機械制造技術(shù)課程設(shè)計-回油閥閥體加工工藝及其擴φ40孔夾具設(shè)計

回油閥閥體加工工藝及其擴Φ40孔夾具設(shè)計學(xué)院(系)：專業(yè)：學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)老師：評閱老師：完成日期：I回油閥閥體加工工藝及其擴Φ40孔夾具設(shè)計摘要本次設(shè)計的主要內(nèi)容是回油閥閥體的加工工藝和夾具設(shè)計。首先按照機械加工工藝規(guī)程的要求，在給定的生產(chǎn)條件下，通過對定位基準(zhǔn)、加工方法、加工階段、加工順序、工序集中與分散的分析，確定了閥體的加工工藝路線。緊接著遵循夾具設(shè)計的理論方法，結(jié)合回油閥閥體的尺寸、形狀、加工要求等，分別設(shè)計了銑左端面和擴Φ40mm孔的專用夾具各一套。在制定夾具結(jié)構(gòu)方案的過程中，對有關(guān)定位原件、夾緊方式的結(jié)構(gòu)以及夾具體總體布局方面的幾個不同方案經(jīng)過仔細(xì)地分析與比較，最終確定了較為合理且實用的方案。擴Φ40mm孔加工夾具采用3、2、1六點定位，用單螺旋夾緊機構(gòu)夾緊。通過此方案可以在零件安放容易的條件下使各加工表面的定位準(zhǔn)確、夾具的操作容易，可以保證零件的加工精度。關(guān)鍵詞：閥體，加工工藝，夾具設(shè)計，定位誤差全套圖紙加V信153893706或扣3346389411ProcessingtechnologyofValveBodyforOilReturnValveandDesignofExpandingΦ40HolderAbstractThemaincontentofthisgraduationdesignisthereturnvalvevalvebodyprocessingtechnologyandfixturedesign.First,accordingtotherequirementsofthemachiningprocess,theprocessingrouteofthevalvebodyisdeterminedbytheanalysisofthepositioningdatum,theprocessingmethod,theprocessingstage,theprocessingsequence,theprocessconcentrationandthedispersionunderthegivenproductionconditions.Followedbyfollowthefixturedesignofthetheoreticalmethod,combinedwiththereturnvalvevalvebodysize,shape,processingrequirements,respectively,designedtheleftendofthemillingandexpansionΦ40mmholesetofspecialfixture.Intheprocessofformulatingthefixturestructure,severaldifferentschemesconcerningthepositioningoftheoriginal,thestructureoftheclampingmethodandtheoveralllayoutoftheclampingbodyarecarefullyanalyzedandcompared,andthemorereasonableandpracticalschemeisfinallydetermined.Millingtheleftsideofthefixturewiththesurfacepositioning,withascrewplateclampingmechanismclamping;expansionΦ40mmholemachiningfixturewith3,2,1six-pointpositioning,withasinglescrewclampingmechanismclamping.Throughthisprogramcanbeeasilyplacedinthepartsundertheconditionsofthepositioningoftheprocessingofthesurfaceaccuracy,easyoperationofthefixture,partscanensuretheaccuracyofprocessing.Keywords:valvebody,processingtechnology,fixturedesign,positioningerror目錄摘要 IAbstract II1.