泥浆泵Y型管加工工艺与工装设计概述模板.doc

毕业设计说明书

题 目： 泥浆泵Y型管加工工艺和工装设计
系 别： 机电工程系
专 业：机械制造及其自动化
姓 名：
学 号：
指导老师：
日 期： 年 月 日

目录
毕业设计说明书 1
目录 2
摘要 4
ABSTRACT 5
1 绪 论 6
2．Y型管工艺规程设计 8
2.1零件分析 8
2.1.1零件作用 8
2.1.2零件工艺分析 8
2.2箱体零件加工关键问题和工艺过程设计所应采取方法 9
2.2.1由以上分析可知 9
2.2.2孔和平面加工次序 9
2.2.3孔系加工方案选择 9
2.3Y型管加工定位基准选择 9
2.3.1粗基准选择 9
2.3.2精基准选择 10
2.4工艺路线确实定 10
2.5机械加工余量，工序尺寸，毛坯尺寸确定。 12
2.6加工工时确实定 15
2.7本章小结 29
3夹具设计 30
3.1加工两对称孔镗床夹具设计 30
3.1.1工件夹紧分析 30
3.1.2 定位方案分析和定位基准选择 30
3.1.3定位元件设计 31
3.1.4定位误差分析 32
3.1.5切削力计算和夹紧力分析 33
3.1.6镗套，支架及夹具体设计 34
3.1.7本章小结 35
3.2 加工孔钻床夹具 36
3.2.1工件夹紧分析 36
3.2.2定位方案分析和定位基准选择 36
3.2.3定位元件设计 36
3.2.4定位误差分析 38
3.2.5切削力计算和夹紧力分析 38
3.2.6钻套设计钻模板设计 39
3.2.7本章小结 40
4结论 41
参考文件 42
致谢 43

摘要
此次设计是对泥浆泵Y型管加工工艺规程及部分工序专用夹具设计，如镗夹具和钻夹具。泥浆泵Y型管关键加工表面是平面及孔。由加工工艺标准可知，确保平面加工精度要比确保孔加工精度轻易。所以本设计遵照先面后孔标准。并将孔和平面加工明确划分成粗加工和精加工阶段以确保加工精度。基准选择以Y型管双管口面端面作为粗基准，以单管口面端面和管身基面作为精基准。关键加工工序安排是先以管身和3个管口端面为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除部分工序外均用端面和工艺孔定位加工其它孔和平面。整个加工过程均选择一般机床
关键词：泥浆泵Y型管，工序，基准，夹具设计

ABSTRACT
This design is a Y-pipe mud process planning and fixture design some of the special procedures, such as boring and drilling jig fixture. Y-pipe mud surface is flat and the main processing hole. Known by the principle of processing technology to ensure precision plane precision than the hole to ensure easy. Therefore, this design follows the principles of the hole after the first plane. And a clear hole and surface processing is divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. Benchmark choose to dual port Y-tube as a coarse face with reference to a single face to face with the tube nozzle base body surface as a fine reference. Arrangement is the first major processing operations to control the body and the nozzle 3 end processing of the end for the benchmark, then processing the process end positioning holes. In addition to the follow-up processes are used outside of individual processes and process end processing of other hole hole location and plane. The whole process of general machine tools are used

