阀盖加工工艺及钻孔夹具设计设计说明书

（2012届） 本科毕业设计资料

阀盖加工 工艺文件的制订 题 目 名 称： 及 钻孔工序夹具设计 学 院（部）： 机械工程学院 专 业： 机械工程及其自动化 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 最终评定成绩：

湖南工业大学教务处

2012届

本科毕业设计资料

第一部分 设计说明书

（2012届） 本科毕业设计资料

阀盖加工 工艺文件的制订 题 目 名 称： 及 钻孔工序夹具设计 学 院（部）： 机械工程学院 专 业： 机械工程及其自动化 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 最终评定成绩：

2012年 05 月

I

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

摘要

零件的加工工艺编制，在机械加工中占有非常重要的地位，零件工艺编制得合不合理，这直接关系到零件最终能否达到质量要求；夹具的设计也是不可缺少的一部分，它关系到能否提高其加工效率的问题。因此这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。

阀盖零件的主要加工表面为孔和外圆表面。外圆表面加工根据精度要要求可选择车削和磨削。孔加工方法的选择比较复杂，需要考虑零件的结构特点、孔径大小、长径比、精度和粗糙度要求以及生产规模等各种因素。对于精度要求较高的孔往往还要采用几种不同的方法顺次进行加工。本次设计的阀盖，为保证孔的精度和表面质量将先后经过粗镗、半精镗、精镗和滚压等四道工序加工。

在机床上对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件在正确位置上固定不动，这一任务就是由机床夹具完成。对于单件、小批量生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成本。但是由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往往比较费时间，并且操作复杂，生产效率低，也难以保证加工精度，为此需设计专用夹具。

关键词：工艺设计、基准选择、切削用量、定位误差

I

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

ABSTRCT

Is the components craft establishment, holds the very important status in the

machine-finishing, the components craft establishes reasonable, whether do this direct relation components achieve the quality requirement finally; Jig's design is also an essential part, whether does it relate raises its processing efficiency the question. Therefore this both in the machine-finishing profession are the important links.

Sleeve components main processing surface for hole and outer annulus

surface. The outer annulus face work needs to request according to the precision to be possible to choose the turning and the grinding. The hole processing method's choice is quite complex, needs to consider the components the unique feature, the aperture size, the length to diameter ratio, the precision and roughness request as well as the scale of production and so on each kind of factor. Often must use several different methods regarding the accuracy requirement high hole to carry on the processing in order. This design's bonnet, will pass through half finished boring, the finished boring, the fine articulation and the trundle successively for the guarantee hole's precision and the surface quality and so on four working procedure processing.

When the engine bed carries on the machine-finishing to the components, is

guaranteed that the work piece working accuracy, first needs to guarantee the work piece holds the correct position on the engine bed, then causes the work piece in the correct position through the clamp organization fixed motionless, this duty is completes by the engine bed jig. Regarding the single unit, the small batch production, should use the universal jig as far as possible, like this may reduce the work piece the production cost. But because the universal jig is suitable each kind of work piece the attire to clamp, therefore time clamp often compares spends the time, and operates complex, the production efficiency is low, also guarantees the working accuracy with difficulty, for this reason must design the unit clamp.

Key word: Craft, datum, cutting specifications, localization datum, position error.

II

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

目录

第一章 绪论……………………………………………………………1

1.1 1.2 1.3 1.4

选题背景、目的和意义???????????????????1 机械加工工艺现状?????????????????????1 主要设计思路和内容????????????????????2 预期设计结果???????????????????????2

第二章 阀盖工艺分析及生产类型的确定…………………………3

2.1 2.2 2.3 2.4

阀盖的用途????????????????????????3 阀盖的技术要求??????????????????????3 审查阀盖的工艺性?????????????????????5 确定阀盖的生产类型???????????????????????5

第三章 确定毛坯，绘制毛坯简图??????????????6

3.1 选择毛坯?????????????????????????6 3.2 确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量?????????????6 3.3 绘制毛坯简图???????????????????????7

第四章 拟定阀盖工艺路线……………………………………………8

4.1 定位基准的选择??????????????????????8 4.2 表面加工方法的确定????????????????????10 4.3 加工阶段的划分??????????????????????14 4.4 工序集中与分散??????????????????????14 4.5 工序顺序的安排??????????????????????15 4.6 确定工艺路线???????????????????????17

第五章 机床设备及工艺装备的选用…………………………………20

5.1 机床设备的选用??????????????????????20 5.2 工艺装备的选用??????????????????????20

第六章 加工余量、工序尺寸和公差的确定…………………………21

6.1 ?36外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定??????????21 6.2 ?53外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定??????????22 6.3 ?50外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定??????????23 6.4 ?42外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定???? ???? ?25 6.5 ?20外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定??????????27 6.6 ?28.5外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定?????????28 6.7 ?36外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定????? ??????30

III

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

第七章 切削用量计算……………………………………… ………32

7.1 切削用量的选择??????????????????????32 7.2 具体切削用量的计算???????????????????????33

第八章 钻孔工序夹具的设计………………………… ……………36

8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6

夹具设计的目的??????????????????????36 设计准备工作????????????????? ?????? ??37 结构方案设计???????????????????????38 对刀导向装置设计????????????????????????41 钻模板设计????????????????????????42 夹具体设计????????????????? ??????????43

小结??????? ?????????? ? ??????????43

结论??????? ???? ????????????? ??????44 参考文献??????? ????????????? ?? ??????45 致谢??????????? ????????????? ??????46

IV

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

第一章 绪论

1.1选题背景、目的和意义

阀的用户行业较广，可分为石油、石化、化工、冶金、电力、水利、城建、机械、煤炭、食品和其他(其中，机械与化工行业的用户对阀盖市场最为关心，他们对阀盖的要求也较高)。

