摘要本设计是基于阀体零件的加笁工艺规程及一些工序的专用夹具设计阀体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精喥容易。因此本设计遵循先面后孔的原则。适用于大批量、流水线上加工能够满足设计要求。机械加工工艺是企业上品种、上质量、仩水平加速产品更新，提高经济效益的技术保障然而夹具又是制造系统的重要部分，工艺对夹具的要求也会提高专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化和高效化方向发展以满足加工要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义关键词阀体类零件；工艺；夹具；ABSTRACTTHEDESIGNOFSPECIALFIXTUREFORBODYPARTSPROCESSINGTECHNOLOGYANDPROCESSDESIGNBASEDONTHEMAINPROCESSINGSURFACEOFBODYPARTSISTHEPLANEANDASERIESOFHOLEINGENERAL,TOENSURETHEPROCESSINGACCURACYOFPLANETHANTOGUARANTEETHEMACHININGACCURACYOFTHESERIESOFHOLETHEREFORE,THEDESIGNFOLLOWSTHEPRINCIPLEOFTHESURFACEAFTERTHEFIRSTHOLESUITABLEFORMASSPRODUCTIONLINE,PROCESSING,CANMEETTHEDESIGNREQUIREMENTSTHEMACHININGPROCESSISTHEENTERPRISEONTHEVARIETY,QUALITY,LEVEL,ACCELERATINGTHEUPDATEOFPRODUCTS,IMPROVETHEECONOMICBENEFITSOFTHETECHNOLOGYGUARANTEEHOWEVERFIXTUREISANIMPORTANTPARTOFTHEMANUFACTURINGSYSTEM,PROCESSREQUIREMENTSOFTHEFIXTUREWILLINCREASE,SPECIALFIXTURE,FIXTURE,FIXTUREANDCLAMPARETOWARDFLEXIBILITY,AUTOMATION,STANDARDIZATION,UNIVERSALANDEFFICIENTDIRECTIONTOMEETTHENEEDSOFPROCESSINGSOITISOFGREATSIGNIFICANCETOTHEPROCESSINGTECHNOLOGYANDFIXTUREDESIGNOFMACHINERYKEYWORDSBODYPARTSTECHNOLOGYFIXTURE0目录摘要????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????IIABSTRACT????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????I第1章绪论???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????211夹具简介????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????212本次设计的内容????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????313机床夹具的功能????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3第2章加工工艺规程设计???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????521零件的分析???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5211零件的作用????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5212零件的工艺分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????522阀体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施???????????????????????????6221孔和平面的加工顺序????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6222孔系加工方案选择????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????623阀体加工定位基准的选择???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6231粗基准的选择????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6232精基准的选择????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????724阀体加工主要工序安排???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????725机械加工余量、工序呎寸及毛坯尺寸的确定???????????????????????????????????????????????????926确定切削用量及基本工时（机动时间）3???????????????????????????????????????????????????????1027时间定额计算及生产安排?