 阀体是整体装置的重要零件，它支撑中心部分，承受着部分静载荷，因为阀体与整个机体连接，并且中心部分与该零件是螺纹连接，因而该零件的螺纹承受着一定载荷，以及一定的冲击力，所以 该零件承受着静、动载荷。 1.2 零件的主要技术条件分析 1、 为了适合铸件技术要求，因而采用精度等级为 CT12。 2、 为了保证铸件整个零件的中心高度，首先以底平面为基准，粗镗直径为36H8的孔，再以该孔为基准，粗铣底平面，最后以底平面为精基准，精镗以上的孔，再精铣底平面，以上步骤均需要专用铣夹具等。 3、 两螺纹孔的中心距为 68，该尺寸的要求较高，为了保证尺寸的配合，这两个螺纹孔应该到最后进行钻孔。 4、 内孔承受着较高工作力，因而它的内孔配合度较高，要求有较高的粗糙度，只有这样的粗糙度才能满足零件工作时的需要。 5、 有关螺纹的技 术要求： 阀体在工作时，将受到一定的载荷，这一载荷又将传到螺纹上，因此，对于安装这两个螺纹端面有一定的粗糙度，该粗糙度为 3.2，属于铸造件中较高的粗糙度要求。 6、 有关结合面的技术要求： 阀体在工作中受到冲击性质动载荷以及静载荷，结合面的歪斜将使中心部分不能正常工作，最终导致机体整体不能正常工作，因此，对结合面的平面度要求较高。 nts 第 2 页 共 23 页 第二章 零件工艺规程设计 2.1 确定零件的生产类型 生产纲领的确定： N 零 =Q* n（ 1+ ） 式中： N 零 ：零件的生产纲领； Q：产品的生产纲领， Q=5000台 /年； n:每一产品中包含该零件的数量 n=1； ：零件的备品率，一般情况下为 =3% 5% 取 4% ：零件的平均废品率，取 =1； N 零 =5000*1（ 1+4%+1%） =5， 025件 /年 根据任务书可知零件为大量生产。 2.2 确定零件毛坯的制造形式 影响毛坯选择的因素通常包括： 1、零件材料的工艺性及对材料组织的要求。 2、零件的结构形状和外形尺寸。 3、零件对毛坯精度，表面粗糙度和表面层性能的要求。 4、零件生产纲领的大小。 5、 现有生产能力和发展前途。 由于阀体要求有较高的强度和刚度，以及良好的耐磨性和疲劳强度，材料选择HT200。 因为阀体在工作中承受静载荷以及小量的动载荷，为了使金属纤维尽量不被切断，非加工表面对称均匀，使零件工作可靠，并且铸件的铸造性能较好，。由于该零件的轮廓尺寸不大，生产类型为大量生产，又考虑零件的加工条件要求较高。为了保证加工质量、提高生产率、降低成本、减少工人的劳动强度，确定采用铸造成型。 nts 第 3 页 共 23 页 2.3 制定工艺路线 1、 工艺过程的安排： 在阀体加工中，影响加工精度的主要因素有： 阀体本身的刚度比较地，在外力 （切削力、夹紧力）的作用下，容易变形。 阀体是铸造件，孔的加工余量大，切削时将产生的残余内应力，并引起应力重新分布。 因此，在安排工艺过程中，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，既把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。 这是由于粗加工工序的切削余量大，因此，切削力、夹紧力必然大，加工后容易变形。粗精加工分开后，粗加工产生的变形，可以在半精加工修正，半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力作用。逐步修正加工的变形就能最后达到零件的技术要求。 2、 各主要表面的 工序安排如下： 一端面：粗铣、精铣。 中心孔，大螺纹孔：钻孔、粗镗、半精镗、精镗。 两螺纹孔：钻、镗。 一些次要表面的加工，则视需要和可能安排在工艺过程的中间或后面。 3、 阀体工艺路线的方案之一： 钻通孔； 粗铣底平面； 粗铣台阶面； 精铣底平面； 精铣台阶面； 精镗通孔； 钻螺纹孔； 检查； 人工清理； 最终检验。 4、此方案具有如下特点： 加工阶段划分得较合理： a.阀体本身的刚度比较地，在外力（切削力、夹紧力）的作用下，容易变形。 b.阀体是铸造件，孔的加工余量大，切削时将 产生的残余内应力，并引起应力重新分布。 因此，在安排工艺过程时，就需要把各表面的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这样避免了由于粗加工工nts 第 4 页 共 23 页 序切削余量大，切削力、夹紧力必然大，加工后易产生变形。 如：内应力引起的变形；夹紧力较大引起的变形；切削温度过高引起的变形；工艺系统的热变形等的影响。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精及精加工中得到修正，就能最后达到零件的技术要求。同时，还能合理地使用设备，保证加工质量。在粗加工各表面后及早地发现毛坯缺陷，避免损失更多的 工时和费用。 定位基准的选择 阀体加工作为精基准的表面是大端面，以及两台阶面为定位面，而作为精基准的表面应该提前加工完。在选择粗基准时考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面的尺寸、位置符合图纸要求。因此按照粗基准选择原则，以端面为粗基准来加工底平面 精基准。在阀体的加工过程中定位基准满足基准重合原则，简化了工艺过程的制定，使夹具的设计、制造简单，降低成本。 按照工序分散的原则来拟定工艺路线： 阀体的加工过程中，各加工工序的组合基本上是按照工序分散的原则进行的。由于阀体的形状复杂，要加 工表面不便于集中加工，为了适应大批量生产的快节奏，必须在各工序采用高效率的专用机床和夹具，以提高生产率，保证加工质量，使各工序的时间趋于平衡，按一定的节拍组织流水生产。虽然现代生产的发展多趋向于工序集中，但工序分散在大批量生产中仍应用很广泛。 2.4 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 阀体材料为 HT200。 机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量。余量过大，不但增加机械加工的劳动量，而且增加了成本。所以，必须合理地安排加工余量。 本设计采用查表法确定各表面的加工余量、工序尺 寸、毛坯尺寸及公差等级。 （ 1） 单边、双边的加工余量及工序尺寸的确定 由（）表 2.2 4 =6.5 =4.5 nts 第 5 页 共 23 页 铸件机械加工余量 基本尺寸 加工余量数值 大于 至 - 100 5.5 6.0 6.5 7.5 8.5 9.0 10 11 12 3.5 4.0 4.5 5.5 6.0 5.5 6.5 6.5 7.5 100 160 6.5 7.0 8.0 9.0 10 11 12 13 14 4.0 4.5 5.5 6.0 7.0 7.0 8.0 8.0 9.0 160 250 7.5 8.5 9.5 11 13 13 15 15 17 5.0 6.0 7.0 8.5 9.0 8.5 10 9.5 11 250 400 8.5 9.5 11 13 15 15 17 18 20 5.5 6.5 8.0 10 11 10 12 12 14 400 630 10 11 13 16 18 17 20 20 23 6.5 7.5 9.5 12 13 12 14 13 16 630 1000 12 13 15 18 20 20 23 23 26 7.5 9 11 14 15 14 17 15 18 基本尺寸 加工余量数值 大于 至 1000 1600 13 15 17 20 23 23 26 27 30 8.5 10 13 16 17 16 19 18 21 表 2.2-4 注： 1、表中每拦有两个加工余量数值，上面的 数值是以一侧为基准，进行单侧加工的加工余量，进行单侧加工的加工余量值。