閥體零件機(jī)械加工工藝及裝備設(shè)計(jì)

1、目 錄第一章. 零件的工藝分析51.1零件的圖樣分析5第二章. 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)62.1確定毛坯的制造形式62.2 選擇定位基準(zhǔn)62.3 閥體零件表面加工方法的選擇62.4 工藝路線的制定102.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定172.6 確定切削用量及基本工時(shí)182.6.1 鏜孔夾具182.6.2 鉆孔夾具252.7 編制工藝規(guī)程文件28第三章. 鏜孔夾具設(shè)計(jì)283.1定位基準(zhǔn)的選擇28 3.2定位元件的設(shè)計(jì)29 3.3定位誤差的分析與計(jì)算31 3.4夾緊裝置設(shè)計(jì)31 3.5切削力及夾緊力的計(jì)算32 3.6車夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明34第四章. 鉆孔夾具設(shè)計(jì)35 4.1定位基準(zhǔn)

2、的選擇35 4.2定位元件的設(shè)計(jì)36 4.3定位誤差的分析與計(jì)算36 4.4夾緊裝置設(shè)計(jì)37 4.5切削力及夾緊力的計(jì)算37 4.6鉆套及襯套導(dǎo)向件的設(shè)計(jì)39 4.7鉆夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明40IV總結(jié)41參考文獻(xiàn)42致謝43附錄1 閥體零件機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和兩套關(guān)鍵工序的工序卡片IV第一章 零件的工藝分析1.1零件的圖樣分析本次設(shè)計(jì)的題目是閥體零件的機(jī)械加工工藝及裝備設(shè)計(jì)，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(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1毛坯的制造形式的確定由于該零件的材料為HT200，且零件的年產(chǎn)量為6000件，已達(dá)到大批生產(chǎn)的

3、水平，因此生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，為使零件有較好的機(jī)械性能，保證零件加工余量等，故采用鑄造毛坯。因?yàn)榱慵叽绮淮?，形狀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以我們采用鑄造的形式來(lái)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本。2.2選擇定位基準(zhǔn)零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程中，其中最關(guān)鍵的兩道工序分別為鉆4xM8的螺紋孔、鏜28mm和30mm階梯孔。在加工4xM8的螺紋孔時(shí)，根據(jù)定位基準(zhǔn)的選擇原則，選擇30x30的凸臺(tái)底面作為定位基準(zhǔn)，并且通過(guò)心軸為主要定位元件和擋銷來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。實(shí)現(xiàn)對(duì)4xM8孔的加工。在鏜28mm和30mm的階梯孔時(shí)，選擇一面兩銷進(jìn)行定位，實(shí)現(xiàn)了完全定位。完成對(duì)階梯孔的加工。2.3閥體零件表面加工方法的選擇任何復(fù)雜的表面都是由若

4、干個(gè)簡(jiǎn)單的幾何表面組合而成的，零件的加工實(shí)質(zhì)上就是這些簡(jiǎn)單幾何表面加工的組合。對(duì)于閥體零件各尺寸的精度等級(jí)要求及行為公差要求，具體加工方法如下表：表21 閥體零件加工表面的加工方法加工表面公差等級(jí)表面粗糙度Ra(m)加工方法閥體零件的上端面IT96.3粗銑-精銑閥體零件的下端面IT96.3粗銑-精銑30x30凸臺(tái)的前后端面IT96.3粗銑-精銑30x30凸臺(tái)的側(cè)面IT83.2粗銑-精銑50mm圓柱的前端面IT96.3粗銑-精銑M36x2mm的螺紋孔車底孔-車螺紋25mm內(nèi)孔IT91.6粗鏜-半精鏜28mm內(nèi)孔IT91.6粗鏜-半精鏜30mm內(nèi)孔IT91.6粗鏜-半精鏜M18x2mm的螺紋孔鉆-

5、攻螺紋4xM8的螺紋孔鉆-攻螺紋底面4x7mm的光孔及背面16mm的锪平孔IT1312.5鉆-锪鉆2.4工藝路線的制定因?yàn)榱慵纳a(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)，故采用專用夾具，提高生產(chǎn)率。（1）工藝路線方案一工序1 金屬型鑄造工序2 清洗毛坯，并檢驗(yàn)毛坯工序3 對(duì)毛坯進(jìn)行時(shí)效處理工序4 粗、精銑閥體的底平面工序5 粗、精銑閥體的頂面工序6 粗、精銑30x30的凸臺(tái)工序7 粗、精銑50mm圓柱的前端面工序8 車M36x2mm的底孔，車螺紋；倒角1.5x30°工序9 粗鏜、半精鏜底面25mm內(nèi)孔、倒角3x30°工序10 鉆底面的4x7mm的光孔及背面16的锪平孔 工序11 鉆、擴(kuò)、鉸M1

6、8x2的螺紋孔工序12 精鏜、半精鏜28mm、30mm的階梯孔、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(yàn)入庫(kù)（2） 工藝路線方案二工序1 金屬型鑄造工序2 清洗毛坯，并檢驗(yàn)毛坯工序3 對(duì)毛坯進(jìn)行時(shí)效處理工序4 粗、精銑閥體的底平面工序5 粗、精銑閥體的頂面，35圓柱凸臺(tái)的上端面工序6 粗、精銑30x30的凸臺(tái)工序7 粗、精銑50mm圓柱的前端面工序8 鉆底面的4x7mm的光孔及背面16的锪平孔工序9 車M36x2mm的底孔，車螺紋；倒角1.5x30°工序10 粗鏜、半精鏜底面25mm內(nèi)孔、倒角3x30°工序11 鉆4x

