毕业设计（论文）-三偏心蝶阀阀体批量制造方案及钻夹具设计

第一章绪论1.1机械制造的重要性在工业制造的过程中，机械制造业是必不可少的一部分。其中最关键的就是机械的创新设计跟自动化管理，对一个国家而言：工业制造是具有很重要的作用。在工业制造的发展里，这就要我们必须看重机械设计，并且需要把机械制造的水平提高。这样的话我们才能很好的开发利用制造业，从而推栋工业的快速发展。机械制造的自动管理水平很高，这样就要求我们要把发展中的技术使用在实际存在的工业中去。机械的学术性讨论，我们鼻祖要有非常牢固的机械理论基础，只有好的基础才能够让我们对机械制造业有更好的了解和运用。在此基础上，就要求我们要对学习的知识内容有进一步的学习和了解，根据机械制造内容的重要知识点，认真的学习加工的工艺以及工作的流程，把这些基础的知识学会还需要能够合理的利用，只有满足这些要求才能更好的制造我们所设计创新的零件。加工的过程当中，我们应该要对原材料做一定的处理，这也就需要我们合理的使用机床跟刀具。在很多的工艺都很好的完成以后，我们就能够得到自己想要的创新产品。机械制造是业包含很多的行业，在工业生产的过程中经常可以看到机械制造的使用。这个行业就是一个国家的发展兴衰的象征，同时也是牵动着我们的国计民生。虽然我国对于机械制造是有一定的重视和使用，也因为发展的时间太短，跟发展国家的领先技术相比的话，有很大的距离。相对于国家来说，机械制造对国家的重要性不用说也能知道；更何况对一个企业来说，一个企业在市场经济占据市场的比例也就决定了这个企业的机械制造水平。所以由此可知企业只有不断的把机械制造的水平提高，这样才能保证在市场竞争下能够处在一个很好的地位。对于一个国家而言，机械制造水平，是决定国家经济的强盛与否，既可以用下面的这几个方面来进行充分的说明:1.社会的发展程度高低被生产的技术水平所决定;2.科学技术的发展水平是直接为制造业服务；3.一切的工业支柱就是当前的制造技术；4.国家强盛的标志。1.2夹具的发展历程一开始的时候，我们用夹具就只是想要固定所需的加工零件。显而易见这个功能还是我们夹具最基本的功能。传统的夹具就仅仅起到一个固定的作用，这已经对我们的生产需要不太适应了，这里所需的就是让夹具的工艺更加提高，让它可以发挥更好更有用。我们要在工业制造的过程中进行高度率的生产，还想要减少开支和研发的成本。这就要求我们应该在夹具的工艺水平有所改进，让它可以固定的功能之外还有其他的功能，这样就可以把生产效率提高，从而可以把生产中的损耗降到最低。因为夹具性能的急速增加，比如说就能够对零件的定位进行操作，这样就可以大大的降低工人的生产强度，也能够很好的提高生产的效率。当代的工业生产是已经不能离开夹具的，然而夹具就是因为工业生产的发展而发展，而且可以发挥出更大的作用。1.3课题的背景加工工艺就是说机械加工对于毛坯有什么尺寸上的变化，这样让零件慢慢的能够与图纸尺寸相近。零件的加工精度要求跟零件的工艺水平有非常密切的关系，如果运用正确的夹具可以让零件的精度要求到达更高的要求。传统的加工就是说由粗加工至精加工过程。然而加工的工艺就是说在零件从毛坯进化到成品的过程中，这个过程就包含加工的流程以及加工的步骤。在每一个加工流程以及加工的步骤里都会有自己一定的标准跟要求。例如，在对毛坯加工的时候需要有粗糙度跟工艺顺序的要求。加工工艺包括根据零件选择相应的机床，零件的加工工艺路线和加工工序。零件加工工艺的合理制定，决定着零件的加工质量和精度。1.4阀体、夹具的介绍阀目前广泛地应用于油田开采、输送和精练设备中、石油化工、化工、煤气、天然气、液化石油气、暖通行业以及一般工业中。旋塞阀的流体阻力比较小，结构简单，相对体积小，重量轻，便于维修。国内的普通机床对于阀类零件的加工，产品的精度达不到要求和机床本身精度的限制，生产效率也比较低，加工的质量相对不稳定，我们可以从零件的加工工艺上下手，来进行一些改进，提高产品的品质。在生产过程中的零部件，通过几个不同的技术方案，最终选定了合理的工艺方案，从而制备工艺卡，该过程的每个步骤，以确定加工机床，加工刀具测量仪的选择比较，并做好切削用量和基本时间的计算。夹具在已经过去的2个世纪里，它历经了三个重要阶段。第一阶段就是：夹具知识被当做工件上的夹紧装配。第二阶段：夹具的高效率、高精度装夹，在机械制造中的优势日益显现，逐步诚意机床设备的重要组成部分。第三阶段：夹具的精度不仅大大提高，且往柔性化方向发展。随着数控技术的发展，夹具做到了与特种设备的集成使用，生产加工水平不断提高，完全能够满足大批量的生产要求。1.5课题的研究方法毕业设计就是把大学学习的专业知识进的一个综合的运用。从这次对阀体类零部件的工艺流程的设计，也能够让我了解和熟练运用机械加工的工艺。经过毕业折设计，全面地温习了学校里所学到地机械方面的知识，我也学会了怎样的查阅相关的文献进行参考，也大大的提高了独立思考能力。