阀体零件机械加工工艺及装备设计

1、第一章.零件的工艺分析5零件的图样分析 5第 二 章. 机 械 加 工 工 艺 规 程 设计 6确定毛坯的制造形式 6选择定位基准 6阀体零件表面加工方法的选择 6工艺路线的制定 10机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 17确定切削用量及基本工时 182.6.1 鲤孔夹具 182.6.2钻孔夹具 25编制工艺规程文件 28第三章.镯孔夹具设计28定位基准的选择 28定位元件的设计 29定位误差的分析与计算 31夹紧装置设计 31切削力及夹紧力的计算 32车夹具设计及操作的简要说明 34第四章.钻孔夹具设计 35定位基准的选择 35定位元件的设计 36定位误差的分析与计算36夹紧装置设计 3

2、7切削力及夹紧力的计算 37钻套及衬套导向件的设计 39钻夹具设计及操作的简要说明 40总结 41参考文献 42致谢 43附录1阀体零件机械加工工艺过程卡片和两套关键工序的工序卡片第一章零件的工艺分析零件的图样分析本次设计的题目是阀体零件的机械加工工艺及装备设计，阀体是在一定条件下，能使 液压泵卸荷的阀。图1-1 阀体零件图图1-2 阀体零件三维图第二章机械加工工艺规程设计毛坯的制造形式的确定由丁该零件的材料为HT200且零件的年产量为6000件，已达到大批生产的水平，因 此生产类型为大批量生产，为使零件有较好的机械性能，保证零件加工余量等，故采用铸 造毛坯。因为零件尺寸不大，形状结构比较复杂

3、，所以我们采用铸造的形式来提高劳动生 产率，降低成本。选择定位基准零件的机械加工工艺过程中，其中最关键的两道工序分别为钻4xM8的螺纹孔、鲤28mnf日30mnW梯孔。在加工4xM8的螺纹孔时，根据定位基准的选择原则，选择 30x30 的凸台底面作为定位基准，并且通过心轴为主要定位元件和挡销来实现定位。实现对4xM8孔的加工。在鲤28mmffi30mm的阶梯孔时，选择一面两销进行定位，实现了完全定位。完成 对阶梯孔的加工。阀体零件表面加工方法的选择任何复杂的表面都是由若干个简单的几何表面组合而成的，零件的加工实质上就是这 些简单几何表面加工的组合。对丁阀体零件各尺寸的精度等级要求及行为公差要求

4、，具体 加工方法如下表：表2?1阀体零件加工表面的加工方法加工表面公差等级表面粗糙度Ra( u m)加工方法阀体零件的上端面IT9粗铁-精锐阀体零件的下端面IT9粗铁-精锐30x30凸台的前后端 面IT9粗铁-精锐30x30凸台的侧面IT8粗铁-精锐50mnfH柱的前端面IT9粗铁-精锐M36x2mrmj螺纹孔车底孔-车螺纹25mnrt孔IT9粗字堂-半精疆28mnrt孔IT9粗字堂-半精疆30mnrt孔IT9粗字堂-半精疆M18x2mrmj螺纹孔钻-攻螺纹4xM8的螺纹孔钻-攻螺纹底面4x7mnm勺光孔 及背面16mm勺锻平 孔IT13钻-锻钻工艺路线的制定因为零件的生产纲领为大批量生产，故

5、采用专用夹具，提高生产率。(1)工艺路线方案一工序1金届型铸造工序2活洗毛坯，并检验毛坯工序3对毛坯进行时效处理工序4粗、精铢阀体的底平面工序5粗、精锐阀体的顶面工序6粗、精锐30x30的凸台工序7粗、精锐50mnH柱的前端面工序8车M36x2minfi底孔，车螺纹；倒角。工序9粗鲤、半精鲤底面25mnrt孔、倒角3x30°工序10钻底面的4x0 7mnn勺光孔及背面16的锻平孔工序11钻、扩、皎M18x2的螺纹孔工序12精鲤、半精鲤28mm30mm勺阶梯孔、倒角2x30°工序13钻4xM8的底孔，攻M8的螺纹孔工序14去毛刺工序15检验入库(2) 工艺路线方案二工序1金届

6、型铸造工序2活洗毛坯，并检验毛坯工序3对毛坯进行时效处理工序4粗、精铢阀体的底平面工序5粗、精铢阀体的顶面，35圆柱凸台的上端面工序6粗、精铢30x30的凸台工序7粗、精铢50mnffl柱的前端面工序8钻底面的4x0 7mm勺光孔及背面16的锻平孔工序9车M36x2mmj底孔，车螺纹；倒角。工序10粗鲤、半精鲤底面25m讷孔、倒角3x30°工序11钻4xM8的底孔，攻M8的螺纹孔工序12精鲤、半精鲤28mm30mnti勺阶梯孔、倒角2x30°工序13钻、扩、皎M18x2mimj螺纹孔工序14去毛刺工序15检验入库(3) 工艺路线方案的比较与分析通过以上两个方案的比较，方案一