下面为双侧加工时，每侧的加工余量值。 2、表中略去基本尺寸大于 1600 10000mm的加工余量数值。 （ 2） 铸件公差等级的确定 表（） 2.2 5 可知 nts 第 6 页 共 23 页 成批和大量生产的铸件机械加工余量等级 工艺方 法尺寸公差 加工余量 加工余量等级 铸钢 灰铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁 铜合金 锌合金 轻金属合金 镍基合金 钴基合金 砂型手工造型 CT 11 13 11 13 11 13 10 12 10 12 - 9 11 - - MA J H H H H - H - - 砂型机器造型及壳型 CT 8 10 8 10 8 10 8 10 8 10 - 7 9 - - MA H G G G G - G - - 金属型 CT - 7 9 7 9 7 9 7 9 7 9 6 8 - - MA - F F F F F F - - 低压铸造 CT - 7 9 7 9 7 9 7 9 7 9 6 8 - - MA - F F F F F F - - 压力铸造 CT - - - - 6 8 4 6 5 7 - - MA - - - - E E E - - 熔模铸造 CT 5 7 5 7 5 7 - 4 6 - 4 6 5 7 5 7 MA E E E - E - E E E 表 2.2-5 注： 1、 型铸造的铸件，顶面（相对浇注位置）的加工余量等级，比底、侧面的加工余量等级需降低一级选用。例：尺寸公差为 CT12 级，加工余量底、侧面为MA H级。 2、 型铸造铸件的底、侧面所采用加工余量等级为选定的尺寸公差等级所对应的全部加工与量等级中最粗级时。例：底、侧面加工与量为 CT12 级， MA H级。 3、 砂型铸造孔的加工余量等级可与底面、侧面相同的等级。 nts 第 7 页 共 23 页 （ 3） 铸造孔的最小尺寸 在铸造工艺上为制造方面，一般当铸造孔径小于规定尺寸时可不铸出，零件上的孔如难以机 械加工，最小孔径也可放宽到特殊情况数值。 （ 4） 铸造壁的最小厚度 各种铸造方法铸件的最小壁厚可见表。 （ 5） 铸造斜度 对于砂型及硬型铸件常选用 3 ，压铸件常选用 130 2 。待加工表面的斜度数值可以大一些，非加工表面斜度数值可适当减小。一般参照表选取。为便于模具制造及造型，各面斜度数值应尽量一致。 5、 底面加工余量及工序尺寸的确定 查表 2.2-4可得总余量 A=6.5mm 由表可得精铣 =0.5 粗铣 =A -0.5=6mm 6、 螺纹孔加工余量及工序尺寸的确定 由表可得钻孔直径为 8.5，加工余量 =2.5 7、 台阶孔加工余量的确定 由表查得总余量为 A=6.5 精铣 =0.5（单面） 粗铣 =A-2=6.5 -1=5.5 2.5 确定各序工艺装备及切削用量 工序 1、粗铣底平面 （ 1） 机床：立铣 X52K立式铣床 （ 2） 夹具：专用夹具 （ 3） 量具：卡板 （ 4） 刀具：硬质合金套式面铣刀 YT15， D=160mm,z=8 （ 5） 切削用量： 切削深度： p =1.8mm 每齿进给量： f =0.13mm/z表 3-28 切削速度： v=1.4m/s表 3 30 计算转速： n=1000*60v/D=1000*60*1.4/(3.14*160)=16 7r/min按机床取 实际转速： nw=150r/min 实际速度： vw=*D*n w/(60*1000)=3.14*160*150/(60*1000) 进给速度： fM= f*z* nw=0.13*8*150=156mm/min 工序 2、粗铣台阶面 （ 1）机床：双面四轴铣床 nts 第 8 页 共 23 页 （ 2）夹具：专用夹具 （ 3）量具：卡板 （ 4）刀具：硬质合金套式面铣刀 YT15， D=160mm,z=8 （ 5） /D=1000*60*1.4/(3.14*160)=167r/min 按机床取 实际转速： nw=150r/min 实际速度： vw=*D*n w/(60*1000)=3.14*160*150/(60*1000) 进给速度： fM= f*z* nw=0.13*8*150=156mm/min 工序 3、钻镗孔 （ 1） 机床：钻镗组合机床 （ 2） 夹具：专用夹具 工步 1、镗孔至 20mm 、 30mm a) 刀具： YT15镗刀 b) 量具：塞规 c) 切削用量： p =20/2=10mm p =30/2=15mm f=0.6mm/r v=0.25m/s ns =60*1000*0.25/(3.14*20)=238.85r/min ns =60*1000*0.25/(3.14*30)=159.23r/min 按专用机床选取 nw=159 r/min vw=3.14*20*159/60*1000=0.166m/s vw=3.14*30*159/60*1000=0.0.24m/s 工序 4、精铣底平面 （ 1） 机床：卧铣 X62w （ 2） 夹具：专用夹具 （ 3） 量具：卡板 （ 4） 刀具：硬质合金三面刃铣刀 YT15， D=100， z=8 （ 5） 切削用量： p =0.5mm f =0.13mm/z 表 3-28 v=1.8m/s n=1000*60*1.8/(3.14*100)=343r/min 按机床选取 nts 第 9 页 共 23 页 nw=375r/min vw=3.14*1000*375/(60*1000)=1.96m/s 工作台进给速度： fM= f*z* nw=0.13*8*375=390mm/min 工序 5、精铣台阶面 （ 1） 机床：卧铣 X62w （ 2） 夹具：专用夹具 （ 3） 量具：卡板 （ 4） 刀具：硬质合金三面刃铣刀 YT15， D=100， z=8 （ 5） 切削用量： p =0.5mm f =0.13mm/z 表 3-28 v=1.8m/s n=1000*60*1.8/(3.14*100)=343r/min 按机床选取 nw=375r/min vw=3.14*1000*375/(60*1000)=1.96m/s 工作台进给速度： fM= f*z* nw=0.13*8*375=390mm/min 工序 6、精镗孔 （ 1） 机床：卧式精刚镗床 （ 2） 夹具：专用夹具 （ 3） 量具：塞规 （ 4） 刀具：硬质合金镗刀 YT15 （ 5） 切削用量： p =0.1mm f =0.06mm/z 表 3-28 v=2.3m/s