在应用阀门的种类上，机械、冶金、石化、化工、城建等行业应用阀门的种类最多。特别是机械行业，各种阀门基本均有应用。

阀门作为一种通用零部件，在多种行业得到普遍应用，但各个行业的应用目的主要有三种： （1）例行检查需要；

（2）新建项目配套；

（3）突发事件储备。 通过对阀门市场的调查分析，在未来的几年中，阀门需求量的总体趋势为上升趋势，阀门这个量大面广的工业用品，其需求量在稳定中增长。

改革开放后，在密封性能、强度要求、调节功能、动作性能和流通性能，特别是密封性能，都有了长足的进步，但由于我国机械制造业整体水平不高，因此阀门质量还需进一步提高。

随着制造工业的发展，我国阀门产品的开发与生产也在自力更生和消化吸收的基础上进行了探索和创新，在设计、制造及技术性能等方面取得了更足的发展。各大给阀门生产企业和研究机构在对国外一些产品如美国、日本、德国引进和消化外还积极完善加工工艺，以提升加工精度和使用性能。

1.2机械加工工艺现状

随着机械制造业的迅速发展以及科学技术的进步，机械制造工艺的内涵和面貌正不断的发生着变化，近年来的技术进展和发展趋势主要为以下几点：

（1）常规工艺的不断优化：常规工艺的不断优化是实现高效化、强韧化、轻量化，以形成优质高效、低耗、少污染的先进使用工艺为主要目标，同时实现工艺设备、辅助工艺、工艺材料、检测系统的成套工艺服务，使优化工艺易于为企业所使用。

1

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

（2）新型加工方法的不断出现和发展：各种新型加工方法及工艺，包括精密加工、超精密加工、特种加工和复合加工等的产生改变了传统的加工工艺，为适应机械产品的更新换代提出了更好的加工方法及工艺。

（3）自动化等高新技术与工艺的紧密结合：计算机与自动化技术与工艺及设备相结合，使传统的工艺面貌发生了很大的变化。

1.3主要设计思路和内容

本课体的设计主要内容包括：① 对阀盖零件的使用及技术条件进行分析；②阀盖零件材料以及毛坯的选择；③阀盖零件加工工艺及热处理工艺的确定； ④工序余量、工差、尺寸链的计算；⑤主要表面切削用量的计算。

具体技术路线是：① 调研，查阅相关文献资料，了解目前阀盖零件加工工艺状况。② 通过分析阀盖零件使用及技术条件，选择材料及毛坯；③ 确定阀盖零件加工工艺，确定工序尺寸、工序公差、切削用量，并绘制详细的加工工艺卡片，最后进行优化设计。

1.4预期设计结果

完成零件工艺的分析，工艺参数计算与分析， 确定最佳工艺方案 ，对设备的选择及验算，对零件的设计；完成设计书的编写；完成工艺卡片的制作和夹具装配图绘制；完成论文综述和英文资料翻译。

通过课题的设计锻炼和培养自己的工艺文件的编制能力，熟悉常用材料的使用性能，正确选用材料；掌握夹具设计的基本方法和机械零部件设计的基本程序和方法；掌握机械加工工艺的制定过程，对一般的制造过程和方法有初步的了解，了解常用的零部件设计软件，并能熟练运用二维及三维软件进行设计；定的机械加工工艺所加工的产品能达到图纸的各项技术要求。使自己在大学四年所学的知识得到全面总结和巩固，对以前所学的知识得以温故而知新，更好的掌握学过的知识，为将来的工作奠定一个良好基础。

通过设计阀盖零件的新型加工工艺，大大的改善原有的加工工艺及加工精度，更好的保证了产品质量，很好的提高产品的生产率。

2

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

第二章 阀盖工艺分析及生产类型的确定

2.1阀盖的用途

阀盖的种类很多，用途也很广。阀盖的一端可以是封闭的，用于变速箱用于变速箱主轴侧面，阻止外界灰尘进入箱体内，起密封作用，具有一定的强度，防止内部的流体流出；也可用于固定轴承，起到轴向定位的作用给阀杆定位，保证阀杆正常传动开关，本设计中的阀盖，其内部有M36?2的螺纹可以起到定位轴的零件作用， 4-?14起到固定法兰的作用。

2.2阀盖的技术要求

由零件图2-1可以看出，该阀盖的结构不是很复杂，加工表面也不多，加工精度要求也不高，但主要注意其位置精度要求。

图2-1 阀盖零件图

3

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

图2-2 阀盖零件图

2.2.1 加工表面的尺寸精度、形状精度和位置精度

图2-3 主要表面示意图

表2-1：阀盖技术要求表

公差及精度表面粗糙度等级形位公差/mm 等级 Ra/μm IT8 1.6 6h IT8 0加工表面 尽寸用偏差 A B C D ?28.5 M36?2 ?53 ?50h7(?0.025) 3.2 3.2 1.6 IT7 4

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

E F G ?42h7(?0.025)?36H7(00?0.0250 )IT7 IT6 IT8 1.6 1.6 1.6 0.8 3.2 基准A ?50h7(?0.025)右端面 H I ?20H7(0?0.021) IT7 IT8 ?53左端面 2.2.2 加工表面粗糙度以及表面质量方面的其它要求

表面粗糙度反映的是零件被加工表面上的微观几何形状误差。它主要由加工过程中刀具和零件表面间的摩擦、切削分离时表面金属层的塑性变形以及工艺系统的高频振动等原因形成的。

从零件图上可知表面粗糙度有Ra0.8um, Ra1.6um， Ra3.2um。对表面质量的要求较高。

热处理及其它要求（如动平衡、未注圆角、去毛刺、毛坯要求等）。 由零件的技术要求可知，该零件的毛坯为铸件，零件要求 退火处理，其坯重为2.2kg。

2.3 审查阀盖的工艺性

分析零件图可知，阀盖各个轴、孔部位都要求切削加工，并在有配合要求的地方要求精度较高，属于工作表面，但尽管加工精度较高，也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来；其余非工作表面加工精度要求较低，不需要高精度机床加工，通过铣削，钻床的加工即可达到加工要求。因此，该零件的工艺性较好。

2.4 确定阀盖的生产类型

零件的生产纲领为：N=Q·n（1+a%）（1+b%）(件/年)其中，产品年产量Q为台/年, 每台产品中该零件的数量为n件/台，零件备品率为a%，零件废品率为b%。从初始资料和计算结果可知，该零件为中批生产。

