阀体加工工艺及夹具设计.rar

1附表附表 1 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品名称阀体零件名称阀体材料牌号HT200毛 坯 种 类铸造毛坯外形尺寸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10铸造铸造出毛坯铸造车间20热处理毛坯热处理，时效处理铸造车间30粗车夹阀体60 外圆毛坯，粗车50 上端面机加工车间二CAK6136三爪卡盘，90 度偏刀，游标卡尺40粗车掉头，夹阀体60 外圆毛坯，粗车50下端面机加工车间二CAK6136三爪卡盘，90 度偏刀，游标卡尺50镗粗镗、半精镗30 内孔、25 内孔机加工车间二CAK6136三爪卡盘，镗刀，游标卡尺60镗精镗25 内孔机加工车间二CAK6136三爪卡盘，镗刀，游标卡尺70钻孔钻圆周方向 4-11 孔（两端）机加工车间二XH714麻花钻，游标卡尺80铣铣中间凸台端面机加工车间二XH714面铣刀，游标卡尺90钻孔钻 4-35 孔机加工车间二XH714麻花钻，游标卡尺100钻孔钻 2-11 孔机加工车间二XH714麻花钻，游标卡尺110钳去毛刺，清洗金工钳工台丝锥，锉刀，游标卡尺120终检终检入库编制审核共 2 页第 1 页设计说明书阀体加工工艺及夹具设计学 院专 业班 级 学 号学 生指 导 教 师I目目 录录 摘 要.IIIAbstract.IV阀体数控加工工艺及夹具设计.11 绪论.11.1 课题的研究意义.11.2 工艺夹具的种类.21.3 工艺夹具设计发展概况.31.4 本文主要研究内容.42 阀体零件的数控加工工艺分析.62.1 零件图及工艺分析.62.2 零件的材料.72.3 零件三维图形的建立.72.4 制定加工方案、确定加工顺序.82.6 刀具及对刀的选择.102.6.1 正确选择粗、精加工刀具.102.6.2 确定对刀方式及对刀点.102.7 切削用量的选择.11（1）、粗加工时切削用量的选择.11（2）、精加工时切削用量的选择.112.7.2 加工余量的确定.122.8 确定切削用量及基本工时.12（2）计算钻削用量.223 钻8 孔夹具设计.246.1 机床夹具的发展概述.246.2 机床夹具的组成及分类.246.3 夹具设计的基本要求.256.4 问题的提出.256.5 定位基准的选择.266.7 切削力及夹紧力计算.276.8 定位误差分析.283.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用.286.9 夹具的使用方法.30第 4 章 编制数控加工程序单.314.1 编程技巧.314.2 编制程序单.31总 结.33致 谢.35参 考 文 献.37II摘 要摘 要本设计主要讲述阀体加工工艺及夹具设计。因此，一套可行的加工工艺的制定和合适的夹具设计是保证产品生产质量的重要一步。本次设计通过对加工工艺和夹具相关知识的了解、学习与分析，针对阀体进行分析并进行如钳、铣、钻等工艺的加工，并配合设计相应夹具。本次设计的工艺流程精确、夹具可行性高，充分满足的零件的加工需求，保证加工质量。夹具是一种在机床上不可或缺的工具，是在机械加工和制造非标准零件时所用的。由于科技的发展，制造业也在发展，零件的各种多样化，非常多的通用夹具渐渐被淘汰。所以根据情况来设计专门的夹具是很重要的。对于这次的毕业设计的题目来完成设计时，为了更好的加工就要先去了解零件，先去了解夹具，要会基础的工艺规程;之后就要算出各种数据，想好每一个步骤的内容。零件的定位、夹紧及引导各其他部件的设计都是这次的设计内容。我们应该知道夹具的定位组件在设计时肯定会产生误差，这种时候我们就要让误差在可控范围内。为了能够有所提升，我们就要去了解夹具的优缺点。，最终确定加工余量，最终得出完整的工序卡片，工艺卡片，并编制完整的程序单。用仿真软件对程序的正确性进行验证，写出本次毕业设计总结。关键词：关键词：阀体零件；夹具设计；工艺分析；数控仿真 1阀体数控加工工艺及夹具设计阀体数控加工工艺及夹具设计1 绪论绪论1.1 课题的研究意义课题的研究意义制造业作为国家的一个基础行业，在国家经济发展，工业装备水平的高低起到至关重要的作用，在一定意义上也反映了一个国家工业的水平。从1970年到现在，全球制造型的企业之间的日益激烈，日益白热化，企业在原先的追求规模扩大基础上，转而追求降低生产成本，在产品质量的基础上，实施了“以用户为本，快速反应迅速推向市场，以满足用户的需求”，如何提高自己的核心竞争力。