K241-三通閥機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計（機殼銑菱形端面和鉆菱形面上3個孔）

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The combination of jig and machine tool, as a part of the machine tool, jig has become an essential processing equipment in machining. The use of jig clamping workpiece, can ensure the processing accuracy, reduce the level of labor, improve labor productivity, reduce processing costs, and expand the processing range of the machine tool, so that the operation is convenient, safe. This paper first introduces the research background of fixture and processing parts of the material, function and some special parts. Through the detailed analysis of the reference documents, the functions and related contents of the mechanical fixture are explained. In the technical route, we discuss the best choice of some positioning schemes, the calculation of clamping force and screw diameter. Determine the positioning pin and the overall fixture, and analyze the positioning accuracy; Machining hole setting and calculation; Dimensions, tolerances and technical requirements on general fixture drawing. The process design and production are mainly introduced. Keywords：Three-way valve；Process specification；Fixture design 第一章 緒論 人類發(fā)展的過程其實就是一個制造的過程，從發(fā)展初期人類只能制造一些簡單的器具，經(jīng)歷了漫長的技術(shù)工業(yè)發(fā)展過程，制造業(yè)終于邁向成熟。現(xiàn)代制造技術(shù)或者說先進制造技術(shù)，它從提出到如今也有半個世紀，其中機械行業(yè)尤為重要。機械作為制造業(yè)的基礎(chǔ)，如今一直在不斷發(fā)展，逐漸邁向自動化、數(shù)控化、精密化。在中國不斷強大的國力下，機械行業(yè)必須要在各個方面都有所突破與創(chuàng)新，無論是質(zhì)量、功能還是精度都要不斷發(fā)展創(chuàng)新。 我本次的課題是三通閥零件的加工工藝及相關(guān)夾具的設(shè)計。三孔連桿作為發(fā)動機的主要零件之一，它的生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟且批量生產(chǎn)，所以本次課題的主旨在于考察我對書本的熟悉程度以及鍛煉我如何將書本知識熟練地運用到生產(chǎn)實踐當中。而三孔連桿加工工藝與夾具設(shè)計正是對我們學習完的《機械制圖》、《機械制造工藝學》、《機械工程材料》等科目的一次應用。 第二章 零件分析 2.1零件作用 三通閥作為發(fā)動機的主要零件之一，它的主要作用其實就是支承設(shè)備的曲柄與活塞，來實現(xiàn)動力傳輸?shù)淖饔?。力傳送給曲軸和各個部件。然后通過曲軸旋轉(zhuǎn)，將燃氣壓力轉(zhuǎn)變成動力。所以，三通閥在運作時，機構(gòu)將主要承受交變載荷和氣體壓力。因綜上所述，三通閥既作為支承零件，必要要有足夠的結(jié)構(gòu)鋼度和疲勞強度，不能只靠加大尺寸來滿足承載力的要求，還要考慮材料與結(jié)構(gòu)。 2.2零件的工藝分析 下圖既本課題研究的三通閥零件圖，由圖我們可以看出該零件是一個簡單的連桿結(jié)構(gòu)。參考《機械設(shè)計制造工藝學》，通過其中的零件加工工藝學對該零件進行零件分析。平面的加工要分為粗加工與精加工兩個工序，確保平面的尺寸精度；熱處理要均勻調(diào)制處理到226～271HBS；加工過程中不可出現(xiàn)零件斷裂情況和某工序漏加工的情況。圖紙要求：尺寸完整、精度合理、表達清晰、能夠滿足加工要求。 圖1.1三通閥零件圖 第三章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 所有零件在成型前都是以毛坯的形式存在的，所以毛坯的制造尤為重要。 3.1毛坯的材料選擇及制造 3.1.1毛坯種類的選擇 該零件對材料的要求很高。我們要選擇合適的毛坯，使其具有零件加工所需要的固有特性，如承受交變應力所需要的強度、硬度，傳輸動力過程中需要的精度。通過查閱書本資料并結(jié)合三通閥零件的形狀和強度我們選擇的是45號鋼材。 