根据设计要求，该零件年产量50000件，属于大批大量生产批次。

5

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

第三章 确定毛坯、绘制毛坯简图

3.1 选择毛坯

零件材料为灰铸铁HT200，在工作时阀盖在某些场面要经常正反转，与接触表面受摩擦作用，所以零件在工作过程中受到交变载荷和冲击载荷，要求有较高的强度，因此应该选择铸件毛坯。由于零件的轮廓尺寸不大，生产纲领达到大批生产水平，考虑到零件不加工表面的形状，可以采用砂型铸造脱箱射压式成型，这对于提高生产率，减少切削加工的劳动量，保证加工精度，都是有利的。

3.2 确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量 由【5】表10-8 铸件机械加工余量表可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素： 3.2.1 尺寸公差等级 由【5】表10-6 成批大量生产铸件的尺寸公差等级表 查得，该阀盖零件的公差等级为CT8~10，选取为CT9。 3.2.2 尺寸公差 由【5】表10-5 铸件的尺寸公差数值 查得，该阀盖零件的各尺寸公差。 0~10mm 1.5mm 10~16mm 1.6mm 16~25mm 1.7mm 25~40mm 1.8mm 40~63mm 2.0mm 3.2.3 机械加工余量等级 由【5】表10-9铸件机械加工余量等级选择表 查得，该阀盖零件的机加工余量等级为5~7，选择7级。 3.2.4 机械加工余量 由【5】表10-8铸件机械加工余量表 查得，该阀盖零件的机加工余量为5.5mm。 6

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

3.3 绘制阀盖铸造毛坯图

由于该零件的加工性，为了保证产品的质量及基本形状，有部分面不用加工，用机械加工的方法无法达到，必须用铸造满足要求，因此，铸造毛坯图和零件图一样。

集合上一步查出数据，绘制毛坯图如下：

图3-1 阀盖毛坯图

7

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

第四章 拟定阀盖工艺路线

4.1、定位基准的选择

基准：基准是用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、线、面。基准根据其功用的不同可分别为设计基准和工艺基准。

在工件工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准，加工表面与工序基准之间，一般有两次核对位置要求：一是加工表面对工序基准的距离要求，即工序尺寸要求；另一次是加工表面对工序基准的形状位置要求，如平行度，垂直度等。

工件定位时，用以确定工件在夹具中位置的表面（或点，线）称为定位基准，定位基准的选择，一般应本着基准重合原则，尽可能选用工序基准作为定位基准，工件在定位时，每个工件的夹具中的位置是不确定的，一般是限制工件的六个自由度，分别是指：沿三坐标轴的移动自由度，和绕三坐标轴转动的自由度。

基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一，基面选择正确合理，可以使加工质量的到保证，减轻劳动强度，生产效率得到提高。否则，会使加工困难，甚至造成加工零件报废

1）粗基准的选择

粗基准选择原则：选择粗基准，主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。为了方便地加工出精基准，使精基准面获得所需加工精度，选择粗基准，以便于工件的准确定位。选择粗基准的的出发点是：一要考虑如何合理分配各加工表面的余量；二要考虑怎么样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求，一般应按下列原则来选择：

(1) 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应优先选择该表面为粗基准。

(2)若工件每个表面都有加工要求，为了保证各表面都有足够的加工余量，应选择加工量最少的表面为粗基准。

(3)若工件必须保证某个加工表面与加工表面之间的尺寸或位置要求，则应选择某个加工面为粗基准。

(4)选择基准的表面应尽可能平整，没有铸造飞边，浇口，冒口或其他缺陷。粗基准一般只允许使用一次。

8

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

粗基面选择：为了加工出上述精基面，很显然，应以外圆和一个端面作为粗基面，镗，半精镗内孔。

2）精基准的选择

精基准选择原则：选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并要达到使用起来方便可靠。一般应按下列原则来选择：

(1)基准重合原则；应选择设计基准作为定位基准。

(2)基准统一原则；应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面，采用统一基准原则可以避免基准转换过程所产生的误差，并可使各工序所使用的夹具结构相同或相似，从而简化夹具的设计和制造。

(3) 自为基准原则；有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择加工表面本身来作为定位基准。

(4) 互为基准原则；对于相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准，反复加工的方法。

(5) 可靠，方便原则；应选择定位可靠，装夹方便的表面作为精基准。 精基面选择：根据精基面的选择原则。选择精基面时，首先应考虑基准重合问题，即在可能的情况下，应尽量选择螺纹孔和端面作为精基准。根据该工件的特点和加工要求，选择φ20孔和端面作为精基面。加工?28.5，?36螺纹外径，5mm，18mm等主要尺寸以孔和左端面作为精面。这样才能实现同轴度和位置的要求。对于4??14mm有相互位置要求，加工四个孔时应以φ20孔和大端面为精基准。其余三个阶梯外圆应以φ20孔和已加工出的面作为精基准，实现周向定位。

图4-1 阀盖零件图

9

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

4.2 加工方法的选择

首先确定零件主要表面最终工序的加工方法

零件是由若干个基本表面组成的。由于零件的主要表面直接影响零件和产品的质量，所以应首先确定其最终工序的加工方法。

（1）工件材料的性质

加工方法的选择，常受工件材料性质的限制，例如淬火钢淬火后应采用磨削加工；而有色金属磨削困难，常采用高速精密车削或金刚镗进行精加工。

（2）工件的结构形状和尺寸

外圆表面多采用车削或磨削，回转体零件上较大直径的孔亦可采用车削或磨削，箱体上孔径较大或长度较短的孔宜选用镗削，孔径较小时宜用铰削。

（3）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度

选定的加工方法应能达到所需要的加工精度和表面粗糙度，并符合经济性的要求。在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺设备，以及标准技术等级的工人不延长加工时间）所能保证的加工精度，称为经济加工精度，简称经济精度。