7、M8的底孔，攻M8的螺紋孔工序12 精鏜、半精鏜28mm、30mm的階梯孔、倒角2x30°工序13 鉆、擴(kuò)、鉸M18x2mm的螺紋孔工序14 去毛刺工序15 檢驗(yàn)入庫(kù)（3） 工藝路線方案的比較與分析通過(guò)以上兩個(gè)方案的比較，方案一是先加工直徑25mm的孔以及閥體底面上的7mm的光孔和16mm的锪平孔，然后以25mm的孔作為主要定位基準(zhǔn)，再使用工件的底平面上7mm孔作為輔助定位來(lái)加工4xM8的螺紋孔及直徑28mm、30mm的階梯孔。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的孔及直徑28mm、30mm的階梯孔。兩套加工工藝方案經(jīng)比較可看出，先加工直徑25mm

8、的孔及閥體底面7mm的光孔、16mm的锪平孔，然后再以此為定位基準(zhǔn)加工M8螺紋孔和直徑28mm、30mm的階梯孔，這樣可以很好地定位夾緊并達(dá)到良好的表面粗糙度要求。結(jié)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。以上工藝過(guò)程見下表2-2：表2-2 機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容工序簡(jiǎn)圖機(jī)床工藝裝備1金屬型鑄造鑄造 2清洗檢驗(yàn)清洗毛坯并檢驗(yàn)3熱處理時(shí)效處理4銑底面粗、精銑閥體的底面X5032型立銑三爪卡盤硬質(zhì)合金端面銑刀游標(biāo)卡尺5銑頂面粗、精銑閥體的頂面X5032型立銑三爪卡盤硬質(zhì)合金端面銑刀游標(biāo)卡尺6銑凸臺(tái)粗、精銑30x30的凸臺(tái)X5032型立銑臺(tái)虎鉗立銑刀游標(biāo)卡尺

9、7銑端面粗、精銑50mm圓柱的前端面X5032型立銑臺(tái)虎鉗 硬質(zhì)合金端面銑刀游標(biāo)卡尺8車內(nèi)孔、螺紋孔車M36x2mm底孔、車螺紋、倒角1.5x30°CA614045°內(nèi)圓車刀60°內(nèi)螺紋車刀倒角車刀游標(biāo)卡尺專用夾具9鏜內(nèi)孔粗鏜、半精鏜25mm的孔、倒角3x30°CA6140專用夾具單刃鏜刀倒角車刀游標(biāo)卡尺10鉆孔鉆4×7mm通孔、锪平孔16mmZ525型立式鉆床 7高速鋼麻花鉆 16 高速鋼 锪鉆 游標(biāo)卡尺 臺(tái)虎鉗11鉆、擴(kuò)、鉸螺紋孔鉆、擴(kuò)、鉸M18x2mm的螺紋孔Z525型立式鉆床 16高速鋼麻花鉆擴(kuò)孔鉆鉸刀游標(biāo)卡尺臺(tái)虎鉗

10、12 鏜階梯孔精鏜、半精鏜28mm30mm的階梯孔、倒角2x30°CA6140專用夾具單刃鏜刀倒角車刀游標(biāo)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6.7高速鋼麻花鉆M8絲錐游標(biāo)卡尺專用夾具14去毛刺去毛刺 15 檢驗(yàn) 入庫(kù) 檢驗(yàn) 入庫(kù)2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定閥體零件的生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，為了保證零件的生產(chǎn)效率以及加工質(zhì)量，該零件的生產(chǎn)宜采用鑄造。閥體零件上M36x2的螺紋底孔、25mm的內(nèi)孔、28mm，30mm的階梯孔都可以通過(guò)鑄造得到預(yù)先孔；而M18的螺紋內(nèi)孔、閥體底面4x7的光孔，16锪平孔、以及螺紋M8-7H的孔則

11、是由后續(xù)的機(jī)械加工所得到的。在閥體零件圖1-1中可以看出25內(nèi)孔表面、35圓柱凸臺(tái)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Ra1.6，所以加工過(guò)程中對(duì)于幾個(gè)內(nèi)孔而言分別要經(jīng)過(guò)粗鏜-精鏜；對(duì)于上端面來(lái)說(shuō)則需要經(jīng)過(guò)粗銑-精銑來(lái)完成。所得機(jī)械加工余量及毛坯尺寸表2-3所示和毛坯圖見圖2-1：表23 機(jī)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(nèi)孔2561935上端面33628內(nèi)孔2862230內(nèi)孔30624 圖2-1 閥體零件毛坯圖2.6 確定切削用量及基本工時(shí) 按照指導(dǎo)教師下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的內(nèi)容，下面僅對(duì)其中兩