Keywords: mud pump Y-tube, processes, benchmarks, fixture design

1 绪 论
机械加工工艺及夹具设计是在完成了大学大部分部课程以后，进行一次理论联络实际综合利用，使我对专业知识、技能有了深入提升，为以后从事专业技术工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，确保产品质量、节省能源、降低成本关键手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织关键依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提升经济效益技术确保。然而夹具又是制造系统关键组成部分，不管是传统制造，还是现代制造系统，夹具全部是十分关键。所以，好夹具设计能够提升产品劳动生产率，确保和提升加工精度，降低生产成本等，还能够扩大机床使用范围，从而使产品在确保精度前提下提升效率、降低成本。当今猛烈市场竞争和企业信息化要求,企业对夹具设计及制造提出了更高要求。所以对机械加工工艺及夹具设计含有十分关键意义。
夹具从产生到现在，大约能够分为三个阶段：第一个阶段关键表现在夹具和人结合上，这是夹具关键是作为人单纯辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人和机床之间桥梁，夹具机能发生改变，它关键用于工件定位和夹紧。大家越来越认识到，夹具和操作人员改善工作及机床性能提升有着亲密关系，所以对夹具引发了重视；第三阶段表现为夹具和机床结合，夹具作为机床一部分，成为机械加工中不可缺乏工艺装备。
在夹具设计过程中，对于被加工零件定位、夹紧等关键问题,设计人员通常全部会考虑比较周全，不过，夹具设计还常常会碰到部分小问题，这些小问题假如处理不好，也会给夹具使用造成很多不便，甚至会影响到工件加工精度。我们把多年来在夹具设计中碰到部分小问题归纳以下：清根问题在设计端面和内孔定位夹具时，会碰到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问题。端面和定位外圆分为两体时无此问题,。夹具要不要清根，应依据工件结构而定。假如零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角,则必需清根,假如零件定位孔孔口倒角较大或孔口是空位，则不需要清根，而且交界处能够倒为圆角R。端面和外圆定位时，和上述相同。让刀问题在设计圆盘类刀具(如铣刀、砂轮等)加工夹具时，会存在让刀问题。设计这类夹具时，应考虑铣刀或砂轮完成切削或磨削后，铣刀或砂轮退刀位置，其位置大小应依据所使用铣刀或砂轮直径大小，留出超出刀具半径尺寸位置即可。更换问题在设计加工结构相同或相同，尺寸不一样系列产品零件夹具时，为了降低生产成本,提升夹具利用率，往往会把夹具设计为只更换某一个或多个零件通用型夹具。
伴随机械工业快速发展，对产品品种和生产率提出了愈来愈高要求，使多品种，中小批生产作为机械生产主流，为了适应机械生产这种发展趋势，肯定对机床夹具提出更高要求。尤其像后钢板弹簧吊耳类不规则零件加工还处于落后阶段。在以后发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环境保护方向发展带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。

