闸板工艺及粗铣环形槽内槽夹具设计【5张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

摘　要
设计内容：设计“闸板”零件的机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出闸板零件图、闸板毛坯图、夹具装配图，夹具体零件图。填写机械加工工艺过程综合卡片、机械加工工艺卡片。编制课程设计说明书。
设计意义：本课程设计是重要的实践教学环节之一。是在完成生产实习，学完机械制造技术基础和其它专业课程之后进行的。通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合， 锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从而打下了良好的基础。
关键词：闸板;课程设计;工艺规程；工艺装备；

Abstract
Design: Design "ram" parts of the machining process planning and process equipment, spare parts and to map out plans ram, ram rough map, fixture assembly, the fixture parts map. Complete machining process integrated card, a card processing machine. The preparation of curriculum design specification.
     Design significance: the design of this course is an important aspect of the practice of teaching. Completed internship in the production, completion of machinery manufacturing and technological foundation and other professional courses conducted. The adoption of the curriculum design, will learn theory and practice of combining production, tempered his analysis, problem-solving abilities, in the process I am an independent analysis and solution of the manufacture of mechanical parts of the problem, design a machine for this fixture A typical technology equipment, improved structural design capability for future graduates to design their own future and will be engaged in the work of an adaptation training, thus laying a good foundation.
Key words: ram; curriculum design, technology point of order, technology and equipment;

目 录
绪论 1
1 设计闸板零件的机械加工工艺规程 2
1.1 零件工艺性分析 2
1.1.1 闸板的作用 2
1.1.2 闸板的技术要求 2
1.1.3 审查闸板的工艺性 3
1.1.4 确定闸板的生产类型 3
1.2 机械加工工艺规程设计 3
1.2.1 选择毛坯 3
1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 4
1.2.3 毛坯设计 4
1.2.4 绘制闸板铸造毛坯简图 4
1.3 拟定闸板工艺路线 5
1.3.1 定位基准的选择 5
1.3.2 表面加工方法的确定 6
1.3.3 加工阶段的划分 6
1.3.4 工序的集中与分散 7
1.3.5 工序顺序的安排 7
1.3.6 确定工艺路线 7
1.4 工序尺寸（工序10） 9
1.5 切削用量、时间定额的计算。（工序10） 9
1.5.1切削用量的计算 9
1.5.2 时间定额的计算 9
2. 相关工序夹具的设计 10
2.1 定位方案 10
2.2 定位误差分析......................................................10
2.3 夹紧机构 10
2.4 对刀装置 12
2.5 夹具与机床联接元件 12
2.6 夹具体 12
2.7 方案综合评价和总结 13
3 设计体会 13
参考文献 15

绪论
机械加工工艺与工艺装备课程设计是学生学完了机械制造工艺与装备课程后，对机械加工工艺过程、机械加工工艺和机床夹具结构进一步了解的练习性的教学环节，是学习深化与升华的重要过程，是对学生综合素质与工程实践的能力培养
应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。
在课程设计工作中，应综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。
应学会依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书；培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。
该课程设计是学完本课程之后的一项重要的实践，是我们步入社会的一次深刻的链接，考察了我们独立设计，计算，绘图和分析的能力，同时提高了我们查阅各种设计手册的能力，通过该课程设计我了解了夹具设计的一般步骤，需要用到的一些结构都需要我认真查阅后绘制到图纸上，通过课程设计我学会了很多课本上没有的知识
由于本人能力有限，设计中一定存在很多不足之处，还请各位老师多多斧正。

1 设计闸板零件的机械加工工艺规程
1.1 零件工艺性分析
1.1.1 闸板的作用
题目所给的零件是闸板阀的闸板，它位于闸板阀内部。闸板有两个密封面 , 两个密封面形成楔形、楔形角随阀门参数而异 , 此闸板楔形角为10度。 闸阀关闭时, 密封面可以只依靠介质压力来密封 , 即依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封，这就是自密封。大部分闸阀是采用强制密封的 , 即阀门关闭时，要依靠外力强行将闸板压向阀座 , 以保证密封面的密封性。闸阀的闸板随阀杆一起作直线运动的，通常在升降杆上有梯形螺纹，通过阀门顶端的螺母以及阀体上的导槽，将旋转运动变为直线运动 , 也就是将操作转矩变为操作推力。开启阀门时，当闸板提升高度等于阀门通径的1:1倍时，流体的通道完全畅通，但在运行时，此位置是无法监视的。实际使用时，是以阀杆的顶点作为标志，即开不动的位置，作为它的全开位置。闸阀在管路中只能作全开和全关切断用, 不能作调节和节流。
1.1.2 闸板的技术要求
根据闸板的零件图纸将该闸板的全部技术要求列于表中。
表1-1  闸板零件技术要求表
加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等级 表面粗糙度Ra(um) 形位公差
上端面 164  12.5 
楔面直径 φ185   
左密封面 90.61js12 IT12 0.4 
右密封面 90.61js12 IT12 0.4 
T形槽上部分内侧面  IT10 12.5 