在对专用夹具进行设计的时候，先要对零件进行深入的分析了解，正确选择定位的基准，最后从切削力的大小以及夹紧零件的程度做最后的决定。这次的毕业设计，让我们能够继续的把自己的理论知识有一个很好的巩固，这样就可以为未来奠定基础的能力以及能够拥有严肃认真的工作作风以及能够拥有独立的设计理论。1.6小结这次的课题设计是对我大学四年所学知识的一次检验。在设计学习的过程中，让我有了全新的理解。以前的我我都是把机械的理论死死地背牢就好了，却没有想到在实际的运用中一窍不通。经过这次的毕业设计，让我能够明白，做起来比说起来要难的多。在以后的生活和工作中我会牢牢地记住这一点。通过这次的设计，让我能够打破从前的知识体系，可以把知识灵活的用起来。把理论基础跟实际的创新设计有很好的设计，比如说设计图的绘制方法；零件的放置位置和元件是如何进行很好的组合的。这要求我们必须把知识能够熟练的运用，对知识有非常深入的了解。相对而言我们偶经常学习的知识是有很充分的理解跟使用。比如在创新设计跟零件加工的时候，需要我们熟练的使用机床，同时也需要使用刀具进行切割跟处理的操作，这就要求我们要对机床跟刀具的知识储备量要大。由这次的课题设计，我自己清楚的看到自己的不足和需要改进的地方，在很多地方还存在很大的问题，在理论设计的时候，也发现自己的知识有多么的缺乏，很多的理论都是很简单的学习并没有很好的理解和与实际的工件设计相结合。虽然我自己的心中非常能够明白在理论跟实际之间有很大的差距。工件的设计并不是我自己所想的那么简单，不是说让我们照搬书上所教的那样就可以。通过这次的设计对我来说不仅是一次很好的检验也是一次很好的重新开始的机会。有了系统的理论学习，经过毕业课题设计，在以后的工作中，相信自己有能力面对未来所发生的困难跟以后的挑战；这次的毕业课题设计并不是代表结束，而是一个崭新的开始。从这以后就需要我必须独立的面对设计项目，需要运用所学的知识来解决以后面对的问题跟挑战。第二章零件分析2.1零件详细分析图图2-1阀体的零件详图该零件的重要加工面为阀杆孔、碟片孔以及两端的法兰安装面，阀杆孔直径为，该孔为阀杆安装孔，精度比较高，且上下两个孔有较高的同轴度要求装面为喷油泵体与汽车发动机的定位面，油价高的平面度和垂直度要求，因此该面的加工精度也比较高，加工时需要保证台阶面的几何精度；另外根据零件图、孔也有较高的同轴度要求，加工时同样需要重点保证；阀体两个法兰面需要加工，需要保证的尺寸有、，同时法兰面相对阀体的中心线有垂直度要求0.06；分析阀体的加工工艺性，先加工出阀体几个端面，后以精度较高内孔为精基准加工其余表面。2.2零件的作用蝶阀也称为翻板阀。它是一种简单的调节阀。蝶阀可用于低压管路介质的开关控制，是指闸板（阀或蝶板）作为阀瓣，围绕阀轴旋转，以实现阀门的开启和关闭。阀门可以用来控制各种类型的流体的流动，如空气、水、蒸汽、腐蚀介质、泥浆、油、液态金属和放射性介质。管道的主要功能是切断和节流。蝶阀开闭部分是在阀体内绕自身轴线旋转的圆盘形蝶板，达到开启或关闭或调节的目的。阀体是主要零件，其加工质量影响整个系统运行的流畅性。通过传统普通机床组成的生产线进行此类零件的加工，具有生产效率低，成本高，加工质量不稳定，工人劳动强度大，安全防护不足等缺点。2.3零件加工表面的详细技术分析零件的图样详细的视图、尺寸大小、公差及技术要求是比较齐全跟正确的，其中最主要的加工表面的技术要求水准如下面所要求的：去除毛刺飞边。未注圆角R2-R5。3.并没有清楚的标注出线性的尺寸以及能够要求公差必须要满足GB/T1804-2000的要求。4.并没有标注好形状的位置以及公差都需要满足GB/T1184-1996的标准。5.铸件表面上不允许有冷隔、裂纹、缩孔和穿透性缺陷及严重的残缺类缺陷（如欠铸、机械损伤等）。6.铸件应清理干净，不得有毛刺、飞边，非加工表面上的浇冒口应清理与铸件表面齐平。7.铸件应清除浇冒口、飞刺等。非加工表面上的浇冒口残留量要铲平、磨光，达到表面质量要求。从零件的详细图纸跟技术标准可以得出，普通的机床可以很好的完成零件的加工精度标准及需求。现制定零件加工工艺流程，合理的选择加工设备及工艺装备。为了提高零件的加工效率及尺寸的一致性，需要专用夹具来满足使用标准。2.4把铸件的余量跟形状确定通过零件材料可以确定出铸件胚体的制造方法。从零件的构造、外形轮廓以及生产的尺寸跟生产的批次，运用沙铸造的方式跟通过机械来造型的方式。阅读《机械制造工艺及设备设计指导手册》可以知道，要把各表面的铸件机械的加工剩余部分确定下来。从第321页中的表15－5的铸件尺寸大小的公差级别，可以得出这个零件的材料为CF8，是“金属合金”的，使用沙模来铸造的话，毛坯的公差等级可以使用5、6、7级。从方便铸造的方面考虑，就要使用CT7级。从表15－6中可以看出，怎样确定出各个表面的铸件的机械加工余量的多少。