2．Y型管工艺规程设计
2.1零件分析
2.1.1零件作用
题目所给是泥浆泵Y型管工艺工装设计，泥浆泵Y型管是泥浆泵钻探机械设备关键组成部分，它关键作用是在钻进过程中将泥浆随钻头钻进注入井下，起着冷却钻头，清洗钻具、固着井壁、驱动钻进，并将打钻后岩屑带回地面作用。在常见正循环钻探中，Y型管是泥浆泵将地表冲洗介质─清。泥浆或聚合物冲洗液在一定压力下，经过高压软管﹑水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头底端，以达成冷却钻头﹑将切削下来岩屑清除并输送到地表连接件。其中单管口作为出口管接出口端，双管口端，一端接泥浆出口管，一端接入水管，由清水将泥浆冲出，汇流和单管端面排出，最终达成清洁泥浆泵目标。
2.1.2零件工艺分析
由Y型管零件图分析能够知道，该零件为薄壁壳体零件，外表上有3组对称平面需要加工，同时可由这3组平面确定平面上孔和外圆加工基准，所以该零件关键以3组平面作为关键加工面。现分析以下：
（1）以单管口端面加工面，这组加工面包含，顶端端面加工，外圆加工，长度20mm。其中端面加工粗糙度为，外圆为
（2）以双管端面为加工面，这组加工面包含，端面铣削，端面粗糙度要求。外圆，长度5mm。内孔，深度5mm。
（3）以和截面为基准端面，该端面作为铣夹具装夹端面，端面加工粗糙度
（4）以圆柱为主加工面，其中包含圆柱上下两端面铣削对于中心面L面对称度0.5，端面加工粗糙度要求。孔加工和中心线S端面平行度要求0.5
（5）其它加工部分，中心线上圆孔加工，表面粗糙度，圆孔，其中心线位置和圆柱中心线呈逆时针
2.2箱体零件加工关键问题和工艺过程设计所应采取方法
2.2.1由以上分析可知
Y型管关键加工表面是平面及孔系。通常来说，确保平面加工精度要比确保孔系加工精度轻易。所以，对于Y型管来说，加工过程中关键问题是确保孔尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间相互关系。
因为Y型管生产量为中批。怎样满足生产率要求也是Y型管加工过程
关键考虑原因。
2.2.2孔和平面加工次序
箱体类零件加工应遵照先面后孔标准：即先加工零件上基准平面，以基准平面定位加工其它平面。然后再加工孔系。Y型管加工自然应遵照这个标准。这是因为平面面积大，用平面定位能够确保定位可靠夹紧牢靠，所以轻易确保孔加工精度。其次，先加工平面能够先切去铸件表面凹凸不平。为提升孔加工精度发明条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。
Y型管加工工艺应遵照粗精加工分开标准，将孔和平面加工明确划分成粗加工和精加工阶段以确保孔系加工精度。
2.2.3孔系加工方案选择
Y型管孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要合适考虑经济原因。在满足精度要求及生产率条件下，应选择价格最底机床。
考虑到Y型管加工精度要求不太高，且为中批生产，考虑用一般镗床进行加工生产。在一般镗床基础上，设计专用夹具，能够提升生产精度，提升效率，同时节省成本。
2.3Y型管加工定位基准选择
2.3.1粗基准选择
粗基准选择应该满足以下要求：
（1）粗基准选择应以加工表面为粗基准。目标是为了确保加工面和不加工面相互位置关系精度。假如工件上表面上有好多个不需加工表面，则应选择其中和加工表面相互位置精度要求较高表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。
（2）选择加工余量要求均匀关键表面作为粗基准。比如：机床床身导轨面是余量要求均匀关键表面。所以在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这么就能确保均匀地去掉较少余量，使表层保留而细致组织，以增加耐磨性。
（3）应选择加工余量最小表面作为粗基准。这么能够确保该面有足够加工余量。
（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大表面作为粗基准，以确保定位正确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺表面不宜选作粗基准，必需时需经初加工。
（5）粗基准应避免反复使用，因为粗基准表面大多数是粗糙不规则。数次使用难以确保表面间位置精度。
所以为了满足上述要求，粗基准选择以双管端端面作为粗基准，以此为基准方便装夹工件，同时该端面需要确保其表面余量均匀，该端面仅作为加工单管上端面加工基准，不在反复实用。
2.3.2精基准选择
应尽可能选择被加工表面设计基准为精基准。当工件以某一精基准定位，能够比较方便加工大多数其它表面，应尽早把这个基准面加工出来，并达成一定精度，以后工序以它作为精基准加工其它表面。
所以，精基准选择和截面外端面台阶作为精基准，以此作为精基准，先加工出此端面，方便装夹铣夹具进行铣削管口端面，同时能够统一基准，方便统一基准加工， 圆柱面两端，钻孔等。所以选择此台阶面作为精基准。
2.4工艺路线确实定
零件加工数量为中批，应把工序集中起来，设计专用夹具，提升生产效率。
通常先加工出端面，再确保孔位置精度。
总工序确定：
工序1：铸造，清理
工序2：毛坯：金属模铸件（抽5件毛坯划线找正、确定加工余量）
工序3：退火
工序4：以263mm双管一侧底面端面为粗基准，夹紧和截面外端面，粗铣上端面，留1mm精加工余量
工序5：以单管端面作为基准，粗铣263mm双管端面，留1mm精加工余量
工序6：以上一基准为基准，粗铣263mm双管端面另一对称端面
工序7：以和截面外端面凸台下端面为基准，粗铣上端面，留1.5mm精铣余量
工序8：反向装夹，以上端面作为基准，粗铣下端面
工序9：以263mm双管端一侧为基准，精铣单管端面
工序10：以236mm单管端面为精基准，精铣263mm双管端一侧端面
工序11：以上一基准为基准，精铣相关轴向中心线对称另一管263mm端面
工序12：以和截面外端面凸台下端面为基准，精铣上端面
工序13：反向装夹，以上端面为基准，精铣铣下端面
工序14：以中心线L为装夹基准，用V型块固定管身，粗铣圆柱上端面，留1mm精加工余量
工序15：反向装夹，粗铣下端面，留1mm精加工余量
工序16：翻转装夹，以下端面为精加工基准，精铣上端面
工序17：反转装夹，精铣下端面
工序18：以四爪装夹263mm双管端，粗车单管端外圆，车削长度20mm
工序19：以单管端面为精基准，粗车双管端外端台阶留0.75mm精加工余量,车削长度5mm，
工序20：以上一基准为基准，粗车另一相关轴向中心线对称台阶面
工序21：精车双管端外圆尺寸
工序22：和截面中心线L中心面作基准，以V形块固定管身，粗镗内孔，留0.5mm半径精加工余量，镗削深度5mm
工序23：以上一工序基准为基准粗镗另一相关轴向中心线对称内孔，留0.5mm半径精加工余量，镗削深度5mm