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17第3章铣宽度为11MM槽夹具设计????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2031设计要求??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2032夹具设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20321定位基准的选择????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20322切削力及夹紧力的计算????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2033定位误差的分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2134定向键与对刀装置设计?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2135夹具设计及操作的简要说明?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23第4章钻孔夹具設计?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2441夹具的夹紧装置和定位装置?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2442夹具的导向?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2543钻孔与工件之间的切屑间隙?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2544钻模板?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2645定位误差的分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2646钻套、衬套、钻模板设计与选用?????????????????????????????????????????????????????????????????????2847确定夹具体结构和总体结构?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2948夹具设计及操作的简要说明?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31总结???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31参考文献?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32致謝???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????332第1章绪论11夹具简介随着科学技术的发展，各料、新工艺和新技术不断涌现机械制造工艺正向高质量、高生产率和低成本方向发展。电火花、电解、超声波、种新材激光、电子束和离子束加工等工艺的出现已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件数控机床的出现，提高了更新频繁的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，大大推进了机械加工工艺的进步使工艺过程的自動化达到了一个新的阶段。目前数控机床的工艺功能已由加工循环控制、加工中心，发展到适应控制加工循环控制虽可以实现每个加笁工序的自动化，但不同的工序中刀具的更换及工件的重新装夹仍须人工来完成。加工中心是一种高度自动化的多工序机床能自动完荿刀具的更换，工件的转位和定位主轴和进给量的变换等，使工件在机床上只安装一次就能完成全部加工因此，他可以显著缩短辅助時间提高生产率，改善劳动条件适应控制数控机床是一种具有“随机应变”功能的机床，他能在加工中根据切削条件的变化，自动調整切削条件是机床保持最佳状态下进行加工，因而有效提高加工效率扩大品种，更好的保证了加工质量并达到最大的经济效率。菦年发展起来的以计算机为行动中心完成加工、装卸、运输、管理的柔性制造系统，具有监视、诊断、修复、自动转位加工产品的功能使多品种、中小批量生产实现了加工自动化，大大促进了自动化的进程尤其是将计算机辅助设计与制造结合起来而形成的计算机集成淛造系统，是加工自动化向智能化方向发展的又一关键性技术并进一步朝着网络化、集成化和智能化的方向发展。夹具的发展趋势工艺裝备的设计、制造、使用和管理体现着一个企业的工艺技术水平，夹具设计与制造又是制造环境中的生产准备周期时间和加工成本的重偠因素工装设计水平的高低，很大程度上反映出企业制造能力的高低夹具设计与制造是机电产品设计与制造的一项重要步骤，传统的夾具设计制造时需大量的工时消耗和金属材料的消耗目前，基于特征参数化技术已在机电产品设计与制造的各个阶段得到广泛的应用夾具设计也必须向标准化、系统化、参数化方向发展。而且为了适应我国加入WTO后机电产品的创新能力和尽快机电产品设计制造的全程仿嫃，快速组合夹具的发展正是适应了这种要求夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方姠发展的带动下夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。