7、是先加工直径 25mm的孔以及阀体底面上的7mm 的光孔和16mm的锻平孔，然后以25mm的孔作为主要定位基准，再使用工件的底平面 上7mnfL作为辅助定位来加工 4xM8的螺纹孔及直径28mm30mmW阶梯孔。而加工 工艺方案二则不相同，它是先加工4xM8的螺纹孔，然后再加工25mm勺孔及直径28mm 30mm的阶梯孔。两套加工工艺方案经比较可看出，先加工直径25mm的孔及阀体底面7mm勺光孔、16mm勺锻平孔，然后再以此为定位基准加工 M8螺纹孔和直径28mm 30mm勺阶梯孔，这样可以很好地定位夹紧并达到良好的表面粗糙度要求。结合上述的方案一和方案二的比较，因此工艺路线方案一更加合理。以

8、上工艺过程见下表2-2:表2-2机械加工工艺过程综合卡片工序 号工序名称工序内容工序简图机床工艺装备1金属型铸造铸造2清洗检验清洗毛坯并检验3热处理时效处理4铳底面粗、精铢阀体的底面X5032型立铢三爪卡盘硬质合金 端面铳刀 游标卡尺5铁顶面粗、精铢阀体的顶面X5032型立铢三爪卡盘硬质合金端面铳刀游标卡尺6铳凸台粗、精铢30x30 的凸台X5032型立铢台虎钳立铳刀游标卡尺7铳端面粗、精铢 50mm圆柱的前端面X5032型立铳台虎钳硬质合金端面铳刀游标卡尺8车内孔、螺纹孔车M36x2mm底孔、车螺纹、倒角。CA614045 °内圆车刀60 °内螺纹车刀倒角车刀游标卡尺专用

9、夹具9镯内孔粗镯、半精 镯 25mm的孔、倒角3x30°CA6140专用夹具单刃镯刀倒角车刀游标卡尺10钻孔钻4X 7mm®孔、锻平孔 16mmZ525 型立式钻床？7局速钢麻花钻16高速钢镣钻游标卡尺台虎钳11钻、扩、皎螺纹孔钻、扩、皎M18x2mm的螺纹孔Z525 型立式钻床？16高速钢麻花钻扩孔钻饺刀游标卡尺台虎钳12?镯阶梯 孔精镯、半精镯 28mm 30mm的阶梯孔、倒角2x30°CA6140专用夹具单刃镯刀倒角车刀游标卡尺13钻 底孔、攻螺纹钻 4XM8的底孔、攻M8螺纹孔Z525 型立式钻 床高速钢麻花钻M8丝锥游标卡尺专用夹具14去毛刺去毛刺15检

10、验入库检验入库机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定阀体零件的生产类型为批量生产，为了保证零件的生产效率以及加工质量，该零件的生产宜采用铸造。阀体零件上 M36x2的螺纹底孔、25mm勺内孔、28mm30mnt勺阶 梯孔都可以通过铸造得到预先孔；而 M18的螺纹内孔、阀体底面4x0 7的光孔，16锻平 孔、以及螺纹M8-7H的孔则是由后续的机械加工所得到的。在阀体零件图1-1中可以看出25内孔表面、35圆柱凸台的上端面、以及28、30的阶梯孔的表面粗糙度要求最高， 表面粗糙度为，所以加工过程中对丁几个内孔而言 分别要经过粗鲤-精鲤；对丁上端面来说则需要经过粗铢-精铢来完成。所得机械加工余量 及

11、毛坯尺寸表2-3所示和毛坯图见图2-1 :表2?3机械加工余量及毛坯尺寸（mm加工表面基本尺寸加工余量毛坯尺寸上下端面80686前后端面7067625内孔2561935上端面33628内孔2862230内孔30624图2-1阀体零件毛坯图确定切削用量及基本工时按照指导教师下发的毕业设计任务书的内容，下面仅对其中两道关键的工序的基本 工时进行设计分析与计算。2.6.1鲤孔火具工序12:粗鲤、半精鲤28mm30mn1 勺阶梯孔。选择的机床：CA614CS车床；因为零件的材料为 HT200故选择阀体的毛坯为铸件。阀体零件选择的毛坯为铸件，而且待加工的内孔的表面粗糙度要求也比较高，已达到 的精度要求，

12、因此在加工此阶梯孔的时候需要先进行粗鲤加工，之后再用半精鲤来达到的 的精度。所以整个加工过程要分四次走刀，粗鲤内孔时的加工余量为2mm精鲤内孔时的加工余量为1mm （单边）1.粗鲤工步一：粗鲤内孔28mm孔深为15mm（1）刀具的选择此次阶梯孔的加工所用的刀具是单刃鲤刀，查切削用量手册表，选择的机床是 CA6140由丁孔深为15mm查切削用量手册表，应选用圆形鲤刀，刀片厚度为,刀杆 直径为16mm根据切削用量手册中表，选择鲤刀材料为硬质合金， YG6鲤刀可选择：Kr=60° , Y 0=25o, cb=10o, ?' r =15o, s = T0o, br =。鲤刀的卷屑槽的

