CLGY01-011@转向控制阀上盖加工工艺与专用机床夹具设计
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机械毕业设计全套
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CLGY01-011@转向控制阀上盖加工工艺与专用机床夹具设计,机械毕业设计全套
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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 2X45 CA6140 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 1X45 CA6140 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 12 13 14 15 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 nts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 QT450-10 GB1348-88 名称 卧式车床 机械性能 b 450MPa HBS160210 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 1 1.4 0.30 320 1.83 2 粗车定位孔0.46078.9 YG6 量规 1 0.7 0.40 320 1.34 3 粗车端面 YG6 1 0.6 0.40 320 1.34 4 倒角 YG6 1 320 5 粗车车孔0.46057.4 YG6 1 0.6 0.40 320 1.02 设计者 柳明 指导教师 石美玉 编制日期 共 10 页 第 1 页 nts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 QT450-10 GB1348-88 名称 卧式车床 机械性能 b 450MPa HBS160210 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 1 1.2 0.30 320 1.35 2 粗车0.16081.5 YG6 卡 规 1 0.7 0.30 320 1.35 3 粗车孔0.39038.9 YG6 塞 尺 1 0.7 0.30 320 0.82 4 倒角 1 45 YG6 1 5 倒角 1 45 YG6 1 6 粗车端面 YG6 1 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 nts 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 QT450-10 GB1348-88 名称 机械性能 b 450MPa HBS160210 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 nts 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 QT450-10 GB1348-88 名称 卧式车床 机械性能 b 450MPa HBS160210 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 1 0.4 0.30 320 1.83 2 半精车平面 YG6 专用量具 1 0.4 0.30 320 1.34 3 半精车 80 内孔表面 YG6 塞 规 1 0.4 0.20 320 1.34 4 半精车 58 内孔表面 YG6 塞 规 1 0.3 1.02 5 倒角 0.5X45 YG6 1 6 倒角 2X45 YG6 1 nts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 QT450-10 GB1348-88 名称 卧式车床 机械性能 b 450MPa HBS160210 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 1 0.6 0.30 320 1.34 2 半精车端面 YG6 专用量具 1 0.6 0.30 320 1.60 3 半精车 40 内孔 YG6 塞 规 1 0.4 0.30 800 1.67 4 半精车 80 凸外圆表面 YG6 卡 规 1 0.4 0.30 320 1.34 5 倒角 0.5X15 YG6 1 6 倒角 1X45 YG6 1 nts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 QT450-10 GB1348-88 名称 卧式车床 机械性能 b 450MPa HBS160210 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 1 0.20 0.10 400 1.67 2 精车平面 YG6 专用量具 1 0.20 0.10 400 1.67 3 精车 80 内孔 YG6 塞 规 1 0.15 0.10 400 1.67 4 倒角00.5 45 YG6 1 5 倒角02 45 YG6 1 设计者 柳明 指导教师 石美玉 编制日期 共 10 页 第 6 页 nts 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 QT450-10 GB1348-88 名称 卧式车床 机械性能 b 450MPa HBS160210 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 1 0.2 0.10 400 1.67 2 精车端面 YG6 专用量具 1 0.2 0.10 400 2.20 3 精车 80 外圆表面 YG6 卡 规 1 0.2 0.10 400 1.67 4 精车 40 内孔表面 YG6 塞 规 1 0.15 0.15 800 1.67 5 倒角00.5 45 YG6 1 6 倒角02 15 YG6 1 设计者 柳明 指导教师 石美玉 编制日期 共 10 页 第 7 页 nts 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 QT450-10 GB1348-88 名称 立 式车床 机械性能 b 450MPa HBS160210 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 1 0.4 392 0.38 2 扩孔 高速钢扩孔钻 塞 规 1 1.0 0.7 392 0.38 3 铰孔 高速钢扩孔钻 塞 规 1 0.15 0.7 195 0.25 设计者 柳明 指导教师 石美玉 编制日期 共 10 页 第 8 页 nts 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 QT450-10 GB1348-88 名称 摇臂钻 床 机械性能 b 450MPa HBS160210 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 1 0.36 280 0.18 2 锪孔 高速钢锪孔钻头 1 0.1 280 0.18 3 攻丝 18 4W Cr V丝锥 1 1.26 280 0.18 设计者 柳明 指导教师 石美玉 编制日期 共 10 页 第 9 页 nts 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 QT450-10 GB1348-88 名称 台式钻床 机械性能 b 450MPa HBS160210 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 1 0.36 320 0.2 2 攻丝 18 4W Cr V丝锥 1 1.417 320 0.2 设计者 柳明 指导教师 石美玉 编制日期 共 10 页 第 10 页 nts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 QT450-10 GB1348-88 名称 机 床 机械性能 b 450MPa HBS160210 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 1 0.36 320 0.2 设计者 柳明 指导教师 石美玉 编制日期 共 10 页 第 11 页 nts I 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nts II ABSTRACT This 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: ； Production process; Location; Clamping； Lathe fixture； Drilling jig nts 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 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 0.039040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 nts 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 nts 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 附录 A 错误 !未定义书签。 附录 B 错误 !未定义书签。 nts 1 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nts 2 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nts 3 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。 nts 4 （ 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。 