设计“阀体”零件的机械加工工艺规程及加工×M-H孔螺纹工艺装备.doc

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辽宁工程技术大学

课 程 设 计

题 目：设计“阀体”零件的机械加工工艺规程及加工4×M10—6H孔螺纹工艺装备

班　　级:加工06—1班
姓　　名： 王洪久
指导教师： 刘 辉
完成日期： 2009。7。2

一、设计题目
　　计“阀体”零件的机械加工工艺规程及加工4×M10-6H孔螺纹工艺装备.

二、原始资料
(1） 被加工零件的零件图（草图） 1张
（2) 生产类型: 大批量生产
三、上交材料
（1) 被加工工件的零件图 1张
(2） 毛坯图 1张
（3） 机械加工工艺过程综合卡片 1张
(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张
（4） 夹具装配图 1张
(5） 夹具体零件图 1张
（6) 课程设计说明书（5000字左右) 1份
四、进度安排(参考）
(1） 熟悉零件,画零件图 2天
（2) 选择工艺方案,确定工艺路线，填写工艺过程综合卡片 5天
（3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图） 9天
（4) 编写说明书 3天
(5) 准备及答辩 2天
五、指导教师评语

成 绩：
指导教师　　　　　　　
日　　期　　　　　　　
摘 要
这次设计的是零件阀体，包括零件图两张、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件和了解其作用，它位于节流机构中,主要起节流作用。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定他阀体的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案,画出夹具装配图。
机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计,了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后的工作打下一个良好的基础，为后续课程的学习打好基础。未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。

Abstract
The design is the valve body parts， including parts Figure 2, rough map, one of the assembly, machining process and the process card and a card each. First of all we have to know the parts and understand their role, it cut expenditure in the institutions, mainly from the role of cutting expenditure。 Then, according to the nature of parts and components in the face of the map on the roughness of rough determine the size and mechanical Jiagongyuliang. He finalized the valve body of the road map， the enactment of the workpiece clamping programme, to draw fixture assembly。个人收集整理,勿做商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途
The machine manufacturing craft learns a course design to make us to carry on after finishing learn all foundation lessons, lesson and greatly part of professional lessons of the technique foundation of university.This is that we are before carry on graduation design to once go deep into of each course learn of synthetic always review， is also an ories to contact actual training， therefore, it occupies an important position in we the university of four years the life.
I am personal but speech， I hope to pass this course design to oneself will carry on the work for be engaged in an adaptability training in the future， toughen oneself to analyze a problem， problem-solving ability from it， lay the next and good foundation for the "four turn" construction that aftertime attends a motherland.

目 录
1. .零件的工艺分析及生产类型的确定 1
1.1阀体的用途 1
1.2阀体的技术要求 1
1。2.1审查阀体的工艺性 2
1.2。2确定生产类型 2
2.定毛坯、绘制毛坯简图 2
2。1选择毛坯 2
2。2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 3
2。3绘制毛坯简图 4
3。阀体工艺路线 4
3.1定位基准的选择 4
3.2加工表面方法的确定 4
3.3加工阶段的划分 5
3.4工序的集中与分散 5
3。5工序顺序的安排 5
3。6确定工艺路线 5
4。加工余量、工序尺寸和公差的确定 6
5。切削用量、时间额定的计算 6
5.1切削用量的计算 6
5。2时间额定的计算 7
6.专用机床夹具设计 8
6.1夹具的设计任务 8
6。2确定夹具的结构方案 8
6。3画夹具装配图 9
7。体会与展望
参考文献 9

1. .零件的工艺分析及生产类型的确定
1。1阀体的用途
“阀”的定义是在流体系统中,用来控制流体的方向、压力、流量的装置。阀门是使配管和设备内的介质（液体、气体、粉末)流动或停止、并能控制其流量的装置。
该阀属于节流阀，其作用是调节介质的压力、流量等参数，以达到控制回路的作用.
1. 要求
阀体的技术通过对该零件图的绘制,知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该零件需要加工的表面需切削加工,各表面的加工精度和表面粗糙度由图示而得。以下是阀体零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

表1—1 阀体零件的技术要求
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差/mm及精度等级
表面粗糙度
/μm
形位误差/mm
左端面
φ46
IT12
12.5