13、各个参数为： Rn=5mm dn =、wn =5mm(2)切削用量的选择1)确定切削深度ap因为粗加工时的加工余量仅为4mm即单边余量为2mm考虑到孔的表面粗糙度及精度要求，即aPdw-dn(2-1)26-2222mm式中：ap切削深度dw需要加工的孔径dn未经加工的孔径故 aD =2mm p2)确定进给量f经参考切削用量手册中表可知，在对阀体零件进行粗鲤时，因为鲤刀杆的直径为中16mm孔深为15mm即当 aP=2mM寸，f= rp结合CA614CB床的说明书可确定进给量f=0.20mm/r对切削加工时的进给量是否满足鲤刀的强度和机床的强度要求进行校核。鲤刀刀片的强度校核：根据切削用量手册中的

14、表可以得出，在对灰口铸铁的材料进行加工时，它的强度为b >200MPa ?or =35o, ap <4mm刀片厚度为，因为加工的工件材料为灰口铸铁，所以应该将查得的进给量乘上系数 k=;故鲤刀刀片的强度所允许的进给量为查阅切削用量手册中表，当鲤刀的 kr =60。时，进给量应该乘上修正系数 k=,由丁加工时有冲击，因此进给量应该减小 20%所以鲤刀的刀片所能够允许的实际进给量为 经过校验刀片的强度能够允许的进给量要比所加工时的进给量大，因此f=r满足。CA614CB床的进给强度的校核通过查切削用量手册当中的表，CA614O床的进给机构能够满足的走刀力为 F =3530N由丁 b &

15、gt;200MPa而且f=r , ap V,查切削用量手册中表，可以得到走刀力为Fxc =670N xc因此在切削加工过程中，鲤刀的实际走刀力为：-'Fxc = Fxc X 施式中：Kmf :修正系数；查切削用量手册知：Kmf =Fxc :理论走刀量故Fxc =670N经过校验因为切削加工时鲤刀所受的走刀力比CA6140机床的进给机构所允许的走刀力要小。因此，所选择的进给量f=0.20mm/r在切削加工过程中是可用的。（3）鲤刀的磨钝标准和耐用度的选择根据加工材料及加工方法，鲤刀后刀面的最大磨损限度为 0.8m" 1.0mm切削加工时的耐用度为T=3600s。（4）切削速度v

16、通过查切削用量手册中的表12得，当使用YG6牌号的鲤刀加工时，由丁阀体零件的强度 b >200MPa HT200的灰口铸铁，f=r , ap < 4mm可得到切削速度为 V =s。因为V=vtkv（2-2）式中：Vt为理论切削速度kv为切削速度的修正系数根据查阅切削用量手册可以得到切削速度的修正系数为ktv=（表21-6）、kTv=（表11）、kkv=（表 21-9）、kxrv=（表 21-7）、ksv=（表 21-5）因此V=vtkv = x x x x x =s1000v/c c、王轴转速：n （2-3）D式中：D为孔的直径V为理论切削速度所以主轴转速n 皿耍 15.29r/s

17、22查阅切削用量手册中表可知，CA6140床在切削过程中的转速可以选择为：此时，可以算出实际的切削速度为: 根据切削用量手册中的表中的计算公式也可以算出切削速度。(2-4)其计算公式为v 1 m Cv X y Kv601-mTmaXvfyvp式中：Cv切削速度系数;Xv、yv分别是T、ap和f的指数;kvkv kMyktvkxrvksvkTvkkv根据切削用量手册当中表可知，所有的系数和指数分另U是：cv 189.8 , xv 0.15,yv 0.2,0.2。由丁加工的是内圆柱面，最后应该要以加工外圆时的切削速度乘上系数。所以1000v1000 0.954因此,13.81r/sD22通过查阅切

18、削用量手册当中的表，选择相应的转速nc 15r/s,此结果与上述的查表法所得到的结果类似，故主轴转速为 vc 1.04m/s 62.2m/min。(5)对机床的功率进行校核查切削用量手册当中表可得到，由丁灰口铸铁的强度为b >200MPa ap 4mm, f 0.20mm/r , vc 1.04m/s 时，可知 Pm 1.0kw。切削过程中的切削功率的修正系数查切削用量手册表22-3得：kkrPmkkrFz0.94 , k 0pmk 0Fz 1.0。所以 P 1.0 0.94 0.94kw。mc加工过程中的切削功率也可通过公式计算得到(2-5)即：Pm Fzv 10-3式中:Fz为硬质合

19、金车刀加工时的主切削力;为切削速度。b >200MPa f=r , ap查切削用量手册当中的表可知，由丁阀体零件的材料强度v ; vc 1.04m/ s时，可以得到主切削力Fz =840N,且主切削力的修正系数为kkrpm kkrFz 0.94 , kg k oF 1.0。所以，Fzc 840 0.94 789.6N。因此，p Fv 10-3 789.6 1.04 10-3 0.821kw I HC z查切削用量手册当中表得，当转速 n=15r/s时，CA6140床的主轴所允许的功率 为Pe 7.5kw，所以Pe Pmc。因此之前选择的切削用量可以在 CA614昨床上进行。综上所述：f

