閥體零件機械加工工藝及裝備設(shè)計

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. 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計62.1確定毛坯的制造形式62.2 選擇定位基準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283.1定位基準的選擇28 3.2定位元件的設(shè)計29 3.3定位誤差的分析與計算31 3.4夾緊裝置設(shè)計31 3.5切削力及夾緊力的計算32 3.6車夾具設(shè)計及操作的簡要說明34第四章. 鉆孔夾具設(shè)計35 4.1定位基準

2、的選擇35 4.2定位元件的設(shè)計36 4.3定位誤差的分析與計算36 4.4夾緊裝置設(shè)計37 4.5切削力及夾緊力的計算37 4.6鉆套及襯套導(dǎo)向件的設(shè)計39 4.7鉆夾具設(shè)計及操作的簡要說明40IV總結(jié)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(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)計的題目是閥體零件的機械加工工藝及裝備設(shè)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(shè)計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(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以我們采用鑄造的形式來提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。2.2選擇定位基準零件的機械加工工藝過程中，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，根據(jù)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。在鏜28mm和30mm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。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、干個簡單的幾何表面組合而成的，零件的加工實質(zhì)上就是這些簡單幾何表面加工的組合。對于閥體零件各尺寸的精度等級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凸臺的前后端面IT96.3粗銑-精銑30x30凸臺的側(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工藝路線的制定因為零件的生產(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，并檢驗毛坯工序3 對毛坯進行時效處理工序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、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 檢驗入庫（2） 工藝路線方案二工序1 金屬型鑄造工序2 清洗毛坯，并檢驗毛坯工序3 對毛坯進行時效處理工序4 粗、精銑閥體的底平面工序5 粗、精銑閥體的頂面，35圓柱凸臺的上端面工序6 粗、精銑30x30的凸臺工序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、鉸M18x2mm的螺紋孔工序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，再使用工件的底平面上7mm孔作為輔助定位來加工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(nèi)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)合金端面銑刀游標卡尺6銑凸臺粗、精銑30x30的凸臺X5032型立銑臺虎鉗立銑刀游標卡尺

9、7銑端面粗、精銑50mm圓柱的前端面X5032型立銑臺虎鉗 硬質(zhì)合金端面銑刀游標卡尺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 游標卡尺 臺虎鉗11鉆、擴、鉸螺紋孔鉆、擴、鉸M18x2mm的螺紋孔Z525型立式鉆床 16高速鋼麻花鉆擴孔鉆鉸刀游標卡尺臺虎鉗

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絲錐游標卡尺專用夾具14去毛刺去毛刺 15 檢驗 入庫 檢驗 入庫2.5 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(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，所以加工過程中對于幾個內(nèi)孔而言分別要經(jīng)過粗鏜-精鏜；對于上端面來說則需要經(jīng)過粗銑-精銑來完成。所得機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 按照指導(dǎo)教師下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的內(nèi)容，下面僅對其中兩

12、道關(guān)鍵的工序的基本工時進行設(shè)計分析與計算。2.6.1鏜孔夾具工序12：粗鏜、半精鏜28mm、30mm的階梯孔。選擇的機床：CA6140型車床；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(nèi)孔的表面粗糙度要求也比較高，已達到Ra1.6的精度要求，因此在加工此階梯孔的時候需要先進行粗鏜加工，之后再用半精鏜來達到的Ra1.6的精度。所以整個加工過程要分四次走刀，粗鏜內(nèi)孔時的加工余量為2mm，精鏜內(nèi)孔時的加工余量為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，查切削用量手冊表1.1，

13、選擇的機床是CA6140。由于孔深為15mm，查切削用量手冊表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 = （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）確定進給量f經(jīng)參考切削用量手冊中表1.5可知，在對閥體零件進行粗鏜時，因為鏜刀桿的直徑為16mm，孔深為15mm。即當(dāng)=2mm時，f=0.20.3mm/r結(jié)合CA6140機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鏜刀的強度和機床的強度要求進行校核。 鏜刀刀片的強度校核：根據(jù)切削用量手冊中的表1.9可以得出，在對灰口鑄鐵的材料進行加工時，它的強度為200MPa，ºr =35º， 4mm，刀片厚度為4.5mm，因為加工的工件材料為灰口鑄鐵，所以應(yīng)該將查得的進給量乘上系數(shù)k=1.6； 故鏜刀刀片的強度所允許的進給量為 查閱切削