常用加工方案所能达到的经济加工精度和表面粗糙度。

表4-1 外圆表面加工方案的经济精度和表面粗糙度

【3】 表1-6外圆表面加工方案的经济精度和表面粗糙度 经济精度 表面粗糙度 序号 加工方案 适用范围 等级 Ra/μm IT11级以1 粗车 50～12.5 下 2 粗车-半精车 IT8～10 6.3～3.2 适用于淬火以3 粗车-半精车-精车 IT7～8 1.6～0.8 外的各种金属零件加工 粗车-半精车-精车为-4 IT7～8 0.2～0.025 滚压(或抛光) 5 粗车-半精车-磨削 IT7～8 0.8～0.4 主要用于淬火6 粗车-半精车-磨削-精磨 IT6～7 0.4～0.1 钢，但不宜用粗车-半精车-磨削-精磨-7 IT5 0.1～0.012 于有色金属 超精工 主要用于要求 粗车-半精车-精磨-金刚石较高的有色金8 IT5～6 0.4～0.025 车 属 粗车-半精车-粗磨-精磨- 主要用于淬火9 超精磨(镜面磨削) IT5 0.08～0.008 钢，也用于未精车-半精车-粗磨-精磨- 淬火钢，但不10 IT5 0.32～0.008 研磨 宜于有色金属 10

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

表4-2 孔加工方案的经济精度和表面粗糙度

【3】表1-7 孔加工方案的经济精度和表面粗糙度 经济精度 表面粗糙度 加工方案 适用范围 等级 Ra/μm 钻 IT11～12 12.5 加工未淬火钢及铸铁的实坯，也钻—铰 IT8～9 3.2～1.6 用于加工孔径 <15～20mm的钻—粗铰—精铰 IT7～8 1.6～0.8 有色金属 钻—扩 IT10～11 12.5～6.5 钻—扩—粗铰—精铰 IT7 1.6～0.8 同上，但孔钻—扩—铰 IT6～9 3.2～0.32 径>15～20mm 钻—扩—机铰—手铰 IT5 1.25～0.08 大批量生产 中 小零件的通孔钻—扩—拉 IT7～69 1.6～0.01 （精度由拉刀的精度而定） 粗镗（或扩孔） 粗镗（粗扩）—半精镗（精扩） 粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗（铰） 粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗（浮动镗刀块精镗） 粗镗（扩）—半精镗—磨孔 粗镗（扩）—半精镗—粗磨—精磨 粗镗—半精镗—精镗—金钢镗 钻—（扩）—粗铰—精铰—珩磨 钻—（扩）—拉—珩磨 粗镗—半精镗—精镗—珩磨 以研磨代替上述方案中的珩磨 IT11～12 IT8～9 IT7～8 IT6～7 IT7～8 IT6～7 IT5～7 0.08～0.008 3.2～1.6 1.6～0.8 0.8～0.4 0.8～0.2 0.2～0.1 0.4～0.05 除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔 主要用于加工淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属 主要用于精度要求高的有色金属加工 IT5～7 IT6级以上 0.2～0.025 <0.1 黑色金属 11

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

表4-3平面加工方案的经济精度和表面粗糙度

【3】表1-8 平面加工方案的经济精度和表面粗糙度 表面粗糙度 加工方案 经济精度等级 适用范围 Ra/μm 粗车 粗车—半精车 粗车—半精车—精车 粗车—半精车—磨削 粗刨（粗铣） 粗刨（粗铣）—半精刨（半精铣） 粗刨（粗铣）—精刨（精铣） 粗刨（粗铣）—半精刨（半精铣）—精刨（铣） 粗铣—拉 粗刨（粗铣）—半精刨10 （半精铣）—宽刃刀精刨 粗刨（粗铣）—半精刨（半精铣）—精刨（精铣）—宽刃刀低速精刨 粗刨（粗铣）—精刨（精铣） —刮研 粗刨（粗铣）—半精刨（半精铣）—精刨（精铣）—刮研 粗刨（粗铣）—精刨（精铣）—磨削 粗刨（粗铣）—半精刨（半精铣）—精刨（精铣）—磨削 粗铣—精铣—磨削—研磨 IT6～7 0.8～0.2 未淬硬钢、铸铁及有色金属IT5 0.8～0.16 工件 IT10～11 IT8～9 IT6～8 IT7～9 IT11～13 IT8～11 IT7～9 IT6～8 IT6～9 12.5～6.3 6.3～3.2 1.6～0.8 0.8～0.2 12.5～6.3 12.5～3.2 6.3～1.6 3.2～0.63 0.8～0.2 大量生产未淬硬的小平面 不淬硬的平面加工 未淬硬钢、铸铁有色金属端面加工 刚、铸铁端面加工 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 IT5～6 0.8～0.1 13 14 15 IT5～6 IT6～7 IT5～6 0.8～0.04 0.8～0.2 淬硬或未淬硬0.4～0.2 的黑色金属工件 16 IT5～6 0.16～0.008 12

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

表4-4各种加工方法的加工经济精度 【3】表1-20各种加工方法的加工经济精度 加工方法 粗车 半精车 外 圆 表 面 精车 细车 粗磨 精磨 细磨 研磨 粗车端面 精车端面 细车端面 粗铣 平 面 精铣 细铣 拉 粗磨 精磨 细磨 研磨

基于上述要求，将重要的表面的加工方法列于如下表4-5： 加工表面 A B C D E F G 尺寸精度等级 IT8 6h IT8 IT7 IT7 IT6 IT8 表面粗糙度等级Ra/ μm 1.6 3.2 3.2 1.6 1.6 1.6 1.6 最终加工方案 备注 经济精度 IT11～13 IT8～10 IT7～8 IT5～6 IT8～9 IT6～7 IT5～6 IT5 IT11～13 IT7～9 IT6～8 IT9～13 IT7～11 IT6～9 IT6～9 IT7～10 IT6～9 IT5～7 IT5 内 孔 表 面 加工方法 钻孔 钻头扩孔 粗扩 精扩 一般铰孔 精铰 细铰 粗拉毛孔 精拉 粗镗 精镗 金刚镗 粗磨 精磨 细磨 研磨 经济精度 IT12～13 IT11 IT12～13 IT10～11 IT10～11 IT7～9 IT6～7 IT10～11 IT7～9 IT11～13 IT7～9 IT5～7 IT9 IT7～8 IT6 IT6 钻—粗铰—精铰 【3】表1-7 粗车-半精车—车螺纹 【3】表1-10 粗车-半精车 【3】表1-6 粗车—半精车—精车 【3】表1-6 粗车—半精车—精车 【3】表1-6 粗镗—精镗—精铰 【3】表1-7 粗车—半精车—精车 【3】表1-8 13