n=1000*60*2.3/(3.14*55)=799r/min 按机床选取 nw=800r/min vw=3.14*55*800/(60*1000)=2.3m/s 工序 7、钻螺纹 孔 （ 3） 机床：钻镗组合机床 （ 4） 夹具：专用夹具 工步 1、镗孔至 8.5mm nts 第 10 页 共 23 页 a) 刀具： W18Cr4V锥柄麻花钻 b) 量具：塞规 c) 切削用量： p =8.5/2=4.25mm f=0.6mm/r v=0.25m/s ns =60*1000*0.25/(3.14*4.25)=1124r/min 按专用机床选取 nw=1125 r/min vw=3.14*8.5*1125/(60*1000)=0.5m/s 2.6 确定各序工时定额 1、 粗铣底平面 由表可知： Tj=L/fM=(l+l1+ls)/ fM 而 fM=fz*z*n=0.13*8*150=156 而主偏角 =60 l1=0.5(D- D2-B2 )+ p/tg+(1 2)=23.732 Tj=(113+23.732+3)/156=0.896min 辅助时间： T 辅 =0.47min 工作地点服务时间占工序时间的 4.7% T 服 =(0.896+0.47)*4.7%=0.08min 2、 粗铣台阶面 由表可知： Ti=L/fM=(l+l1+ls)/ fM 而 fM=fz*z*n=0.13*8*150=156 而主偏角 =60 l1=0.5(D- D2-B2 )+ p/tg+(1 2)=23.732 Tj=(113+23.732+3)/156=0.896min 辅助时间： T 辅 =0.47min 工作地点服务时间占工序时间的 4.7% T 服 =(0.896+0.47)*4.7%=0.08min 3、 钻镗孔 由表可得 Tj=L/fn=(l+l1+l2)/ fn l1 =(D-d)/2*ctgkr+(1 2) =(20-0)/2*ctg60+2 =7.77 nts 第 11 页 共 23 页 Tj =(44+7.77+0)/(0.6*90)=0.958min 由表可得，辅助时间 T 辅 =0.48kin 工作地点服务时间占工序时间的 4.7% T 服 =(0.958+0.48)*4.7%=0.067min 镗孔时由表可得： Tj =(l+l1+l2)/ fn=（ 44+15.5+21.88） /（ 0.4*330） =0.62min 上式中可得 l1 =15.5 l2 =0.4D=0.4*54.7=21.88 T 辅 =0.27 T 服 =(Tj+T 辅 )*4.6%=0.04 4、 检查 由表可得， T 辅 =0.8min 工作地点服务时间占工序时间的 5% T 服 =0.8*5%=0.04min 5、 精铣底平面 由表可得 , Tj=(L/fn)i=(l+l1+l2+l3)/fn 上式中， l1 =( p/tanKr)(2 3)=1/tan60+2 =2.577 取 l2 =4 l3 =5 Tj=（ 60+2.577+4+5） /(0.2*400)=0.895min 由表可得， T 辅 =0.43min 工作地点服务时间占工序时间的 4.6% T 服 =(Tj+T 辅 )*4.6%=0.04 =(0.895+0.43)*4.6% =0.061min 6、 精铣台阶面 由表可得 , Tj=(L/fn)i=(l+l1+l2+l3)/fn 上式中， l1 =( p/tanKr)(2 3)=1/tan60+2 =2.577 取 l2 =4 l3 =5 Tj=（ 60+2.577+4+5） /(0.2*400)=0.895min 由表可得， T 辅 =0.43min 工作地点服务时间占工序时间的 4.6% T 服 =(Tj+T 辅 )*4.6%=0.04 =(0.895+0.43)*4.6% nts 第 12 页 共 23 页 =0.061min 7、 精镗孔 由表可得 , Tj=(L/fn)i=(l+l1+l2+l3)/fn 上式中， l1 =( p/tanKr)(2 3)=1/tan60+2 =2.577 取 l2 =4 l3 =5 Tj=（ 60+2.577+4+5） /(0.2*400)=0.895min 由表可得， T 辅 =0.43min 工作地点服务时间占工序时间的 4.6% T 服 =(Tj+T 辅 )*4.6%=0.04 =(0.895+0.43)*4.6% =0.061min 8、 钻螺纹孔 由表可得， lp=100 l=67 l1=10 (lp+l1+l)/(1000v)=177/(1000*0.06) =2.95min 查表可得， T 辅 =0.80min 工作地点服务时间占工序时间的 3% T 服 =(Tj+T 辅 )*3% =(2.95+0.80)*3% =0.1125min 9、 清洗 Tj=0.30min T 辅 =0.10min T 服 =0.012min 10、 检查 Tj=0.52min T 辅 =0.20min T 服 =0.032min 11、 装配工艺螺纹 Tj=0.2min nts 第 13 页 共 23 页 T 辅 =0.32min T 服 =0.016min 12、 松开螺纹消除内应力 Tj=0.25min T 辅 =0.20min T 服 =0.043min 13、 去毛刺 Tj=0.25min T 辅 =0.20min T 服 =0.043min （以上均由工厂的实践经验取） 14、 卸工艺螺纹 由工厂的实践经验取： Tj=0.25min T 辅 =0.20min T 服 =(Tj+T 辅 )*9% =（ 0.25+0.2） * 9% =0.041min nts 第 14 页 共 23 页 第三章 夹具设计 3.1 概述 在机床对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在 机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件的正确位置固定不动，这一 任务就是由夹具来完成。 对于单件、小批生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成本。 但由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往往比较费时间，并且操作复 杂，生产效率低。 本零件属于大量生产，零件外形也不适于使用通用夹具，为了保证工件精度， 提高生产效率，设计专用夹具就显得非常必要。 3.2 方案设计 方案设计是夹具设计的第一步，也是夹具设计关键的一步，方案设计的 好、坏将直接影响工件的加工精度、加工效率，稍不注意就会造成不能 满足工件加工要求，或加工精度不能达到设计要求，因此必须慎重考 虑。 设计方案的拟定必须遵循下列原则： 1、 定位装置要确保工件定位准确和可靠，符合六位定位原理。 2、 夹具的定位精度能满足工件精度的要求。 3、 夹具结构尽量简单，操纵力小而夹紧可靠，力争造价低 3.3 夹紧力的计算 钻镗孔工序，是属于粗加工，钻孔所采用的刀具是标准麻花钻，加工完成后 的孔可以达到六级以下的精度，其表面光洁度可以达到粗糙度 Rz80。