15、用量手冊中表1.9，當(dāng)鏜刀的 =60º時，進給量應(yīng)該乘上修正系數(shù)k=0.6，由于加工時有沖擊，因此進給量應(yīng)該減小20%，所以鏜刀的刀片所能夠允許的實際進給量為 經(jīng)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=0.20mm/r滿足。 CA6140機床的進給強度的校核通過查切削用量手冊當(dāng)中的表1.27，CA6140機床的進給機構(gòu)能夠滿足的走刀力為F =3530N。由于200MPa，而且f=0.20mm/r， 2.8mm，查切削用量手冊中表1.17，可以得到走刀力為=670N因此在切削加工過程中，鏜刀的實際走刀力為： = ×KMF 式中：修正系數(shù)；查切削用量手冊

16、知：=1.0 ： 理論走刀量故 =670x1.0=670N 經(jīng)過校驗因為切削加工時鏜刀所受的走刀力比CA6140機床的進給機構(gòu)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）鏜刀的磨鈍標準和耐用度的選擇 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，當(dāng)使用YG6牌號的鏜刀加工時，由于閥體零件的強度200MPa，HT200的灰口鑄鐵，f=0.20mm/r， 4mm?？傻玫角邢魉俣葹閂t =1.5m/s。因為 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中表1.27可知，CA6140車床在切削過程中的轉(zhuǎn)速可以選擇為： 此時，可以算出實際的切削速度為： 根據(jù)切削用量手冊中的表1.21中的計算公式也可以算出切削速度。 其計算公式為 （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)該要以加工外圓時的切削速度乘上系數(shù)0.9。所以 因此，通過查閱切削用量手冊當(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）對機床的功率進行校核查切削用量手冊當(dāng)中表1.19可得到，由于灰口鑄鐵的強度為200MPa，時，可知。切削過程中的切削功率的修正系數(shù)查切削用量手冊表22-3得：，。所以 。加工過程中的切削功率也可通過公式計算得到即： （2-5）式中： 為硬質(zhì)合金車刀加工時的主切削力； V為切削速度。查切削用

19、量手冊當(dāng)中的表1.13可知，由于閥體零件的材料強度200MPa，f=0.20mm/r， 2.8mm；時，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，查切削用量手冊當(dāng)中表1.27得，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=15r/s時，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車床上進行。綜上所述：、。（6）計算基本工時 （2-6）式中：L=，l=15mm，查閱切削用量手冊中表1.20可以得鏜削加工時的入切量以及超長量，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） = = 故 =2mm2）確定進給量f參考切削用量手冊中表1.5可知，在對閥體零件進行粗鏜時，因為鏜刀桿的直徑為16mm，孔深為40mm。即當(dāng)=2mm時，f=

21、0.20.3mm/r結(jié)合CA6140機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鏜刀的強度和機床的強度要求進行校核。 鏜刀刀片的強度校核：根據(jù)切削用量手冊中的表1.9可以得出，在對灰口鑄鐵的材料進行加工時，強度為200MPa，ºr =35º， 4mm，刀片厚度為4.5mm，故鏜刀刀片的強度所允許的進給量為 查閱切削用量手冊中表1.9，當(dāng)鏜刀的 =60º時，切削過程中的進給量應(yīng)該乘上修正系數(shù)k=0.6，由于工件在加工過程中存在沖擊，因此進給量應(yīng)該減小20%，所以鏜刀的刀片所能夠允許的實際進給量為 經(jīng)過校驗因為鏜刀刀片的強度能夠允許的進給

22、量要比所加工時的進給量大，因此f=0.24mm/r滿足。 CA6140機床的進給強度的校核由于CA6140機床的進給機構(gòu)能夠滿足的走刀力為F =3530N。200MPa，而且f=0.24mm/r， 2.8mm，查切削用量手冊中表1.17，可以得到走刀力為=670N因此在切削加工過程中，鏜刀的實際走刀力為： = ×KMF 式中：修正系數(shù)；查切削用量手冊知：=1.0 ： 理論走刀量故 =670x1.0=670N經(jīng)過校驗因為切削加工時鏜刀所受的走刀力比CA6140機床的進給機構(gòu)所允許的走刀力要小。因此，所選擇的進給量f=0.24mm/r在切削加工過程中是可用的。（3）鏜刀的磨鈍標準和耐用度

