閥體零件機械加工工藝及裝備設計

1、第一章.零件的工藝分析5零件的圖樣分析 5第 二 章. 機 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 設計 6確定毛坯的制造形式 6選擇定位基準 6閥體零件表面加工方法的選擇 6工藝路線的制定 10機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 17確定切削用量及基本工時 182.6.1 鯉孔夾具 182.6.2鉆孔夾具 25編制工藝規(guī)程文件 28第三章.鐲孔夾具設計28定位基準的選擇 28定位元件的設計 29定位誤差的分析與計算 31夾緊裝置設計 31切削力及夾緊力的計算 32車夾具設計及操作的簡要說明 34第四章.鉆孔夾具設計 35定位基準的選擇 35定位元件的設計 36定位誤差的分析與計算36夾緊裝置設計 3

2、7切削力及夾緊力的計算 37鉆套及襯套導向件的設計 39鉆夾具設計及操作的簡要說明 40總結 41參考文獻 42致謝 43附錄1閥體零件機械加工工藝過程卡片和兩套關鍵工序的工序卡片第一章零件的工藝分析零件的圖樣分析本次設計的題目是閥體零件的機械加工工藝及裝備設計，閥體是在一定條件下，能使 液壓泵卸荷的閥。圖1-1 閥體零件圖圖1-2 閥體零件三維圖第二章機械加工工藝規(guī)程設計毛坯的制造形式的確定由丁該零件的材料為HT200且零件的年產量為6000件，已達到大批生產的水平，因 此生產類型為大批量生產，為使零件有較好的機械性能，保證零件加工余量等，故采用鑄 造毛坯。因為零件尺寸不大，形狀結構比較復雜

3、，所以我們采用鑄造的形式來提高勞動生 產率，降低成本。選擇定位基準零件的機械加工工藝過程中，其中最關鍵的兩道工序分別為鉆4xM8的螺紋孔、鯉28mnf日30mnW梯孔。在加工4xM8的螺紋孔時，根據定位基準的選擇原則，選擇 30x30 的凸臺底面作為定位基準，并且通過心軸為主要定位元件和擋銷來實現(xiàn)定位。實現(xiàn)對4xM8孔的加工。在鯉28mmffi30mm的階梯孔時，選擇一面兩銷進行定位，實現(xiàn)了完全定位。完成 對階梯孔的加工。閥體零件表面加工方法的選擇任何復雜的表面都是由若干個簡單的幾何表面組合而成的，零件的加工實質上就是這 些簡單幾何表面加工的組合。對丁閥體零件各尺寸的精度等級要求及行為公差要求

4、，具體 加工方法如下表：表2?1閥體零件加工表面的加工方法加工表面公差等級表面粗糙度Ra( u m)加工方法閥體零件的上端面IT9粗鐵-精銳閥體零件的下端面IT9粗鐵-精銳30x30凸臺的前后端 面IT9粗鐵-精銳30x30凸臺的側面IT8粗鐵-精銳50mnfH柱的前端面IT9粗鐵-精銳M36x2mrmj螺紋孔車底孔-車螺紋25mnrt孔IT9粗字堂-半精疆28mnrt孔IT9粗字堂-半精疆30mnrt孔IT9粗字堂-半精疆M18x2mrmj螺紋孔鉆-攻螺紋4xM8的螺紋孔鉆-攻螺紋底面4x7mnm勺光孔 及背面16mm勺鍛平 孔IT13鉆-鍛鉆工藝路線的制定因為零件的生產綱領為大批量生產，故

5、采用專用夾具，提高生產率。(1)工藝路線方案一工序1金屆型鑄造工序2活洗毛坯，并檢驗毛坯工序3對毛坯進行時效處理工序4粗、精銖閥體的底平面工序5粗、精銳閥體的頂面工序6粗、精銳30x30的凸臺工序7粗、精銳50mnH柱的前端面工序8車M36x2minfi底孔，車螺紋；倒角。工序9粗鯉、半精鯉底面25mnrt孔、倒角3x30°工序10鉆底面的4x0 7mnn勺光孔及背面16的鍛平孔工序11鉆、擴、皎M18x2的螺紋孔工序12精鯉、半精鯉28mm30mm勺階梯孔、倒角2x30°工序13鉆4xM8的底孔，攻M8的螺紋孔工序14去毛刺工序15檢驗入庫(2) 工藝路線方案二工序1金屆

6、型鑄造工序2活洗毛坯，并檢驗毛坯工序3對毛坯進行時效處理工序4粗、精銖閥體的底平面工序5粗、精銖閥體的頂面，35圓柱凸臺的上端面工序6粗、精銖30x30的凸臺工序7粗、精銖50mnffl柱的前端面工序8鉆底面的4x0 7mm勺光孔及背面16的鍛平孔工序9車M36x2mmj底孔，車螺紋；倒角。工序10粗鯉、半精鯉底面25m訥孔、倒角3x30°工序11鉆4xM8的底孔，攻M8的螺紋孔工序12精鯉、半精鯉28mm30mnti勺階梯孔、倒角2x30°工序13鉆、擴、皎M18x2mimj螺紋孔工序14去毛刺工序15檢驗入庫(3) 工藝路線方案的比較與分析通過以上兩個方案的比較，方案一

