閥體工藝規(guī)程及夾具設計【含9張CAD圖紙、文檔全套】【GJ系列】

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南通職業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 摘要 生產制造機械產品是通過對原材料加工到出庫成為成品的過程。此外還有毛坯生產過程，及其機械加工與熱處理過程，包括裝配、檢驗、涂色與測試機器步驟。其加工工藝保證產品使用性能的前提下可以用生產率高、勞動量少、材料消耗少和生產使用成本低的方法制造出來。 工序中包含毛坯加工時所需的加工方法與步驟，除此之外還需要包括實現零件加工的機床的設備以及這些機床設備上所使用的刀具和夾具等必須的設備。首先需要考慮零件的生產要求和其生產成本，在滿足技術要求的情況下盡可能的選擇生產成本低，消耗低的生產設備。最后據企業(yè)擁有的設備，來選擇已擁有的生產設備。在工藝過程中的任一工序，用來迅速、方便、安全地來安裝工件所使用的裝置就叫做夾具。使用夾具可以保證加工精度、提高勞動的生產率、改善操作員工的勞動條件、降低生產的成本、以及擴大機床的工藝范圍。 零件的結構是否完善合理，還要根據它是否符合工藝方面的要求，即在保證產品使用性能的前提下是否能用生產率高、勞動量少、材料消耗少和生產使用成本低的方法制造出來。工序中包含毛坯加工時所需的加工方法與步驟，除此之外還需要包括實現零件加工的機床的設備以及這些機床設備上所使用的刀具和夾具等必須的設備。 關鍵詞：毛坯 、夾具、設備、工藝、工序、工步、加工精度  Abstract Manufacture of mechanical products is based on raw material processing to become the finished product of the outbound process. In addition to blank production process, and its machining and heat treatment process, including assembly, testing, painting and test machine steps. Under the premise of its processing technology to ensure product performance can use high productivity, less amount of labor, material consumption and production, the use of low cost method. Process includes blank processing methods and steps of the necessary processing, in addition also need to include implementation of machine tool parts processing equipment, and the machine tool equipment of the cutting tool and fixture must be used on the equipment. In the case of meet the technical requirements as far as possible choose low production cost, low consumption of production equipment. Finally, according to the enterprises have the equipment to choose has production equipment. Any process in the process used to fast, convenient and safe to install the artifacts used by the device is called a fixture. Using jig can ensure the machining accuracy, improve labor productivity, improve the operating staff labor condition, reduce the cost of production, as well as the expanding process of machine tool. The structure of the parts are perfect and reasonable, but also according to whether it meets the requirement of process, namely on the premise of guarantee products using performance whether can use the high productivity, less amount of labor, material consumption and production, the use of low cost method. Process includes blank processing methods and steps of the necessary processing, in addition