12、道關(guān)鍵的工序的基本工時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析與計(jì)算。2.6.1鏜孔夾具工序12：粗鏜、半精鏜28mm、30mm的階梯孔。選擇的機(jī)床：CA6140型車床；因?yàn)榱慵牟牧蠟镠T200，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(nèi)孔的表面粗糙度要求也比較高，已達(dá)到Ra1.6的精度要求，因此在加工此階梯孔的時(shí)候需要先進(jìn)行粗鏜加工，之后再用半精鏜來(lái)達(dá)到的Ra1.6的精度。所以整個(gè)加工過(guò)程要分四次走刀，粗鏜內(nèi)孔時(shí)的加工余量為2mm，精鏜內(nèi)孔時(shí)的加工余量為1mm。（單邊）1. 粗鏜工步一：粗鏜內(nèi)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鏜刀，查切削用量手冊(cè)表1.1，

13、選擇的機(jī)床是CA6140。由于孔深為15mm，查切削用量手冊(cè)表1.5，應(yīng)選用圓形鏜刀，刀片厚度為4.5mm，刀桿直徑為16mm。根據(jù)切削用量手冊(cè)中表1.2，選擇鏜刀材料為硬質(zhì)合金，YG6。鏜刀可選擇：Kr=60°，0=25º，0=10º，´r =15º， = 10º， =0.4mm。鏜刀的卷屑槽的各個(gè)參數(shù)為：Rn=5mm、 =0.7mm、 =5mm。（2）切削用量的選擇1）確定切削深度因?yàn)榇旨庸r(shí)的加工余量?jī)H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 = （2-1） = 式中： 切削深度 需要加工的孔徑 未經(jīng)加工

14、的孔徑故 =2mm2）確定進(jìn)給量f經(jīng)參考切削用量手冊(cè)中表1.5可知，在對(duì)閥體零件進(jìn)行粗鏜時(shí)，因?yàn)殓M刀桿的直徑為16mm，孔深為15mm。即當(dāng)=2mm時(shí)，f=0.20.3mm/r結(jié)合CA6140機(jī)床的說(shuō)明書可確定進(jìn)給量 f=0.20mm/r對(duì)切削加工時(shí)的進(jìn)給量是否滿足鏜刀的強(qiáng)度和機(jī)床的強(qiáng)度要求進(jìn)行校核。 鏜刀刀片的強(qiáng)度校核：根據(jù)切削用量手冊(cè)中的表1.9可以得出，在對(duì)灰口鑄鐵的材料進(jìn)行加工時(shí)，它的強(qiáng)度為200MPa，ºr =35º， 4mm，刀片厚度為4.5mm，因?yàn)榧庸さ墓ぜ牧蠟榛铱阼T鐵，所以應(yīng)該將查得的進(jìn)給量乘上系數(shù)k=1.6； 故鏜刀刀片的強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量為 查閱切削

15、用量手冊(cè)中表1.9，當(dāng)鏜刀的 =60º時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)該乘上修正系數(shù)k=0.6，由于加工時(shí)有沖擊，因此進(jìn)給量應(yīng)該減小20%，所以鏜刀的刀片所能夠允許的實(shí)際進(jìn)給量為 經(jīng)過(guò)校驗(yàn)刀片的強(qiáng)度能夠允許的進(jìn)給量要比所加工時(shí)的進(jìn)給量大，因此f=0.20mm/r滿足。 CA6140機(jī)床的進(jìn)給強(qiáng)度的校核通過(guò)查切削用量手冊(cè)當(dāng)中的表1.27，CA6140機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)能夠滿足的走刀力為F =3530N。由于200MPa，而且f=0.20mm/r， 2.8mm，查切削用量手冊(cè)中表1.17，可以得到走刀力為=670N因此在切削加工過(guò)程中，鏜刀的實(shí)際走刀力為： = ×KMF 式中：修正系數(shù)；查切削用量手冊(cè)

16、知：=1.0 ： 理論走刀量故 =670x1.0=670N 經(jīng)過(guò)校驗(yàn)因?yàn)榍邢骷庸r(shí)鏜刀所受的走刀力比CA6140機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的走刀力要小。因此，所選擇的進(jìn)給量f=0.20mm/r在切削加工過(guò)程中是可用的。（3）鏜刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度的選擇 根據(jù)加工材料及加工方法，鏜刀后刀面的最大磨損限度為0.8mm1.0mm；切削加工時(shí)的耐用度為T=3600s。 （4）切削速度v通過(guò)查切削用量手冊(cè)中的表12得，當(dāng)使用YG6牌號(hào)的鏜刀加工時(shí)，由于閥體零件的強(qiáng)度200MPa，HT200的灰口鑄鐵，f=0.20mm/r， 4mm。可得到切削速度為Vt =1.5m/s。因?yàn)?V= （2-2）式中： 為理論切削

17、速度 為切削速度的修正系數(shù)根據(jù)查閱切削用量手冊(cè)可以得到切削速度的修正系數(shù)為=1.0（表21-6）、=1.0（表11）、=1.0（表21-9）、=0.88（表21-7）、=0.8（表21-5）因此 V= =1.5×1.0×1.0×1.0×0.88×0.8=1.056m/s 主軸轉(zhuǎn)速： （2-3）式中： D為孔的直徑 V為理論切削速度所以主軸轉(zhuǎn)速查閱切削用量手冊(cè)中表1.27可知，CA6140車床在切削過(guò)程中的轉(zhuǎn)速可以選擇為： 此時(shí)，可以算出實(shí)際的切削速度為： 根據(jù)切削用量手冊(cè)中的表1.21中的計(jì)算公式也可以算出切削速度。 其計(jì)算公式為 （2-4）式