20、0.20mm /r 、ap 2mm 、nc 15r /s 900r / min 、v 1.04m/ s 62.2m/ min 0(6)计算基本工时tm Z(2-6)nf式中：L=l y , l=15mm查阅切削用量手册中表可以得鲤削加工时的入切量以及超长量，y 2.7 mm所以L=15+=因此tm卫二5.9s15 0.20工步二：粗鲤内孔30mm孔深为40mm(1)刀具的选择同粗鲤内孔30mm勺所选用的刀具：YG6M质合金；选择圆形鲤刀，刀片厚度，刀杆 直径16mm查阅切削用量手册鲤刀可选择：Kr=60° , 丫 °=25o, cb=10o, ?' r =15o,s

21、 = - 10o, br =。鲤刀的卷屑槽的各个参数为：Rn=5mm dn =、Wn =5mm(2)切削用量的选择1)确定切削深度app因为粗加工时的加工余量仅为4mm即单边余量为2mm考虑到孔的表面粗糙度及精 度要求，由公式(2-1 )apdw -dn228-242mmap =2mm2)确定进给量f参考切削用量手册中表可知，在对阀体零件进行粗鲤时，因为鲤刀杆的直径为16mm孔深为40mm即当 ap=2mM寸，f= rp结合CA6140<床的说明书可确定进给量f=0.24mm/r对切削加工时的进给量是否满足鲤刀的强度和机床的强度要求进行校核。 鲤刀刀片的强度校核：根据切削用量手册中的表可

22、以得出，在对灰口铸铁的材料进行加工时， 强度为> 200MPa ?or =35o, ap <4mm刀片厚度为，故鲤刀刀片的强度所允许的进给量为查阅切削用量手册中表，当鲤刀的 kr =60o时，切削过程中的进给量应该乘上修正系数k=,由于工件在加工过程中存在冲击，因此进给量应该减小20%所以鲤刀的刀片所能够允许的实际进给量为经过校验因为鲤刀刀片的强度能够允许的进给量要比所加工时的进给量大，因此 f=r 满足。 CA6140M床的进给强度的校核由于CA6140<床的进给机构能够满足的走刀力为 F =3530N。b >200MPa而且f=0.24mm/r , ap <

23、2.8mm,查切削用量手册中表，可以得到走刀力为Fxc=670N因此在切削加工过程中，鲤刀的实际走刀力为：-'Fxc = Fxc X 何式中：Kmf :修正系数；查切削用量手册知： Kmf =Fxc : 理论走刀量故Fxc =670N经过校验因为切削加工时鲤刀所受的走刀力比CA6140机床的进给机构所允许的走刀力要小。因此，所选择的进给量f=r在切削加工过程中是可用的(3)鲤刀的磨钝标准和耐用度的选择通过加工材料为HT20Q加工的方法为粗鲤，可以知道鲤刀后刀面的最大磨损限度为0.8m" 1.0mm 切削加工时的耐用度为 T=3600So（4）切削速度v通过查切削用量手册中的表

24、12得，当使用YG6牌号的鲤刀加工时，由丁阀体零件 的强度 b >200MPa HT200的灰口铸铁，f=r , ap < 4mm可得到切削速度为 V =s。由公式（2-2）计算出V;根据查阅切削用量手册可以得到切削速度的修正系数为ktv=（表21-6）、k"=（表 11）、kkv=（表 21-9）、kxrv=（表 21-7）、ksv=（表 21-5）因此V=vtkv = x x x x x =s由公式（2-3）计算主轴转速，所以主轴转速n 1000 0.936 12.42r/s 24查阅切削用量手册中表可知，CA6140床在切削过程中的转速可以选择为: 此时，可以算出实

25、际的切削速度为: 根据公式（2-4）计算主轴转速V;根据切削用量手册当中表可知，所有的系数和指数分别是：Cv 189.8 , xv 0.15,Vv 0.2, m0.2。最后乘上系数。所以,1000v 1000 0.954,因此，n12.66r/sD24通过查阅切削用量手册当中的表，选择转速为nc 15r/s,此结果与上述的查表法所得到的结果类似，故主轴转速为 vc 1.13m/s 67.8m/min。（5）对机床的功率进行校核查切削用量手册当中表可得到，当采用 YG6®的硬质合金鲤刀进行加工时，由丁灰口铸 铁的强 度为 b > 200MPa ap 4mm , f 0.24mm/

26、r , vc 1.13m/s 时，可 知Pm 1.0kw 。切削过程中的切削功率的修正系数查切削用量手册表22-3得：kkrPm kkrFz 0.94, k0Pm k°FzL0。所以Pm1.0 0.94 0.94kw。mcb >200MPa f=r , ap查切削用量手册当中的表可知，阀体零件的材料强度4mm vc 1.13m/s时，可以得到主切削力Fz =840N,且主切削力的修正系数为kkrpm kkrFz 0.94 , kg k oF 1.0。所以，Fzc 840 0.94 789.6N。根据公式（2-5）计算出切削过程中的功率；因此，Pmc Fzv 10-3 789.6