also need to include implementation of machine tool parts processing equipment, and the machine tool equipment of the cutting tool and fixture must be used on the equipment. Keywords: blank, fixtures, equipment, technology, process, work step, the machining accuracy  目錄 摘要 1 Abstract 2 第一章 零件的工藝分析 1 1.1 零件的功能、結構及生產類型的確定 1 1.1.1 零件的作用 1 1.1.2 零件的工藝分析 2 1.1.3 零件的生產類型 2 1.2 主要加工面及要求 3 第二章 毛坯的選擇 4 2.1 確定毛坯的類型、制造方法 4 2.2 毛坯的技術要求 4 2.3 確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 5 2.3.1 毛坯加工余量、尺寸公差 5 2.3.2 繪制毛坯圖 6 第三章 基準的選擇 7 3.1 粗基準的選擇 7 3.2 精基準的選擇 7 第四章 制訂工藝路線 8 4.1 確定各加工面加工方法 8 4.2 擬定加工工藝路線 8 4.2.1 工藝路線方案 1 8 4.2.2 工藝路線方案 2 9 4.3工藝比較分析 10 第五章 工序設計 11 5.1 選擇加工設備及工藝裝備 11 5.2 選擇夾具 12 5.3 選用刀具 12 第六章 加工余量工序尺寸及公差 13 第七章 確立切削用量和基本工時 17 7.1 工序I切削用量及基本時間的確定 17 7. 1 .1 切削用量 17 7. 1 .2 背吃刀量 17 7. 1 .3 定進給量 17 7. 1 .4 切削速度 18 7. 1. 5 校驗機床功率 18 7. 1 .6 基本時間 18 7.2 工序II切削用量及基本時間的確定 18 7.2.1 切削用量 19 7.2.2 背吃刀量 19 7.2.3 確定進給量 19 7.2.4 確定切削速度 19 7. 2 .5 校驗機床功率 19 7. 2 .6 基本時間 19 7.3 工序III切削用量及基本時間的確定 20 7.3.1 刀具選擇 20 7.3.2 背吃刀量 20 7.3.3 確定進給量 20 7.3.4 確定切削速度 21 7. 3. 5 校驗機床功率 21 7. 3 .6 基本時間 21 7.4 工序IV 切削用量及基本時間的確定 21 7.4.1 刀具選擇 22 7.4.2 背吃刀量 22 7.4.3 確定進給量 22 7.4.4 確定切削速度 22 7. 4. 5 校驗機床功率 22 7. 4 .6 基本時間 23 7.5 工序V切削用量及基本時間的確定 23 7. 5 .1 刀具選擇 23 7. 5 .2 背吃刀量 23 7. 5 .3 定進給量 23 7. 5 .4 切削速度 23 7. 5. 5 校驗機床功率 24 7. 5 .6 基本時間 24 7.6 工序VI切削用量及基本時間的確定 24 7.6.1 刀具選擇 24 7.6.2 背吃刀量 24 7.6.3 確定進給量 24 7.6.4 確定切削速度 24 7.6.5 校驗機床功率 25 7.6.6 基本時間 25 7.7 工序VII切削用量及基本時間的確定 25 7.7.1 刀具選擇 25 7.7.2 背吃刀量 25 7.7.3 確定進給量 26 7.7.4 確定切削速度 26 7.7.5 校驗機床功率 26 7.7.6 基本時間 26 7.8 工序VIII切削用量及基本時間的確定 27 7.8.1 刀具選擇 27 7.8.2 背吃刀量 27 7.8.3 確定進給量 27 7.8.4 確定切削速度 27 7.8.5 校驗機床功率 27 7.8.6 基本時間 28 第八章 夾具體設計 29 8.1 定位基準的選擇 29 8.2 定位誤差分析 29 8.3 切削力及夾緊力計算 29 8.4 切屑參數的設定 30 8.4.1 鉆孔切削用量 30 8.4.2 確定進給量f 30 8.4.3 確定切削速度v 30 8.4.4 校驗機床功率 30 8.4.5 確定基本時間 31 8.5 夾具總體設計 31 第九章 夾具結構設計 32 9.1 鉆模板 32 9.2 夾具體設計 32 9.3 夾緊機構 33 9.4 鉆套 33 9.5 刀具選擇 33 9.6 夾具的設計與操作 34 9.7 結構特點 34 第十章 設計心得 35 參考文獻 36  35 第一章 零件的工藝分析 所謂的零件的結構工藝性是用來指所設計的零件在滿足使用的前提下，其零件制造的可行性和經濟性。因此零件的結構要根據其使用范圍、用途及使用要求來進行合理地設計。但是，零件的結構是否完善合理，還要根據它是否符合工藝方面的要求，即在保證產品使用性能的前提下是否能用生產率高、勞動量少、材料消耗少和生產使用成本低的方法制造出來。 1.1 零件的功能、結構及生產類型的確定 零件是組成機器或部件的基本單位，根據零件在機器和部件的作用，通常可以分為三類：標準件、常用件、一般零件。此次我們的零件屬于一般零件中的箱體盤蓋類零件，此類零件的基本形狀是扁平的盤狀，它們的主要的結構大體上有回轉體形狀，通常還帶有各式形狀的凸緣或均布的圓孔、肋板等一些局部結構。 1.1.1 零件的作用 圖示為閘閥的閥體的零件圖，其所用材料為鑄鋼45號的鑄件，其生產綱領要求為成批生產中的中批生產。