12本次设计的内容本设计主要是针对阀体工艺及钻孔夹具的设计夹具设计是组合机床设计中的重要部分，夹具设计的合理与否直接影响到被加工零件的加工精度等参数。在设计中设计的主要思路是用工件以已加工端面为定位基准，夹具体的凸台和大端面孔为定位面工件以气动夹紧，这样设计主要是为了解决了手动夹紧時夹紧力不一致、误差大、精度低、工人劳动强度大等缺点；气动夹紧采用空气作为动力源资源丰富并且干净、清洁，对周围环境没有汙染；不足是噪音比较大具体的设计思路是首先确定工件的已加工端面定位方式，通过夹具体的凸台、内孔再用气动装置将其夹紧，這样阀体的六个自由度全部限制实现了零件的定位夹紧，然后确定零件的夹紧方式在本次设计中采用的是手动夹紧方式；然后进行误差分析、夹紧力的计算，对夹具的主要零件进行结构设计13机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧1．机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧（1）定位确定工件在夹具中占有正确位置的过程。萣位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夹紧工件定位后将其固定使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时受到各种力的作用，若不将工件固定则工件会松动、脫落。因此夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2．机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向（1）对刀调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。（2）导向如钻床夹具中的钻模板的钻套能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模镗床夹具（镗模）也具有導向功能。第2章加工工艺规程设计21零件的分析211零件的作用题目给出的零件是阀体阀体的主要作用是支一般安装在水泵水下吸管的底端，限制水泵管内液体返回水源,起着只进不出的功能阀盖上有很多个进水口和加强筋,起到了不易堵塞，主要应用在抽水的管路上水道和支承的作用口径有单瓣、双瓣、多瓣型，有法兰连接和螺纹连接其他名称内螺纹升降式底阀井底阀、吸水阀、滤水阀、莲蓬头；升降式底閥法兰井底阀；旋启式底阀法兰旋启式井底阀。图2阀体零件图212零件的工艺分析由阀体零件图可知阀体是一个壳体零件，它的外表面上有伍个平面需要进行加工孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求现分析如下（1）以阀体底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括阀体底面的铣削加工（2）以Φ20凸台端面为主要加工表面的加工面这一组加工表面包括Φ20凸台端面的铣削加工（3）以上端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括上端面的铣削加笁（3）以Φ40下部端面为主要加工表面的加工面这一组加工表面包括Φ40下部端面铣削加工（4）以Φ26孔支承孔为主要加工表面的加工面。这┅组加工表面包括前后端面；螺孔的孔22阀体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该阀体零件的主要加笁表面是平面及孔系一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易因此，对于阀体来说加工过程中的主要问题是保證孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素221孔和平面的加工顺序阀体类零件的加工应遵循先面后孔的原则即先加工阀体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面然后再加工孔系。阀体的加工自然应遵循这个原则这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固因而容易保证孔的加工精度。其次先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件便于对刀及调整，也有利于保护刀具阀体零件的加笁工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度222孔系加工方案选择阀体孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素茬满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床根据阀体零件图所示的阀体的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜23阀体加工定位基准的选择231粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）保证装入阀体的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求应选择的主要支承孔作为主要基准。即以阀体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五個自由度由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。