两端的表面跟底部都要留出5mm的加工余量，因为每个孔都是比φ15小的，故在铸造时都不予铸造出来，留在后期加工时钻削出来。2.5确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差2.5.1概念加工余量是指加工过程中所切去的金属厚度。余量有工序余量和加工总余量（毛坯余量）之分。工序余量是相邻两个工序的工序尺寸之差，加工总余量是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。由于工序尺寸有公差，故实际的切削余量大小不等。影响加工余量的因素：被加工表面上道工序表面粗糙度和缺陷层。被加工表面上道工序尺寸公差。被加工表面上道工序的行为公差。本道工序装夹误差。2.5.2确定加工余量的方法1）经验估计法2)分析及算法3)查表修正法钢质模铸件的机械加工余量按JB3835-85确定。确定时，根据估算的铸件质量，加工精度和铸件的形状复杂系数，由《简明手册》表2.2-25可查得除孔以外的各内外表面的加工余量。孔的加工余量由《简明手册》表2.2-24查得，表中余量值为单面余量。（1）铸件公差等级由该零件的功用和技术要求，确定其铸件等级为普通级（2）铸件质量根据零件的成品质量1.4kg,估算约为2.5kg（3）铸件形状复杂系数铸件形状复杂系数SS=Md/MwS=0.2形状复杂系数为S3（4）铸件材质系数M由于该铸件为CF8，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该铸件的材质系数属M1级。确定机械加工余量（5）根据铸件质量、两级那表面粗糙度、形状复杂系数，由此查的单边余量在厚度、水平方向为4.2～5.2mm，即铸件各外径的单面余量为5.2～6.2mm，各轴向尺寸的单面余量为5.7～6.2mm。2.5.3确定毛坯尺寸上面查得的加工余量适应于机械加工表面粗糙度Ra>3.2μm。Ra<3.2μm的表面，余量要适当大。分析零件，除、、、、表面为Ra1.6μm以外，其余各加工表面为Ra>3.2μm，因此这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上所查的加工余量即可。综上所述，确定毛坯尺寸。2.6绘制毛坯图（1）确定圆角半径铸件的内、外圆角半径查手册确定。本铸件各部分的t/H为>0.5~1,为简化起见，本铸件的内外圆角半径分别取相同数值，结果为：外圆角半径内圆角半径以上所取得圆角半径数值是能保证各表面的加工余量。（2）确定分模位置由于毛坯是的圆盘类铸件，应采取轴向分模，这样可冲孔，使材料利用率得到提高。为了便于起模及便于发现上下模在模铸过程中错移，选择最大直径即齿轮处的对称平面为分模面，分模线为直线，属于直分模线。（3）确定毛坯的热处理方式钢制齿轮毛坯经铸造后应安排正火，以消除残余的铸造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化、均匀的组织，从而改善加工性。毛坯图见图2-2。图2-2阀体毛坯图

第三章机械加工的工艺流程设计3.1怎样正确定位1）选择的精准度阀体的两端的表面跟底面都是进行基准的加工，并尽量遵循“基准重合”的原则。先以内孔面为粗基准先后粗精加工外圆及端面，再以表面较好的端面为基准加工齿轮，使加工工序逐渐由粗变精。其中花键孔为离合齿轮安装在轴上的定位销孔，其精度直接影响了安装的精度，故在加工孔时最好以外圆，以保证其相对空间位置。孔自身的精度通过精车能够达到要求。2）选择粗基准以阀体的底面为粗基准，就要先把阀体的端面有粗精的操作。再通过每个主要的内孔跟两个端面进行基准的加工操作，需要尽可能的按照“基准重合”的标准，再用离合齿轮的端面当做大致的基准，对离合齿轮的底面有精加工的操作。3.2拟订的工艺过程1．选择表面的加工方式通过表面的处理标准跟让许多的加工方式能够满足经济的精度，最要紧零件的表面的处理方式跟过程就如下面所说的：阀体底面面：粗铣（IT12）—精铣（IT8）。阀体腔体面：粗铣（IT12）—精铣（IT8）。阀体法兰面:粗铣（IT12）—精铣（IT8）。阀体两侧台阶面：粗车（IT12）—精车（IT8）。螺纹孔：钻（IT11）—攻螺纹（IT8）。内孔：粗车（IT12）—半精车（IT10）—精车（IT8）。阀杆孔：粗镗（IT12）—半精镗（IT10）—精镗（IT8）。2．把工艺的过程方案确定由于表面的处理方式跟粗、精的基准就已经确定了，按照“先粗后精”以及“先主后次”跟“先面后孔”的方式。