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263.6.2 球阀阀体机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页第1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 05 铸 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助1 铸造毛坯 锅炉、夹钳 设计(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 27 产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页第2 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 15 铣 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 XA5032 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助1 粗铣左端面至 78.2mm 120 23.75 0.12 1.8 2 精铣左端面至 77.8mm 专用夹具、 高速钢直柄立铣刀、游标卡尺120 0.4 设计(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 28产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页第3 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 20 铣 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 XA5032 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助1 粗铣右端面至 75.3mm 120 23.75 0.12 2.5 0.35 2 专用夹具、 高速钢直柄立铣刀、游标卡尺 设计(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 29产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页第4 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 25 铣 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 XA5032 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助1 粗铣上端面至 56mm 120 23.75 0.12 3 0.36 2 粗铣台阶面，保证 2mm 专用夹具、 高速钢直柄立铣刀、游标卡尺120 23.75 0.12 2 0.3 设计(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 30产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页第5 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 30 铣、镗 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5163A 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助1 钻20 孔 高速钢直柄麻花钻 210 13.19 0.8 10 2 粗镗35 孔至30 300 28.27 0.5 5 3 半精镗35 孔至35H11，并保证轴线与左端面尺寸00.01641、台阶面 7mm 500 31.45 0.3 2.5 4 粗镗43 孔至43 300 28.27 0.5 2.5 5 粗镗50 孔至48，并保证00.1805 300 28.27 0.5 2.5 6 精镗50 孔至50H11 高速钢浮动镗刀块、专用夹具、游标卡尺500 31.45 0.3 1 设计(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 31产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页第6 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 35 钻、镗 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5163A 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助1 钻18 孔至17.5、铰18 孔至18H11 麻花钻、机用铰刀 210 13.19 0.8 8.75 2 粗镗22 孔至21，并保证台阶面至上端面 29mm 300 28.27 0.5 1.5 3 精镗22 孔至22H11 500 31.42 0.3 0.5 4 粗镗24.3 沟槽至24.3 300 28.27 0.5 1.15 5 粗镗26 孔至26 专用夹具、 高速钢浮动镗刀块、游标卡尺300 28.27 0.5 1 6 车 M241.5 螺纹孔 专用夹具、 螺纹车刀 设计(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 32产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页第7 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 40 磨 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 内圆磨床 MD215A 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助1 粗磨左端面至 75.1mm 20 0.015 0.2 2 精磨左端面至 75mm，保证与18 轴线距离00.01321，与35 台阶面距离00.01641专用夹具、砂轮、游标卡尺 23 0.0081 0.1 设计(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 33产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页第8 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 45 镗、车 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5163A 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助1 粗镗28.5 孔至28.5，并保证台阶面至右端面 5mm 高速钢浮动镗刀块 300 28.27 0.5 4.25 2 车外螺纹 M362 保证螺纹长度 15mm 及倒角 C1.5 螺纹车刀 设计(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 34产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页第9 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 50 钻 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5163A 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助1 钻12 孔至11 高速钢麻花钻 320 12.05 0.6 5.5 2 攻 4M12 螺纹 设计(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 35产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页第10 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 55 