1、摘 要在生產過程中，使生產對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質和量的狀態發生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的加工順序和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。 關鍵詞 工序，工步，加工余量 全套圖紙加153893706ABSTRACTEnable producing the target in process of production (raw materials, th

2、e blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step

3、that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of

4、 times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.Keywords： The process, worker's step , the surplus of processing目 錄1.7 閥體的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定71.7.1 毛坯的結構工藝要求71.7.2 閥體的偏差及加工余量71.8 確定

5、切削用量及基本工時10結 論23參 考 文 獻24致 謝25前 言畢業設計是在我們學完了大學的全部的課程以及全部專業之后進行的。同時結合社會實踐，金工實習，畢業實習的知識對機械加工制造的全面總結，也是我們在畢業之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯系實際的訓練。因此,它在我們三年的大學生活中有重要的地位。就我個人而言,我希望通過這次畢業設計對自己未來從事的工作進行一次適應性的訓練從中鍛煉自己分析問題,解決問題的能力,為今后的工作打下堅實的基礎。就工藝編制而言，加工工藝由零件特點，技術要求，加工工藝過程卡，工藝分析和質量評定等五個部分。工藝分析中對過程卡的工藝路線，熱處理安排

6、及所用的夾具、刀具進行合理的分析選用。從而保證加工的各種精度要求。就夾具設計而言，首先應該明確它的要求。夾具是在金屬切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固夾緊。夾具的設計是為了保證工件的加工質量，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發揮和擴大機床的工藝性能。在夾具設計整個過程中，始終要貫穿這樣的思想。整本說明書包含了夾具設計的所有詳細過程，并附有公式計算的詳盡過程和圖表，使讀者能夠更清晰的了解夾具設計的全程。編寫這本說明書，參考了許多資料，并且得到了指導老師的細心指導，以及本班同學的相互探討，還有教研室的其他老師的指導，在此致謝。由于水平有限，錯誤和不足之處在所難免，懇請各位老師批評指正。

7、第一章 閥體加工工藝1.1 閥體工藝分析本次設計所給定的零件是閥體零件圖。它的主要的作用是用來支承密封作用,閥體中的左右端平面與中孔有配合要求，起密封作用，是閥類組件中非常重要的零件。閥體加工精度工件的加工質量，一旦密封精度降低，則閥體組件的使用價值也將大打折1.2 閥體的工藝要求，閥體零件圖一個好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。1.3 確定毛坯的制造形式根據設計任務書該零件材料為H

8、T200，中批量生產，形狀中等復雜，輪廓尺寸偏大，所以選擇砂型鑄造。1.4 確定定位基準1.4.1 粗基準的選擇選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。粗基準選擇應當滿足以下要求：（1） 粗基準的選擇應以不加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作

9、為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。（5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。本零件大部分表面都需要加工，根據加工表面不同選擇的粗基準也不同。在加工時選擇外圓面為粗基準。1.4.2 精基準的選擇（1） 基準重合原則。即盡可

10、能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。（2） 基準統一原則，應盡可能選用統一的定位基準。基準的統一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統一，從而可減少夾具設計和制造工作。（3） 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。（4） 自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能

11、保證閥體在整個加工過程中基本上都能用統一的基準定位。從其零件圖分析可知，它的底平面與中心2孔平行而且占有的面積較大，而且左右表面以及前后端面都與底面有位置精度要求。因此選擇底面作為加工精基準。1.5 確定個加工表面加工方案一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時是加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計閥體的加工工藝來說，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格較底的機床。

12、1.5.1 在選擇各表面及孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素（1） 要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。（2） 根據生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件中批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。（3） 要考慮被加工材料的性質，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。（4） 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。（5） 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方

13、法一般先按這個零件主要表面的技術要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法。1.5.2 零件表面加工方法的選擇本零件的加工表面分為平面以及孔，由參考文獻機械制造工藝設計簡明手冊表1.4-6到表1.4-8可以確定其加工方法選擇如下：（1）60孔端面：其表面粗糙度為6.3，只需進行銑即可；（2）底面：其表面粗糙度為6.3，且做為精基準加工要求高，因此需粗銑然后時精車加工；（3）其它表面：其表面粗糙度為6.3，需車加工；（4）4-10孔其表面粗糙度為12.5，需鉆加工；（5）M42螺紋孔：攻；1.6 工藝路線的制定對于中批量生產的零件，一般總是首先加工出統一的基準，閥體的加工的第一個工序也就是