18、中： 切削速度系數(shù)； m、分別是T、和 f的指數(shù)； 根據(jù)切削用量手冊(cè)當(dāng)中表1.21可知，所有的系數(shù)和指數(shù)分別是：，。由于加工的是內(nèi)圓柱面，最后應(yīng)該要以加工外圓時(shí)的切削速度乘上系數(shù)0.9。所以 因此，通過(guò)查閱切削用量手冊(cè)當(dāng)中的表1.27，選擇相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，此結(jié)果與上述的查表法所得到的結(jié)果類似，故主軸轉(zhuǎn)速為。（5）對(duì)機(jī)床的功率進(jìn)行校核查切削用量手冊(cè)當(dāng)中表1.19可得到，由于灰口鑄鐵的強(qiáng)度為200MPa，時(shí)，可知。切削過(guò)程中的切削功率的修正系數(shù)查切削用量手冊(cè)表22-3得：，。所以 。加工過(guò)程中的切削功率也可通過(guò)公式計(jì)算得到即： （2-5）式中： 為硬質(zhì)合金車刀加工時(shí)的主切削力； V為切削速度。查切削用

19、量手冊(cè)當(dāng)中的表1.13可知，由于閥體零件的材料強(qiáng)度200MPa，f=0.20mm/r， 2.8mm；時(shí)，可以得到主切削力=840N,且主切削力的修正系數(shù)為，。所以，因此，查切削用量手冊(cè)當(dāng)中表1.27得，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=15r/s時(shí)，CA6140車床的主軸所允許的功率為，所以。因此之前選擇的切削用量可以在CA6140車床上進(jìn)行。綜上所述：、。（6）計(jì)算基本工時(shí) （2-6）式中：L=，l=15mm，查閱切削用量手冊(cè)中表1.20可以得鏜削加工時(shí)的入切量以及超長(zhǎng)量，mm，所以L=15+2.7=17.7mm因此 工步二：粗鏜內(nèi)孔30mm，孔深為40mm。 （1）刀具的選擇同粗鏜內(nèi)孔30mm的所選用的刀具：YG

20、6硬質(zhì)合金；選擇圓形鏜刀，刀片厚度4.5mm，刀桿直徑16mm。查閱切削用量手冊(cè)鏜刀可選擇：Kr=60°，0=25º，0=10º，´r =15º， = 10º， =0.4mm。鏜刀的卷屑槽的各個(gè)參數(shù)為：Rn=5mm、 =0.7mm、 =5mm。（2）切削用量的選擇1）確定切削深度因?yàn)榇旨庸r(shí)的加工余量?jī)H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） = = 故 =2mm2）確定進(jìn)給量f參考切削用量手冊(cè)中表1.5可知，在對(duì)閥體零件進(jìn)行粗鏜時(shí)，因?yàn)殓M刀桿的直徑為16mm，孔深為40mm。即當(dāng)=2mm時(shí)，f=

21、0.20.3mm/r結(jié)合CA6140機(jī)床的說(shuō)明書可確定進(jìn)給量 f=0.24mm/r對(duì)切削加工時(shí)的進(jìn)給量是否滿足鏜刀的強(qiáng)度和機(jī)床的強(qiáng)度要求進(jìn)行校核。 鏜刀刀片的強(qiáng)度校核：根據(jù)切削用量手冊(cè)中的表1.9可以得出，在對(duì)灰口鑄鐵的材料進(jìn)行加工時(shí)，強(qiáng)度為200MPa，ºr =35º， 4mm，刀片厚度為4.5mm，故鏜刀刀片的強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量為 查閱切削用量手冊(cè)中表1.9，當(dāng)鏜刀的 =60º時(shí)，切削過(guò)程中的進(jìn)給量應(yīng)該乘上修正系數(shù)k=0.6，由于工件在加工過(guò)程中存在沖擊，因此進(jìn)給量應(yīng)該減小20%，所以鏜刀的刀片所能夠允許的實(shí)際進(jìn)給量為 經(jīng)過(guò)校驗(yàn)因?yàn)殓M刀刀片的強(qiáng)度能夠允許的進(jìn)給

22、量要比所加工時(shí)的進(jìn)給量大，因此f=0.24mm/r滿足。 CA6140機(jī)床的進(jìn)給強(qiáng)度的校核由于CA6140機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)能夠滿足的走刀力為F =3530N。200MPa，而且f=0.24mm/r， 2.8mm，查切削用量手冊(cè)中表1.17，可以得到走刀力為=670N因此在切削加工過(guò)程中，鏜刀的實(shí)際走刀力為： = ×KMF 式中：修正系數(shù)；查切削用量手冊(cè)知：=1.0 ： 理論走刀量故 =670x1.0=670N經(jīng)過(guò)校驗(yàn)因?yàn)榍邢骷庸r(shí)鏜刀所受的走刀力比CA6140機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的走刀力要小。因此，所選擇的進(jìn)給量f=0.24mm/r在切削加工過(guò)程中是可用的。（3）鏜刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度