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助1 去毛刺，按零件要求检查 2 设计(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 233.6 球阀阀体机械加工工艺过程 3.6.1 球阀阀体机械加工工艺过程卡 产品型号 零件图号 台州学院机械工程学院台州学院机械工程学院 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 产品名称 零件名称 共2 页 第1 页材 料 牌 号 HT200 毛 坯 种 类 铸铁 毛坯外形尺寸75 80 96.5mm每毛坯件数 每 台 件 数 备 注 工时 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车间 工段设 备 工 艺 装 备 准终 单件 05 铸造 铸造毛坯 10 时效 时效处理 15 铣 粗，精铣左端面 XA5032 立式铣床 专用夹具，高速钢直柄立铣刀，游标卡尺 20 铣 粗铣右端面 XA5032 立式铣床 专用夹具，高速钢直柄立铣刀，游标卡尺 25 铣 粗铣上端面 XA5032 立式铣床 专用夹具，高速钢直柄立铣刀，游标卡尺 30 钻、镗 钻20 孔，粗，精镗35H11 及台阶面，粗镗43，粗，精镗50H11 及台阶面 Z5163A 立式钻床 专用夹具，高速钢直柄长麻花钻，高速钢浮动镗刀块，游标卡尺 , 设计（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 24产品型号 零件图号 台州学院机械工程学院台州学院机械工程学院 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 产品名称 零件名称 共2 页 第2 页材 料 牌 号 HT200 毛 坯 种 类 铸铁 毛坯外形尺寸80 75 96.5mm每毛坯件数 每 台 件 数 备 注 工时 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车间 工段设 备 工 艺 装 备 准终 单件 35 钻、 铰、镗、车 钻，铰18H11 孔，粗，精镗22H11 孔及台阶面，粗镗24.3 沟槽、26孔、车 M 241.5 螺纹孔 Z5163A 立式钻床，CKA6136I 数控车床 专用夹具，高速钢直柄立铣刀，锥柄机用铰刀，高速钢车刀，游标卡尺 40 磨 磨削左端面 MD215A 内圆磨床 专用夹具，砂轮，游标卡尺 45 镗、车 粗镗28.5 孔及台阶面，车外螺纹 M362 及倒角 C1.5 Z5163A 立式钻床，CKA6136I 数控车床 专用夹具，高速钢浮动镗刀块，高速钢车刀，游标卡尺 50 钻 钻，攻螺纹 4M12 孔 Z5163A 立式钻床 专用夹具，高速钢直柄长麻花钻，游标卡尺 55 检查 去毛刺，检查 , 设计（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 I 毕业设计说明书 毕业设计说明书 题 目：球阀阀体机械加工工艺规程及其自动化夹具设计 题 目：球阀阀体机械加工工艺规程及其自动化夹具设计 学学 号：号： 姓姓 名：名： 班班 级：级： 专专 业：机械设计制造及其自动化业：机械设计制造及其自动化 指导教师：倪君辉指导教师：倪君辉 学学 院：机械工程学院院：机械工程学院 答辩日期：答辩日期： 年年 月月 日日 II摘摘 要要 本次毕业设计的课题是“球阀阀体机械加工工艺规程及其自动化夹具设计” 。它主要包括两个方面：一是机械加工工艺规程的设计，首先详细分析了球阀阀体零件的工艺要求，通过工艺方案的比较与分析，拟定了符合技术要求的工艺路线，最后完成了工艺过程卡和加工工序卡片。二是夹具的设计，一套是铣右端面的自动化夹具，以左端面定位， 通过液压夹紧装置实现压板对工件的自动化夹紧， 保证工件的加工要求；另一套是钻孔的专用夹具，以左端面和 35H11 孔定位，采用螺旋夹紧机构，完成工件的定位和装夹。最后，利用 AutoCAD 和 UG 软件，完成了两套夹具装配图及其主要零件图的二维和三维造型。 关键词关键词：球阀阀体；机械加工工艺规程；夹具 IIIAbstract The subject of this graduation design is the mechanical machining process design of the ball valve body and its special fixture design. The process requirement of the workpiece is first analyzed, and a feasible process route is then developed by comparing and analyzing the process schemes, finally the process card and the machining working procedure card are formed. Furthermore, about the fixture design, two special fixtures are designed. One is the automatic plain milling fixture，which is achieved by using a hydraulic clamping mechanism to satisfy the processing requirements of the workpiece. The other one is a drilling fixture with the use of a screw clamping unit. Finally, the fixture assembly drawing and its part drawing are drawn in both two- and three-dimensional model. Key words: ball valve body; machining process; fixture V目 录 第 1 章 绪论. 1 1.1 设计的背景及意义. 1 1.2 设计的内容和思路. 2 1.3 关键问题. 3 第 2 章 机械加工工艺与夹具设计概述. 4 2.1 工艺规程的拟定. 4 2.2 夹具的分类. 5 2.3 工件在夹具中的定位. 6 2.4 工件在夹具中的夹紧. 7 第 3 章 球阀阀体机械加工工艺规程设计. 10 3.1 零件的工艺性分析. 10 3.2 加工工艺规程的设计. 11 3.3 机械加工余量及毛坯尺寸的确定. 15 3.4 工序设计. 16 3.5 切削用量及基本工时的确定. 19 3.6 球阀阀体机械加工工艺过程. 23 第 4 章 球阀阀体铣床自动化夹具的设计. 35 4.1 铣床夹具的典型结构形式与设计要点. 35 4.2 定位元件的设计及分析. 35 4.3 自动化夹紧装置的设计. 37 4.4 夹具体的设计. 39 4.5 对刀或引导装置设计. 39 4.6 夹具装配图的绘制及操作说明. 40 第 5 章 钻床专用夹具的设计. 41 5.1 钻床夹具的典型结构形式与设计要点. 41 5.2 定位元件的设计及分析. 42 5.3 夹紧装置的设计. 44 5.4 夹具体的设计. 45 VI5.5 对刀或引导装置设计. 46 5.6 夹具装配图的绘制及操作说明. 46 结 论. 49 参考文献. 50 致 谢. 52 1第第 1 章章 绪论绪论 1.1 设计的背景及意义 1.1.1 设计的背景 制造业是一个国家国民经济的支柱产业，也是一个国家综合国力的体现，而机械制造业则是制造业中最重要的组成部分。 机械制造业在社会生活中有着举足轻重的地位： 一方面， 它为国民经济的各行业提供各种生产技术装备； 另一方面，它也为消费者提供各种消费品。 我国的机械制造业经过长久发展已经具有相当规模和技术基础，也已成为我国最重要的产业之一，是我国经济的战略重点。 20 世纪 60 年代以后，随着电子信息技术的高速发展，机械制造业在制造技术和自动化方面取得了重大突破和长足发展。因此，机械制造业不再是传统意义上的机械加工，而是一种集机械、电子、信息科学、材料科学、生物科学等众多科学为一体的新兴技术和新兴工业。 现在机械制造技术发展方向主要体现在机械技术自动化、纳米制造技术、仿生机械的科学与技术、绿色制造技术等。我国的现代机械制造技术相比较来说相对落后，具有很大的发展空间。 夹具在机械加工中具有重要作用，它提高了工作效率，保证了工件的加工精度， 扩大了机床的工艺范围， 也减轻了工人的工作强度。 