14、加工統一的基準。具體安排是先以孔定位粗加工頂平面。后續工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。工序集中與工序分散各有特點，必須根據生產類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件中批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。通過以上分析，設計兩套加工藝方案工藝路線1工序號工序名稱工序內容1鑄造鑄造成型2熱處理時效處理，去除鑄造應力3涂漆涂底漆4銑粗精底平面、粗銑60孔端面5車加工60孔成型、加工25孔成型6鉆鉆底平面4-10、鉆側面4-10孔7鉗工去銳邊毛剌8檢終檢工藝方案

15、2工序號工序名稱工序內容1鑄造鑄造成型2熱處理時效處理，去除鑄造應力3涂漆涂底漆4銑粗精底平面5銑粗銑60孔端面6鉆鉆底平面4-107車加工60孔成型8車加工25孔成型9鉆鉆側面4-10孔成型10鉗工去銳邊毛剌11檢終檢方案一由于工序過于集中，不利于批量生產，對于加工時效率過低，且對產品質量達不到保證 ，采用方案2便于生產管理，且加工基準與設計基準重合，產品質量達到保證。因此方案是合理的。1.7 閥體，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定1.7.1 毛坯的結構工藝要求（1）閥體為鑄造件，對毛坯的結構工藝有一定要求：、鑄件的壁厚應和合適，均勻，不得有突然變化。、鑄造圓角要適當，不得有尖角。、鑄件結

16、構要盡量簡化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子、并便于起模。毛坯形狀、尺寸確定的要求（2）設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到：、各加工面的幾何形狀應盡量簡單。、工藝基準以設計基準相一致。、便于裝夾、加工和檢查。、結構要素統一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，據此繪出毛坯圖。.1.7.2 閥體加工余

17、量（1）底面加工余量計算：底面加工余量的計算取其中心線于尺寸為80mm，根據加工要求只需銑削加工。其余量如下：銑：由參考文獻機械加工工藝手冊第1卷表3.2-23。其余量值規定為，現取。（2）銑60孔端面加工余量計算： 銑60孔端面于尺寸為130mm，根據加工要求需進行粗精加工。各步余量如下：粗銑：由參考文獻機械加工工藝手冊第1卷表3.2-23，其余量值規定為，現取。再由表3.2-27粗車時的厚度偏差取-0.4mm。精銑：有參考文獻簡明機械制造工藝手冊表5-142，其余量規定為1.0mm鑄件毛坯基本尺寸為130+2.0+1.0=133，又根據機械加工工藝手冊第1卷表3.1-24，鑄件尺寸公差等級

18、選用CT11，又查表3.1-21可得鑄件尺寸公差為4.4mm。精銑后尺寸于零件圖上尺寸相符。（3）加工25孔成型余量計算：外圓M40表面于，根據加工要求需進行粗精車。各步余量如下：粗車：由參考文獻機械加工工藝手冊第1卷表3.2-23，其余量值規定為，現取。再由表3.2-27粗銑時的厚度偏差取-0.4mm。精車：有參考文獻簡明機械制造工藝手冊表5-142，其余量規定為1.0mm鑄件毛坯基本尺寸為80+2.0+1.0=113，又根據機械加工工藝手冊第1卷表3.1-24，鑄件尺寸公差等級選用CT11，又查表3.1-21可得鑄件尺寸公差為5.0mm。精車后尺寸于零件圖上尺寸相符。（4）底平面上的孔：參

19、照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.3-47，表2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為：鉆孔：，余量51.8 確定切削用量及基本工時1.8.1 粗精銑底平面機床選擇：選擇XA6132銑床。由機械制造工藝簡明手冊表4.2-35至4.2-37可查其技術參數。刀具選擇：選用硬質合金端銑刀。選者銑刀直徑d=125mm，齒數Z=6，刀片牌號YG8。銑刀幾何參數根據機械加工工藝手冊第一卷表9.2-27選擇：、。確定銑削用量：銑削深度：=2mm每齒進給量：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-3，取=0.2mm銑刀磨鈍標準以及耐用度：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-6表9.4-7取后刀面最大磨損限度取2mm，耐

20、用度T=180min。銑削速度V：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-13取 V=64m/min=1.1m/s機床主軸轉速： （1-1）根據XA6132機床技術參數取：n=190m/min實際銑削速度：工作臺每分鐘進給量： （1-2）根據XA6132技術參數取： 則實際每齒進給量為：校驗機床功率：機械加工工藝手冊第一卷P9-109頁3.4小節公式： （1-3） （1-4）式中， ，將以上數據代入式（1-4）得： =1480.5NV=1.24m/s將、V代入式1-3得：因為XA6132機床主軸電動機功率為10KW，故切削用量可用。基本時間的確定：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-31端銑刀銑削的基