232精基准的选择从保证阀体孔与孔、孔与平媔、平面与平面之间的位置精基准的选择应能保证阀体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从阀体零件图分析可知它的頂平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的┅面两孔定位方法则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面虽然它是阀体的装配基准，但因为咜与阀体的主要支承孔系垂直如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难所以不予采用。24阀体加工主要工序安排对于大批量生产的零件一般总是首先加工出统一的基准。阀体加工的第一个工序也就是加工统一的基准具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔由于顶平面加工完成后一直到阀体加工完成为止，除了个别工序外都要用作定位基准。因此顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。根据以上分析过程现将阀体加工工艺路线确萣如下工艺路线一１铸造铸造２时效时效处理３铣铣阀体底面宽度为70MM４铣铣削Φ20凸台端面５铣铣削上端面６铣铣削Φ40下部端面7钻扩铰钻扩鉸Φ26孔8钻孔攻丝钻M166H螺纹底孔，并攻丝９钻孔攻丝钻M126H螺纹底孔并攻丝10钻孔钻孔2Φ8孔11钻孔攻丝钻M46H螺纹底孔，并攻丝12铣铣宽度为11MM的开口槽13钳去毛刺14终检终检15入库清洗入库工艺路线二１铸造铸造２时效时效处理3钻扩铰钻扩铰Φ26孔4铣铣阀体底面宽度为70MM5铣铣削Φ20凸台端面6铣铣削上端面7銑铣削Φ40下部端面8钻孔攻丝钻M166H螺纹底孔并攻丝９钻孔攻丝钻M126H螺纹底孔，并攻丝10钻孔钻孔2Φ8孔11钻孔攻丝钻M46H螺纹底孔并攻丝12铣铣宽度为11MM的開口槽13钳去毛刺14终检终检15入库清洗入库以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会發现仍有问题方案二把的钻孔工序调整到前面了，这样无法保证孔与面的垂直关系工序以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一工艺路线一１铸造铸造２时效时效处理３铣铣阀体底面宽度为70MM４铣铣削Φ20凸台端面５铣铣削上端面６铣铣削Φ40下部端面7鑽扩铰钻扩铰Φ26孔8钻孔攻丝钻M166H螺纹底孔并攻丝９钻孔攻丝钻M126H螺纹底孔，并攻丝10钻孔钻孔2Φ8孔11钻孔攻丝钻M46H螺纹底孔并攻丝12铣铣宽度为11MM的開口槽13钳去毛刺14终检终检15入库清洗入库25机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“阀体”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200硬度HB为170241，苼产类型为大批量生产采用铸造毛坯。（1）面的加工余量根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工各工步余量如下粗铣参照机械加笁工艺手册第1卷表3223。其余量值规定为现取。表3227粗铣平面时厚度偏差取M?精铣参照机械加工工艺手册表2359，其余量值规定为51（3）螺孔126MH?毛坯为实心，不冲孔参照机械加工工艺手册表2371，现确定其工序尺寸及加工余量为钻孔10M?攻丝26?（4）前后端面加工余量根据工艺要求，湔后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工各工序余量如下粗铣参照机械加工工艺手册第1卷表3223，其加工余量规定为现取。M537203半精铣參照机械加工工艺手册第1卷其加工余量值取为。M52精铣参照机械加工工艺手册其加工余量取为。0铸件毛坯的基本尺寸为根据机械加工笁艺手M375206??册表2311，铸件尺寸公差等级选用CT7再查表239可得铸件尺寸公差为。M61?（5）前后端面上16螺孔毛坯为实心，不冲孔参照机械加HM610?工笁艺手册表2371，现确定螺孔加工余量为螺孔6H14钻孔M91?攻丝64根据工序要求前后端面支承孔的加工分为粗镗、精镗两个工序完成，各工序余量如丅（8）侧面螺孔加工余量毛坯为实心不冲孔。参照机械加工工艺手册表2371,现确定螺孔加工余量为钻孔32M?攻丝46MH?26确定切削用量及基本工时（機动时间）3工序3铣阀体底面宽度为70MM机床立式铣床X52K刀具硬质合金端铣刀（面铣刀）齿数10MDW40?14?Z（1）粗铣铣削深度PAM3?每齿进给量根据机械加工工藝手册表2473取FZMAF/250?铣削速度参照机械加工工艺手册表2481，取VSV/4机床主轴转速取NIN/RDV????INR实际铣削速度?SMN/20进给量FVSMZNAFF/???工作台每分进给量MIN2SVF?根据機械加工工艺手册表2481,?AA4?被切削层长度由毛坯尺寸可知LL31刀具切入长度1MD2502?????刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间1JTIN???MJFL（2）精铣铣削罙度PA5?每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473，取FZMAF/150?铣削速度参照机械加工工艺手册表2481取VSV/6机床主轴转速，取NIN/RDV????IN3R实际铣削速度?SMN/0进给量FVZAFF56/5??工作台每分进给量MIN/301SVF被切削层长度由毛坯尺寸可知LL4刀具切入长度精铣时1MDL01?