K241-三通阀机械加工工艺规程及夹具设计（机壳铣菱形端面和钻菱形面上3个孔）

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标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 三通阀 共 10 页 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 金工 30 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 184×68×144 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用钻夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/min mm 机动 辅助 1 钻底面2-Φ17孔 麻花钻，游标卡尺 195 14 0.57 0.5 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 三通阀 共 10 页 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 金工 40 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 184×68×144 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用钻夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/min mm 机动 辅助 1 钻顶面2-Φ15孔 麻花钻，游标卡尺 195 14 0.57 0.5 2 钻Φ27孔 麻花钻，游标卡尺 275 25 0.57 0.5 3 攻牙M27 攻丝刀，游标卡尺 100 7.14 1.6 0.1 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 三通阀 共 10 页 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 金工 50 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 184×68×144 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 X5032 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用铣夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/min mm 机动 辅助 1 粗铣Φ68侧面 高速钢端铣刀，游标卡尺 245 2.56 735 2 1 2 精铣Φ68侧面 高速钢端铣刀，游标卡尺 310 3.24 930 0.5 1 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 三通阀 共 10 页 第 6 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 金工 60 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 184×68×144 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 镗床 T768 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用镗夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/min mm 机动 辅助 1 粗镗Φ52孔，Φ43孔 镗刀，游标卡尺 1000 2.83 0.2 2 1 2 精镗Φ52孔，Φ43孔 镗刀，游标卡尺 1000 3.09 0.15 0.5 1 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 三通阀 共 10 页 第 7 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 金工 70 铣 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 184×68×144 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 X5032 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用铣夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/min mm 机动 辅助 1 粗铣Φ45顶面 高速钢端铣刀，游标卡尺 245 2.56 735 2 1 2 精铣Φ45顶面 高速钢端铣刀，游标卡尺 310 3.24 930 0.5 1 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 三通阀 共 10 页 第 8 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 金工 80 镗 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 184×68×144 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 镗床 T768 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用镗夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/min mm 机动 辅助 1 粗镗Φ45，Φ35孔 倒角 镗刀，游标卡尺 