序言 -1-2.回油閥閥體的分析 -2-2.1回油閥閥體的作用 -2-2.2回油閥閥體的加工工藝分析 -2-2.3回油閥閥體的生產(chǎn)類型 -3-2.4毛坯的選擇 -3-3.工藝規(guī)程設(shè)計 -4-3.1確定各表面的加工方案 -4-3.2確定定位基準(zhǔn) -4-3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 -4-3.2.2精基準(zhǔn)的選擇 -5-3.3工藝路線的擬定 -5-3.3.1加工階段的劃分 -5-3.3.2工序的集中與分散 -5-3.3.3工藝路線的確定 -6-3.4閥體的加工余量的確定 -7-3.5確定切削用量及基本工時 -8-4.擴Φ40mm孔專用夾具設(shè)計 -22-4.1鉆床夾具的描述 -22-4.2定位基準(zhǔn)、定位元件、夾緊元件的選擇 -22-4.3切削力和夾緊力的分析計算 -22-4.4誤差分析與計算 -23-4.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 -24-設(shè)計總結(jié) -25-參考文獻 -26-附錄 -28-致謝 -29-1.序言本次設(shè)計是對所學(xué)內(nèi)容的綜合運用，我進行的是對回油閥閥體加工工藝和銑左端面、擴孔夾具設(shè)計，首先要分析零件的幾何構(gòu)造、尺寸及其技術(shù)要求，編制加工工藝規(guī)程。查找各種工藝手冊和文獻，為各加工工序選擇合適的機床、刀具及切削用量，并計算其加工工時。用來指導(dǎo)毛坯的加工。然后對各工序進行夾具設(shè)計，要根據(jù)零件構(gòu)造和尺寸選擇合理的定位基準(zhǔn)、定位元件和夾緊元件，再對夾具定位進行分析計算，對切削力和夾緊力分析計算，對夾具的合理與否進行改進。最終完成對加工工藝文件的編制和夾具裝配圖的繪制。這次設(shè)計，是一次挑戰(zhàn)，也是一次進步，我們可能會遇到許多的問題，但我們不會逃避，而是勇于戰(zhàn)勝、克服困難，然后解決問題，鍛煉自己的分析問題、解決問題的能力，為以后參加工作打下良好的基礎(chǔ)。2.回油閥閥體的分析2.1回油閥閥體的作用回油閥是一種比較常見的閥門，其啟閉件是扳手，扳手的運動方向與流體方向相垂直，回油閥不僅能作全開和全關(guān)，還能作調(diào)節(jié)和節(jié)流?；赜烷y閥體是閥結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，介質(zhì)從閥體內(nèi)通道流過，閥體內(nèi)裝有閥座密封圈，扳手合適扳動時閥關(guān)閉，介質(zhì)不能流通，扳手轉(zhuǎn)動合適角度時，閥門開啟，介質(zhì)流通。2.2回油閥閥體的加工工藝分析通過分析零件圖，兩側(cè)法蘭端面具有連接密封的作用，兩側(cè)法蘭端面件的距離為180mm，表面粗糙度要求為Ra12.5；上下法蘭兩端面與閥蓋相配合，Φ40mm圖2.1回油閥閥體的零件圖閥座孔要與閥座相配合，上下法蘭兩端面和閥座孔的粗糙度要求為Ra12.5；兩側(cè)法蘭4×Φ16mm孔的粗糙度要求為Ra12.5,；加工上下法蘭4×Φ12螺紋孔；以Φ56H7作為主要加工面，拉內(nèi)花鍵Φ70，槽數(shù)為4個，其底邊粗糙度要求為Ra3.2；該閥體的兩側(cè)、上下法蘭端面都是平面；有利于Φ16mm孔和Φ12mm螺紋孔的加工，各加工表面的精度要求也不是很高，通過銑、鉆的粗加工就可以達到要求。2.3回油閥閥體的生產(chǎn)類型由設(shè)計任務(wù)可知該閥體的生產(chǎn)類型為中等批量。2.4毛坯的選擇回油閥閥體閥體用作調(diào)節(jié)介質(zhì)流通的閥門，零件內(nèi)部較為復(fù)雜，因而毛坯選用鑄件，材料是鑄鋼，采用熔模鑄造方法制造毛坯。3.工藝規(guī)程設(shè)計3.1確定各表面的加工方案一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性。對于閥體的加工工藝來說，要保證閥體連接的可靠性，滿足閥體技術(shù)要求，同時考慮加工的效率和經(jīng)濟性。在選擇加工方法時，考慮加工表面的粗糙度要求，是否分為粗加工和精加工兩步加工；考慮生產(chǎn)類型，滿足要求情況下，盡可能選普通機床；還要考慮材料的性質(zhì)，分析加工的難易性。