因此，如何在不同的市场需求做出快速反应，在市场上快速推出新产品将影响企业的长期稳定生存和工程企业的发展必须考虑的。机械技术和设备是生产系统的重要组成部分。当随着机械产品的不断升级加快，多品种小批量的生产是当前企业生产的遇到的主要方法，制造系统需要的技能，快速响应的产品可能会降低产品的设计和制造周期时间的变化，增加了灵活的生产系统，降低成本，提高产品质量。然而，由于标准化的工艺设备，夹具，系列化的特别配件，标准化水平差主要是设计完全依赖有经验的设计师，产品更新换代加快，导致产品需要的夹具设计任务量逐渐加大，从而实现快速设计成了急需解决企业遇到迫切的需求。自动化设计夹具设计过程中的应用是必然的选择来解决这个问题。随着时代的发展和计算机技术的应用，CAD理论和应用得到了迅速发展，显著提高设计的效率，缩短生产周期。夹具是一种根据专用产品的不同而进行设计的一种专业化程度很高的工艺装备，目前普遍存在其生产效率低下,普遍存在生产周期长是工业现代化发展过程中的“瓶颈”。设计夹具是一种复杂的过程,在很大程度上取决于所需的工作人员设计、广泛和全面的知识和经验。夹具的方案设计是一个最关键的、直接影响总体设计的优劣。资源的合理利用也是增加企业效益的一个方法，对夹具的反复利用也是一种不错的选择。为实现方案设计夹具办公自动化设备和减少夹具的时间。关于设计夹具的现代制造业的需求,以及新产品开发、设计夹具基于人机交互在其设计夹具及标准化和系统2化,需要更深入探讨和若干研究取得的进展和成果。但必须进行深入的探索与研究,不同产品专业化,最高的是工艺设备设计基于经验、知识、经验、决策、制图设计复杂。虽然夹具CAD的是国际上的一个研究重点,也是在一个特定范围和特定局限内,缺少进行全面系统技术和系统。本文针对夹具设计需要的时间长才能交付的零部件,力求通过零部件库而实现。但在设计夹具受到了很大的复杂因素与现有系统和联系密切。在本文论述中,无论是理论的深度和系统的协作,特别是一个庞大的系统研究还没有全面阐述,如下:(1)在设计夹具的实例,包括的事例知识是不够的,必须不断扩充夹具设计实例。(2)本文件提议相似性模型计算,并反过来同等程度的加权算法类似因素更科学的问题。(3)对企业内部标准件的总结还不完整,简而言之,这些标准还需要辛勤的补充进去。(4)需要进一步研究要加工零件的特点和总结完善整个过程。1.2 工艺夹具的种类工艺夹具的种类工艺夹具可分为一种通用夹具，组合夹具，特殊类型专用夹具。通用夹具和组合夹具需要的一系列特殊定位的组合，夹持组件设计，以满足生产的需要。随着生产的步伐加快，并能在短时间内采用标准模块化部件装配夹具，很多企业普遍采用通用夹具和组合夹具。用于通过使用单个特殊的适应性，与一次性的夹具相比，其具有以下特点：（1）一个柔性的，广泛的应用，可大大降低生产成本（2）可以节省大量的人力和资源，以减少金属材料的消耗;（3）可以减少显著存储区域仓库，简化了管理。但是，由于不同的形状，相同的部件的不同型号的机械零件，存在一定的差异，机械夹具属于配件，也是工作的主要对象。由于特殊的专用夹具的设计取决于公司产品的技术和设计特点，使得结构设计复杂和不确定，所以一直是公司在生产过程中提高生产效率性能遇到的发展瓶颈。专用夹具作为一种特殊的产品，我们需要丰富的设计经验，专业知识和设计师的技能将直接影响设计的结果。而现有的一些通用的CAD软件，只能做一些工作，如绘图，三维建模，设计用计算机技术支持人员的作用是非常有限的，自动化设计的程度也低，统计学估计超过50努力，因此，标准的设计细节，工程人员要花费大量宝贵的时间。为了实现专用夹具智能设计，工装夹具设计开发的CAD系统必须能继承优秀的设计知3识，经验和技能，增强设计师。应用的工程设计经验的知识，它们可以被整合，完善，提高，组合成智能化设计。然而，在国内外，主要集中在灵活的安装固定装置，基于CAD的开发环境相结合，其夹具需要再DOS的60以上安装设计开发的CAD系统必须能继承优秀的设计知识，经验和技能，增强设计师。应用的工程设计经验的知识，它们可以被整合，完善，提高，组合成智能化设计。夹具是一种能按照一定技术要求来进行准确定位和快速夹紧的工艺装置,目前支持并广泛应用于生产、装配检查和在整个进程中,以及整个产品根据最先进的和最高级的设备制造工艺流程,是计算机辅助设备。精密计算机辅助设计研究和开发在1980年代国外研究、制造业、交互和自动化技术研究一直兴起。但迄今为止没有一款真正的商品化软件的出现。在柔性制造系统、智能制造设计更为紧迫。今天,在制造业部门,技术、管理信息化人工智能技术企业广泛应用,特别是通过信息技术的所有方面密切相关。