右端面
860。15
IT12
12。5

前后端面
φ46
IT12
12.5

底座下端面
70
IT12
1。6

底座上端面
70
IT12
1.6

φ25mm
φ25
IT6
0.1

2×φ2
φ2

12。5

2×φ5mm孔
φ5

12。5

2×φ11mm孔
φ11

1.6

M27×2
M27
IT6
3。2

M14×1。5
M14
IT6
3。2

4×M10孔
M10
IT6
3。2

该阀体形状普通，结构简单，属于典型的阀体结构。为实现节流、控流功能，其上下端面与阀芯有配合要求,因而相应的要求其加工精度。阀体的左端面要与其余装置的面结合,为了保证整个系统的密封性,故要求左端面的加工精度。由于该阀体内部有许多孔，所以要采用灰口铸铁采用铸造的方式完成整个零件的构形.
综上所述，该阀体零件的各项技术要求制订的比较合理,符合其功用.
1。2.1审查阀体的工艺性
分析零件图可知，阀体的各个端面均要求铣削加工，并且下端面的圆跳动以阀芯为基准，平行度以上端面为定位基准，实现了基准的统一化。所有加工的孔跟据加工要求采用钻床加工即可。
可见，其工艺性较好.
1.2.2确定生产类型
依设计题目知：Q=5000件/年,m=1:结合生产实际，备品率a％和废品率b%分别取3%和0。5％。代入公式：
N=5000 ×1×（1+3％）×(1+0.5%）=5175。75件/年
阀体重量为4。5㎏，由表1-3知，该阀体属于轻型零件。
由表1—4知，该阀体的生产类型为大批生产.
2。定毛坯、绘制毛坯简图
2.1选择毛坯
由于该阀体形状复杂，毛坯采用铸件。该阀体的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产效率和铸件精度，宜采用金属模机器造型方法制造毛坯。材料选择灰铸铁。
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
1、公差等级及尺寸公差
由阀体的功用和技术要求，由表2—1确定该阀体的公差等级为CT8～CT10 选公差等级为CT9
2、要求的机械加工余量
由表2—5确定毛坯毛坯铸件的机械加工余量等级为F，由表2—4确定铸件机械加工余量RMA为1.5
3、表面粗糙度
有零件图可知,该阀体的表面的粗糙度Ra除φ25H6均大于等于1。6m。
2.3确定毛坯尺寸
毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可。
2。4确定拔模斜度
该毛坯的拔模斜度为3°～5°

表2-1 阀体铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量
项目mm
机械加工余量mm
尺寸公差mm
毛坯尺寸mm
长度85
1
2.2
88。1
高度86
1
2.2
89。1
前后端面厚度96
1
2。2
99。1
端面圆φ46
1
2.0
49。0
φ30孔
1
2.0
27
φ25孔
1
1.7
22.1
M272
1
1。8
24。1
厚度22
1
1.7
24.9
内表面26
1
1。8
23。1
内径φ28
1
1。8
25。1
2。4绘制毛坯简图
见附表
3。阀体工艺路线
3.1定位基准的选择
基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。
1。 精基准的选择
根据该零件的技术要求，选择该零件的上端面和4×M10孔孔作为精基准,零件上的许多表面都可以采用他们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则，4×M10孔孔的轴线是设计基准，选用其做精基准实现了设计基准和工艺基准的重合. 选用底座上端面作为精基准是遵循了“基准重合”的原则，因为该阀体的在轴向方向上的尺寸多以该端面为设计基准。
2.粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。选择该阀体的底座下端面和四周端面与φ46外圆作为粗基准。采用φ46外圆定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀：采用底座下端面做粗基准加工上端面，可以为后续工序准备好精基准，采用四周端面做粗基准可以确定4×M10mm孔.
3。2加工表面方法的确定
粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零件的右端面为主要的定位粗基准。
精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择以圆柱体的Φ35孔为精基准。