以下為個表面的加工方案：加工表面表面粗糙度為Ra（μm）加工方案兩側(cè)法蘭端面12.5粗銑上下法蘭端面12.5粗銑閥座孔12.5擴孔鉆上下法蘭螺紋12.5鉆-攻絲兩側(cè)法蘭孔12.5鉆拉Φ70花鍵3.2拉削3.2確定定位基準(zhǔn)基準(zhǔn)的選擇對于機械加工十分重要，對于加工質(zhì)量有很大的影響，合適的基準(zhǔn)還可以提高加工效率，所以需要按照選擇原則來選取加工基準(zhǔn)。3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。粗基準(zhǔn)選擇：應(yīng)以首先保證余量均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)；應(yīng)以與加工表面位置要求較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)；應(yīng)以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，保證該表面有足夠的加工余量；粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用等。閥體的加工以上表面作為粗基準(zhǔn)加工下表面，進而加工其他表面。3.2.2精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)確。精基準(zhǔn)選擇原則：基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；自為基準(zhǔn)的原則；互為基準(zhǔn)原則；應(yīng)使定位準(zhǔn)確，工件裝夾穩(wěn)定可靠，夾具簡單等。閥體的上下表面和兩側(cè)表面都需要加工，可以選用互為基準(zhǔn)原則來加工，閥體零件沒有特別的位置要求，加工其余表面時，應(yīng)選擇加工后的上下表面、兩側(cè)表面作為精基準(zhǔn)。3.3工藝路線的擬定為達到閥體零件的精度要求和位置要求，各表面的加工順序不能隨便安排，要遵循以下原則：基準(zhǔn)先行；先主后次；先粗后精；先面后孔。3.3.1加工階段的劃分閥體零件的加工質(zhì)量要求不高，機械加工余量也不大，大部分需要加工的表面秩序粗加工一次就能達到零件的要求，不需要將一段工序劃分為粗加工和精加工兩個階段。3.3.2工序的集中與分散閥體零件的工序內(nèi)容比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所用夾具為專用夾具，應(yīng)采用普通機床配合專用夾具來加工零件，這樣可以提高勞動生產(chǎn)率。且各工序的工步內(nèi)容較少，宜選用工序分散原則。3.3.3工藝路線的確定好的工藝路線應(yīng)盡可能采取工藝集中，減少工時，可以提高企業(yè)生產(chǎn)效率，指導(dǎo)工人加工零件，減少生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)質(zhì)量。所以，需要制定正確的工藝路線來確保生產(chǎn)。工藝路線方案一：10鑄造毛坯20時效處理30銑下底面40銑上頂面50銑右端面60銑左端面70擴Φ40mm孔80倒角90拉Φ70mm花鍵孔100鉆右邊4×Φ16孔110鉆左邊4×Φ16孔120鉆頂部4×M12底孔及攻螺紋130鉆底部4×M12底孔及攻螺紋140去毛刺150檢查入庫工藝路線方案二：10鑄造毛坯20時效處理30銑下底面40銑上頂面50擴Φ40mm孔60倒角70銑右端面80銑左端面90拉Φ70mm花鍵孔100鉆右邊4×Φ16孔110鉆左邊4×Φ16孔120鉆頂部4×M12底孔及攻螺紋130鉆底部4×M12底孔及攻螺紋140去毛刺150檢查入庫加工工藝路線方案的比較分析：該閥體零件的工序內(nèi)容比較簡單，除倒角、花鍵孔表面質(zhì)量要求較高外，其余表面粗糙度要求為Ra12.5，粗加工就可以達到要求。方案一相對于方案二將擴孔工序放置銑左、右側(cè)端面之前，不符合線面后孔原則，所以選方案二。3.4閥體的加工余量的確定回油閥閥體的零件毛坯選用熔模鑄造，此鑄造方法能達到的尺寸公差等級為CT4~CT9，取公差等級為CT9，再根據(jù)零件的基本尺寸180mm、Φ40mm查表得相對應(yīng)的鑄件尺寸公差CT為2.8mm、1.8mm。毛坯材料是鑄鋼，鑄造方法是熔模鑄造，通過查機械加工余量表得機械加工余量等級為E級，再由尺寸180mm、40mm查得對應(yīng)的機械加工余量RMA為1.4mm、0.4mm。F為零件基本尺寸。（1）兩側(cè)法蘭端面、上下法蘭端面加工余量：由公式R=F+RMA+CT求得R=182.8mm所以加工余量為2.8mm，取加工余量為3mm。