1000 2.83 0.2 2 1 2 精镗Φ45，Φ35孔 倒角 镗刀，游标卡尺 1000 3.09 0.15 0.5 1 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 三通阀 共 10 页 第 9 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 金工 90 攻螺纹 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 184×68×144 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 螺纹机 S320 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用攻螺纹夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/min mm 机动 辅助 1 车螺纹M39 螺纹刀，游标卡尺 130 8.88 1.5 0.5 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 三通阀 共 10 页 第 10 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 金工 90 攻螺纹 HT200 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 184×68×144 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 螺纹机 S320 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用攻螺纹夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/min mm 机动 辅助 1 车螺纹M68 螺纹刀，游标卡尺 130 8.88 1.5 0.5 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 三通阀 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 HT200 毛 坯 种 类 铸件 毛坯外形尺寸 184×68×144 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 夹具 刀具 量具 准终 单件 铸造 铸 时效 热 10 铣 铣底面 金工 X5032 专用铣夹具 高速钢铣刀 游标卡尺 20 铣 铣顶面 金工 X5032 专用铣夹具 高速钢铣刀 游标卡尺 30 钻 钻底面2-Φ17孔 金工 Z535 专用铣夹具 麻花钻 游标卡尺 40 钻 钻顶面2-Φ15孔，钻Φ27孔并攻牙M27 金工 Z535 专用铣夹具 麻花钻 游标卡尺 50 铣 铣Φ68侧面 金工 X5032 专用铣夹具 高速钢铣刀 游标卡尺 60 镗 镗Φ52孔，Φ43孔 金工 T768 专用铣夹具 硬质合金镗刀 游标卡尺 70 铣 铣Φ45顶面 金工 X5032 专用铣夹具 高速钢铣刀 游标卡尺 80 镗 镗Φ45，Φ37孔 倒角 金工 T768 专用铣夹具 硬质合金镗刀 游标卡尺 90 车 车螺纹M39 金工 CA6140 专用车夹具 硬质合金车刀 游标卡尺 100 车 车螺纹M68 金工 CA6140 专用车夹具 硬质合金车刀 游标卡尺 110 检查、入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 报告(论文)题目： 作者所在系部： 作者所在专业： 作者所在班级： 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 目 录 摘 要 - 1 - 1 绪论 - 2 - 2零件分析 - 2 - 2.1零件作用 - 2 - 2.2零件的工艺分析 - 2 - 3 加工工艺规程设计 - 3 - 3.1毛坯的材料选择及制造 - 3 - 3.1.1毛坯种类的选择 - 3 - 3.1.2毛坯形状及尺寸的确定 - 3 - 3.1.3毛坯制造方法的选择 - 3 - 3.2工艺基准的选择 - 4 - 3.2.1粗基准的选定 - 4 - 3.2.2精基准的选定 - 4 - 3.3工艺路线的制订 - 4 - 3.3.1加工方法的选择 - 4 - 3.3.2加工工序的安排 - 5 - 3.3.3加工阶段划分 - 5 - 3.3.4工序的划分 - 5 - 第三部分 铣夹具设计 - 25 - 3.1 定位基准的选择 - 25 - 3.2压紧元件的选择 - 25 - 3.3切削力及夹紧力的计算 - 25 - 3.4误差分析与计算 - 27 - 第四部分 钻夹具设计 - 28 - 4.1 定位基准的选择 - 29 - 4.2压紧元件的选择 - 29 - 4.3切削力及夹紧力的计算 - 29 - 4.4误差分析与计算 - 30 - 参考文献 - 32 - 摘 要 机床夹具的设计主要体现了我们对所学知识的广泛应用能力，介绍了夹具在机械加工中的作用和效率、零件的工艺设计以及所使用的夹具设计夹具的设计过程。夹具与机床的结合，作为机床的一部分，夹具已成为机械加工中不可缺少的加工设备。使用夹具夹紧工件可以保证加工精度，降低劳动水平，提高劳动生产率，降低加工成本，扩大机床的加工范围，使操作方便，安全。 本文首先介绍了夹具的研究背景以及加工零件的材料，功能和一些特殊零件。通过对参考文件的详细分析，说明了机械夹具的功能和相关内容；在技​​术路线中，我们讨论了一些定位方案的最佳选择，夹紧力和螺钉直径的计算。具体确定定位销和整体夹具，分析定位精度；加工孔的设置和计算；夹具总图上的尺寸，公差和技术要求。主要介绍工艺设计和生产。 