因为工件形状各不相同，普通机床夹具已不能满足要求， 所以出现了为某一工件的某一工序而特别设计制造的专用夹具。而随着柔性制造系统、加工中心、数控机床和成组加工等技术的推广应用，夹具技术的要求越来越高，朝着精密化、柔性化、标准化、高效化发展。 1.1.2 设计的意义 球阀问世于 20 世纪 50 年代，随者科技的发展，短短数十年之间，它已经发展成为一种主要的阀类。球阀主要用于介质的接通或截止，以及流体的调节与控制，无论是在西方发达国家还是中国，都被广泛应用在石油炼制、化工、水力、电力、制药、钢铁等行业，并已部分取代截止阀、节流阀等，并且在我国国民经济中占有重要地位。 球阀应用广泛，具有以下优点： 2（1） 结构简单，质量轻，体积小； （2） 流体阻力小，是各种阀类中最小的一种； （3） 密封性好，能实现完全密封； （4） 操作简单，易于维修，适于远程控制； （5） 适用范围广，可以满足各种应用条件等。 正是因为球阀的优点众多，应用广泛，所以球阀阀体作为球阀的重要组成部分，设计制造球阀阀体各工序的专用夹具具有重要的意义。 这次的毕业设计使我们对机械制造有了更深的认识，进一步了解了各机械设备的工作原理，认识了夹具的组成和结构，了解了夹具的工作原理，学会了如何进行夹具的设计制造。它是我们大学 4 年所学的综合应用，让我们更深的了解了这门学科，明白了夹具的设计与制造在实际生产的重要意义，对我们以后的就业也具有重要的意义。 1.2 设计的内容和思路 1.2.1 设计的主要内容 1）绘制球阀阀体毛坯图 2）制定工艺过程卡和工序卡 3）设计球阀阀体夹具的结构及三维造型 4）编写毕业设计说明书 1.2.2 设计的方法及措施 夹具在零件加工中有重要的作用，一个良好的夹具具有好的工艺和使用性能，可以保证零件的加工精度，减轻工人的工作强度，提高生产效率。要设计一具优秀的夹具，就要有详细的设计步骤： 1）分析零件，确定生产类型； 2）确定毛坯的种类，计算毛坯尺寸，绘制毛坯图； 3）制定加工工艺过程，选择各工序应用的设备（机床、刀具等） ，计算各工序的加工参数； 4）设计各工序的夹具，绘制夹具装配图和夹紧装置图。 31.3 关键问题 所选的课题为球阀阀体机械加工工艺规程及其自动化夹具设计。 夹具设计包含了很多的内容，需要用到我们学过的机械原理、互换性与技术测量、机械设计等科目内容。由于球阀阀体是较为复杂并且不规则的零件，所以一般使用铸造毛坯，设计制造专用夹具进行加工。所要解决的关键问题主要有两个： （1） 工艺路线的制定 毛坯加工成为零件需要加工的工序很多，在设计夹具的时候，我们如果不能设计好加工工艺路线，那么毛坯的装夹次数就会增多，加工次数随之增加，使加工过程更复杂，而且亦很难保证工件需要的加工精度，所以制定准确的加工工艺路线是设计夹具的重要内容。 （2） 夹紧装置的设计 夹紧装置是夹具的核心组成，错误的夹紧装置不仅难以保证工件的加工精度，甚至会损坏零件和机床，并且对操作者造成伤害。夹紧装置不仅要设计其结构，更需要大量的复杂计算，所以是夹具设计的难点、重点。 夹具设计是一个较为复杂的工作，既要设计出夹具的结构，也要通过复杂的公式运算计算出夹紧力等众多参数，更主要的是需要这一方面的知识和经验。对于我们来说，我们所掌握的知识还远远不够，而经验更少，所以就需要我们参考大量的书籍、论著来开阔我们的视野，丰富我们的知识，增加我们的经验，更需要指导老师对我们的指导。 4第第 2 章章 机械加工工艺与夹具设计概述机械加工工艺与夹具设计概述 2.1 工艺规程的拟定 2.1.1 定位基准的选择 在工艺过程的拟定中，选择正确的定位基准，既能确定加工的先后的顺序，也能保证零件的加工要求。定位基准分为精基准和粗基准，它们的选择都有自己的原则。通常我们先选择精基准，然后才选择粗基准。 精基准的选择遵循下面四项原则： （1）基准重合原则 既尽量选择加工面设计基准做为精基准。 （2）统一基准原则 既尽量用同一精基准加工工件上尽量多的面。 （3）互为基准原则 对于两个加工面之间的位置精度要求较高的工件，可以两个加工面互为基准进行加工。 （4）自为基准原则 对于加工余量小而均匀的面，可以以加工面自身为基准进行加工。 粗基准与第一道工序的加工有关，并且对工件的加工过程有重要影响。选择粗基准遵循以下四项原则： （1）保证工件加工面相对于不加工面具有一定位置精度的原则 （2）保证加工余量分配合理的原则 （3）保证装夹方便的原则 （4）保证同一尺寸方向上粗基准不会重复使用的原则 2.1.2 加工工序的安排 加工工序的安排对于工件的加工具有重要影响， 正确的加工工序安排不仅能够保证工件的加工要求，还能减轻工人的劳动强度，提高生产率。加工工序先后顺序的安排一般遵循下面几项原则： （1）先基准后其他 既先加工选择的定位基准面，后加工工件的其他面。 （2）先主后次 既先加工工件的主要面，后加工工件的次要面 （3）先粗后精 既先安排工件的粗加工工序，后安排精加工工序。 （4）先面后孔 既先加工工件的平面，后加工工件上的孔。 52.2 夹具的分类 2.2.1 夹具的基本类型 夹具的种类众多， 标准不同， 夹具的分类也会不同。 按照适应的机床来分类，则夹具可分为钻床夹具、铣床夹具、车床夹具、镗床夹具、磨床夹具、自动机床夹具以及数控机床夹具等，而通常我们按照其使用范围把夹具分为专用夹具、通用夹具、组合夹具、可调夹具以及随行夹具五种基本类型。 专用夹具是针对某一特定工件的一定工序而专门设计制造的一类夹具， 由于在加工生产过程中，工厂会就某一复杂工件进行大批量加工，所以专用夹具被广泛的应用。 通用夹具是那些已经被标准化的夹具， 它们已经成为一种加床的附件，在一定范围内，它们可以被用来加工各种不同的工件，我们在实验室用到的夹具大多都是通用夹具，例如车床的三爪自定心卡盘，铣床的平口钳等。组合夹具是指在机床夹具的零部件标准化的基础上发展起来的一种新型夹具， 它是由一套尺寸、结构已经标准化的夹具零部件组装而成的。因此。组合夹具更加灵活多变，适应范围也更加广泛。可调夹具是在通用夹具的基础上发展起来的，通过调整或者更换其上的个别零部件，可以用来加工各种不同的零件。随行夹具也是一种在通用夹具上发展起来的新型夹具， 其特点是能够通过其具有的工件传送装置将工件传送到指定工位。 2.2.2 自动化夹具 随着科技的发展，夹具的种类越来越多，并出现了很多自动化夹具，它们的出现不仅使加工完的工件更加符合加工要求，同时也进一步提高了生产效率，确保了工人的安全，减轻了劳动强度。现在常见的自动化夹具有以下几种： 1）气动夹具 气动夹具是以压缩气体为动力源从而进行定位和夹紧的一种夹具，气动夹具的优点是操作方便，反应快速，制造方便，生产效率高。 2）液压夹具 液压夹具是以压缩液体为动力源从而进行定位和夹紧的一种夹具，液压夹具能够减少加工过程中工件的振动和变形，并且能完成手动夹具不能完成的夹紧和快速释放。 3）电动夹具 电动夹具是用电动力为动力源从而进行定位和夹紧的一种夹具。 64）电磁夹具 电磁夹具是用电磁吸力为动力源从而进行定位和夹紧的一种夹具。 5）真空夹具 真空夹具是以真空产生的负压为动力源从而进行定位和夹紧的一种夹具。 6）离心夹具 离心夹具是用离心力为动力源从而进行定位和夹紧的一种夹具。 2.3 工件在夹具中的定位 2.3.1 定位原理 工件的定位就是约束工件的某些自由度， 使工件在这一方向上具有正确的位置。虽然在实际夹具上的定位支撑点很少是一个直观的点，但我们可以把它简化成一个个直观的点再来进行分析。我们通常把使用六个约束点限制工件在 x、y、z 三个坐标轴方向上的自由度的定位方式成为六点定位。图 2.1 是三种典型工件的六点定位，图 2.1a 所示是长方形工件的六点定位，在定位过程中，我们要注意两点：一、支承工件底面的三个约束点不能在同一条支线上，二、左侧两个约束点之间的连线不能与底面三个约束点所构成的平面垂直。图 2.1b 是盘类工件的六点定位，图 2.1c 是轴类工件的六点定位。在图中我们可以发现，六点定位都是通过六个约束点与工件的接触或者配合来实现的。 a） b） 7c） 图 2.1 工件的六点定位 2.3.2 定位方式 定位的目的在于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证工件的加工精度。对于一批工件来说，使用夹具对工件进行定位，可以保证每个工件都能在夹具中占据同一位置。工件的典型定位方式主要有四种： 1）平面定位。平面定位就是应用工件的一个或几个表面作为基准定位工件的方式，其主要形式是支承定位，有固定支承、可调支承、自位支承和辅助支承四种。 2）圆柱孔定位。对于很多工件，其定位不能使用平面定位，而是必须使用圆柱孔定位，例如套筒、拨叉等。圆柱孔定位的定位元件主要是心轴和定位销两种。 3）外圆柱面定位。对于很多工件，在定位过程中，我们既不能使用平面定位，也不能使用圆柱孔定位，常常只能使用外圆柱面定位，例如轴套零件等。