23、的選擇 通過加工材料為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，當(dāng)使用YG6牌號的鏜刀加工時，由于閥體零件的強度200MPa，HT200的灰口鑄鐵，f=0.24mm/r， 4mm。可得到切削速度為Vt =1.33m/s。由公式（2-2）計算出V；根據(jù)查閱切削用量手冊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）計算主軸轉(zhuǎn)速，所以主軸轉(zhuǎn)速查閱切削用量手冊中表1.27可知，CA6140車床在切削過程中的轉(zhuǎn)速可以選擇為： 此時，可以算出實際的切削速度為： 根據(jù)公式（2-4）計算主軸轉(zhuǎn)速V；根據(jù)切削用量手冊當(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，通過查閱切削用量手冊當(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）對機床的功率進行校核查切削用量手冊當(dāng)中表1.19可得到，當(dāng)采用YG6型的硬質(zhì)合金鏜刀進行加工時，由于灰口鑄鐵的強度為200MPa，時

25、，可知。切削過程中的切削功率的修正系數(shù)查切削用量手冊表22-3得：，。所以 。查切削用量手冊當(dāng)中的表1.13可知，閥體零件的材料強度200MPa，f=0.28mm/r， 4mm；時，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）計算出切削過程中的功率；因此，查切削用量手冊當(dāng)中表1.27得，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=15r/s時，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車床上進行。綜上所述：、。（6）計算基本工時 根據(jù)公式（2-6）計算出基本工時式中：L=，l=40mm，查閱切削用量手冊可以得鏜削加工時的入切量以及超長量，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 =1mm2） 確定進給量f 在對閥體零件進行精鏜時，因為鏜刀桿的直徑為16mm

27、，孔深為15mm。根據(jù)切削用量手冊中表1.5得：即當(dāng)=1mm時，f=0.20.3mm/r結(jié)合CA6140機床的說明書可確定進給量 f=0.28mm/r由于是精加工，不需進行強度校核。（3）鏜刀的磨鈍標準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200MPa，HT200的灰口鑄鐵，f=0.28mm/r， 1.8mm。可得到切削速度為Vt =1.5m/s。由公式（2-2）得到：V= 根據(jù)查閱切削用量手冊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中表1.27可知，CA6140車床在切削過程中的轉(zhuǎn)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）： 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，通過查閱切削用量手冊當(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）對機床的功率進行校核查切削用量手冊當(dāng)中表1.19可得到，由于灰口鑄鐵的強度為200MPa，時，可知。切削過程中的切削功率的修正系數(shù)查切削用量手冊表22-3得：，。所以 。加工過程中的切削功率也可通過公式計算（2-5）得到即： 式中： 為硬質(zhì)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(dāng)中的表1.13可知，在使用YG6牌號的鏜刀在加工內(nèi)孔時，由于閥體零件的材料強度200MPa，f=0.28mm/r， 2.8mm；時，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，查切削用量手冊當(dāng)中表1.27得，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=11.8r/s時，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車床上進行。綜上所述：、。（6）計算基本工時 由公式（2-6）： 式中：L=，l=15mm，查閱切削用量手冊可以得鏜削加工時的入切量以及超長量，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： = 式中： ：切削深度 ：需要加工的孔徑 ：未經(jīng)加工的孔徑故 =1mm2）確定進給量f 在對閥體零件進行精鏜時，因為鏜刀桿的直徑為16mm，孔深為40mm。根據(jù)切削用量手冊中表1.5得：即當(dāng)=1mm時，取f=0.20.3mm/r結(jié)合CA6140機床的說明書可確定進給量 f=0.26mm/r由于是精加工，不需進行強度校核（3）鏜刀的磨鈍標準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1.12得，由于閥體零件的強度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中表1.27可知，CA6140車床在切削過程中的轉(zhuǎn)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進行計算得到。即上述公式中（2-4） 其計算公式為 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，通過查閱切削用量手冊當(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）對機床的功率進行校核查切削用量手冊當(dāng)中表1.19可得到，當(dāng)采用YG6型的硬質(zhì)合金鏜刀進行加工時，由