（2）閥座孔加工余量：由公式R=F-求得R=38.3mm所以加工余量為（40-38.3）/2=0.85mm，去加工余量為1mm。（3）Φ70mm花鍵孔加工余量拉削余量為7mm（4）Φ16mm孔加工余量鉆孔：Φ16mm（5）M12螺紋孔加工余量鉆孔：Φ10.8mm攻絲：攻M12螺紋孔3.5確定切削用量及基本工時工序一：銑下底面即銑Φ110mm法蘭端面機床：X62臥式萬能銑床刀具：根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》（以下簡稱為《指導(dǎo)教程》）表3-31，選用硬質(zhì)合金鑲齒套式面銑刀，刀具材料為YT15，刀具的規(guī)格為：D=160mm,D1=150mm,d=50mm,L=45mm,背吃刀量的確定因為被加工表面的切削余量較小，可以一次走刀就能切除所有加工余量，所以背吃刀量ap進給量的確定由《指導(dǎo)教程》表5-7可以查得每齒進給量fz=0.09-0.18mm/z，取f銑削速度的確定由《指導(dǎo)教程》查得Vc根據(jù)公式n=1000v所以主軸轉(zhuǎn)速n=1000v再通過查閱X62臥式萬能銑床主軸轉(zhuǎn)速表選取主軸轉(zhuǎn)速n=300r/min根據(jù)公式Vc所以實際銑削速度Vc計算切削工時tj本工序是不對稱銑削l=110mm,Col1l2=3～5mm,取lfmz=f所以tj工序二：銑上底面即銑Φ120mm法蘭端面機床：X62臥式萬能銑床刀具：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表3-31，選用硬質(zhì)合金鑲齒套式面銑刀，刀具材料為YT15，刀具的規(guī)格為：D=160mm,D1=150mm,d=50mm,L=45mm,背吃刀量的確定因為被加工表面的切削余量較小，可以一次走刀就能切除所有加工余量，所以背吃刀量ap進給量的確定由《指導(dǎo)教程》表5-7可以查得每齒進給量fz=0.09-0.18mm/z，取f銑削速度的確定由《指導(dǎo)教程》查得Vc所以由公式（3）主軸轉(zhuǎn)速n=1000v再通過查閱X623臥式萬能銑床主軸轉(zhuǎn)速表選取主軸轉(zhuǎn)速n=300r/min所以由公式（4）實際銑削速度Vc計算切削工時本工序是不對稱銑削l=120mm,Cl1l2=3～5mm,取lfmz=f由公式（5）tj工序三：銑右端面機床：X62臥式萬能銑床刀具：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表3-31，選用硬質(zhì)合金鑲齒套式面銑刀，刀具材料為YT15，刀具的規(guī)格為：D=160mm,D1=150mm,d=50mm,L=45mm,背吃刀量的確定因為被加工表面的切削余量較小，可以一次走刀就能切除所有加工余量，所以背吃刀量ap進給量的確定由《指導(dǎo)教程》表5-7可以查得每齒進給量fz=0.09-0.18mm/z，取f銑削速度的確定由《指導(dǎo)教程》查得Vc所以由公式（3）主軸轉(zhuǎn)速n=1000v再通過查閱X623臥式萬能銑床主軸轉(zhuǎn)速表選取主軸轉(zhuǎn)速n=300r/min，所以由公式（4）實際銑削速度Vc計算切削工時本工序為對稱銑削l=140mm;l1l2=1～3mm,取lfmz=f由公式（5）tj=l+l1+l2工序四：銑左端面機床：X62臥式萬能銑床刀具：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表3-31，選用硬質(zhì)合金鑲齒套式面銑刀，刀具材料為YT15，刀具的規(guī)格為：D=160mm,D1=150mm,d=50mm,L=45mm,背吃刀量的確定因為被加工表面的切削余量較小，可以一次走刀就能切除所有加工余量，所以背吃刀量ap進給量的確定由《指導(dǎo)教程》表5-7可以查得每齒進給量fz=0.09-0.18mm/z，取f銑削速度的確定由《指導(dǎo)教程》查得Vc所以由公式（3）主軸轉(zhuǎn)速n=1000v再通過查閱X623臥式萬能銑床主軸轉(zhuǎn)速表選取主軸轉(zhuǎn)速n=300r/min，所以由公式（4）實際銑削速度Vc計算切削工時本工序為對稱銑削l=140mm；l1l2=1～3mm,取l2=1mm；fmz=f由公式（5）tj=l+l1+l2工序五：擴Φ40mm的孔機床：Z535立式鉆床刀具：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表3-7，選用錐柄擴孔鉆，刀具的規(guī)格為：d=40mm，l1=200mm，l=349mm，莫氏錐柄號為背吃刀量的確定通過毛坯機械加工余量的計算，可知本工序未加工前孔的直徑為Φ38mm，加工后孔的直徑為Φ40mm，所以本工序的背吃刀量為ap進給量的確定刀具選用高速鋼麻花鉆頭，其直徑為Φ40mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為0.60～0.70mm/r,鉆頭強度所允許的進給量為1.9mm/r，高速鋼、硬質(zhì)合金擴孔時的進給量為0.9～1.2mm/r，Z535立式鉆床的進給量范圍為0.11～1.6mm/r，綜合上述根據(jù)Z535立式鉆床進給量表選取擴孔進給量f=0.96mm/r。