23、的選擇 通過(guò)加工材料為HT200，加工的方法為粗鏜，可以知道鏜刀后刀面的最大磨損限度為0.8mm1.0mm；切削加工時(shí)的耐用度為T=3600s。（4）切削速度v通過(guò)查切削用量手冊(cè)中的表12得，當(dāng)使用YG6牌號(hào)的鏜刀加工時(shí)，由于閥體零件的強(qiáng)度200MPa，HT200的灰口鑄鐵，f=0.24mm/r， 4mm?？傻玫角邢魉俣葹閂t =1.33m/s。由公式（2-2）計(jì)算出V；根據(jù)查閱切削用量手冊(cè)可以得到切削速度的修正系數(shù)為=1.0（表21-6）、=1.0（表11）、=1.0（表21-9）、=0.88（表21-7）、=0.8（表21-5）因此 V= =1.33×1.0×1.0&#

24、215;1.0×0.88×0.8=0.936m/s由公式（2-3）計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速，所以主軸轉(zhuǎn)速查閱切削用量手冊(cè)中表1.27可知，CA6140車床在切削過(guò)程中的轉(zhuǎn)速可以選擇為： 此時(shí)，可以算出實(shí)際的切削速度為： 根據(jù)公式（2-4）計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速V；根據(jù)切削用量手冊(cè)當(dāng)中表1.21可知，所有的系數(shù)和指數(shù)分別是：，。最后乘上系數(shù)0.9。所以， 因此，通過(guò)查閱切削用量手冊(cè)當(dāng)中的表1.27，選擇轉(zhuǎn)速為，此結(jié)果與上述的查表法所得到的結(jié)果類似，故主軸轉(zhuǎn)速為。（5）對(duì)機(jī)床的功率進(jìn)行校核查切削用量手冊(cè)當(dāng)中表1.19可得到，當(dāng)采用YG6型的硬質(zhì)合金鏜刀進(jìn)行加工時(shí)，由于灰口鑄鐵的強(qiáng)度為200MPa，時(shí)

25、，可知。切削過(guò)程中的切削功率的修正系數(shù)查切削用量手冊(cè)表22-3得：，。所以 。查切削用量手冊(cè)當(dāng)中的表1.13可知，閥體零件的材料強(qiáng)度200MPa，f=0.28mm/r， 4mm；時(shí)，可以得到主切削力=840N,且主切削力的修正系數(shù)為，。所以，根據(jù)公式（2-5）計(jì)算出切削過(guò)程中的功率；因此，查切削用量手冊(cè)當(dāng)中表1.27得，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=15r/s時(shí)，CA6140車床的主軸所允許的功率為，所以。因此之前選擇的切削用量可以在CA6140車床上進(jìn)行。綜上所述：、。（6）計(jì)算基本工時(shí) 根據(jù)公式（2-6）計(jì)算出基本工時(shí)式中：L=，l=40mm，查閱切削用量手冊(cè)可以得鏜削加工時(shí)的入切量以及超長(zhǎng)量，mm，所以L=

26、40+2.7=42.7mm因此 工步三：半精鏜內(nèi)孔28mm，孔深為15mm（1） 刀具的選擇同樣選擇鏜刀的類型為YG6，查閱切削用量手冊(cè)鏜刀可選擇：Kr=60°，0=25º，0=10º，´r =15º， = 10º， =0.4mm。鏜刀的卷屑槽的各個(gè)參數(shù)為：Rn=5mm、 =0.7mm、 =5mm。（2）切削用量的選擇1）確定切削深度因?yàn)榫庸r(shí)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(jì)算出切削深度；故 =1mm2） 確定進(jìn)給量f 在對(duì)閥體零件進(jìn)行精鏜時(shí)，因?yàn)殓M刀桿的直徑為16mm

27、，孔深為15mm。根據(jù)切削用量手冊(cè)中表1.5得：即當(dāng)=1mm時(shí)，f=0.20.3mm/r結(jié)合CA6140機(jī)床的說(shuō)明書可確定進(jìn)給量 f=0.28mm/r由于是精加工，不需進(jìn)行強(qiáng)度校核。（3）鏜刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度的選擇根據(jù)材料及加工方法，可以知道鏜刀后刀面的最大磨損限度為0.8mm1.0mm；切削加工時(shí)的耐用度為T=3600s。（4）切削速度v通過(guò)查切削用量手冊(cè)中的表12得，閥體零件的強(qiáng)度200MPa，HT200的灰口鑄鐵，f=0.28mm/r， 1.8mm?？傻玫角邢魉俣葹閂t =1.5m/s。由公式（2-2）得到：V= 根據(jù)查閱切削用量手冊(cè)可以得到切削速度的修正系數(shù)為=1.0（表21-6）、

28、=1.0（表11）、=1.0（表21-9）、=0.88（表21-7）、=0.8（表21-5）因此 V= =1.5×1.0×1.0×1.0×0.88×0.8=1.056m/s由上述公式（2-3）得主軸轉(zhuǎn)速： 式中： D為孔的直徑 V為理論切削速度所以主軸轉(zhuǎn)速查閱切削用量手冊(cè)中表1.27可知，CA6140車床在切削過(guò)程中的轉(zhuǎn)速可以選擇為： 此時(shí)，可以算出實(shí)際的切削速度為： 切削速度也可以通過(guò)計(jì)算公式計(jì)算得到 其計(jì)算公式為（2-4）： 式中： 切削速度系數(shù)； m、分別是T、和 f的指數(shù)； 根據(jù)切削用量手冊(cè)當(dāng)中表1.21可知，所有的系數(shù)和指數(shù)分別是：，

