阀体零件机械加工工艺及装备设计

1、目 录第一章. 零件的工艺分析51.1零件的图样分析5第二章. 机械加工工艺规程设计62.1确定毛坯的制造形式62.2 选择定位基准62.3 阀体零件表面加工方法的选择62.4 工艺路线的制定102.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定172.6 确定切削用量及基本工时182.6.1 镗孔夹具182.6.2 钻孔夹具252.7 编制工艺规程文件28第三章. 镗孔夹具设计283.1定位基准的选择28 3.2定位元件的设计29 3.3定位误差的分析与计算31 3.4夹紧装置设计31 3.5切削力及夹紧力的计算32 3.6车夹具设计及操作的简要说明34第四章. 钻孔夹具设计35 4.1定位基准

2、的选择35 4.2定位元件的设计36 4.3定位误差的分析与计算36 4.4夹紧装置设计37 4.5切削力及夹紧力的计算37 4.6钻套及衬套导向件的设计39 4.7钻夹具设计及操作的简要说明40IV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IV第一章 零件的工艺分析1.1零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2.1毛坯的制造形式的确定由于该零件的材料为HT200，且零件的年产量为6000件，已达到大批生产的

3、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，所以我们采用铸造的形式来提高劳动生产率，降低成本。2.2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、镗28mm和30mm阶梯孔。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。在镗28mm和30mm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。2.3阀体零件表面加工方法的选择任何复杂的表面都是由若

4、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。对于阀体零件各尺寸的精度等级要求及行为公差要求，具体加工方法如下表：表21 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(m)加工方法阀体零件的上端面IT96.3粗铣-精铣阀体零件的下端面IT96.3粗铣-精铣30x30凸台的前后端面IT96.3粗铣-精铣30x30凸台的侧面IT83.2粗铣-精铣50mm圆柱的前端面IT96.3粗铣-精铣M36x2mm的螺纹孔车底孔-车螺纹25mm内孔IT91.6粗镗-半精镗28mm内孔IT91.6粗镗-半精镗30mm内孔IT91.6粗镗-半精镗M18x2mm的螺纹孔钻-

5、攻螺纹4xM8的螺纹孔钻-攻螺纹底面4x7mm的光孔及背面16mm的锪平孔IT1312.5钻-锪钻2.4工艺路线的制定因为零件的生产纲领为大批量生产，故采用专用夹具，提高生产率。（1）工艺路线方案一工序1 金属型铸造工序2 清洗毛坯，并检验毛坯工序3 对毛坯进行时效处理工序4 粗、精铣阀体的底平面工序5 粗、精铣阀体的顶面工序6 粗、精铣30x30的凸台工序7 粗、精铣50mm圆柱的前端面工序8 车M36x2mm的底孔，车螺纹；倒角1.5x30°工序9 粗镗、半精镗底面25mm内孔、倒角3x30°工序10 钻底面的4x7mm的光孔及背面16的锪平孔 工序11 钻、扩、铰M1

6、8x2的螺纹孔工序12 精镗、半精镗28mm、30mm的阶梯孔、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 金属型铸造工序2 清洗毛坯，并检验毛坯工序3 对毛坯进行时效处理工序4 粗、精铣阀体的底平面工序5 粗、精铣阀体的顶面，35圆柱凸台的上端面工序6 粗、精铣30x30的凸台工序7 粗、精铣50mm圆柱的前端面工序8 钻底面的4x7mm的光孔及背面16的锪平孔工序9 车M36x2mm的底孔，车螺纹；倒角1.5x30°工序10 粗镗、半精镗底面25mm内孔、倒角3x30°工序11 钻4x

7、M8的底孔，攻M8的螺纹孔工序12 精镗、半精镗28mm、30mm的阶梯孔、倒角2x30°工序13 钻、扩、铰M18x2mm的螺纹孔工序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，方案一是先加工直径25mm的孔以及阀体底面上的7mm的光孔和16mm的锪平孔，然后以25mm的孔作为主要定位基准，再使用工件的底平面上7mm孔作为辅助定位来加工4xM8的螺纹孔及直径28mm、30mm的阶梯孔。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的孔及直径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