34、于灰口鑄鐵的強度為200MPa，時，可知。切削過程中的切削功率的修正系數(shù)查切削用量手冊表22-3得：，。所以 。加工過程中的切削功率由公式（2-5）得： 式中： 為硬質(zhì)合金車刀加工時的主切削力； V為切削速度。查切削用量手冊當(dāng)中的表1.13可知，由于閥體零件的材料強度200MPa，f=0.26mm/r， 2.8mm；時，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，查切削用量手冊當(dāng)中表1.27得，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=11.8r/s時，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車床上進行。綜上所述：、。（6）計算基本工時 由公式（2-6）： 式

35、中：L=，l=40mm，查閱切削用量手冊可以得鏜削加工時的入切量以及超長量，mm，因此L=所以因此此道工序所使用的總工時為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6.7mm。高速鋼鉆頭切削部分的形狀為標準高速鋼鉆頭，。（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 進給量1） 根據(jù)切削用量手冊表5可知孔的表面粗糙度為Ra3.2，鑄鐵的強度200MPa，鉆頭直徑=6.7mm，孔的深度=10mm時，進給量=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） 通過鉆頭強度確定進給量：查閱切削用量手冊 表7，當(dāng)=200MPa，鉆頭直徑=6.7mm，鉆頭強度允許的進給量為f=0.72mm/r。3）通過機床進給機構(gòu)強度決定進給量：查閱切削用量手冊表8，當(dāng)210MPa， 10.2mm時，機床進給機構(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，進給量=1.6mm/r。通過以上對三個進給量的比較分析，其值為=0.110.13mm/r。通過Z525型鉆床的主軸進給量參數(shù)，=0.13mm/r。由切削用量手冊中表16可知鉆孔時的軸向力，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。通過查閱資料，鉆床進給機構(gòu)強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)切削用量手冊中的表9可知：當(dāng)=6.7mm時，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、用量手冊中表12可知，當(dāng)=0.13mm/r，高速鋼標準鉆頭=6.7mm時，=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 對于兩個方案進行比較，由于第一種方案的結(jié)果較大，基本工時比較短，因此選擇第一種方案比較合理。

39、（3） 檢驗機床的扭矩和功率查閱切削用量手冊中的表17，當(dāng)0.14mm/r，11.1mm時，。扭矩的修正系數(shù)都是1.0，因此。根據(jù)鉆床的使用說明書，即切削用量手冊中的表34,中查得：當(dāng)960r/min時，。通過查閱切削用量手冊中的表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，。因為，符合要求。即是=0.1mm/r，16r/s，=0.58m/s。（4）計算基本工時 （2-8）式中：，查閱切削用量手冊表22可知，入切量及超切量：鉆頭直徑10mm 查出，即 工步二：攻M8螺紋孔機床：組合攻絲機刀具：高速鋼機動絲錐 進給量因為此螺紋孔的螺距

40、，因此進給量切削速度：參照參考文獻切削用量手冊，查得，故機床主軸的轉(zhuǎn)速n，由公式可得：取該螺紋絲錐的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實際切削速度，由式（1.2）有：被切削層長度： 刀具的切入長度： 刀具的切出長度： 機動時間，由式（1.5）有： 因此攻這個螺紋孔總工時為：鉆這個孔的機動時間： 3.1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 鏜孔夾具設(shè)計3.1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(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

41、進行車床加工不現(xiàn)實，并且不太利于裝夾。因此本次設(shè)計選擇閥體工件的25的內(nèi)孔作為主定位基準，下底面中的4一7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 鏜孔工序簡圖3.2定位元件的設(shè)計因為此次加工階梯孔的鏜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4-7的孔和25mm孔的中心。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(jù)工序簡圖當(dāng)中所規(guī)定

42、的定位基準，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定位誤差分析與計算1，鏜孔夾具設(shè)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(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，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

43、位基準位移誤差為： （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=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； 所以定位基準位移誤差：mm此時定位誤差為： 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0.16的，所以上述方案滿足要求。3.4夾緊裝置設(shè)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，在對閥體零件進行安裝時，先利用定位心軸與閥體零件的25mm內(nèi)孔

44、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(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車夾具的夾緊機構(gòu)示意圖3.5切削力及夾緊力的計算由于粗鏜時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、軸向力以及切削時所消耗的功率的計算公式分別可以通過查閱切削用量手冊當(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