手动阀体零件各加工表面的加工方案如下表所示。
表1-3 阀体零件各加工表面方案
加工表面
尺寸精度级
表面粗糙度/μm
加工方案
备注
左端面

12.5
粗铣
表1—8
前端面

12。5
粗铣
表1-8
底座上下端面

1。6
粗铣—精铣
表1-8
φ25mm孔
IT6
0。1
扩—铰
表1-7
2×φ2

12。5
钻
表1—7
φ11mm孔
IT6
1.6
钻—粗铰-精铰
表1-7
φ5mm孔

12。5
钻
表1—7
30°过渡斜面

1。6
扩—粗铰—精铰
表1—7
M14×1。5
IT6
3。2
钻-铰
表1—7
M27×2
IT6
3.2
扩—铰
表1-7
4×M10mm孔
IT6
3.2
钻-铰
表1—7
3.3加工阶段的划分
该阀体的加工精度要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和半精加工三个阶段.
在粗加工阶段，首先将精基准准备好,使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；在半精加工阶段，完成阀体左、右端面及上下端面的加工，完成各孔的钻、扩及铰等加工。在精加工阶段，进行4×M10孔孔的磨削加工。
3.4工序的集中与分散
选用工序集中的原则安排阀体的加工工序。该阀体的生产类型为大批生产,可以采用万能型机床配以专用工具、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少,不但可缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多加工表面,有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。
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-—零件的上端面和4×M10孔。
2、遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序，再安排精加工工序。
3、遵循“先主后次”原则,先加工主要表面——零件的上端面和4×M10孔，再加工左端面、右端面和其余的孔。
4、“先面后孔”原则，先加工阀体上端面，再加工4×M10孔.
3.6确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了阀体的工艺路线：
表1-4 阀体的工艺路线及设备的、工装的选用
工序号
工作名称
机床设备
刀具
1
粗铣底座上下及四周端面
立式铣床
端铣刀
2
半精铣底座上下端面
立式铣床
端铣刀
3
扩、铰φ25mm孔
四面组合钻床
钻头复合铰刀
4
粗铣左、前后端面
立式铣床
端铣刀
5
半精铣左、前后端面
立式铣床
端铣刀
6
钻、攻4×M10mm孔
四面组合钻床
麻花钻、扩孔钻
7
扩M27×2mm孔
四面组合钻床
扩孔钻、铰刀
8
钻、扩、铰M14×1.5mm孔
四面组合钻床
麻花钻、扩孔钻、铰刀
9
钻、扩2×φ11mm孔
四面组合钻床
麻花钻、扩孔钻、铰刀
10
钻2×φ5mm孔
四面组合钻床
麻花钻
11
粗铣内表面
立式铣床
铣刀
12
清洗
清洗机

13
终检

4.加工余量、工序尺寸和公差的确定
由表可查得,Φ10mm的孔粗铰余量Z =0.6mm；钻孔余量Z钻=8.7mm.查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，粗铰：IT8;钻:IT9；根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.027mm;钻：0.043mm.
综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，粗铰：Φ10mm，上偏差为0.027mm，下偏差为0mm；钻孔：Φ8.7mm，上偏差0.043mm,下偏差0mm。

5、确定切削用量及时间定额
5.1切削用量的计算
5。1。1工序8—钻、粗铰由表可查得，Φ10mm的孔粗铰余量Z =0.6mm；钻孔余量Z钻=10.7mm。查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，粗铰：IT8；钻:IT9；根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.027mm；钻：0.043mm。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，粗铰：Φ10mm，上偏差为0。027mm，下偏差为0mm;钻孔：Φ8。7mm，上偏差0.043mm，下偏差0mm。

5、确定切削用量及时间定额
5.1切削用量的计算
5.1。1工序6—钻、粗铰M10孔
（1)钻孔工步
①被吃刀量的确定 取ap=1。8mm。
②进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0。2mm/r。
③切削速度的计算 由表5-22，按工件材料为30钢的条件选取，切削速度v可取为22m/min。由公式n=1000v/Πd可求得该工序钻头转速n=654.8r/min,参照表4—9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=680r/min。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nΠd/1000=22.8m/min。
（2)粗铰工步
①被吃刀量的确定 取ap=0.16mm。
②进给量的确定 由表5—31，选取该工步的每转进给量f=0。4mm/r。
③切削速度的计算 由表5-31,切削速度v可取为3m/min。由公式n=1000v/Πd可求得该工序铰刀转速n=79。6r/min,参照表4—9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=97r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nΠd/1000=3.7m/min。
5.2时间定额的计算
5。2。1基本时间tm的计算
（1）钻孔工步 根据表，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l=8.7mm；l0=1mm;l1=（D/2）×cotkr+(1～2）=(8.7mm/2）×cot54°+1mm=5.0mm；f= 0.2mm/r；n= 680r/min。将上述结果代入公式,则该工序的基本时间tj=（8.7mm+5。0mm+1mm）/（0。2mm/r×680r/min）=0.120min=7。2s。
(2） 粗铰工步 根据表，可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2)/fn求得该工序的基本时间。l1、l2由表按kr=15°、ap=(D—d）/2=(9.3mm—8。7mm)/2=0。3mm的条件查得l1=1。1mm；l2=45mm；而l=8.7mm；f=0.4mm/r； n=97r/min。将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=（8。7mm+1.1mm+45mm）/（0。4mm/r×97r/min)=1.3min=85.5s。
5.2.2辅助时间t1的计算
工序6钻工步的辅助时间：tf=0。15×7.3=1.08s
工序6粗铰工步的辅助时间:tf=0.15×85.5=12。8s
5。2.3其他时间计算
工序6钻工步的其他时间：tb=0。06×（7.2+1.08)=0。497s
工序6粗铰工步的其他时间：tb=0.06×（85.5+12.8）=5.90s
5.2.4单件时间计算
工序6钻工步的单件时间：tdj=7。3+1。08+0。497=8.877s
工序6粗铰工步的单件时间：tdj=85。5+1.28+5.90=92。68s