8、的孔及阀体底面7mm的光孔、16mm的锪平孔，然后再以此为定位基准加工M8螺纹孔和直径28mm、30mm的阶梯孔，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铣底面粗、精铣阀体的底面X5032型立铣三爪卡盘硬质合金端面铣刀游标卡尺5铣顶面粗、精铣阀体的顶面X5032型立铣三爪卡盘硬质合金端面铣刀游标卡尺6铣凸台粗、精铣30x30的凸台X5032型立铣台虎钳立铣刀游标卡尺

9、7铣端面粗、精铣50mm圆柱的前端面X5032型立铣台虎钳 硬质合金端面铣刀游标卡尺8车内孔、螺纹孔车M36x2mm底孔、车螺纹、倒角1.5x30°CA614045°内圆车刀60°内螺纹车刀倒角车刀游标卡尺专用夹具9镗内孔粗镗、半精镗25mm的孔、倒角3x30°CA6140专用夹具单刃镗刀倒角车刀游标卡尺10钻孔钻4×7mm通孔、锪平孔16mmZ525型立式钻床 7高速钢麻花钻 16 高速钢 锪钻 游标卡尺 台虎钳11钻、扩、铰螺纹孔钻、扩、铰M18x2mm的螺纹孔Z525型立式钻床 16高速钢麻花钻扩孔钻铰刀游标卡尺台虎钳

10、12 镗阶梯孔精镗、半精镗28mm30mm的阶梯孔、倒角2x30°CA6140专用夹具单刃镗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6.7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 检验 入库 检验 入库2.5 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的内孔、28mm，30mm的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4x7的光孔，16锪平孔、以及螺纹M8-7H的孔则

11、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Ra1.6，所以加工过程中对于几个内孔而言分别要经过粗镗-精镗；对于上端面来说则需要经过粗铣-精铣来完成。所得机械加工余量及毛坯尺寸表2-3所示和毛坯图见图2-1：表23 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2.6 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

12、道关键的工序的基本工时进行设计分析与计算。2.6.1镗孔夹具工序12：粗镗、半精镗28mm、30mm的阶梯孔。选择的机床：CA6140型车床；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Ra1.6的精度要求，因此在加工此阶梯孔的时候需要先进行粗镗加工，之后再用半精镗来达到的Ra1.6的精度。所以整个加工过程要分四次走刀，粗镗内孔时的加工余量为2mm，精镗内孔时的加工余量为1mm。（单边）1. 粗镗工步一：粗镗内孔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镗刀，查切削用量手册表1.1，

13、选择的机床是CA6140。由于孔深为15mm，查切削用量手册表1.5，应选用圆形镗刀，刀片厚度为4.5mm，刀杆直径为16mm。根据切削用量手册中表1.2，选择镗刀材料为硬质合金，YG6。镗刀可选择：Kr=60°，0=25º，0=10º，´r =15º， = 10º， =0.4mm。镗刀的卷屑槽的各个参数为：Rn=5mm、 =0.7mm、 =5mm。（2）切削用量的选择1）确定切削深度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 = （2-1） = 式中： 切削深度 需要加工的孔径 未经加工

14、的孔径故 =2mm2）确定进给量f经参考切削用量手册中表1.5可知，在对阀体零件进行粗镗时，因为镗刀杆的直径为16mm，孔深为15mm。即当=2mm时，f=0.20.3mm/r结合CA6140机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镗刀的强度和机床的强度要求进行校核。 镗刀刀片的强度校核：根据切削用量手册中的表1.9可以得出，在对灰口铸铁的材料进行加工时，它的强度为200MPa，ºr =35º， 4mm，刀片厚度为4.5mm，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=1.6； 故镗刀刀片的强度所允许的进给量为 查阅切削

15、用量手册中表1.9，当镗刀的 =60º时，进给量应该乘上修正系数k=0.6，由于加工时有冲击，因此进给量应该减小20%，所以镗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=0.20mm/r满足。 CA6140机床的进给强度的校核通过查切削用量手册当中的表1.27，CA6140机床的进给机构能够满足的走刀力为F =3530N。由于200MPa，而且f=0.20mm/r， 2.8mm，查切削用量手册中表1.17，可以得到走刀力为=670N因此在切削加工过程中，镗刀的实际走刀力为： = ×KMF 式中：修正系数；查切削用量手册