然后再用镗 刀进行镗削，镗孔可以达到 6级 8级精度，表面粗糙度可达到 Ra6.3 0.8。 由于标准麻花钻每个刀齿上，都要产生 Fx、 Fy、 Fz，在理想情况下， Fy力基 本 相互抵消，经过综合简化后，可以认为各个切削刃上的切削力最后构成一个扭矩 M和 轴向力 F，通过实验结果可知：轴向力 F 是横刃产生的，扭矩 M主要是由主切削力 F2 产生的。 由 P80 可知：高速钢标准麻花钻轴向力 F，扭矩 M和切削功率 PM的实验公式 及其相应的修正系数。 在钻削是，夹紧力的方向是垂直于阀体端面，与麻花钻轴向力 F的方向相同，其 作用点是作用在 48的圆面上。 轴向力 F=Gd0XFYFKF 式中： d0 =53.0mm nts 第 15 页 共 23 页 G=833.85 XF=1 YF=0.7 （ 1） 钻孔时所需夹紧力为 W 对 O点取矩，则： M O=0 M=F r+W r W=（ M- F r） /r =156.684-12890.7*0.25*(8.5/2)*0.001/(0.25*31.5*0.001) =18157.159(N) 钻孔时所需夹紧力为 18157.159N。 （ 2） 心轴的强度校核： 心轴螺纹处的强度最弱 4F/(d 2-d220) 其中： F-液压缸负载 F=26010.323N d-心轴直径 d=15mm d20 =10mm 4F/(d 2-d220)26010.323*4/3.14(15 2-100)=265N/mm2 许用应力 = b/n=65*9.8/2=318.5N/mm2 4F/(d 2-d220) 强度合格 （ 3） 定位误差分析： 为了保证阀体螺纹孔的位置精度，采用六点定位，限制六个自由度。 为了减少孔的尺寸、形状及位置误差在镗、钻时采用基准统一原则，因此， 注意安装和调整事宜，可保证其定位精度满足加工要求。 3.4 夹具工作原理及动作说明 夹具的优点： （ 1） 夹具结构紧凑。 （ 2） 夹紧 可靠，工作平稳。 （ 3） 动作迅速，操作省力，适于大量生产。 nts 第 16 页 共 23 页 第四章 选择加工设备、工具 4.1 选用加工工具 由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机 床。其生产方式为以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。 工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。 1、粗铣底平面 、 考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择 X52K立式 铣床，选择直径为 200mm的 C类可转位面铣刀、专用夹具和游标卡尺。 2、 精铣底平面 、 由于定位基准的转换，宜采用 卧铣，选 X62W卧式铣床，选择与粗铣相同型号的 刀具，采用精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺。 3、 粗铣台阶面 、 采用立式铣床 X52K、莫氏锥柄面铣刀、专用铣夹具、专用检具。 4、 精铣台阶面 、 采用功率为 1.5Kw 的 1TXb20M型铣削头组成的卧式双面组合铣床。精铣刀具类型与粗铣的 相同。采用专用夹具。 5、粗镗孔、 镗孔采用卧式双面组合镗床，选择功率为 1.5Kw的 1TA20镗削头，选择镗通孔的镗刀 专用夹具、游标卡尺。 6、 精镗孔 、 采用卧式双面组合镗床，选 择功率为 1.5Kw的 1TA20镗削头，选择镗通孔的镗刀 专用夹具。 7、 钻螺纹孔 2-M10螺纹底孔选用摇臂钻床 Z3025加工。 2-M10螺纹孔选用锥柄阶梯麻花钻、选用 锥柄复合麻花钻及锥柄机用铰刀加工孔。采用专用夹具。选用游标卡尺和塞规检查孔径。 2-M10螺孔攻螺纹选用摇臂钻，采用机用丝锥夹头、专用夹具和螺纹塞规。 nts 第 17 页 共 23 页 4.2 加工工艺设计 1、 粗铣底平面及精铣底平面 查表可得加工余量，得精加工余量为 1.5mm，已知底平面加工总余量为 5mm，故粗加工 余量为 3.5mm。 精铣底平面中心定 位以孔的中心线定位。 2、 粗镗孔及精镗孔 孔的钻及扩铰余量 Z 扩 =0.9mm Z 铰 =0.1mm 由此可以算出 Z 钻 =9/2-0.9-o.1=3.5mm 由于粗、精镗孔时都以底平面为基准，故孔与底平面间的尺寸公差为 0.08mm,精镗 孔时孔与底平面的尺寸公差为 0.05mm及平行度 0.07mm。 孔与底平面的垂直度由机床保证。 nts 第 18 页 共 23 页 第五章 机床夹具零件及部件 5.1 定位件 定位销 1、 小定位销（ GB2202-80） （ 1） 材料： T8按 GB1298-77碳素工具钢技术条件。 （ 2） 热处理： HRC55 60。 （ 3） 其他技术条件按 GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。 如表所示： D H d L B C 基本尺寸 极限偏差 1-2 4 3 +0.016 +0.010 10 D-0.3 0.2 2-3 5 5 +0.023 +0.015 12 D-0.6 0.4 注： D的公差带按设计要求决定。 2、固定式定位销（ GB2203-80） （ 1）材料： D18mmT8 按 GB1298-77，碳素工具钢技术条件； D 18mm20按 699-65 优质碳素结构 钢钢号和一般技术条件。 （ 2）热处理： T8 HRC55 60。 20渗碳深度 0.8 1.2mm, HRC55 60。 （ 3）其他技术条件按 GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。 nts 第 19 页 共 23 页 5 2 导向件 钻套 固定钻套（ GB2262-80） （ 1） 材料： d26mmT10A 按 GB1298-77碳素工具钢技术条件。 （ 2） 热处理： T10AHRC58 64； （ 3） 其他技术条件按 GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。 5.3 对刀件 对刀块 圆形对刀块（ GB2240-80） （ 1） 材料： GB699-65优质碳素结构钢钢号和一般技术条件 （ 2） 热处理：渗碳深度 0.8-1.2mm HRC58 64。 （ 3） 其他技术条件按 GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。 nts 第 20 页 共 23 页 第六章 结束语 毕业设计不仅是对前面所学知识检验，而且也是对自己能力提高。 主要收获和体会如下： 第一， 学到了产品设计的方法。 第二， 提高了综合应用各门知识的能力。 第三， 巩固了计算机绘图能力。 第四， 提高了收集资料和查阅手册的能力。 第五， 明确了设计必须与生产实际相结合，产品才有生命力。 第六， 培养了严谨的科学作风。 