阀体的加工工艺设计和工艺装备设计
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毕业设计内容计：封面张说明书(论文) 页表格张插图幅附设计图张完成日期2009 年10 月30 日目录前言 (1)第1章毕业设计任务概述 (2)第2章零件图样分析 (3)2.1 零件的功用、材料和性能 (3)2.2 形体分析 (3)2.3 技术要求分析 (4)2.4 零件的工艺性分析 (5)第3章毛坯设计 (7)3.1 生产纲领 (7)3.2 毛坯制造方法 (7)3.3 毛坯尺寸确定 (8)3.4 毛坯简图 (8)第4章零件加工工艺方案的拟定 (9)4.1 加工顺序的安排 (9)4.2 各加工表面加工阶段的划分 (11)4.3 安排加工工艺路线 (12)4．4 工艺方案的比较与优先 (13)第5章工序设计 (14)5.1 定位基准的选择 (14)5.2 加工设备的选择 (16)5.3 刀具的选择 (20)5.4 切削用量的选择 (20)5.5 量具的选择 (22)5.6 夹具的选择 (22)5.7 时间定额计算 (22)第6章机床夹具概述 (24)第7章工件的定位及定位元件 (26)7.1 工件在夹具中的定位 (26)7.2 定位误差分析 (27)第8章工件的夹紧和夹紧装置 (28)8.1 夹紧装置的组成 (28)8.2 夹紧力的确定 (28)第9章夹具体及分度装置 (30)9.1 夹具体 (30)9.2 分度装置 (30)第10章阀体零件的车床夹具设计 (32)10.1 车床夹具的主要类型 (32)10.2车床夹具的设计要点 (33)10.3阀体零件的车床专用夹具的加工误差分析 (34)10.4阀体零件的车床夹具的加工误差分析 (35)参考文献 (37)结束语 (38)前言这次毕业设计是机械制造与自动化的一个十分重要的学习环节，是对入学以来所学的机械方面的知识进行了一次全面的检查、巩固和提高。
这次毕业设计是应用所学基础理论、专业知识与技能去分析和解决生产实际问题的一次综合训练。
把所学的知识能够综合运用到实际零件的加工中。
通过本次设计使我巩固了已学的知识，加深了印象，使自己能够运用所学的机械加工知识解决一些具体的问题。
此次毕业设计涉及的知识面有金属切削原理、加工工艺、数值计算、刀具的性能、测量技术、金属切削机床、CAD制图外还涉及到毛坯、金属材料、公差配合及加工设备等多方面的知识。
通过这次毕业设计我发现了自己还有许多知识还没有掌握牢固。
但更多的是通过这次设计使我提高、巩固、扩大了自己所学到的理论知识与技能，提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力‘学会正确使用技术资料、标准、手册等工具书’并在这次设计中培养了我对机械设计的独立工作能力、初步树立了正确的实际思想，掌握了一定的机械加工设计方法步骤和思路为以后的学习和设计工作打下了良好的基础。
同时，也使我体会到了老师平时对我们的谆谆教导、用心良苦。
由于本人水平有限，设计还有许多不足之处，希望朱老师给予批评和指正！第1章毕业设计任务概述1. 毕业设计的目的1、培养学生理论联系实际的设计思想，综合运用本课程及先修课程的理论知识，结合生产实际知识，训练分析和解决一般工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计的知识；2、通过对油泵盖加工方案，合理选择加工机床，正确分析零件尺寸的能力、确定尺寸、选择材料，叫全面的考虑加工工艺、使用和维护等要求等，学习机械设计的一般方法，掌握通用零件、简单机械设计的设计原理和过程，培养学生初步设计的能力；3、进一步训练学生计算、绘图、熟悉和运用设计资料以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。