7、是先加工直徑 25mm的孔以及閥體底面上的7mm 的光孔和16mm的鍛平孔，然后以25mm的孔作為主要定位基準，再使用工件的底平面 上7mnfL作為輔助定位來加工 4xM8的螺紋孔及直徑28mm30mmW階梯孔。而加工 工藝方案二則不相同，它是先加工4xM8的螺紋孔，然后再加工25mm勺孔及直徑28mm 30mm的階梯孔。兩套加工工藝方案經比較可看出，先加工直徑25mm的孔及閥體底面7mm勺光孔、16mm勺鍛平孔，然后再以此為定位基準加工 M8螺紋孔和直徑28mm 30mm勺階梯孔，這樣可以很好地定位夾緊并達到良好的表面粗糙度要求。結合上述的方案一和方案二的比較，因此工藝路線方案一更加合理。以

8、上工藝過程見下表2-2:表2-2機械加工工藝過程綜合卡片工序 號工序名稱工序內容工序簡圖機床工藝裝備1金屬型鑄造鑄造2清洗檢驗清洗毛坯并檢驗3熱處理時效處理4銃底面粗、精銖閥體的底面X5032型立銖三爪卡盤硬質合金 端面銃刀 游標卡尺5鐵頂面粗、精銖閥體的頂面X5032型立銖三爪卡盤硬質合金端面銃刀游標卡尺6銃凸臺粗、精銖30x30 的凸臺X5032型立銖臺虎鉗立銃刀游標卡尺7銃端面粗、精銖 50mm圓柱的前端面X5032型立銃臺虎鉗硬質合金端面銃刀游標卡尺8車內孔、螺紋孔車M36x2mm底孔、車螺紋、倒角。CA614045 °內圓車刀60 °內螺紋車刀倒角車刀游標卡尺專用

9、夾具9鐲內孔粗鐲、半精 鐲 25mm的孔、倒角3x30°CA6140專用夾具單刃鐲刀倒角車刀游標卡尺10鉆孔鉆4X 7mm®孔、鍛平孔 16mmZ525 型立式鉆床？7局速鋼麻花鉆16高速鋼鐐鉆游標卡尺臺虎鉗11鉆、擴、皎螺紋孔鉆、擴、皎M18x2mm的螺紋孔Z525 型立式鉆床？16高速鋼麻花鉆擴孔鉆餃刀游標卡尺臺虎鉗12?鐲階梯 孔精鐲、半精鐲 28mm 30mm的階梯孔、倒角2x30°CA6140專用夾具單刃鐲刀倒角車刀游標卡尺13鉆 底孔、攻螺紋鉆 4XM8的底孔、攻M8螺紋孔Z525 型立式鉆 床高速鋼麻花鉆M8絲錐游標卡尺專用夾具14去毛刺去毛刺15檢

10、驗入庫檢驗入庫機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定閥體零件的生產類型為批量生產，為了保證零件的生產效率以及加工質量，該零件的生產宜采用鑄造。閥體零件上 M36x2的螺紋底孔、25mm勺內孔、28mm30mnt勺階 梯孔都可以通過鑄造得到預先孔；而 M18的螺紋內孔、閥體底面4x0 7的光孔，16鍛平 孔、以及螺紋M8-7H的孔則是由后續(xù)的機械加工所得到的。在閥體零件圖1-1中可以看出25內孔表面、35圓柱凸臺的上端面、以及28、30的階梯孔的表面粗糙度要求最高， 表面粗糙度為，所以加工過程中對丁幾個內孔而言 分別要經過粗鯉-精鯉；對丁上端面來說則需要經過粗銖-精銖來完成。所得機械加工余量 及

11、毛坯尺寸表2-3所示和毛坯圖見圖2-1 :表2?3機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內孔2561935上端面33628內孔2862230內孔30624圖2-1閥體零件毛坯圖確定切削用量及基本工時按照指導教師下發(fā)的畢業(yè)設計任務書的內容，下面僅對其中兩道關鍵的工序的基本 工時進行設計分析與計算。2.6.1鯉孔火具工序12:粗鯉、半精鯉28mm30mn1 勺階梯孔。選擇的機床：CA614CS車床；因為零件的材料為 HT200故選擇閥體的毛坯為鑄件。閥體零件選擇的毛坯為鑄件，而且待加工的內孔的表面粗糙度要求也比較高，已達到 的精度要求，

12、因此在加工此階梯孔的時候需要先進行粗鯉加工，之后再用半精鯉來達到的 的精度。所以整個加工過程要分四次走刀，粗鯉內孔時的加工余量為2mm精鯉內孔時的加工余量為1mm （單邊）1.粗鯉工步一：粗鯉內孔28mm孔深為15mm（1）刀具的選擇此次階梯孔的加工所用的刀具是單刃鯉刀，查切削用量手冊表，選擇的機床是 CA6140由丁孔深為15mm查切削用量手冊表，應選用圓形鯉刀，刀片厚度為,刀桿 直徑為16mm根據切削用量手冊中表，選擇鯉刀材料為硬質合金， YG6鯉刀可選擇：Kr=60° , Y 0=25o, cb=10o, ?' r =15o, s = T0o, br =。鯉刀的卷屑槽的