孔
(1）钻孔工步
①被吃刀量的确定 取ap=1。8mm。
②进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0。2mm/r。
③切削速度的计算 由表5-22,按工件材料为30钢的条件选取,切削速度v可取为22m/min。由公式n=1000v/Πd可求得该工序钻头转速n=654.8r/min,参照表4—9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=680r/min。再将此转速代入公式,可求出该工序的实际钻削速度v=nΠd/1000=22.8m/min。
(2)粗铰工步
①被吃刀量的确定 取ap=0。16mm。
②进给量的确定 由表5-31,选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。
③切削速度的计算 由表5—31，切削速度v可取为3m/min。由公式n=1000v/Πd可求得该工序铰刀转速n=79。6r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nΠd/1000=3。7m/min.

6.专用机床夹具设计
6.1夹具的设计任务
已知:工件的材料为HT200,毛坯件为铸造件，加工4×M10mm孔，所用机床为四面组合机床，大批生产规模。为该工序设计钻床夹具.
6。2确定夹具的结构方案
1。定位方案 工件以4×M10mm孔的轴线为定位基准，采用平面和定位销组合定位方案，工件在定位平面及定位销的圆柱面上定位，其中平面限制工件的3个自由度、短圆柱销限制2个自由度，一共限制了五个自由度。在定位平面上加一个圆柱销来限制工件X方向上转动的自由度,这样六个自由度都被限制了.
2.确定导向装置 采用钻套作为导向装置,选用JB/T 8045。2-1999。钻套高度H=32mm,排削间隙h=15mm.
3。确定加紧机构 根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用钩形压板夹紧机构，通过拧螺母实现对工件的上表面夹紧。压板夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。由于夹紧力与钻孔时产生的力方向相同，所以可免去夹紧力的计算。
.
6。3画夹具装配图
（另附，标注尺寸、配合尺寸及技术要求见图)

7。体会与展望
为期两周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我组五名同学在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解,强化了生产实习中的感性认识。主要是钻模板与钻套的选择与设计。本设计采用了快换钻套和手动螺旋快速加紧机构，从而大大提高了由于钻、扩、绞孔而频繁换钻套的生产效率，夹具的加工精度都采用普通级，充分考虑了制造成本。缺点是本设计的操作需要人力，所以在生产自动化方面有待改进.
通过本次课程设计，使我将所学理论与生产实践相结合,得到了解决问题和分析问题的能力的初步培养，另外也为以后搞好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练。本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计.第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。
通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等.学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。
总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础.
由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！

参考文献
[1］孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具设计指导,北京：冶金工业出版社，2002。
[2]东北重型机械学院等，机床夹具设计手册，上海：上海科学技术出版社，1979。
［3]刘守勇等,机械制造工艺与机床夹具。 北京:机械工业出版社,1994。7
[4］王启平，机床夹具设计［M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1988。
［5]林文焕。陈本通，机床夹具设计［M］.北京：国防工业出版社,1987.
[6]徐发仁,机床夹具设计［M]。重庆：重庆大学出版社，1996。7
［7］王昆等，机械设计课程设计[M］.武汉: 高等教育出版社，1995
［8］邱宣怀，机械设计[M］.第四版。北京：高等教育出版社，1997
［9］柯明扬,机械制造工艺学[M］。 北京:北京航天航空大学出版社，1995
[10]孟少龙，机械加工工艺手册第1卷，北京：机械工业出版社,1991.
[11］《金属机械加工工艺人员手册》修订组，金属机械加工工艺人员手册