KCSJ阀体设计说明书

机械制造技术基础课程设计任务书

题目：阀体零件机械加工工艺规程及夹具设计（年产量为大批量）主要内容：

1.零件图 1张

2.毛坯图 1张

3.机械加工工艺卡片 1份

4.夹具设计装配图 1张

5.夹具体零件图 1张

6.课程设计说明书 1份

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

XX年 XX月 XX日

目录

目录................................................................................................... - 2 -序言..................................................................................................... - 5 -1 阀体的工艺分析及生产类型的确定 ........................................................ - 5 -

1.1阀体的作用................................................................................ - 5 -

1.2阀体的技术要求.......................................................................... - 6 -

1.3阀体的工艺分析.......................................................................... - 6 -

1.4阀体的生产类型.......................................................................... - 7 -

2 确定毛坯、绘制毛坯图......................................................................... - 7 -

2.1选择毛坯种类............................................................................. - 7 -

2.2毛坯形状的确定.......................................................................... - 8 -

2.3毛坯尺寸的确定.......................................................................... - 9 -

3 拟定阀体工艺路线 ............................................................................. - 10 -

3.1定位基准的选择........................................................................ - 10 -

3.2表面加工方法的确定................................................................. - 10 -

3.3加工阶段的划分........................................................................ - 11 -

3.4工序的集中与分散 .................................................................... - 12 -

3.5工序顺序的安排........................................................................ - 12 -

3.6确定阀体工艺路线 .................................................................... - 13 -

4 工艺装备的选择................................................................................. - 14 -

4.1机床的选用 .............................................................................. - 14 - 4.2刀具的选用 .............................................................................. - 15 - 4.3量具的选用 .............................................................................. - 16 - 5加工余量、工序尺寸的确定 ................................................................. - 16 -

5.1工序余量的选用原则 ................................................................. - 16 - 5.2阀体零件的加工余量 ................................................................. - 16 - 6 切削用量、时间定额的计算 ................................................................ - 17 -

6.1端面计算 ................................................................................. - 17 -

工序010 粗铣上端面 ........................................................................ - 17 - 工序020 粗铣下端面 ........................................................................ - 18 - 工序030精铣下端面 ......................................................................... - 18 - 工序040精铣上端面 ......................................................................... - 19 - 工序050粗车前端面 ......................................................................... - 20 - 工序060粗车后端面 ......................................................................... - 20 - 工序070精车后端面 ......................................................................... - 21 - 工序080精车前端面 ......................................................................... - 21 - 6.2镗孔的计算 .............................................................................. - 21 -

工序090粗镗357H 28φφ、孔 .......................................................... - 21 - 工序100粗镗8H 22φ、8H 32φ、36φ孔 ......................................... - 23 - 工序110精镗35H728φφ、孔 .......................................................... - 26 - 工序120精镗8H 22φ、8H 32φ、36φ孔 ......................................... - 27 - 6.3钻孔的计算 .............................................................................. - 30 -

工序130钻 M64?、M82?孔 ...................................................... - 30 -

7阀体夹具的主要设计计算 .................................................................... - 31 -

7.1夹具方案设计........................................................................... - 31 -

7.2切削力及夹紧力的计算.............................................................. - 32 -

7.2定位误差分析........................................................................... - 34 -结论 .................................................................................................... - 35 -参考文献.............................................................................................. - 36 -

序言

机械制造技术基础学是以机械制造中的工艺问题为研究对象，实践性较强的一门学科，通过对此门学科的课程设计，使我在下述各方面得到了锻炼：

⒈能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量。

⒉提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。

⒊学会使用手册及图表资料。

⒋培养了一定的创新能力。

通过对拔叉的工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如《互换性与测量技术基础》、《机械设计》、《金属切削机床概论》、《机械制造工艺学》、《金属切削原理与刀具》等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！

1 阀体的工艺分析及生产类型的确定

1.1阀体的作用

题目所给的零件时阀体，主要作用是通过螺纹与其他零件连接，达到控制流体开关、方向、压力及流量。

1.2阀体的技术要求

1.3阀体的工艺分析

阀体是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，其加工内孔的精度要求较高，此外还有上下端面，孔端面需要加工，对精度要去也很高。其内孔对孔端面有垂直度要求，因为其尺寸精度，几何形状精