27、 1.13 10-3 0.892kw查切削用量手册当中表得，当转速 n=15r/s时，CA6140床的主轴所允许的功率 为pe 7.5kw，所以pe Pmc。因此之前选择的切削用量可以在CA614昨床上进行。综上所述：f 0.24mm /r 、ap 2mm 、nc 15r /s 900r / min 、v 1.13m/s 67.8m/min 0（6）计算基本工时根据公式（2-6）计算出基本工时式中：L=l y , l=40mm查阅切削用量手册可以得鲤削加工时的入切量以及超长量，y 2.7 mm所以L=40+=一42 7因此 tm11.86s15 0.24工步三：半精鲤内孔28mm孔深为15mm

28、（1）刀具的选择同样选择鲤刀的类型为 YG6查阅切削用量手册鲤刀可选择： Kr=60° , T 0=25o, a）=10o, ?' r =15o, s = T0o, br =。鲤刀的卷屑槽的各个参数为：Rn=5mmdn =、wn =5mm（2）切削用量的选择1）确定切削深度ap因为精加工时的加工余量为2mm即单边余量为1mm考虑到孔的表面粗糙度及精度 要求，即由上述公式（2-1）计算出切削深度；故ap=1mmp2）确定进给量f在对阀体零件进行精鲤时，因为鲤刀杆的直径为16mm孔深为15mm根据切削用量手册中表得：即当 ap=1mnfl寸，f= r p结合CA6140W床的说明

29、书可确定进给量f=0.28mm/r由丁是精加工，不需进行强度校核。（3）鲤刀的磨钝标准和耐用度的选择根据材料及加工方法，可以知道鲤刀后刀面的最大磨损限度为一；切削加工时的耐用度为 T=3600s。（4）切削速度v通过查切削用量手册中的表 12得，阀体零件的强度 b >200MPa HT200的灰口铸铁，f=r , ap V。可得到切削速度为Vt =s。 p由公式（2-2）得到：V=vtkv根据查阅切削用量手册可以得到切削速度的修正系数为ktv=（表21-6）、k"=（表 11）、kkv=（表 21-9）、kxrv=（表 21-7）、ksv=（表 21-5）因此V=vtkv =

30、x x x x x =s由上述公式（2-3）得主轴转速：n啥 式中：D为孔的直径V为理论切削速度1000 1.056所以王轴转速n 12.93r/s26查阅切削用量手册中表可知，CA6140床在切削过程中的转速可以选择为:此时，可以算出实际的切削速度为：切削速度也可以通过计算公式计算得到其计算公式为（2-4）: vCv601-mTmaXvfyv pKv式中：Cv 切削速度系数;Xv、yv分别是T、ap和f的指数;根据切削用量手册当中表可知，所有的系数和指数分别是：Cv 189.8 , xv 0.15,Vv 0.2, m0.2;乘上系数。所以因此，n1000v 1000 0.954 11.69r

31、/sD26通过查阅切削用量手册当中的表，选择转速为 nc 11.8r/s,此结果与上述的查表法所得到的结果类似，故主轴转速为 vc 0.96m/s 57.8m/min。(5)对机床的功率进行校核查切削用量手册当中表可得到，由丁灰口铸铁的强度为 b >200MPa ap 2.8mm, f 0.28mm/r , vc 0.96m/s时，可知 Pm 1.0kw。切削过程中的切削功率的修正系数查切削用量手册表22-3得： kkrPm kkrFz 0.94, k0pm k0Fz 1.0。所以Pm 1.0 0.94 0.94kw。mc加工过程中的切削功率也可通过公式计算(2-5)得到即：Pm Fzv

32、 10-3式中：Fz 为硬质合金车刀加工时的主切削力；V为切削速度。查切削用量手册当中的表可知，在使用YG6牌号的鲤刀在加工内孔时，由丁阀体零件的材料强度 b >200MPa f=r , ap V; vc 0.96m/s时，可以得到主切削力Fz=840N, 且主切削力的修正系数为kkrpm kkrFz 0.94 , k 0Pm k °Fz 1.0。所以，F 840 0.94 789.6N。zc因此，p Fv 10-3 789.6 0.96 10-3 0.758kw i ncz查切削用量手册当中表得，当转速 n=s时，CA6140车床的主轴所允许的功率为 pe 7.5kw，所以p

33、E Pmc。因此之前选择的切削用量可以在 CA6140床上进行。综上所述：f 0.28mm /rap 1mm 、 nc 11.8r/s 710r/minv 0.96m/ s 57.8m/ min 。(6)计算基本工时由公式(2-6): t m nf式中：L=l y , l=15mm查阅切削用量手册可以得鲤削加工时的入切量以及超长量，y 1.6mm 因此 L=15 1.6 16.6mm所以 tm 堂66 5.02s11.8 0.28工步四：半精鲤内孔30mm孔深为40mm(1)刀具的选择刀具类型为 YG6 Kr=60° , 丫 °=25o, o=10o, ?' r =