总之，对我们大 专学生来说，经历了这次毕业设计，为今后从事生产第一线的技术改造工作、技术管理工作将有非常大的帮助。 nts 第 21 页 共 23 页 鸣 谢 毕业设计是完成教学计划达到专业培养目标的一个重要的教学环节；是教学计划中综合性最强的实践性教学环节，它在培养和提高我们综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力，并进行工程技术人员所必须具备的基本素质的训练等方面具有很重要的意义。毕业设计能使我们在以下几个方面有较大提高。 1通过阅读有关资料对当前先进的机械制造业的发展有进一步的了解。 2融汇、贯通几年 里所学习的专业基础知识和专业理论知识。 3综合运用所学专业理论知识和技能提高独立分析问题和解决实际问题的能力。 4培养和提高与设计群体合作、相互配合的工作能力。 历时二个多月的毕业设计接近尾声了，我的设计也基本上圆满完成了。此时回想过去设计的日子，体会多多，感慨也不少。我基本上按照我初定的三阶段计划认真做我的毕业设计的。设计过程也如我所料，遇到不少的问题。 在查阅资料学习阶段，我不但认真阅读了从工程训练中心借来的 XKA5032A/C数控立式升降台铣床的说明书，重新温习了我们以前所学过的数控机床、液 压传动与气压传动，还常去图书馆，翻阅了几乎所有有关数控机床、自动换刀、加工中心的图书资料和部分液压电气控制方面的书籍。经过这一阶段的学习，我对数控机床、自动换刀装置的类别、工作原理及其电液控制方面有了大体的认识，这为接下来最主要的具体设计阶段打下坚实的基础。 具体设计阶段是最主要，最重要，最艰难的阶段。万事开头难，这一阶段的第一个难点就是总体方案的确定。我是在前阶段学习了自动换刀形式，加工中心类别的基础上，认真研究往届的设计方案，再比较现在有类似数控机床所应用的机床自动换刀装置后，最终确定自己的设计方案的 。我本以为总体方案确定后，接下来的设计应该就不难了，但真正的设计过程中的困难超出我的所料。不管是具体零部件分析选择和计算校核，还是工作图的绘制，我都遇到不少问题，充分暴露以往学习的知识缺漏，自己独立解决实际问题能力的不足。幸好在此过程中常得到指导老师的指导、同学们的帮助，让我基本上解决了问题，完成了这一阶段的设计。 最后的修改阶段。首先我自己先认真检查修改一遍自己的设计，包括工程图，动画以及说明书。然后交给指导老师，请她帮我检查。指导老师经过详细的检查后对我的设计给予详细的、全面的批评指正和修改建议。我根据 指导老师的修改建议，进行第二轮的修改，修改完后再请老师过目指导，直到指导老师认为基本没什么错误为止。这一阶段指导老师的点睛之笔是我设计不断完善的关键，在此表示衷心的感谢！ 设计完成以后，接下来的主要任务就是准备答辩。这是决定毕业设计成败的关nts 第 22 页 共 23 页 键阶段，我必须在再次认真检查设计的基础上，认真论证我设计的自动换刀装置的工作原理、可行性、可靠性以及不足之处等等，为答辩作好充分的准备。通过整个设计阶段的自己努力，老师的指导和同学们的帮助，我有信心顺利通过毕业设计答辩。 最后，在此对在整个设计过程中，给予我指导和帮助的老 师同学表示衷心的感谢！特别是我的指导老师，对我设计给予悉心的指导，她对工作认真负责的态度也是我学习的好榜样，我受益匪浅，在此再次表示衷心的感谢！ nts 第 23 页 共 23 页 参考文献 （ 1）金属机械加工工艺人员手册方若愚等编，上海科学技术出版社 （ 2）机械制造工艺人员设计手册王绍俊编， 哈尔滨工业大学教材科出版 （ 3）机械零件设计手册上册（第二版） 冶金工业出版社 （ 4）机床夹具设计手册徐发仁编 上海科学技术出版社 （ 5）机械制造工艺学赵志修编 机械工业出版社 （ 6）机床夹 具设计哈尔滨工业大学、上海工业大学主编 上海科学技术出版社 nts前 言 为了提高生产效率，特设计该专用夹具，根据被加工零件的要求，运用夹具 结构设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计， 提高结构设计能力。 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。 进一步培养学生识图、制图、运算、和编写技术文件等基本技能。 nts产品型号 零件图号产品名称 零件名称 共（）页 第（）页材料牌号 HT200 毛坯种类 铸件 1 备注准终 单件铸热10 金工20 金工底图号 30 金工装订号 40 金工50 检110机械加工工艺卡片日期钻 4-M8螺纹并保证中心距 32 专用钻夹具检验设计标记 处数处数 文件号 签字 日期专用铣夹具精铣底平面并保证粗糙度 6.3入库审核标记 文件号 签字去毛边，校正外形粗铣底平面 专用铣夹具工艺设备铸造实效毛坯外型尺寸 66mm *75mm *52mm 每毛坯可制件数泵体机械加工工艺卡片工时工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备nts 常州工学院 （成人教育） 毕 业 设 计（论文） 题 目 “阀体”零件的工艺设计 副标题 性 质： 毕业设计 毕业论文 学生姓名 王 昊 年 级 2006 级 教 学 点 无锡技师学院 专 业 模具设计与制造 指导 教师 仲 威 评定成绩 优 良 中 及格 不及格 nts 1 目录 前言 -3 第一章 零件的分析 -3 1.1 零件的作用 -4 1.2 零件的主要技术条件分析 -5 第二章 零件工艺规程的设计 -6 2.1 零件的生产类型 -6 2.2 确定零件毛坯的制造形式 -7 2.3 确定工艺路线 -9 2.4 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 -10 2.5 确定各序工艺装备及切削用量 -10 2.6 确定各序工时定额 -16 第三章 夹具设计 -19 3.1 概述 -19 3.2 方案设计 - 20 3.3 夹紧力的计算 -21 3.4 夹具工作原理及动作说明 -22 第四章选择加工设备、工具 -23 4.1选用加工工具 -23 4.2加工工艺设计 -24 第五章 机床夹具零件及部件 -25 nts 2 5.1定位件 -25 5.2导向件 -26 5.3对刀件 -26 参考文献 -27 nts 3 前言 为了提高生产效率，特设计该专用夹具，根据被加工零件的要求，运用夹具 结构设计的基本原理和方法，学会拟订 夹具设计方案，完成夹具结构设计， 提高结构设计能力。 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。 进一步培养学生识图、制图、运算、和编写技术文件等基本技能。 nts 4 毕业设计说明书 毕业设计题目：“阀体”零件的工艺设计 内容要点及要求： 该产品年产量 5000 件，备品率为 10%，机械加工废品率为 2%，对该产品做工艺设计，完成下列任务： 1、 零件工作图及毛坯图各一张； 2、 零件机械加工工艺过程卡片一份； 3、 设计夹具两套，图纸总量应达到 3张以上 0号 图纸； 4、 设计说明书一份。 