在这方面,制定简单和实用的、设计夹具确实是一种提高生产效率的重要措施。1.3 工艺夹具设计发展概况工艺夹具设计发展概况工艺设备通常指制造工具刀具、夹具、模具、测量量具和辅具。夹具是讲要加工的工件装配和适当地定位和夹紧组装,包括其基本结构包括定位装置、夹紧的东西、固定工件和其他元件的夹具体三部分。除了夹具体需要根据要加工的零件单独设计制作，定位元件和定位装置通常具有通用的结构（很多已经进行了国标化），夹紧元件和夹紧装置也已经进行了标准化设计，可以直接调取采用。设计夹具需要考虑工件的外形结构和定位元件和夹紧元件的布置,具体总结如下:(1)由于要加工的零件种类繁多，所以应用范围广,安装这些夹具时，需要考虑在进行定位、夹紧需要按照一定的顺序安装，定位元件和夹紧元件需要单独进行安装。(2)由于夹具在加工过程中会遇到机械加工产生的切削热量，这些热量会在一定范围内传导到夹具上面，这样会导致在夹紧导致增大变形,这时候就需要夹具上面设计反变形的矫正机构或者刚性固件，并允许在特定方向上面自由变形。(3)夹具在安装完成时，增加夹具上零件的数量会导致夹具上重量的增多，空间体积上的变大,情况变的复杂,这样就增加了从夹具上拆卸下来遇到的各种困难。(4)夹具主要保证用于连接工件、定位装置、夹紧装置对夹具整体结构上的形状精度，除了比较紧凑的准确性和结构的精密工件的加工外,一般夹具所需要的制造精4度和要加工零件的定位精度低于夹具的相应指标。而且随着信息和技术的发展,尤其是工件数字化、在生产技术上使用 CAD 技术来设计夹具已经成为主要的发展趋势。从最初使用手工绘图，到后来采用 ATUOCAD 进行绘图，到目前普遍采用三维 CAD 进行三维辅助设计，夹具已经发展到数字化阶段，在工装设计中采用数字量传递尺寸，采用 CAD 系统进行三维装配模型，然后采用数控加工的方法加工工具，是先进技术的集合用于夹具上面。在工装夹具设计中，CAD 技术研究应用的范围是非常大的,国内外开发了很多 CAD系统软件。然而,大多数系统系统仍然在电脑安装,以及研究和需要这些夹具系统的国家。在国外,到目前没有看到相关文献。在中国,主要是通过与各大学和开发研究这些夹具和机械企业合作开发中进行。基于整体上的研究,计算夹具设计中产生的误差和机械部件的设计标准化提供这些系统是在夹具、促进设计效率。然而开发的系统停留在一些部分范围上辅助设计上，没有能够提供一个完整全套的应用系统以支持夹具设计中的自动化。在设计夹具中，当前面临的挑战主要和主要问题是:(1)在设计当中进行模拟设计，大量的时间花在绘图和建模之中,设计人员的效率低，会产生大量的重复的浪费劳动;(2)没有足够的资源保证，以及在图纸资料上的管理不善,因此,很多设计案例和好的方法不能有效地使用,导致设计、设计部件和许多实例数据(3)缺乏经验和设计资料的保存，过度依赖设计人员的经验水平。随着设计人员的流失、经验和技术资料损失。设设计重用的优势在于对设计资源和设计经验知识的重用和共享，并对专业的产品设计过程提供支持。随着设计技术开发夹具有助于设计、组织和再利用中常用设计夹具用什么标准来设计和部件,包括设计工程和技术提高效率和促进自动化综合自动化具有积极的意义。1.4 本文主要研究内容本文主要研究内容本课题针对典型阀体零件进行了数控加工工艺设计及程序的编制。工艺设计方面从零件图入手，然后选择数控设备，接着对零件定位基准及装夹方式进行确定，之后制定了合理的加工方案，随后划分数控加工工序，确定工步顺序，设计合适的夹具，合理选择刀具和对刀点，最后确定加工余量。最终得出完整的工序卡片，并编制完整的程序单。通过本课题的设计，熟练数控加工的整个设计过程，熟练使用 CAD软件。对零件图进行工艺分析，明白零件技术要求和加工等级，分析加工重点和5难点并提出解决方案，综合零件的尺寸和特点正确选择车床刀具和毛坯。制作刀具卡，根据所要加工零件特点和精度要求选择合适加工刀具并制成刀具卡。确定走刀线路，按照零件特点拟定走刀线路。设计合适的夹具，完成夹具的设计，并绘图。编制数控程序，学会使用数控仿真软件，把编好的程序输入模拟软件中进行仿真加工，检验程序准确性提高数控操作的安全系数。概括起来主要有：a.学习数控技术的概况和发展。b.对零件图的分析，画出零件图，完成三维造型，研究阀体的加工工艺和工艺分析，确定切削用量。c.根据工件拟定加工路线，制定工艺卡，设计夹具，并编制数控加工编程程序。d.利用仿真软件验证程序，最后整理并完成各类图纸和说明书。