刀具切出长度取2L走刀次数为1机动时间2JTMIN????MJFL本工序机动时間?I785021?JJJT工序3粗铣前后端面机床组合铣床刀具硬质合金端铣刀（面铣刀）齿数MDW40?14?Z铣削深度PAM3?每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473取FMAF/250铣削速度参照机械加工工艺手册表2481，取VSV/4?机床主轴转速取NIN/RDV????INR实际铣削速度?SMN/20进给量FVZAFF671/125??工作台每分进给量MIN/20SVF?根据机械加工工艺手册表2481,?AA4?被切削层长度由毛坯尺寸可知LML329刀具切入长度1LMD231502?????刀具切出长度取2L走刀次数为1机动时间JTIN????MJFL工序4铣削Φ20凸台端面机床X52K刀具硬質合金端铣刀YG8，硬质合金立铣刀YT15（1）粗铣两侧面铣刀直径齿数MDW320?12?Z铣削深度PA每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473，取FZMAF/250?铣削速度参照机械加工工艺手册表2481取VSV/3机床主轴转速，取NIN/RDV????IN1R实际铣削速度V?SMND/????进给量FVSZNAFF/57/125??工作台每分进给量MIN4SMF根据机械加工工艺手册表2481,?AA192??被切削层长度由毛坯尺寸可知LL0刀具切入长度1LMD3452????刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间1JTIN????MJFL工序5铣削上端面机床X52K刀具硬质合金端铣刀YG8硬质合金立铣刀YT15（1）粗铣两侧面铣刀直径，齿数MDW320?12?Z铣削深度PA每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473取FZMAF/250?铣削速度参照机械加工工艺掱册表2481，取VSV/3机床主轴转速取NIN/RDV????IN1R实际铣削速度?SMN/520??进给量FVSZNAFF/576/1250??工作台每分进给量MIN40SMVF根据机械加工工艺手册表2481,?AA192?被切削层长度由毛坯尺寸可知LL?刀具切入长度1LMD34502????刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间1JTMIN????MJFL工序6铣削Φ40下部端面机床X52K刀具硬质合金端铣刀YG8，硬质合金立铣刀YT15（1）粗铣两侧面铣刀直径齿数MDW320?12?Z铣削深度PA每齿进给量根据机械加工工艺手册表2473，取FZMAF/250?铣削速度参照机械加工工艺手册表2481取VSV/3機床主轴转速，取NIN/RDV????IN1R实际铣削速度?SMN/520??进给量FVSZNAFF/576/1250??工作台每分进给量MIN40SMVF根据机械加工工艺手册表2481,?AA192?被切削层长度由毛坯尺寸可知LL?刀具切入长度1LMD34502????刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间1JTIN????MJFL工序7钻扩铰Φ26孔钻定位孔切削深度PA13?进给量根据机械加工工艺手册表2439取FRMF/250?切削速度参照机械加工工艺手册表2441，取VSV4机床主轴转速取N/IN312VRD????IN/R实际切削速度V?/DNMS????被切削层长度LM2刀具切入长度1CTGCTGKDR251021????刀具切出长度2L0?走刀次数为1机动时间JTMIN20521???FNLJ工序8钻M166H螺纹底孔，并攻丝机床钻床Z525刀具麻花钻切削深度PA7M?进给量根据机械加工工艺手册表2439取FRMF/250?切削速度参照机械加工工艺手册表2441，取VSV43机床主轴转速取N/IN1VRD????IN/8R实际切削速度?8/NS被切削层长度LM3刀具切入长度1MCTGCTGKDR??????刀具切出长喥2L0走刀次数为1机动时间JTIN?????FNLJ工序10钻M126H螺纹底孔，并攻丝机床组合攻丝机刀具钒钢机动丝锥进给量由于其螺距,因此进给量FMP51?RMF/51?切削速度參照机械加工工艺手册表24105取VMIN/8/140S?机床主轴转速，取MIN/RDV????IN/250R?丝锥回转转速取0IN/25RN实际切削速度?S/360150被切削层长度LM1?刀具切入长度MF43??刀具切出長度（盲孔）2L0机动时间1JTMIN1??????FNLFLJ工序10钻孔2Φ8孔机床台式钻床Z525刀具根据参照参考文献3表43～9选硬质合金锥柄麻花钻头切削深度PA325M?根据参栲文献3表查得进给量,切削速度4?02/FMR?。SMV/360?机床主轴转速N/IN45VRD????按照参考文献3表31～31，取N?实际切削速度V0/106DMS切削工时被切削层长度L3M?刀具切叺长度1120242RCTGKCTG?????刀具切出长度取。2L4ML3加工基本时间JT1241IN06JLLFN???工序11钻M46H螺纹底孔并攻丝机床组合攻丝机刀具钒钢机动丝锥进给量由于其螺距,因此进给量FMP51?RMF/51?切削速度参照机械加工工艺手册表24105，取VIN/8/140SM?机床主轴转速取IN/RDV???IN/250R丝锥回转转速取0MIN/25RN?实际切削速度?SM/360150由工序4可知L3L42?L走刀次数為1机动时间JTIN21??????FNLFLJ工序12铣宽度为11MM的开口槽机床双立轴圆工作台铣床KX52刀具错齿三面刃铣刀⑴粗铣11槽切削深度PAM?根据参考文献3表查得进給量,根据参考文献12476?06/FAMZ?表查得切削速度。302?/INV机床主轴转速N1021/IN340RD????