外圆柱面定位元件通常是 V 形块和定位套。 4）组合表面定位。在实际生产中，我们通常遇到的定位都不是单一表面的定位，而是两个甚至几个表面的组合定位。常见的组合表面定位有平面与平面组合定位、平面与孔组合定位、平面与外圆表面组合定位等。 2.4 工件在夹具中的夹紧 2.4.1 夹紧要求 由于工件在加工中会受到切削力、重力、离心力等众多外力的作用，所以夹具不仅要有定位的作用，还要有足够的夹紧力，而夹紧力是否合理，对工件的夹紧定位、加工质量等有很大的影响。夹具的夹紧机构是夹具最重要的组成部件，夹紧机构对夹紧力的大小有重要影响。常见的夹具夹紧机构有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构等，然而不论是什么类型的夹紧机构，工件的夹紧力必须满足以下条件： 1）工件在夹紧时不能影响在定位是已经得到的准确位置。 82）工件的夹紧要可靠并且适当，既要保证工件已经夹紧，不会出现松动移位，又要保证夹紧力不会导致工件损坏。 3）夹具夹紧工具的过程既要省力、方便又要安全。 4）夹具的夹紧机构要具有良好的工艺性，并且尽量使用标准件。 5） 夹具的夹紧机构的自动化程度和复杂程度既要与工件的生产批量相适应，也要与工厂的生产条件相适应。 2.4.2 典型夹紧机构 （1）斜楔夹紧机构 斜楔夹紧机构是指利用斜楔直接夹紧工件或者与其他元件组合夹紧工件的机构，它是一种最基本的夹紧机构，其他夹紧机构均可以看作是它的变形。斜楔夹紧机构的夹紧行程小， 并且手动操作不方便。 斜楔夹紧机构一般都具有自锁性，但应用在气动、液压夹紧装置中不需要自锁。 （2）螺旋夹紧机构 螺旋夹紧结构是采用螺旋装置直接或者间接夹紧工件的机构，其所用的螺母、螺钉、螺栓等元件都已标准化，结构简单，易于操作，增力比大，自锁性好，适用与手动夹紧。 （3）偏心夹紧机构 偏心夹紧机构是指使用偏心件直接或者间接夹紧工件的机构， 它是斜楔夹紧机构的一种变形。偏心夹紧机构的结构简单，夹紧迅速，但是它的夹紧行程和增力倍数较斜楔夹紧机构小，自锁性能也差，常用于切削力小，振动不大的场合。 （4）定心夹紧机构 定心夹紧机构能够同时实现工件定心和夹紧，它的工作原理主要分为两类：一是通过等速移动来实现定心和夹紧， 二是通过均匀的弹性变形来实现定心和夹紧。 （5）铰链夹紧机构 铰链夹紧机构是一种具有增力作用的装置，它的增力倍数大，动作迅速，易于改变方向，摩擦损失小，但是自锁性差，适用于气动夹具。 （6）联动夹紧机构 9联动夹紧机构能够通过一个操作手柄或者一个动力装置对工件的多个夹紧点进行夹紧或者同时夹紧若干工件，可以简化夹具的结构，减少装夹时间，它包括了多件联动夹紧机构、多点联动夹紧机构等。 2.4.3 夹紧力方向的确定 夹紧力方向与工件的结构特点以及加工要求有关，要确定夹紧力方向，还要结合定位元件的布置和结构以及切削条件等来进行。 夹紧力方向的确定要注意以下几点： （1）夹紧力的方向垂直于第一定位基准面。 （2）夹紧力的方向要尽量与工件刚度较大的方向一致，从而减小工件的变形。 （3）夹紧力的方向要尽量与工件的切削力方向、重力方向等一致，从而减小所需夹紧力。 10第第 3 章章 球阀阀体机械加工工艺规程设计球阀阀体机械加工工艺规程设计 3.1 零件的分析 3.1.1 零件的作用 球阀问世于 20 世纪 50 年代，主要用于介质的接通或截止，以及流体的调节与控制，无论是在西方发达国家还是中国，都被广泛应用在石油炼制、化工、水力、电力、制药、钢铁等行业，并已部分取代截止阀、节流阀等，并且在我国国民经济中占有重要地位。而球阀阀体作为球阀最重要的组成部分之一，球阀阀体的质量直接影响到球阀的性能。 3.1.2 零件的工艺分析 球阀阀体零件图及其三维示意图如下图 3.1 和图 3.2 所示。 图 3.1 球阀阀体零件图 11 图 3.2 球阀阀体的三维示意图 零件的材料为灰铸铁，属于阀体类零件。其主要技术要求为： 1）18H11 孔轴线对 35H11 孔轴线的垂直度公差为 0.08 mm。为保证两孔的垂直度，以 35H11 孔作为定位基准，加工 18H11 孔。 2）35H11 孔台阶面对 35H11 孔轴线的垂直度公差为 0.08 mm。为保证垂直度，需一次装夹后镗削加工台阶面及内孔； 3）左端面到 18H11 孔轴线及 35H11 孔台阶面的距离为0-0.01321、0-0.01641，尺寸公差等级为6级，以 18H11孔为定位基准，磨削左端面可以满足要求。 3.2 加工工艺规程的设计 3.2.1定位基准的选择 1）精基准的选择 精基准的选择主要考虑基准重合和基准统一的问题。 由图3.1可知，零件的左端面和 35H11孔的轴线是设计基准。按照基准重合原则，选择零件的左端面和 35 H11孔为精基准。 2）粗基准的选择 选择粗基准时，应使工件装夹方便，合理分配加工表面的加工余量。 12本零件中，由于左端面和 35H11孔作为精基准应先进行加工，所以选右端面和M36外圆为粗基准。 3.2.2 零件表面加工方法的选择 零件表面的加工方法，主要由该表面的加工精度（尺寸、形状和位置精度） 、表面粗糙度及零件的结构特点来确定零件表面的加工方法，主要由该表面的加工精度（尺寸、形状和位置精度） 、表面粗糙度及零件的结构特点来确定。本零件的加工表面主要有外圆、内孔、端面、螺纹等。查阅实用机械加工工艺手册加工经济精度章节，本零件加工方法选择如下： 1）端面 （1） 左、 右端面尺寸75为未注公差尺寸， 表面粗糙度为 Ra 25 m， 粗铣 （车）即可； （2）上端面表面粗糙度 Ra 12.5 m，粗铣（车）即可； （3） 左端面到 18H11孔轴线及 35H11孔台阶面的距离为0-0.01321、0-0.01641，尺寸公差等级为6级，精度要求高，需粗铣精铣磨削。 2）以 35H11轴线为中心的水平孔系加工方法的选择： （1）20孔，未注公差、表面粗糙度 Ra 25m，钻孔即可； （2）28.5孔及台阶面，未注公差，台阶面表面粗糙度 Ra 12.5 m，粗镗即可； （3）35H11孔及台阶面，公差等级为11级、表面粗糙度为 Ra 12.5 m，台阶面对孔垂直度公差为0.06mm，垂直度公差等级9级，需粗镗半精镗； （4）43孔，未注公差，粗镗即可； （5）50孔及台阶面，公差等级为11级，台阶面尺寸公差为0.18、公差等级为13级、粗糙度为 Ra 12.5 m，需粗镗半精镗； 3）26等垂直孔系加工方法的选择 （1） 18H11孔， 公差等级为11级， 表面粗糙度 Ra 6.3 m， 垂直度公差0.08、公差等级为9级，需钻孔铰孔； （2）22H11孔，公差等级为11级、表面粗糙度为 Ra 6.3 m，台阶面表面粗糙度 Ra 12.5 m，需粗镗半精镗； （3）24.3孔，未注公差，粗镗即可； 13（4）26孔及台阶面表面粗糙度为 Ra 25 m，粗镗即可； 4）外螺纹及螺纹孔加工方法的选择 （1）M362外螺纹，未注公差，粗车即可； （2）M241.5内螺纹，未注公差，粗车即可； （3）4M12螺纹孔，未注公差，钻孔、攻螺纹即可。 3.2.3工艺路线的拟定和分析 按照先粗后精、先基面后其他、先面后孔的原则，初步拟定以下两个工艺路线方案： 1）工艺方案一 工序05：铸造毛坯 工序10：时效处理 工序15：粗铣、精铣左端面 工序20：粗铣右端面 工序22：磨削左端面 工序25：钻 20孔，粗镗、半精镗 35H11孔及台阶面，粗镗 43孔，粗镗、半精镗 50H11孔及台阶面 工序30： 钻、 铰 18H11孔， 粗镗、 半精镗 22H11孔及台阶面， 粗镗 24.3沟槽、26孔、车M241.5螺纹孔 工序40：粗铣上端面、及3045 角台阶面 工序45：粗镗 28.5孔及台阶面、车外螺纹M362及倒角C1.5 工序50：钻孔、攻螺纹4M12 工序55：去毛刺，检验 2）工艺路线方案二： 工序05：铸造毛坯 工序10：时效处理 工序15：粗铣、精铣左端面 工序20：粗铣右端面 工序25：钻 20孔，粗镗、半精镗 35H11孔及台阶面，粗镗 43孔，粗 14镗、半精镗 50H11孔及台阶面 工序30： 钻、 铰 18H11孔， 粗镗、 半精镗 22H11孔及台阶面， 粗镗 24.3沟槽、26孔、车M241.5螺纹孔 工序35：磨削左端面 工序40：粗镗 28.5孔及台阶面，车外螺纹M362及倒角C1.5 工序45：粗铣上端面、及3045 角台阶面 工序50：钻孔、攻螺纹4M12 工序55：去毛刺，检验 上述两个方案遵循了工艺路线拟订的一般原则， 但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。 