工序号工序名工序内容1铸铸造毛坯2时效人工时效3涂漆毛坯不加工面涂防锈漆4铣粗铣上端面精铣上端面至图纸尺寸5铣粗铣底面精铣底面至图纸尺寸6车夹右端外圆，粗车左端面，留1mm精车余量粗车Φ584外圆及台阶面，留1mm精车余量粗车Φ584内孔，保证尺寸128和60°，留1mm精车余量7车调头装夹，Φ584内孔定位，粗车右端面，留1mm精车余量粗车Φ584外圆及台阶面，留1mm精车余量粗车Φ472、Φ505、Φ507、Φ546，，保证各台阶尺寸，留1mm精车余量8车Φ584内孔定位，精车右端面至图纸要求精车Φ584外圆及台阶面至图纸要求精车Φ472、Φ505、Φ507、Φ546，至图纸要求，保证各台阶尺寸9车掉头，Φ507内孔定位，精车左端面至图纸要求精车Φ584外圆及台阶面至图纸要求精车Φ584内孔，至图纸要求保证尺寸128和60°10镗粗镗圆孔Φ56至Φ54，贯穿半精镗圆孔Φ56至图纸尺寸11镗半精镗圆孔Φ64至Φ62半精镗圆孔Φ64至图纸尺寸，保证尺寸16812镗半精镗圆孔Φ70至Φ图纸要求，保证尺寸7313镗掉头粗镗圆孔Φ56至Φ54，贯穿半精镗圆孔Φ56至图纸尺寸14镗半精镗圆孔Φ64至Φ62，贯穿半精镗圆孔Φ64至图纸尺寸，保证尺寸12615镗半精镗圆孔Φ70至Φ图纸要求，保证尺寸31、13516钻以底面为基准，钻孔16-Φ10，贯穿扩孔16-Φ20扩孔16-Φ30扩孔16-Φ3317钻以端面为基准，钻孔4-Φ10，深69扩孔4-Φ20扩孔4-Φ26.5攻丝4-M30深6018钻翻面，以另一端面为基准，钻孔4-Φ10，深69扩孔4-Φ20扩孔4-Φ26.5攻丝4-M30深6019钻以端面为基准，钻孔40-Φ6，深25扩孔40-Φ8.5攻丝40-M10深2020钻以底面为基准，钻孔4-Φ10，贯穿扩孔4-Φ17.5攻丝4-M2021钻以底面为基准，钻孔2-Φ10，深32扩孔2-Φ14攻丝2-M16深2722钻以上端面为基准，钻孔4-Φ10，深38扩孔2-Φ14攻丝2-M16深3223清洗去毛刺，清洗。24检验终检。25入库入库。表3-1工艺的流程方案

第四章加工设备跟工艺装备的选取4.1依照不同的工序来选择不同的机床从零件的加工精度标准跟生产率来考虑，数控机床的选取需要满足以下几个方面。1）工序6到工序9是对阀体的车削进行加工，表面的精度很高，所以这个工序要对高精度以及高效率的机床做车削加工操作。2）工序11到工序15是孔的加工，表面的精度很高，才回选择本道工序因为使用高精度以及高效率的镗床来进行加工，其中个别的高精度孔来进行精镗操作。4.2如何选取刀具，夹具以及量具工序号工序内容刀具量具1铸造毛坯2人工时效3毛坯不加工面涂防锈漆YT端铣刀游标卡尺4粗铣上端面YT端铣刀游标卡尺精铣上端面至图纸尺寸YT端铣刀游标卡尺5粗铣底面YT端铣刀游标卡尺精铣底面至图纸尺寸左偏刀游标卡尺6夹右端外圆，粗车左端面，留1mm精车余量外圆车刀游标卡尺粗车Φ584外圆及台阶面，留1mm精车余量内孔车刀游标卡尺粗车Φ584内孔，保证尺寸128和60°，留1mm精车余量左偏刀游标卡尺7调头装夹，Φ584内孔定位，粗车右端面，留1mm精车余量外圆车刀游标卡尺粗车Φ584外圆及台阶面，留1mm精车余量内孔车刀游标卡尺粗车Φ472、Φ505、Φ507、Φ546，，保证各台阶尺寸，留1mm精车余量左偏刀游标卡尺8Φ584内孔定位，精车右端面至图纸要求外圆车刀游标卡尺精车Φ584外圆及台阶面至图纸要求内孔车刀游标卡尺精车Φ472、Φ505、Φ507、Φ546，至图纸要求，保证各台阶尺寸左偏刀游标卡尺9掉头，Φ507内孔定位，精车左端面至图纸要求外圆车刀游标卡尺精车Φ584外圆及台阶面至图纸要求内孔车刀游标卡尺精车Φ584内孔，至图纸要求保证尺寸128和60°YT内孔镗刀千分尺10粗镗圆孔Φ56至Φ54，贯穿YT内孔镗刀千分尺半精镗圆孔Φ56至图纸尺寸YT内孔镗刀千分尺11半精镗圆孔Φ64至Φ62YT内孔镗刀千分尺半精镗圆孔Φ64至图纸尺寸，保证尺寸168YT内孔镗刀千分尺12半精镗圆孔Φ70至Φ图纸要求，保证尺寸73YT内孔镗刀千分尺13掉头粗镗圆孔Φ56至Φ54，贯穿YT内孔镗刀千分尺半精镗圆孔Φ56至图纸尺寸YT内孔镗刀千分尺14半精镗圆孔Φ64至Φ62，贯穿YT内孔镗刀千分尺半精镗圆孔Φ64至图纸尺寸，保证尺寸126YT内孔镗刀千分尺15半精镗圆孔Φ70至Φ图纸要求，保证尺寸31、135YT麻花钻游标卡尺16以底面为基准，钻孔16-Φ10，贯穿扩孔钻游标卡尺扩孔16-Φ20扩孔钻游标卡尺扩孔16-Φ30扩孔钻游标卡尺扩孔16-Φ33YT麻花钻游标卡尺17以端面为基准，钻孔4-Φ10，深69扩孔钻游标卡尺扩孔4-Φ20扩孔钻游标卡尺扩孔4-Φ26.5丝攻游标卡尺攻丝4-M30深60YT麻花钻游标卡尺18翻面，以另一端面为基准，钻孔4-Φ10，深69扩孔钻游标卡尺扩孔4-Φ20扩孔钻游标卡尺扩孔4-Φ26.5丝攻游标卡尺攻丝4-M30深60YT麻花钻游标卡尺19以端面为基准，钻孔40-Φ6，深25扩孔钻游标卡尺扩孔40-Φ8.5丝攻游标卡尺攻丝40-M10深20YT麻花钻游标卡尺20以底面为基准，钻孔4-Φ10，贯穿扩孔钻游标卡尺扩孔4-Φ17.5丝攻游标卡尺攻丝4-M20YT麻花钻游标卡尺21以底面为基准，钻孔2-Φ10，深32扩孔钻游标卡尺扩孔2-Φ14丝攻游标卡尺攻丝2-M16深27YT麻花钻游标卡尺22以上端面为基准，钻孔4-Φ10，深38扩孔钻游标卡尺扩孔2-Φ14丝攻游标卡尺攻丝2-M16深3223去毛刺，清洗。