62 阀体零件的数控加工工艺分析阀体零件的数控加工工艺分析2.1 零件图及工艺分析零件图及工艺分析 图 2-1 零件图我们要考虑以下方面在剖析零件时：1、零件所要求的表面粗糙度、各种形位公差等等；2、零件需要的一些必不可少的技术要求；3、零件需要的各种不可或缺的尺寸。零件的工艺分析我们分析零件是为了；一、由零件的外形和大小，零件的各种技术要求（如表面粗糙度、热处理要求等）和零件的性能（如物理、化学等），在制造这个零件时方不方便，做出的零件和与客户规定的零件是不是一致的。二、经过工7艺分析，可以更详细、更清楚的了解零件的工艺要求，同时可以做出更加完美的工艺流程。由于这个零件是小零件，需要大批量生产，所以在制造零件的时候我们应该要注意到以下的各个方面：1、不仅要让零件的夹紧次数少，还要让工作行程的次数也少，做出的零件要好在机床上定位、夹紧以及加工。2、为了使加工用的各种工具简单，可以用标准化的，因而加工时的一级零件最好用国家规定的数据（也就是标准件）。为了零件的精度要求，在走刀的时候一定要多加注意，可以尽最大可能的减少不好加工的表面。2.2 零件的材料零件的材料阀体类零件材料常用 HT200 钢，阀体材料类型：铝件材料运用最多，铸铁材料运用也很多，还有钢盖、塑料等材料。2.3 制定加工方案、确定加工顺序制定加工方案、确定加工顺序在一个生产对象上，为了加工一个位置，需要另外一个位置来作为依据，所选择的这个位置就是基准。基准可以是点或线或面。而工艺设计的其中一个任务就是选基准。基准选择很重要，选好了可以事半功倍，选的不好可能让整个工艺设计出现严重的错误。当我们选择粗基准时要注意这些：（1）当加工的面和不加工的面有所联系时，粗基准就要选择不加工的那面。如果不加工的面有很多，就要选和要加工那面的联系比较大的那一面来作为基准。（2）为了所有的加工面的加工余量好计算，一般这种时候就会有多个加工面，基准选择时就要注意。（3）为了重要加工面的加工方便，粗基准就可以使用这些重要的表面。（4）粗基准的选择应尽可能是加工表面的金属切除量最小。（5）粗基准最好选那些完好无损的表面，奇形怪状的不要选。（6）因为粗基准不精密，所以加工时一般用一次。以上要求使用时可能会彼此矛盾，此时要依照零件的技术要求，先照顾到最重要的，然后才是其他的。根据以上原则，首先选端面作为粗基准，而定位8的元件就用支撑板。同样选择精基准时，也要注意到；精基准和粗基准不一样，精基准主要是为了零件的加工精度，所以要考虑怎样去减低误差，当然也要夹具好制造，零件要好组装好拆卸。所以：1）为了精度的要求，定位基准可以选择加工面的设计基准。这是基准重合原则，即设计基准和定位基准重合。2）为了精度要求，同时减少加工次数，减少制造成本，减少工作时间，可以用一组基准去加工多个表面。这是基准统一原则。3）有些加工面的工艺要求不高，这种时候可以用加工面来当做基准，当满足加工余量小又很均匀的时候。这就是自为基准原则。4）零件上的两个面若有联系，可以互为定位基准。这就是互为基准原则。除了上面的内容，还有一些其他的东西要考虑，如定位稳定、夹紧安全等等。上述精基准选择原则在实践使用中常常出现矛盾，此时就需要综合思考，保证主要，兼顾次要。数控加工工序的划分一般可按下列方法进行：a.以一次安装所进行的加工作为一道工序；b.以一个完整数控程序连续加工的内容为一道工序；c.以工件上的结构内容组合用一把刀具加工为一道工序；d.以粗、精加工划分工序。综上面分析，拟订以下加工方案：工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备10铸造铸造出毛坯铸造车间20热处理毛坯热处理，时效处理铸造车间30粗车夹阀体60 外圆毛坯，粗车50 上端面机加工车间二CAK6136三爪卡盘，90 度偏刀，游标卡尺40粗车掉头，夹阀体60 外圆毛坯，粗车50 下端面机加工车间二CAK6136三爪卡盘，90 度偏刀，游标卡尺50镗粗镗、半精镗30 内孔、25内孔机加工车间二CAK6136三爪卡盘，镗刀，游标卡尺60镗精镗25 内孔机加工车间二CAK6136三爪卡盘，镗刀，游标卡尺70钻孔钻圆周方向 4-11 孔（两端）机加工车间二XH714麻花钻，游标卡尺80铣铣中间凸台端面机加工车间二XH714面铣刀，游标卡尺90钻孔钻 4-35 孔机加工车间二XH714麻花钻，游标卡尺9100钻孔钻 2-11 孔机加工车间二XH714麻花钻，游标卡尺110钳去毛刺，清洗金工钳工台丝锥，锉刀，游标卡尺120终检终检入库2.6 刀具及对刀的选择刀具及对刀的选择2.6.1 正确选择粗、精加工刀具正确选择粗、精加工刀具a.按用途可分为外圆、台肩、端面、切槽、切断、螺纹和成形车刀等。