工序24：精镗双管端至
工序25：以上一基准为基准，钻通孔，第一次钻削 深度55mm
工序26：以上一基准为基准，钻通孔，第二次钻削 深度55mm
工序27：以上一基准为基准，扩通孔，扩孔
工序28：以上一基准为基准，铰通孔至
工序29：钻通孔，深度30mm
工序30：清洗
工序31：检验

2.5机械加工余量，工序尺寸，毛坯尺寸确实定。
泥浆泵Y型管零件材料采取灰铸铁铸造材料为HT200,硬度HBS为195~215，生产类型为中批。
（1）Y型管顶端端面铣削加工余量，依据工序要求，该端面分为先粗铣，后精铣加工
粗铣：参考《机械加工工艺手册1卷基础卷》表3.2.23 其它量要求取值2.0-2.7mm现取2.5mm 表3.2.27可得粗铣厚度偏差：-0.43—-0.63mm现取
精铣：依据表《机械加工工艺手册》3.2.24精铣余量要求为1.5mm
依据《机械加工工艺手册》 表2.3.11可得灰铸铁尺寸公差等级选择CT7—9 选择7级 再依据表2.3.9可得CT7尺寸公差为1.8mm。
毛坯名义尺寸为：
毛坯最小尺寸为：
毛坯最大尺寸为：
粗铣后最大尺寸为：
粗铣后最小尺寸为：
精铣后尺寸和零件图尺寸相同即
（2）Y型管管身B—B台阶截面和C—C台阶截面，依据工序要求，该截面作为夹具定位面，先粗铣后精铣加工该截面尺寸为mm
粗铣：参考《机械加工工艺手册》表3.2.23其它量要求取值2.0-2.7mm现取2.5 mm 依据表3.2.27可得粗铣厚度偏差: -0.43 — -0.063 mm现取-0.5mm
精铣：依据表3.2.24精铣余量要求为1.5mm
依据《机械加工工艺手册》 表2.3.11可得灰铸铁尺寸公差等级选择CT7—9 选择7级 再依据表2.3.9可得CT7尺寸公差为1.8mm。
毛坯名义尺寸为：
毛坯最小尺寸为：
毛坯最大尺寸为：
粗铣后最大尺寸为：
粗铣后最小尺寸为：
精铣后尺寸和零件尺寸相同即
（3）圆柱面双端面余量，依据工序要求该双端面和截面中心线P对称度要求0.5经过粗铣后精铣可取得
粗铣：参考《机械加工工艺手册1卷基础卷》表3.2.23其它量要求取值1.5-2.0mm现取2.0mm依据表3.2.27可得粗铣厚度偏差-0.30—-0.46mm现取-0.4mm
精铣：依据表3.2.24精铣余量要求为1.0mm
依据《机械加工工艺手册》 表2.3.11可得灰铸铁尺寸公差等级选择CT7—9 选择7级 再依据表2.3.9可得CT7尺寸公差为1.0mm
毛坯名义尺寸为：
毛坯最小尺寸为：
毛坯最大尺寸为：
粗铣后最大尺寸为：
粗铣后最小尺寸为：
精铣后尺寸和零件尺寸相同即
（4）单管口外圆面切削余量，依据加工工序要求，该外圆仅需粗车可取得
粗车：参考《机械加工工艺手册1卷基础卷》表3.2.2其直径余量取值为2Z=3.0mm其直径偏差为-0.25—-0.39mm现取值-0.3mm