24终检。25入库。4.3切削用量的计算和确定工序3：夹内孔，粗车外圆及右端面4.2.1粗车加工工序的切削用量及其基本时间的确定切削用量包括背吃刀量，进给量f和切削速度v.确定顺序是先确定,车床型号：C620-1卧式车床。工件装卡在三爪自定心卡盘中。刀具：YT15硬制合金可转位车刀，由于C620-1车床的中心高200mm，故选刀杆尺寸B×H=16×25=200，刀片厚度为4.5mm，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱形前刀面。前角=12°，后角=6°，主偏角=90度，负偏角’=10°，刃倾角=0度，刀尖圆弧半径=0.8mm。（1）确定粗车外圆确定被吃刀量粗车双边余量为8.6mm，显然为单面余量，=4.3mm。确定进给量ƒ根据手册查的，在粗车钢材、刀杆尺寸为16mm×25mm、>3mm、工件直径为100400mm时，ƒ=0.61.2mm/r，按C620-1车床的进给量，选择ƒ=0.6mm/r。确定的进给量尚需要满足机床进给机构强度的要求，故需进行校核。进行校核：根据机械设计纪明刚编写，表10-1查的：45钢调制后，C620-1车床进给机构允许的进给力。查8、工艺手册表8.4.10得：修正系数：，，，总修正系数：（3-1）进给力：（3-2）（3-3）选择车刀磨钝标准，后刀面最大磨损量为1mm，耐用度T=1h。计算切削速度：按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（3-4）式中，，，，（3-5）机床主轴转速：根据C620-1选择主轴转速n=120r/min则实际切削速度为：（3-6）校验车床功率：（3-7）修正系数（3-8）机床主轴允许功率为,因此可以在次车床上进行加工。最后决定切削用量。（2）确定粗车外圆及齿轮的两端面的切削用量，采用车外圆的刀具加工这些表面，车外圆的背吃刀量=1.5mm，外圆的背吃刀量=2mm，齿轮两端面的背吃刀量=1.3mm。的进给量,齿轮两端面的进给量.主轴的转速与车外圆的转速相同。各工序的加工时间确定粗车外圆的基本加工时间。车外圆基本时间为（3-9）式中，,,=90°，，，，外圆的加工条件和外圆的相同，则：外圆的加工时间：=48s（l=54mm）外圆的加工时间：=20s（l=22mm）外圆的加工时间：=18s（l=20mm）确定粗车端面的加工时间（3-10）式中，A端面,,,,°，，，，,,，则：B端面，d=138.4mm,d1=110mm,,=90°，=2mm，=4mm，=0，=0.52mm/r,=2.0r/s,=1，则：=33s（3）确定粗镗孔的切削用量所选用刀具为YT15硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。确定背吃刀量双边余量为4mm，则=2mm确定进给量根据表5-115，当粗镗钢料、镗刀直径为20mm、2mm、镗刀伸出长度为100mm时，=0.15—0.30mm/r，现取=0.2mm/r。选择车刀磨钝标准及耐用度车刀后面最大磨损量为1，耐用度为T=60min。确定切削速度v，按计算公式确定（3-11）式中，则按C620-1车床的转速，选择n=305r/min。确定粗镗孔的切削用量，它们跟粗镗孔的加工条件相同，的转速,选择车床的转速为230r/min，的转速=241r/min,选择车床的转速为230r/min。确定粗镗的基本时间。选择镗刀的主偏角（3-12）式中，=58s孔的加工条件跟孔φ82mm的加工条件相同，则：孔，=21s孔，=19s孔，=14s确定工序的基本时间：4.2.2半精加工工序的切削用量及其基本时间的确定切削用量本工序为半精加工。已知条件和粗加工工序的条件相同。确定半精车外圆确定被吃刀量粗车双边余量为1.4mm，显然为单面余量，=0.7mm。：可选刀具为YT15硬制合金可转位车刀，车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均和粗车的相同，车刀几何形状为前角=12°，后角=8°，主偏角°，负偏角’=5°，刃倾角°，刀尖圆弧半径。确定进给量ƒ根据手册查的，按C620-1车床的进给量，选择。由于半精加工，切削力小，故不需要校核机床进给机构的强度。选择车刀磨钝标准，后刀面最大磨损量为0.4mm，耐用度。