工艺路线方案一：左端面的磨削工艺安排在左、右端面的铣削工艺之后，此时 35H11孔台阶面及 18H11孔还未加工，磨削工艺对保证左端面到 35H11孔台阶面及 18H11孔轴线距离达6级公差等级精度不起作用， 应将磨削工艺安排在两孔加工之后进行。 考虑方案一存在的不足，工艺路线方案二作了相应改进，但仍有一些不足：按照基准重合原则，将上端面的铣削加工安排在钻孔和镗孔之后，但考虑到上端面铣削为未注公差，加工精度要求低，一般粗铣即可满足要求，可将上端面的铣削加工安排在左右端面铣削工序后进行，以减少工件的搬运和安装时间，提高工作效率。 综上所述，最后确定的加工工序如下： 序号 工序内容 定位基准 05 铸造 10 时效 15 粗铣、精铣左端面 右端面 20 粗铣右端面 左端面 25 粗铣上端面、及3045 角台阶面 左端面及 43 孔 30 钻 20 孔，粗镗、半精镗 35H11 孔及台阶面，粗镗 43 孔，粗镗、半精镗 50H11 孔及台阶面 36 外圆面及右端面 35 钻、铰 18H11 孔，粗镗、半精镗 22H11 孔及台阶面，粗镗 24.3 沟槽、26 孔、车 M241.5螺纹孔 35H11 孔及左端面 1540 磨削左端面 18H11 孔45 粗镗 28.5 孔及台阶面，车外螺纹 M362 及倒角C1.5 35H11 孔 50 钻、攻螺纹 4M12 孔 35H11 孔 55 去毛刺，检验 3.3 机械加工余量及毛坯尺寸的确定 3.3.1 确定机械加工余量 “球阀阀体”零件的材料为灰铸铁，生产类型为中批或大批生产，采用砂型机器造型铸造。 （1）尺寸公差等级 按标准GB/T 6414-1999，材料为灰铸铁、采用砂型机器造型铸造方法公差等级范围为810，选择公差等级为9级。 （2）铸件机械加工余量等级 按标准GB/T 6414-1999，材料灰铸铁、砂型机器造型铸造方法的加工余量等级为G级。 （3）机械加工余量 查实用机械制造工艺设计手册表2-4“铸件的机械加工余量”可得尺寸公差等级为9级、加工余量等级为G级、基本尺寸100所对应的机械加工余量单侧为3.0 mm、双侧为2.5 mm。 3.3.2 确定毛坯尺寸及公差 1）毛坯尺寸 对于直径小于30 mm的孔，毛坯一般不制出，第一次加工由钻孔制出。则根据以上所确定的机械加工余量，本零件毛坯（铸件）尺寸如表3.1所示。 表 3.1 阀体铸件毛坯尺寸公差与加工余量 单位：mm 加工表面 零件尺寸 单面加工余量 毛坯基本尺寸 说明 75 2.5 及 2.5 80 双侧加工 12 2.5 14.5 单侧加工 15 2.5 17.5 单侧加工 左、右端面 0-0.01321 2.5 23.5 单侧加工 上端面 56 3.0 59 单侧加工 43 孔 43 2.5 38 双侧加工 162）毛坯的尺寸公差 由于零件图上左、右端面、上端面及 43孔等尺寸都为未注公差，尺寸精度要求低，所以其毛坯尺寸公差可不必标注，为未注公差。对于零件尺寸0-0.01321来说，查铸件尺寸公差数值表，可得尺寸公差等级为9级所对应的公差数值为1.7，其毛坯基本尺寸和公差为0-1.723.5。 根据表3.1及其所确定的尺寸公差，可以画出球阀阀体的毛坯图，如图3.3所示。 图 3.3 球阀阀体零件的毛坯图 3.4 工序设计 3.4.1 工艺装备的选择 工艺装备的选择主要包括机床和刀具的选择。 1）机床的选择 （1）工序15、20、25为铣平面，选用XA5032立式铣床； （2）工序30、35、50为钻孔、镗孔及螺纹加工，可在钻床上完成，选用Z5163立式钻床； 17（3）工序40为磨孔台阶面，选用MD215A内圆磨床 （4）工序45为车外螺纹和镗孔，选用CKA6136I数控车床 2）刀具的选择 （1）工序15、20、25为铣平面，切削平面面积较小，选用直柄立铣刀； （2）工序30、35、45、50主要为孔及螺纹的加工：选用麻花钻进行钻孔；而铰孔采用锥柄机用铰刀；采用复合镗刀完成镗孔及台阶面的加工；采用切槽刀进行 24.3切槽加工；而对于螺纹加工，采用高速钢螺纹车刀完成内、外螺纹的加工。 3.4.2 确定工序尺寸 确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算。最后工序尺寸及公差即是零件图规定的尺寸及公差确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算。最后工序尺寸及公差即是零件图规定的尺寸及公差。 当无基准转换时， 同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸应按工艺尺寸链解算。 1）确定圆柱面的工序尺寸 圆柱面主要包括外圆及内孔。 圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面根据有关资料已查出本零件毛坯孔的总加工余量（机械加工余量） ，应将总加工余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序的余量可参阅相关机械工艺手册“机械加工工序间加工余量”章节获得。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定，并按入体原则标注（即内表面（孔）按基孔制标注、外表面（轴）按基轴制标注） 。应将总加工余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序的余量可参阅相关机械工艺手册“机械加工工序间加工余量”章节获得。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定，并按入体原则标注（即内表面（孔）按基孔制标注、外表面（轴）按基轴制标注） 。 本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度的确定如表3.2所示。 表 3.2 圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸公差、表面粗糙度和形位公差 （mm） 加工表面 工序 工序加工余量（单边） 基本工序尺寸 工序加工精度等级（公差） 工序尺寸及公差 表面粗糙度 20 孔 钻 10 20 20 Ra 25m 28.5 孔 粗镗 4.25 28.5 28.5 Ra 12.5m 粗镗 5 30 30 35 H11 35H11 Ra 12.5m 35H11 孔 半精镗 2.5 41（孔轴线H11 41H11 18与左端面距离） 毛坯 38 43 孔粗镗 2.5 43 28.5 粗镗 2.5 48 48 50H11 孔 半精镗 1 50 H11 50H11 Ra 12.5m 钻 8.75 17.5 17.5 18 H11 18H11 Ra 6.3m 18H11 孔 铰 0.25 21（与左端面距离） H8 21H8 粗镗 1.5 21 21 22H11 孔 半精镗 0.5 22 H11 22H11 Ra 6.3m 24.3槽孔 切槽 1.15 24.3 24.3 M24 孔 车螺纹 1 24 M241.5 26 孔 镗 1 26 26 2）确定轴向工序尺寸 当轴向工序尺寸不是独立的，而是与其他尺寸有关联时，需利用工艺尺寸链原理计算器大小及上下偏差。 在本零件中，轴向工序尺寸主要为左、右端面铣削、磨削加工及上端面的铣削加工，其工序尺寸如下： 表 3.3 零件轴线尺寸的工序加工余量、工序尺寸公差及表面粗糙度 加工表面 工序 工序加工余量（单边）基本工序尺寸 工序加工精度等级（公差） 工序尺寸及公差 表面粗糙度 毛坯 80 80 粗铣 1.8 78.2 78 Ra 25m 左端面 精铣 0.4 77.8 77.8 右端面 粗铣 2.5 75.3 75.3 Ra 25m 粗磨 0.2 75.1 75.1 75 75 21（与 18孔轴线距离）H6 0-0.01321 左端面 精磨 0.1 41（与 35孔台阶面距离） H6 0-0.01641 19毛坯 59 59 上端面 粗铣 3 56 56 Ra 25m 3.5 确定切削用量 切削用量包括切削深度、进给量及切削速度（主轴转速）三项。确定方法是先确定切削深度、进给量，再确定切削速度。可根据实用机械加工工艺手册确定本零件各工序的切削用量如下。 工序工序 15、20、25 切削用量的确定切削用量的确定 加工条件： 1）粗铣左端面 机床为X5032A型立式铣床，刀具选用高速钢直柄立铣刀，根据机械加工工艺手册第二卷表2.1-20和表2.1-40，选择刀具参数： 直径 d=63mm，L=192mm，l=90mm，齿数 z=10，前角o=10，后角o=14,螺旋角 =35。 确定切削深度 ap： 由表3.3可得粗铣左端面单边余量 z = 1.8 mm， 可一次切除，则切削深度 ap = 1.8 mm。 