此設計要求的內容有：1、該閥體零件圖一張 2、該閥體零件的毛坯圖一張 3、該閥體零件的機械加工工藝規(guī)程卡片（工藝卡、工序卡）一套 4、該閥體零件的夾具裝配總圖及其非標零件圖（工程圖）一套 5、畢業(yè)設計說明書一份。 圖1.1 閘閥閥體 圖1.1所示零件是閘閥閥體，其工作原理是關閉件（閘板）沿通路中心線的垂直方向移動做全開和全切斷。由于我們這個零件是手動閘閥，所以它是通過轉動手輪，手輪與閥桿的進、退，提升或下降與閥桿連接的閥板，達到的開啟和關閉的作用。圖1.1所示的閥體其經過頂部的螺紋，將閥體的旋轉運動轉化成了直線運動，這樣可以將對閥體的控制的扭矩轉化成了控制推力。閥體底部通過螺栓與閥門連接。其具有流動阻力小、啟閉時比較省力、水錘現象不易產生、介質可向兩側方向流動，易于安裝等優(yōu)點。 1.1.2 零件的工藝分析 在編制閥體零件機械加工工藝規(guī)程之前，應研究閥體零件的工作圖樣和清楚零件的性和用途及其適合的加工零件需要的工作條件，同時可以進一步明確該零件的位置、作用。通過合理的工藝分析可以獲得零件的尺寸精度、結構形狀、表面粗糙度、相互位置精度和熱處理等的技術要求是否符合實際，是否有利于加工、裝配。除此之外還能對該閥體零件的工藝要求有更深的了解，這樣可以制定出更加符合要求的工藝規(guī)程。 通過對閥體零件圖的進一步的剖析，可以得出閥體零件圖是正確的、完整的。閥體零件的尺寸、公差及技術要求等符合要求。其閥體零件內下部Φ48至Φ43的錐形孔的要求最高，表面粗糙度為Ra1.6。由于有內孔，所以采用鏜加工比較適合，且符合加工要求。其次閥體零件內下部Φ38.9和閥體上部Φ51.3及對應的Φ48.7的內螺紋孔也有規(guī)定要求。除此之外還有底部和閥門接觸的底平面也有一定要求。由于閥體零件可以通過四爪卡盤加緊固定（但需要包裹銅皮），這樣可以采用車加工，且符合零件的加工要求同時還可以合理的降低成本。 1.1.3 零件的生產類型 工藝過程的要求是產品質量優(yōu)質、能大規(guī)模生產和具有較低的消耗。由于工業(yè)產品的種類繁多，一般可使用的工藝路線不盡相同。產品的生產綱領指的是工廠需要完成的生產任務，它的內容一般包括產品對象，整年、季度、每月的合理的產量。 生產綱領對一個工廠來說也許是決定性的作用，其中有決定各工作點的專業(yè)化水平、采用的工藝、工藝裝備和機床設備。所以可對產品的高質、量產、低能耗等主要問題起到重要作用。由于一類產品的產量各不相同，所以可能有不同的制造過程。產品的制造工藝必須清楚不同的生產類型的各自工藝特點。因為產品的結構與之相關的工藝有著極其重要的關系，所以對設計從業(yè)者而言，就必須據產品的生產類型的工藝特點，更加合理地確定結構形狀、技術要求。 圖1.2 各生產類型生產綱領 根據生產要求可以得知，這次的閥體零件生產類型為成批生產的中批生產規(guī)模。閥體屬于小型零件，由圖1.2可知，其生產綱領為500 ~ 5000件之間。根據其生產綱領可以確定： 1、毛坯的制造方法及加工余量應采用部分模鍛或金屬模造型；毛坯的加工余量中等。 2、機床設備應采用通用機床以及部分專用機床。 3、夾具及尺寸應采用通用夾具和專用或成組夾具。 4、量具、刀具應采用專用和標準刀具、量具。 5、工藝應采用完善的工藝規(guī)程和關鍵工序的工序卡片。 6、生產率和成本應為中等。 1.2 主要加工面及要求 零件的主要加工面的選擇，其目的是為零件上任何有質量要求的表面選擇一套盡善盡美的加工方法。其大致先根據加工表面的精度、粗糙度規(guī)定選去最后的加工方法，再選定精加工前需要的加工方法。 （1） 閥體的底面，其表面粗糙度Ra為6.3。該表面與接下來的閥門接觸，因此有一定的粗糙度要求。 （2） 基準孔A直徑為Φ38.9，其表面粗糙度為Ra3.2。與閥體內下部Φ48至Φ43的錐形孔的圓跳動度為0.15、與閥體內下部的M42的同軸度為Φ0.12。 （3） 閥體內下部Φ48至Φ43的錐形孔的粗糙度較高，其粗糙度為Ra1.6。 （4） 對應的Φ48.7的內螺紋的孔，其表面粗糙度Ra為3.2。 第二章 毛坯的選擇 毛坯的選擇需要符合下面的原則：1)工藝性；2)適應性；3)生產條件兼顧；4)經濟性；5)可持續(xù)性發(fā)展。此外毛坯的選擇還要考慮下面幾方面：①零件的生產綱領；②零件材料的工藝性；③零件的結構形狀、尺寸；④現有的生產條件。 2.1 確定毛坯的類型、制造方法 機械制造中常用的毛坯有4種：①鑄件，用于形狀較為復雜的毛坯。 ②鍛件，用于強度要求較高的鋼制件。③型材，用于自動機床加工。④焊接件，制造簡單但要時效處理。 （1）零件材料采用45號鋼，具有較好的強度和切削加工性。45號鋼可以滿足閥體所需要的機械性能要求。 （2）零件年產量是批量生產中的中批生產，產量為500 至5000件。根據圖2.1可知，毛坯采用硬模鑄造，此時鑄造時選用金屬模機械砂型。 （3）零件在加工時對其不加工的面進行定位的面少，所以閥體的零件采用的毛坯為粗鑄件，閥體鑄件加工面的尺寸等級為IT10，不加工面的公差等級為IT12。 毛坯制造方法 最大質量/kg 最小壁厚/mm 材料 生產方式 精度等級（IT） 尺寸公差/mm 表面粗糙度/μm 手工砂型制造方法 不限制 3至5 鐵碳合金、有色金屬及其合金 單件及小批生產 14至16 1至8 -- 機械砂型鑄造 至250 3至5 大批及大量生產 14左右 1至3 -- 永久型鑄造 至100 1.5 11至12 11至12 12.5 表2.1 常用毛坯制造方法 2.2 毛坯的技術要求 技術要求是指零件加工的技術性加工內容和要求。