阀体零件机械加工工艺及装备设计集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]目录第一章. 零件的工艺分析 (5)零件的图样分析 (5)第二章. 机械加工工艺规程设计 (6)确定毛坯的制造形式 (6)选择定位基准 (6)阀体零件表面加工方法的选择 (6)工艺路线的制定 (10)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (17)确定切削用量及基本工时 (18)2.6.1 镗孔夹具 (18)2.6.2 钻孔夹具 (25)编制工艺规程文件 (28)第三章. 镗孔夹具设计 (28)定位基准的选择 (28)定位元件的设计 (29)定位误差的分析与计算 (31)夹紧装置设计 (31)切削力及夹紧力的计算 (32)车夹具设计及操作的简要说明 (34)第四章. 钻孔夹具设计 (35)定位基准的选择 (35)定位元件的设计 (36)定位误差的分析与计算 (36)夹紧装置设计 (37)切削力及夹紧力的计算 (37)钻套及衬套导向件的设计 (39)钻夹具设计及操作的简要说明 (40)总结 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录1 阀体零件机械加工工艺过程卡片和两套关键工序的工序卡片第一章零件的工艺分析零件的图样分析本次设计的题目是阀体零件的机械加工工艺及装备设计，阀体是在一定条件下，能使液压泵卸荷的阀。

图1-1 阀体零件图图1-2 阀体零件三维图第二章机械加工工艺规程设计毛坯的制造形式的确定由于该零件的材料为HT200，且零件的年产量为6000件，已达到大批生产的水平，因此生产类型为大批量生产，为使零件有较好的机械性能，保证零件加工余量等，故采用铸造毛坯。

因为零件尺寸不大，形状结构比较复杂，所以我们采用铸造的形式来提高劳动生产率，降低成本。

选择定位基准零件的机械加工工艺过程中，其中最关键的两道工序分别为钻4xM8的螺纹孔、镗Φ28mm和Φ30mm阶梯孔。

在加工4xM8的螺纹孔时，根据定位基准的选择原则，选择30x30的凸台底面作为定位基准，并且通过心轴为主要定位元件和挡销来实现定位。

实现对4xM8孔的加工。

在镗Φ28mm和Φ30mm的阶梯孔时，选择一面两销进行定位，实现了完全定位。

完成对阶梯孔的加工。

阀体零件表面加工方法的选择任何复杂的表面都是由若干个简单的几何表面组合而成的，零件的加工实质上就是这些简单几何表面加工的组合。

对于阀体零件各尺寸的精度等级要求及行为公差要求，具体加工方法如下表：工艺路线的制定因为零件的生产纲领为大批量生产，故采用专用夹具，提高生产率。

（1）工艺路线方案一工序1 金属型铸造工序2 清洗毛坯，并检验毛坯工序3 对毛坯进行时效处理工序4 粗、精铣阀体的底平面工序5 粗、精铣阀体的顶面工序6 粗、精铣30x30的凸台工序7 粗、精铣Φ50mm圆柱的前端面工序8 车M36x2mm的底孔，车螺纹；倒角°工序9 粗镗、半精镗底面Φ25mm内孔、倒角3x30°工序10 钻底面的4xΦ7mm的光孔及背面Φ16的锪平孔工序11 钻、扩、铰M18x2的螺纹孔工序12 精镗、半精镗Φ28mm、Φ30mm的阶梯孔、倒角2x30°工序13 钻4xM8的底孔，攻M8的螺纹孔工序14 去毛刺工序15 检验入库（2）工艺路线方案二工序1 金属型铸造工序2 清洗毛坯，并检验毛坯工序3 对毛坯进行时效处理工序4 粗、精铣阀体的底平面工序5 粗、精铣阀体的顶面，Φ35圆柱凸台的上端面工序6 粗、精铣30x30的凸台工序7 粗、精铣Φ50mm圆柱的前端面工序8 钻底面的4xΦ7mm的光孔及背面Φ16的锪平孔工序9 车M36x2mm的底孔，车螺纹；倒角°工序10 粗镗、半精镗底面Φ25mm内孔、倒角3x30°工序11 钻4xM8的底孔，攻M8的螺纹孔工序12 精镗、半精镗Φ28mm、Φ30mm的阶梯孔、倒角2x30°工序13 钻、扩、铰M18x2mm的螺纹孔工序14 去毛刺工序15 检验入库（3）工艺路线方案的比较与分析通过以上两个方案的比较，方案一是先加工直径Φ25mm的孔以及阀体底面上的Φ7mm 的光孔和Φ16mm的锪平孔，然后以Φ25mm的孔作为主要定位基准，再使用工件的底平面上Φ7mm孔作为辅助定位来加工4xM8的螺纹孔及直径Φ28mm、Φ30mm的阶梯孔。

而加工工艺方案二则不相同，它是先加工4xM8的螺纹孔，然后再加工Φ25mm的孔及直径Φ28mm、Φ30mm的阶梯孔。

两套加工工艺方案经比较可看出，先加工直径Φ25mm的孔及阀体底面Φ7mm的光孔、Φ16mm的锪平孔，然后再以此为定位基准加工M8螺纹孔和直径Φ28mm、Φ30mm的阶梯孔，这样可以很好地定位夹紧并达到良好的表面粗糙度要求。

结合上述的方案一和方案二的比较，因此工艺路线方案一更加合理。

以上工艺过程见下表2-2：表2-2 机械加工工艺过程综合卡片机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定阀体零件的生产类型为批量生产，为了保证零件的生产效率以及加工质量，该零件的生产宜采用铸造。

阀体零件上M36x2的螺纹底孔、Φ25mm的内孔、Φ28mm，Φ30mm的阶梯孔都可以通过铸造得到预先孔；而M18的螺纹内孔、阀体底面4xΦ7的光孔，Φ16锪平孔、以及螺纹M8-7H的孔则是由后续的机械加工所得到的。