13、各個參數為： Rn=5mm dn =、wn =5mm(2)切削用量的選擇1)確定切削深度ap因為粗加工時的加工余量僅為4mm即單邊余量為2mm考慮到孔的表面粗糙度及精度要求，即aPdw-dn(2-1)26-2222mm式中：ap切削深度dw需要加工的孔徑dn未經加工的孔徑故 aD =2mm p2)確定進給量f經參考切削用量手冊中表可知，在對閥體零件進行粗鯉時，因為鯉刀桿的直徑為中16mm孔深為15mm即當 aP=2mM寸，f= rp結合CA614CB床的說明書可確定進給量f=0.20mm/r對切削加工時的進給量是否滿足鯉刀的強度和機床的強度要求進行校核。鯉刀刀片的強度校核：根據切削用量手冊中的

14、表可以得出，在對灰口鑄鐵的材料進行加工時，它的強度為b >200MPa ?or =35o, ap <4mm刀片厚度為，因為加工的工件材料為灰口鑄鐵，所以應該將查得的進給量乘上系數 k=;故鯉刀刀片的強度所允許的進給量為查閱切削用量手冊中表，當鯉刀的 kr =60。時，進給量應該乘上修正系數 k=,由丁加工時有沖擊，因此進給量應該減小 20%所以鯉刀的刀片所能夠允許的實際進給量為 經過校驗刀片的強度能夠允許的進給量要比所加工時的進給量大，因此f=r滿足。CA614CB床的進給強度的校核通過查切削用量手冊當中的表，CA614O床的進給機構能夠滿足的走刀力為 F =3530N由丁 b &

15、gt;200MPa而且f=r , ap V,查切削用量手冊中表，可以得到走刀力為Fxc =670N xc因此在切削加工過程中，鯉刀的實際走刀力為：-'Fxc = Fxc X 施式中：Kmf :修正系數；查切削用量手冊知：Kmf =Fxc :理論走刀量故Fxc =670N經過校驗因為切削加工時鯉刀所受的走刀力比CA6140機床的進給機構所允許的走刀力要小。因此，所選擇的進給量f=0.20mm/r在切削加工過程中是可用的。（3）鯉刀的磨鈍標準和耐用度的選擇根據加工材料及加工方法，鯉刀后刀面的最大磨損限度為 0.8m" 1.0mm切削加工時的耐用度為T=3600s。（4）切削速度v

16、通過查切削用量手冊中的表12得，當使用YG6牌號的鯉刀加工時，由丁閥體零件的強度 b >200MPa HT200的灰口鑄鐵，f=r , ap < 4mm可得到切削速度為 V =s。因為V=vtkv（2-2）式中：Vt為理論切削速度kv為切削速度的修正系數根據查閱切削用量手冊可以得到切削速度的修正系數為ktv=（表21-6）、kTv=（表11）、kkv=（表 21-9）、kxrv=（表 21-7）、ksv=（表 21-5）因此V=vtkv = x x x x x =s1000v/c c、王軸轉速：n （2-3）D式中：D為孔的直徑V為理論切削速度所以主軸轉速n 皿耍 15.29r/s

17、22查閱切削用量手冊中表可知，CA6140床在切削過程中的轉速可以選擇為：此時，可以算出實際的切削速度為: 根據切削用量手冊中的表中的計算公式也可以算出切削速度。(2-4)其計算公式為v 1 m Cv X y Kv601-mTmaXvfyvp式中：Cv切削速度系數;Xv、yv分別是T、ap和f的指數;kvkv kMyktvkxrvksvkTvkkv根據切削用量手冊當中表可知，所有的系數和指數分另U是：cv 189.8 , xv 0.15,yv 0.2,0.2。由丁加工的是內圓柱面，最后應該要以加工外圓時的切削速度乘上系數。所以1000v1000 0.954因此,13.81r/sD22通過查閱切

18、削用量手冊當中的表，選擇相應的轉速nc 15r/s,此結果與上述的查表法所得到的結果類似，故主軸轉速為 vc 1.04m/s 62.2m/min。(5)對機床的功率進行校核查切削用量手冊當中表可得到，由丁灰口鑄鐵的強度為b >200MPa ap 4mm, f 0.20mm/r , vc 1.04m/s 時，可知 Pm 1.0kw。切削過程中的切削功率的修正系數查切削用量手冊表22-3得：kkrPmkkrFz0.94 , k 0pmk 0Fz 1.0。所以 P 1.0 0.94 0.94kw。mc加工過程中的切削功率也可通過公式計算得到(2-5)即：Pm Fzv 10-3式中:Fz為硬質合

19、金車刀加工時的主切削力;為切削速度。b >200MPa f=r , ap查切削用量手冊當中的表可知，由丁閥體零件的材料強度v ; vc 1.04m/ s時，可以得到主切削力Fz =840N,且主切削力的修正系數為kkrpm kkrFz 0.94 , kg k oF 1.0。所以，F(xiàn)zc 840 0.94 789.6N。因此，p Fv 10-3 789.6 1.04 10-3 0.821kw I HC z查切削用量手冊當中表得，當轉速 n=15r/s時，CA6140床的主軸所允許的功率 為Pe 7.5kw，所以Pe Pmc。因此之前選擇的切削用量可以在 CA614昨床上進行。綜上所述：f