关键词：三通阀；加工工艺规程；夹具设计 Abstract The design of the machine tool fixture mainly reflects the ability of our extensive application of knowledge, and introduces the role and efficiency of the fixture in mechanical processing, the process design of the parts and the use of the fixture design fixture design process. The combination of jig and machine tool, as a part of the machine tool, jig has become an essential processing equipment in machining. The use of jig clamping workpiece, can ensure the processing accuracy, reduce the level of labor, improve labor productivity, reduce processing costs, and expand the processing range of the machine tool, so that the operation is convenient, safe. This paper first introduces the research background of fixture and processing parts of the material, function and some special parts. Through the detailed analysis of the reference documents, the functions and related contents of the mechanical fixture are explained. In the technical route, we discuss the best choice of some positioning schemes, the calculation of clamping force and screw diameter. Determine the positioning pin and the overall fixture, and analyze the positioning accuracy; Machining hole setting and calculation; Dimensions, tolerances and technical requirements on general fixture drawing. The process design and production are mainly introduced. Keywords：Three-way valve；Process specification；Fixture design 第一章 绪论 人类发展的过程其实就是一个制造的过程，从发展初期人类只能制造一些简单的器具，经历了漫长的技术工业发展过程，制造业终于迈向成熟。现代制造技术或者说先进制造技术，它从提出到如今也有半个世纪，其中机械行业尤为重要。机械作为制造业的基础，如今一直在不断发展，逐渐迈向自动化、数控化、精密化。在中国不断强大的国力下，机械行业必须要在各个方面都有所突破与创新，无论是质量、功能还是精度都要不断发展创新。 我本次的课题是三通阀零件的加工工艺及相关夹具的设计。三孔连杆作为发动机的主要零件之一，它的生产工艺已经成熟且批量生产，所以本次课题的主旨在于考察我对书本的熟悉程度以及锻炼我如何将书本知识熟练地运用到生产实践当中。而三孔连杆加工工艺与夹具设计正是对我们学习完的《机械制图》、《机械制造工艺学》、《机械工程材料》等科目的一次应用。 第二章 零件分析 2.1零件作用 三通阀作为发动机的主要零件之一，它的主要作用其实就是支承设备的曲柄与活塞，来实现动力传输的作用。力传送给曲轴和各个部件。然后通过曲轴旋转，将燃气压力转变成动力。所以，三通阀在运作时，机构将主要承受交变载荷和气体压力。因综上所述，三通阀既作为支承零件，必要要有足够的结构钢度和疲劳强度，不能只靠加大尺寸来满足承载力的要求，还要考虑材料与结构。 2.2零件的工艺分析 下图既本课题研究的三通阀零件图，由图我们可以看出该零件是一个简单的连杆结构。参考《机械设计制造工艺学》，通过其中的零件加工工艺学对该零件进行零件分析。平面的加工要分为粗加工与精加工两个工序，确保平面的尺寸精度；热处理要均匀调制处理到226～271HBS；加工过程中不可出现零件断裂情况和某工序漏加工的情况。图纸要求：尺寸完整、精度合理、表达清晰、能够满足加工要求。 图1.1三通阀零件图 第三章 加工工艺规程设计 所有零件在成型前都是以毛坯的形式存在的，所以毛坯的制造尤为重要。 3.1毛坯的材料选择及制造 3.1.1毛坯种类的选择 该零件对材料的要求很高。我们要选择合适的毛坯，使其具有零件加工所需要的固有特性，如承受交变应力所需要的强度、硬度，传输动力过程中需要的精度。通过查阅书本资料并结合三通阀零件的形状和强度我们选择的是45号钢材。 3.1.2毛坯形状及尺寸的确定 确定好毛坯的选材，我们还要考虑毛坯的形状和加工余量，这将直接影响后面加工工艺精度和产品质量。所以，在加工工艺规程中，毛坯选择的合理性具有重要地位。在这对于本次零件关于毛坯形状简单说明：底面需要留下一定的余量；小孔和在毛坯中要留出，因为这会给工艺设计和锻造过程造成困难。 3.1.3毛坯制造方法的选择 我们选定的材料是HT200，一般对于这种材料使用锻件或者铸件。通过零件分析我们知道，零件结构简单且堆成、尺寸较小，分型面清晰；如果实际生产中用铸件去铸料，那么加工余量较高，不够经济；综上原因，我们选择锻件中的铸造。 图1.2三通阀毛坯图 3.2工艺基准的选择 3.2.1粗基准的选定 毛坯是零件的原始状态，毛坯的面为毛面。所以，加工初步选择其中的某个毛面为基准，称为粗基准。