其包括一般技術要求、公差要求、切削加工件要求、熱處理要求、裝配要求、表面處理要求及零件棱邊要求等。 此次設計的閥體有四個技術要求： （1） 未標注倒角為R3 – R5。 （2） 鑄件中無夾渣、氣孔、疏松等缺陷。 （3） 去除毛刺飛邊。 （4） 其它技術要求按Q/TFJ28-92來制定。 2.3 確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 由于現有毛坯制造技術和成本上的原因，隨著產品零件的加工精度和表面質量要求越來越高。所以產品零件毛坯的絕大多數表面仍要留取必要的加工余量，這樣可以方便使用現有設備加工以符合零件的技術要求。 2.3.1 毛坯加工余量、尺寸公差 毛坯尺寸和零件圖樣上尺寸之差為毛坯余量。于此同時，毛坯的加工余量與毛坯的形狀、尺寸及部位有關聯。 通過查閱總結得出： 表2.3 毛坯加工余量與尺寸公差 序號 基本尺寸/mm 加工余量等級 加工余量/mm 選擇理由 1 底面20 G 單側余量2.5 公差等級為CT10，尺寸22.5mm 2 Φ51 G 雙側余量3.0 該尺寸及公差為Φ（45±1.4）mm，考慮工藝性，定為Φ（40±1.4）mm 3 Φ42.5和Φ38.9及最小孔 G 雙側余量3.0 該尺寸及公差為（36.5±1.4）和（32.9±1.4）mm考慮鑄件工藝，定為Φ（32.9±1.4）mm 4 Φ51.3 G 雙側余量3.0 等尺寸公差為2.8mm，該尺寸及公差為Φ（45.3±1.4）mm 5 Φ39 G 雙側余量2.5 等尺寸公差為2.6mm，該尺寸及公差為Φ（33±1.3）mm 6 Φ48.7 G 雙側余量3.0 該尺寸及公差為Φ（42.7±1.4）mm考慮鑄件工藝，定為Φ（33±1.3）mm 2.3.2 繪制毛坯圖 零件圖是在零件生產過程之中，為生產者供應鍛造、鑄造等非切削加工方法制作的坯料的詳細的圖樣。一個好的零件毛坯對于后續(xù)的零件加工與生產起著至關重要的作用。 圖2.3 零件毛坯圖 第三章 基準的選擇 基準的合理選擇是工藝規(guī)程設計中的重中之重?；鶞拭娴倪x擇能否合理與后面零件加工精度、生產效率有關。倘若選擇不合理,會在加工過程中發(fā)現很多問題,甚至造成零件大批報廢最終使生產無法繼續(xù)。 3.1 粗基準的選擇 粗基準是以沒有經過機械加工的毛坯上的表面作定位基準。其通常在第一道工序的第一次裝夾中使用。 為保證加工面與不加工面之間的位置要求需選擇不加工的面為粗基準。如果零件有多個不加工面需選擇當中與加工表面有著較高位置精度的不加工表面作為首次裝夾粗基準。 關于閥體的粗基準的選擇。據以上準則，現在取閥體外表面為粗基準，以此來加工零件的下表面。由于閥體上部需要加緊部分不是回轉體，所以不能采用傳統(tǒng)的三爪卡盤進行加緊，必須采用四爪卡盤進行加緊。四爪同步移動方便夾持四方形的零件。用于加工閥體底部的定位基準，其可以同時限制6個自由度，最終達到完全定位。 3.2 精基準的選擇 選擇精基準要確保加工表面的尺寸精度、位置精度以及裝夾的方便。 其主要原則是：（1）基準重合；可避免因為基準不重合而導致的定位誤差。 （2）自為基準；其只能提高加工表面的尺寸精度但不可以提高表面間的位置精度。 （3）互為基準；其應用于兩表面間的相互間位置精度很高但表面自身的尺寸和形狀精度不是很高時。 （4）確保工件定位精準、夾緊可靠以及操作方便原則。 根據該閥體零件的技術要求和裝配要求以及以上精基準的選擇的主要準則，現取閥體零件的上下兩端面的中心孔也就是閥體零件內孔的軸線作為精基準。這樣閥體零件的加工以內孔軸線作為統(tǒng)一的定位基準，可以確保各加工的內孔之間的位置精度得到保證，還可以避免基準變換時而產生的不必要的誤差。除此之外，還可以減少所使用的夾具種類和簡化夾具的結構。 第四章 制訂工藝路線 工藝路線是展示零件在生產中的一個加工路線或過程在各工序中其標準工時所占用的定額情況。其可以幫助企業(yè)制定準備物料的提前期、下達車間作業(yè)計劃、計算企業(yè)的成本、預算。 4.1 確定各加工面加工方法 查閱相關資料結合各加工面精度要求與粗糙度要求,初選如下工藝路線: (1)閥體255×175的底面采用車方法，經過粗車、半精車即可達到要求。 (2)閥體內下部Φ51、Φ42.5的孔和上部Φ39的孔采用鏜方法，粗鏜可達到要求。 (3)閥體內下部Φ48至Φ43的錐形孔采用鏜方法，經過粗鏜、半精鏜、精鏜可達到要求。 (4)閥體內下部Φ38.9和上部Φ51.3及對應的Φ48.7的內螺紋的孔采用鏜方法，經過粗鏜、半精鏜可達到要求。 (5)閥體Φ70的上表面采用車方法，粗車即可達到要求。 (6)閥體內下部的M42和上部的2-12UN-2B的內螺紋孔采用車方法，經過粗車、半粗車即可達到要求。 (7)閥體內M8的螺紋孔先對其進行鉆和擴加工再進行攻螺紋。 (8)閥體上Φ15的孔采用鉆即可，最后再锪孔處理大小為Φ27.5。 4.2 擬定加工工藝路線 工藝路線的制定是使加工零件的尺寸形狀、尺寸與位置精度等可以符合要求。除此之外，還要想到各表面所選擇的加工方法以及工序集中與工序分散，加工步驟的劃分與工序的安排先后等問題。 4.2.1 工藝路線方案 1 綜合各方面考慮制定了如下工藝路線方案： 工序1 以閥體外表面為粗基準，粗車閥體255×175的底面。 工序2 以底面和內孔軸線為基準，粗鏜閥體內下部Φ51、Φ42.5的孔和Φ48至Φ43的錐形孔、和Φ38.9的孔。 工序3 以內孔軸線為基準，粗車閥體Φ70上表面。 工序4 以上表面和內孔軸線為基準，粗鏜閥體上部Φ51.3及對應的Φ48.7的內螺紋的孔及Φ39的孔。 工序5 以內孔軸線為基準，半精車閥體255×175的底面。 