截止阀体说明书

设计说明书

题目：截止阀体零件的工艺规程及钻Φ34孔的工装夹具设计

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指导老师：

摘 要

本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。

截止阀体零件的加工工艺规程及其钻Φ34孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。

ABSTRCT

This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.

The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.

Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error

目 录

序言…………………………………………………………………1

一. 零件分析 ……………………………………………………2

1.1 零件作用 ………………………………………………2 1.2零件的工艺分析 …………………………………………2

二. 工艺规程设计…………………………………………………3

2.1确定毛坯的制造形式 ……………………………………3 2.2基面的选择传 ……………………………………………3 2.3制定工艺路线 ……………………………………………3 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 …………４ 2.5确定切削用量及基本工时………………………………４

三 夹具设计……………………………………………………1２

3.1问题的提出………………………………………………1２ 3.2切削力及夹紧力计算……………………………………1２ 3.3定位误差分析……………………………………………1２ 3.4夹紧误差…………………………………………………1３ 3.5夹具设计及操作简要说明………………………………1４

总 结………………………………………………………………１６ 致 谢………………………………………………………………１７ 参考文献 …………………………………………………………１８

序 言

机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

截止阀体零件的加工工艺规程及其钻Φ34孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。

本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。

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一、 零件的分析 二、

1.1 零件的作用

截止阀体的作用，待查

1.2 零件的工艺分析

套筒有2组加工面他们有位置度要求。 这2组加工面的分别为

1，以外圆为基准的加工面，这组加工面包括，Φ66的端面、Φ30的端面，2-Φ45的端面

2：以Φ40孔为基准的加工面，这组加工面包括，工件上所有的孔和螺纹

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二. 工艺规程设计

2.1 确定毛坯的制造形式

零件的材料为45，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用锻造。

2.2 基面的选择的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。

粗基准的选择：对截止阀体这样的类似回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要。对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。

精基准的选择：精基准 的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用Φ40孔作为精基准

2.3 制定工艺路线

制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下工艺方案：

工序Ⅰ：准备锻件毛坯 工序Ⅱ：刷去锻件表面的毛刺 工序Ⅲ：车Φ66圆的端面，倒角 工序Ⅳ：车Φ30的端面，倒角 工序Ⅴ：车左端Φ45的端面，倒角 工序Ⅵ：车右端Φ45的端面，倒角

工序Ⅶ：扩Φ32孔至Φ34，Φ40孔至Φ42，Φ38至Φ40，Φ至Φ56，钻Φ7孔，攻丝M39X2.5-6H

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工序Ⅷ：扩左端Φ28至Φ30，Φ30至Φ32，钻Φ10孔，攻丝M30X2-7H

工序Ⅸ：扩右端Φ28至Φ30，Φ30至Φ32，钻Φ10孔，攻丝M30X2-7H

工序X：扩Φ16孔至Φ18，攻丝M20 工序XI：钻Φ5孔

工序XII：检验合格后，交付装配

2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 截止阀体零件材料为45，

生产类型为大批量生产，采用锻造成型。

1.截止阀体Φ66的端面、Φ30的端面，2-Φ45的端面

截止阀体的各端面的粗糙度为25，进行一次粗加工，即可满足要求，查《机械工艺分析》，表2-10，得Z=1.5mm

2、截止阀体Φ40，Φ56，2-Φ45，2-Φ32，M20，2-M30X2-7H，M39X2.5-6H各孔及螺纹

查《机械工艺分析》表3-16，得Z=1.0mm 3. Φ5, Φ6, Φ7, Φ10孔

因孔最大才有10mm大，很难锻造成型，所以锻造成实心 2.5 确定切削用量及基本工时 工序I：准备锻件毛坯 工序II：刷去锻件表面的毛刺 工序III：车Φ66圆的端面，倒角

工步一：1） 车削深度，因为尺圆弧面没有精度要求，故可以选择ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。

2）机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。选较小

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量f=0.14 mm/z。

3） 查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。 查《切削手册》表3.8，寿命T=180min

4） 计算切削速度 按《切削手册》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 据CA6140卧式车床

车床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V

c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

实际进给量为f zc=V

5)校验机床功率 查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。

最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时

tm＝L/ Vf=(66+1.5)/475=0.052min。 工步二：倒角

工序Ⅳ：车Φ30的端面，倒角与工序III相似，在此就不多做说明

工序V：车左端Φ45的端面，倒角与工序III相似，在此就不多做说明

工序VI：车右端Φ45的端面，倒角与工序III相似，在此就不多做说明

工序VII：扩Φ32孔至Φ34，Φ40孔至Φ42，Φ38至Φ40，Φ至Φ56，钻Φ7孔，攻丝M39X2.5-6H

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工步一扩32孔至φ34

确定进给量f：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的

b800MPa，d034mm时，f0.39~0.47m/r。由

于本零件在加工Φ３４孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则

f0.39~0.470.750.29~0.35mm/r

根据Z525机床说明书，现取f0.25mm/r

切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度v18m/min所以

ns1000v100018152r/min dw34

根据机床说明书，取nw175r/min，故实际切削速度为

vdwnw100034175100071.98m/min

切削工时：l33mm，l11mm，l23mm，则机动

工时为

tmll1l233130.235min nwf3750.25工步二：扩Φ３８孔至Φ4０

利用钻头将38mm孔扩大至40mm，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取

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f1.2~1.8f钻1.2~1.80.650.750.585~0.87mm/r

