球阀阀体机械加工工艺及铣直径36端面夹具设计【带夹具三维】
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带夹具三维
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球阀阀体机械加工工艺及铣直径36端面夹具设计【带夹具三维】,带夹具三维,球阀,阀体,机械,加工,工艺,直径,36,端面,夹具,设计,三维
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题 目：球阀阀体机械加工工艺规程及其自动化夹具设计学 号：姓 名：班 级： 专 业：指导教师：学 院：答辩日期： 年 月 日摘 要摘要是文章要点的浓缩，应清楚简洁地将文章的主要内容、方法、结果体现在文摘内，强调论文的重要性和创新性。 对于夹具类设计文章摘要，可参考本文。另注意：为体现文章的严谨性，通篇（包括摘要、正文、结论、致谢等）不得出现“我”、“我们、我校”等人称代词，可用“本人”、“本文”、“学校”等代替。摘要：居中，黑体，小2号 行距1.5倍段前1.5行，段后1.5行内容：首行缩进2字符，中文字体为宋体，西文、数字字体为Times New Roman，小4号， 1.5倍行距，段前0行，段后行，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：球阀阀体；机械加工工艺规程；夹具内容：中文字体为宋体，西文、数字字体为Times New Roman，小4号， 1.5倍行距，段前0行，段后0行，首行缩进2字符；关键词35个，最后一个关键词后面没有标点“关键词”：宋体，小4号，加粗，1.5倍行距，段前0行，段后0行，首行缩进2字符页面设置（正文的所有页面）页边距：上2.8厘米，下2.5厘米，左3厘米，右2.5厘米，装订线0厘米；距边界：页眉1.5厘米，页脚1.75厘米全文中的西文、数字字体全部为Times New RomanAbstract内容：首行缩进2字符，Times New Roman，小4号，1.5倍行距，段前0行，段后0行Abstract：居中，Times New Roman，小2号，加粗，行距1.5倍, 段前1.5行，段后1.5行段前1.5行，段后1.5行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内容：Times New Roman，小4号，1.5倍行距，段前0行，段后行,最后一个关键词后面没有标点，除专用词汇外全部小写Key Words：首行缩进2字符，Times New Roman，小4号，加粗，1.5倍行距，段前0行，段后0行III目 录第1章 绪论11.1 设计的背景及意义11.2 设计的内容和思路21.3 关键问题3第2章 机械加工工艺与夹具设计概述42.1工艺规程的拟定42.2夹具的分类52.3工件在夹具中的定位62.4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103.1零件的工艺性分析103.2加工工艺规程的设计113.3机械加工余量及毛坯尺寸的确定153.4工序设计163.5切削用量及基本工时的确定193.6 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364.1 铣床夹具的典型结构形式与设计要点36使用自动目录生成方法生成该目录，宋体，小4号，1.5倍行距，段前0行，段后0行4.2 定位元件的设计及分析364.3 自动化夹紧装置的设计384.4 夹具体的设计404.5 对刀或引导装置设计414.6 夹具装配图的绘制及操作说明42第5章 钻床专用夹具的设计435.1钻床夹具的典型结构形式与设计要点435.2 定位元件的设计及分析435.3 夹紧装置的设计455.4 夹具体的设计475.5 对刀或引导装置设计475.6 夹具装配图的绘制及操作说明48结 论50参考文献51致 谢53目录中只出现一级标题和二级标题，三级及以下标题在目录中不显示56二级标题： 黑体，Times New Roman ，4号，1.5倍行距段前0.5行，段后0.5行一级标题：黑体，Times New Roman，小3号，1.5倍行距，段前1行，段后1行第1章 绪论参考开题报告正文：首行缩进2字符，宋体，小4号，英文、数字字体全部为Times New Roman，小四，1.5倍行距，段前0行，段后0行。1.1 设计的背景及意义1.1.1 设计的背景三级标题： 宋体，Times New Roman，小4号，1.5倍行距，段前0行，段后0行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：（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。1.3 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。第2章 机械加工工艺与夹具设计概述概述机械加工工艺与夹具设计中一些概念、方法、原则等内容，可参考教科书相关内容（不可照抄）。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。2.2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。4）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）c）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。2）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。第3章 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 零件的工艺分析主要对零件上精度要求较高的尺寸、形状和位置精度进行分析，并给出相应的解决措施，来满足精度要求。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。图居中，图标题位于下方，居中，不能与图分离，单独出现在另一页空个全角空格图名：5号，宋体，Times New Roman，命名规则：“章.序号”图3.1球阀阀体零件图图3.2球阀阀体的三维示意图此处需添加零件二维图及其三维示意图。注：对本文示例中有出现图片、表格的地方，毕业设计说明书中都应添加对应的图片或表格。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、，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。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。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、，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；（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确定后的加工工序，应注明其定位基准，之后工序卡片中的定位基准要与其保持一致。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40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C1.535H11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 确定机械加工余量机械加工余量为毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差，可通过查阅相关机械加工工艺手册“毛坯及余量”章节获得铸件或其它材料毛坯件的加工余量及尺寸公差。