29、；乘上系數(shù)0.9。所以 因此，通過(guò)查閱切削用量手冊(cè)當(dāng)中的表1.27，選擇轉(zhuǎn)速為，此結(jié)果與上述的查表法所得到的結(jié)果類似，故主軸轉(zhuǎn)速為。（5）對(duì)機(jī)床的功率進(jìn)行校核查切削用量手冊(cè)當(dāng)中表1.19可得到，由于灰口鑄鐵的強(qiáng)度為200MPa，時(shí)，可知。切削過(guò)程中的切削功率的修正系數(shù)查切削用量手冊(cè)表22-3得：，。所以 。加工過(guò)程中的切削功率也可通過(guò)公式計(jì)算（2-5）得到即： 式中： 為硬質(zhì)合金車刀加工時(shí)的主切削力； V為切削速度。查切削用量手冊(cè)當(dāng)中的表1.13可知，在使用YG6牌號(hào)的鏜刀在加工內(nèi)孔時(shí)，由于閥體零件的材料強(qiáng)度200MPa，f=0.28mm/r， 2.8mm；時(shí)，可以得到主切削力=840N,且主

30、切削力的修正系數(shù)為，。所以，因此，查切削用量手冊(cè)當(dāng)中表1.27得，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=11.8r/s時(shí)，CA6140車床的主軸所允許的功率為，所以。因此之前選擇的切削用量可以在CA6140車床上進(jìn)行。綜上所述：、。（6）計(jì)算基本工時(shí) 由公式（2-6）： 式中：L=，l=15mm，查閱切削用量手冊(cè)可以得鏜削加工時(shí)的入切量以及超長(zhǎng)量，mm，因此L=所以工步四：半精鏜內(nèi)孔30mm，孔深為40mm（1） 刀具的選擇刀具類型為YG6，Kr=60°，0=25º，0=10º，´r =15º， = 10º， =0.4mm。鏜刀的卷屑槽的各個(gè)參數(shù)為：Rn=5mm

31、、 =0.7mm、 =5mm。（2）切削用量的選擇1）確定切削深度因?yàn)榫庸r(shí)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： = 式中： ：切削深度 ：需要加工的孔徑 ：未經(jīng)加工的孔徑故 =1mm2）確定進(jìn)給量f 在對(duì)閥體零件進(jìn)行精鏜時(shí)，因?yàn)殓M刀桿的直徑為16mm，孔深為40mm。根據(jù)切削用量手冊(cè)中表1.5得：即當(dāng)=1mm時(shí)，取f=0.20.3mm/r結(jié)合CA6140機(jī)床的說(shuō)明書可確定進(jìn)給量 f=0.26mm/r由于是精加工，不需進(jìn)行強(qiáng)度校核（3）鏜刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度的選擇根據(jù)加工方法及材料，可以知道鏜刀后刀面的最大磨損限度為0.8mm1.0mm

32、；切削加工時(shí)的耐用度為T=3600s。（4）切削速度v通過(guò)查切削用量手冊(cè)中的表1.12得，由于閥體零件的強(qiáng)度200MPa，HT200的灰口鑄鐵，f=0.26mm/r， 1.8mm?？傻玫角邢魉俣葹閂t =1.5m/s。公式（2-4）：V= 式中： 為理論切削速度 為切削速度的修正系數(shù)據(jù)查閱切削用量手冊(cè)可以得到切削速度的修正系數(shù)為=1.0（表21-6）、=1.0（表11）、=1.0（表21-9）、=0.88（表21-7）、=0.8（表21-5）因此 V= =1.69×1.0×1.0×1.0×0.88×0.8=1.19m/s公式（2-3）：主軸轉(zhuǎn)速

33、： 式中： D為孔的直徑 V為理論切削速度所以主軸轉(zhuǎn)速查閱切削用量手冊(cè)中表1.27可知，CA6140車床在切削過(guò)程中的轉(zhuǎn)速可以選擇為： 此時(shí)，可以算出實(shí)際的切削速度為： 切削速度也可以通過(guò)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算得到。即上述公式中（2-4） 其計(jì)算公式為 式中： 切削速度系數(shù)； m、分別是T、和 f的指數(shù)； 根據(jù)切削用量手冊(cè)當(dāng)中表1.21可知，所有的系數(shù)和指數(shù)分別是：，。乘上系數(shù)0.9。所以 因此，通過(guò)查閱切削用量手冊(cè)當(dāng)中的表1.27，選擇轉(zhuǎn)速為，此結(jié)果與上述的查表法所得到的結(jié)果類似，故主軸轉(zhuǎn)速為。（5）對(duì)機(jī)床的功率進(jìn)行校核查切削用量手冊(cè)當(dāng)中表1.19可得到，當(dāng)采用YG6型的硬質(zhì)合金鏜刀進(jìn)行加工時(shí)，由