工序6 以底面和內孔軸線為基準，半精鏜Φ48至Φ43的錐形孔和Φ38.9的孔。 工序7 以上表面和內孔軸線為基準，半精鏜閥體上部Φ51.3及對應的Φ48.7的內螺紋孔。 工序8 以上表面和內孔軸線為基準，車內螺紋2-12UN-2B并倒角。 工序9 以底面和內孔軸線為基準，精鏜Φ48至Φ43的錐形孔。 工序10 以上表面和內孔軸線為基準，鉆擴M8的孔并攻絲。 工序11 以底面和內孔軸線為基準，鉆Φ15的孔。 工序12 以底面和內孔軸線為基準，對Φ15的孔進行锪孔，孔為Φ27.5。 工序13 去毛刺。 工序14 終檢。 4.2.2 工藝路線方案 2 綜合各方面考慮制定了如下工藝路線方案： 工序1 以閥體外表面為粗基準，粗車閥體255×175的底面。 工序2 以底面和內孔軸線為基準，粗鏜閥體內下部Φ51、Φ42.5的孔和Φ48至Φ43的錐形孔、和Φ38.9的孔。 工序3 以內孔軸線為基準，半精車閥體255×175的底面。 工序4 以底面和內孔軸線為基準，半精鏜Φ48至Φ43的錐形孔和Φ38.9的孔。 工序5 以底面和內孔軸線為基準，精鏜Φ48至Φ43的錐形孔。 工序6 以內孔軸線為基準，粗車閥體Φ70上表面。 工序7 以上表面和內孔軸線為基準，粗鏜閥體上部Φ51.3及對應的Φ48.7的內螺紋孔及Φ39的孔。 工序8 以上表面和內孔軸線為基準，半精鏜閥體上部Φ51.3及對應的Φ48.7的內螺紋孔。 工序9 以上表面和內孔軸線為基準，鉆擴M8的孔并攻絲。 工序10 以上表面和內孔軸線為基準，鉆擴M8的孔并攻絲。 工序11 以底面和內孔軸線為基準，鉆Φ15的孔。 工序12 以底面和內孔軸線為基準，對Φ15的孔進行锪孔，孔為Φ27.5。 工序13 去毛刺。 工序14 終檢。 4.3工藝比較分析 在上面兩種方案里，其中的制造方法與定位基準基本相似，深究可以看出不同的地方是加工的先后順序不一樣。 方案1中，其加工工序比較分散。其采用的是工序分散原則，這種方案使用的設備與工藝裝備相對簡單，此外對職工的要求也相對低，還可以選擇其恰當的切削量與減少機動時間，但是這種方案需要的生產設備繁多，同時還需要眾多的操作工人。 方案2中，其加工工序比較集中。其采用的是工序集中原則，這種方案可以使用效能高的機床設備，可以達到減少加工設備數目和工人以達到節(jié)省人力、物力、財力。此外減少了工件的安裝的次數，除此之外還能確保各表面的位置精度。但其缺點是繁雜的設備結構，設備調整維修難度大和對操作員工技術要求較高等問題。 綜合考慮兩個方案，最后采用第一個方案作為最終的工藝方案，因為對于批量生產換刀具和夾具比較費時，綜合效能不高，所以采取換機床的方法即使用工序分散的方法來解決。 第五章 工序設計 工序中包含毛坯加工時所需的加工方法與步驟，除此之外還需要包括實現零件加工的機床的設備以及這些機床設備上所使用的刀具和夾具等必須的設備。為了體現這個過程就稱為工序設計。 5.1 選擇加工設備及工藝裝備 在選擇加工設備時首先需要考慮零件的生產要求和其生產成本，在滿足技術要求的情況下盡可能的選擇生產成本低，消耗低的生產設備。最后據企業(yè)擁有的設備，來選擇已擁有的生產設備。 綜合考慮以述因素，做出了如下選擇： 工序1.2.3.4是粗車和粗鏜加工,各工序不是特別多,精度要求也不是很高,零件輪廓尺寸也不大，所以選用如圖5.1.1中的C620-1型臥式車床。 工序9、10為鉆孔加工,工序不多,而且其中精度要求不高,此外鉆床也可以完成擴孔和攻絲，所以可以可選用如圖5.1.2中的Z3025鉆床。 工序11為鉆加工，完成鉆加工后也可以對孔進行锪孔處理，也選用Z3025鉆床。 工序5、6、7為半精車,半精鏜, 選用C620-1型臥式車床。 工序8是精鏜,零件輪廓尺寸不大,加工部分是回轉體,故在車床上加工。由于精度要求高,對斜面的粗糙度要求也比較高,所以選用如圖5.1.3所示的C616型臥式車床。 圖5.1.1 C620-1車床 圖5.1.2 Z3025鉆床 圖5.1.3 C616車床 5.2 選擇夾具 在工藝過程中的任一工序，用來迅速、方便、安全地來安裝工件所使用的裝置就叫做夾具。使用夾具可以保證加工精度、提高勞動的生產率、改善操作員工的勞動條件、降低生產的成本、以及擴大機床的工藝范圍。 在本次設計中，閥體內M8的螺紋孔和閥體上Φ15的孔，需要采用專用夾具，其它車加工和鏜加工采用通用夾具。通用夾具為圖5.2所示的四爪卡盤。 圖5.2 四爪卡盤 5.3 選用刀具 （1）在車床上的工序,一般都選用硬質合金車刀與鏜刀,所以加工零件時,粗加工用YG8,半精加工用YG6,精加工用YG6X。YG8具有較高的耐磨性，能很好的抵抗沖擊，但其耐磨性及其允許的切削速度比較低，所以用于粗加工。YG6具有較高的耐磨性，也可以更好的抗震動和沖擊，所以用于半精加工。YG6X比YG6更加好的耐磨和使用強度，所以用于精加工。 （2）鉆孔使用直柄麻花鉆和錐柄麻花鉆。閥體上部孔為Φ5其小于Φ12，因此采用如圖5.3.1所示規(guī)格為GB/T6135.2-1996的Φ5直柄麻花鉆。下部有10個Φ15的孔其大于Φ12，因此采用規(guī)格為如圖5.3.2所示GB/T143.2-2008的Φ15錐柄麻花鉆。 （3）锪孔采用如圖5.3.3所示規(guī)格為GB/T4262-2004的Φ22.5平底锪鉆。 圖5.3.1 直柄麻花鉆 圖5.3.2 錐柄麻花鉆锪鉆 圖5.3.3 锪鉆 第六章 加工余量工序尺寸及公差 毛坯不能直接達到零件所要求的精度和表面粗糙度，所以必須要留以必要的加工余量，以便后面的機械加工來達到所需要求。留取加工余量的目的是為在機械加工過程中切除的加工成最終成為零件時多余的金屬層。 