3.1.2毛坯形狀及尺寸的確定 確定好毛坯的選材，我們還要考慮毛坯的形狀和加工余量，這將直接影響后面加工工藝精度和產(chǎn)品質(zhì)量。所以，在加工工藝規(guī)程中，毛坯選擇的合理性具有重要地位。在這對于本次零件關(guān)于毛坯形狀簡單說明：底面需要留下一定的余量；小孔和在毛坯中要留出，因為這會給工藝設(shè)計和鍛造過程造成困難。 3.1.3毛坯制造方法的選擇 我們選定的材料是HT200，一般對于這種材料使用鍛件或者鑄件。通過零件分析我們知道，零件結(jié)構(gòu)簡單且堆成、尺寸較小，分型面清晰；如果實際生產(chǎn)中用鑄件去鑄料，那么加工余量較高，不夠經(jīng)濟；綜上原因，我們選擇鍛件中的鑄造。 圖1.2三通閥毛坯圖 3.2工藝基準的選擇 3.2.1粗基準的選定 毛坯是零件的原始狀態(tài)，毛坯的面為毛面。所以，加工初步選擇其中的某個毛面為基準，稱為粗基準。根據(jù)粗基準的選擇原則和綜合考慮我們選擇底面粗基準，原因如下： ①粗基準的選擇要考慮便于裝夾、余量最小兩個因素； ②內(nèi)孔為毛坯面，如果用它來作為定位基準會導致尺寸不精準；如果采用端面， 3.2.2精基準的選定 在對精基準的選定時，我們要考慮的主要就是基準的統(tǒng)一、精度的提高、加工的便利性。我采用的是一面兩孔定位。 3.3工藝路線的制訂 3.3.1加工方法的選擇 根據(jù)所需零件加工面、材料、加工精度、生產(chǎn)率的要求，考慮生產(chǎn)線上能滿足的工藝條件，我們才能選出最合適的加工方法。在保證了這些條件后，我們還要考慮生產(chǎn)效率、經(jīng)濟利益最大化以及工人的勞動強度等因素。我們已經(jīng)有了很多的加工方法與經(jīng)驗，加工方法具有多樣性和差異性。 3.3.2加工工序的安排 如果我們想要加工一個復雜的零件，一般單一的工序并不能加工到要求的零件尺寸，所以我們要采用多工序的安排，讓零件加工到我們所要求的尺寸質(zhì)量。同時，合理使用機床設(shè)備、合理安排人工做業(yè)也是我們安排工序要仔細考慮的方面。對于本次課題的零件，我們大致分為三個階段：粗加工、半精加工、精加工。 3.3.3加工階段劃分 ⑴粗加工階段：粗加工階段較為簡單，對于人工技術(shù)的要求也不高，能夠提高生產(chǎn)效率。這一步就是將毛坯切削成與零件要求的成品接近的形狀與尺寸，進而去除大部分材料，提供了后面所需要的精基準。 ⑵半精加工階段：對于粗加工后的零件，尺寸還可以進一步加工以更加接近成品零件，所以就需要半精加工，也可以說這是一個過度階段。 ⑶精加工階段：對于粗加工和半精加工只是初步將零件進行切削使其尺寸初步接近成品零件，精加工主要會將次要表面加工完成，而主要表面則留下一定的加工余量。 3.3.4工序的劃分 3.3.4.1熱處理 本次我們使用的是45號鋼，鍛造毛坯時后殘留應力和硬點，所以在切削加工前毛坯車間），對其進行熱處理。這次采用的是退火處理。（840℃下保持30分鐘）。為了達到零件所需要的硬度，我們會在中間采用熱處理調(diào)制261-270HBS。考慮到調(diào)制處理可能會導致工件變形，我將調(diào)制處理放在精加工前，保證零件質(zhì)量達到要求。 3.3.4.2輔助工序 倒角、清洗、退磁、檢測及入庫。（由于零件不得有裂紋等缺陷，故可使用x射線或者超聲波探傷等無損傷工件內(nèi)部質(zhì)量檢測）。 3.3.4.3確定工藝路線 通過以上對零件的分析、零件的尺寸和《機械制造工藝學》中對零件加工工藝的基本原則，我初步擬定的方案如下： 方案分析：零件工序應該集中便捷，避免多次更換定位點，導致零件的位置精度喪失。同時為了滿足圓跳動要求，擬定了這個方案。 工序號 工藝過程 10 銑底面 20 銑頂面 30 鉆底面2-Φ17孔 40 鉆頂面2-Φ15孔，鉆Φ27孔并攻牙M27 50 銑Φ68側(cè)面 60 鏜Φ52孔，Φ43孔 70 銑Φ45頂面 80 鏜Φ45，Φ37孔 倒角 90 車螺紋M39 100 車螺紋M68 表3-1 工藝路線 3.3.4.4走刀路線安排 通過書本與實際結(jié)合，我們知道走刀路線的安排對生產(chǎn)效率具有一定的影響，所以對走刀路線的安排也是提高生產(chǎn)率的一種辦法。所以對于走刀路線的安排可以考慮如下： ⑴合理安排路線，減少空運時間以減少加工時間，提高生產(chǎn)率； ⑵合理設(shè)計程序，簡化數(shù)值計算，簡化程序； ⑶最重要的是要保證加工精度、表面粗糙度符合加工圖表的要求。 3.3.4.5加工設(shè)備的選擇 工序號 工藝過程 加工設(shè)備 10 銑底面 X532 20 銑頂面 X532 30 鉆底面2-Φ17孔 Z525 40 鉆頂面2-Φ15孔，鉆Φ27孔并攻牙M27 Z525 50 銑Φ68側(cè)面 X532 60 鏜Φ52孔，Φ43孔 T768 70 銑Φ45頂面 X532 80 鏜Φ45，Φ37孔 倒角 T768 90 車螺紋M39 C6140 100 車螺紋M68 C6140 表3-2 加工設(shè)備 3.3.4.6刀具的選擇 確認設(shè)備后，我們要選擇工具。刀具的選擇是機械加工過程中的重要環(huán)節(jié)之一，所以刀具的選擇就是以此為基礎(chǔ)的。刀具的切削性能可以直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和精度，同時，如果刀具選擇得當，還可以提高生產(chǎn)效率。因此，刀具所要求的特性是：高剛性、韌性、抗粘連、化學穩(wěn)定性等。綜合考慮，我們選擇不帶可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的刀具。最后還要考慮刀柄錐度與機床主軸錐度的匹配。