34、于灰口鑄鐵的強(qiáng)度為200MPa，時(shí)，可知。切削過(guò)程中的切削功率的修正系數(shù)查切削用量手冊(cè)表22-3得：，。所以 。加工過(guò)程中的切削功率由公式（2-5）得： 式中： 為硬質(zhì)合金車刀加工時(shí)的主切削力； V為切削速度。查切削用量手冊(cè)當(dāng)中的表1.13可知，由于閥體零件的材料強(qiáng)度200MPa，f=0.26mm/r， 2.8mm；時(shí)，可以得到主切削力=840N,且主切削力的修正系數(shù)為，。所以，因此，查切削用量手冊(cè)當(dāng)中表1.27得，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=11.8r/s時(shí)，CA6140車床的主軸所允許的功率為，所以。因此之前選擇的切削用量可以在CA6140車床上進(jìn)行。綜上所述：、。（6）計(jì)算基本工時(shí) 由公式（2-6）： 式

35、中：L=，l=40mm，查閱切削用量手冊(cè)可以得鏜削加工時(shí)的入切量以及超長(zhǎng)量，mm，因此L=所以因此此道工序所使用的總工時(shí)為2.6.2 鉆孔夾具 工序13：鉆4xM8的底孔，攻M8的螺紋孔。 工步一：鉆M8螺紋底孔6.7mm 鉆4xM8的均布孔，孔深為10mm，表面粗糙度為Ra3.2。（1） 加工的條件工件的材料：HT200，200MPa、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(jí)精度。機(jī)床：Z525型立式鉆床。刀具：選擇麻花鉆材料為高速鋼，直徑為6.7mm。高速鋼鉆頭切削部分的形狀為標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭，。（2）切削用量單邊切削深度 （2-7）

36、式中為單邊切削深度、d為工件的直徑。=0.5×8=4mm 進(jìn)給量1） 根據(jù)切削用量手冊(cè)表5可知孔的表面粗糙度為Ra3.2，鑄鐵的強(qiáng)度200MPa，鉆頭直徑=6.7mm，孔的深度=10mm時(shí)，進(jìn)給量=0.220.26mm/r。由于，乘上孔深修正系數(shù)=0.5，則 =（0.220.26）×0.5mm/r=0.110.13mm/r2） 通過(guò)鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量：查閱切削用量手冊(cè) 表7，當(dāng)=200MPa，鉆頭直徑=6.7mm，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量為f=0.72mm/r。3）通過(guò)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：查閱切削用量手冊(cè)表8，當(dāng)210MPa， 10.2mm時(shí)，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的最大軸

37、向力為8330N ，Z525型鉆床允許的軸向力為8830N，進(jìn)給量=1.6mm/r。通過(guò)以上對(duì)三個(gè)進(jìn)給量的比較分析，其值為=0.110.13mm/r。通過(guò)Z525型鉆床的主軸進(jìn)給量參數(shù)，=0.13mm/r。由切削用量手冊(cè)中表16可知鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)=0.13mm/r，10.2mm，軸向力。軸向力的修正系數(shù)都是1.0，因此。通過(guò)查閱資料，鉆床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度所允許的最大的軸向力為=8830N，由于，因此=0.13mm/r是可以的。根據(jù)切削用量手冊(cè)中的表9可知：當(dāng)=6.7mm時(shí)，麻花鉆鉆頭后刀面的最大磨損量取為0.6mm，鉆頭的耐用度T=3600s。 切削速度由于鑄鐵HT200的200MPa，由切削

38、用量手冊(cè)中表12可知，當(dāng)=0.13mm/r，高速鋼標(biāo)準(zhǔn)鉆頭=6.7mm時(shí)，=0.58m/s。切削速度的修正系數(shù)為：=1.0，=1.0，=0.95，=0.87 所以 =0.58×1.0×1.0×0.95×0.87=0.48m/s 根據(jù)Z525立式鉆床的說(shuō)明書，可選擇22.7r/s,由于所選擇的轉(zhuǎn)數(shù)較低。不太符合要求，所以應(yīng)適當(dāng)?shù)淖鲆恍┱{(diào)整。比較選擇以下兩種方案：1） 第一種方案：=0.1mm/r，16r/s 2） 第二種方案：=0.13mm/r，11.3r/min 對(duì)于兩個(gè)方案進(jìn)行比較，由于第一種方案的結(jié)果較大，基本工時(shí)比較短，因此選擇第一種方案比較合理。

39、（3） 檢驗(yàn)機(jī)床的扭矩和功率查閱切削用量手冊(cè)中的表17，當(dāng)0.14mm/r，11.1mm時(shí)，。扭矩的修正系數(shù)都是1.0，因此。根據(jù)鉆床的使用說(shuō)明書，即切削用量手冊(cè)中的表34,中查得：當(dāng)960r/min時(shí)，。通過(guò)查閱切削用量手冊(cè)中的表20，當(dāng)213MPa，=6.7mm，0.75mm/r，20m/min，。根據(jù)Z525型立式鉆床的技術(shù)資料，。因?yàn)?，符合要求。即?0.1mm/r，16r/s，=0.58m/s。（4）計(jì)算基本工時(shí) （2-8）式中：，查閱切削用量手冊(cè)表22可知，入切量及超切量：鉆頭直徑10mm 查出，即 工步二：攻M8螺紋孔機(jī)床：組合攻絲機(jī)刀具：高速鋼機(jī)動(dòng)絲錐 進(jìn)給量因?yàn)榇寺菁y孔的螺距