選取的加工余量厚度最終會影響成品零件制造的生產率與產品質量。當零件余量制定了超過要求時會增大勞動量和降低生產率，此外可能增加刀具、原料、資源、人員的成本。由于加工余量太小不可以解決生產中可能會有的各種誤差與缺陷，可能還會導致不合格產品的產生，所以需要擬定因地制宜的加工余量。加工余量確定方法有：1、經驗估算法。2、查表修正法。3、分析計算法。 表6.1 加工底面的各數值 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度/mm 半精車 0.3 H10 6.3 20.00 20.00-0.1 0 粗車 2.2 H12 12.6 20.30 20.30-0.2 0 毛坯 ±2 22.50 22.5±2 表6.2加工上表面的工序尺寸 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度/mm 粗車 2 H12 12.6 37 37.00-0.2 0 毛坯 ±1 39 39±1 表6.3 Φ51.3 工序尺寸 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度/mm 半精鏜 0.3 H10 3.2 51.3 51.30-0.1 0 粗鏜 6.3 H12 12.6 51.6 51.60-0.2 0 毛坯 ±2 45.3 45.3±2 表6.4 Φ38.9工序尺寸 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度/mm 半精鏜 0.3 H10 6.3 38.9 38.90-0.1 0 粗鏜 6.3 H12 12.6 38.6 38.60-0.2 0 毛坯 ±2 32.9 32.9±2 表6.5Φ48至Φ43的錐形孔工序尺寸 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度/mm 精鏜 0.1 H8 3.2 43 43.00-0.05 0 半精鏜 0.3 H10 6.3 42.9 42.9-0.1 0 粗鏜 9.7 H12 12.6 42.6 42.6-0.2 0 毛坯 ±2 32.9 32.9±2 表6.6 Φ48.7 工序尺寸 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度/mm 半精鏜 0.3 H10 6.3 48.7 38.90-0.1 0 粗鏜 3.1 H12 12.6 48.4 38.75-0.2 0 毛坯 ±2 45.3 45.3±2 表6.7 Φ39工序尺寸 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度/mm 粗鏜 6 H12 12.6 39 39.00-0.2 0 毛坯 ±2 33 33±2 表6.8 Φ51工序尺寸 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度/mm 粗鏜 9 H12 12.6 51 51.00-0.2 0 毛坯 ±2 40 40±2 表6.9 Φ42.5工序尺寸 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標注工序尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度/mm 粗鏜 H12 12.6 42.5 39.00-0.2 0 毛坯 ±2 32.9 33±2 第七章 確立切削用量和基本工時 切削用量的選定要在已選好的刀具材料和幾何角度的基礎上，合理地確定其背吃刀量、進給量、切削速度νc?；竟r是指在一定生產條件下，規(guī)定生產一件產品或一道工序所需消耗的時間。 7.1 工序I切削用量及基本時間的確定 7. 1 .1 切削用量 本工序為粗車閥體底面。已知加工材料為鋼材料鑄件，選用刀具為YG15硬質合金車刀。加工采用的機床為C620-１型臥式車床。根據零件特性，工件用四爪卡盤加工。 根據文獻[3]表1.30，可知C620-1車床中心高度為,根據文獻[3]表1.1可選用的刀杠尺寸為,其刀片的厚度為4.5mm。 7. 1 .2 背吃刀量 粗車單邊余量為2.5mm，則有=2.5mm。 7. 1 .3 定進給量 根據文獻[3]表1.4，可以得出。按車床說明書選擇/r。 當σp≤2.8mm，f≤0.75mm/r，Vc=65m/min時，Ff=1530N。 根據文獻[3]表1.29-2，切削時Ff的修正系數有κvoFf=1.0，κλsFf=1.0，κκrFf=1.11，故其實際進給力為： Ff=1530×1.11N=1698.3N 因為切削時需要的進給力小于車床進給機構要求的進給力，所以我們選用/r。 7. 1 .4 切削速度 根據文獻[3]表1.28，切削時的Vc修正系數有κtv=0.65，κκrv=0.92，κsv=0.8，κTv=1.0，κkv=1.0，故有： νc=νtκν=109×0.65×0.92×0.8 m/min=52.1m/min n=1000νcπD=1000×52.1π×120 r/min=138.3 r/min 根據文獻[3]表1.30，參考C620-1車床的轉速，選擇n=120r/min，得出實際切削速度Vc為： νc=πDnc1000=π×120×1201000 m/min=45.2m/min 7. 1. 5 校驗機床功率 根據文獻[3]表1.24，當σb=680-810MPa，σp≤2.8mm，f≤0.75mm/r，Vc≤46m/min時，Pc=2.4KW。 