度和相互位置精度以及表面质量均影响阀是否能够良好的密封，进而影响其使用性能，因此它的加工时非常关键和重要的作用

1.4阀体的生产类型

根据设计题目和设计要求确定生产类型是大批大量

2 确定毛坯、绘制毛坯图

2.1选择毛坯种类

毛坯种类的选择主要依据的是以下几种因素：

（1）设计图样规定的材料及机械性能；

（2）零件的结构形状及外形尺寸；

（3）零件制造经济性；

（4）生产纲领；

（5）现有的毛坯制造水平。

由零件图可知零件材料为HT250，生产批量为大批大量，零件结构一般复杂，所以选择金属型浇铸，因为生产率很高，所以可以免去多次造型，工件尺寸较小，单边余量不大，需要结构细密，能承受较大的压力，所以选择铸件做毛坯。

确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量

2.2毛坯形状的确定

毛坯形状应力求接近成品形状，以减少机械加工余量。

（1）铸件孔的最小尺寸，根据《机械制造技术基础课程设计》表2-7可查得，铸件孔的最小尺寸为10～20mm。

（2）铸件的最小壁厚。根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-7查得，铸件的最小壁厚为4mm。

（3）铸件的拔模斜度。铸件垂直于分型面上，需要铸造斜度，且各面的斜度数值应尽可能一致，以便于制造铸模。根据《机械制造技术基础课程设计》表2-8可得：

（4）铸件圆角半径。铸件壁部连接处的转角应有铸造圆角。主要是为减少应力集中，防止冲砂、裂纹等缺陷。一般为邻壁厚度的1/3～1/5，中小铸件圆角半径为3～5mm 。

（5）铸件浇铸位置及分型面选择。铸件的重要加工面或主要工作面一般应处于底面或侧面，应避免气孔、砂眼、疏松、缩孔等缺陷出现在工作面上；大平面尽可能朝下或采用倾斜浇铸，避免夹砂或夹渣缺陷；铸件的薄壁部分放在下部或侧面，以免产生浇铸不足的情况。 2.3毛坯尺寸的确定

铸件的尺寸公差及加工余量由材料、铸造方法和生产类型决定，具体查阅《铸件 尺寸公差与机械加工余量》(GB/T 6414-1999)确定。

选择的毛坯铸造方法是金属型铸造机器造型，根据表5-7至表5-11，铸件公差等级为CT8～10，取CT9，加工余量等级为D ～F ，取F 级，全长72mm 的总加工余量为6mm ，即该毛坯尺寸为79mm ；全长为57mm 的总加工余量为6mm ，即该毛坯的尺寸为62mm ；8H72φ总加工余量为4 mm ，即该毛坯的尺寸为24mm ；35φ总加工余量为7mm ，即基本尺寸为28；2H82φ总加工余量为2mm ，即该毛坯的尺寸为18mm ；32H8φ总加工余量为10mm ，即该毛坯的尺寸为22mm ；36φ总加工余量为4mm ，即基本尺寸为32mm ，其他尺寸参照零件图查得。

3 拟定阀体工艺路线

3.1定位基准的选择

粗基准的选择

作为粗基准的表面平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。选择阀体上端面和前端面作为粗基准。采用阀体上端面作为精基准加工下端面及以前端面作粗基准加工后端面，可以为后续工序准备好精基准。

精基准的选择

根据该阀体零件的技术要求和装配要求，选择阀体下端面和后端面作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。阀体的下端面和后端面是设计基准，选用其作精基准定位加工阀体上端面和前端面以及定位孔，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。

3.2表面加工方法的确定

根据阀体零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法如表

3.3加工阶段的划分

该阀体加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工和精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（阀体下端面和后端面）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求，同时粗镗内孔；在精加工阶段主要完成精铣平面和精镗内孔。

阀体零件的加工阶段如表

3.4工序的集中与分散

选用工序分散原则安排阀体的加工工序。该阀体的生产类型为大批生产，可以采用普通型机床配以专用工、夹具，以降低其生产成本。

3.5工序顺序的安排

机械加工工序

（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即阀体下端面和后端面。

（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，即阀体的下端面和后端面。

（4）遵循“先面后孔”原则，先加工阀体四个端面，在加工阀体的内孔以及钻孔、攻螺纹。

热处理工序

铸件为了消除残余应力，需在粗加工前、后各安排一次时效处理，在半精加工前、后各安排一次时效处理。

辅助工序

在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、终检工序。

综上所述，该阀体工序的安排顺序为：基准加工----主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——热处理——主要表面精加工。