根据粗基准的选择原则和综合考虑我们选择底面粗基准，原因如下： ①粗基准的选择要考虑便于装夹、余量最小两个因素； ②内孔为毛坯面，如果用它来作为定位基准会导致尺寸不精准；如果采用端面， 3.2.2精基准的选定 在对精基准的选定时，我们要考虑的主要就是基准的统一、精度的提高、加工的便利性。我采用的是一面两孔定位。 3.3工艺路线的制订 3.3.1加工方法的选择 根据所需零件加工面、材料、加工精度、生产率的要求，考虑生产线上能满足的工艺条件，我们才能选出最合适的加工方法。在保证了这些条件后，我们还要考虑生产效率、经济利益最大化以及工人的劳动强度等因素。我们已经有了很多的加工方法与经验，加工方法具有多样性和差异性。 3.3.2加工工序的安排 如果我们想要加工一个复杂的零件，一般单一的工序并不能加工到要求的零件尺寸，所以我们要采用多工序的安排，让零件加工到我们所要求的尺寸质量。同时，合理使用机床设备、合理安排人工做业也是我们安排工序要仔细考虑的方面。对于本次课题的零件，我们大致分为三个阶段：粗加工、半精加工、精加工。 3.3.3加工阶段划分 ⑴粗加工阶段：粗加工阶段较为简单，对于人工技术的要求也不高，能够提高生产效率。这一步就是将毛坯切削成与零件要求的成品接近的形状与尺寸，进而去除大部分材料，提供了后面所需要的精基准。 ⑵半精加工阶段：对于粗加工后的零件，尺寸还可以进一步加工以更加接近成品零件，所以就需要半精加工，也可以说这是一个过度阶段。 ⑶精加工阶段：对于粗加工和半精加工只是初步将零件进行切削使其尺寸初步接近成品零件，精加工主要会将次要表面加工完成，而主要表面则留下一定的加工余量。 3.3.4工序的划分 3.3.4.1热处理 本次我们使用的是45号钢，锻造毛坯时后残留应力和硬点，所以在切削加工前毛坯车间），对其进行热处理。这次采用的是退火处理。（840℃下保持30分钟）。为了达到零件所需要的硬度，我们会在中间采用热处理调制261-270HBS。考虑到调制处理可能会导致工件变形，我将调制处理放在精加工前，保证零件质量达到要求。 3.3.4.2辅助工序 倒角、清洗、退磁、检测及入库。（由于零件不得有裂纹等缺陷，故可使用x射线或者超声波探伤等无损伤工件内部质量检测）。 3.3.4.3确定工艺路线 通过以上对零件的分析、零件的尺寸和《机械制造工艺学》中对零件加工工艺的基本原则，我初步拟定的方案如下： 方案分析：零件工序应该集中便捷，避免多次更换定位点，导致零件的位置精度丧失。同时为了满足圆跳动要求，拟定了这个方案。 工序号 工艺过程 10 铣底面 20 铣顶面 30 钻底面2-Φ17孔 40 钻顶面2-Φ15孔，钻Φ27孔并攻牙M27 50 铣Φ68侧面 60 镗Φ52孔，Φ43孔 70 铣Φ45顶面 80 镗Φ45，Φ37孔 倒角 90 车螺纹M39 100 车螺纹M68 表3-1 工艺路线 3.3.4.4走刀路线安排 通过书本与实际结合，我们知道走刀路线的安排对生产效率具有一定的影响，所以对走刀路线的安排也是提高生产率的一种办法。所以对于走刀路线的安排可以考虑如下： ⑴合理安排路线，减少空运时间以减少加工时间，提高生产率； ⑵合理设计程序，简化数值计算，简化程序； ⑶最重要的是要保证加工精度、表面粗糙度符合加工图表的要求。 3.3.4.5加工设备的选择 工序号 工艺过程 加工设备 10 铣底面 X532 20 铣顶面 X532 30 钻底面2-Φ17孔 Z525 40 钻顶面2-Φ15孔，钻Φ27孔并攻牙M27 Z525 50 铣Φ68侧面 X532 60 镗Φ52孔，Φ43孔 T768 70 铣Φ45顶面 X532 80 镗Φ45，Φ37孔 倒角 T768 90 车螺纹M39 C6140 100 车螺纹M68 C6140 表3-2 加工设备 3.3.4.6刀具的选择 确认设备后，我们要选择工具。刀具的选择是机械加工过程中的重要环节之一，所以刀具的选择就是以此为基础的。刀具的切削性能可以直接影响产品的质量和精度，同时，如果刀具选择得当，还可以提高生产效率。因此，刀具所要求的特性是：高刚性、韧性、抗粘连、化学稳定性等。综合考虑，我们选择不带可转位硬质合金刀片的刀具。最后还要考虑刀柄锥度与机床主轴锥度的匹配。刀具表如下： 工序号 工艺过程 刀具 10 铣底面 硬质合金铣刀 20 铣顶面 硬质合金铣刀 30 钻底面2-Φ17孔 麻花钻 40 钻顶面2-Φ15孔，钻Φ27孔并攻牙M27 麻花钻 50 铣Φ68侧面 硬质合金铣刀 60 镗Φ52孔，Φ43孔 硬质合金镗刀 70 铣Φ45顶面 硬质合金铣刀 80 镗Φ45，Φ37孔 倒角 硬质合金镗刀 90 车螺纹M39 硬质合金车刀 100 车螺纹M68 硬质合金车刀 表3-3刀具表 3.4确定切削用量以及基本工时定额 工序1：（1）粗铣底面 机床：X5032铣床 刀具：高速钢铣刀，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=3mm 所以铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[3]表2.4-81，取 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1-74 主轴转速 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献[3]表2.4-81, 切削工时 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： （2）精铣底面 机床：X5032铣床 刀具：高速钢铣刀，材料：， ，齿数Z=25，为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量：Z=0.5mm 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[3]表2.4-81，取 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1-31 主轴转速 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 工序20：（1）粗铣顶面 