刀具表如下： 工序號 工藝過程 刀具 10 銑底面 硬質(zhì)合金銑刀 20 銑頂面 硬質(zhì)合金銑刀 30 鉆底面2-Φ17孔 麻花鉆 40 鉆頂面2-Φ15孔，鉆Φ27孔并攻牙M27 麻花鉆 50 銑Φ68側(cè)面 硬質(zhì)合金銑刀 60 鏜Φ52孔，Φ43孔 硬質(zhì)合金鏜刀 70 銑Φ45頂面 硬質(zhì)合金銑刀 80 鏜Φ45，Φ37孔 倒角 硬質(zhì)合金鏜刀 90 車螺紋M39 硬質(zhì)合金車刀 100 車螺紋M68 硬質(zhì)合金車刀 表3-3刀具表 3.4確定切削用量以及基本工時定額 工序1：（1）粗銑底面 機床：X5032銑床 刀具：高速鋼銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 主軸轉(zhuǎn)速 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）精銑底面 機床：X5032銑床 刀具：高速鋼銑刀，材料：， ，齒數(shù)Z=25，為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=0.5mm 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-31 主軸轉(zhuǎn)速 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序20：（1）粗銑頂面 機床：X5032銑床 刀具：高速鋼銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 主軸轉(zhuǎn)速 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）精銑頂面 機床：X5032銑床 刀具：高速鋼銑刀，材料：， ，齒數(shù)Z=25，為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=0.5mm 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-31 主軸轉(zhuǎn)速 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序30：鉆底面2-Φ17孔 加工機床為Z535立式鉆床。鉆頭為2-?17mm標準高速鋼麻花鉆。 確定鉆削用量 ①確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 ②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結(jié)論進行修正。 根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故 查Z535機床說明書，取主軸轉(zhuǎn)速 。實際切削速度為 由參考文獻[2]，表28-5，，故 ③校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 切削工時 被切削層長度（切削深度）： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序40：（1）鉆2-Φ15通孔 加工機床為Z535立式鉆床。鉆頭為?15mm標準高速鋼麻花鉆。 確定鉆削用量 ①確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 ②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結(jié)論進行修正。 根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故 查Z535機床說明書，取主軸轉(zhuǎn)速 。實際切削速度為 由參考文獻[2]，表28-5，，故 ③校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 切削工時 被切削層長度（切削深度）： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）鉆Φ27通孔 加工機床為Z535立式鉆床。鉆頭為?27mm標準高速鋼麻花鉆。 確定鉆削用量 ①確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 ②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結(jié)論進行修正。 根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故 查Z535機床說明書，取主軸轉(zhuǎn)速 。實際切削速度為 由參考文獻[2]，表28-5，，故 ③校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 切削工時 被切削層長度（切削深度）： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （3）攻M27×1.5的螺紋 機床：Z535立式鉆床 刀具：細柄機用絲錐（） 進給量：由于其螺距,因此進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐主軸轉(zhuǎn)速：取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序50：（1）粗銑Φ68凸臺側(cè)面 機床：X5032銑床 刀具：高速鋼銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 主軸轉(zhuǎn)速 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）精銑Φ68凸臺側(cè)面 機床：X5032銑床 刀具：高速鋼銑刀，材料：， ，齒數(shù)Z=25，為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=0.5mm 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-31 主軸轉(zhuǎn)速 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序60：粗鏜Φ52的孔，Φ43孔 機床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度：，毛坯孔徑、毛坯孔徑。 