在阀体零件图1-1中可以看出Φ25内孔表面、Φ35圆柱凸台的上端面、以及Φ28、Φ30的阶梯孔的表面粗糙度要求最高，表面粗糙度为，所以加工过程中对于几个内孔而言分别要经过粗镗-精镗；对于上端面来说则需要经过粗铣-精铣来完成。

所得机械加工余量及毛坯尺寸表2-3所示和毛坯图见图2-1：确定切削用量及基本工时按照指导教师下发的毕业设计任务书的内容，下面仅对其中两道关键的工序的基本工时进行设计分析与计算。

2.6.1镗孔夹具工序12：粗镗、半精镗Φ28mm、Φ30mm的阶梯孔。

选择的机床：CA6140型车床；因为零件的材料为HT200，故选择阀体的毛坯为铸件。

阀体零件选择的毛坯为铸件，而且待加工的内孔的表面粗糙度要求也比较高，已达到的精度要求，因此在加工此阶梯孔的时候需要先进行粗镗加工，之后再用半精镗来达到的的精度。

所以整个加工过程要分四次走刀，粗镗内孔时的加工余量为2mm，精镗内孔时的加工余量为1mm。

（单边）1.粗镗工步一：粗镗内孔Φ28mm，孔深为15mm（1）刀具的选择此次阶梯孔的加工所用的刀具是单刃镗刀，查《切削用量手册》表，选择的机床是CA6140。

由于孔深为15mm，查《切削用量手册》表，应选用圆形镗刀，刀片厚度为，刀杆直径为16mm。

根据《切削用量手册》中表，选择镗刀材料为硬质合金，YG6。

镗刀可选择：Kr=60°，γ0=25o ，ɑ0=10o ，?′r =15o ，s λ = –10o ，r b =。

镗刀的卷屑槽的各个参数为：Rn=5mm 、n d =、n w =5mm 。

（2）切削用量的选择 1）确定切削深度p a因为粗加工时的加工余量仅为4mm ，即单边余量为2mm ，考虑到孔的表面粗糙度及精度要求，即p a =2-d d nw （2-1） =mm 2222-26= 式中： p a ——切削深度 w d ——需要加工的孔径 n d ——未经加工的孔径 故 p a =2mm 2）确定进给量f经参考《切削用量手册》中表可知，在对阀体零件进行粗镗时，因为镗刀杆的直径为Ф16mm ，孔深为15mm 。

即当p a =2mm 时，f=—r结合CA6140机床的说明书可确定进给量 f=0.20mm/r对切削加工时的进给量是否满足镗刀的强度和机床的强度要求进行校核。

① 镗刀刀片的强度校核：根据《切削用量手册》中的表可以得出，在对灰口铸铁的材料进行加工时，它的强度为b σ≥200MPa ，?o r =35o ，p a ≤4mm ，刀片厚度为，因为加工的工件材料为灰口铸铁，所以应该将查得的进给量乘上系数k=； 故镗刀刀片的强度所允许的进给量为查阅《切削用量手册》中表，当镗刀的r k =60o 时，进给量应该乘上修正系数k=，由于加工时有冲击，因此进给量应该减小20%，所以镗刀的刀片所能够允许的实际进给量为经过校验刀片的强度能够允许的进给量要比所加工时的进给量大，因此f=r 满足。

② CA6140机床的进给强度的校核通过查《切削用量手册》当中的表，CA6140机床的进给机构能够满足的走刀力为F =3530N 。

由于b σ≥200MPa ，而且f=r ，p a ≤，查《切削用量手册》中表，可以得到走刀力为xc F =670N因此在切削加工过程中，镗刀的实际走刀力为： 'xc F = xc F ×K MF 式中：MF K ：修正系数；查《切削用量手册》知：MF K =xc F ： 理论走刀量 故 xc F ==670N经过校验因为切削加工时镗刀所受的走刀力比CA6140机床的进给机构所允许的走刀力要小。

因此，所选择的进给量f=0.20mm/r 在切削加工过程中是可用的。

（3）镗刀的磨钝标准和耐用度的选择根据加工材料及加工方法，镗刀后刀面的最大磨损限度为0.8mm —1.0mm ；切削加工时的耐用度为T=3600s 。

（4）切削速度v通过查《切削用量手册》中的表12得，当使用YG6牌号的镗刀加工时，由于阀体零件的强度b σ≥200MPa ，HT200的灰口铸铁，f=r ，p a ≤4mm 。

可得到切削速度为V t =s 。

因为 V=v t k v （2-2）式中： t v ——为理论切削速度 v k ——为切削速度的修正系数根据查阅《切削用量手册》可以得到切削速度的修正系数为tv k =（表21-6）、v k T =（表11）、k v k =（表21-9）、xrv k =（表21-7）、sv k =（表21-5）因此 V=v t k v =×××××=s主轴转速：Dπv1000n =（2-3） 式中： D ——为孔的直径 V ——为理论切削速度 所以主轴转速s r /29.1522056.11000n =⨯⨯=π查阅《切削用量手册》中表可知，CA6140车床在切削过程中的转速可以选择为： 此时，可以算出实际的切削速度为：根据《切削用量手册》中的表中的计算公式也可以算出切削速度。

其计算公式为v y x p m m -1vvv fa T 60v K C =（2-4） 式中： v C ——切削速度系数；m 、v x 、v y ——分别是T 、p a 和 f 的指数； v k —— k v v sv xrv tv v k k k k k k k T V M =根据《切削用量手册》当中表可知，所有的系数和指数分别是：8.189c v =，15.0x v =，2.0y v =，2.0m =。