“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。此处空个全角空格，表格标题：5号，宋体，Times New Roman，命名规则：“章.序号”表格标题位于表格上方，居中，不能与表格分离，单独出现在另一页表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表格内容：宋体，Times New Roman，5号，1.5倍行距，段前0行，段后0行，居中说明左、右端面752.5及2.580双侧加工122.514.5单侧加工152.517.5单侧加工2.523.5单侧加工上端面563.059 单侧加工43孔432.538双侧加工2）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。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此处需放置零件毛坯图。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）机床的选择尽量选用学校已有的机床作为加工设备（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；（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 确定工序尺寸工序尺寸是工序卡片中工序余量及切削深度确定的依据。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。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）。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102020Ra 25m28.5孔粗镗4.2528.528.5Ra 12.5m35H11孔粗镗53030半精镗2.535H1135H11Ra 12.5m41（孔轴线与左端面距离）H1141H1143孔毛坯38粗镗2.54328.550H11孔粗镗2.54848半精镗150H1150H11Ra 12.5m18H11孔钻8.7517.517.5铰0.2518H1118H11Ra 6.3m21（与左端面距离）H821H822H11孔粗镗1.52121半精镗0.522H1122H11Ra 6.3m24.3槽孔切槽1.1524.324.3M24孔车螺纹124M241.526孔镗126262）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左端面毛坯8080粗铣1.878.278Ra 25m精铣0.477.877.8右端面粗铣2.575.375.3Ra 25m左端面粗磨0.275.175.1精磨0.1757521（与18孔轴线距离）H641（与35孔台阶面距离）H6上端面毛坯5959粗铣35656Ra 25m3.5 确定切削用量基本思路：遇到新工步要用公式或文字具体说明切削用量的确定过程，而与其相似的工步，因计算公式相同，不需在文中再列公式，只需在稿纸中计算好列在表格中即可（如表3.4），以减少工作量。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15、20、25切削用量的确定加工条件：此处本工序的加工条件需介绍工件材料、加工要求、所采用的机床和刀具。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字母及数字用“Times New Roman”字体，并且字母要斜体，表单位的字母除外。，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，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=fzn=120*0.12*10=144mm/min，故取 =145mm/min，则实际每齿进给量为f= =0.12mm/z。2）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=1.02.3 mm/r，取=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=25m/min，则主轴转速=126.31r/min，取主轴转速为130r/min，则=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）15粗铣左端面1.80.1223.75120精铣左端面0.41.5mm/r25.7313020粗铣右端面2.50.1223.7512025粗铣上端面30.1223.75120粗铣台阶面20.1223.75120 工序30、35、45、50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， =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。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，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=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，则=265.26424.41m/min。取=300m/mm，则实际铣削速度=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）30钻20孔100.813.19210粗镗35H11孔50.528.27300半粗镗35H11孔2.50.331.42500粗镗43孔2.50.528.27300粗镗50H11孔2.50.528.27300半精镗50H11孔10.331.4250035钻 18H11孔8.750.813.19240铰18H11孔0.251.611.31200粗镗22H11孔1.50.528.27300半粗镗22H11孔0.50.331.42500粗镗26孔10.528.2730045粗镗28.5孔4.250.528.2730050钻12孔5.50.612.06320 工序40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0.20.01520精磨削左端面0.10.0081233.6 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台州学院机械工程学院机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号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每毛坯件数每 台 件 数备 注 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台州学院机械工程学院机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号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每毛坯件数每 台 件 数备 注 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C1.5Z5163A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备注：工序图-1. 绘制工序图的要求（1）工序图以适当的比例，最少的视图，表示出工件在加工时所处的位置状态，与本工序无关的部位不应表示。