第一章 零件的分析 1.1 零件的作用 阀体是整体装置的重要零件，它支撑中心部分，承受着部分静载荷，因为阀体与整个机体连接，并且中心部分与该零件是螺纹连接，因而该零件的螺纹承受着一定载荷，以及一定的冲击力，所以该零件承受着静、动载荷。 nts 5 1.2 零件的主要技术条件分析 1、 为了适合铸件技术要求，因而采用精度等级为 CT12。 2、 为了保证铸件整个零件的中心高度，首先以底平面为基准，粗镗直径为 36H8 的孔，再以该孔为基准，粗铣底平面，最后以底平面为精基准，精镗以上的孔，再精铣底平面，以上步骤均 需要专用铣夹具等。 3、 两螺纹孔的中心距为 68，该尺寸的要求较高，为了保证尺寸的配合，这两个螺纹孔应该到最后进行钻孔。 4、 内孔承受着较高工作力，因而它的内孔配合度较高，要求有较高的粗糙度，只有这样的粗糙度才能满足零件工作时的需要。 5、 有关螺纹的技术要求： 阀体在工作时，将受到一定的载荷，这一载荷又将传到螺纹上，因此，对于安装这两个螺纹端面有一定的粗糙度，该粗糙度为 3.2，属于铸造件中较高的粗糙度要求。 6、 有关结合面的技术要求： 阀体在工作中受到冲击性质动载荷以及静载荷，结合面的歪斜将使中心部分不能正常工作，最终导致机 体整体不能正常工作，因此，对结合面的平面度要求较高。 nts 6 第二章 零件工艺规程设计 2.1 确定零件的生产类型 生产纲领的确定： N 零 =Q* n（ 1+ +） 式中： N 零 ：零件的生产纲领； Q：产品的生产纲领， Q=5000台 /年； n:每一产品中包含该零件的数量 n=1； ：零件的备品率，一般情况下为 =3% 5% 取 4% ：零件的平均废品率，取 =1； N 零 =5000*1（ 1+4%+1%） =5， 025 件 /年 根据任务书可知零件为大量生产。 nts 7 2.2 确定零件毛坯的制造形式 影响毛坯选择的因素通常包括： 1、零件材料的工艺性及对材料组织的要求。 2、零件的结构形状和外形尺寸。 3、零件对毛坯精度，表面粗糙度和表面层性能的要求。 4、零件生产纲领的大小。 5、现有生产能力和发展前途。 由于阀体要求有较高的强度和刚度，以及良好的耐磨性和疲劳强度，材料选择 HT200。 因为阀体在工作中承受静载荷以及小量的动载荷，为了使金属纤维尽量不被切断，非加工表面对称均匀， 使零件工作可靠，并且铸件的铸造性能较好，。由于该零件的轮廓尺寸不大，生产类型为大量生产，又考虑零件的加工条件要求较高。为了保证加工质量、提高生产率、降低成本、减少工人的劳动强度，确定采用铸造成型。 nts 8 2.3 制定工艺路线 1、 工艺过程的安排： 在阀体加工中，影响加工精度的主要因素有： 阀体本身的刚度比较地，在外力（切削力、夹紧力）的作用下，容易变形。 阀体是铸造件，孔的加工余量大，切削时将产生的残余内应力，并引起应力重新分布。 因此，在安排工艺过程中，就需要把各主要表面的粗精加工工序分 开，既把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。 这是由于粗加工工序的切削余量大，因此，切削力、夹紧力必然大，加工后容易变形。粗精加工分开后，粗加工产生的变形，可以在半精加工修正，半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力作用。逐步修正加工的变形就能最后达到零件的技术要求。 2、 各主要表面的工序安排如下： 一端面：粗铣、精铣。 中心孔，大螺纹孔：钻孔、粗镗、半精镗、精镗。 两螺纹孔：钻、镗。 一些次要表面的加工，则视需要和可能安排在工艺过程的中间或后面。 3、 阀 体工艺路线的方案之一： 钻通孔； 粗铣底平面； 粗铣台阶面； 精铣底平面； 精铣台阶面； 精镗通孔； 钻螺纹孔； 检查； 人工清理； 最终检验。 4、此方案具有如下特点： 加工阶段划分得较合理： a.阀体本身的刚度比较地，在外力（切削力、夹紧力）的作用下，容易变形。 b.阀体是铸造件，孔的加工余量大，切削时将产生的残余内应力，并引起应力重新分布。 因此，在安排工艺过程时，就需要把各表面的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这样避免了由于粗加工工序切削余量大，切削力、夹紧力必然大，加工后易产生变形。 如：内应力引起的变形；夹紧力较大引起的变形；切削温度过高引起的变形；工艺系统的热变形等的影响。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精及精加工中得到修正，就能最后达到零件的技术要求。同时，还能合理地使用设备，保证加工质量。在粗加工各表面后及早地发现毛坯缺陷，避免损失更多的工nts 9 时和费用。 定位基准的选择 阀体加工作为精基准的表面是大端面，以及两台阶面为定位面，而作为精基准的表面应该提前加工完。在选择粗基准时考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余 量，使不加工表面的尺寸、位置符合图纸要求。因此按照粗基准选择原则，以端面为粗基准来加工底平面 精基准。在阀体的加工过程中定位基准满足基准重合原则，简化了工艺过程的制定，使夹具的设计、制造简单，降低成本。 按照工序分散的原则来拟定工艺路线： 阀体的加工过程中，各加工工序的组合基本上是按照工序分散的原则进行的。由于阀体的形状复杂，要加工表面不便于集中加工，为了适应大批量生产的快节奏，必须在各工序采用高效率的专用机床和夹具，以提高生产率，保证加工质量，使各工序的时间趋于平衡，按一定的节拍组织流水生产。虽然现代 生产的发展多趋向于工序集中，但工序分散在大批量生产中仍应用很广泛。 nts 10 2.4 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 阀体材料为 HT200。 机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量。余量过大，不但增加机械加工的劳动量，而且增加了成本。所以，必须合理地安排加工余量。 本设计采用查表法确定各表面的加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸及公差等级。 （ 1） 单边、双边的加工余量及工序尺寸的确定 由（）表 2.2 4 =6.5 =4.5 铸件机械加工余量 基本 尺寸 加工余量数值 大于 至 - 100 5.5 6.0 6.5 7.5 8.5 9.0 10 11 12 3.5 4.0 4.5 5.5 6.0 5.5 6.5 6.5 7.5 100 160 6.5 7.0 8.0 9.0 10 11 12 13 14 4.0 4.5 5.5 6.0 7.0 7.0 8.0 8.0 9.0 160 250 7.5 8.5 9.5 11 13 13 15 15 17 5.0 6.0 7.0 8.5 9.0 8.5 10 9.5 11 250 400 8.5 9.5 11 13 15 15 17 18 20 5.5 6.5 8.0 10 11 10 12 12 14 400 630 10 11 13 16 18 17 20 20 23 6.5 7.5 9.5 12 13 12 14 13 16 630 1000 12 13 15 18 20 20 23 23 26 7.5 9 11 14 15 14 17 15 18 基本尺寸 加工余量数值 大于 至 1000 1600 13 15 17 20 23 23 26 27 30 8.5 10 13 16 17 16 19 18 21 表 2.2-4 注： 1、表中每拦有两个加工余量数值，上面的 数值是以一侧为基准，进行单侧加工的加工余量，进行单侧加工的加工余量值。