20、0.20mm /r 、ap 2mm 、nc 15r /s 900r / min 、v 1.04m/ s 62.2m/ min 0(6)計算基本工時tm Z(2-6)nf式中：L=l y , l=15mm查閱切削用量手冊中表可以得鯉削加工時的入切量以及超長量，y 2.7 mm所以L=15+=因此tm衛(wèi)二5.9s15 0.20工步二：粗鯉內孔30mm孔深為40mm(1)刀具的選擇同粗鯉內孔30mm勺所選用的刀具：YG6M質合金；選擇圓形鯉刀，刀片厚度，刀桿 直徑16mm查閱切削用量手冊鯉刀可選擇：Kr=60° , 丫 °=25o, cb=10o, ?' r =15o,s

21、 = - 10o, br =。鯉刀的卷屑槽的各個參數為：Rn=5mm dn =、Wn =5mm(2)切削用量的選擇1)確定切削深度app因為粗加工時的加工余量僅為4mm即單邊余量為2mm考慮到孔的表面粗糙度及精 度要求，由公式(2-1 )apdw -dn228-242mmap =2mm2)確定進給量f參考切削用量手冊中表可知，在對閥體零件進行粗鯉時，因為鯉刀桿的直徑為16mm孔深為40mm即當 ap=2mM寸，f= rp結合CA6140<床的說明書可確定進給量f=0.24mm/r對切削加工時的進給量是否滿足鯉刀的強度和機床的強度要求進行校核。 鯉刀刀片的強度校核：根據切削用量手冊中的表可

22、以得出，在對灰口鑄鐵的材料進行加工時， 強度為> 200MPa ?or =35o, ap <4mm刀片厚度為，故鯉刀刀片的強度所允許的進給量為查閱切削用量手冊中表，當鯉刀的 kr =60o時，切削過程中的進給量應該乘上修正系數k=,由于工件在加工過程中存在沖擊，因此進給量應該減小20%所以鯉刀的刀片所能夠允許的實際進給量為經過校驗因為鯉刀刀片的強度能夠允許的進給量要比所加工時的進給量大，因此 f=r 滿足。 CA6140M床的進給強度的校核由于CA6140<床的進給機構能夠滿足的走刀力為 F =3530N。b >200MPa而且f=0.24mm/r , ap <

23、2.8mm,查切削用量手冊中表，可以得到走刀力為Fxc=670N因此在切削加工過程中，鯉刀的實際走刀力為：-'Fxc = Fxc X 何式中：Kmf :修正系數；查切削用量手冊知： Kmf =Fxc : 理論走刀量故Fxc =670N經過校驗因為切削加工時鯉刀所受的走刀力比CA6140機床的進給機構所允許的走刀力要小。因此，所選擇的進給量f=r在切削加工過程中是可用的(3)鯉刀的磨鈍標準和耐用度的選擇通過加工材料為HT20Q加工的方法為粗鯉，可以知道鯉刀后刀面的最大磨損限度為0.8m" 1.0mm 切削加工時的耐用度為 T=3600So（4）切削速度v通過查切削用量手冊中的表

24、12得，當使用YG6牌號的鯉刀加工時，由丁閥體零件 的強度 b >200MPa HT200的灰口鑄鐵，f=r , ap < 4mm可得到切削速度為 V =s。由公式（2-2）計算出V;根據查閱切削用量手冊可以得到切削速度的修正系數為ktv=（表21-6）、k"=（表 11）、kkv=（表 21-9）、kxrv=（表 21-7）、ksv=（表 21-5）因此V=vtkv = x x x x x =s由公式（2-3）計算主軸轉速，所以主軸轉速n 1000 0.936 12.42r/s 24查閱切削用量手冊中表可知，CA6140床在切削過程中的轉速可以選擇為: 此時，可以算出實

25、際的切削速度為: 根據公式（2-4）計算主軸轉速V;根據切削用量手冊當中表可知，所有的系數和指數分別是：Cv 189.8 , xv 0.15,Vv 0.2, m0.2。最后乘上系數。所以,1000v 1000 0.954,因此，n12.66r/sD24通過查閱切削用量手冊當中的表，選擇轉速為nc 15r/s,此結果與上述的查表法所得到的結果類似，故主軸轉速為 vc 1.13m/s 67.8m/min。（5）對機床的功率進行校核查切削用量手冊當中表可得到，當采用 YG6®的硬質合金鯉刀進行加工時，由丁灰口鑄 鐵的強 度為 b > 200MPa ap 4mm , f 0.24mm/

26、r , vc 1.13m/s 時，可 知Pm 1.0kw 。切削過程中的切削功率的修正系數查切削用量手冊表22-3得：kkrPm kkrFz 0.94, k0Pm k°FzL0。所以Pm1.0 0.94 0.94kw。mcb >200MPa f=r , ap查切削用量手冊當中的表可知，閥體零件的材料強度4mm vc 1.13m/s時，可以得到主切削力Fz =840N,且主切削力的修正系數為kkrpm kkrFz 0.94 , kg k oF 1.0。所以，F(xiàn)zc 840 0.94 789.6N。根據公式（2-5）計算出切削過程中的功率；因此，Pmc Fzv 10-3 789.6