16、知：=1.0 ： 理论走刀量故 =670x1.0=670N 经过校验因为切削加工时镗刀所受的走刀力比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）镗刀的磨钝标准和耐用度的选择 根据加工材料及加工方法，镗刀后刀面的最大磨损限度为0.8mm1.0mm；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，当使用YG6牌号的镗刀加工时，由于阀体零件的强度200MPa，HT200的灰口铸铁，f=0.20mm/r， 4mm。可得到切削速度为Vt =1.5m/s。因为 V= （2-2）式中： 为理论切削

17、速度 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=1.0（表21-6）、=1.0（表11）、=1.0（表21-9）、=0.88（表21-7）、=0.8（表21-5）因此 V= =1.5×1.0×1.0×1.0×0.88×0.8=1.056m/s 主轴转速： （2-3）式中： D为孔的直径 V为理论切削速度所以主轴转速查阅切削用量手册中表1.27可知，CA6140车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1.21中的计算公式也可以算出切削速度。 其计算公式为 （2-4）式

18、中： 切削速度系数； m、分别是T、和 f的指数； 根据切削用量手册当中表1.21可知，所有的系数和指数分别是：，。由于加工的是内圆柱面，最后应该要以加工外圆时的切削速度乘上系数0.9。所以 因此，通过查阅切削用量手册当中的表1.27，选择相应的转速，此结果与上述的查表法所得到的结果类似，故主轴转速为。（5）对机床的功率进行校核查切削用量手册当中表1.19可得到，由于灰口铸铁的强度为200MPa，时，可知。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：，。所以 。加工过程中的切削功率也可通过公式计算得到即： （2-5）式中： 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

19、量手册当中的表1.13可知，由于阀体零件的材料强度200MPa，f=0.20mm/r， 2.8mm；时，可以得到主切削力=840N,且主切削力的修正系数为，。所以，因此，查切削用量手册当中表1.27得，当转速n=15r/s时，CA6140车床的主轴所允许的功率为，所以。因此之前选择的切削用量可以在CA6140车床上进行。综上所述：、。（6）计算基本工时 （2-6）式中：L=，l=15mm，查阅切削用量手册中表1.20可以得镗削加工时的入切量以及超长量，mm，所以L=15+2.7=17.7mm因此 工步二：粗镗内孔30mm，孔深为40mm。 （1）刀具的选择同粗镗内孔30mm的所选用的刀具：YG

20、6硬质合金；选择圆形镗刀，刀片厚度4.5mm，刀杆直径16mm。查阅切削用量手册镗刀可选择：Kr=60°，0=25º，0=10º，´r =15º， = 10º， =0.4mm。镗刀的卷屑槽的各个参数为：Rn=5mm、 =0.7mm、 =5mm。（2）切削用量的选择1）确定切削深度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） = = 故 =2mm2）确定进给量f参考切削用量手册中表1.5可知，在对阀体零件进行粗镗时，因为镗刀杆的直径为16mm，孔深为40mm。即当=2mm时，f=

21、0.20.3mm/r结合CA6140机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镗刀的强度和机床的强度要求进行校核。 镗刀刀片的强度校核：根据切削用量手册中的表1.9可以得出，在对灰口铸铁的材料进行加工时，强度为200MPa，ºr =35º， 4mm，刀片厚度为4.5mm，故镗刀刀片的强度所允许的进给量为 查阅切削用量手册中表1.9，当镗刀的 =60º时，切削过程中的进给量应该乘上修正系数k=0.6，由于工件在加工过程中存在冲击，因此进给量应该减小20%，所以镗刀的刀片所能够允许的实际进给量为 经过校验因为镗刀刀片的强度能够允许的进给

22、量要比所加工时的进给量大，因此f=0.24mm/r满足。 CA6140机床的进给强度的校核由于CA6140机床的进给机构能够满足的走刀力为F =3530N。200MPa，而且f=0.24mm/r， 2.8mm，查切削用量手册中表1.17，可以得到走刀力为=670N因此在切削加工过程中，镗刀的实际走刀力为： = ×KMF 式中：修正系数；查切削用量手册知：=1.0 ： 理论走刀量故 =670x1.0=670N经过校验因为切削加工时镗刀所受的走刀力比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=0.24mm/r在切削加工过程中是可用的。（3）镗刀的磨钝标准和耐用度