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

H I IT7 IT8 0.8 3.2 钻—扩—粗铰—精铰 粗车—半精车 【3】表1-7 【3】表1-8 4.3 加工阶段的划分

当零件的加工质量要求比较高时，往往不可能在一道工序中完成全部加工工作，而必须分几个阶段来进行加工。

加工阶段：整个工艺过程一般需划分为如下几个阶段：

预先加工阶段：这一阶段的主要任务是毛坯的准备和预先热处理。 粗加工阶段：这一阶段的主要任务是切大部分余量，关键问题是提高生产率。 半精加工阶段 ：这一阶段的主要任务是为零件主要表面的精加工做好准备，并完成一些次要表面的加工。

精加工阶段 ：这一阶段的主要任务是保证零件主要表面的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度要求。这是关键的加工阶段，大多数零件的加工经过这一加工阶段就已完成。

光整加工阶段 ：对于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面，还要安排光整加工。这一阶段的主要任务是提高尺寸精度和减小表面粗糙度值，一般不用来纠正位置误差。位置精度由前面工序保证。 划分加工阶段的原因 1）利于保证加工质量。 2）合理使用设备。 3）便于安排热处理。

4）便于及时发现毛坯缺陷，以及避免损伤已加工表面。

4.4 工序的集中与分散

工序集中与工序分散是拟定工艺路线时，确定工序数目或工序内容多少的两种不同原则，它与设备类型的选择有密切的关系。

（1）工序集中

工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。其特点是：

1）采用高效专业设备及工艺装备，生产率高

2）工件装夹次数减少，易于保证表面间位置精度，还能减少工序间运输量，缩短生产周期。

14

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

3）工序数目少，可减少机床数量、操作工人数和生产面积，还可简化生产计划和生产组织工作。

4）因采用结构复杂的专业设备及工艺设备，故投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较费时。

（2）工序分散

工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少，最少时每道仅有一个简单的工步。其特点是：

1）设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，工人容易掌握，生产准备工作量少，又易于平衡工序时间，易适应产品的更换。

2）可采用最合理的切削用量，减少机动时间。 3）设备数量少，操作工人多，占用生产面积大。

（3）工序集中与分散的选用

工序集中与工序分散各有利弊，应根据生产类型、现有生产条件、工件结构特点和技术要求等进行综合分析后选用。

一般来说，大批量生产适于采用工序集中原则，可采用较复杂的机械集中，如多刀、多轴机床、各种高效组合机床和自动机加工；对于一些结构简单的产品，如轴承生产，也可采用分散的原则。成批生产应尽可能采用效率高的机床，使工序适当集中。单件小批生产采用组织集中，以便简化生产组织工作。

（4）该设计选用工序集中原则安排阀盖的加工工序。

阀盖的生产类型为大批量生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助工时，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。

4.5 工序顺序的安排

4.5.1 机械加工顺序的安排

根据机械加工顺序安排时应遵循的原则，考虑到该工件的具体特点，先安排外圆，端面，内孔的加工。由于螺纹内孔是主要精基准，又由于车螺纹后作为定位基准，会破坏螺纹，须以精加工后的未车螺纹之前的内孔作为主要精基准，精

15

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

车外圆，端面，然后加工出一个孔，最后加工出四个孔。

4.5.2 热处理工序的安排

由于毛坯为铸件，在机械加工之前，首先安排退火处理，以消除铸造应力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次热处理——时效处理，以获得均匀细致的回火索氏体，提高零件的综合力学性能。

4.5.3辅助工序安排

检验工序：在热处理工序后安排中间检验工序，最后安排终结检验工序。在终检前应安排清洗工序，最后将零件油封，入库。

4.5.4 工序的组合

在确定加工顺序后，根据该工件的生产规模以及工件的结构特点与技术条件，为了尽可能地减少工件的安装次数，在一次安装中加工多个表面，以便于保证高的表面相互位置精度，考虑使用通用机床配以专用夹具，并采用工序集中的原则来组合工序。

工序集中和分散各有特点，应根据零件的生产纲领，技术要求，现场的生产条件和产品的发展情况来综合考虑。一般情况下，单件小批生产适于采用工序集中的原则。而大批量生产则可以集中，也可以分散。由于数控机床，加工中心，柔性制造系统等的发展，今后发展趋向于采用工序集中且柔性较高的原则来组织生产。

综上所述：该阀盖零件工序安排顺序为：基准加工——主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——热处理——主要表面精加工。

16

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

4.6 确定工艺路线

零件阀盖由于是大批量生产，又考虑到该零件结构特点，选用通用机床配以夹具，这样得到零件的工艺路线如下表4-6：

表4-6 阀盖工艺路线及设备、工装的选用 工序工序名称 号 05 10 15 20 下料 铸造毛坯 毛坯检验 退火 立式铣床25 铣右端面 X51 数控铣床26 铣盖体 XK5032 立式铣床28 铣左端面 X51 30 粗车1 卧式车床90°硬质合金外圆车C6132 35 粗车2 立式钻床40 钻孔扩孔 Z3040 45 人工时效 ?????机床设备 刀具 夹具 量具 63直柄立铣刀 专用夹10直柄立铣刀 具 45直柄立铣刀 卡尺 三爪卡刀 45°端面车刀 盘 18直柄麻花钻 专用夹具 0~125mm游标19.7直柄扩孔钻 17

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

卧式车床50 半精车1 C6132 卧式车床55 半精车2 C6132 ?专用夹90°硬质合金外圆车刀 45°端面车刀 具 三爪卡盘 26硬质合金锥柄麻花钻 0~125mm游标卡尺 立式钻床60 钻扩孔 Z3040 ?28锥柄扩孔钻 专用夹具 25~50mm内径千分尺 0~125mm游标立式铣床62 粗铰孔 X51 ??26直柄机用铰刀 28锥柄机用铰刀 卡尺 0~125mm游标卧式车床65 镗孔 C6132 8x8单刃镗刀 三爪卡卡尺 盘 0~125mm游标70 中检 卡尺 检验样板 75 精铰1 立式铣床?28锥柄机用铰刀 专用夹25~50mm内径千分尺 0~125mm游标卡尺 X51 80 精铰2 ??20锥柄机用铰刀具 36锥柄机用铰刀 18