27、 1.13 10-3 0.892kw查切削用量手冊當中表得，當轉速 n=15r/s時，CA6140床的主軸所允許的功率 為pe 7.5kw，所以pe Pmc。因此之前選擇的切削用量可以在CA614昨床上進行。綜上所述：f 0.24mm /r 、ap 2mm 、nc 15r /s 900r / min 、v 1.13m/s 67.8m/min 0（6）計算基本工時根據公式（2-6）計算出基本工時式中：L=l y , l=40mm查閱切削用量手冊可以得鯉削加工時的入切量以及超長量，y 2.7 mm所以L=40+=一42 7因此 tm11.86s15 0.24工步三：半精鯉內孔28mm孔深為15mm

28、（1）刀具的選擇同樣選擇鯉刀的類型為 YG6查閱切削用量手冊鯉刀可選擇： Kr=60° , T 0=25o, a）=10o, ?' r =15o, s = T0o, br =。鯉刀的卷屑槽的各個參數為：Rn=5mmdn =、wn =5mm（2）切削用量的選擇1）確定切削深度ap因為精加工時的加工余量為2mm即單邊余量為1mm考慮到孔的表面粗糙度及精度 要求，即由上述公式（2-1）計算出切削深度；故ap=1mmp2）確定進給量f在對閥體零件進行精鯉時，因為鯉刀桿的直徑為16mm孔深為15mm根據切削用量手冊中表得：即當 ap=1mnfl寸，f= r p結合CA6140W床的說明

29、書可確定進給量f=0.28mm/r由丁是精加工，不需進行強度校核。（3）鯉刀的磨鈍標準和耐用度的選擇根據材料及加工方法，可以知道鯉刀后刀面的最大磨損限度為一；切削加工時的耐用度為 T=3600s。（4）切削速度v通過查切削用量手冊中的表 12得，閥體零件的強度 b >200MPa HT200的灰口鑄鐵，f=r , ap V。可得到切削速度為Vt =s。 p由公式（2-2）得到：V=vtkv根據查閱切削用量手冊可以得到切削速度的修正系數為ktv=（表21-6）、k"=（表 11）、kkv=（表 21-9）、kxrv=（表 21-7）、ksv=（表 21-5）因此V=vtkv =

30、x x x x x =s由上述公式（2-3）得主軸轉速：n啥 式中：D為孔的直徑V為理論切削速度1000 1.056所以王軸轉速n 12.93r/s26查閱切削用量手冊中表可知，CA6140床在切削過程中的轉速可以選擇為:此時，可以算出實際的切削速度為：切削速度也可以通過計算公式計算得到其計算公式為（2-4）: vCv601-mTmaXvfyv pKv式中：Cv 切削速度系數;Xv、yv分別是T、ap和f的指數;根據切削用量手冊當中表可知，所有的系數和指數分別是：Cv 189.8 , xv 0.15,Vv 0.2, m0.2;乘上系數。所以因此，n1000v 1000 0.954 11.69r

31、/sD26通過查閱切削用量手冊當中的表，選擇轉速為 nc 11.8r/s,此結果與上述的查表法所得到的結果類似，故主軸轉速為 vc 0.96m/s 57.8m/min。(5)對機床的功率進行校核查切削用量手冊當中表可得到，由丁灰口鑄鐵的強度為 b >200MPa ap 2.8mm, f 0.28mm/r , vc 0.96m/s時，可知 Pm 1.0kw。切削過程中的切削功率的修正系數查切削用量手冊表22-3得： kkrPm kkrFz 0.94, k0pm k0Fz 1.0。所以Pm 1.0 0.94 0.94kw。mc加工過程中的切削功率也可通過公式計算(2-5)得到即：Pm Fzv

32、 10-3式中：Fz 為硬質合金車刀加工時的主切削力；V為切削速度。查切削用量手冊當中的表可知，在使用YG6牌號的鯉刀在加工內孔時，由丁閥體零件的材料強度 b >200MPa f=r , ap V; vc 0.96m/s時，可以得到主切削力Fz=840N, 且主切削力的修正系數為kkrpm kkrFz 0.94 , k 0Pm k °Fz 1.0。所以，F(xiàn) 840 0.94 789.6N。zc因此，p Fv 10-3 789.6 0.96 10-3 0.758kw i ncz查切削用量手冊當中表得，當轉速 n=s時，CA6140車床的主軸所允許的功率為 pe 7.5kw，所以p

33、E Pmc。因此之前選擇的切削用量可以在 CA6140床上進行。綜上所述：f 0.28mm /rap 1mm 、 nc 11.8r/s 710r/minv 0.96m/ s 57.8m/ min 。(6)計算基本工時由公式(2-6): t m nf式中：L=l y , l=15mm查閱切削用量手冊可以得鯉削加工時的入切量以及超長量，y 1.6mm 因此 L=15 1.6 16.6mm所以 tm 堂66 5.02s11.8 0.28工步四：半精鯉內孔30mm孔深為40mm(1)刀具的選擇刀具類型為 YG6 Kr=60° , 丫 °=25o, o=10o, ?' r =