依据《机械加工工艺手册》 表2.3.11可得灰铸铁尺寸公差等级选择CT7—9 选择7级 再依据表2.3.9可得CT7尺寸公差为1.0mm
毛坯名义尺寸：
毛坯最大尺寸：
毛坯最小尺寸：
粗车后尺寸和零件相同即
（5）台阶面，依据加工工序要求，该管口外圆铸件要求为，加工路径为先粗车后精车可得。
粗车和精车余量：依据《机械加工工艺手册1卷基础卷》表3.2.2注：加工带凸台零件时，其加工余量更具零件最大值来定。其粗车直径偏差为：-0.21—-0.32mm现取-0.3mm参考《机械加工工艺手册》表2.3.39可得精车直径余量为1.5mm。依据《机械加工工艺手册》 表2.3.11可得灰铸铁尺寸公差等级选择CT7—9 选择7级 再依据表2.3.9可得CT7尺寸公差为1.0mm
毛坯名义尺寸：263mm
毛坯最大尺寸：
毛坯最小尺寸：
粗车后最大尺寸：
粗车后最小尺寸：
精车后尺寸和零件相同为
（6）加工双管底面孔加工深度5mm，依据加工工序，该孔先粗镗后精镗各工序余量以下：
粗镗：参考《机械加工工艺手册》表2.3-48其它量取值应依据最小内孔直径来定，毛坯最小内孔直径为
精镗：依据《机械加工工艺手册1卷基础卷》表3.2.13可得精镗直径余量为1mm粗镗工序偏差为+0.185mm依据《机械加工工艺手册》 表2.3.11可得灰铸铁尺寸公差等级选择CT7—9 选择7级 再依据表2.3.9可得CT7尺寸公差为1.0mm
毛坯名义尺寸：
毛坯最大尺寸：
毛坯最小尺寸：
粗镗后工序尺寸：
粗镗后最小尺寸：
粗镗余量为：
精镗后得到尺寸和零件尺寸相同
（7）孔加工，依据加工工序要求该孔加工精度为7级，该孔采取先钻孔，后扩孔最终铰孔取得。该孔长度50mm
参考《机械加工工艺手册1卷基础卷》基孔制7级孔加工要求:
钻孔：第一次钻：
第二次钻： 2Z=13mm
扩孔： 2Z=1.75mm
铰孔： 2Z=0.25mm
（8）中心线圆孔mm和小圆孔加工，依据加工工序要求，此处加工要求精度低仅需一次钻削即可完成。

2.6加工工时确实定
工序1：粗铣管口端面
机床：XS5040铣床 机床工艺系统刚度：中等
刀具：镶齿三面刃铣刀 （YG8） 齿数
铣削深度：
每尺进给： 依据《机械加工工艺手册》表 /Z 现取
铣削速度：依据《机械加工工艺师手册》表30-23
现取
机床转速：
现取：
实际铣削速度：=
工作台每分进给:
现取
被切削长度由已知毛坯长度可得
入切量和超切量由《机械加工工艺师手册》表30-9可得

走刀次数：1
机动时间：
工序2：粗铣双管端端面
机床：XS5040铣床 机床工艺系统刚度：中等
刀具：镶齿三面刃铣刀 （YG8） 齿数
铣削深度：
每尺进给： 依据《机械加工工艺手册》表 /Z 现取
铣削速度：依据《机械加工工艺师手册》表30-23
现取
机床转速：
现取：
实际铣削速度：=
工作台每分进给:
现取
被切削长度由已知毛坯长度可得
入切量和超切量由《机械加工工艺师手册》表30-9可得