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.5mm。因此確定進給量。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-41取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度：（深度） 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： （2）精鏜到Φ52的孔，Φ43孔 機床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度：，毛坯孔徑、毛坯孔徑。 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進給量 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實際切削速度，： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度：（深度） 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 工序70：（1）粗銑Φ45頂面 機床：X5032銑床 刀具：高速鋼銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74 主軸轉(zhuǎn)速 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81, 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）精銑Φ45頂面 機床：X5032銑床 刀具：高速鋼銑刀，材料：， ，齒數(shù)Z=25，為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=0.5mm 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-31 主軸轉(zhuǎn)速 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序80：（1）粗鏜Φ45，Φ37孔的孔 機床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度：，毛坯孔徑、毛坯孔徑。 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.5mm。因此確定進給量。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-41取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度：（深度） 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： （2）精鏜Φ45，Φ37孔的孔 機床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度：，毛坯孔徑、毛坯孔徑。 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進給量 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實際切削速度，： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度：（深度） 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 所以該工序總機動工時 工序90：車M39×1.5的螺紋 機床：CA6140 1.刀具：硬質(zhì)合金車刀 進給量：由于其螺距,因此進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取 2.確定切削用量 （1）確定背吃刀量 粗車螺紋，加工余量為2.5mm,一次走刀，則單邊吃刀量為 ap=2.5/2=1.25mm。 (2)確定進給量 由《切削用量簡明手冊》，刀桿尺寸25×25，工件直徑為39mm， 則f=0.3~0.4。再由《簡明手冊》表4.2—3查取 f =0.3。 (3)選擇刀具磨鈍標準及耐用度 由《切削用量簡明手冊》表1.9 查取后刀面磨損最大限度為0.8~1.0，耐用度為 T=240min。 (4)確定切削速度VC 根據(jù)《機械制造工藝與裝備》表2-20，查得各修正系數(shù)為：Cv=242 ，xv=0.15，yv=0.35，m=0.20 查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式： 將以上數(shù)據(jù)代入公式： 確定機床轉(zhuǎn)速 ==1270r/min 根據(jù)機床參數(shù)，最終確定主軸轉(zhuǎn)速為：1120r/min 實際加工速度V=87.92m/min 3計算基本工時 查《機械加工工序設(shè)計》指導書表 3.9 得， 工序100：車M68×1.5的螺紋 機床：CA6140 1.