自来水管阀阀体的零件的机械加工工艺规程及夹具设计

自来水管阀阀体的零件的机械加工工艺规程及夹具设计内容摘要：

机动时间） 切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。 确定方法是先确定切削深度、进给量，再确定切削速度。 工序 50 切削用量及基本时间的确定 切削用量 本工序为粗车（车端面、外圆及内止口）。 已知加工材料为 WCB 阀南通职业大学机械系毕业论文 19 门专用碳钢， WCB 的抗拉 强度为 485655Mpa，屈服强度 A 最大为250Mpa，断面收缩率最小为 35%，延伸率标距 2 英寸为 22Mpa。 确定车外圆￠ 195h11mm 的切削用量 所选刀具为 YT5 硬质合金可转位车刀。 根据参考文献 [3]第一部分表 ，由于 C6201 机床的中心高为 200mm（表 ），故选刀杆尺寸 B H=16mm 25mm，刀片厚度为。 根据表 ，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前到面，前角γ 0=12176。 ，后角α 012176。 =6176。 ，主偏角 kr=90176。 ，副偏角 k r39。 =10176。 ,刀倾角λ s=0176。 ，刀尖圆弧半径 rε =。 1）、确定切削深度 a p 由于双边余量为 ，可在一次走刀内切完，故 a p=200197/2 = 2）、确定进给量 f 根据参考文献 [4]表 108，在粗车钢件、刀杆尺寸为 16mm 25mm、 a p≤ 3mm、工件直径为 100400mm 时， f =按照 C6201 机床的进给量（参 考文献 [1]表 ），选择 f = 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据参考文献 [3]， C6201 机床进给机构允许的进给力 F max =3530N。 根据参考文献 [3]，当材料σ b=570670Mpa， a p≤ 2mm， f≤ ， kr=45176。 ， V=65m/min（预计）时，进给力 Ff=760N。 Ff 的修正系数为 Kγ 0Ff=， Kγ s Ff=， KkrFf=（表 ），南通职业大学机械系毕业论文 20 故实际进给力为 Ff=760 = 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的 f =。 3）、选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 ，车刀后刀面最大磨损量取 1mm，可转位车刀耐用度 T =30min 4）、确定切削速度 V 切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出。 现采用查表法确定切削速度。 根据参考文献 [4]表 1028，当用 YT15 硬质合金刀加工时σb=600700Mpa 钢料， a p≤ 3mm， f≤ ，切削速度 V=109m/min 切削速度的修正系数为 Ksv=， Ktv=， Kkrv=， KTV=，KMv= Kkv= 见参考文献 [4]表 1036，故 V= n =1000V/π d =按照 C6201 机床的转速参考文献 [1]表 ，选择 n=120r/min=则实际切削速度 V=。 5）、校验机床效率 由参考文献 [4]得σ b=580970 Mpa，HBS=166277， a p≤ ， f≤ ， V≤ 46m/min 时， Pc=。 切削功率的修正系数 Kkrpc=， Kγ 0PC=KMpc=Kkpc=， KTpc=，KSpc=， Ktpc=，故实际切削的功率为 南通职业大学机械系毕业论文 21 Pc= 根据表 ，当 n=120r/min 时，机床主轴允许功率 PE=。 PC＜ PE，故所选的切削用量可在 C6201 机床上进行。 最后决定的切削用量为 a p=， f =， n=120r/min=， V=确定粗车端面，内止口的，以及 V 型密封槽的切削用量 采用车外圆￠ 195h11mm 的刀具加工这些表面。 加工余量皆可一次走刀切除，车端面、 V 型密封槽、凸台及内止口的 a p=。 车 端面、 V 型密封槽、凸台及内止口的 f =。 基本时间的确定（见参考文献 [1]表 ） 确定粗车外圆￠ 195h11 的基本时间： Tj1=（ l+l1+l2+l3） I /f n =L I /f n l1=（ a p/t g K c） +（ 2～３） l2=3～ 5 l3单件小批生产时的试切附加长度 主偏角 kr=90176。 时， l1=2～３ 当加工到台阶时 l2=0 所 以 l=28， l1=2mm， l2=0mm， l3=0mm， I=1， f=， n=2 Tj1=（ l+l1+l2+l3） I /f n =28+2/ =23s 南通职业大学机械系毕业论文 22 车凸台的基本时间： Tj2=（ l+l1+l2+l3） I /f n l=3， l1=2mm， l2=0mm， l3=0mm， I=1， f=， n=2 则 Tj2=（ l+l1+l2+l3） I /f n =3+2/ =5s 车内止口的基本时间： Tj3=（ l+l1+l2+l3） I /f n l=4， l1=2mm， l2=0mm， l3=0mm， I=1， f=， n=2 Tj3=（ l+l1+l2+l3） I /f n =4+2/ =6s 车端面的基本时间： Tj4=（ l+l1+l2+l3） I /f n =L I /f n L=（ dd1） /2 +l1+l2+l3 其中 d= 195 ， d1=50， l=2， l1=2mm， l2=4mm， l3=0mm， I=1， f=， n=2 Tj4=（ l+l1+l2+l3） I /f n =L I /f n = =33s 南通职业大学机械系毕业论文 23 由于 V 型密封槽、反平面、倒角在车端面或外圆要求精度不是太高，无需计算去机动时间，这几个工步可以一起完成。 