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

卧式车床85 精车 C6132 刀 45°端面车刀 ?90°硬质合金外圆车三爪卡盘 0~125mm游标13硬质合金锥柄卡尺 麻花钻 立式钻床90 钻孔铰孔 Z3040 ??13.5锥柄扩孔钻 专用夹14锥柄机用铰刀 具 0~125mm游标卧式车床95 车螺纹 C6132 螺纹塞规 0~125mm游标去毛刺倒100 棱 105 110 115 清洗烘干 终检 油封入库 清洗机 钳工台 平锉 卡尺 螺纹车刀 卡尺

19

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

第五章 机床设备及工艺装备的选用

5.1机床设备的选用

选择设备时应考虑以下几点： （1）机床精度与工件精度相适应

（2）机床规格与工件的外形尺寸、工序的性质。另外，机床的切削用量范围应和工件要求的合理切削用量相适应。

（3）所选设备与现有加工条件相适应，如设备负荷的平衡状况等。如果没有现成设备供选用，经过方案的技术经济分析后，也可提出专用设备的设计任务书或改装旧设备。有时在试制新产品及小批生产时，较多地选用数控机车或加工中心设备，以减少工艺装备的设计与制造，从而大大缩短生产周期和提高经济性。

根据现有的设备具体选择机床，参见机械加工工序卡。

5.2工艺装备的选用

工艺装备（简称工装）应根据生产类型、具体加工条件、工件结构特点和技术要求等进行合理选择。

（1）夹具的选择。 单件小批生产应首先采用各种通用夹具和机床附件，如卡盘、机床用平口虎钳、分度头等。有组合夹具的，可采用组合夹具。对于中、大批和大量生产，为提高劳动生产率而采用专用高效夹具。中、小批生产应用成组技术时，可采用可调和成组夹具。

（2）刀具的选择。一般优先采用标准刀具，必要时也可采用各种高效的专用刀具、复合刀具、多刃刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。

（3）量具的选择。单件小批生产应广泛采用通用量具，如游标卡尺、百分表和千分尺等。大批大量生产应采用极限量块和高效的专用检验夹具和量仪等。量具的精度需与加工精度相适应。

工艺装备的选择，参见表4-6：

20

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

第六章 加工余量、工序尺寸和公差的确定

该阀盖零件的主要表面的加工余量和工序尺寸和公差的确定方法：

6.1 ?36外圆加工的加工余量和工序尺寸和公差的确定

其加工方案为：

图6-1 ?36外圆加工方案图

根据图示的加工方案，可以确定全部工艺尺寸链，如下图所示，求解各工序尺寸及公差的顺序如下：

图6-2 ?36外圆工艺尺寸链图

21

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

1）.根据零件设计图要求，最终尺寸D即为P2=?360； ?0.0392）.根据尺寸链图可知，P1=P2+z2，其中z2为半精车余量，查表得z2=1mm,则P1=(36+1)mm=37mm。由于工序尺寸P1是在粗车加工中保证的，查表得，粗车加工工序的经济加工精度等级可达到最终的加工要求—IT11。因此该工序尺寸公差为IT11，其公差值为0.16mm,故P1=（?370mm）； ?0.163）.根据尺寸链图可知，P0=P1+z1，其中z1为粗车余量，查表得z1=5mm,则P0=(37+5)mm=42mm。由于铸造时留有余量，毛坯尺寸为?47?1，余量z1=10mm,因此需要两次切削。

为了验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。 余量z2的校核 在图示的尺寸链中，z2是封闭环，故 z2max=P1max-P2min=[37+0-(36-0.039)]mm=0.961mm z2min=P1min-P2max=[37-0.16-(36+0)]mm=0.84mm 余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。 将工序尺寸按“入体原则”表示：

0?37?0.16mm P2=?360?0.039 P1=

6.2 ?53外圆加工的加工余量和工序尺寸和公差的确定

其加工方案为：

图6-3 ?53外圆加工方案图

22

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

根据图示的加工方案，可以确定全部工艺尺寸链，如下图所示，求解各工序尺寸及公差的顺序如下：

图6-10 ?20内孔加工工艺尺寸链图

?0.0211）.根据零件设计图要求，最终尺寸D即为P3=?200mm；

2）.根据尺寸链图可知，P3=P2+z3，其中z3为精铰余量，查表得z3=0.06mm,则P2=(20-0.06)mm=19.94mm。由于工序尺寸P2是在粗铰加工中保证的，查表得，粗铰加工工序的经济加工精度等级可达到最终的加工要求—IT9。因此该工序尺寸公差为IT9，其公差值为0.052mm,故P2=（?19.94|0?0.052mm）；

3）.根据尺寸链图可知，P2=P1+z2，其中z2为粗铰余量，查表得z2=0.14mm,则P1=(19.94-0.14)mm=19.8mm。由于工序尺寸P1是在扩孔加工中保证的，查表得，扩孔加工工序的经济加工精度等级可达到最终的加工要求—IT10。因此该工

?0.084序尺寸公差为IT10，其公差值为0.084mm,故P1=（?19.80mm）；

4）.根据尺寸链图可知，P1=P0+z1，其中z1为扩孔余量，查表得z1=1.8mm,则P0=(19.8-1.8)mm=18mm。由于工序尺寸P0是在钻孔加工中保证的，查表得，钻孔加工工序的经济加工精度等级可达到最终的加工要求—IT11。因此该工序尺