计算切削速度：按切削手册表1.27，当用YT15硬质合金车刀加工=600-700Mpa钢材、1.4mm、0.38mm/r时，切削速度为v=156m/min。切削速度的修正系数：，，其余修正系数为1，故按照C620-1车床的转速，选择，实际切削速度为。半精加工机床功率也可不校核。最后决定切削用量。2，确定粗车外圆及齿轮的两端面的切削用量，采用车外圆的刀具加工这些表面，车外圆的背吃刀量，齿轮两端面的背吃刀量。的进给量,齿轮两端面的进给量.主轴的转速与车外圆的转速相同。各工序的加工时间确定半精车外圆Φ137mm的基本加工时间。车外圆基本时间为（3-13）式中，,，=90°，，，，外圆的加工条件和外圆的相同，则：外圆的加工时间：7.6s（l=12mm）外圆的加工时间：11s（l=18mm）确定半精车端面的加工时间式中，A端面,,,°，，则：B端面，,,°，，则：3，确定半精镗孔的切削用量所选用刀具为YT15硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀，耐用度为T=60min。确定背吃刀量双边余量为1mm，则=0.5mm确定进给量现取=0.1mm/r。选择车刀磨钝标准及耐用度确定切削速度v，按计算公式确定（3-14）式中，=291，=2，=0.15，=0.2，=60min，=0.9×0.8×0.65=0.468则按C620-1车床的转速，选择n=600r/min=10r/s，则实际切削速度v=192.2r/min=3.2m/min。确定半精镗φ110mm，φ96mm孔的背吃刀面=0.5mm，它们跟粗镗φ102mm孔的加工条件相同确定半精镗φ102mm的基本时间，选择镗刀的主偏角（3-15）式中，。=17.5s孔φ110mm，φ96mm的加工条件跟孔φ102mm的加工条件相同，则：孔φ110mm，l=18mm，=25.5s孔φ96mm，l=16mm，=23.5s确定工序的基本时间：

第五章专用夹具的内部结构设计5.1确定出设计的任务跟收集并分析原始的资料1）加工工件的详细零件图2）零件的流程序卡3）生产的纲领（设计的任务，详细见表5-1）工件的名称500L阀体夹具的类型专用的夹具材料CF8生产的类型大批量的生产机床的型号Z550立式的钻床同时安装的夹工件数1个表5-1生产的纲领1）按照零件的加工工艺要求，合理的选择装夹方式，使其空间6各自由度都得到限制，确保定位装夹可靠，但也要避免过定位。2）选取定位的元件，并设计出相应的定位装置首先我们需要确定主要的定位基面的尺寸大小很内部结构好怎样更好的帮助定位基准，按照生产的要求以及岁尺寸精度的要求，来确定好定位原件的内部结构跟尺寸的精度要求。（1）定位的原理为：大平面的定位（2）定位的元件就是：夹具体以及芯轴和衬套3）确定好工件的夹紧装备就能够按照下面的步骤进行操作（1）把夹具的实际场景跟相关的作用确定：按照这个加工的工艺标准，在设计专用的夹具的时候，设计的原则就必须要拥有定位准确以及夹紧功能好跟材料的成本低。（2）确定好夹具的夹紧方法跟怎样夹紧：所设计的这个夹具就是用螺母来完成夹紧的。螺纹夹紧机构具有易操作、结构简单紧凑且能够自锁，最重要的是能够获得较高的夹紧力，确保夹紧可靠。而且制造成本低，是目前广泛采用的夹紧机构。（3）估算夹紧的可靠性：计算切削力跟夹紧力的大小工件在完成加工的时候受到的轴向力的作用大小。从《金属切削用量手册》可以清楚的知道：刀具：麻花钻d取值Φ160mm从《机械制造工艺设计手册》中P可以知道切向力的算法为 钻削扭矩的计算方式为切削的功率就是Pm=2πM·n·10(kw)在公式当中可以得出：C=54x=1y=0.8d=160k=0.86fz=0.14n=60因此在钻距的中心轴线是24mm跟34mm的时候就会发现：所以：F=77.88x2=155.76N M=6.230x2=12.460(N·m) P=2.349x2=4.698(kw)水平的分力就是：F1=1.1F=171.336N垂直的分力就是：F2=0.3F=46.728N安全的系数为：K=K1*K2*K3*K4=1.2*1.1*1.1*1=1.452因此F3=K*F1=1.452*171.336=248.78N所需要的夹紧力就是N=F3/(f1+f2)=248.78/(0.3+0.3)=414.63N这次的设计使用的是铰链的夹紧装置。气缸的尺寸是d=24mm,D=45mm，输入端的气压是P1=0.8MPa，那么输出的端气压就是P2=0.2MPa,所以可以得出机械的效率是0.7那么这样就可以算出气缸在工作的时候能够产生的压力就是 按照机械的制造工艺的课程设计指导书可以清楚的明白，在设计的时候铰链的机构夹紧力是这样才能保证这个夹具能够安全的工作。