2. 毕业设计的任务设计通常选择一般用途的较简单机械为题目，设计的内容包括“零件图样分析、毛坯设计及毛坯图、工艺设备的选择、工艺路线设计与比较、工序设计、工序加工程序编制、编写设计说明书等。
3 毕业设计的要求在加工时，保证零件加工质量；适合一般现场条件，能显著提高生产效率；降低生产成本，适应强；工艺合理，工艺资料齐全，说服力强。
4 毕业设计的效果通过这次设计，使我们利用所学知识，解决基本问题，熟悉以前旧知识，应运现在新知识，解决实际问题，在原来的基础上，在上一步新台阶。
5 毕业设计的原则我认为设计的原则是从准备资料到说明书的结束，应尽量提高生产效率的前提下，降低成本，保证加工质量，稳定可靠，提高经济效益。
第2章零件图样分析2.1 零件的功用、材料和性能该阀体是一个管道控制阀，通过一处外螺纹，一处带螺纹孔的方形壁与其他物体连接。
顶部内螺纹是用来安装控制阀门，利用阀门来控制液体的开关以及流量的大小。
阀体的材料是灰铸铁HT350，其抗拉强度大于350MPa。
灰铸铁有很多优良性能：第一，铸造性能好，灰铸铁熔点低、流动性好。
第二，减振性好，石墨割裂了基体，阻止了振动的传播，并将振动能量转变为热能而消失。
第三，切削加工性能好，片状石墨割裂了基体，使切削容易脆断，且石墨有减振的作用，减少了刀具的磨损。
第四，缺口敏感性低。
2.2 形体分析此零件是阀体，从零件图上看，阀体左端通过螺柱和螺母与阀盖连接，形成球阀容纳阀芯的φ43空腔，左端的φ50H11圆柱形槽与阀盖的圆柱形凸缘相配合；阀体空腔右侧φ35H11圆柱形槽，用来放置球阀关闭时不泄露流体的密封圈；阀体右端有用于连接系统中管道的外螺纹M36×2，内部阶梯孔φ28.5 、φ20与空腔相通；在阀体上部的φ36圆柱体中，有φ26、φ22、φ18的阶梯孔与空腔相通，在阶梯孔内容纳阀杆、填料压紧套；阶梯孔顶端90°扇形限位凸块，用来控制扳手和阀杆的旋转角度。
从尺寸上分析，阀体的结构形状比较复杂，标注尺寸很多，这里仅分析其中主要尺寸，其余尺寸读者自行分析。
以阀体水平轴线为径向（高度方向）尺寸基准，注出水平方向的径向直径尺寸φ50、φ35、φ20和M36×2等。
同时还要注出水平轴线到顶端的高度尺寸56。
以阀体垂直孔的轴线为长度方向尺寸基准，注出铅垂方向的径向直径尺寸φ36、M24×1.5、φ22H11、φ18H11等。
同时还要注出铅垂孔轴线与左端面的距离21。
以阀体前后对称面为宽度方向尺寸基准，注出阀体的圆柱体外形尺寸φ55、左端面方形凸缘外形尺寸75×75，以及四个螺孔的定位尺寸φ70。
同时还要注出扇形限位块的角度定位尺寸45°±30'。
2.3 技术要求分析尺寸精度：阀体的尺寸精度中Φ50，Φ35的精度为IT7。
尺寸41的公差是0.06，精度为IT9。
尺寸43的公差是0.039，精度是IT8.尺寸21的公差是0.05，精度是IT9. 尺寸Φ22，Φ20的公差是0.033，精度是IT8. 尺寸5的公差是0.18，精度是IT13. 尺寸Φ18的公差是0.027，精度是IT8. 尺寸56的公差是0.12，精度是IT10.位置精度:指零件的各表面之间相互位置精度。
Φ20和Φ35的同轴度应达到设计要求。
四个螺纹孔对Φ35的轴线的位置度也应达到设计要求。
表面粗糙度：零件的各表面的粗糙度应达到设计要求的粗糙度Ra值。
热处理性能：作用零件的使用要求，其材料性能是很重要，对加工切削也有很大影响。