所以工序的基本时间为： T j= Tj1+ Tj2+ Tj3+ Tj4 =5+6+23+33+7+6 =90s 用同样的原理算 出其它工序的时间 （见附表） 工序 1 150、 160 切削用量及基本时间的确定 本工序为钻孔 ,刀具采用高速钢复合钻头 ,直径 d=25mm 钻 4 个孔 , 使用切削液。 因为俩道工序基本相同 所以选择同样的加工方法，主轴转速、切削速度、进给量、切削深度、进给次数均一样。 140 道的机动工时为 48s， 150 道的机动工时为 54s。 160 道为锪孔，因为采用同种设备。 所以选用与前两道一样的切削用量。 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡（见附表） 六、夹具体的设计 1. 对夹具体的要求 夹具体上的重要表面，如安装定位 元件的表面、安装对刀或导向 元件的表面以及夹具体的安装基面（与机床相连接的表面），本次夹具设计中主要设计为车床夹具的设计，主要的误差也是为过渡盘与主轴间的最大间隙配合，以及过渡盘与夹具体间的最大配合间隙，应有适当的尺寸和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。 为了使夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行南通职业大学机械系毕业论文 24 退火处理。 其次，夹具体在加工过程中要有足够的强度和刚度。 夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。 为了保证夹具体不产生不允许的变形和震动，夹具体应有足够的强度和刚度。 因此，夹具体需 要有一定的壁厚，铸造和焊接夹具体常设置加强筋，或在不影响工件装卸的情况下采用框架式夹具体。 2. 夹具体要求要有较好的结构工艺性、排屑方便。 夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上相 表面的接触或配合实现的。 当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，重心越高则支撑面应越大；夹具底面四边应凸出，使夹具体的安装基面与机床的工作台面接触良好。 夹具体安装基面的形式有很多中，而本次夹具的设计主要是机床主轴的配合。 七、夹具设计 06 道夹具的设计 1. 确定设计方案 本道夹具为 6 道车中法兰总长，法兰外圆 、凸台及反平面。 由于阀体本身为规则体，所以定位的时候就可以以自己本身的表面为定位面。 俩通径法兰外圆表面作为定位基准面， 主要是由 2 个支撑板、 2 个校正丝杆、定位块，定位杆各一个，以及俩个支撑钉来限制所有的自由度。 从而满足工序的定位要求。 南通职业大学机械系毕业论文 25 如图所示 ，此图为工序简图，上面则有须加工精度要求。 2. 确定夹紧方案 根据工件形状特点，夹紧点不宜放于圆形外轮廓表面上，以免工 件产生 夹紧变形，不利用保证面本身的尺寸精度。 为了避免夹紧变形，将夹紧点选择为通径法兰的外侧，施力方向垂直于主要定位面，符合夹紧原则。 为了使夹紧可靠，布置四个夹紧点，分别通过螺母，有俩边的压板进行夹紧。 由于该夹具主要是以平面为主要定位基准，且在车床上加工，而工件的形状与尺寸决定了他采用心轴、卡盘内的夹具。 由于本夹具只需要一次装夹，所以大大的减少了装夹误差。 3. 定位精度的分析 由于工件完全定位，且加工端面到俩定位面的距离相等，故俩端面距离尺寸精度仅由刀具的调整来保证。 可不进行精度分析。 以下仅对中心线到底面距离 尺寸的精度分析 根据误差不等式，应有： 南通职业大学机械系毕业论文 26 δ D+δ J+δ T+δ A+δ G≤ 1）、因定位板到压板中心线的距离公差为 99177。 ，故可认为基准位移误差为δ Y=+= 而基准内不重合误差为δ B=0 故定位误差为δ D=δ Y+δ B = 2）、因夹紧点选择恰当，工件不会产生夹紧变形，故夹紧误差 δ J=0 3）、车加工一般可认为不产生对刀误差， 故 δ T=0 4）、 夹具安装时，靠 2 个校正丝杆确定其在车床上的位置的，打表时的误差范围不会超过 ，故夹具的安装误差为δ A= 5）、加工方法误差难于确定，假设一个保守值 ，即 δ G= 综合以上可知： δ D+δ J+δ T+δ A+δ G=++=＜ 故本工序该项加工精度可以充分予以保证。 07 道夹具的设计 本道夹具为 7 道车阀座联接孔及静密封面。 由于阀体本身为规则体，所以定位的时候就可以以自己本身的表面为定位面。 一端通径法兰外圆表面、以及中法兰 表面作为南通职业大学机械系毕业论文 27 定位基准面，由 1 号支撑板来支撑中法兰的表面，而 3 号左右螺杆则是用来调节 7 号卡座则是用来限制 14 号滑座的移动，而 8，34 俩块压板则是用来起夹紧作用的，盖板主要是防止漏油。 如图所示 ，此图为工序简图，上面则有须加工精度要求。 根据工件形状特点，夹紧点不宜放于圆形外轮廓表面上，以免工 件产生夹紧变形，不利用保证面本身的尺寸精度。 为了避免夹紧变形，将 夹紧点选择为通径法兰的外侧，施力方向垂直于主要定位面，符合夹紧原则。 为了使夹紧可靠，布置四个夹紧点，分别通过螺母，有俩边的压板进行夹紧。 由于该夹具主要是以平面为主要定位基准，且在车床上加工，而工件的形状与尺寸决定了他采用心轴、卡盘内的夹具。 由于本夹具只需要一次装夹，所以大大的减少了装夹误差。 南通职业大学机械系毕业论文 28 定位精度的分析 俩压块对￠ 405 对称度的要求为 定位座对 5176。 斜模的键槽垂直度为 其余要求厚度误差均保持在 工件在车床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差δ D、夹具误差δ。