确定进给量 f： X5032A型立式铣床机床功率为7.5kw， 工艺系统的刚度为中等， 所以由 机械加工工艺手册第二卷表2.1-71得到进给量为f=0.10.15mm/z，故选择进给量f=0.12 mm/z。 确定切削速度 v 及主轴转速 n： 铣削速度可以根据机械加工工艺手册第二卷表2.1-85得到，铣削速度=22m/min。由机床主轴转速1000vnd，可得机床主轴转速n=111.16r/min，故取机床主轴转速n=120r/min， 则实际铣削速度=23.75m/min， 工作台每分钟进给量fv=fzn=120*0.12*10=144mm/min，故取fv =145mm/min，则实际每齿进给量为f= fznv =0.12mm/z。 202）精铣左端面 确定切削深度ap：可得精铣左端面单边余量z = 0.4 mm，可一次切除，则切削深度ap = 1.8 mm。 确定进给量f： 根据 机械加工工艺手册第二卷 表2.1-71， 得f=1.02.3 mm/r，取f=1.5 mm/r 。 。 确定切削速度v及主轴转速n：确定切削速度为2030m/min，取v=25m/min，则主轴转速1000vnd=126.31r/min，取主轴转速为130r/min，则v=25.73m/min。 工序20、工序25为粗铣右端面和上端面及台阶面，切削条件和计算公式与工序15相同，则通过计算可得工序15、20及25所用的切削用量如表3.4所示。 表 3.4 工序 10、15 及 20 的切削用量 工序 工步 切削深度（mm） 进给量（mm/z）切削速度（m/min） 主轴转速（r/min） 粗铣左端面 1.8 0.12 23.75 120 15 精铣左端面 0.4 1.5mm/r 25.73 130 20 粗铣右端面 2.5 0.12 23.75 120 粗铣上端面 3 0.12 23.75 120 25 粗铣台阶面 2 0.12 23.75 120 工序工序 30、35、45、50 切削用量确定切削用量确定 1) 钻20的孔 机床选择Z5163A立式钻床，刀具选择20的高速钢直柄长麻花钻，参数：d=20mm，l=254，1l =166。 确定进给量 查机械加工工艺手册第二卷表3.4-1，可得进给量f=0.70.86mm/r，孔深小于直径的3倍，故不需要修正系数。故取进给量f=0.8mm/r。 确定主轴转速和钻削速度。 21查机械加工工艺手册第二卷表3.4-15，可得=13m/min。则机床主轴转速1000nv ( d )，则n=206.9 r/min。 选取主轴转速210r/min，则实际钻削速度=13.19m/min。 2）粗镗、半精镗 35H11及台阶面 机床为Z5163A立式钻床，根据实用机械制造工艺设计手册表11-15得，刀具选择高速钢浮动镗刀块D=20mm，B=20mm，H=8mm。 单边粗镗5mm， 故pa=5mm， 故查 机械加工工艺手册 第二卷 表1.2-33，则f=0.30.8mm，取f=0.5mm，切削速度2540m/min。 主轴转速1000vnd，则n=265.26424.41m/min。取n=300m/mm，则实际铣削速度1000n dv=28.27m/min。 可得工序30其余工步及工序35、45、50也主要为钻孔和镗孔，则通过计算可得工序30、35、45、50切削用量如表3.5所示。 表 3.5 工序 30、35、45、50 切削用量 工序 工步 切削深度（mm） 进给量（mm/r） 切削速度（m/min） 主轴转速（r/min） 钻 20 孔 10 0.8 13.19 210 粗镗 35H11 孔 5 0.5 28.27 300 半粗镗35H11 孔 2.5 0.3 31.42 500 粗镗43 孔 2.5 0.5 28.27 300 粗镗50H11 孔 2.5 0.5 28.27 300 30 半精镗50H11 孔 1 0.3 31.42 500 钻 18H11 孔 8.75 0.8 13.19 240 铰 18H11 孔 0.25 1.6 11.31 200 粗镗 22H11 孔 1.5 0.5 28.27 300 半粗镗 22H11 孔 0.5 0.3 31.42 500 35 粗镗 26 孔 1 0.5 28.27 300 2245 粗镗28.5孔 4.25 0.5 28.27 300 50 钻 12 孔 5.5 0.6 12.06 320 工序工序 40 切削用量确定切削用量确定 1) 粗磨左端面 此工艺为平面磨削，采用圆周磨削加工方法加工，根据实用机械制造工艺设计手册 表8-27， 粗磨砂轮速度2022 m/min, 取砂轮速度20 m/min。 根据 实用机械制造工艺设计手册表8-28，粗磨工件速度v在1020 m/min,取v=15 m/min，由表8-28可得磨削深度进给量f=0.015 mm/r。 按上以上过程，查表可得精磨左端面的切削量。工序40切削用量如表3.6所示。 表 3.6 工序 40 切削用量 加工表面 磨削深度（mm） 进给量（mm/r） 磨削速度（m/min） 粗磨削左端面 0.2 0.015 20 精磨削左端面 0.1 0.0081 23 233.6 球阀阀体机械加工工艺过程 3.6.1球阀阀体机械加工工艺过程卡 产品型号 零件图号 台州学院机械工程学院台州学院机械工程学院 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 产品名称 零件名称 共2 页 第 1 页 材 料 牌 号 HT200 毛 坯 种 类 铸铁 毛坯外形尺寸75 80 96.5mm每毛坯件数 每 台 件 数 备 注 工时 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车间 工段设 备 工 艺 装 备 准终 单件 05 铸造 铸造毛坯 10 时效 时效处理 15 铣 粗，精铣左端面 XA5032 立式铣床 专用夹具，高速钢直柄立铣刀，游标卡尺 20 铣 粗铣右端面 XA5032 立式铣床 专用夹具，高速钢直柄立铣刀，游标卡尺 25 铣 粗铣上端面 XA5032 立式铣床 专用夹具，高速钢直柄立铣刀，游标卡尺 30 钻、镗 钻20 孔，粗，精镗35H11 及台阶面，粗镗43，粗，精镗50H11 及台阶面 Z5163A 立式钻床 专用夹具，高速钢直柄长麻花钻，高速钢浮动镗刀块，游标卡尺 , 设计（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 24产品型号 零件图号 台州学院机械工程学院台州学院机械工程学院 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 产品名称 零件名称 共2 页 第 2 页 材 料 牌 号 HT200 毛 坯 种 类 铸铁 毛坯外形尺寸80 75 96.5mm每毛坯件数 每 台 件 数 备 注 工时 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车间 工段设 备 工 艺 装 备 准终 单件 35 钻、 铰、镗、车 钻，铰18H11 孔，粗，精镗22H11 孔及台阶面，粗镗24.3 沟槽、26孔、车 M 241.5 螺纹孔 Z5163A 立式钻床，CKA6136I 数控车床 专用夹具，高速钢直柄立铣刀，锥柄机用铰刀，高速钢车刀，游标卡尺 40 磨 磨削左端面 MD215A 内圆磨床 专用夹具，砂轮，游标卡尺 45 镗、车 粗镗28.5 孔及台阶面，车外螺纹 M362 及倒角 C1.5 Z5163A 立式钻床，CKA6136I 数控车床 专用夹具，高速钢浮动镗刀块，高速钢车刀，游标卡尺 50 钻 钻，攻螺纹 4M12 孔 Z5163A 立式钻床 专用夹具，高速钢直柄长麻花钻，游标卡尺 55 检查 去毛刺，检查 , 设计（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 253.6.2球阀阀体机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 05 铸 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 夹具编号 夹具名称 切削液 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助 1 铸造毛坯 锅炉、夹钳 设计(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 26 产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页 第 2 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 15 铣 