34、15o, s = - 10o, br =。鲤刀 的卷屑槽的各个参数为：Rn=5mm dn =、wn =5mm(2) 切削用量的选择1)确定切削深度ap p因为精加工时的加工余量为2mm即单边余量为1mm考虑到孔的表面粗糙度及精度要求，即由(2-1)得到：_dw -dnap_ 230-28 .=1mm2式中：ap:切削深度dw :需要加工的孔径dn :未经加工的孔径故aD =1mm p2)确定进给量f在对阀体零件进行精鲤时，因为鲤刀杆的直径为16mm孔深为40mm根据切削用量手册中表得：即当ap=1mM寸，取f= r结合CA6140W床的说明书可确定进给量f=0.26mm/r由丁是精加工，不需进

35、行强度校核（3）鲤刀的磨钝标准和耐用度的选择根据加工方法及材料，可以知道鲤刀后刀面的最大磨损限度为一；切削加工时的耐用度为 T=3600s。（4）切削速度v通过查切削用量手册中的表得，由丁阀体零件的强度b >200MPa HT200的灰口铸铁，f=r , ap V。可得到切削速度为U =s。 p公式（2-4）: V=vtkv式中：Vt为理论切削速度kv为切削速度的修正系数据查阅切削用量手册可以得到切削速度的修正系数为ktv=（表21-6 ）、kTv=（表11）、kkv=（表 21-9）、kxrv=（表 21-7）、ksv=（表 21-5）因此V=vtkv = x x x x x=s公式（

36、2-3）:主轴转速：n1000vD式中：D为孔的直径V为理论切削速度13.54r/s1000 1.19所以王轴转速n 28查阅切削用量手册中表可知，CA6140床在切削过程中的转速可以选择为: 此时，可以算出实际的切削速度为:Cv切削速度也可以通过计算公式进行计算得到。即上述公式中（2-4）其计算公式为v"侦xv厂Kv60 T a° f p式中：Cv 切削速度系数;Xv、 Vv分别是T、ap和f的指数;根据切削用量手册当中表可知，所有的系数和指数分别是：cv 189.8 , Xv 0.15,Vv 0.2, m0.2。乘上系数。所以因此，n1000V 1000 0.954 1

37、0.85r/sD28通过查阅切削用量手册当中的表，选择转速为 nc 11.8r/s,此结果与上述的查表法所得到的结果类似，故主轴转速为 vc 1.04m/s 62.25m/min。(5)对机床的功率进行校核查切削用量手册当中表可得到，当采用YG卵的硬质合金鲤刀进行加工时，由丁灰口铸铁的强度为b > 200MPa ap 2.8mm , f 0.26mm/r , vc 1.04m/s 时，可知Pm 1.0kw。切削过程中的切削功率的修正系数查切削用量手册表22-3得：kkrPm kkrFz 0.94, k°pm k 0Fz 1.00所以Pm 1.0 0.94 0.94kw。mc加工

38、过程中的切削功率由公式(2-5)得：式中：Fz 为硬质合金车刀加工时的主切削力；V为切削速度。查切削用量手册当中的表可知，由丁阀体零件的材料强度b >200MPa f=r , apv ; vc 1.04m/ s时，可以得到主切削力Fz =840N,且主切削力的修正系数为kkrPm kkrFz 0.94 , k。 k°F, 1.0。所以，F 840 0.94 789.6N。因此，PmFv 10-3 789.6 1.04 10-3 0.821kw i ncz查切削用量手册当中表得，当转速 n=s时，CA6140车床的主轴所允许的功率为PE 7.5kw，所以Pe Pmc。因此之前选择

39、的切削用量可以在CA6140床上进行。综上 所述：f 0.26mm/ r 、 ap 1mm 、 nc 11.8r /s 710r / min 、v 1.04m/s 62.25m/min 。(6)计算基本工时由公式(2-6): tm nf式中：L=l y , l=40mm查阅切削用量手册可以得鲤削加工时的入切量以及超长量，y1.6mm 因此 L=40 1.6 41.6mm所以 tm41.613.56s11.8 0.26因此此道工序所使用的总工时为tm 5.9 11.86 5.02 13.56 36.34s2.6.2钻孔火具工序13:钻4xM8的底孔，攻M8的螺纹孔。工步一：钻 M8螺纹底孔6.7

40、mm钻4xM8的均布孔，孔深为10mm表面粗糙度为。(1)加工的条件工件的材料：HT200b >200MPa灰口铸铁。加工要求：钻4xM8的底孔，攻M8的螺纹孔；孔径d=8mm孔深l=10mm盲孔，6级 精度。机床：Z525型立式钻床。刀具：选择麻花钻材料为高速钢，直径为。高速钢钻头切削部分的形状为标准高速钢钻头，30 , 2 118 , 2 1 70 , 0 12 ,55。(2)切削用量 单边切削深度ap 1d(2-7)p 2式中ap单边切削深度、d为工件的直径。ap -d =x8=4mmp2 进给量f1) 根据切削用量手册表5可知孔的表面粗糙度为，铸铁的强度b >200MPa钻