切削速度的確定由《指導(dǎo)教程》查得切削速度V=20m/min，所以由公式（3）主軸轉(zhuǎn)速n=1000v再通過查閱Z535立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表選取主軸轉(zhuǎn)速n=195r/min，所以由公式（4）實際銑削速度V計算加工工時tjl=72mm；l1l2所以tj工序六：倒角機床：Z535立式鉆床刀具：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表3-10，選用錐柄錐面锪鉆，刀具的規(guī)格為：α=90°,d1=50mm，d2=16mm，l1背吃刀量的確定倒角的技術(shù)要求為C3，粗糙度Ra1.6，因此倒角的背吃刀量ap進給量、切削速度的確定通過《指導(dǎo)教程》高速鋼及硬質(zhì)合金锪鉆加工的切削用量表查得進給量f=0.08～0.13mm/r,取f=0.10mm/r；切削速度Vc=23～26m/min,取V所以由公式（3）n=1000v選機床主軸轉(zhuǎn)速n=195r/min，則由公式（4）實際切削速度Vc工序七：拉Φ70mm花鍵孔機床：L6110臥式內(nèi)拉床刀具：拉刀切削用量的確定選用矩形花鍵拉刀，工件材料為鑄鋼，查表知拉刀的齒升量為0.03～0.08mm/z，取每齒齒升量為0.05mm/z，拉削速度由《指導(dǎo)教程》查得表面粗糙度為Ra2.5～10，拉削速度為Ⅲ級的花鍵拉削速度為Vc=6～4m/min，取拉削速度V拉削加工工時的計算t=Z式中Zb為單面余量ZL為拉削表面長度L=41mm；η為拉削系數(shù)取η=1.2；k為機床返回行程系數(shù)取k=1.4；V為拉削速度；fz為拉刀單面齒升量Z為拉刀同時工作齒數(shù)Z=LP為拉刀齒距P=（1.25～1.5）41=1.3541=8.6mm；所以拉刀同時工作齒數(shù)為Z=L因此t=7工序八：鉆左側(cè)4×Φ16mm孔機床：Z525立式鉆床刀具：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表3-4，選用莫氏錐柄麻花鉆，刀具的規(guī)格為：d=16mm，l背吃刀量的確定鉆4×Φ16mm法蘭通孔，背吃刀量ap進給量的確定刀具選用高速鋼麻花鉆頭，其直徑為Φ16mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》查得高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為0.31～0.37mm/r,鉆頭強度所允許的進給量為0.93mm/r，高速鋼麻花鉆鉆削鑄鋼時的進給量為0.2～0.3mm/r，Z525立式鉆床的進給量范圍為0.1～0.81mm/r，綜合上述根據(jù)Z525立式鉆床進給量表取擴孔進給量f=0.28mm/r。切削速度的確定由《指導(dǎo)教程》查得切削速度V=18m/min，所以由公式（3）主軸轉(zhuǎn)速n=1000v再通過查閱Z525立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表選取主軸轉(zhuǎn)速n=392r/min，所以由公式（4）實際銑削速度V計算加工工時tjl=15mm；l1l2=1～4mm，取l所以tj因為表面存在四個孔需要加工，則t=4tj工序九：鉆右側(cè)4×Φ16mm孔機床：Z525立式鉆床刀具：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表3-4，選用莫氏錐柄麻花鉆，刀具的規(guī)格為：d=16mm，l背吃刀量的確定鉆4×Φ16mm法蘭通孔，背吃刀量ap進給量的確定刀具選用高速鋼麻花鉆頭，其直徑為Φ16mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》查得高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為0.31～0.37mm/r,鉆頭強度所允許的進給量為0.93mm/r，高速鋼麻花鉆鉆削鑄鋼時的進給量為0.2～0.3mm/r，Z525立式鉆床的進給量范圍為0.1～0.81mm/r，綜合上述根據(jù)Z525立式鉆床進給量表取擴孔進給量f=0.28mm/r。