?0.11寸公差为IT11，其公差值为0.11mm,故P0=（?180mm）；

5）.将工序尺寸按“入体原则”表示：

?0.11?0.084?0.021P0=?180mm P1=?19.80mm P2=?19.94|0?0.052mm P3=?200mm

6.6 ?28.5孔加工的加工余量和工序尺寸和公差的确定

其加工方案为：

28

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

图6-11 ?28.5内孔加工方案图

根据图示的加工方案，可以确定全部工艺尺寸链，如下图所示，求解各工序尺寸及公差的顺序如下：

图6-12 ?28.5内孔加工工艺尺寸链图

?0.0331）.根据零件设计图要求，最终尺寸D即为P3=?28.50mm；

2）.根据尺寸链图可知，P3=P2+z3，其中z3为精铰余量，查表得z3=0.06mm,则P2=(28.5-0.06)mm=28.44mm。由于工序尺寸P2是在粗铰加工中保证的，查表得，粗铰加工工序的经济加工精度等级可达到最终的加工要求—IT9。因此该工序尺寸公差为IT9，其公差值为0.052mm,故P2=（?28.44|0?0.052mm）；

3）.根据尺寸链图可知，P2=P1+z2，其中z2为粗铰余量，查表得z2=0.14mm,则P1=(28.44-0.14)mm=28.30mm。由于工序尺寸P1是在扩孔加工中保证的，查表得，扩孔加工工序的经济加工精度等级可达到最终的加工要求—IT11。因此该工序尺寸公差为IT11，其公差值为0.13mm，故P1=（?28.3|0?0.13mm）；

4）.将工序尺寸按“入体原则”表示：

?0.033P0=?26mm P1=?28.3|0?0.13mm P2=?28.44|0?0.052mm P3=?28.50mm

29

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

6.7 ?36孔加工的加工余量和工序尺寸和公差的确定

其加工方案为：

图6-13 ?36内孔加工方案图

根据图示的加工方案，可以确定全部工艺尺寸链，如下图所示，求解各工序尺寸及公差的顺序如下：

图6-14 ?36内孔加工工艺尺寸链图

?0.0251）.根据零件设计图要求，最终尺寸D即为P3=?360mm；

2）.根据尺寸链图可知，P3=P2+z3，其中z3为铰孔余量，查表得z3=0.3mm,则P2=(36-0.3)mm=35.7mm。由于工序尺寸P2是在精镗加工中保证的，查表得，精镗加工工序的经济加工精度等级可达到最终的加工要求—IT11。因此该工序尺寸公差为IT11，其公差值为0.16mm,故P2=（?35.7|0?0.16mm）；

3）.根据尺寸链图可知，P2=P1+z2，其中z2为粗镗余量，查表得z2=1.7mm,则P1=(35.7-1.7)mm=34mm。由于工序尺寸P1是在钻孔加工中保证的，查表得，扩孔加工工序的经济加工精度等级可达到最终的加工要求—IT12。因此该工序尺寸公差为IT12，其公差值为0.25mm，故P1=（?34|0?0.25mm）；

4）.将工序尺寸按“入体原则”表示：

?0.025P0=?20mm P1=?34|0?0.25mm P2=?35.7|0?0.16mm P3=?360mm

上述尺寸标准公差查表如下：表6-2 标准公差数值

30

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

表6-2 标准公差数值（摘自GB/T 1800.3-1998）

基本尺寸 ㎜ 大于 — 3 6 10 18 30 50 80 120 180 250 至 3 6 10 18 30 50 80 120 180 250 315 4 5 6 8 9 11 13 15 18 20 23 6 8 9 11 13 16 19 22 25 29 32 10 12 15 18 21 35 30 35 40 46 52 IT5 IT6 IT7 标准公差等级 IT8 μm 14 18 22 27 33 39 46 54 63 72 81 25 30 36 43 52 62 74 87 100 115 130 40 48 58 70 84 100 120 140 160 185 210 60 74 90 110 130 160 190 220 250 290 320 0.1 0.12 0.15 0.18 0.21 0.25 0.3 0.35 0.4 0.46 0.52 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 ㎜ 0.14 0.18 0.22 0.27 0.33 0.39 0.46 0.54 0.63 0.72 0.81

31

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

第七章 切削用量计算

7.1 切削用量的选择

选则切削用量主要应根据工件的材料、精度要求以及刀具的材料、机床功率和刚度等情况，在保证工序质量的前提下，充分利用刀具的切削性能和机床的功率、转矩等特性，获得高生产率和低加工成本。

从刀具耐用角度出发，首先应选定背吃刀量ap,其次选定进给量f，最后选定切削速度v。

粗加工时，加工精度和表面粗糙度要求不高，毛胚余量较大。因此，选择粗加工的切削用量时，要尽量的保证较高的金属切除率，以提高生产率；精加工时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量小且均匀。因此，选择切削用量时应着重保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。

7.1.1 背吃刀量的选择

粗加工时，背吃刀量应根据加工余量和工艺系统刚度来确定。由于粗加工时是以提高生产率为主要目标，所以在留出半精加工、精加工余量后，应尽量将粗加工余量一次切除。一般ap可达8-10mm。当遇到断续切削、加工余量较大或不均匀时，则应考虑多次走刀，而此时的背吃刀量依次递减，即ap1?ap2?ap3?。

精加工时，应根据粗加工留下的余量确定背吃刀量，使精加工余量均匀。

7.1.2 进给量f的选择

粗加工时对表面粗糙度要求不高，在工艺系统刚度和强度好的情况下，可以选用大一些的进给量；精加工时，应主要考虑工件表面粗糙度要求，一般表面粗糙度数值小，进给量也相应减小。

7.1.3 切削速度v的选择

切削速度主要应根据工件和刀具的材料来确定。粗加工时，v主要受刀具寿命和机床功率的限制。如超出了机床许用功率，则应适当降低切削速度；精加工时，高，ap和f选用得都很小，在保证合理刀具寿命的情况下，切削速度应选取的尽可能高，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。

32

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

7.2 具体切削用量的计算

7.2.1 铣盖体

图7-1 铣盖体工序方案图

（1）背吃刀量的确定 该工序的背吃刀量ap取为Z等于盖体面的毛坯总余量，故ap=5mm。

（2）进给量的确定 按机床功率为5～10KW，工件—夹具系统风度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为0.2mm/z。