41、头直径d0=6.7mm孔的深度l =10mM寸，进给量f =0.26mm/r。由丁 - 10 1.25,乘上孔深修正系数 稣=,则 d 8f =()x 0.5mm/r=0.13mm/r2) 通过钻头强度确定进给量：查阅切削用量手册表乙当b=200MPa钻头直 径d0=6.7mm钻头强度允许的进给量为 f=0.72mm/r3)通过机床进给机构强度决定进给量：查阅切削用量手册表 8,当b < 210MPa do < 10.2mm时，机床进给机构所允许的最大轴向力为8330N , Z525型钻床允许的轴向力为 8830NN 进给量 f=1.6mm/r。通过以上对三个进给量的比较分析，其值

42、为 f=r。通过Z525型钻床的主轴进给量 参数，f=r。由切削用量手册中表16可知钻孔时的轴向力，当f =r, d0<，轴向力Ft 1480N。轴向力的修正系数都是，因此 Ff 1480N o通过查阅资料，钻床进给机构强度所允许的最大的轴向力为Fmax=8830N,由于Ft<F max，因此f =r是可以的。根据切削用量手册中的表 9可知：当d0=时，麻花钻钻头后刀面的最大磨损量取 为，钻头的耐用度T=3600s。切削速度由于铸铁HT200的b > 200MPa由切削用量手册中表12可知，当f =r,高速钢 标准钻头d0=时，vt =s。切削速度的修正系数为：kTv = ,

43、 kMv=, kS =, kxv = v所以v vtkv = xxx x =0.48m/s根据Z525立式钻床的说明书，可选择nc s,由于所选择的转数较低。不太符合要求， 所以应适当的做一些调整。比较选择以下两种方案：1) 第一种方案：f=0.1mm/r, nc 16r/s2) 第二种方案：f =0.13mm/r, n min对于两个方案进行比较，由于第一种方案的结果较大，基本工时比较短，因此选择第 一种方案比较合理。(3)检验机床的扭矩和功率查阅切削用量手册中的表17,当f < r, d0<时，Mt 7.68N?m。扭矩的修正 系数都是，因此Mc 7.68N?m。根据钻床的使用

44、说明书，即切削用量手册中的表 34, 中查得：当 nc 960r/min 时，Mm 29.4N?m。通过查阅切削用量手册中的表20,当b 170213MPa d0 =, f < r, vc <20m/min, Pc 1.1kW。根据Z525型立式钻床的技术资料，PE 2.8 0.81 2.26kW。因为 M m Mc, PE PC，符合要求。即是 f=r, nc 16r/s , vc=s。(4) 计算基本工时tm 二(2-8)nf式中：L l y , l 10mm，查阅切削用量手册表 22可知，入切量及超切量：钻头直径d0 < 10mmiS出y5mm,即工步二：攻M8螺纹孔机

45、床：组合攻丝机刀具：高速钢机动丝锥进给量f因为此螺纹孔的螺距p 1.25mm 因此进给量f 1.25mm/r切削速度V :参照参考文献切削用量手册，查得V 0.115m/s 6.9m/min ,故机床主轴的转速n,由公式可得：取 n 350 r / min350r / mind°n 3.14 6 350-0.109m/s10001000 60该螺纹丝锥的回转转速n0 :取nn实际切削速度V，由式()有：V被切削层长度l :l 10mm3 1 3mm刀具的切入长度l1i (13)f3 1 3mm刀具的切出长度12 :12 (2 3) f机动时间tj,由式()有：因此攻这个螺纹孔总工时为

46、：钻这个孔的机动时间tm :tm 9.36 4.26 13.62s编制工艺规程文件详细的工艺规程的文件见附录1第三章 镇孔夹具设计定位基准的选择在对阀体零件中的这对阶梯孔所加工的前面的工序当中，已经完成了阀体零件的上端 面和下端面的加工，而且阀体零件的下底面上的 4-4 7孔也已经加工完成；并且 M36的螺 纹孔与4 25的光孔也已经加工完成。根据阀体零件的结构特征，显然以工件的外形定位来 进行车床加工不现实，并且不太利于装夹。因此本次设计选择阀体工件的4 25的内孔作为 主定位基准，下底面中的4一4 7孔为另一基准孔，则阀体的下底面可以作为基准平面来 定位。这样整个夹具就是以“一面两孔”的定

47、位方式来进行定位，实现六点定位，夹具的 定位方式如下图3-1所示。图3-1镯孔工序简图定位元件的设计因为此次加工阶梯孔的鲤孔夹具选用的定位基准为“一面两孔”的定位原则，定位基 准面即为阀体底部的大端面，孔为底面大端面中 4- 4 7的孔和4 25mnfL的中心。对角的孔一般采用定位销来定位，而且本次的定位元件采用的是一个定位芯轴，一个 固定式菱形定位销。其中，定位销是机床夹具中重用的标准件。根据工序简图当中所规定 的定位基准，选择的定位元件如图 3-2和3-3所示定位元件零件图图3-2定位误差分析与计算1,鲤孔夹具设计的定位误差的分析：此夹具的主要定位元件为定位心轴，该工序是加工阶梯孔，其中2