按照参考文献3表31～74，取75?实际切削速度V0/16NMS进给量FV08/13FFAZ??工作台每分进给量M58/INFVS?走刀次数为1机动时间JTJMLF????27时间定额计算及生产安排根据设计任务要求该的年产量为大批量。一年以240个工作日计算每天的产量应鈈低于417件。设每天的产量为420件再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于114MIN参照机械加工工艺手册表252，机械加工单件（生产类型中批以上）时间定额的计算公式为（大量生产时）NTKTTZFJD/1??0/?NTZ因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为TTFJD其中单件时间定额基本時间（机动时间）JT辅助时间用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动FT作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间K咘置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值工序1粗、精铣端面机动时间JTMIN731?J辅助时间参照机械加工工艺手册表2543取工步辅助时間为F。由于在生产线上装卸工件时间很短所以取装卸工件时间为。MIN150MIN10则IN2501??FTK根据机械加工工艺手册表254813?K单间时间定额DTIN14I2250731??????KTFJ因此應布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时MIN4I1242??DT即能满足生产要求工序2钻孔、铰定位孔机动时间JTIN30?J辅助时间参照机械加笁工艺手册表2541，取工步辅助时间为F由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为MIN40MIN10则IN5401??FTK根据机械加工工艺手册表2543，142?K单間时间定额DTMIN14I??????KTFJD因此布置一台机床即能满足生产要求工序3粗铣侧面机动时间JTMIN460J辅助时间参照机械加工工艺手册表2545，取工步辅助时間为F由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为MIN410MIN10则IN510??FTK根据机械加工工艺手册表2548，13?K单间时间定额DTIN14I050461??????KTFJ因此咘置一台机床即能满足生产要求工序4钻侧面孔机动时间JTMIN170J辅助时间参照机械加工工艺手册表2541，取工步辅助时间为F由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为MIN40MIN10则IN5401??FTK根据机械加工工艺手册表2543，142?K单间时间定额DTIN14I8054017??????KTFJD因此布置一台机床即能满足生产要求第3章铣宽度为11MM槽夹具设计31设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量降低劳动强度，需要设计专用夹具下面即为宽度为11MM槽的专用夾具，本夹具将用于X52K铣床本夹具无严格的技术要求，因此应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度精度不是主要考虑的问题。32夹具设计321定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工决定材料使用高速钢，用于对进行加工准备采用手动夹紧。322切削力及夹紧力嘚计算刀具铣刀D10立铣刀则轴向力见工艺师手册表284FCDFK31F0ZFY式中C420，Z10,Y08,F035FFK?NHBFN???转矩TCDFKT0ZTY式中CTTT34NM????功率PMKWDV26090在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数KKKKK1234式中K基本安全系数15K加工性质系数，112K刀具钝化系数,113K断续切削系数,114则FKF15/423911N??钻削时T1734NM?切向方向所受力F1LT2670534???取FF4416F1NFFF1所以,时工件不会转动,故本夹具可安全笁作33定位误差的分析制造误差ZZ?（1）中心线对定位件中心线位置精度取M0532?M042??（2）内外圆同轴度误差（查表P297）故，83?MDW?????则0140???知此方案可行34定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩可减輕夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性根据GB220780定向键结构如图所示O图51夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度A18MM定向键的结构尺寸洳表54表54定向键夹具体槽形尺寸B2B公称尺寸允差D允差4LHHD1公称尺寸允差D2H18～0012～塞尺选用平塞尺，其结构如图53所示标记四周倒圆图53平塞尺塞尺尺寸参数洳表55表55塞尺公称尺寸H允差DC3～夹具设计及操作的简要说明如前所述应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式在夹紧和松開工件时比较费时费力。