（3）铣削速度的计算 按面铣刀，d/z=62/8的条件选取，铣削速度v可取54.9m/min，由n=1000v/πd可求得该工序铣刀转速n=218.5r/min，参照表4-15所列X51立铣床的主轴转速，取转速n=210r/min，再将此转速代入n=1000V/πd中，可求出该工序的实际铣削速度V=nπd/1000=52.7m/min。 7.2.2 粗铣阀盖左右端面

图7-2 铣阀盖左右端面工序方案图

两个工序，工序1是以小端面定位，粗铣右端面；工序2 是以右端面定

33

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

位，粗铣左端面。由于这两个工序是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度v和进给量f是一样的，只有背吃刀量不同。

（1）背吃刀量的确定 af?z?1mm

（2）进给量的确定 由于两道工序都属于粗加工，根据《简明机械加工工艺手册》表11-22取，该工序的每转进给量f取为0.3mm/z。

V取 1.83～1.92m/s，粗铣时为了降低表面粗糙度值，v应取大值，v取19m/s。

取d=80，由n=1000v/πd可求得该工序铣刀转速n=75r/min，参照表所列X51立铣床的主轴转速，取转速n=80r/min，再将此转速代入n=1000v/πd中，可求出该工序的实际铣削速度V=nπd/1000=20m/min。

7.2.3 钻—扩—粗铰—精铰φ20mm孔

图7-3 ?20内孔加工方案图

（1）钻孔工步

1）背吃刀量的确定 取ap?18mm

2）进给量的确定 查《简明机械加工工艺手册》表11—11，选取该工步的每转进给量f?0.4mm/r。

3）切削速度的计算 查硬质合金钻头钻孔时的切削速度表v取1.2m/s。由n=1000V/πd可求得该工序车床主轴转速n=21.22r/min，取转速n=25r/min，再将

此转速代入n=1000v/πd中，可求出该工序的实际钻孔速度

v=nπd/1000=1.4m/min。

（3）铣削速度的计算 ：查《简明机械加工工艺手册》表11—28

（2）扩孔工步

1）背吃刀量的确定 取ap?0.9mm 2）进给量的确定

34

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

f?(2.2~2.4)f钻?(2.2~2.4)?0.4mm/r?0.88~0.96mm/r

取f?0.9mm/r。 3）切削速度的计算

v?(12~13)v钻?(12~13)?1.2m/s?0.6~0.4m/s 取v?0.5m/s。由n=1000V/πd可求得该工序车床主轴转速n=10.04r/min，取转速n=25r/min，再将此转速代入n=1000v/πd中，可求出该工序的实际扩孔速度v=nπd/1000=0.7m/min。

（3）粗铰工步

1）背吃刀量的确定 取ap?0.07mm

2）进给量的确定 查《简明机械加工工艺手册》表11—20选取该工步的每转进给量f?1.0mm/r。

3）切削速度的计算 查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5—31，切削速度v可取3m/s。由n=1000V/πd可求得该工序车床主轴转速n=60.27r/min，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4—15所列X51型立式钻床的主轴转速，取转速n=80r/min，再将此转速代入n=1000v/πd中，可求出该工序的实际粗铰孔速度v=n?d/1000=5.02m/min。

（3）精铰工步

1）背吃刀量的确定 取ap?0.03mm

2）进给量的确定 查《简明机械加工工艺手册》表11—20选取该工步的每转进给量f?0.9mm/r。

3）切削速度的计算 查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5—31，切削速度v可取4m/s。由n=1000v/πd可求得该工序车床主轴转速n=79.6r/min，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4—9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min，再将此转速代入n=1000v/πd中，可求出该工序的实际精铰孔速度v=n?d/1000=4.87m/min。

其余各平面、外圆和孔的切削用量的计算和上述的几种相差不大，故不再做详细的计算。

35

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

第八章 钻孔工序夹具的设计

8.1夹具设计的目的

阀盖零件的钻孔工序夹具设计，主要是为了一次性加工有较高尺寸要求的四个均布孔，不用每次加工去对刀，避免因为人为的误加工，机器等原因造成加工精度，加工质量的不合格，也节省了大量的时间，大大的提高生产能力，提高公司的生产效率，以获得更多的经济利益。另外，夹具设计，还是考研设计人员的设计水平，看谁能够用最低的成本造出最好的夹具，这也是提高生产质量的一大因素。

因此，夹具设计过程中应注意以下问题问题：

（1）注意与工艺规程设计的衔接，夹具设计不能脱离机械加工工艺设计，应和工艺设计统一起来，不然没有针对性和实用性。

（2）设计夹具是用于零件加工的钻孔工序。在工艺设计环节中，对该工序的设计已要求设计其定位与夹紧方案，因此夹具设计的具体内容应与工序设计保持一致，不能相互冲突。设计时要有整体观念

（3）夹具设计有其自身的特点：定位、夹紧等各种装置在设计前期是分开考虑的，设计后期通过夹具体的设计将各种元件联系为一个整体。在这个过程中，容易出现工件无法装卸、工件定位出现过定位或欠定位等问题。设计时考虑须周全，整体观念强就会少出差错，从而提高设计质量与效率。

图8-1 钻孔工序方案图

36

湖南工业大学本科毕业设计（论文）

8.2 设计准备工作

8.2.1熟悉加工零件图

零件图加工零件的全部信息，包括几何形状全部尺寸、加工面的尺寸公差、

形状公差和表面粗糙度要求、材料和热处理要求、其它特殊技术要求等如下图所示：

加工零件图：

图8-2 阀盖零件图

?0.043已知该零件的材料为HT200,年产量为50000件，加工φ140孔。要求为

该零件设计专用钻床夹具，所用机床为Z3040立式钻床

8.2.2加工零件分析

上图所示为阀盖零件图，生产规模为大批量生产，零件的某些尺寸已经在前工序按要求加工完毕，本道工序要求在Z3040立式钻床上加工?14mm个孔，需要设计一专用钻床夹具以便满足零件图上的各项精度要求。

零件对?14mm孔的要求如下： a.四个孔需要均布排列； b.两孔的中心距为?120?0.1； c.孔的表面粗糙度Ra为3.2；

加工面的凸台面积较小，故需要专用夹具，又由于上下端面均已经加工完毕，所以精基准选上下端面，侧面或者中心孔。

37

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/f4rd.html