还有专供自动线和数字控制机床用的车刀。b.按结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。其中可转位车刀的应用日益广泛，在车刀中所占比例逐渐增加。c.按材料可分为 高碳钢、高速钢、非铸铁合金刀具、烧结碳化刀具、陶瓷车刀、钻石刀具。2.7 切削用量的选择切削用量的选择（1）、粗加工时切削用量的选择因为粗加工时表面粗糙度和加工精度的要求并不是太高，并且毛坯的加工余量较大。因此，在选择粗加工的切削用量时，在保证金属切削率的同时，也需要保证较高的刀具的耐用度，从而提高生产效率，降低加工成本。1切削深度的选择在粗加工的时候，工件的加工余量，由工件、刀具、机床和夹具组成的工艺系统决定了切削深度的选择。在保证了精、半精加工所必须达到的余量后，应当将粗加工的余量一次性得切削。而当总加工余量过大时，才应考虑多次走刀。2进给量的选择在粗加工中，切削力限制了进给量提高。因而，进给量的确定是由工艺系统的强度和刚性来决定的。刀杆尺寸、工件的直径、刀片厚度、机床进给机构的强度和长度等是选择进给量时候的考虑因素。在工艺系统的刚性、强度均足够的时候，可以稍微加大进给量；反之，应减小进给量。103切削速度的选择粗加工时，机床功率、刀具耐用度均会改变原来的切削速度。切削速度主要和切削速度、进给量和切削深度这三点有关，机床的最大许用功率也限制了切削速度。如果超过了最大许用功率，则应减小切削速度。（2）、精加工时切削用量的选择由于精加工时，零件的表面质量、加工精度的要求较高。因此，应先考虑怎样保证工件质量再选择精加工的切削用量，并以此为基础尽量提高生产效率。1切削深度的选择粗、半精加工时所剩余的余量决定了精加工时的切削深度。而我们通常希望精加工时的余量要尽可能得小，原因是余量较大时会造成吃刀深度变大，而较大的吃刀深度，会使切削力明显的增加，导致加工精度下降，从而使加工质量受到影响。2进给量的选择精加工时，进给量的提高由零件的表面粗糙度决定。当增大进给量增大，虽然会使断屑变得容易，但是由于残留材料的高度的增大，使得切削力上升，导致表面质量下降。因此应当选用合适的进给量3切削速度的选择切削速度越高，形变越小，切削力也会减小，并且不会有鳞刺和积屑瘤。所以在保证切削性能高的刀具和几何参数设定的合理的时候，应尽可能加快切削速度。除非当切削速度受到工艺条件和客观条件的限制无法提高时，才会选择使用低速，从而避开产生积屑瘤的切削速度的范围。2.7.2 加工余量的确定加工余量的确定对影响加工余量的各种因素进行分析，然后根据一定的计算式来计算加工余量的方法。此法确定的加工余量较合理，但需要全面的试验资料，计算也较复杂，故很少应用。具体尺寸参看毛坯图。2.8 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时切削用量主要是指切削速度、进给量和切削深度。影响切削用量的因素有：刀具材料、结构形状以及刚度；被加工零件的材料及其切削性能、零件的形状和刚度；机床的性能、功率和刚度；加工方法对加工精度及表面粗糙度的要求；11对生产率的要求等。工序 30 粗车50 上端面1、加工条件（1）选择刀具1）选择直头焊接式外圆车刀2）依据切削用量简明手册，根据表 1.1，车床 CAK6136 的中心高度180hmm，所以选择的刀杆尺寸 BxH=16mmX25mm，刀片的厚度为 4.5mm。3）依据切削用量简明手册，根据表 1.2，粗车毛坯为 45 钢，可以选择 YT15 硬质合金刀具。4）依据切削用量简明手册，根据表 1.3，车刀几何形状如表 12表 12 车刀几何形状角度刀角名称符号范围取值主偏角kr304545副偏角K r 101515前角051010后角0585刃倾角s00倒棱前角ol-10-15-10倒棱宽度lb0.4（0.30.8）f1e0.40.80.5（2）选择切削用量 1）、确定切削深度 ap 由于粗加工余量仅为 3mm，可在一次走刀内切完，故 ap=3mm2）、进给量f依据切削用量简明手册，根据表 1.4，在粗车钢料，刀杆的尺寸为 16mmX25mm，ap=3mm，以及工件直径小于 40mm 时，0.4 0.5/fmm r依据切削用量简明手册，根据 CAK6136 车床的使用说明书选择 0.48/fmm r确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验依据切削用量简明手册，根据 CAK6136 车床的使用说明书得其进给机构允许的进给力为max3530FN。