（2）用粗实线表示本工序的各加工表面，其他部位用细实线表示。（3）加工表面上应标注表面粗糙度符号。（4）工序图应标出本工序结束时应达到的尺寸、偏差及形状、位置公差。与本工序无关的技术要求一律不写。（5）工序图上应标明定位（标出定位自由度）、夹紧符号。2. 工序尺寸偏差的标注（1）中间工序的工序尺寸，对于内孔、外圆、平面或沟槽，应按“偏差如体原则”标注成单向偏差，即对于外圆及外表面应标注成单向负的下偏差，对于内孔及内表面应标注成单向正的上偏差。（2）中间工序尺寸，若属于孔轴心距或孔到平面的距离，应标注成双向对称偏差。（3）中间工序的公差可从相应的加工经济精度表中查得。（4）最后工序的工序尺寸，应按图样要求标注。3. 工序尺寸的计算（1）基准不重合时的尺寸换算，应用工艺尺寸链极值解法的计算公式计算。（2）无基准转换时同一表面多次加工的工序尺寸计算，采用由最后工序逐步向前推算的办法，后道工序的基本尺寸等于前道工序的基本尺寸加（对于外表面）或减（对于内表面）一单面（对于平面或凹槽）或双面（对于外圆或内孔）余量。-3.6.2球阀阀体机械加工工序卡片台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号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位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 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进给次数工步工时机动辅助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台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号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位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 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进给次数工步工时机动辅助1粗铣左端面至78.2mm专用夹具、高速钢直柄立铣刀、游标卡尺12023.750.121.82精铣左端面至77.8mm1200.4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台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号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位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 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进给次数工步工时机动辅助1粗铣右端面至75.3mm专用夹具、高速钢直柄立铣刀、游标卡尺12023.750.122.50.352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台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号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位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 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进给次数工步工时机动辅助1粗铣上端面至56mm专用夹具、高速钢直柄立铣刀、游标卡尺12023.750.1230.362粗铣台阶面，保证2mm12023.750.1220.3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台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号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位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 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进给次数工步工时机动辅助1钻20孔高速钢直柄麻花钻21013.190.8102粗镗35孔至30高速钢浮动镗刀块、专用夹具、游标卡尺30028.270.553半精镗35孔至35H11，并保证轴线与左端面尺寸、台阶面7mm50031.450.32.54粗镗43孔至4330028.270.52.55粗镗50孔至48，并保证30028.270.52.56精镗50孔至50H1150031.450.31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台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号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位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 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进给次数工步工时机动辅助1钻18孔至17.5、铰18孔至18H11麻花钻、机用铰刀21013.190.88.752粗镗22孔至21，并保证台阶面至上端面29mm专用夹具、高速钢浮动镗刀块、游标卡尺30028.270.51.53精镗22孔至22H1150031.420.30.54粗镗24.3沟槽至24.330028.270.51.155粗镗26孔至2630028.270.516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台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号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位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 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进给次数工步工时机动辅助1粗磨左端面至75.1mm专用夹具、砂轮、游标卡尺200.0150.22精磨左端面至75mm，保证与18轴线距离，与35台阶面距离230.00810.1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台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号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位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 