nts 5 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： 1 % 1 %N Q n （ 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。 nts 6 其中备品率为 5%，废品率为 3% 则： 5 0 0 0 1 1 5 % 1 3 % 5 4 0 8N 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 116CR， 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。 nts 7 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 0.0300.07680作装配基面与转向控制阀体安装 ， 0.03080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1T，2T，3T，5T应垂直于 0.03080轴线，垂直度对1T，3T，5T为 0.02，对2T为 0.05。 （ 2） 0.0300.07680对 0.03080同轴度公差 0.06。 （ 3） 0.039040对 0.03080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 1.6aR。 2) 0.039040孔精度等级 IT8，表面粗糙度 0.8aR。 3) 0.0300.07680凸缘外圆精度等级为 IT8，表面粗糙度为 1.6aR。 4)2T，3T表面粗糙度 3.2aR。 5)5T表面粗糙度 1.6aR，3T，5T表面距离为 00.16。 6)6T表面粗糙度 3.2aR，5T，6T表面距离为 52 0.02 ， IT8。 7)1T，4T表面粗糙度都为 50aR。 8)内腔 58 尺寸为自由精度，端面粗糙度 6.3aR。 nts 8 从零件的技术要求可以看出 ： 0.03080的轴线是零件的设计基准 ，1T，3T面互为 设计基准 ，3T面为5T面的设计基准，5T面为6T面的设计基准，5T面还为螺孔 116CR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。 nts 9 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 0.03080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 0.03080孔的加工精度，选用 40孔及其端面2T为定位粗基准，从而在车床上进行车削，加工出 80 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2T和 0.03040作为定位精基准，车削左端时，再选用端面3T和孔 0.03080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1T，3T互为设 计基准，故加工右端时需选端面1T作为定位精基准（按基准重合原则） 。 但是，1T的表 面粗糙度要 求aR为 50， 且与3T面，2T面的尺寸精度要求 都很低，故选用1T面做精基准不合适。还有，当选用1T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2T端面aR为 3.2 及内孔 0.039040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。 nts 10 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 0.1403，加工测量时，2A（ 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 01 0.4671.5A ，0.162 0.4668.5A 10。 加工左端时，进行半精车，精车的定 位基准为端面3T及 80 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 80 中心线及端面3T，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，2T与 40 作精基准和3T与 80 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2T及孔 40 作为定位粗基准，粗加工端面3T及孔 80 。再以nts 11 端面3T及孔 80 作为定位精基准加工（粗车）左端；然后以端面2T及孔 40 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2T及孔 40 作定位粗基准，粗加工（粗车）右端，在以右端3T及孔 80 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1T，平面4T，内孔 58 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0Z， 其值为毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差。 （ 2） 工序余量（iZ）：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（0bjZ）与基本工序余量（bjZ）。 （ 4） 加工余量与工序余量的关系：0 1nb biiZZ 其中 n 工序或工步数目。 （ 5） 最大余量maxZ：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minZ：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nts 12 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aT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aT。 （ 2） 加工前的表面质量（表面粗糙度yR和表面缺陷层aH） 为保证加工质量，对前工序加工后留下的表面粗糙度yR和表面缺陷层aH，必须在本工序中切除。 （ 3） 上工序表面形状和位置误差 a 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 b 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： m i n a a y a bZ T H R 对于双边余量： m i n 2a a y a bZ T H R 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。 nts 13 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 0.039040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 : 1i i iZ l l式中 iZ 本道工序的工序余量； il 本道工序的基本尺寸； 1il 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： 12 i i iZ l l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： m a x m i nZ b aT Z Z T T 式中ZT 工序余量公差； maxZ 工序最大余量； minZ 工序最小余量； bT 加工面在本道工序的工序尺寸公差； aT 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： nts 14 对于单边余量： m i n a a y a bZ T H R 对于双边余量： m i n 2a a y a bZ T H R 安装误差 一般取工序误差的 1134。 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yR，aH， ， 和 IT 值 ； (3)按所有工步来确定加工时最小余量的计算值minZ； (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minZ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minZ） ； (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minZ加到本身的计算尺寸中减去计算余量minZ； (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maxZ和minZ。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maxZ总和minZ总； (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 0.039040nts 15 铸造毛坯的粗糙度和缺陷层 度 （yR+aH） m yR+aH 600 m (2)铸件在机械加工后的表面质量 1)粗加工 : yR=50 m, aH=50 m。 2)半精加工：yR=50 m, aH=50 m。 (3)安装误差的确定 （ 一般取本工序公 差的 1134） 1） 粗加工： IT13， =130 m。 2） 半精加工： IT10， =30 m。 3） 精加工： IT8， =10 m。 (4) 确定 表面形状和位 置误差a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 毛=200 m， 根据近似计算 ： 剩 （剩余误差） =K 毛 粗加工 ： K=0.06， 剩=12 m。 半精加工： K=0.05， 剩=10 m。 计算最小余量： m i n 2a a y a bZ T H R 。 粗车： minZ=600+ 200 130 =930 m。 半精 车： minZ=3902 +100+ 12 30 =327 m。 精车： nts 16 minZ=1002 +100+ 10 10 =1
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