23、的选择 通过加工材料为HT200，加工的方法为粗镗，可以知道镗刀后刀面的最大磨损限度为0.8mm1.0mm；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，当使用YG6牌号的镗刀加工时，由于阀体零件的强度200MPa，HT200的灰口铸铁，f=0.24mm/r， 4mm。可得到切削速度为Vt =1.33m/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=1.0（表21-6）、=1.0（表11）、=1.0（表21-9）、=0.88（表21-7）、=0.8（表21-5）因此 V= =1.33×1.0×1.0&#

24、215;1.0×0.88×0.8=0.936m/s由公式（2-3）计算主轴转速，所以主轴转速查阅切削用量手册中表1.27可知，CA6140车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： 根据公式（2-4）计算主轴转速V；根据切削用量手册当中表1.21可知，所有的系数和指数分别是：，。最后乘上系数0.9。所以， 因此，通过查阅切削用量手册当中的表1.27，选择转速为，此结果与上述的查表法所得到的结果类似，故主轴转速为。（5）对机床的功率进行校核查切削用量手册当中表1.19可得到，当采用YG6型的硬质合金镗刀进行加工时，由于灰口铸铁的强度为200MPa，时

25、，可知。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：，。所以 。查切削用量手册当中的表1.13可知，阀体零件的材料强度200MPa，f=0.28mm/r， 4mm；时，可以得到主切削力=840N,且主切削力的修正系数为，。所以，根据公式（2-5）计算出切削过程中的功率；因此，查切削用量手册当中表1.27得，当转速n=15r/s时，CA6140车床的主轴所允许的功率为，所以。因此之前选择的切削用量可以在CA6140车床上进行。综上所述：、。（6）计算基本工时 根据公式（2-6）计算出基本工时式中：L=，l=40mm，查阅切削用量手册可以得镗削加工时的入切量以及超长量，mm，所以L=

26、40+2.7=42.7mm因此 工步三：半精镗内孔28mm，孔深为15mm（1） 刀具的选择同样选择镗刀的类型为YG6，查阅切削用量手册镗刀可选择：Kr=60°，0=25º，0=10º，´r =15º， = 10º， =0.4mm。镗刀的卷屑槽的各个参数为：Rn=5mm、 =0.7mm、 =5mm。（2）切削用量的选择1）确定切削深度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 =1mm2） 确定进给量f 在对阀体零件进行精镗时，因为镗刀杆的直径为16mm

27、，孔深为15mm。根据切削用量手册中表1.5得：即当=1mm时，f=0.20.3mm/r结合CA6140机床的说明书可确定进给量 f=0.28mm/r由于是精加工，不需进行强度校核。（3）镗刀的磨钝标准和耐用度的选择根据材料及加工方法，可以知道镗刀后刀面的最大磨损限度为0.8mm1.0mm；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200MPa，HT200的灰口铸铁，f=0.28mm/r， 1.8mm。可得到切削速度为Vt =1.5m/s。由公式（2-2）得到：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=1.0（表21-6）、

28、=1.0（表11）、=1.0（表21-9）、=0.88（表21-7）、=0.8（表21-5）因此 V= =1.5×1.0×1.0×1.0×0.88×0.8=1.056m/s由上述公式（2-3）得主轴转速： 式中： D为孔的直径 V为理论切削速度所以主轴转速查阅切削用量手册中表1.27可知，CA6140车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）： 式中： 切削速度系数； m、分别是T、和 f的指数； 根据切削用量手册当中表1.21可知，所有的系数和指数分别是：，

29、；乘上系数0.9。所以 因此，通过查阅切削用量手册当中的表1.27，选择转速为，此结果与上述的查表法所得到的结果类似，故主轴转速为。（5）对机床的功率进行校核查切削用量手册当中表1.19可得到，由于灰口铸铁的强度为200MPa，时，可知。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：，。所以 。加工过程中的切削功率也可通过公式计算（2-5）得到即： 式中： 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1.13可知，在使用YG6牌号的镗刀在加工内孔时，由于阀体零件的材料强度200MPa，f=0.28mm/r， 2.8mm；时，可以得到主切削力=840N,且主