切削速度的確定由《指導(dǎo)教程》查得切削速度V=18m/min，所以由公式（3）主軸轉(zhuǎn)速n=1000v再通過查閱Z525立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表選取主軸轉(zhuǎn)速n=392r/min，所以由公式（4）實際銑削速度V計算加工工時l=15mm；l1l2=1～4mm，取l由公式（8）tj因為表面存在四個孔需要加工，則t=4tj工序十：鉆頂面4×M12底孔和攻螺紋孔1.鉆4×M12底孔機床：Z525立式鉆床刀具：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表3-4，選用莫氏錐柄階梯麻花鉆，刀具的規(guī)格為：d1=10.5mm，d2=14.0mm，l=189mm，l背吃刀量的確定鉆4×M12螺紋底孔，,直徑為Φ10.5mm，背吃刀量ap進給量的確定刀具選用高速鋼麻花鉆頭，其直徑為Φ10.5mm，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃，根據(jù)《切削用量簡明手冊》查得高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為0.25～0.31mm/r,鉆頭強度所允許的進給量為0.65mm/r，高速鋼麻花鉆鉆削鑄鋼時的進給量為0.2～0.3mm/r，Z525立式鉆床的進給量范圍為0.1～0.81mm/r，綜合上述根據(jù)Z525立式鉆床進給量表取擴孔進給量f=0.28mm/r。切削速度的確定由《指導(dǎo)教程》查得切削速度V=16m/min，所以由公式（3）主軸轉(zhuǎn)速n=1000v再通過查閱Z525立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表選取主軸轉(zhuǎn)速n=545r/min，所以由公式（4）實際銑削速度V計算加工工時l=15mm；l1l2=1～4mm，取l由公式（8）tj因為表面存在四個孔需要加工，則t=4tj2.攻M12螺紋孔機床：Z525立式鉆床刀具：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表3-21，選用莫氏錐柄階梯麻花鉆，刀具的規(guī)格為：d=12mm,螺距P=1.5，d1=1.5mm，l=29.0mm，L=89mm，a=7.10mm，切削用量的選擇進給量f=0.28mm/z選用M12高速鋼機用絲錐，在Z525立式鉆床上攻絲，切削速度VC=12m/min，所以由公式（3）主軸轉(zhuǎn)速為再通過查閱Z525立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表選取主軸轉(zhuǎn)速n=392r/min，所以公式（4）實際銑削速度V攻螺紋加工工時的計算tjl=15mm；l1l2所以tj因為存在四個螺紋孔需要加工，則t=4tj工序十一：鉆底面4×M12底孔和攻螺紋孔1.鉆4×M12底孔機床：Z525立式鉆床刀具：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表3-4，選用莫氏錐柄階梯麻花鉆，刀具的規(guī)格為：d1=10.5mm，d2=14.0mm，l=189mm，l背吃刀量的確定鉆4×M12螺紋底孔，,直徑為Φ10.5mm，背吃刀量ap進給量的確定刀具選用高速鋼麻花鉆頭，其直徑為Φ10.5mm，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃，根據(jù)《切削用量簡明手冊》查得高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為0.25～0.31mm/r,鉆頭強度所允許的進給量為0.65mm/r，高速鋼麻花鉆鉆削鑄鋼時的進給量為0.2～0.3mm/r，Z525立式鉆床的進給量范圍為0.1～0.81mm/r，綜合上述根據(jù)Z525立式鉆床進給量表取擴孔進給量f=0.28mm/r。