根据机床说明书，选取f0.57mm/r

1111v~v钻~126~4m/min

2323则主轴转速为n51.6~34r/min，并按车床说明书取nw68r/min，实际切削速度为

vdwnw1000406810005.38m/min

切削工时：l7mm，l11mm，l23mm，则机动

工时为

tm

ll1l27130.386min nwf680.57工步三：扩Φ40孔至Φ42

利用钻头将40mm孔扩大至42mm，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取

f1.2~1.8f钻1.2~1.80.650.750.585~0.87mm/r

根据机床说明书，选取f0.57mm/r

1111v~v钻~126~4m/min

2323则主轴转速为n51.6~34r/min，并按车床说明书

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取nw68r/min，实际切削速度为

vdwnw1000426810005.62m/min

切削工时：l7mm，l11mm，l23mm，则机动

工时为

tmll1l27130.386min nwf680.57工步四：扩Φ５４孔至Φ５６

利用钻头将mm孔扩大至56mm，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取

f1.2~1.8f钻1.2~1.80.650.750.585~0.87mm/r

根据机床说明书，选取f0.57mm/r

1111v~v钻~126~4m/min

2323则主轴转速为n51.6~34r/min，并按车床说明书取nw68r/min，实际切削速度为

vdwnw1000566810006.31m/min

切削工时：l5mm，l11mm，l23mm，则机动

工时为

tmll1l25130.383min nwf680.57 １８ 页 第 8 页 共

工步五：钻Φ7孔

选用7mm高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）

由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得f机0.28mm/r Vc查16m/min（《切削》表2.15） n查1000Vc查100016600(r/min) D8.5 按机床选取n机5r/min Vc机Dn机10008.5510001455(m/min)

基本工时：tll1l210330.10(min)

n机f机50.28工步六：攻丝M39X2.5-6H

选择M39mm高速钢机用丝锥

f等于工件螺纹的螺距p，即f1.25mm/r Vc机7.5m/min

n查1000Vc10007.5298(r/min) D8 按机床选取n机272r/min Vc机6.8m/min

基本工时：tll1l210330.05(min) n机f2721.25工序Ⅷ：扩左端Φ28至Φ30，Φ30至Φ32，钻Φ10孔，攻丝M30X2-7H与工序VII相似，在此就不多做说明

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工序IX：扩右端Φ28至Φ30，Φ30至Φ32，钻Φ10孔，攻丝M30X2-7H与工序VII相似，在此就不多做说明 工序X：扩Φ16孔至Φ18，攻丝M20与工序VII相似，在此就不多做说明 工序XI：钻Φ5孔

1、加工条件

加工材料: HT200，硬度200~220HBS，铸件。

工艺要求：孔径d=５mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷却。 机床：选用Z525钻床和专用夹具。 2、选择钻头

选择高速钢麻花钻头（如图3所示），其直径d=５mm 钻头几何形状为（根据《切削用量手册》表2.1及表2.2）：标准钻头，25，2Kr120,，后角011，50，横刃长度b2.5mm，弧面长度l5mm。 3．选择切削用量 （1）选择进给量f

按加工要求决定进给量：根据《切削用量手册》表2.7，当铸铁硬度>200H

有f0.31~0.39mm/r。 （2）计算切削速度

根据《切削用量手册》表2.15，当铸铁硬度b=200～220HBS时， f0.40mm/r, d020mm时，vc18mm/min。

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切削速度的修正系数为：KTv1.0，KMv0.88，KSv0.75，

Ktv1.0， 故vvckv

181.01.00.751.0m/min 13.5m/min

n1000vd0

=

1000X13.5r/mm

3.14X5=477.7r/mm

根据Z525型钻床技术资料（见《简明手册》表4.2-12）可选择n=500r/mm， vc13.06mm/min。 4．计算基本工时

tmLnf

根据公式

式中，Lly，l=2４mm，入切量及超切量由《切削用量手册》表2.29查出y6mm，计算得， L=（2４+6）mm=30mm 故有： t=

30min=0.13min

500X0.4工序XII：检验合格后，交付装配

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三、 夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

由指导老师的分配工序Ⅶ：钻Φ34孔的工装夹具设计 3.1问题的提出

本夹具主要用于钻Φ34孔，精度要求不高，和其他面没有任何位置度要求，因此我们选用2-Φ45的外圆面来定位 3.2切削力和夹紧力的计算

由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由《切削手册》得：

钻削力 F26Df0.8HB0.6 式（5-2）

钻削力矩 T10D1.9f0.8HB0.6 式（5-3）

D1式中：

11HBHBmaxHBmaxHBmin187187149174

33 f0.20mmr1代入公式（5-2）和（5-3）得

F2610.50.200.81740.616N

m T1010.51.90.200.81740.646379Nmm

本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 3.3定位误差分析

一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一

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致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。

形成原因有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。

根据零件图可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，a96。

DWTd1（1）0.04

2sin211DWTT易已知孔的形状公差为0.28，根据经验公式，

35知此结果符合。 3.4钻套设计

Φ34孔的加工后还要扩Φ40，Φ56孔及攻丝M39X2.5-6H，为了我们钻后能及时的扩Φ40，Φ56孔及攻丝M39X2.5-6H，故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：。即先用Φ34的麻花钻钻孔，根据GB1141—84的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为Φ34

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图 5.3 快换钻套图

扩工艺孔钻套结构参数如下表：

表 5.1 扩工艺孔钻套数据表 D d H 公称尺寸 ３４

D1 D2 h 允差 h1 m m1  -0.006 3０ ４８ -0.018 6６ 6０ 16 ７ ２７ ２８ ６５° 3.5夹具设计及操作的简要说明

使用V型块定位，采用铰链压板快速夹紧，即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大

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的提高了生产效率，适合于大批量生产

装配图附图如下：

夹具体附图如下

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总 结

设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。

设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。

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致 谢

这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。

这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

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参 考 文 献

1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年

2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年

3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年

4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年

5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月

6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年

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