刀具：硬質(zhì)合金車刀 進給量：由于其螺距,因此進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取 2.確定切削用量 （1）確定背吃刀量 粗車螺紋，加工余量為2.5mm,一次走刀，則單邊吃刀量為 ap=2.5/2=1.25mm。 (2)確定進給量 由《切削用量簡明手冊》，刀桿尺寸25×25，工件直徑為39mm， 則f=0.3~0.4。再由《簡明手冊》表4.2—3查取 f =0.3。 (3)選擇刀具磨鈍標準及耐用度 由《切削用量簡明手冊》表1.9 查取后刀面磨損最大限度為0.8~1.0，耐用度為 T=240min。 (4)確定切削速度VC 根據(jù)《機械制造工藝與裝備》表2-20，查得各修正系數(shù)為：Cv=242 ，xv=0.15，yv=0.35，m=0.20 查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式： 將以上數(shù)據(jù)代入公式： 確定機床轉(zhuǎn)速 ==468r/min 根據(jù)機床參數(shù)，最終確定主軸轉(zhuǎn)速為：480r/min 實際加工速度V=95m/min 3計算基本工時 查《機械加工工序設(shè)計》指導書表 3.9 得， 第四章 銑夾具設(shè)計 本次設(shè)計為專用夾具。以便在加工過程中提高工作效率、保證加工質(zhì)量。本次夾具設(shè)計為加工頂面設(shè)計專用夾具。 專用夾具的特點：針對性強、結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、容易操作、裝夾速度快、以及生產(chǎn)效率高和定位精度高；但是設(shè)計和制造周期長；產(chǎn)品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用，適應性差；費用高等特點。 4.1 定位基準的選擇 由零件圖可知：在加工前，底平面進行了銑加工，后側(cè)面也是一直都不加工的側(cè)面，因此，選后側(cè)面和做側(cè)面面為定位精基準（設(shè)計基準）來滿足加工的尺寸要求。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的夾緊機構(gòu)。 4.2壓緊元件的選擇 在此夾具中，只是為了防止工件在加工過程中的振動和轉(zhuǎn)動，因此采用簡單機構(gòu)壓緊工件即可。 4.3切削力及夾緊力的計算 4.31切削力計算 刀具：高速鋼銑刀 φ160mm z=24 機床：X5032銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 4.32.夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 4.4誤差分析與計算 該夾具以底面、側(cè)面為定位基準，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 孔與左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由參考文獻[15]《互換性與技術(shù)測量》表可知： 取（中等級）即 ：尺寸偏差為、 由[16]《機床夾具設(shè)計手冊》可得： ⑴、定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故 ⑵、夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： ⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷、夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應尺寸公差的五分之一取。即 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 定位精度分析 定位誤差主要由基準不重合，基準位置誤差引起。 ΔDW=ΔBC+ΔJW 由于基準重合，不考慮ΔBC ΔJW=Td/[2sin(α/2)] Td---工件外圓尺寸的公差 Td=0.025 ΔJW=0.025/[2sin(30)]=0.025 所以夾具能滿足零件加工精度的要求。 銑夾具裝配圖如圖所示 第五章 鉆夾具設(shè)計 本次設(shè)計為專用夾具。以便在加工過程中提高工作效率、保證加工質(zhì)量。本次夾具設(shè)計為加工頂面孔設(shè)計專用夾具。 專用夾具的特點：針對性強、結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、容易操作、裝夾速度快、以及生產(chǎn)效率高和定位精度高；但是設(shè)計和制造周期長；產(chǎn)品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用，適應性差；費用高等特點。 5.1 定位基準的選擇 由零件圖可知：在對孔進行加工前，底平面進行了銑加工，后側(cè)面也是一直都不加工的側(cè)面，因此，選后側(cè)面和做側(cè)面面為定位精基準（設(shè)計基準）來滿足孔加工的尺寸要求。 由零件圖可以知道，圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇左側(cè)面和后側(cè)面為定位基準來設(shè)計鉆模，從而滿足孔軸線和兩個側(cè)面的尺寸要求。 