4）制定夹具技术条件夹具在装夹零件时时，需要有一定的装配精度，现制定装配技术要求如下：（1）装夹零件时，需要保证零件与定位元件贴合，拧紧夹紧机构，用木槌试试敲到，再拧紧，确保装夹到位。（2）夹具安装在机床上时，需要保证夹具的底面与机床平台紧密贴合。在加过的时候，机床的夹具是在工件生产时必不可少的，夹具的主要作用不只是对夹持的部件进行工作，更加重要的就是应该要对我们的加工零件进行准确的定位处理，夹具不会再是传统意义上的工件了，能够设计一个内部结构精美的夹具，是能够帮助到工人，可以很大程度上的提高工件的速度，那么在加工的夹的设计的时候，其实更加看重的是怎样让工件产生最有效的定位设计，这样就可以让工件的装夹可以安装正确。夹具的设计需要运用到的工序有：工序20：以底面为基准，钻孔4-Φ10，贯穿，扩孔4-Φ17.5，攻丝4-M20详细的工序图见图5.1详图5.15.2夹具内部结构跟类型机床专用加工夹具有很多种类，大致可以分为以下几种：（1）通用的夹具（2）专用的夹具（3）可调配夹具（4）组合的夹具（5）随行的夹具这篇文章里所包含的夹具就是很多夹具种类中的一种专用的夹具，这个夹具就是在加工中心给加工上阀体体T1的面；专用的夹具一般被分为下面几种类型：（1）车床类（2）铣床类（3）钻镗床类（4）其他机床特种的夹具的最主要的功能就如下面所说：（1）保证加工表面的定位准确（2）提升劳动的生产率，从而降低生产成本，更好的缩短加工的时间（3）把机床的范围能够扩大（4）能够把工人的工作条件有所改善；5.3工件定位基准的选择和自由度分析分析上图5.1工序简图，。所以需要设计一款带有两次次性加工4-M20底孔孔的钻模板的钻夹具。如图5.2所示，本夹具为配合立式钻床钻削加工阀体Φ17.5的专用夹具。该夹具可以一次性加工一个阀体零件。该夹具主要由定位夹具体、定位销、钻模板、夹紧气缸等组成，夹具的定位原件为由夹具体、芯轴、衬套，为典型的芯轴定位方式，其中定位夹具体把工件的Y、Z方向的旋转自由度跟移动自由度有所限制，定位销限制了工件的X方向的旋转自由度，压头把工件x方向的移动自由度限制，工件的其他6个自由度也群斗被限制，为了满足完全定位以及加工的标准。5.4夹具的内部结构因为老师的认证指导跟翻阅相关的夹具设计的其他案例，设计出了下图5.2所看到的钻床钻削的夹具：图6-2夹具的总装图5.5夹具的精度进行分析钻夹具的内部结构的方案被确定以及，整个的总装详图跟相关零部件图纸设计好后，还要验算该夹具的的装夹进度，确保其能够满足使用的标准。1.影响精度的原因想要满足这个钻削的工序的精度标准，被加工面在夹具定位中的位置精度至关重要。往往将δ定基、δ安装及δ加工定位影响这一精度三个因素。夹具在设计阶段，需要充分考虑三者的各自的容许误差，规定零件设计的尺寸公差，确保三者最终的总共误差不可以超过钻削的工程所能接受的最大程度。δ定基就是说原始的数据跟原始数据两者的错位可能会产生的原始数据（也被叫做过程数据）尺寸跟它的尺寸的误差都是工艺的规范所确定的，夹具的设计者不可以进行零件的工艺跟工艺尺寸的确定。但是夹具设计者，可以建议工艺制定者通过修改工艺规范及标准基准，使其夹具设计时有统一的基准使用，保证基准的重合，来达到固定的基准的误差是0。δ安装当工件在夹具上的安装产生定位误差以及装夹的夹紧引起的误差导致了夹具在机床上安装的定位也会产生误差：（1）工件在夹具的准确定位所产生的定位误差就是定位，夹具的设计师能够使用合理的定位方式跟夹紧的方式可以减小这个误差。（2）工件在装夹夹紧时，总需要尽量大的夹紧力，有了力就会有形变，就会造成加工面的位置相对于设计时的发生偏移，这就有了装夹误差。在大批量生产中，需要选择合理的夹紧力或者确保每次的夹紧力保持一个小范围内不变，则这种误差就可控，基本就可以消除。（3）机床夹具的安装误差是由于夹具在机床的安装平台上的安装误差。由于生产的不确定性，夹具需要反复更换，这就造成了夹具多次装夹的位置的不确定性。所以机床需要做固定的定位块，确保定位基准统一；夹具的安装面与机床安装平台要贴合死；则这一安装误差可进一步降低。δ加工是指加工设备及夹具的长期的使用，两者都或多或少的发生了形变，折旧对于原始的尺寸有一点误差。它是包含了下面的这几个因素：（1）跟机床有关的误差。比如说机床的主轴以及滑动板的垂直度的误差或者主轴的轴线需要平行。（2）跟刀具相关的位置差距。如刀具尺寸误差及材料、刀具的磨损。（3）定位原件的安装误差。如阀体的本身的精度及长期使用的磨损、钻模板制造及安装误差。（4）与变形有关的误差。如机床本身的刚性、夹具的强度。上面的这些因素全部都是导致被加工的表面位置产生误差的原由，在原的始尺寸方向上的总和是应该要小于这个尺寸的公差δ，就需要满足下面这个不等式δ≥定基+定位+夹安+加工+夹紧这个公式被叫做计算的不等式，其中的每个符号都是表达的原本尺寸方向上的误差最大的数值。当然，这些错误都不会最大限度地发生。