30、切削力的修正系数为，。所以，因此，查切削用量手册当中表1.27得，当转速n=11.8r/s时，CA6140车床的主轴所允许的功率为，所以。因此之前选择的切削用量可以在CA6140车床上进行。综上所述：、。（6）计算基本工时 由公式（2-6）： 式中：L=，l=15mm，查阅切削用量手册可以得镗削加工时的入切量以及超长量，mm，因此L=所以工步四：半精镗内孔30mm，孔深为40mm（1） 刀具的选择刀具类型为YG6，Kr=60°，0=25º，0=10º，´r =15º， = 10º， =0.4mm。镗刀的卷屑槽的各个参数为：Rn=5mm

31、、 =0.7mm、 =5mm。（2）切削用量的选择1）确定切削深度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： = 式中： ：切削深度 ：需要加工的孔径 ：未经加工的孔径故 =1mm2）确定进给量f 在对阀体零件进行精镗时，因为镗刀杆的直径为16mm，孔深为40mm。根据切削用量手册中表1.5得：即当=1mm时，取f=0.20.3mm/r结合CA6140机床的说明书可确定进给量 f=0.26mm/r由于是精加工，不需进行强度校核（3）镗刀的磨钝标准和耐用度的选择根据加工方法及材料，可以知道镗刀后刀面的最大磨损限度为0.8mm1.0mm

32、；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1.12得，由于阀体零件的强度200MPa，HT200的灰口铸铁，f=0.26mm/r， 1.8mm。可得到切削速度为Vt =1.5m/s。公式（2-4）：V= 式中： 为理论切削速度 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=1.0（表21-6）、=1.0（表11）、=1.0（表21-9）、=0.88（表21-7）、=0.8（表21-5）因此 V= =1.69×1.0×1.0×1.0×0.88×0.8=1.19m/s公式（2-3）：主轴转速

33、： 式中： D为孔的直径 V为理论切削速度所以主轴转速查阅切削用量手册中表1.27可知，CA6140车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进行计算得到。即上述公式中（2-4） 其计算公式为 式中： 切削速度系数； m、分别是T、和 f的指数； 根据切削用量手册当中表1.21可知，所有的系数和指数分别是：，。乘上系数0.9。所以 因此，通过查阅切削用量手册当中的表1.27，选择转速为，此结果与上述的查表法所得到的结果类似，故主轴转速为。（5）对机床的功率进行校核查切削用量手册当中表1.19可得到，当采用YG6型的硬质合金镗刀进行加工时，由

34、于灰口铸铁的强度为200MPa，时，可知。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：，。所以 。加工过程中的切削功率由公式（2-5）得： 式中： 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1.13可知，由于阀体零件的材料强度200MPa，f=0.26mm/r， 2.8mm；时，可以得到主切削力=840N,且主切削力的修正系数为，。所以，因此，查切削用量手册当中表1.27得，当转速n=11.8r/s时，CA6140车床的主轴所允许的功率为，所以。因此之前选择的切削用量可以在CA6140车床上进行。综上所述：、。（6）计算基本工时 由公式（2-6）： 式

35、中：L=，l=40mm，查阅切削用量手册可以得镗削加工时的入切量以及超长量，mm，因此L=所以因此此道工序所使用的总工时为2.6.2 钻孔夹具 工序13：钻4xM8的底孔，攻M8的螺纹孔。 工步一：钻M8螺纹底孔6.7mm 钻4xM8的均布孔，孔深为10mm，表面粗糙度为Ra3.2。（1） 加工的条件工件的材料：HT200，200MPa、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6.7mm。高速钢钻头切削部分的形状为标准高速钢钻头，。（2）切削用量单边切削深度 （2-7）

36、式中为单边切削深度、d为工件的直径。=0.5×8=4mm 进给量1） 根据切削用量手册表5可知孔的表面粗糙度为Ra3.2，铸铁的强度200MPa，钻头直径=6.7mm，孔的深度=10mm时，进给量=0.220.26mm/r。由于，乘上孔深修正系数=0.5，则 =（0.220.26）×0.5mm/r=0.110.13mm/r2） 通过钻头强度确定进给量：查阅切削用量手册 表7，当=200MPa，钻头直径=6.7mm，钻头强度允许的进给量为f=0.72mm/r。3）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210MPa， 10.2mm时，机床进给机构所允许的最大轴