5.2壓緊元件的選擇 在此夾具中，只是為了防止工件在加工過程中的振動和轉(zhuǎn)動，因此采用壓板壓緊工件即可。 5.3切削力及夾緊力的計算 該孔的設(shè)計基準為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則；　參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF 軸向力：F夾＝KF （N） 扭距： Nm 在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù) 由資料《機床夾具設(shè)計手冊》查表可得： 切削力公式： 式（2.17） 式中 查表得： 即： 實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表得： 安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大 取，， 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：： 式中參數(shù)由[16]《機床夾具設(shè)計手冊》可查得： 其中： 由[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表得：原動力計算公式： 由上述計算易得： 因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。 5.4誤差分析與計算 該夾具以底面、側(cè)面為定位基準，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 孔與左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由參考文獻[15]《互換性與技術(shù)測量》表可知： 取（中等級）即 ：尺寸偏差為、 由[16]《機床夾具設(shè)計手冊》可得： ⑴、定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故 ⑵、夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： ⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷、夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應尺寸公差的五分之一取。即 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 定位精度分析 定位誤差主要由基準不重合，基準位置誤差引起。 ΔDW=ΔBC+ΔJW 由于基準重合，不考慮ΔBC ΔJW=Td/[2sin(α/2)] Td---工件外圓尺寸的公差 Td=0.025 ΔJW=0.025/[2sin(30)]=0.025 所以夾具能滿足零件加工精度的要求。 鉆夾具裝配圖如圖所示 總結(jié) 在老師的指導和幫助下，經(jīng)過幾個月的拼搏，終于完成了三通閥的加工工藝設(shè)計。在此向?qū)煴硎局孕牡母兄x。 從最初的選題，當看到三通閥零件結(jié)構(gòu)圖的時候，感覺迷茫無從下手，到后面一步步的編譯，一點一點的查詢數(shù)據(jù)，預構(gòu)的思路，反復的驗證，在導師的幫助下，他們完成了毛坯的選擇、加工路徑的規(guī)劃、粗細基準的確定、機床的選擇、切削參數(shù)的計算。 在三通閥的工藝設(shè)計過程中，我查閱了大量文獻，反復驗證了自己的想法，與老師密切溝通，密切配合，最終完成了三通閥的設(shè)計方案。通過這個設(shè)計，是對我大學生涯所學知識的完美總結(jié)。我在設(shè)計基礎(chǔ)上用到了很多基礎(chǔ)知識，包括金屬加工實踐和課堂上的機械設(shè)計基礎(chǔ)，以及機械制造基礎(chǔ)。這個設(shè)計也考驗了我的專業(yè)素質(zhì)和現(xiàn)場學習應用能力。它深深地啟發(fā)了我，并理解了應用所學知識的深刻原則。 非常感謝這個設(shè)計過程，讓我充分了解到結(jié)合很多知識的重要性，培養(yǎng)了自己的能力，鍛煉了自己的大腦。還是很感謝老師的幫助，讓我的設(shè)計能夠順利完成。這是我大學生涯中最寶貴的資產(chǎn)，它使我受益終生。在此，我也向我的母校致以深深的敬意！ 參考文獻 [1] 紀名剛，濮良貴. 機械設(shè)計. 第七版. 北京：高等教育出版社，2003 [2] 熊良山，嚴曉光，張福潤. 機械制造技術(shù)基礎(chǔ). 武漢：華中科技大學出版社, 2007 [3] 劉光啟，趙海霞. 機械制造制圖手冊. 北京：化學工業(yè)出版社，2005 [4] 楊家軍. 機械原理. 武漢：華中科技大學出版社， 2005 [5] 常明，童秉樞. 畫法幾何及機械制圖. 第三版. 武漢：華中科技大學出版社， 2004 [6] 孫訓方，方孝淑，關(guān)來泰. 材料力學. 第四版 北京：高等教育出版社，2005 [7] 周風云，毛志遠. 工程材料及應用. 第二版. 武漢：華中科技大學出版社， 2002 [8] 沈其文，傅水跟. 材料成型工藝基礎(chǔ). 第三版. 武漢：華中科技大學出版社， 2003 [9] 楊叔子. 機械加工工藝師手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2004 [10] 李益民. 機械制造工藝簡明手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2003 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