走刀次数：1
机动时间：
总工时：
工序3：粗铣和截面外端台阶面
机床：XS5040铣床 机床工艺系统刚度：中等
刀具：镶齿三面刃铣刀 （YG8）
铣削深度：
每尺进给： 依据《机械加工工艺手册》表 /Z 现取
铣削速度：依据《机械加工工艺师手册》表30-23
现取
机床转速：
现取：
实际铣削速度：=
工作台每分进给:
现取
被切削长度由已知毛坯长度可得
入切量和超切量由《机械加工工艺师手册》表30-9可得

走刀次数：1
机动时间：
总时间：
工序4：粗铣侧面圆柱体端面
机床：XS5040铣床 机床工艺系统刚度：中等
刀具：镶齿三面刃铣刀 （YG8）
铣削深度：
每尺进给： 依据《机械加工工艺手册》表 /Z 现取
铣削速度：依据《机械加工工艺师手册》表30-23
现取
机床转速：
现取：
实际铣削速度：=
工作台每分进给:
现取
被切削长度由已知毛坯长度可得
入切量和超切量由《机械加工工艺师手册》表30-9可得

走刀次数：1
机动时间：

工序5：精铣管口端面
机床：XS5040铣床 机床工艺系统刚度：中等
刀具：镶齿三面刃铣刀 （YG5） 齿数
铣削深度：
每尺进给：依据《机械加工工艺手册》表 每转进给为
即每齿进给为：现取
铣削速度：依据《机械加工工艺师手册》表30-23
现取
机床转速：
现取：
实际铣削速度：=
工作台每分进给:
现取
被切削长度由已知毛坯长度可得
入切量和超切量由《机械加工工艺师手册》表30-9可得

走刀次数：1
机动时间：
工序6：:精铣双管端端面
机床：XS5040铣床 机床工艺系统刚度：中等
刀具：镶齿三面刃铣刀 （YG5） 齿数
铣削深度：
每尺进给：依据《机械加工工艺手册》表 每转进给为
即每齿进给为：现取
铣削速度：依据《机械加工工艺师手册》表30-23
现取
机床转速：
现取：
实际铣削速度：=
工作台每分进给:
现取
被切削长度由已知毛坯长度可得
入切量和超切量由《机械加工工艺师手册》表30-9可得

走刀次数：1
机动时间：
总时间：
工序7：精铣和截面外端台阶面
机床：XS5040铣床 机床工艺系统刚度：中等
刀具：镶齿三面刃铣刀 （YG5） 齿数
铣削深度：
每尺进给：依据《机械加工工艺手册》表 每转进给为
即每齿进给为：现取
铣削速度：依据《机械加工工艺师手册》表30-23
现取
机床转速：
现取：
实际铣削速度：=
工作台每分进给:
现取
被切削长度由已知毛坯长度可得
入切量和超切量由《机械加工工艺师手册》表30-9可得

走刀次数：1
机动时间：
总时间：
工序8：精铣侧面圆柱体端面
机床：XS5040铣床 机床工艺系统刚度：中等
刀具：镶齿三面刃铣刀 （YG5） 齿数
铣削深度：
每尺进给：依据《机械加工工艺手册》表 每转进给为
即每齿进给为：现取
铣削速度：依据《机械加工工艺师手册》表30-23
现取
机床转速：
现取：
实际铣削速度：=
工作台每分进给:
现取
被切削长度由已知毛坯长度可得
入切量和超切量由《机械加工工艺师手册》表30-9可得