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 XA5032 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助 1 粗铣左端面至 78.2mm 120 23.75 0.12 1.8 2 精铣左端面至 77.8mm 专用夹具、 高速钢直柄立铣刀、游标卡尺 120 0.4 设计(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 27产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 20 铣 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 XA5032 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助 1 粗铣右端面至 75.3mm 120 23.75 0.12 2.5 0.35 2 专用夹具、 高速钢直柄立铣刀、游标卡尺 设计(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 28产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 25 铣 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 XA5032 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助 1 粗铣上端面至 56mm 120 23.75 0.12 3 0.36 2 粗铣台阶面，保证 2mm 专用夹具、 高速钢直柄立铣刀、游标卡尺 120 23.75 0.12 2 0.3 设计(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 29产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 30 铣、镗 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5163A 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助 1 钻20 孔 高速钢直柄麻花钻 210 13.19 0.8 10 2 粗镗35 孔至30 300 28.27 0.5 5 3 半精镗35 孔至35H11，并保证轴线与左端面尺寸00.01641、台阶面 7mm 500 31.45 0.3 2.5 4 粗镗43 孔至43 300 28.27 0.5 2.5 5 粗镗50 孔至48，并保证00.1805 300 28.27 0.5 2.5 6 精镗50 孔至50H11 高速钢浮动镗刀块、专用夹具、游标卡尺 500 31.45 0.3 1 设计(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 30产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页 第 6 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 35 钻、镗 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5163A 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助 1 钻18 孔至17.5、铰18 孔至18H11 麻花钻、机用铰刀 210 13.19 0.8 8.75 2 粗镗22 孔至21，并保证台阶面至上端面 29mm 300 28.27 0.5 1.5 3 精镗22 孔至22H11 500 31.42 0.3 0.5 4 粗镗24.3 沟槽至24.3 300 28.27 0.5 1.15 5 粗镗26 孔至26 专用夹具、 高速钢浮动镗刀块、游标卡尺 300 28.27 0.5 1 6 车 M241.5 螺纹孔 专用夹具、 螺纹车刀 设计(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 31产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页 第 7 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 40 磨 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 内圆磨床 MD215A 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助 1 粗磨左端面至 75.1mm 20 0.015 0.2 2 精磨左端面至 75mm，保证与18 轴线距离00.01321，与35 台阶面距离00.01641专用夹具、砂轮、游标卡尺 23 0.0081 0.1 设计(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 32产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页 第 8 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 45 镗、车 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5163A 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助 1 粗镗28.5 孔至28.5，并保证台阶面至右端面 5mm 高速钢浮动镗刀块 300 28.27 0.5 4.25 2 车外螺纹 M362 保证螺纹长度 15mm 及倒角 C1.5 螺纹车刀 设计(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 33产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页 第 9 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 50 钻 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z5163A 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助 1 钻12 孔至11 高速钢麻花钻 320 12.05 0.6 5.5 2 攻 4M12 螺纹 设计(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 34产品型号 零件图号 台州学院台州学院 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称 零件名称 球阀阀体 共 10 页 第 10 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 55 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 807596.5mm 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时 (分) 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 工步工时 工 步 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 进给量 mm/r 背吃刀量 mm 进给 次数 机动 辅助 1 去毛刺，按零件要求检查 2 设计(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 35第第 4 章章 球阀阀体铣床自动化夹具的设计球阀阀体铣床自动化夹具的设计 球阀阀体外形不规则、且为薄壁形零件，在端面的铣削加工中，如采用机用平口钳等通用夹具，不易装夹，且容易产生变形，影响加工质量。所以，在球阀阀体端面的加工中，需设计专用夹具完成工件的加工。本章节针对工序20右端面的铣削加工，设计了一套液压自动化夹具。 4.1 铣床夹具设计要点 铣床夹具的设计要点主要有以下几点： （1）夹具装置要有足够的强度和刚度，并且具有合适的夹紧力。 （2）对刀装置要设计在铣刀开始切入工件的一端， 并且要方便测量和观察。 （3）夹具的重心要尽量低一些，并且要留有足够的排屑空间。 （4）加紧力应作用在工件刚度较大的面上；定位元件也应在工件刚度较大的面上。 （5）夹具体的底面要有两个定向键， 以确保夹具与工作台轴线的相对位置。 （6）必须保证切削液和切屑能够顺利的排除，必要的时候要开排屑孔。 4.2 定位元件的设计及分析 4.2.1定位基准的选择 右端面的加工为平面的加工， 按照六点定位原理， 至少需限制工件沿Z移动、X转动及Y转动三个自由度。由零件图可知，左端面是右端面的设计基准，且左端面已经过粗铣加工，则根据基准重合原则，选择工件的左端面为定位基准。其工序图如图4.1所示。 36 图 4.1 铣右端面工序图 4.2.2定位元件的设计 定位元件用来确定工件在夹具中的正确位置。在本工序中，定位面为平面，选用支撑板为定位元件，来限制工件沿Z移动、X转动及Y转动三个自由度。 定位支撑板的结构如图4.2所示。 图 4.2 定位支承板结构示意图 4.2.3定位误差的分析 定位误差主要包括基准不重合误差和基准位移误差。 （1）基准不重合误差B的计算：本工序中，工序基准是左端面，定位基准也是左端面，基准重合， B0。 （2）基准位移误差Y的计算：工件以平面定位，且定位面（左端面）已经过粗铣、精铣加工，本身的形状精度较高，这样定位基准的位置可认为没有任何 37变动的可能，Y0。 由此可得本工序中工件的定位误差Y+=0DB，满足加工精度要求，此定位方案合理。 4.3 自动化夹紧装置的设计 4.3.1 自动化夹紧方案的确定 在生产过程中，夹具的夹紧方式分为手动夹紧和自动化夹紧两种，手动夹紧装置结构简单、成本低，但是操作麻烦，工作量大，效率低，并且夹紧力的变化很大；而自动化夹具虽然结构相对复杂，但是其工作效率高，夹紧稳定安全，所以在大批大量生产中，常选用自动化夹紧。 常用的自动化动力装置有液压装置、气压装置、电磁装置、电动装置等。液压夹紧装置由于原理简单，易于实现，且易实现模块化，在自动化夹具中广泛使用。鉴于此，本文采用液压装置实现夹具的自动化夹紧。 4.3.2 液压传动夹紧装置的设计 4.3.2.1 夹紧力方向和作用点的确定 本工序主要定位面为左端面，按照夹紧力方向应朝向主要定位基准面的原则，夹紧力的方向应垂直指向左端面，其方向和作用点如图4.1所示。利用液压缸带动压板分别压在零件底座两边，从而夹紧零件。 4.3.2.2 夹紧力的确定 夹紧力的计算是个很复杂的问题，一般只能根据经验公式或用类比法，进行粗略的估算。 由机床夹具设计手册表1-2-9得到铣削切削力的计算公式 ： pzppBzKDfaCF83. 065. 083. 0 (4-1) 其中，查表1-2-10可知294pC，已知mmap5 . 1，zmmfz/247. 0，mm40D ，mm20B ，8z，35. 019055. 0HBKp，因此求出NF75.434。 38理论夹紧力21uuFFL，查机械加工工艺装备设计手册表3-38得到2 . 01u，95. 02u，因此求出NFL04.378。 实际夹紧力KW= 理论夹紧力LF 安全系数K 查 机床夹具设计手册 表1-2-1， 可以计算出5 . 21 . 2K， 因此选取5 . 2K，求出夹紧力NWF11.945。 4.3.2.3 夹紧装置的设计 本夹具采用液压夹紧装置，其结构如图4.3所示。采用压板作为夹紧件，由液压缸的上下运动带动压板的运动，从而实现对工件的压紧和松开。 图 4.3 液压夹紧机构结构示意图 为了保证夹紧的安全可靠， 我们需要根据所需压紧力的大小计算并选取液压缸的直径D。 活塞杆压力公式为： 2DQp4 (4-2) 其中，FWQ472.56N2，p为压缩液体单位压力， 约为0.9Mpa，是效率，取值0.85，因此可以算出液压缸直径D=28.04mm。因此可以选用D=30mm的液压缸。 394.4 夹具体的设计 夹具体是夹具的基础件，它将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体，并通过它将夹具安装到机床上。因此，夹具体的形状及尺寸取决于夹具上各种装置的布置及夹具与机床的连接。 本工序是铣平面，选用的机床是普通铣床，所以夹具中必须有对刀或引导装置。在这里选用的是对刀块；由于要使用平面定位，所以夹具体必须要有安装定位面的平面，并根据实际要求选择夹具体的厚度等。为了节约材料，夹具体被分成放置定位面的底座和放置对刀块的“L”形支座两部分，如图4.4所示。 图 4.4 铣床夹具夹具体结构示意图 4.5 对刀装置的设计 铣床夹具对刀装置主要由对刀块和塞尺组成， 用以确定夹具与刀具间的相对位置。 对刀块的结构形式取决于加工表面的形状。 由于本工序是针对平面的加工，所以应选圆形对刀块。圆形对刀块的尺寸可按JB/T 8031.11999标准来选取，其结构如图4.5所示。 40 图 4.5 圆角对刀块结构示意图 4.6 夹具操作说明 夹具装配图及其三维示意图如图4.6和4.7所示。 图 4.6 铣床夹具装配图 41 图 4.7 铣床夹具装配三维示意图 该铣床夹具操作简单，由于使用了液压缸2带动压板3夹紧工件5，所以，夹紧工件时，只需要把压板转动到工件要夹紧的地方，通过液压缸带动压板向下运动，从而夹紧工件即可；卸下工件时，则是先通过液压缸的运动带动压板向上运动，然后把压板转动到一侧，即可取下工件。 第第 5 章章 钻床专用夹具的设计钻床专用夹具的设计 本零件除了端面的铣削加工，主要就是以 20 孔轴线为中心的水平孔系和以 18 孔轴线为中心的垂直孔系的加工。由于零件外形不规则，不宜用三爪卡盘等通用夹具进行装夹，需设计专用夹具完成孔的加工。鉴于此，本文针对工序35，进行了钻孔专用夹具的设计。5.1 钻床夹具设计要点 钻床夹具的设计主要有以下三点： （1）钻模类型的选择 钻模的类型有五种，可以根据工件的尺寸、质量、加工要求以及批量等条件，结合实际情况来选择适合的钻模类型。 （2）钻套的选择和设计 钻套用于引导刀具的加工，保证加工孔位置的准确，钻套分为固定钻套、快换钻套、可换钻套和特殊钻套四种，可按情况选择。 42（3）钻模板的设计 钻模板用于安装钻套，可以与夹具体铸在一起，也可以分开。另外钻模板还要有足够的刚度。 5.2 定位元件的设计 5.2.1定位基准的选择 由零件图可得，18孔等垂直孔系加工的主要技术要求为：18孔轴线到左端面的径向距离为0-0.01321、及 18孔轴线对 35孔轴线的垂直度公差为0.08。即 18孔等垂直孔系等表面的加工设计基准为左端面及 35H11孔轴线。 进行本工序加工时，左端面及 35孔轴线已加工过，则根据基准重合原则，选择左端面及 35H11孔轴线作为定位基准。本工序加工工序图如图5.1所示。 图 5.1 钻孔工序图 5.2.2定位元件的设计 本工序以左端面及35H11孔轴线定位，则可选择定位板来进行端面的定位，限制工件沿X移动、绕Y转动、绕Z转动三个自由度；选择短圆柱销进行35H11孔轴线的定位，限制工件沿Y移动、Z移动二个自由度。此外，为限制 43工件绕X转动，可选用一挡销来限制工件绕X的转动。 对于定位板和短圆柱销两定位元件的设计，可选用标准件，但另一方面为了便于夹紧，夹紧装置需从两定位元件穿过，要求定位元件中有通孔存在。定位板和短圆柱销的结构如图5.2和5.3所示。 图 5.2 定位支承板三维结构示意图 5.3 短圆柱销三维结构示意图 5.2.3定位误差的分析 定位误差主要包括基准不重合误差和基准位移误差。 （1）基准不重合误差B的计算：本工序的工序基准为 18孔轴线，定位基准为左端面，存在基准不重合误差B，其大小等于 18孔轴线到左端面的距离尺寸21的公差H8，即B=0.033。 （2）基准位移误差Y的计算：工序以左端面（平面）定位，且已经过粗铣、精铣加工，形状精度较高，这样定位基准的位置可认为没有任何变动的可能， 44Y0。 由此可得本工序中工件的定位误差Y1+=0.033H11(0.11)3DB，满足加工精度要求，此定位方案合理。 5.3 夹紧装置的设计 5.3.1 夹紧方案的确定 钻床夹具的夹紧装置选用的是手动夹紧，虽然手动夹紧具有操作麻烦、效率低等缺点， 但是对于本钻床夹具来说， 手动夹紧装置比自动夹紧装置结构更简单，而且更便于夹紧和工件的装卸，所以选择设计了手动夹紧装置。 5.3.2 夹紧装置的设计 5.3.2.1 夹紧力方向和作用点的确定 本工序主要定位面为左端面，按照夹紧力方向应朝向主要定位基准面的原则，夹紧力的方向应垂直指向左端面，其方向和作用点如图5.1所示。 5.3.2.2 夹紧力的计算 查切削手册表2.32可以得到钻孔是计算扭矩的公式： MyzMckfdCMMM0 (5-1) 已知mm180d，查表2.32和表2.33可以得到206. 0MC，18. 1Mk，2