最后決定的車削用量為：=2.5mm，/r，n=120r/min，νc=45.2m/min。 7. 1 .6 基本時間 計算基本工時的公式為Tm=Lnf ，其中L=ι+y+Δ，ι=22.5mm，根據文獻[3]表1.26，車削時的人切量及超級量y+Δ=2.0mm，則有L=22.5+2 mm=24.5mm，故： Tm=24.5120×0.65min=0.31min 7.2 工序II切削用量及基本時間的確定 本工序為粗鏜閥體下部各孔。已知加工材料為鋼材料鑄件；加工使用的機床為C620-１型臥式車床，工件用四爪卡盤進行夾持。 7.2.1 切削用量 所選刀具為YG6硬質合金直徑為25mm圓形鏜刀, 根據文獻[3]1.3,主偏角，副偏角，刃傾角, 刀尖圓弧半徑。 7.2.2 背吃刀量 雙邊余量為6.3mm,ap=6.32mm=3.15mm。 7.2.3 確定進給量 根據文獻[3]1.5,當粗鏜時, 鏜刀直徑為25mm,ap＜5, 鏜刀伸出長度為125mm時 ,f=0.25~0.35,故選f=0.30mm/r。 7.2.4 確定切削速度 根據文獻[3]表1.28，切削時的Vc修正系數有κtv=0.65，κκrv=0.92，κsv=0.8，κTv=1.0，κkv=1.0，故有： νc=νtκν=123×0.65×0.92×0.8 m/min=58.8m/min n=1000νcπD=1000×58.8π×51 r/min=367.2 r/min 根據文獻[3]表1.30，參考C620-1車床的轉速，選擇n=380r/min，得出實際切削速度Vc為： νc=πDnc1000=π×51×3801000 m/min=60.9m/min 7. 2 .5 校驗機床功率 根據文獻[3]表1.24，當σb=680-810MPa，σp≤3.4mm，f≤0.47mm/r，Vc≤70m/min時，Pc=2.9KW。 最后決定的車削用量為：=3.15mm，/r，n=380r/min，νc=60.9m/min。 7. 2 .6 基本時間 計算基本工時的公式為Tm=Lnf，其中L=ι+y+Δ，ι=64mm，根據文獻[3]表1.26，車削時的人切量及超級量y+Δ=2.0mm，則有L=64+2 mm=66mm，故： Tm=66380×0.3min=0.58min 7.3 工序III切削用量及基本時間的確定 本工序為粗車閥體上表面。已知加工材料為鋼材料鑄件；加工使用的機床為C620-１型臥式車床，工件用四爪卡盤進行夾持 7.3.1 刀具選擇 選用刀具為YG15硬質合金車刀。本工序選用的刀具與工序1基本相同。 7.3.2 背吃刀量 單邊余量為2.0mm,ap=1mm 。 7.3.3 確定進給量 根據文獻[3]表1.4，可以得出。按車床說明書選擇/r。 確定進給量需要滿足機床的結構強度，所以需要對其進行校驗。 根據文獻[3]表1.30，可知C620-1機床允許的進給力Fmax=3530N。 根據文獻[3]表1.21，當鋼料σb=680-810MPa，σp≤2.0mm，f≤0.75mm/r，Vc=65m/min時，Ff=905N。 根據文獻[3]表1.29-2，切削時Ff的修正系數有κvoFf=1.0，κλsFf=1.0，κκrFf=1.11，故其實際進給力為： Ff=905×1.11N=1004.6N 因為切削時需要的進給力小于車床進給機構要求的進給力，所以我們選用/r。 根據文獻[3]表1.9選擇車刀的磨鈍標準及壽命，車刀刀面的最大磨損量取為1mm，車刀壽命T=60min。 7.3.4 確定切削速度 根據文獻[3]表1.10，當使用YT15硬質合金車刀加工σb=680-700MPa、σp≤3mm、f≤0.75mm/r時，Vc=109m/min。 根據文獻[3]表1.28，切削時的Vc修正系數有κtv=0.65，κκrv=0.92，κsv=0.8，κTv=1.0，κkv=1.0，故有： νc=νtκν=109×0.65×0.92×0.8 m/min=52.1m/min n=1000νcπD=1000×52.1π×120 r/min=138.3 r/min 根據文獻[3]表1.30，參考C620-1車床的轉速，選擇n=120r/min，得出實際切削速度Vc為： νc=πDnc1000=π×120×1201000 m/min=45.2m/min 7. 3. 5 校驗機床功率 根據文獻[3]表1.24，當σb=680-810MPa，σp≤2.0mm，f≤0.60mm/r，Vc≤46m/min時，Pc=1.4KW。 最后決定的車削用量為：=2mm，/r，n=120r/min，νc=45.2m/min。 7. 3 .6 基本時間 計算基本工時的公式為Tm=Lnf，其中L=ι+y+Δ，ι=25mm，根據文獻[3]表1.26，車削時的人切量及超級量y+Δ=2.0mm，則有L=25+2 mm=27mm，故： Tm=27120×0.60min=0.38min 7.3工序IV切削用量及基本時間的確定 7.4 工序IV 切削用量及基本時間的確定 本工序為粗鏜閥體上部各孔。已知加工材料為鋼材料鑄件；加工使用的機床為C620-１型臥式車床，工件用四爪卡盤進行夾持。 7.4.1 刀具選擇 所選刀具為YG6硬質合金直徑為25mm圓形鏜刀, 根據文獻[3]1.3,主偏角，副偏角，刃傾角, 刀尖圓弧半徑。 7.4.2 背吃刀量 雙邊余量為6.0mm,ap=6.02mm=3.0mm。 7.4.3 確定進給量 根據文獻[3]1.5,當粗鏜時, 鏜刀直徑為12mm,ap≤3, 鏜刀伸出長度為60mm時 ,f=0.12~0.18,故選f=0.15mm/r。 