下面为双侧加工时，每侧的加工余量值。 2、表中略去基本尺寸大于 1600 10000mm的加工余量数值。 （ 2） 铸件公差等级的确定 表（） 2.2 5可知 nts 11 成批和大量生产的铸件机械加工余量等级 工艺方法尺寸公差 加工余量 加工余量等级 铸钢 灰铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁 铜合金 锌合金 轻金属合金 镍基合金 钴基合金 砂型手工造型 CT 11 13 11 13 11 13 10 12 10 12 - 9 11 - - MA J H H H H - H - - 砂型机器造型及壳型 CT 8 10 8 10 8 10 8 10 8 10 - 7 9 - - MA H G G G G - G - - 金属型 CT - 7 9 7 9 7 9 7 9 7 9 6 8 - - MA - F F F F F F - - 低压铸造 CT - 7 9 7 9 7 9 7 9 7 9 6 8 - - MA - F F F F F F - - 压力铸造 CT - - - - 6 8 4 6 5 7 - - MA - - - - E E E - - 熔模铸造 CT 5 7 5 7 5 7 - 4 6 - 4 6 5 7 5 7 MA E E E - E - E E E 表 2.2-5 注： 1、 型铸造的铸件，顶面（相对浇注位置）的加工 余量等级，比底、侧面的加工余量等级需降低一级选用。例：尺寸公差为 CT12 级，加工余量底、侧面为 MA H级。 2、 型铸造铸件的底、侧面所采用加工余量等级为选定的尺寸公差等级所对应的全部加工与量等级中最粗级时。例：底、侧面加工与量为 CT12级， MA H级。 3、 砂型铸造孔的加工余量等级可与底面、侧面相同的等级。 （ 3） 铸造孔的最小尺寸 在铸造工艺上为制造方面，一般当铸造孔径小于规定尺寸时可不铸出，零件上的孔如难以机械加工，最小孔径也可放宽到特殊情况数值。 nts 12 （ 4） 铸造壁的最小厚度 各种铸造方法铸件的最小壁厚可见表。 （ 5） 铸造斜度 对于 砂型及硬型铸件常选用 3，压铸件常选用 1 30 2。待加工表面的斜度数值可以大一些，非加工表面斜度数值可适当减小。一般参照表选取。为便于模具制造及造型，各面斜度数值应尽量一致。 5、 底面加工余量及工序尺寸的确定 查表 2.2-4 可得总余量 A=6.5mm 由表可得精铣 =0.5 粗铣 =A-0.5=6mm 6、 螺纹孔加工余量及工序尺寸的确定 由表可得钻孔直径为 8.5，加工余量 =2.5 7、 台阶孔加工余量的确定 由表查得总余量为 A=6.5 精铣 =0.5（单面） 粗铣 =A-2 =6.5-1=5.5 nts 13 2.5 确定各序工艺装备及切削用量 工序 1、粗铣底平面 （ 1） 机床：立铣 X52K立式铣床 （ 2） 夹具：专用夹具 （ 3） 量具：卡板 （ 4） 刀具：硬质合金套式面铣刀 YT15， D=160mm,z=8 （ 5） 切削用量： 切削深度： p =1.8mm 每齿进给量： f =0.13mm/z 表 3-28 切削速度： v=1.4m/s表 3 30 计算转速： n=1000*60v/ /D=1000*60*1.4/(3.14*160)=167r/min 按机床取 实际转速： nw=150r/min 实际速度： vw= *D*nw/(60*1000)=3.14*160*150/(60*1000) 进给速度： fM= f*z* nw=0.13*8*150=156mm/min 工序 2、粗铣台阶面 （ 1）机床：双面四轴铣床 （ 2）夹具：专用夹具 （ 3）量具：卡板 （ 4）刀具：硬质合金套式面铣刀 YT15， D=160mm,z=8 （ 5） /D=1000*60*1.4/(3.14*160)=167r/min 按机床取 实际转速： nw=150r/min 实际速度： vw= *D*nw/(60*1000)=3.14*160*150/(60*1000) 进给速度： fM= f*z* nw=0.13*8*150=156mm/min 工序 3、钻镗孔 （ 1） 机床：钻镗组合机床 （ 2） 夹具：专用夹具 工步 1、镗孔至 20mm、 30mm a) 刀具： YT15镗刀 b) 量具：塞规 c) 切削用量： p =20/2=10mm p =30/2=15mm f=0.6mm/r v=0.25m/s ns =60*1000*0.25/(3.14*20)=238.85r/min ns =60*1000*0.25/(3.14*30)=159.23r/min 按专用机床选取 nw=159 r/min nts 14 vw=3.14*20*159/60*1000=0.166m/s vw=3.14*30*159/60*1000=0.0.24m/s 工序 4、精铣底平面 （ 1） 机床：卧铣 X62w （ 2） 夹具：专用夹具 （ 3） 量具：卡板 （ 4） 刀具：硬质合金三面刃铣刀 YT15， D=100， z=8 （ 5） 切削用量： p =0.5mm f =0.13mm/z 表 3-28 v=1.8m/s n=1000*60*1.8/(3.14*100)=343r/min 按机床选取 nw=375r/min vw=3.14*1000*375/(60*1000)=1.96m/s 工作台进给速度： fM= f*z* nw=0.13*8*375=390mm/min 工序 5、精铣台阶面 （ 1） 机床：卧铣 X62w （ 2） 夹具：专用夹具 （ 3） 量具：卡板 （ 4） 刀具：硬质合金三面刃铣刀 YT15， D=100， z=8 （ 5） 切削用量： p =0.5mm f =0.13mm/z 表 3-28 v=1.8m/s n=1000*60*1.8/(3.14*100)=343r/min 按机床选取 nw=375r/min vw=3.14*1000*375/(60*1000)=1.96m/s 工作台进给速度： fM= f*z* nw=0.13*8*375=390mm/min 工序 6、精镗孔 （ 1） 机床：卧式精刚镗床 （ 2） 夹具：专用夹具 （ 3） 量具：塞规 （ 4） 刀具：硬质合金镗刀 YT15 （ 5） 切削用量： p =0.1mm f =0.06mm/z 表 3-28 v=2.3m/s nts 15 n=1000*60*2.3/(3.14*55)=799r/min 按机床选取 nw=800r/min vw=3.14*55*800/(60*1000)=2.3m/s 工序 