34、15o, s = - 10o, br =。鯉刀 的卷屑槽的各個參數為：Rn=5mm dn =、wn =5mm(2) 切削用量的選擇1)確定切削深度ap p因為精加工時的加工余量為2mm即單邊余量為1mm考慮到孔的表面粗糙度及精度要求，即由(2-1)得到：_dw -dnap_ 230-28 .=1mm2式中：ap:切削深度dw :需要加工的孔徑dn :未經加工的孔徑故aD =1mm p2)確定進給量f在對閥體零件進行精鯉時，因為鯉刀桿的直徑為16mm孔深為40mm根據切削用量手冊中表得：即當ap=1mM寸，取f= r結合CA6140W床的說明書可確定進給量f=0.26mm/r由丁是精加工，不需進

35、行強度校核（3）鯉刀的磨鈍標準和耐用度的選擇根據加工方法及材料，可以知道鯉刀后刀面的最大磨損限度為一；切削加工時的耐用度為 T=3600s。（4）切削速度v通過查切削用量手冊中的表得，由丁閥體零件的強度b >200MPa HT200的灰口鑄鐵，f=r , ap V?？傻玫角邢魉俣葹閁 =s。 p公式（2-4）: V=vtkv式中：Vt為理論切削速度kv為切削速度的修正系數據查閱切削用量手冊可以得到切削速度的修正系數為ktv=（表21-6 ）、kTv=（表11）、kkv=（表 21-9）、kxrv=（表 21-7）、ksv=（表 21-5）因此V=vtkv = x x x x x=s公式（

36、2-3）:主軸轉速：n1000vD式中：D為孔的直徑V為理論切削速度13.54r/s1000 1.19所以王軸轉速n 28查閱切削用量手冊中表可知，CA6140床在切削過程中的轉速可以選擇為: 此時，可以算出實際的切削速度為:Cv切削速度也可以通過計算公式進行計算得到。即上述公式中（2-4）其計算公式為v"偵xv廠Kv60 T a° f p式中：Cv 切削速度系數;Xv、 Vv分別是T、ap和f的指數;根據切削用量手冊當中表可知，所有的系數和指數分別是：cv 189.8 , Xv 0.15,Vv 0.2, m0.2。乘上系數。所以因此，n1000V 1000 0.954 1

37、0.85r/sD28通過查閱切削用量手冊當中的表，選擇轉速為 nc 11.8r/s,此結果與上述的查表法所得到的結果類似，故主軸轉速為 vc 1.04m/s 62.25m/min。(5)對機床的功率進行校核查切削用量手冊當中表可得到，當采用YG卵的硬質合金鯉刀進行加工時，由丁灰口鑄鐵的強度為b > 200MPa ap 2.8mm , f 0.26mm/r , vc 1.04m/s 時，可知Pm 1.0kw。切削過程中的切削功率的修正系數查切削用量手冊表22-3得：kkrPm kkrFz 0.94, k°pm k 0Fz 1.00所以Pm 1.0 0.94 0.94kw。mc加工

38、過程中的切削功率由公式(2-5)得：式中：Fz 為硬質合金車刀加工時的主切削力；V為切削速度。查切削用量手冊當中的表可知，由丁閥體零件的材料強度b >200MPa f=r , apv ; vc 1.04m/ s時，可以得到主切削力Fz =840N,且主切削力的修正系數為kkrPm kkrFz 0.94 , k。 k°F, 1.0。所以，F(xiàn) 840 0.94 789.6N。因此，PmFv 10-3 789.6 1.04 10-3 0.821kw i ncz查切削用量手冊當中表得，當轉速 n=s時，CA6140車床的主軸所允許的功率為PE 7.5kw，所以Pe Pmc。因此之前選擇

39、的切削用量可以在CA6140床上進行。綜上 所述：f 0.26mm/ r 、 ap 1mm 、 nc 11.8r /s 710r / min 、v 1.04m/s 62.25m/min 。(6)計算基本工時由公式(2-6): tm nf式中：L=l y , l=40mm查閱切削用量手冊可以得鯉削加工時的入切量以及超長量，y1.6mm 因此 L=40 1.6 41.6mm所以 tm41.613.56s11.8 0.26因此此道工序所使用的總工時為tm 5.9 11.86 5.02 13.56 36.34s2.6.2鉆孔火具工序13:鉆4xM8的底孔，攻M8的螺紋孔。工步一：鉆 M8螺紋底孔6.7

40、mm鉆4xM8的均布孔，孔深為10mm表面粗糙度為。(1)加工的條件工件的材料：HT200b >200MPa灰口鑄鐵。加工要求：鉆4xM8的底孔，攻M8的螺紋孔；孔徑d=8mm孔深l=10mm盲孔，6級 精度。機床：Z525型立式鉆床。刀具：選擇麻花鉆材料為高速鋼，直徑為。高速鋼鉆頭切削部分的形狀為標準高速鋼鉆頭，30 , 2 118 , 2 1 70 , 0 12 ,55。(2)切削用量 單邊切削深度ap 1d(2-7)p 2式中ap單邊切削深度、d為工件的直徑。ap -d =x8=4mmp2 進給量f1) 根據切削用量手冊表5可知孔的表面粗糙度為，鑄鐵的強度b >200MPa鉆