机床：X5032铣床 刀具：高速钢铣刀，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=3mm 所以铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[3]表2.4-81，取 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1-74 主轴转速 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献[3]表2.4-81, 切削工时 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： （2）精铣顶面 机床：X5032铣床 刀具：高速钢铣刀，材料：， ，齿数Z=25，为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量：Z=0.5mm 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[3]表2.4-81，取 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1-31 主轴转速 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 工序30：钻底面2-Φ17孔 加工机床为Z535立式钻床。钻头为2-Ø17mm标准高速钢麻花钻。 确定钻削用量 ①确定进给量 根据参考文献[2]，表28-10可查出，查Z535立式钻床说明书，取。 根据参考文献[2]表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献[2]，表28-9，允许的进给量。 由于所选进给量远小于及，故所选可用。 ②确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据参考文献[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 根据参考文献[2]，由表28-3，，，故 查Z535机床说明书，取主轴转速 。实际切削速度为 由参考文献[2]，表28-5，，故 ③校验机床功率 切削功率为 机床有效功率 故选择的钻削用量可用。即 ，，， 相应地 ，， 切削工时 被切削层长度（切削深度）： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： 工序40：（1）钻2-Φ15通孔 加工机床为Z535立式钻床。钻头为Ø15mm标准高速钢麻花钻。 确定钻削用量 ①确定进给量 根据参考文献[2]，表28-10可查出，查Z535立式钻床说明书，取。 根据参考文献[2]表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献[2]，表28-9，允许的进给量。 由于所选进给量远小于及，故所选可用。 ②确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据参考文献[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 根据参考文献[2]，由表28-3，，，故 查Z535机床说明书，取主轴转速 。实际切削速度为 由参考文献[2]，表28-5，，故 ③校验机床功率 切削功率为 机床有效功率 故选择的钻削用量可用。即 ，，， 相应地 ，， 切削工时 被切削层长度（切削深度）： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： （2）钻Φ27通孔 加工机床为Z535立式钻床。钻头为Ø27mm标准高速钢麻花钻。 确定钻削用量 ①确定进给量 根据参考文献[2]，表28-10可查出，查Z535立式钻床说明书，取。 根据参考文献[2]表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献[2]，表28-9，允许的进给量。 由于所选进给量远小于及，故所选可用。 ②确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据参考文献[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 根据参考文献[2]，由表28-3，，，故 查Z535机床说明书，取主轴转速 。实际切削速度为 由参考文献[2]，表28-5，，故 ③校验机床功率 切削功率为 机床有效功率 故选择的钻削用量可用。即 ，，， 相应地 ，， 切削工时 被切削层长度（切削深度）： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： （3）攻M27×1.5的螺纹 机床：Z535立式钻床 刀具：细柄机用丝锥（） 进给量：由于其螺距,因此进给量 切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4-105，取 机床主轴转速：，取 丝锥主轴转速：取 实际切削速度： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数为1 机动时间： 工序50：（1）粗铣Φ68凸台侧面 机床：X5032铣床 刀具：高速钢铣刀，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=3mm 所以铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[3]表2.4-81，取 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1-74 主轴转速 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献[3]表2.4-81, 切削工时 