走刀次数：1
机动时间：
总时间：
工序9：粗车外圆
机床：立柱式车床C5120A
刀具：硬质合金（YG8），刀杆尺寸
切削深度：单边1.5mm
进给：参考《机械加工工艺师手册》表27-2 现取1.0mm
切削速度：《金属切削原理和刀具》表3-4 3-5可得：
则（刀具寿命时间T取60min）
修正系数：主偏角修正系数：0.73 加工材料修正系数：1.0
刀具材料修正系数：1.0
取39m/min
确定主轴转速：
选择60r/min
实际切削速度：
走刀次数：1
切削工时： 《切削用量简明手册》表1.26
工序10：粗车外端面台阶
机床：立柱式车床C5120A
刀具：硬质合金（YG8），刀杆尺寸
切削深度：3mm 单边余量4.25mm
进给：参考《机械加工工艺师手册》表27-2 现取1.0mm
切削速度：《金属切削原理和刀具》表3-4 3-5可得：
则（刀具寿命时间T取60min）
修正系数：主偏角修正系数：0.73 加工材料修正系数：1.0
刀具材料修正系数：1.0
取34m/min
确定主轴转速：
选择45r/min
实际切削速度：
切削工时： 《切削用量简明手册》表1.26
走刀次数：2 单管总时间：
双管总时间：
工序11：精车外端面台阶
机床：立柱式车床C5120A
刀具：硬质合金（YG6），刀杆尺寸
切削深度：0.5mm 单边余量0.75mm
进给：参考《机械加工工艺师手册》表27-3 现取0.3mm
切削速度：《金属切削原理和刀具》表3-4 3-5可得：
则（刀具寿命时间T取60min）
修正系数：主偏角修正系数：0.73 加工材料修正系数：1.0
刀具材料修正系数：1.0
取75m/min
确定主轴转速：
选择95r/min
实际切削速度：
走刀次数：1
切削工时： 《切削用量简明手册》表1.26
总工时：
工序12：粗镗内孔
机床：镗床 T611C 机械工艺系统刚度：中等
刀具：高速钢刀具
切削深度 ： 镗削单边余量1.5mm
进给量：依据《机械加工工艺手册》表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为3mm。所以确定进给量。
切削速度：参考《机械加工工艺手册》表2.4-66，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:
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
单管总时间：2.16min
双管总时间：
工序13：精镗内孔
机床：镗床 T611C 机械工艺系统刚度：中等
刀具：高速钢刀具
切削深度 ：0.5mm 切削单边余量0.5mm
进给量：依据《机械加工工艺手册》表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为0.5mm。所以确定进给量。
切削速度：参考《机械加工工艺手册》表2.4-66，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:
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
总时间：
工序14：钻孔（第一次）
机床机床：卧式万能升降台铣床 X6132A 机械工艺系统刚度：中等
刀具：麻花钻
切削深度 ：
进给量：依据《机械加工工艺手册》表2.4-39。所以确定进给量。切削速度：参考《机械加工工艺手册》表2.4-41，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:
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
工序15：钻孔（第二次）
机床机床：卧式万能升降台铣床 X6132A 机械工艺系统刚度：中等
刀具：麻花钻
切削深度：
进给量：依据《机械加工工艺手册》表2.4-39。所以确定进给量。切削速度：参考《机械加工工艺手册》表2.4-41，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:
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
工序16扩钻孔
机床：卧式万能升降台铣床 X6132A 机械工艺系统刚度：中等
刀具：扩孔麻花钻
切削深度：
进给量：依据《机械加工工艺手册》表2.4-52。所以确定进给量。
切削速度：参考《机械加工工艺手册》表2.4-53，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:
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
工序17铰孔
机床：卧式万能升降台铣床 X6132A 机械工艺系统刚度：中等
切削深度：
进给量：依据《机械加工工艺手册》表2.4-58。所以确定进给量。切削速度：参考《机械加工工艺手册》表2.4-60，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:
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
工序18钻孔
机床机床：卧式万能升降台铣床 X6132A 机械工艺系统刚度：中等
刀具：麻花钻
切削深度：
进给量：依据《机械加工工艺手册》表2.4-39。所以确定进给量。切削速度：参考《机械加工工艺手册》表2.4-41，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:
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
2.7本章小结
本章关键是对Y型管加工工艺进行设计。先要明确零件作用 ，此次设计Y型管关键作用就是进行汇流，淸沙，排去杂屑。确定了零件机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸后，就能够对零件工艺路线进行分析，设定最终方案，最终进行时间定额计算及生产安排。优良加工工艺是能否生产出合格，优质零件必需前提，所以对加工工艺设计十分关键，设计时要反复比较，选择最优方案。