40、，因此進(jìn)給量切削速度：參照參考文獻(xiàn)切削用量手冊(cè)，查得，故機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速n，由公式可得：取該螺紋絲錐的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：被切削層長(zhǎng)度： 刀具的切入長(zhǎng)度： 刀具的切出長(zhǎng)度： 機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（1.5）有： 因此攻這個(gè)螺紋孔總工時(shí)為：鉆這個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間： 3.1編制工藝規(guī)程文件詳細(xì)的工藝規(guī)程的文件見附錄1。 第三章 鏜孔夾具設(shè)計(jì)3.1定位基準(zhǔn)的選擇在對(duì)閥體零件中的這對(duì)階梯孔所加工的前面的工序當(dāng)中，已經(jīng)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4-7孔也已經(jīng)加工完成；并且M36的螺紋孔與25的光孔也已經(jīng)加工完成。根據(jù)閥體零件的結(jié)構(gòu)特征，顯然以工件的外形定位來(lái)

41、進(jìn)行車床加工不現(xiàn)實(shí)，并且不太利于裝夾。因此本次設(shè)計(jì)選擇閥體工件的25的內(nèi)孔作為主定位基準(zhǔn)，下底面中的4一7孔為另一基準(zhǔn)孔，則閥體的下底面可以作為基準(zhǔn)平面來(lái)定位。這樣整個(gè)夾具就是以“一面兩孔”的定位方式來(lái)進(jìn)行定位，實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)定位，夾具的定位方式如下圖3-1所示。 圖3-1 鏜孔工序簡(jiǎn)圖3.2定位元件的設(shè)計(jì)因?yàn)榇舜渭庸るA梯孔的鏜孔夾具選用的定位基準(zhǔn)為“一面兩孔”的定位原則，定位基準(zhǔn)面即為閥體底部的大端面，孔為底面大端面中4-7的孔和25mm孔的中心。對(duì)角的孔一般采用定位銷來(lái)定位，而且本次的定位元件采用的是一個(gè)定位芯軸，一個(gè)固定式菱形定位銷。其中，定位銷是機(jī)床夾具中重用的標(biāo)準(zhǔn)件。根據(jù)工序簡(jiǎn)圖當(dāng)中所規(guī)定

42、的定位基準(zhǔn)，選擇的定位元件如圖3-2和3-3所示。 圖3-2 定位元件零件圖 3.3定位誤差分析與計(jì)算1，鏜孔夾具設(shè)計(jì)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28mm的孔深為15mm；30mm的孔深為40mm；孔的表面粗糙度為Ra1.6m；加工精度等級(jí)為9級(jí)。具體分析過(guò)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(nèi)孔直徑為；該心軸與閥體零件上25mm的光孔形成間隙配合，即25g6=。不過(guò)，由于定位元件使用的是定位心軸，故在加工過(guò)程中存在著定位副制造不準(zhǔn)確和配合間隙引起的定位基準(zhǔn)位移誤差。因?yàn)樾妮S是垂直放置的，所以定

43、位基準(zhǔn)位移誤差為： （3-1）由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，故=0式中： 定位孔的公差，單位mm； 心軸的公差，單位mm； 心軸與定位元件（定位心軸）之間的最小配合間隙。且；其中 是定位孔的最小直徑，單位mm； 心軸的最大直徑，單位mm； 所以定位基準(zhǔn)位移誤差：mm此時(shí)定位誤差為： mm 由于工序尺寸的公差等級(jí)為IT11，即其公差為0.16mm；且定位誤差小于0.16的，所以上述方案滿足要求。3.4夾緊裝置設(shè)計(jì)本夾具的裝夾方法是比較簡(jiǎn)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(jìn)行螺旋鎖緊。如圖所示，在對(duì)閥體零件進(jìn)行安裝時(shí)，先利用定位心軸與閥體零件的25mm內(nèi)孔

44、進(jìn)行配合，然后再利用鎖緊螺母對(duì)閥體零件的上下端面進(jìn)行夾緊，此時(shí)可限制4個(gè)自由度；利用支架的上平面可以限制1個(gè)自由度；然后再利用菱形銷來(lái)限制一個(gè)自由度。實(shí)現(xiàn)了完全定位。當(dāng)在車床上鏜孔結(jié)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(duì)零件的后續(xù)工序進(jìn)行加工。在更換零件時(shí)也是取下定位芯軸即可，整個(gè)閥體零件的加工過(guò)程以及鏜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(jī)構(gòu)示意圖3.5切削力及夾緊力的計(jì)算由于粗鏜時(shí)所選擇的刀具材料為硬質(zhì)合金，鏜刀桿的直徑d=16mm。其中的主切削力、徑向切削力、軸向力以及切削時(shí)所消耗的功率的計(jì)算公式分別可以通過(guò)查閱切削用量手冊(cè)當(dāng)中的表1.22中得到；具體公式如下所示：主切削力： (3-2)徑向切削力： (3-3)軸向力： (3-4)切削消耗的功率： 式中：、背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度的指數(shù)； 、取決于被加工材料和切削力的系數(shù)； 、為修正系數(shù)。其中，切削力的修正系數(shù)可以查切削用量手冊(cè)中表22-3,。即 =0.94，=0.77，=1.11由于所加工的工件材料為灰口鑄鐵HT200，故查表知：=92，=1.0，=0.75，=0所以，主切削力=54，=0.9，=0.75，=0所以，徑向力 =46，=1.0，=0.4，=0