21、本時間公式： （1-5）式中：，由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-33查得=27mm，代入式1-5得： 1.8.2 粗銑60孔端面粗銑：機床選擇：選擇XA6132銑床。由機械制造工藝簡明手冊表4.2-35至4.2-37可查其技術參數。刀具選擇：選用硬質合金端銑刀。選者銑刀直徑d=400mm，齒數Z=20，刀片牌號YG8。銑刀幾何參數根據機械加工工藝手冊第一卷表9.2-27選擇：、。確定銑削用量：銑削深度：=2mm每齒進給量：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-3，取=0.2mm銑刀磨鈍標準以及耐用度：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-6表9.4-7取后刀面最大磨損限度取2mm，耐用度T=420m

22、in。銑削速度V：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-13取 V=48m/min=0.8m/s機床主軸轉速： 根據XA6132機床技術參數取：n=47.5m/min實際銑削速度：工作臺每分鐘進給量： 根據XA6132技術參數取： 則實際每齒進給量為：校驗機床功率：機械加工工藝手冊第一卷P9-109頁3.4小節公式： 式中， ，將以上數據代入式（1-4）得： =2638.9NV=0.99m/s將、V代入式1-3得：因為XA6132機床主軸電動機功率為10KW，故切削用量可用。基本時間的確定：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-31端銑刀銑削的基本時間公式： 式中：，由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-

23、33查得=38mm，代入式1-5得： 精銑：機床選擇：選擇XA6132式銑床。由機械制造工藝簡明手冊表4.2-35至4.2-37可查其技術參數。刀具選擇：選用硬質合金端銑刀。選者銑刀直徑d=400mm，齒數Z=20，刀片牌號YG8。銑刀幾何參數根據機械加工工藝手冊第一卷表9.2-27選擇：、。銑削用量：銑削深度：=1mm每齒進給量：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-3，取每轉進給量為0.5mm/r，則=0.5/20=0.025mm/z銑削速度V：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-8得： （1-6）式中：。代入式1-6得： 機床主軸轉速：根據XA6132機床技術參數取：n=150m/min 實際

24、銑削速度： 工作臺每分鐘進給量： 根據XA6132技術參數取： 則實際每齒進給量為：基本時間的確定：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-31端銑刀銑削的基本時間公式： 式中：，由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-33查得=38mm，代入式1-5得： 鏜60車床CA6140選擇27鏜刀（機械制造工藝設計簡明手冊表3.56） 由切削加工簡明手冊表2.7和機械制造工藝設計簡明手冊表4.216查得 （機械制造工藝設計簡明手冊表2.15） 按機床選取 基本工時：1.8.4 粗精車25孔成型粗車：機床選擇：選擇CA6140車床。由機械制造工藝簡明手冊表4.2-35至4.2-37可查其技術參數。刀具選擇：選用硬

25、質合金車刀。選者車刀直徑d=40mm，刀片牌號YG8。車刀幾何參數根據機械加工工藝手冊第一卷表9.2-27選擇：、。確定車削用量：車削深度：=2mm車刀磨鈍標準以及耐用度：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-6表9.4-7取后刀面最大磨損限度取2mm，耐用度T=400min。車削速度V：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-13取 V=48m/min=0.8m/s機床主軸轉速： 根據CA6140車床技術參數取：n=47.5m/min實際車削速度：工作臺每分鐘進給量： 根據CA6140車床技術參數取： 校驗機床功率：機械加工工藝手冊第一卷P9-109頁3.4小節公式： 式中， ，將以上數據代入式（1-

26、4）得： =2361.46NV=0.99m/s將、V代入式1-3得：因為CA6140車床主軸電動機功率為7.5KW，故切削用量可用。基本時間的確定：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-31車刀車削的基本時間公式： 式中：，由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-33查得=21mm，代入式1-5得： 精車：機床選擇：選擇CA6140床。由機械制造工藝簡明手冊表4.2-35至4.2-37可查其技術參數。刀具選擇：選用硬質合車刀。選者車刀直徑d=40mm，刀片牌號YG8。車刀幾何參數根據機械加工工藝手冊第一卷表9.2-27選擇：、。車削用量：車削深度：=1mm每轉進給量為0.6mm/r，則=0.6/20=0