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： （2）精铣Φ68凸台侧面 机床：X5032铣床 刀具：高速钢铣刀，材料：， ，齿数Z=25，为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量：Z=0.5mm 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[3]表2.4-81，取 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1-31 主轴转速 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 工序60：粗镗Φ52的孔，Φ43孔 机床：卧式镗床 刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料： 切削深度：，毛坯孔径、毛坯孔径。 进给量：根据参考文献[3]表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.5mm。因此确定进给量。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4-9取 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1-41取 实际切削速度： 工作台每分钟进给量： 被切削层长度：（深度） 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 行程次数： 机动时间： （2）精镗到Φ52的孔，Φ43孔 机床：卧式镗床 刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料： 切削深度：，毛坯孔径、毛坯孔径。 进给量：根据参考文献[3]表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量 切削速度：参照参考文献[3]表2.4-9，取 机床主轴转速： ，取 实际切削速度，： 工作台每分钟进给量： 被切削层长度：（深度） 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 行程次数： 机动时间： 工序70：（1）粗铣Φ45顶面 机床：X5032铣床 刀具：高速钢铣刀，材料：， ，齿数，为粗齿铣刀。 因其单边余量：Z=3mm 所以铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[3]表2.4-81，取 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1-74 主轴转速 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献[3]表2.4-81, 切削工时 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： （2）精铣Φ45顶面 机床：X5032铣床 刀具：高速钢铣刀，材料：， ，齿数Z=25，为细齿铣刀。 精铣该平面的单边余量：Z=0.5mm 铣削深度： 每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献[3]表2.4-81，取 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1-31 主轴转速 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 工序80：（1）粗镗Φ45，Φ37孔的孔 机床：卧式镗床 刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料： 切削深度：，毛坯孔径、毛坯孔径。 进给量：根据参考文献[3]表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.5mm。因此确定进给量。 切削速度：参照参考文献[3]表2.4-9取 机床主轴转速： ， 按照参考文献[3]表3.1-41取 实际切削速度： 工作台每分钟进给量： 被切削层长度：（深度） 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 行程次数： 机动时间： （2）精镗Φ45，Φ37孔的孔 机床：卧式镗床 刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料： 切削深度：，毛坯孔径、毛坯孔径。 进给量：根据参考文献[3]表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量 切削速度：参照参考文献[3]表2.4-9，取 机床主轴转速： ，取 实际切削速度，： 工作台每分钟进给量： 被切削层长度：（深度） 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 行程次数： 机动时间： 所以该工序总机动工时 工序90：车M39×1.5的螺纹 机床：CA6140 1.刀具：硬质合金车刀 进给量：由于其螺距,因此进给量 切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4-105，取 2.确定切削用量 （1）确定背吃刀量 粗车螺纹，加工余量为2.5mm,一次走刀，则单边吃刀量为 ap=2.5/2=1.25mm。 (2)确定进给量 由《切削用量简明手册》，刀杆尺寸25×25，工件直径为39mm， 则f=0.3~0.4。再由《简明手册》表4.2—3查取 f =0.3。 (3)选择刀具磨钝标准及耐用度 由《切削用量简明手册》表1.9 查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0，耐用度为 T=240min。 (4)确定切削速度VC 根据《机械制造工艺与装备》表2-20，查得各修正系数为：Cv=242 ，xv=0.15，yv=0.35，m=0.20 查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式： 将以上数据代入公式： 确定机床转速 ==1270r/min 根据机床参数，最终确定主轴转速为：1120r/min 实际加工速度V=87.92m/min 3计算基本工时 查《机械加工工序设计》指导书表 3.9 得， 工序100：车M68×1.5的螺纹 机床：CA6140 1.刀具：硬质合金车刀 进给量：由于其螺距,因此进给量 切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4-105，取 2.确定切削用量 （1）确定背吃刀量 粗车螺纹，加工余量为2.5mm,一次走刀，则单边吃刀量为 ap=2.5/2=1.25mm。 (2)确定进给量 由《切削用量简明手册》，刀杆尺寸25×25，工件直径为39mm， 则f=0.3~0.4。再由《简明手册》表4.2—3查取 f =0.3。 (3)选择刀具磨钝标准及耐用度 由《切削用量简明手册》表1.9 查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0，耐用度为 T=240min。 (4)确定切削速度VC 根据《机械制造工艺与装备》表2-20，查得各修正系数为：Cv=242 ，xv=0.15，yv=0.35，m=0.20 查《切削用量简明手册》表1.27切削速度计算公式： 将以上数据代入公式： 确定机床转速 ==468r/min 根据机床参数，最终确定主轴转速为：480r/min 实际加工速度V=95m/min 3计算基本工时 查《机械加工工序设计》指导书表 3.9 得， 第四章 铣夹具设计 本次设计为专用夹具。以便在加工过程中提高工作效率、保证加工质量。本次夹具设计为加工顶面设计专用夹具。 专用夹具的特点：针对性强、结构简单、刚性好、容易操作、装夹速度快、以及生产效率高和定位精度高；但是设计和制造周期长；产品更新换代时往往不能继续使用，适应性差；费用高等特点。 4.1 定位基准的选择 由零件图可知：在加工前，底平面进行了铣加工，后侧面也是一直都不加工的侧面，因此，选后侧面和做侧面面为定位精基准（设计基准）来满足加工的尺寸要求。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的夹紧机构。 4.2压紧元件的选择 在此夹具中，只是为了防止工件在加工过程中的振动和转动，因此采用简单机构压紧工件即可。 4.3切削力及夹紧力的计算 4.31切削力计算 刀具：高速钢铣刀 φ160mm z=24 机床：X5032铣床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K= 其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 4.32.夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=20mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅： 许用应力幅： 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 4.4误差分析与计算 该夹具以底面、侧面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差。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工序公差。 孔与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由参考文献[15]《互换性与技术测量》表可知： 取（中等级）即 ：尺寸偏差为、 由[16]《机床夹具设计手册》可得： ⑴、定位误差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，这里的方向与加工方向一致。即：故 ⑵、夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即： ⑶、磨损造成的加工误差：通常不超过 ⑷、夹具相对刀具位置误差：钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一取。即 误差总和： 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。 定位精度分析 定位误差主要由基准不重合，基准位置误差引起。 ΔDW=ΔBC+ΔJW 由于基准重合，不考虑ΔBC ΔJW=Td/[2sin(α/2)] Td---工件外圆尺寸的公差 Td=0.025 ΔJW=0.025/[2sin(30)]=0.025 所以夹具能满足零件加工精度的要求。 铣夹具装配图如图所示 第五章 钻夹具设计 本次设计为专用夹具。以便在加工过程中提高工作效率、保证加工质量。本次夹具设计为加工顶面孔设计专用夹具。 专用夹具的特点：针对性强、结构简单、刚性好、容易操作、装夹速度快、以及生产效率高和定位精度高；但是设计和制造周期长；产品更新换代时往往不能继续使用，适应性差；费用高等特点。 5.1 定位基准的选择 由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了铣加工，后侧面也是一直都不加工的侧面，因此，选后侧面和做侧面面为定位精基准（设计基准）来满足孔加工的尺寸要求。 由零件图可以知道，图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择左侧面和后侧面为定位基准来设计钻模，从而满足孔轴线和两个侧面的尺寸要求。 5.2压紧元件的选择 在此夹具中，只是为了防止工件在加工过程中的振动和转动，因此采用压板压紧工件即可。 