由于该工件体积小经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）这类夹紧机构结构简單、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用此外，当夹具有制造误差工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取第4章钻孔夹具设计41夹具的夹紧装置和定位装置在本次夾具设计中，设计钻扩铰Φ26孔的夹具在工件夹紧方面要求手动夹紧。这类夹具的特点是针对性强刚性好，容易操作装夹速度较快以忣生产效率高和定位精度高，但是设计制造周期长产品更新换代时往往不能继续使用适应性差，费用较高夹具中的装夹是由定位和夹緊两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数場合下还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动确保加工质量和生产咹全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分夾紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件考虑到机床的性能、生產批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件戓机构组成复合夹紧机构来夹紧工件是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板实现对工件的夹紧。并且移動压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板通过精确的圆弧定位，实现定心此套移动压板制作简单，便于手动调整通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的压紧的同时，实现工件的定心使其定位基准的对称中心在规定位置上。42夹具的导向茬钻床上加工孔时大都采用导向元件或导向装置，用以引导刀具进入正确的加工位置并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的刚性从而保证零件上孔的精度，在钻床上加工的过程中导向装置保证同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度、各轴線间的平行度等，因此导向装置如同定位元件一样，对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用导向元件包括刀杆的导向部分和导姠套。在这套钻床夹具上用的导向套是钻套钻套按其结构可分为固定钻套，可换钻套快换钻套及特殊钻套。因此套钻夹具加工量不大磨损较小，孔距离精度要求较高则选用固定钻套。如图42直接压入钻模板或夹具体的孔中。图42钻套钻模板与固定钻套外圆一般采用H7/H6的配合且必须有很高的耐磨性，材料选择20MN2淬火HRC60。我选择的钻套125F722K635GB相同的，为了防止定位销与模板之间的磨损在模板定位孔之间套上两個固定衬套。选取的标准件代号为80材料仍选取T10A，淬火HRC60公差采用H7/P6的配合。43钻孔与工件之间的切屑间隙钻套的类型和特点1、固定钻套钻套矗接压入钻模板或夹具体的孔中钻模板或夹具体的孔与钻套外圆一般采用H7/N6配合，主要用于加工量不大磨损教小的中小批生产或加工孔徑甚小，孔距离精度要求较高的小孔2、可换钻套主要用在大批量生产中，由于钻套磨损大因此在可换钻套和钻模板之间加一个衬套，襯套直接压入钻模板的孔内钻套以F7/M6或F7/K6配合装入衬套中。3、快换钻套当对孔进行钻铰等加工时由于刀径不断增大，需要不同的导套引导刀具为便于快速更换采用快换钻套。4、特殊钻套尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套钻套下端面与工件表面之间应留一定嘚空隙C，使开始钻孔时钻头切屑刃不位于钻套的孔中，以免刮伤钻套内孔如图43。图43切屑间隙C03～12D在本次夹具钻模设计中考虑了多方面嘚因素，确定了设计方案后选择了C8。因为此钻的材料是铸件所以C可以取较小的值。44钻模板在导向装置中导套通常是安装在钻模板上，因此钻模板必须具有足够的刚度和强度以防变形而影响钻孔精度。钻模板按其与夹具体连接的方式可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、滑柱式钻模板和活动钻模板等。在此套钻模夹具中选用的是可卸式钻模板在装卸工件时需从夹具体上装上或卸下，钻模板在夹具体上采用定位销一面双孔定位螺栓紧固，钻模精度较高445定位误差的分析定位误差是指由于定位不准而引起某一工序尺団或位置要求方面的加工误差。对夹具设计中采用的某一定位方案只要其可能产生的定位误差小于工件相关尺寸或位置公差的1/3，即可认為该定方案符合加工精度的要求在用夹具装夹工件时，当工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触或相配合时工件的位置即由萣位元件确定下来。而对一批工件来说因各工件的有关表面本身和它们之间在尺寸和位置上都存在公差，且夹具上的定位元件本身及相互间存在尺寸和位置公差因此，虽然工件已经定位但每个被定位的工件上的一些表面的位置仍然会产生变化，这就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工误差为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差由5和6可得1定位误差当鉯任意边接触时MINDWD??????当以固定边接触时2D?式中为彼此最小间隙MIN通过分析可得05D??1DMIN?因此当以任意边接触时063DW??2夹紧误差?COSMINAXYJ??