3夹具设计
机床夹具是在机床上装夹工件一个装置，它广泛地应用于机械制造过程切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中；其能够使工件相对于机床和刀含有一个正确位置，并在加工过程中保持这个位置不变。机床夹具作用：能确保加工质量，提升生产效率，扩大机床工艺范围和减轻工人劳动强度，确保安全生。所以在加工Y型管时，设计专用夹具是很必需。
依据任务要求中设计内容，需要设计加工两对称孔镗床夹具，和设计钻孔钻模
3.1加工两对称孔镗床夹具设计
3.1.1工件夹紧分析
本夹具关键用来对管身定位夹紧，进行双管端内孔进行镗孔。该对称孔全部有尺寸精度要求。该孔尺寸精度为，+0.184mm表面粗糙度。该管口是和泥浆泵入水管接口和，泥浆夹砂抽取管接口，所以这两个孔加工精度和Y型管和注水管端接口和泥浆管端接口相关，影响着泥浆泵内部排浆衔接性能。所以在这些工序加工时关键考虑怎样确保其尺寸精度、表面粗糙度要求，和怎样提升劳动生产率，降低劳动强度。
3.1.2 定位方案分析和定位基准选择
由零件图可知，在加工之前，mm单管端外圆端面和管口端面已经经过粗精加工，因为零件外表为圆柱形，所以现在使用V型架对单管段圆柱和双管段进行定位，再在V型架上对管壁压上压板，使零件进行固定。

3.1.3定位元件设计
本工序选择定位基准为外圆柱定位，所以对应定位元件是双V型架，
所以定位元件设计关键是对单管端V形块和双管端V形块设计。
V形块在夹具上安装尺寸T是V型块关键设计参数，该尺寸常见作V形块测量和调整依据。由下图可得：

式中时有
（1）单管段V块，

（2）双管段V块，

3.1.4定位误差分析
V形块定位误差分析
依据《机床夹具设计手册》表以下图说述：

（1）单管段V块误差：

（2）双管段V块误差：

注:为夹具所夹管端直径误差
3.1.5切削力计算和夹紧力分析
本工序包含粗镗和精镗，因为镗孔和车削孔和原理一样，所以现在选择车削力计算公式即可。
切削力公式：
依据《金属切削原理和刀具》表3-1查得：

加工材料

加工型式

灰铸铁（190HBS）

镗孔

900

1.0

0.75

0

0.96

而夹紧力是一个很复杂问题，通常只能粗略估算。加工过程中，工件受到切削力、重力、离心力和惯性力等作用，从理论上讲，夹紧力作用效果必需和上述作用力（矩）相平衡。不一样条件下，上述作用力平衡系中对工件所起作用各不相同，如采取通常切削规范加工中、小工件时起决定作用原因是切削力（矩）；加工粗笨大型工件时，还须考虑工件重力作用；高速切削时，不能忽略离心力和惯性力作用，另外，影响切削力原因也很多，比如工件材质不匀，加工余量大小不一致，刀具磨损程度和切削时冲击等原因全部使切削力随时发生改变。在加工过程式中，只要夹紧力比切削力大就能够了。
故取夹紧力F：
3.1.6镗套，支架及夹具体设计
双管端孔需要粗镗，精镗，且有尺寸公差，故能够选择同一根镗杆，仅需拆卸一次，所以选择固定式镗套即可，依据《机床夹具设计手册》可得所用镗杆用直径为： 即120mm—160mm，所以选择160mm镗杆。
固定式镗套以下图所表示：

依据《机床夹具设计手册》表2-1-165：

d

H

D

直径
极限偏差
允差
直径
极限偏差
允差

160

H6
+0.025
0

100

185

g5
-0.015
-0.035

1.5

2.5
镗支架设计：图《机床夹具设计手册》表3-5-8

镗支架设计关键考虑镗杆和零件外形而制作成一个整体，其圆点中心距底面高度要根据工件具体尺寸而定，具体尺寸设计关键见镗支架零件图。
底板设计：图《机床夹具设计手册》表3-5-8

L
B
H
E