41、頭直徑d0=6.7mm孔的深度l =10mM寸，進給量f =0.26mm/r。由丁 - 10 1.25,乘上孔深修正系數 穌=,則 d 8f =()x 0.5mm/r=0.13mm/r2) 通過鉆頭強度確定進給量：查閱切削用量手冊表乙當b=200MPa鉆頭直 徑d0=6.7mm鉆頭強度允許的進給量為 f=0.72mm/r3)通過機床進給機構強度決定進給量：查閱切削用量手冊表 8,當b < 210MPa do < 10.2mm時，機床進給機構所允許的最大軸向力為8330N , Z525型鉆床允許的軸向力為 8830NN 進給量 f=1.6mm/r。通過以上對三個進給量的比較分析，其值

42、為 f=r。通過Z525型鉆床的主軸進給量 參數，f=r。由切削用量手冊中表16可知鉆孔時的軸向力，當f =r, d0<，軸向力Ft 1480N。軸向力的修正系數都是，因此 Ff 1480N o通過查閱資料，鉆床進給機構強度所允許的最大的軸向力為Fmax=8830N,由于Ft<F max，因此f =r是可以的。根據切削用量手冊中的表 9可知：當d0=時，麻花鉆鉆頭后刀面的最大磨損量取 為，鉆頭的耐用度T=3600s。切削速度由于鑄鐵HT200的b > 200MPa由切削用量手冊中表12可知，當f =r,高速鋼 標準鉆頭d0=時，vt =s。切削速度的修正系數為：kTv = ,

43、 kMv=, kS =, kxv = v所以v vtkv = xxx x =0.48m/s根據Z525立式鉆床的說明書，可選擇nc s,由于所選擇的轉數較低。不太符合要求， 所以應適當的做一些調整。比較選擇以下兩種方案：1) 第一種方案：f=0.1mm/r, nc 16r/s2) 第二種方案：f =0.13mm/r, n min對于兩個方案進行比較，由于第一種方案的結果較大，基本工時比較短，因此選擇第 一種方案比較合理。(3)檢驗機床的扭矩和功率查閱切削用量手冊中的表17,當f < r, d0<時，Mt 7.68N?m。扭矩的修正 系數都是，因此Mc 7.68N?m。根據鉆床的使用

44、說明書，即切削用量手冊中的表 34, 中查得：當 nc 960r/min 時，Mm 29.4N?m。通過查閱切削用量手冊中的表20,當b 170213MPa d0 =, f < r, vc <20m/min, Pc 1.1kW。根據Z525型立式鉆床的技術資料，PE 2.8 0.81 2.26kW。因為 M m Mc, PE PC，符合要求。即是 f=r, nc 16r/s , vc=s。(4) 計算基本工時tm 二(2-8)nf式中：L l y , l 10mm，查閱切削用量手冊表 22可知，入切量及超切量：鉆頭直徑d0 < 10mmiS出y5mm,即工步二：攻M8螺紋孔機

45、床：組合攻絲機刀具：高速鋼機動絲錐進給量f因為此螺紋孔的螺距p 1.25mm 因此進給量f 1.25mm/r切削速度V :參照參考文獻切削用量手冊，查得V 0.115m/s 6.9m/min ,故機床主軸的轉速n,由公式可得：取 n 350 r / min350r / mind°n 3.14 6 350-0.109m/s10001000 60該螺紋絲錐的回轉轉速n0 :取nn實際切削速度V，由式()有：V被切削層長度l :l 10mm3 1 3mm刀具的切入長度l1i (13)f3 1 3mm刀具的切出長度12 :12 (2 3) f機動時間tj,由式()有：因此攻這個螺紋孔總工時為

46、：鉆這個孔的機動時間tm :tm 9.36 4.26 13.62s編制工藝規(guī)程文件詳細的工藝規(guī)程的文件見附錄1第三章 鎮(zhèn)孔夾具設計定位基準的選擇在對閥體零件中的這對階梯孔所加工的前面的工序當中，已經完成了閥體零件的上端 面和下端面的加工，而且閥體零件的下底面上的 4-4 7孔也已經加工完成；并且 M36的螺 紋孔與4 25的光孔也已經加工完成。根據閥體零件的結構特征，顯然以工件的外形定位來 進行車床加工不現(xiàn)實，并且不太利于裝夾。因此本次設計選擇閥體工件的4 25的內孔作為 主定位基準，下底面中的4一4 7孔為另一基準孔，則閥體的下底面可以作為基準平面來 定位。這樣整個夾具就是以“一面兩孔”的定

47、位方式來進行定位，實現(xiàn)六點定位，夾具的 定位方式如下圖3-1所示。圖3-1鐲孔工序簡圖定位元件的設計因為此次加工階梯孔的鯉孔夾具選用的定位基準為“一面兩孔”的定位原則，定位基 準面即為閥體底部的大端面，孔為底面大端面中 4- 4 7的孔和4 25mnfL的中心。對角的孔一般采用定位銷來定位，而且本次的定位元件采用的是一個定位芯軸，一個 固定式菱形定位銷。其中，定位銷是機床夾具中重用的標準件。根據工序簡圖當中所規(guī)定 的定位基準，選擇的定位元件如圖 3-2和3-3所示定位元件零件圖圖3-2定位誤差分析與計算1,鯉孔夾具設計的定位誤差的分析：此夾具的主要定位元件為定位心軸，該工序是加工階梯孔，其中2