2.4 零件的工艺性分析2.4.1 工艺性分析零件工艺性是指所设计的零件能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。
它包括零件的各个制造工程中的工艺性，有零件结构的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等工艺性由此可见，零件结构工艺性涉及面很广，具有综合性，必须全面综合地分析。
在制定机械加工工艺规程时，主要进行零件切削加工工艺性分析。
零件结构工艺性分析，可从零件尺寸和公差的标注、零件的组成要素和零件的整体结构等方面来阐述。
2.4.2 零件的工艺性零件要素是指组成零件的各加工面。
显然零件要素的工艺性会直接影响零件的工艺性。
零件要素的切削加工工艺性归纳起来有以下三点要求：1) 各要素的形状应尽量简单，面积应尽量少，规格应尽量标准和统一。
2) 能采用普通设备和标准刀具进行加工，且刀具易进入、退出和顺利通过加工表面。
3) 加工面与非加工面应明显分开，加工面之间也应明显分开。
2.4.3 零件的加工工艺性分析此零件是阀体，主要加工面是外圆、内孔、端面、阶台孔、内螺纹和沟槽等，而且加工的内表面比外表面多，就带来了许多困难：（1）孔加工是在零件的内部进行，切削情况不易直接用眼睛来观察；（2）切屑不易排出，冷却液难以注入切削区域；（3）当加工时，壁厚比较薄，加工时容易产生变形；（4）内孔的测量要比外圆难，尤其是小孔。
就阀体零件来说：（1）该工件是以左端面和轴线为基准，根据基面先行的原则，第一道工序应以右端面外圆定位加工左端面及内孔。
（2）因阀体零件的壁厚较薄，在各道工序夹持工件时应注意防止变形。
（3）该工件内孔Φ20和Φ35有同轴度要求，所以在加工时Φ20、Φ35应在一次装夹内完成加工。
（4）该工件螺纹孔4-M12对Φ35的轴线有位置度要求，所以在加工4-M12螺纹孔时，应设计专用钻模，才能保证位置度的要求。
第3章毛坯设计3.1 生产纲领该零件的年产量是5000件，属于中批生产，为了提高生产效率，应尽量采用专业夹具、刀具。
3.2 毛坯制造方法毛坯的选择1）该零件的毛坯选择HT350钢，采用铸造。
零件在进行加工铣削时，由于加工过程，使用余量的大小，如何装夹的问题在设计毛坯时就要仔细考虑好。
否则加工将很难进行，选择毛坯时应考虑一下因素：2）零件材料的工艺特性，以及零件对材料组织和性能的要求，例如，铸铁和青铜不能制造，只能选铸件；钢质零件的形状不复杂，且机械性能要求不高时，可用棒料；零件形状复杂，机械性能要求不高时，可用铸钢件；机械性能要求高时，宜用锻造件毛坯。
3）零件的结构形状和外形尺寸：例如，尺寸较大的毛坯，通常不采用模锻，压铸和精铸，多数采用砂型铸造、自由锻造及焊接等方法制坯。
毛坯应有充分、稳定的加工余量零件毛坯的制造方法的选择与加工企业的生产效率、生产成本密切相关，在选择毛坯制造方法时应根据零件的生产纲领、毛坯材料、工艺特性、零件形状、生产条件来确定。
4）根据以上原则该零件的毛坯制造方法可选择：砂型铸造。
砂型铸造的铸件，按照造型方法的不同，可分为木模手工造型和金属模造型两种。
木模手工造型的精度低，加工余量大，适合于单件和小批量生产；成批及大量生产时，为提高铸造的生产效率，减少铸件的误差和加工余量，常用金属模机器造型的铸件，但其生产费用较高，铸件的重量和尺寸不能过大。
5）压力铸造的铸件，是将熔融的金属，在压铸机中，以较高的压力和速度射入金属型中，并在压力下结晶而获得的此方法制造的铸件，精度较高，表面粗糙度较细，加工余量小，且可以铸造较复杂的结构，但压力铸造所使用的设备和铸型昂贵，所以，这种铸造方法主要用于大批大量生产中，生产形状复杂，尺寸较小，重量不大的有色金属铸件。