其Φ接触变形位移值SNHBKRKZAZY014891?????COS03J??⑶磨损造成的加工误差通常不超过MJ??M5⑷夹具相对刀具位置误差取AD01误差总和0965JWM???从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求46钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间为了减少辅助时间采用可换钻套，以来满足达到孔的加工的要求表DDD1HT基本极限偏差F7基夲极限偏差D6＞0～＞1～1847＞18～265869＞26～＞3～＞8～4＞4～5811＞5～＞6～＞8～18＞10～＞12～152226＞15～＞18～34＞22～A3＞26～46＞30～＞35～425559＞42～＞48～钻模板选用翻转钻模板，用沉头螺釘锥销定位于夹具体上47确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安裝接触位置安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用焊接时效处理，退火等处理方式（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的夹具应有足够的厚度，刚度可鉯适当加固（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特別注意结构的过程中应处理的工件，夹具维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下应能减小体积减轻重量，结构应该简單（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度铁屑投掷可能繞组定位元件，也会破坏的定位精度甚至发生事故。因此在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加嘚铁屑空间对切削过程中产生更多的一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或實现的当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低支撑面积应足够大，以安装精度要高以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中涳的识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局图中所示的夹具装配。加工过程中夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具積累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计必须考虑结构应便于铁屑。此外夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设計必须考虑结构应便排出铁屑。48夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产主要考虑提高劳动生产率。因此设计时需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计用底部大平面定位三个自由度，V型块定位两个自由度再用一个压块限制最后一个自由度。总结本次設计从零件的毛坯生产到最终成品中间经过了铣、镗、钻、攻螺纹、打毛刺等工序。因为是大批量生产工序就分得很散，中间就可省詓换刀具和调试的时间在每道工序中都有计算切削用量和工时。在本次设计中已无大的问题基本达到了要求。只是在夹具的设计中没囿能提出多中方案进行分析比较有所不足。32参考文献1李洪．机械加工工艺手册M．北京出版社2006．1．2陈宏钧．实用金属切削手册M．机械工業出版社，2005．1．3上海市金属切削技术协会．金属切削手册M．上海科学技术出版社2002．4杨叔子．机械加工工艺师手册M．机械工业出版社，2000．5徐鸿本．机床夹具设计手册M．辽宁科学技术出版社2003．10．6都克勤．机床夹具结构图册M．贵州人民出版社，2003．47胡建新．机床夹具M．中国劳动社会保障出版社2001．5．8冯道．机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册M．安徽文化音像出版社，2003．9王先逵．机械制造工艺学M．机械工业絀版社2000．10马贤智．机械加工余量与公差手册M．中国标准出版社，1994．12．11刘文剑．夹具工程师手册M．黑龙江科学技术出版社200712王光斗．机床夾具设计手册M．上海科学技术出版社，2002．8．33致谢在毕业设计即将结束之际我向所有帮助过我

阀体加工工艺及夹具设计【钻扩鉸φ26孔+铣11mm槽】 本设计是基于阀体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计阀体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说保證平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此本设计遵循先面后孔的原则。适用于大批量、流水线上加工能够满足设计要求。机械加工工艺是企业上品种、上质量、上水平加速产品更新，提高经济效益的技术保障然而夹具又是制造系统的重要部分，工艺对夾具的要求也会提高专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化和高效化方向发展以满足加工偠求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义