5.3切削力及夹紧力的计算 该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则；　参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力Ｆ之间的关系F夹＝KF 轴向力：F夹＝KF （N） 扭距： Nm 在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数 由资料《机床夹具设计手册》查表可得： 切削力公式： 式（2.17） 式中 查表得： 即： 实际所需夹紧力：由参考文献[16]《机床夹具设计手册》表得： 安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：： 式中：为各种因素的安全系数，见参考文献[16]《机床夹具设计手册》表 可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大 取，， 螺旋夹紧时产生的夹紧力，由式（2.9）有：： 式中参数由[16]《机床夹具设计手册》可查得： 其中： 由[16]《机床夹具设计手册》表得：原动力计算公式： 由上述计算易得： 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 5.4误差分析与计算 该夹具以底面、侧面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差。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工序公差。 孔与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由参考文献[15]《互换性与技术测量》表可知： 取（中等级）即 ：尺寸偏差为、 由[16]《机床夹具设计手册》可得： ⑴、定位误差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，这里的方向与加工方向一致。即：故 ⑵、夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即： ⑶、磨损造成的加工误差：通常不超过 ⑷、夹具相对刀具位置误差：钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一取。即 误差总和： 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。 定位精度分析 定位误差主要由基准不重合，基准位置误差引起。 ΔDW=ΔBC+ΔJW 由于基准重合，不考虑ΔBC ΔJW=Td/[2sin(α/2)] Td---工件外圆尺寸的公差 Td=0.025 ΔJW=0.025/[2sin(30)]=0.025 所以夹具能满足零件加工精度的要求。 钻夹具装配图如图所示 总结 在老师的指导和帮助下，经过几个月的拼搏，终于完成了三通阀的加工工艺设计。在此向导师表示衷心的感谢。 从最初的选题，当看到三通阀零件结构图的时候，感觉迷茫无从下手，到后面一步步的编译，一点一点的查询数据，预构的思路，反复的验证，在导师的帮助下，他们完成了毛坯的选择、加工路径的规划、粗细基准的确定、机床的选择、切削参数的计算。 在三通阀的工艺设计过程中，我查阅了大量文献，反复验证了自己的想法，与老师密切沟通，密切配合，最终完成了三通阀的设计方案。通过这个设计，是对我大学生涯所学知识的完美总结。我在设计基础上用到了很多基础知识，包括金属加工实践和课堂上的机械设计基础，以及机械制造基础。这个设计也考验了我的专业素质和现场学习应用能力。它深深地启发了我，并理解了应用所学知识的深刻原则。 非常感谢这个设计过程，让我充分了解到结合很多知识的重要性，培养了自己的能力，锻炼了自己的大脑。还是很感谢老师的帮助，让我的设计能够顺利完成。这是我大学生涯中最宝贵的资产，它使我受益终生。在此，我也向我的母校致以深深的敬意！ 参考文献 [1] 纪名刚，濮良贵. 机械设计. 第七版. 北京：高等教育出版社，2003 [2] 熊良山，严晓光，张福润. 机械制造技术基础. 武汉：华中科技大学出版社, 2007 [3] 刘光启，赵海霞. 机械制造制图手册. 北京：化学工业出版社，2005 [4] 杨家军. 机械原理. 武汉：华中科技大学出版社， 2005 [5] 常明，童秉枢. 画法几何及机械制图. 第三版. 武汉：华中科技大学出版社， 2004 [6] 孙训方，方孝淑，关来泰. 材料力学. 第四版 北京：高等教育出版社，2005 [7] 周风云，毛志远. 工程材料及应用. 第二版. 武汉：华中科技大学出版社， 2002 [8] 沈其文，傅水跟. 材料成型工艺基础. 第三版. 武汉：华中科技大学出版社， 2003 [9] 杨叔子. 机械加工工艺师手册. 北京：机械工业出版社，2004 [10] 李益民. 机械制造工艺简明手册. 北京：机械工业出版社，2003 [11] 艾兴，肖诗纲. 切削用量简明手册. 北京：机械工业出版社，1994 [12] 叶玉驹. 机械制图手册. 北京：机械工业出版社，2002 [13] 孙丽媛. 机械制造工艺及专用夹具设计指导. 北京：冶金工业出版社，2005 [14] 王光斗，王春福. 机床夹具设计手册. 第三版. 上海：上海科学技术出版社，2000 [15] 陈宏钧，马素敏. 金属切屑速查速算手册. 第二版. 北京：机械工业出版社，2003 致谢 在设计的过程中，从选题，构思，各章的完成，夹具装置的设计等方面，老师给了我很大的帮助和指导。我从老师那里学到了很多专业知识，还有一种坚持不懈的精神。只要你不畏惧困难，咬紧牙关，希望总会出现。这不仅在学校里很有用，也给了我走出学校面对面社会的勇气，我可以一直心存感激。在此，同学们向您表示深深的感谢和崇高的敬意。 不知不觉，时间已经从我们身边溜走了。在大学的这段时间里，我得到了很多老师和同学的帮助和支持。这是我一生中最美好的时光之一。我在思想之源长大，在这里学习和生活，大学生涯让我感到充实。我不仅学到知识，而且还学到很多导师和乐于助人的朋友。在此我要表示最诚挚的谢意！ 转眼间，我的学生时代就要结束了。感谢我的学校、我的老师和我的同学，我们以后再见。 - 36 -