48、8mrrf勺孔深為15mm30mm勺孔深為40mm孔的表面粗糙度為a m加工精度等級為9級。具體分析過程如下：首先確定定位元件的尺寸以及公差。此次車夾具的主要的定位元件為定位心軸，與心軸接觸的內孔直徑為250.021;該心軸與閥體零件上25mm勺光孔形成間隙配合，即C LCL-0.00725g6= 25-0.02 o不過，由于定位元件使用的是定位心軸，故在加工過程中存在著定位副制造不準確和配合間隙引起的定位基準位移誤差。因為心軸是垂直放置的，所以定位基準位移誤差為:dw jb jw TdT 軸s(3-1)由于定位基準與工序基準重合，符合基準統(tǒng)一原則，故 jb=0式中：Td定位孔的公差，單位 m

49、mt軸心軸的公差，單位 mms心軸與定位元件（定位心軸）之間的最小配合間隙。且 s Dmin -d軸max ；其中 Dmin 是定位孔的最小直徑，單位 mmd軸max 心軸的最大直徑，單位 mm所以定位基準位移誤差：jw Td T軸s 0.021 0.013 25- 25-(-0.007)0.027 mm此時定位誤差為:dw jb jw 0 0.0270.027 mm由于工序尺寸的公差等級為IT11 ,即其公差為0.16mm且定位誤差小于的-,所以上 3述方案滿足要求。夾緊裝置設計本夾具的裝夾方法是比較簡單的，采用的是在工件定位面上的上端面和下端面分別使 用鎖緊螺母進行螺旋鎖緊。如圖所示，在對

50、閥體零件進行安裝時，先利用定位心軸與閥體 零件的25m訥孔進行配合，然后再利用鎖緊螺母對閥體零件的上下端面進行夾緊，此時 可限制4個自由度；利用支架的上平面可以限制 1個自由度；然后再利用菱形銷來限制一 個自由度。實現(xiàn)了完全定位。當在車床上鯉孔結束后，旋開鎖緊螺母，取出定位芯軸，并 且取下閥體零件，然后再對零件的后續(xù)工序進行加工。在更換零件時也是取下定位芯軸即 可，整個閥體零件的加工過程以及鯉孔夾具的操作都較為方便，有利于操作。圖3-3車夾具的夾緊機構示意圖切削力及夾緊力的計算由于粗鯉時所選擇的刀具材料為硬質合金，鯉刀桿的直徑d=16mm其中的主切削力、徑向切削力、軸向力以及切削時所消耗的功率

51、的計算公式分別可以通過查閱切削用量手 冊當中的表中得到；具體公式如下所?。篢-上口血IJr l c c ccFz xFz工 yFz nFz.c、王切削力：Fz 9.81 60 CFzap f v kFz(3-2)夕C 上口血 I Ulc cc"Fy xFy 工 yFy nFy /rs c、徑向切削力：Fy9.8160 CFyap f v kFy(3-3)軸向力：Fx9.8160nFxCFxaXFxf yFxvnFxkFx(3-4)xx px切削消耗的功率：Pm Fzv 10-3式中：xFz、yFz、nFz、xFy、yFy、nFy、xFx、yFx、nFx背吃刀量、進給量、切削速度的指數

52、；CFz、CFy、CFx取決于被加工材料和切削力的系數；kFz、kFy、kFx為修正系數。其中，切削力的修正系數可以查切削用量手冊中表 22-3,。即kFz = , kFy=, kFx =由于所加工的工件材料為灰口鑄鐵 HT200故查表知：CFz=92, xFz =, yFz =, nFz =0所以，主切削力 Fz 9.81 600 92 21.0 0.240.75 1.130 0.94 581.8NCFy=54, xFy =, yFy =, nFy =0所以，徑向力Fy9.81 6005420.90.240.751.1300.77 261NCFx =46, xFx =, yFx =, nFx

53、 =0所以，走刀力Fx9.81 6004621.00.240.41.1301.11 566.06N本鯉孔夾具的夾緊裝置采用的是螺旋夾緊機構，并通過查閱機床夾具設計中 P56當中的螺旋壓板機構的內容，可知螺旋壓板所產生的夾緊力為:FjFq(3-5)式中：Fq 一作用力，單位為NH 一壓板（支架）的高度，單位為 mmL 夾緊點到壓板的軸線的距離，單位為 mmf 一摩擦因數，一般取值為f=然后把Fq=13054N H=60mm L=105mm f=代入計算公式當中，則FjFqi 3Lf業(yè)054一 =4872N3 21 1.245由計算結果可知夾緊力要比切削力大，因此，改夾具能夠安全工作車夾具設計及操作的簡要說明在設計本夾具時首先想到的就是在生產時效率要高、零件的表面質量要高，因此在設 計過程中對丁零件的定位以及夾緊都要有一定的要