37、向力为8330N ，Z525型钻床允许的轴向力为8830N，进给量=1.6mm/r。通过以上对三个进给量的比较分析，其值为=0.110.13mm/r。通过Z525型钻床的主轴进给量参数，=0.13mm/r。由切削用量手册中表16可知钻孔时的轴向力，当=0.13mm/r，10.2mm，轴向力。轴向力的修正系数都是1.0，因此。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=8830N，由于，因此=0.13mm/r是可以的。根据切削用量手册中的表9可知：当=6.7mm时，麻花钻钻头后刀面的最大磨损量取为0.6mm，钻头的耐用度T=3600s。 切削速度由于铸铁HT200的200MPa，由切削

38、用量手册中表12可知，当=0.13mm/r，高速钢标准钻头=6.7mm时，=0.58m/s。切削速度的修正系数为：=1.0，=1.0，=0.95，=0.87 所以 =0.58×1.0×1.0×0.95×0.87=0.48m/s 根据Z525立式钻床的说明书，可选择22.7r/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：=0.1mm/r，16r/s 2） 第二种方案：=0.13mm/r，11.3r/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。

39、（3） 检验机床的扭矩和功率查阅切削用量手册中的表17，当0.14mm/r，11.1mm时，。扭矩的修正系数都是1.0，因此。根据钻床的使用说明书，即切削用量手册中的表34,中查得：当960r/min时，。通过查阅切削用量手册中的表20，当213MPa，=6.7mm，0.75mm/r，20m/min，。根据Z525型立式钻床的技术资料，。因为，符合要求。即是=0.1mm/r，16r/s，=0.58m/s。（4）计算基本工时 （2-8）式中：，查阅切削用量手册表22可知，入切量及超切量：钻头直径10mm 查出，即 工步二：攻M8螺纹孔机床：组合攻丝机刀具：高速钢机动丝锥 进给量因为此螺纹孔的螺距

40、，因此进给量切削速度：参照参考文献切削用量手册，查得，故机床主轴的转速n，由公式可得：取该螺纹丝锥的回转转速：取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度： 刀具的切入长度： 刀具的切出长度： 机动时间，由式（1.5）有： 因此攻这个螺纹孔总工时为：钻这个孔的机动时间： 3.1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 镗孔夹具设计3.1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4-7孔也已经加工完成；并且M36的螺纹孔与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

41、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25的内孔作为主定位基准，下底面中的4一7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 镗孔工序简图3.2定位元件的设计因为此次加工阶梯孔的镗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4-7的孔和25mm孔的中心。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

42、的定位基准，选择的定位元件如图3-2和3-3所示。 图3-2 定位元件零件图 3.3定位误差分析与计算1，镗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28mm的孔深为15mm；30mm的孔深为40mm；孔的表面粗糙度为Ra1.6m；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；该心轴与阀体零件上25mm的光孔形成间隙配合，即25g6=。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

43、位基准位移误差为： （3-1）由于定位基准与工序基准重合，符合基准统一原则，故=0式中： 定位孔的公差，单位mm； 心轴的公差，单位mm； 心轴与定位元件（定位心轴）之间的最小配合间隙。且；其中 是定位孔的最小直径，单位mm； 心轴的最大直径，单位mm； 所以定位基准位移误差：mm此时定位误差为： 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0.16的，所以上述方案满足要求。3.4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，在对阀体零件进行安装时，先利用定位心轴与阀体零件的25mm内孔

44、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。当在车床上镗孔结束后，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镗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3.5切削力及夹紧力的计算由于粗镗时所选择的刀具材料为硬质合金，镗刀杆的直径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的计算公式分别可以通过查阅切削用量手册当中的表1.22中得到；具体公式如下所示：主切削力： (3-2)径向切削力： (3-3)轴向力： (3-4)切削消耗的功率： 式中：、背吃刀量、进给量、切削速度的指数； 、取决于被加工材料和切削力的系数； 、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 =0.94，=0.77，=1.11由于所加工的工件材料为灰口铸铁HT200，故查表知：=92，=1.0，=0.75，=0所以，主切削力=54，=0.9，=0.75，=0所以，径向力 =46，=1.0，=0.4，=0