48、8mrrf勺孔深为15mm30mm勺孔深为40mm孔的表面粗糙度为a m加工精度等级为9级。具体分析过程如下：首先确定定位元件的尺寸以及公差。此次车夹具的主要的定位元件为定位心轴，与心轴接触的内孔直径为250.021;该心轴与阀体零件上25mm勺光孔形成间隙配合，即C LCL-0.00725g6= 25-0.02 o不过，由于定位元件使用的是定位心轴，故在加工过程中存在着定位副制造不准确和配合间隙引起的定位基准位移误差。因为心轴是垂直放置的，所以定位基准位移误差为:dw jb jw TdT 轴s(3-1)由于定位基准与工序基准重合，符合基准统一原则，故 jb=0式中：Td定位孔的公差，单位 m

49、mt轴心轴的公差，单位 mms心轴与定位元件（定位心轴）之间的最小配合间隙。且 s Dmin -d轴max ；其中 Dmin 是定位孔的最小直径，单位 mmd轴max 心轴的最大直径，单位 mm所以定位基准位移误差：jw Td T轴s 0.021 0.013 25- 25-(-0.007)0.027 mm此时定位误差为:dw jb jw 0 0.0270.027 mm由于工序尺寸的公差等级为IT11 ,即其公差为0.16mm且定位误差小于的-,所以上 3述方案满足要求。夹紧装置设计本夹具的装夹方法是比较简单的，采用的是在工件定位面上的上端面和下端面分别使 用锁紧螺母进行螺旋锁紧。如图所示，在对

50、阀体零件进行安装时，先利用定位心轴与阀体 零件的25m讷孔进行配合，然后再利用锁紧螺母对阀体零件的上下端面进行夹紧，此时 可限制4个自由度；利用支架的上平面可以限制 1个自由度；然后再利用菱形销来限制一 个自由度。实现了完全定位。当在车床上鲤孔结束后，旋开锁紧螺母，取出定位芯轴，并 且取下阀体零件，然后再对零件的后续工序进行加工。在更换零件时也是取下定位芯轴即 可，整个阀体零件的加工过程以及鲤孔夹具的操作都较为方便，有利于操作。图3-3车夹具的夹紧机构示意图切削力及夹紧力的计算由于粗鲤时所选择的刀具材料为硬质合金，鲤刀杆的直径d=16mm其中的主切削力、径向切削力、轴向力以及切削时所消耗的功率

51、的计算公式分别可以通过查阅切削用量手 册当中的表中得到；具体公式如下所小：T-上口血IJr l c c ccFz xFz工 yFz nFz.c、王切削力：Fz 9.81 60 CFzap f v kFz(3-2)夕C 上口血 I Ulc cc"Fy xFy 工 yFy nFy /rs c、径向切削力：Fy9.8160 CFyap f v kFy(3-3)轴向力：Fx9.8160nFxCFxaXFxf yFxvnFxkFx(3-4)xx px切削消耗的功率：Pm Fzv 10-3式中：xFz、yFz、nFz、xFy、yFy、nFy、xFx、yFx、nFx背吃刀量、进给量、切削速度的指数

52、；CFz、CFy、CFx取决于被加工材料和切削力的系数；kFz、kFy、kFx为修正系数。其中，切削力的修正系数可以查切削用量手册中表 22-3,。即kFz = , kFy=, kFx =由于所加工的工件材料为灰口铸铁 HT200故查表知：CFz=92, xFz =, yFz =, nFz =0所以，主切削力 Fz 9.81 600 92 21.0 0.240.75 1.130 0.94 581.8NCFy=54, xFy =, yFy =, nFy =0所以，径向力Fy9.81 6005420.90.240.751.1300.77 261NCFx =46, xFx =, yFx =, nFx

53、 =0所以，走刀力Fx9.81 6004621.00.240.41.1301.11 566.06N本鲤孔夹具的夹紧装置采用的是螺旋夹紧机构，并通过查阅机床夹具设计中 P56当中的螺旋压板机构的内容，可知螺旋压板所产生的夹紧力为:FjFq(3-5)式中：Fq 一作用力，单位为NH 一压板（支架）的高度，单位为 mmL 夹紧点到压板的轴线的距离，单位为 mmf 一摩擦因数，一般取值为f=然后把Fq=13054N H=60mm L=105mm f=代入计算公式当中，则FjFqi 3Lf业054一 =4872N3 21 1.245由计算结果可知夹紧力要比切削力大，因此，改夹具能够安全工作车夹具设计及操作的简要说明在设计本夹具时首先想到的就是在生产时效率要高、零件的表面质量要高，因此在设 计过程中对丁零件的定位以及夹紧都要有一定的要