依 据切削用量简明手册，根 据 表 1.21，当 钢 的 强 度b=570670MPa，3.4apmm，0.53/fmm r，045rk，65/mincvm(预 计)时，进 给 力 为1070fF N。依据切削用量简明手册，根据表 1.29-2，切削时fF的修正系数为voFfk=1.0，sFfk=1.0，krFfk=1.0，故实际进给力为 1070 1.0 1.0 1.01070fF N由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故所选0.48/fmm r的进给量可用 3）、车刀磨钝标准及耐用度 T依据切削用量简明手册，根据表 1.9，车刀的后刀面最大磨损量取为 1.0mm12（1.01.4），车刀的寿命 T=60min。4）、确定切削速度cv依据切削用量简明手册，根据表 1.28，切削速度的修正系数为tvk=1.0，krvk=1.0，svk=0.8，Tvk=1.0，kvk=1.0，1.18Mvk故 vMvtvkrvsvTvkvkkk kk k k=0.94 依据切削用量简明手册，根据表 1.27，切削速度的计算 vcvmxvyvCvkT apf故 0.20.150.352420.94602.90.48cv=80m/min 10001000 110/min109432vnrDr/min依据切削用量简明手册，根据 CAK6136 车床的使用说明书，选择 1200/cnr mm这时实际切削速度cv为 32 1200/min10001000ccDnvm=120m/min最后决定的车削用量为2.9,0.48/,1200/min,120/minpcamm fmm r nrvm。3.6.2 工序 40掉头，粗车50 下端面采用工序 30 确定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本时间如下：ap=3mm f=0.65rmm n=3.8sr v=50.4minm Ti=56s工额定时的计算jT：min29.0140032.0253021ifnlllTwj式中：l=30mm，2121rctgKdl 取1l=5mm，2l=14mm 取2l=2mm，f=0.32mm/r，n=400r/min，i=1。工序 50 粗镗、半精镗30 内孔、25 内孔所选用的刀具为 YG6X 硬质合金圆形镗刀，主偏角为 KV=45，直径为 16mm 的圆形镗刀，其耐用度为60Tmin。.确定切削深度 ap3mm.根据表 1.5*，当半精镗铸料，镗刀直径为mm16，apmm2，镗刀伸出长度mm80时，进给量为：rmmf1.0。.确定切削速度 按表 1.27*的计算公式确定 V=（3-16）式中 Cv=189.8 m=0.2 Xv=0.15 Yv=0.20 min60T V=124.6 minm vyvxpKvfaTCvMmin13045.306.1241000r13选择 CAK6136 机床转速：n=n=1200minr=20sr实际切削速度为：v=2.08 sm.确定基本时间确定半精镗孔的基本时间 50s工序 60 精镗25 内孔所选用的刀具为 YG6X 硬质合金圆形镗刀，主偏角为 KV=450，直径为 16mm 的圆形镗刀，其耐用度为60Tmin。.确定切削深度 apmm25.0.根据表 1.5*，当半精镗铸料，镗刀直径为mm16，apmm2，镗刀伸出长度mm80时，进给量为：rmmf1.0。.确定切削速度 按表 1.27*的计算公式确定 V=式中 Cv=189.8 m=0.2 Xv=0.15 Yv=0.20 min60T V=124.6 minm 选择 CAK6136 机床转速：n=n=1200minr=20sr实际切削速度为：v=2.08 sm.确定基本时间确定半精镗孔的基本时间 50s工序 70 钻圆周方向 4-11 孔（两端）刀具：高速钢麻花钻刀具：根据参考手册选取高速钢麻花钻 9.1)进给量 根据参考手册，取 f=0.13mm/r2)削速度根据参考手册查得 V=30m/min.3)机床主轴转速的确定10001000 15682/min11swvnrd与 682r/min 相近的机床转速为 700r/min。现选取min/700rnw所以实际切削速度cv=1000sdn=11 70015.386/min1000m4)切削工时，按工艺手册表 6.2-1。