切削速度的確定由《指導(dǎo)教程》查得切削速度V=16m/min，所以由公式（3）主軸轉(zhuǎn)速n=1000v再通過查閱Z525立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表選取主軸轉(zhuǎn)速n=545r/min，所以由公式（4）實際銑削速度V計算加工工時l=d+0.7d=23.4mm；l1l2由公式（8）tj因為表面存在四個孔需要加工，則t=4tj2.攻M12螺紋孔機床：Z525立式鉆床刀具：根據(jù)《指導(dǎo)教程》表3-21，選用莫氏錐柄階梯麻花鉆，刀具的規(guī)格為：d=12mm,螺距P=1.5，d1=1.5mm，l=29.0mm，L=89mm，a=7.10mm，切削用量的選擇進給量f=0.28mm/z選用M12高速鋼機用絲錐，在Z525立式鉆床上攻絲，切削速度VC=12m/min，所以由公式（3）主軸轉(zhuǎn)速為再通過查閱Z525立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表選取主軸轉(zhuǎn)速n=392r/min，所以由公式（4）實際銑削速度V攻螺紋加工工時的計算l=15mm；l1l2由公式（9）tj因為存在四個螺紋孔需要加工，則t=4tj4.擴Φ40mm孔專用夾具設(shè)計4.1鉆床夾具的描述鉆床夾具主要用于加工孔和螺紋，回油閥閥體零件要加工的是Φ40mm孔，此孔較大，在加工之前已先鑄有一定大小的孔，然后用擴孔鉆擴孔。鉆孔加工大都需要鉆套，用于導(dǎo)向，提高加工精度。4.2定位基準(zhǔn)、定位元件、夾緊元件的選擇工件是一個閥體，形狀不太規(guī)則，擴Φ40mm孔，理論上要限制五個自由度，實際上要限制六個自由度。有兩種方案可以實現(xiàn)：（1）底面用兩個支撐板進行面定位限制X、Y方向兩個轉(zhuǎn)動和Z方向一個移動三個自由度，側(cè)面用兩個支撐釘限制Z方向轉(zhuǎn)動和Y方向移動兩個自由度，最后用一個支撐釘限制X方向移動自由度。（2）面定位用一個方形、中間有Φ46mm的圓孔的面板定位，其余與上面相同。用方形面板定位時需要額外加工一個圓孔，且通過分析零件，所需面板的厚度較大，浪費材料，不符合經(jīng)濟性原則；所以選擇用兩個支撐板比較合適，我們可以將夾具體設(shè)計成有兩個凸臺用來放置支撐板，中間留有足夠的空隙方便擴孔就行。本工序從側(cè)面夾緊，采用單螺旋夾緊機構(gòu)，螺桿的頭部通過壓塊和工件表面接觸，夾緊時，通過擰動螺桿作軸向運動，帶動壓塊一起運動，夾緊工件。壓塊增加接觸面積，防止壓壞工件表面。4.3切削力和夾緊力的分析計算切削力的計算和工序中一樣，刀具選用錐柄擴孔鉆，材料為高速鋼，刀具的規(guī)格為：d=40mm，l1=200mm，l=349mm，莫氏錐柄號為據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.32可知：軸向力（12）扭矩（13）式中CF、CM——加工系數(shù)d0——刀具直徑——刀具進給速度、——修正系數(shù)在以上工序中，取=0.96mm/r，d0=40mm，在表2.33中查的=0.88，=CF=600，=1.0，=0.7帶入公式求得切削力F=20525NCM=0.305，=2.0，=0.8扭矩M=415.6N·m夾緊力的計算夾緊采用單螺旋夾緊機構(gòu)夾緊工件，擴孔時切削力往下，夾緊力為水平力，切削力對工件的夾緊沒有影響。夾緊力《現(xiàn)代機床設(shè)計手冊》查表3-24M10螺釘?shù)膴A緊力為3450N。4.4誤差分析與計算回油閥閥體零件擴Φ40mm孔時限制六個自由度，底面用兩個支撐板定位，右側(cè)用兩個支撐釘定位，后面用一個支撐釘定位，閥體零件沒有尺寸公差和位置公差要求，自身的形狀精度較高，裝配圖鉆模板垂直度誤差為0.02mm，鉆模板到側(cè)面基準(zhǔn)誤差為0.05mm，所以其定位誤差為δ定位（H）從以上的分析可知，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明所設(shè)計的夾具為鉆床夾具，用于在Z535鉆床上擴Φ40mm孔。工件以底面、右側(cè)面作為定位基準(zhǔn)，再采用單螺旋夾緊機構(gòu)夾緊工件。該夾緊機構(gòu)操作簡單，加緊可靠。設(shè)計總結(jié)本次設(shè)計分為兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們先是對零件進行分析，了解零件的構(gòu)造、基本尺寸和技術(shù)要求，清楚那些面要加工，那些面不需要加工，接著我們進行基準(zhǔn)的選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等。