7.4.4 確定切削速度 κtv=0.65，κκrv=0.92，κsv=0.8，κTv=1.0，κkv=1.0，故有： νc=νtκν=156×0.65×0.92×0.8 m/min=74.6m/min n=1000νcπD=1000×74.6π×48 r/min=495.0 r/min 根據文獻[3]表1.30，參考C620-1車床的轉速，選擇n=480r/min，得出實際切削速度Vc為： νc=πDnc1000=π×48×4801000 m/min=72.3m/min 7. 4. 5 校驗機床功率 根據文獻[3]表1.24，當σb=680-810MPa，σp≤3.4mm，f≤0.47mm/r，Vc≤86m/min時，Pc=2.0KW。 κγοPc=κγοFc=1.0，所以實際切削時的功率為Pc=2.0×0.94kW=1.88kW。 最后決定的車削用量為：=3.00mm，/r，n=480r/min，νc=72.3m/min。 7. 4 .6 基本時間 計算基本工時的公式為Tm=Lnf，其中L=ι+y+Δ，ι=39mm，根據文獻[3]表1.26，車削時的人切量及超級量y+Δ=2.0mm，則有L=39+2 mm=41mm，故： Tm=41480×0.15min=0.57min 7.5 工序V切削用量及基本時間的確定 本工序為粗車閥體底面。已知加工材料為鋼材料鑄件；加工使用的機床為C620-１型臥式車床，工件用四爪卡盤進行夾持。 7. 5 .1 刀具選擇 選用刀具為YG6硬質合金車刀。 7. 5 .2 背吃刀量 粗車單邊余量為0.5mm，則有=0.5mm。 7. 5 .3 定進給量 刀尖圓弧半徑為1.0mm，v＞50m/min（預計）時，f=0.55~0.65mm/r。根據C620-1車床的說明書，選擇，f=0.6mm/r。 7. 5 .4 切削速度 σp≤1.4mm、f≤0.75mm/r時，Vc=123m/min。 根據文獻[3]表1.28，切削時的Vc修正系數均為1，故有： νc=νtκν=123×1 m/min=123m/min n=1000νcπD=1000×123π×120 r/min=326.4r/min 根據文獻[3]表1.30，參考C620-1車床的轉速，選擇n=305r/min，得出實際切削速度Vc為： νc=πDnc1000=π×120×3051000 m/min=114.9m/min 7. 5. 5 校驗機床功率 根據文獻[3]表1.24，當σb=680-810MPa，σp≤2.0mm，f≤0.6mm/r，Vc≤131m/min時，Pc=3.4KW。 最后決定的車削用量為：=0.5mm，/r，n=305r/min，νc=114.9m/min。 7. 5 .6 基本時間 計算基本工時的公式為Tm=Lnf ，其中L=ι+y+Δ，ι=120mm，根據文獻[3]表1.26，車削時的人切量及超級量y+Δ=2.0mm，則有L=120+2 mm=122mm，故： Tm=122120×0.65min=1.6min 7.6 工序VI切削用量及基本時間的確定 本工序為半精鏜閥體下部半精鏜Φ48至Φ43的錐形孔和Φ38.9的孔。已知加工材料為鋼材料鑄件；加工使用的機床為C620-１型臥式車床，工件用四爪卡盤進行夾持。 7.6.1 刀具選擇 所選刀具為YG6硬質合金直徑為20mm圓形鏜刀, 根據文獻[3]1.3,主偏角，副偏角，刃傾角, 刀尖圓弧半徑。 7.6.2 背吃刀量 雙邊余量為0.6mm,ap=0.62mm=0.3mm。 7.6.3 確定進給量 根據文獻[3]1.5,當半精鏜時, 鏜刀直徑為20mm,ap≤2, 鏜刀伸出長度為100mm時 ,f=0.15~0.30,故選f=0.20mm/r。 7.6.4 確定切削速度 根κκrv=0.92，κsv=0.8，κTv=1.0，κkv=1.0，故有： νc=νtκν=176×0.65×0.92×0.8 m/min=84.2m/min n=1000νcπD=1000×84.2π×51 r/min= 525.8r/min 根據文獻[3]表1.30，參考C620-1車床的轉速，選擇n=480r/min，得出實際切削速度Vc為： νc=πDnc1000=π×51×4801000 m/min=76.9m/min 7.6.5 校驗機床功率 根據文獻[3]表1.24，當σb=680-810MPa，σp≤2.0mm，f≤0.25mm/r，Vc≤86m/min時，Pc=1.2KW。 ，κγοPc=κγοFc=1.0，所以實際切削時的功率為Pc=1.2×0.94kW=1.1kW。 最后決定的車削用量為：=0.30mm，/r，n=480r/min，νc=76.9m/min。 7.6.6 基本時間 計算基本工時的公式為Tm=Lnf，其中L=ι+y+Δ，ι=51mm，根據文獻[3]表1.26，車削時的人切量及超級量y+Δ=2.0mm，則有L=51+2 mm=53mm，故： Tm=53480×0.20min=0.55min 7.7 工序VII切削用量及基本時間的確定 本工序為半精鏜閥體上部Φ51.3及對應的Φ48.7的內螺紋的孔。已知加工材料為鋼材料鑄件；加工使用的機床為C620-１型臥式車床，工件用四爪卡盤進行夾持。 7.7.1 刀具選擇 所選刀具為YG6硬質合金直徑為12mm圓形鏜刀, 根據文獻[3]1.3,主偏角，副偏角，刃傾角, 刀尖圓弧半徑。 7.7.2 背吃刀量 雙邊余量為0.3mm,ap=0.32mm=0.15mm。 7.7.3 確定進給量 根據文獻[3]1.5,當粗鏜時, 鏜刀直徑為12mm,ap≤2, 鏜刀伸出長度為60mm時 ,f=0.