MvxyvpCvKT a vfmin13045.306.1241000r14 tm=fnlw21ll i;其中 l=10mm;1l=4mm;2l=3mm;tm=2x（fnlw21ll）=2x（0.1314503410）=0.0234(min)工序 80 铣中间凸台端面铣削深度pa：mmap3每齿进给量fa：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73，取Zmmaf/18.0铣削速度V：参照参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81，取smV/2.1机床主轴转速n：min/97.3636314.3602.1100010000rdVn，min/370rn 实际铣削速度V：smndV/22.16010003706314.310000 进给量fV：smmZnaVff/66.660/370618.0 工作台每分进给量mf：min/6.399/66.6mmsmmVffm a：根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81,mma60被切削层长度l：由毛坯尺寸可知mml76刀具切入长度1l：)31()(5.0221aDDl mm98.24)31()606363(5.022取mml251刀具切出长度2l：取mml22走刀次数为 1机动时间1jt：min26.06.39922576211mjflllt 工序 90 钻 4-35 孔（1）加工条件：15工件材料：HT200加工要求：钻35 孔机床：立式钻床 Z525刀具：采用麻花钻量具：游标卡尺 （2）计算钻削用量 确定进给量f：根据参考文献表 2-7，当钢的MPab800，mmd100时，rmf/47.039.0。由于本零件在加工8 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则rmmf/35.029.075.047.039.0根据 Z525 机床说明书，现取rmmf/25.0切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度min/18mv 所以10001000 18710.6/min35swvnrd 根据机床说明书，取min/700rnw，故实际切削速度为35 70022.0/min10001000wwd nvm切削工时：mml7，mml0.51，mml32，则机动工时为min086.0125.070030.5721ifnllltwm辅助时间为：tf=0.15tm=0.150.086=0.013min其他时间计算：tb+tx=6%(0.086+0.013)=0.006min工序 100 钻 2-11 孔选取高速钢麻花钻11 作为刀具1)进给量 取 f=0.13mm/r2)切削速度V=1220m/min.取 V=15m/min3)机床主轴转速的确定10001000 15682/min11swvnrd与 682r/min 相近的机床转速为 700r/min。现选取min/700rnw所以实际切削速度cv=1000sdn=11 70015.386/min1000m5)切削工时，按工艺手册表 6.2-1。16 tm=fnlw21ll i;其中 l=10mm;1l=4mm;2l=3mm;tm=2x（fnlw21ll）=2x（0.1314503410）=0.0234(min)173 钻 2-11 孔夹具设计就是为了可以提高生产率和升高休息时间等等才设计的专用夹具。在领导教师的指导下，我决定设计工序钻 2-11 孔所需要的钻床夹具。6.1 机床夹具的发展概述夹具是一种装置，他可以用来固定工件和引导刀具在加工中。换句话说就是为了让工件不发生移动或转动在加工的时候。由于这次的这道工序的精度要求不高，所以设计夹具时可以不考虑精度，只考虑加工的效率。近年来夹具发展迅速，也有了新要求：1、可以很快的投入使用；2、可以装夹相似的工件；3、可以在精密加工中使用；4、夹紧装置可以使用高效动力源；5、可以在现代的制造技术中使用；6、标准化程度可以提高。6.2 机床夹具的组成及分类一般说来，夹具由以下几个部分所组成：1、定位支承元件将工件正确定位并支承的元件。2、夹紧元件 将工件固定，使得元件在加工中不会发生位置变动的元件。3、对刀或导向元件使刀具的位置正确的元件。4、连接定向元件 衔接机床和夹具的元件，以及确定机床主轴、导轨或工作台的互相位置。5、其他装置或元件。18由加工需要，还有如分度装置、上下料装置等等。6、夹具体。夹具的最基本，放夹具的元件。一般来讲，机床夹具有这些：1、专用夹具。