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进给次数工步工时机动辅助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30028.270.54.252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台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号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位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 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进给次数工步工时机动辅助1钻12孔至11高速钢麻花钻32012.050.65.52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台州学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号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55HT200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位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 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进给次数工步工时机动辅助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第4章 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。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-备注：一批工件逐个在夹具上定位时，由于工件及定位元件存在公差，使各个工件所占据的位置不完全一致，从而产生加工误差。这种与工件定位有关的加工误差，即为定位误差。定位误差主要包括基准不重合误差及基准位移误差。基准位移误差的大小应等于因定位基准与限位基准不重合造成的加工尺寸的变动范围。对某一定位方案，如果经分析计算可能产生的定位误差 工件有关尺寸或位置公差的1/3，则可认为此定位方案能满足工序加工精度要求。-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， 。（2）基准位移误差的计算：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变动的可能，。由此可得本工序中工件的定位误差，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。 也可选用其他动力装置实现夹具的自动化夹紧，但需说明采用该动力的装置的理由及其优点。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四级标题： 宋体，Times New Roman，小4号，1.5倍行距，段前0行，段后0行-备注：对夹紧力方向和作用点的基本要求如下：1）夹紧力应朝向（垂直指向）工件的主要定位基准面，有利于减少工件的变形和保证工件安装稳定性；2）夹紧力的方向最好选择和切削力方向一致，这时所需夹紧力最小；3）夹紧力的作用点应落在夹具支承件上或几个支承件所组成的平面内，有利于工件安装的稳定性；4）夹紧力的作用点应落在工件刚度较好的方向和部位，利于减少工件的夹紧变形；5）夹紧力的作用点应力求靠近切削部位，有利于防止工件产生切削振动。实际中，以上几点不易全部满足，甚至会相互矛盾，这就要求全面考虑，灵活应用，保证主要的要求。-此处为夹紧力方向和作用确定的基本要求，不必写在说明书中。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 ： (4-1)公式：单独一行，必须用公式编辑器，公式应居中，公式的标注序号，序号右对齐命名规则：“章序号”其中，查表1-2-10可知，已知，因此求出。理论夹紧力，查机械加工工艺装备设计手册表3-38得到，因此求出。实际夹紧力= 理论夹紧力安全系数查机床夹具设计手册表1-2-1，可以计算出，因此选取，求出夹紧力。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： (4-2)其中，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。4.4 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。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铣床夹具装配图夹具装配三维示意图不同部件应用不同颜色来表示，以示区分。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5章 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。同第四章，此处需首先说明所设计的专用夹具针对的工序或工步。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。（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、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，其大小等于18孔轴线到左端面的距离尺寸21的公差H8，即=0.033。（2）基准位移误差的计算：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，。由此可得本工序中工件的定位误差，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： (5-1)已知，查表2.32和表2.33可以得到，因此可以求出，因此所需的夹紧力。5.3.2.3 夹紧装置的设计夹紧装置的结构如图5.4所示。螺纹杆两侧的螺纹方向是相反的，当旋转手柄时，两侧的螺母分别往中间运动，就把放在其中的零件夹紧；当反向旋转手柄的时候，两侧的螺母则分别向外侧运动，从而把工件松开，就可以卸下工件。图5.4钻床夹具夹紧机构示意图螺栓材料的许用应力已知螺栓危险截面的拉伸强度计算公式为： (5-2)已知F=2414.77N，因此可以求出d=3.85mm。所以选用d=10mm，材料为45的双头螺栓可以满足要求。5.4 夹具体的设计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。本工序包括钻孔、镗孔、车螺纹孔等工步，选用的机床是普通的立式钻床，夹具中需设计有钻套来引导刀具，也因此需要设计钻模板用于安装钻套。由于要使用平面定位，所以夹具体必须要有安装定位支承板的基面，并根据实际要求选择夹具体的厚度等。为了节约材料，夹具体被分成安装于机床的底座和放置钻模板、定位板及挡销等装置的支座两部分，其结构如图5.5所示。图5.5钻床夹具夹具体结构示意图5.5 引导装置的设计因为选用的钻床是普通的立式钻床，则需设计钻套，来引导刀具，保证被加工孔的位置精度。本设计选用的是快换钻套（如图5.6所示），在进行钻、扩、铰多工步加工时，可快速地更换不同孔径的钻套，提高效率，操作方便。图5.6快换钻套三维结构示意图5.6 夹具操作说明钻床夹具装配图及其三维示意如图5.7和5.8所示。图5.7钻床夹具装配图图5.8钻床夹具三维造型该钻床夹具的操作简要。安装工件时，将工件穿过夹紧装置的双头螺柱5的螺母，定位在夹具支撑板2上，之后放上开口垫圈4，转动手柄16，两侧的螺母向中间移动，从而夹紧工件；当工件加工完成后，反方向转动手柄，两侧的螺母向外侧移动，松开工件后
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