阀体零件的机加工工序安排如表

3.6确定阀体工艺路线

阀体零件加工工艺路线如表

4 工艺装备的选择4.1机床的选用

4.2刀具的选用

4.3量具的选用

铣平面采用的量具为千分尺

车平面采用的量具为游标卡尺

镗孔采用的量具为塞规和游标卡尺

5加工余量、工序尺寸的确定

5.1工序余量的选用原则

（1）为缩短加工时间，降低制造成本，应采用最小的加工余量

（2）加工余量应保证得到图样上规定的精度和表面粗糙度。

（3）要考虑零件热处理时引起的变形

（4）要考虑所采用的加工方法、设备以及加工过程中零件的可能变形。

（5）要考虑被加工零件的尺寸，尺寸越大，加工余量越大。因为零件的尺寸增大后，由切削力、内应力等引起零件变形的可能性也增大。

（6）选择加工余量时，还要考虑工序尺寸公差的选择。因为公差决定加工余量的最大尺寸和最小尺寸。其工序公差不应超过经济加工精度的范围。

（7）本道工序余量应大于上道工序留下的表面缺陷层厚度

（8）本道工序的余量必须大于上道工序的尺寸公差和几何形状公差。

5.2阀体零件的加工余量

根据机械制造技术基础课程设计手册表5-37——5-56确定孔、表面、螺纹的加工余量如下表：

6 切削用量、时间定额的计算

根据加工余量来确定铣削和车削背吃刀量。粗铣时，为提高切削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程铣完。精铣时一般为0.1～1mm或更小。

6.1端面计算

工序010 粗铣上端面 1. 确定切削用量

（1）背吃刀量的确定 根据下端面的机械加工余量及粗铣时背吃刀量的确定原则，确定背吃刀量为5.2=p a mm 。

（2）进给量的确定 根据表5-86《机械制造技术基础课程设计》，选择每齿进给量fz=0.20mm/z 。

（3）铣削速度的计算 由表1.11《切削用量简明手册》，当用YG6硬质合金铣刀铣削=b δ166～181Mpa 灰铸铁,mm a p 3≤,切削速度

1υ=115m/min 。

切削速度的修正系数为206.102.185.015.121.10.1=????=v k （参见1.28《切削用量简明手册》），故

min /69.138min /206.11151'm m k v c =?==υυ

m in /69.441m in /100

69

.138********'

r r D n c =??==ππυ

选择min /442r n =

这时实际切削速度min

/8.1381000

442

1001000

m Dn c

c =??=

=

ππυ

2. 确定时间定额

z

fM l l l T 2

1b ++=

式中.594=l mm,故

min 22.0min 0

.14425

.941=?=

T

工序020 粗铣下端面 1. 确定切削用量

由于切削量相同，所以实际切削速度min

/8.1381000

442

1001000

m Dn c

c =??=

=

ππυ

2. 确定时间定额

上下端面相互对称，所以所用的加工时间是相同的 故min 22.0min 0

.14425

.9412=?=

T =T

工序030精铣下端面 1. 确定切削用量

（1）背吃刀量的确定 取mm a p 1=。

（2）进给量的确定 根据表5-86《机械制造技术基础课程设计》，选择每齿进给量fz=0.15mm/z 。 （3）铣削速度的计算 根据当,181166MPa b -=δ表1.11，当

,181166MPa b -=δ,4.1mm a p ≤m in,/1561m =υ 切削速度的修正系数为1，故min /156'

m c =υ

min /8.496min /100

156********'

r r D n c =??==ππυ

2. 确定时间定额

z

fM l l l 2

1Tb ++=

式中.594=l mm,故

min

19.0min 0.18.4965

.94T3=?=

工序040精铣上端面 1. 确定切削用量

min

/8.496min /10015610001000'

r r D n c =??==ππυ

2. 确定时间定额

上下端面相互对称，所以所用的加工时间是相同的 故

min

9.10min 0.18.4965

.94T3T4=?=

=

工序050粗车前端面 1. 确定切削用量

（1）背吃刀量的确定 根据前端面的机械加工余量及粗车时背吃刀量的确定原则，确定背吃刀量5.2=p a mm 。

（2）进给量的确定 根据表5-71《机械制造技术基础课程设计》，选择进给量f=0.8 mm/r 。

（3）车削速度的计算根据表5-72《机械制造技术基础课程设计》当

,686122MPa b -=δ时，进给量修正系数取0.75,min /450r n =则f=0.6

mm/r ，==

=

318

1000

dn

dn

c πυ68m/min 。

2. 确定时间定额

z

fM l l l T 2

1b ++=

式中64=l mm,故

min 24.0min 6

.045064

5=?=

T