就是一种针对性的夹具，它针对的是一个具体的需加工工件或者工序，具有针对性。2、可调式夹具。也是一种专用夹具，不过不同的是他可以更换元件。3、成组夹具。为了一组外形相似的零件而设计的夹具，是一种新型夹具。4、组合夹具。这是一种组装起来的夹具，由那些标准件组装在一起的，很方便是可以用完就拆卸下来。5、自动线夹具。有固定式和随行式两种类别。可以和工件一起移动，从这到那的就是随行式，也就是起运输作用的，固定式就是不动的。6、通用夹具。使用得最多的一种夹具，通常都可以用的标准化的夹具，如虎钳、卡盘之类的。6.3 夹具设计的基本要求1、要保证工件的精度。是在做夹具设计时的最最重要的，也是最基本的。正确的定位是最关键的，在某些时候可以进行误差分析，而且还要注意夹具中的零件对精度的影响，注意夹具要有足够的刚度。2、能够提高生产效率。设计夹具时是设计复杂的还是简单的要和生产的多少相符。最好是设计得比较简便，易操作，这样才能提高生产效率。3、工艺性能好。设计的夹具要简单，而且要合理，最好要好制造，在维修、检验的时候也要方便。4、使用性能好。应该使设计的夹具容易操作、安全。有些时候可以增加排屑结构，以防止可能出现的热变形。5、经济性好。夹具是一种产品，因此最好要便宜，也就是能用标准件的就用标准件，减低成本。6.4 问题的提出这次的问题是钻 2-11 孔，由于这道工序对加工的精度没有太大的要求，19所以可以不太注重精度，只管提高效率即可。6.5 定位基准的选择这里用端面一面二销，如此一来即可限制六个自由度，从而达到目的。因为要提高效率，所以开口垫片压紧工件。定位元件的设计定位元件的设计 心轴的图6.6 夹紧元件的设计同样为了完全定位，这样的话就可以达成目的。与此开口垫片压紧工件。如下图 6-1：20图 6-1 开口垫片6.7 切削力及夹紧力计算本道工序计算钻削力。由切削手册得：钻削力 6.08.026HBDfF 式（5-2）钻削力矩 6.08.09.110HBfDT 式（5-3）式中：11Dmm maxmaxmin11187187 14917433HBHBHBHB 10.20fmm r代入公式（5-2）和（5-3）得0.80.6F26 8 0.201741254N 190.80.6T10 80.2017448569N.m而夹紧力由于其方向和钻削力方向相同，所以可以不用计算。这时为了满足加工要求只要让销钉的强度和刚度适合就可以了。216.8 定位误差分析 工件的孔心为工序基准，工件的孔径最大时定位销孔径是最小的，所以孔与销配合的最大间歇量就是孔心的最大变动量。算得定位误差为：制造误差ZZ根据机床夹具设计手册削边销与圆柱销的设计计算过程如下：定位销中心距基准孔中心距图 5.2 两销分析图（1）、移动时基准位移误差yj yjmin111XDd =0.0160.0270.009 =mm052.0(2)、转角误差 LXDdXDdtg2min222min111 其中：)2(2min1min2XXLgLx 000288.055.2792064.0027.0009.0016.0027.0018.0tg0165.0知此方案可行。3.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用选用下图的见图。22 图 3.1 可换钻套铰工艺孔钻套结构参数如下表 3.4：表 3.4 钻套DdH公称尺寸允差1D2Dh1hmCr81212+0.018+0.007221810490.5180.5衬套选用固定衬套其结构如图所示：图 3.2 固定衬套其结构参数如下表 3.5：表 3.5 固定衬套23dD公称尺寸允差H公称尺寸允差C 1C12+0.034+0.0161218+0.023+0.0120.52钻模板选用固定式钻模板，用 4 个沉头螺钉和 2 个锥销定位于夹具体上。6.9 夹具的使用方法 加工时前先根据夹具的特点，帮工人计算好所有尺寸、定位之类的问题，然后告诉工人们该怎样操作，他们机械性地重复这几个操作步骤就行了。以后每一次刀具的工位、工步相对于机床来说位置都是唯一的，这样工人们就不用每一次进给时都要想该怎样才能调。夹具的目的是正确有效率的定位夹紧工件，或者对刀具进行一定的导向，支持等。提高效率，提高加工品质及安定性。图 6-2 方案图这次的夹具的设计所采用的定位方式满足了要求，而且设计的夹具又很简单，整体的结构不复杂，操作方便，检验维修也很方便，有效的提高了效率。24总结总结本次设计的阀体的质量，取决于工艺设计、机械加工等因素的影响，那么零件的加工是最重要的一部分，从设计，到加工厂，生产出合格的产品，合理的加工工