還加強了對著方面知識的了解；夾具設(shè)計的階段我們先根據(jù)之前的分析，找準(zhǔn)基準(zhǔn)面，進行工件定位，選擇定位元件和夾緊機構(gòu)對工件進行裝夾，設(shè)計零件結(jié)構(gòu)。通過此次設(shè)計，使我們基本掌握了對零件構(gòu)造及加工過程的分析、編制工藝文件、如何設(shè)計專用夾具等方面的知識。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等?？偟膩碚f，這次設(shè)計，我們加強了對機械專業(yè)基本理論的掌握，鍛煉了我們面對問題不屈不撓的精神，提高了我們的思考、解決問題及創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的生活和工作戰(zhàn)勝困難和挑戰(zhàn)奠定了基礎(chǔ)。參考文獻[1]鄒青，呼詠.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程[M].2版.北京：機械工業(yè)出版社.2011[2]黃如林，劉新佳，汪群.切削加工簡明實用手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004[3]陳宏鈞.簡明機械加工工藝手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社.2008[4]機床，鑄鍛機械及工具產(chǎn)品選用手冊[M].[5]艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社.2016[6]王啟龍，王振龍，狄世春.機械制造工藝學(xué)[M].5版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2005[7]陸鳳儀，鐘守炎主.機械設(shè)計[M].版.北京：機械工業(yè)出版社.2011[8]王伯平，李萍.互換性與測量基礎(chǔ)[M].4版.北京：機械工業(yè)出版社.2013[9]李名望.機床夾具選用簡明手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2012[10]MechanicalDrive(ReferenceIssue)．MachineDesign[M]．52(14)，1980：97-105．[11]RajputRK．ElementsofMachanicalEngineering[M]．KatsonPubl．House，1985：55-63．[12]HindhhedeI，UffeMachineDesignFundermentalsAPracticalApproach[M]．NewYork：Wiley，1983：77-89．[13]KuehnleMR．ToroidalDriveConcepts．ProductEngineering．Aug．1979：21-36．[14]RobertJFunfanmentalsofRobotics—AnalysisandControl[M].．NewJersey：PrenticeHall，1996：94-109．[15]Hsieh,K.-L.,Thestudyofcost-tolerancemodelbyincorporatingprocesscapabilityindexintoproductlifecyclecost.Int.J.Adv.Manuf.Tech.,2006,28,638–642.[16]Jeang,A.,Combinedparameterandtolerancedesignoptimisationwithqualityandcost.Int.J.Prod.Res.,2001,39(5),923–952.[17]Jeang,A.,Chung,C.-P.andHsieh,C.-K.,Simultaneousprocessmeanandprocesstolerancedeterminationwithasymmetricallossfunction.Int.J.Adv.Manuf.Tech.,2007,31,694–704.[18]Krishna,A.G.andRao,K.M.,Simultaneousoptimalselectionofdesignandmanufacturingtoleranceswithdifferentstack-upconditionsusingscattersearch.Int.J.Adv.Manuf.Tech.,2006,30,328–333.[19]Lee,C.L.andTang,G.R.,Tolerancedesignforproductswithc