7、钻螺纹孔 （ 3） 机床：钻镗组合机床 （ 4） 夹具：专用夹具 工步 1、镗孔至 8.5mm a) 刀具： W18Cr4V锥柄麻花钻 b) 量具：塞规 c) 切削用量： p =8.5/2=4.25mm f=0.6mm/r v=0.25m/s ns =60*1000*0.25/(3.14*4.25)=1124r/min 按专用机床选取 nw=1125 r/min vw=3.14*8.5*1125/(60*1000)=0.5m/s nts 16 2.6 确定各序工时定额 1、 粗铣底平面 由表可知： Tj=L/fM=(l+l1+ls)/ fM 而 fM=fz*z*n=0.13*8*150=156 而主偏角 =60 l1=0.5(D- D2-B2 )+ p/tg +(1 2)=23.732 Tj=(113+23.732+3)/156=0.896min 辅助时间： T 辅 =0.47min 工作地点服务时间占工序时间的 4.7% T 服 =(0.896+0.47)*4.7%=0.08min 2、 粗铣台阶面 由表可知： Ti=L/fM=(l+l1+ls)/ fM 而 fM=fz*z*n=0.13*8*150=156 而主偏角 =60 l1=0.5(D- D2-B2 )+ p/tg +(1 2)=23.732 Tj=(113+23.732+3)/156=0.896min 辅助时间： T 辅 =0.47min 工作地点服务时间占工序时间的 4.7% T 服 =(0.896+0.47)*4.7%=0.08min 3、 钻镗孔 由表可得 Tj=L/fn=(l+l1+l2)/ fn l1 =(D-d)/2*ctgkr+(1 2) =(20-0)/2*ctg60 +2 =7.77 Tj =(44+7.77+0)/(0.6*90)=0.958min 由表可得，辅助时间 T 辅 =0.48kin 工作地点服务时间占工序时间的 4.7% T 服 =(0.958+0.48)*4.7%=0.067min 镗孔时由表可得： Tj =(l+l1+l2)/ fn=（ 44+15.5+21.88） /（ 0.4*330） =0.62min 上式中可得 l1 =15.5 l2 =0.4D=0.4*54.7=21.88 T 辅 =0.27 T 服 =(Tj+T 辅 )*4.6%=0.04 4、 检查 由表可得， T 辅 =0.8min 工作地点服务时间占工序时间的 5% T 服 =0.8*5%=0.04min 5、 精铣底平面 nts 17 由表可得 , Tj=(L/fn)i=(l+l1+l2+l3)/fn 上式中， l1 =( p/tanKr) (2 3)=1/tan60 +2 =2.577 取 l2 =4 l3 =5 Tj=（ 60+2.577+4+5） /(0.2*400)=0.895min 由表可得， T 辅 =0.43min 工作地点服务时间占工序时间的 4.6% T 服 =(Tj+T 辅 )*4.6%=0.04 =(0.895+0.43)*4.6% =0.061min 6、 精铣台阶面 由表可得 , Tj=(L/fn)i=(l+l1+l2+l3)/fn 上式中， l1 =( p/tanKr) (2 3)=1/tan60 +2 =2.577 取 l2 =4 l3 =5 Tj=（ 60+2.577+4+5） /(0.2*400)=0.895min 由表可得， T 辅 =0.43min 工作地点服务时间占工序时间的 4.6% T 服 =(Tj+T 辅 )*4.6%=0.04 =(0.895+0.43)*4.6% =0.061min 7、 精镗孔 由表可得 , Tj=(L/fn)i=(l+l1+l2+l3)/fn 上式中， l1 =( p/tanKr) (2 3)=1/tan60 +2 =2.577 取 l2 =4 l3 =5 Tj=（ 60+2.577+4+5） /(0.2*400)=0.895min 由表可得， T 辅 =0.43min 工作地点服务时间占工序时间的 4.6% T 服 =(Tj+T 辅 )*4.6%=0.04 =(0.895+0.43)*4.6% =0.061min 8、 钻螺纹孔 由表可得， lp=100 l=67 l1=10 (lp+l1+l)/(1000v)=177/(1000*0.06) =2.95min nts 18 查表可得 ， T 辅 =0.80min 工作地点服务时间占工序时间的 3% T 服 =(Tj+T 辅 )*3% =(2.95+0.80)*3% =0.1125min 9、 清洗 Tj=0.30min T 辅 =0.10min T 服 =0.012min 10、 检查 Tj=0.52min T 辅 =0.20min T 服 =0.032min 11、 装配工艺螺纹 Tj=0.2min T 辅 =0.32min T 服 =0.016min 12、松开螺纹消除内应力 Tj=0.25min T 辅 =0.20min T 服 =0.043min 13、去毛刺 Tj=0.25min T 辅 =0.20min T 服 =0.043min （以上均由工厂的实践经验取） 14、卸工艺螺纹 由工厂的实践经验取： Tj=0.25min T 辅 =0.20min T 服 =(Tj+T 辅 )*9% =（ 0.25+0.2） * 9% =0.041min nts 19 第三章 夹具设计 3.1 概述 在机床对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在 机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件的正确位置固定不动，这一 任务就是由夹具来完成。 对于单件、小批生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的 生产成本。 但由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往往比较费时间，并且操作复 杂，生产效率低。 本零件属于大量生产，零件外形也不适于使用通用夹具，为了保证工件精度， 提高生产效率，设计专用夹具就显得非常必要。 nts 20 3.2 方案设计 方案设计是夹具设计的第一步，也是夹具设计关键的一步，方案设计的 好、坏将直接影响工件的加工精度、加工效率，稍不注意就会造成不能 满足工件加工要求，或加工精度不能达到设计要求，因此必须慎重考虑。 设计方案的拟定必须遵循下列原则： 1、 定位装置要确 保工件定位准确和可靠，符合六位定位原理。 2、 夹具的定位精度能满足工件精度的要求。 3、 夹具结构尽量简单，操纵力小而夹紧可靠，力争造价低 nts 21 3.3 夹紧力的计算 钻镗孔工序，是属于粗加工，钻孔所采用的刀具是标准麻花钻，加工完成后 的孔可以达到六级以下的精度，其表面光洁度可以达到粗糙度 Rz80。然后再用镗 刀进行镗削，镗孔可以达到 6级 8级精度，表面粗糙度可达到 Ra6.3 0.8。 由于标准麻花钻每个刀齿上，都要产生 Fx、 Fy、 Fz，在理想情况下， Fy力基本 相互抵消，经过 综合简化后，可