27、.03mm/z車削速度V：V=1.2m/s 機床主軸轉速：根據CA6140機床技術參數取：n=60m/min 實際車削速度： 工作臺每分鐘進給量： 根據CA6140機床技術參數取： 基本時間的確定：由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-31車刀車削的基本時間公式： 式中：，由機械加工工藝手冊第一卷表9.4-33查得=21mm，代入式1-5得： 1.8.5 鉆底面孔包括孔。選擇機床：選擇Z4120鉆床，由機械制造工藝設計簡明手冊表4.2-11至4.2-13可查其技術參數。選擇刀具：鉆孔時用刀具：硬質合金錐柄麻花鉆，d=10mm；（1）鉆孔；切削深度：進給量f：由切削加工簡明手冊表8-70取，按機床技

28、術參數取： f=0.25mm/r切削速度V：由切削加工簡明手冊表8-72取： V=1.0m/s=60m/min主軸轉速n：由機床技術參數取：n=1600r/min實際切削速度：基本時間：由機械制造工藝設計簡明手冊表6.2-5得： （1-8）式中：，代入式1-8得： 第二章 夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工閥體零件時，需要設計專用夾具。經過與指導老師協商，決定設計鉆側面4-10孔夾具與銑底平面夾具設計。2.1 鉆側面4-10夾具在機床夾具設計時要求工件的定位精度應滿足加工要求，工件加緊牢固可靠操作安全方便，成本低。所以在機床夾具設計時應注意以下問題。一 定位精度：工

29、件在夾具中的定位精度主要與定位基準是否與工序基準重合。定位基準的形式和精度，定位原件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關。在采取提高定為基準的措施時要注意夾具制造的可靠性，在總的定位精度滿足加工的條件下不要過高的提高工件在夾具中的定位精度。二 加緊方式：選擇加緊方式時加緊力應通過或靠緊主要支撐點，加緊力應靠緊切削部分，加緊力應垂直主要定為基準，為避免破壞工件原有的定位狀態。加緊力必須可靠，但不可過大，以免工具與夾具產生過大變形。三 結構設計：夾具機構既要可靠，又要和生產綱領相適應，這樣才嫩符合多、快、好、省的原則。在大批量生產中，既要解決工件的質量問題，又要

30、解決工件的產量問題，因此，在設計夾具時應采用高效，省力的夾具結構。2.1.1.夾具的基本要求一確定夾具的結構方案 在廣泛收集和研究有關資料的基礎上，著手擬定夾具的結構方案，主要包括：（1）根據工藝的定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件。（2）確定工件的夾緊方案和設計夾緊機構。（3）確定夾具的其它組成部分，如分度裝置、對刀塊或引導元件、微調機構等。（4）協調各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結構和尺寸。在確定方案的過程中，會有各種方案供選擇，但應從保證精度和降低成本的角度出發，選擇一個與生產綱領相適應的最佳方案。二. 確保工件的加工質量保證工件加工質量是夾具的基本要求，也是對夾具設計的首

31、要要求，為此，必須正確地設計與選擇定位方法、定位件及加緊裝置。必要時進行分析計算。也要注意夾具中其它影響加工質量的因素。三. 要有良好的結構工藝性設計方案其結構盡量簡單，并容易制造、裝配、維修。四. 操作方便，使用安全五. 便于排除切屑以上基本要求，保證加工質量是最重要的，在此前提下考慮其它影響因素。2.1.2.零件的定位要求本夾具的設計為鉆床夾具，是用于閥體底面4-10孔的加工。本夾具采用完全定位的方式，可以滿足孔的加工要求。2.1.3基準的選擇 由零件圖可知，加工4-10孔必須對工件進行完全定位。使用鉆床加工，用25孔的平面定位比較困難。所以用底面的端面放在平面上限制3個自由度，用短圓柱銷

32、放在10mm的孔中與平面一起限制5個自由度，用菱形銷放在10mm的孔中限制一個自由度來是實現定位。定位方案如圖所示.2.1.4切削力及夾緊力的計算f=0.02mm/r（查機械加工工藝手冊P545表2.4-38）V=0.75m/s （查機械加工工藝手冊P547表2.4-41） 按機床說明，取故實際切削速度：切削工時：鉆孔時軸向力，扭矩，功率的計算公式查切削用量簡明手冊P77表2.32軸向力： (3.1)其中=600，=1.0,=0.7,=0.95扭矩: (3.2)功率: (3.3)加工時主要靠螺紋的夾緊力來抵抗力矩和軸向力，由于加工孔比較小，力不大，且用的是螺紋來預緊。可不必校核。2.1.5定位誤差的分析夾具的主要定位元件是底板及與底板配合使用的銷。所以底板和銷的制造誤差為本工序的主要誤差。底板與銷配合處要磨精度等級為6級，公差為0.013mm，平面度公差為0.05mm，銷的表面底面的垂直度公差為0.03mm，所以加工孔的垂直度誤差為