在验证计算中，应分析上述因素，并按概率法计算总误差，使其小于工件的公差。第六章车床刀具介绍6.1车刀的简介车刀的切削部分有很多部分组成。工具的切割部件跟手柄部位的连接一般都是整体的、焊接跟机械废人夹紧方式跟焊接机械的夹紧相联系。机械夹紧工具可避免高温焊接时的应力和裂纹，可多次使用。机械夹紧工具通常是用螺丝和压片来紧固刀片，并可安装可转位刀片的机械夹紧工具。刀锋钝后可更换，停车时间短，发展迅速。图6-1车刀角度示意图6.2车床常见车刀的种类1.外圆车刀：也叫做尖刀，是车刀众多种类中比较常见的，其主要用来车削轴的外圆、端面或倒角，能够满足轴的大多数加工要求。2.偏刀：顾名思义，其主偏角为90°，又分为左偏刀和右偏刀，其中右偏刀是比较常用的。其主要作用是用来车削台阶轴的外圆和端面，主要加工细长轴，其较大的主偏角能够较少切削力做加工轴的反作用。3.槽刀：也可称为切刀，槽刀的刀头较长，刀刃也比较狭窄。槽刀一般用来加工特定尺寸的槽，或用来切断零件，其作用决定了其细长的结构。为了减少加工件的材料浪费，所以其刀刃比较细长。切断零件时，为了能够切断零件，其切削刃必须要大于加工件的钣金。4.镗刀：又称扩孔刀，主要用来加工轴的较大的内孔。它可以分为通孔刀和盲孔刀两种。通孔刀的主偏角小于90°，一般在45—75°之间，副偏角20—45°，扩孔刀的后角应比外圆车刀稍大，一般为10～20°。盲孔刀的主偏角应大于90°，刀尖在刀杆的最前端，为了使内孔底面车平，刀尖与刀杆外端距离应小于内孔的半径。5.螺纹车刀：按螺牙的形状分，主要有三角螺纹车刀、矩形螺纹车刀、梯形螺纹车刀等。其中三角螺纹车刀用途最为广泛，其刀尖角必须是对称的60°角，才嫩保证螺纹的加工精度。其它齿形的螺纹需要根据具体的技术要求来磨削切削刃以满足使用要求。随车技术的发展，现在螺纹车刀的切削刃为机加工，形状精度得到了保证。图5-2车刀种类示意图图6-3车刀选择示意图6.3车床常见车刀的材料1、高速钢

高速钢就是通常口头讲的白钢，其化学组成元素含有较多的钨、铬、铝等。其既有较高的硬度(63～66HRC)，又有较好的韧性，这就决定了其有较长的使用寿命。其又具有较好的耐磨性和耐热性，所以白钢有足够的强度和韧性来制造多种复杂的刀具，如螺纹车刀、高速钻头、拉倒、成形车刀和加工齿轮的滚刀等。但其不能用于高速切削，且在切削时需要配有乳化液润滑。常用高速钢的牌号与性能。高速钢淬火后的硬度为HRC63～67，最大切削速度为25～30m/min。车刀中常用的高速钢材料为W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2两种。2、硬质合金

(1)钨钴类硬质合金（YG）：由碳化钨和氧化钴组成。有较高的硬度和耐热性，但是其韧性较低，怕撞击，使用寿命不长，需要定期更换或磨削切削刃。常用牌号有YG3、YG6、YG8等，YG后面的数字表示含钴量的百分比，数字越大，表示其承受冲击的性能越好。由于粗加工切削量较大，冲击大，故YG8一般用来做粗加工车刀，相应的YG3、YG6则用来精加工或半精加工。(2)钨钻钛类硬质合金（YT），由wc(碳化钨)、Tic(碳化钛)、co(钴)组成。常用牌号是YTl5、Y130等．其特点是：硬度为89～93HRA，耐热温度为800～1000℃；耐磨性以及抗氧化的性能增加；但是其中抗弯能力以及冲击的韧度变低。所以就对加工塑性材料比较的适用，开入碳钢、铝合金等。添加碳化钛可提高合金的耐磨性，提高合金与塑料的结合温度，减少刀具磨损，提高硬度。但冲击韧性差，冲击性能差，一般用于塑料材质的加工。一般使用的牌号有YT5、YT15、YT30等，YT后的数字是表示碳化钛的含量百分比，代表其硬度越高，相应的也就韧性越低，承受冲击的能力也就越低，由于粗加工切削量较大，冲击大，故YT5一般用来做粗加工车刀，相应的YT15、YT30则用来精加工或半精加工。钨钽(铌)钴类硬质合金它的代号是YA，由wc、Tac(NbC)和co组成。其特点是：对YG的硬度合金的抗弯能力以及韧性有了一定的维护，这样就可以把机器的硬度以及耐磨耐热性提高了，这样就能够弥补YG的硬质合金的不好的地方。(4)机床硬质合金代号就是Yw，由wc、Tic、Tac(Nbc)和co组成。其特点是：由于在YT硬质合金中加入适量的Tac(Nbc)，让其硬度和耐磨性有所保持，并且把抗弯性能以及韧性跟耐热能力的提高，同时可以弥补钨硬质合金的不好之处。3、机床涂层的刀具材料

硬质的合金或者高速的钢刀具表面涂有化学或物理方法，耐磨性好。它的特点就是不止能够把刀具材料的耐磨能力提高，还能够大大的降低刀具的韧性。适合用在高速钢切割工具和硬平台金。一般涂层厚度为5~12微米。一般来说，涂层高速钢刀具的耐磨性比无涂层高速钢刀具在相同切削速度下的耐磨性高2~10倍，涂层金刚石