T形槽下部分内侧面  IT10 12.5 
环形槽外槽 12js12 IT12 12.5 

环形槽内槽 180js12 IT12 12.5 
中心轴孔 φ30 IT10  
电镀密封环外圆 φ181  25 
电镀密封环内圆 φ145  25 
电镀密封环厚度 3  0.4 
电镀密封环倒角 0.5×45度  25 
顶部倒角 3×45度  12.5 
1.1.3 审查闸板的工艺性
分析零件图可知，该闸板采用双闸板结构，对楔角要求较低，闸板不易楔死，但结构较复杂。在零件的加工过程中，上部的T形孔通过铣削加工，加工位置合理，便于装夹与定位。环周槽均采用铣床加工，通过下部圆柱形表面定位和装夹。中心轴孔采用扩孔钻加工。在主要工序完成以后，还要对零件的密封面进行磨削和电镀处理，以加强表面的抗磨性能和提高表面刚度。同时提高表面的粗糙度，加强表面的密封性能。零件的主要工序都可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的公艺性较好。
1.1.4 确定闸板的生产类型
由课程设计题目要求，该闸板的生产类型为中批或大批生产。
1.2 机械加工工艺规程设计
1.2.1 选择毛坯
由零件要求可知，零件的材料为ZG230-450，考虑到本零件在具体工作的受力情况，我们选择砂型机器造型及壳型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批或大批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。
1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由《机械加工工艺手册》表2.3-5，确定此铸造毛坯的尺寸公差和机械加工余量如下表所示：
表2-1  闸板铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量表
项目/mm 机械加工余量/mm 尺寸公差/mm 备注
顶面高度164 6.0（单边） CT10 表2.5-5
表2.3-6
顶部侧面宽度60 3.0（两侧分别取3.0） CT10 表2.5-5
表2.3-6
底部楔面距离84.61 3.0（两侧分别取3.0） CT10 表2.5-5
表2.3-6
轴孔φ30 2.4 CT10 表2.5-5
表2.3-6
底部外圆柱表面185 6(单边) CT10 表2.5-5
表2.3-6
1.2.3 毛坯设计
确定圆角半径
铸造圆角为3—5mm.。
确定拔模斜度
拔模斜度为：5°。
确定分模位置
选择在左视图中中心平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。     
确定毛坯的热处理方式
热处理：退火、正火、正火回火（回火温度≤550℃）；适用于一般工程结构，要求焊接性能好的碳素钢铸件。
1.2.4 绘制闸板铸造毛坯简图
由表2-1所得结果，绘制毛坯简图如下所示：

图3-1  闸板铸造毛坯简图
1.3 拟定闸板工艺路线
1.3.1 定位基准的选择
基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确与否，可以是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。
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，选择零件左视图中的左楔面和中心轴孔中心线作为精基准。
粗基准的选择
对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，选取零件左视图中的右楔面和下部外圆柱面作为粗基准。
1.3.2 表面加工方法的确定
表3-1  闸板零件各表面加工方法
加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度Ra/um 加工方案 备注
上端面 IT11 12.5 粗铣 表1-8
左右密封面 IT6 3.2 粗铣-半精铣 表1-8
下部外圆柱表面 IT12 12.5 粗磨 表1-6
T形槽上部分内侧面 IT11 12.5 粗铣 表1-8
T形槽下部分内侧面 IT11 12.5 粗铣 表1-8
环形槽外槽 IT11 12.5 粗铣 表1-8
环形槽内槽 IT11 12.5 粗铣 表1-8
中心轴孔 IT7 1.6 粗扩-精扩-铰 表1-7
电镀密封环   电镀 
电镀密封环外表面 IT6 0.4 粗铣-精铣-磨削 表1-8
电镀密封环外圆表面 IT8 25 粗铣 表1-8
电镀密封环内圆表面 IT8 25 粗铣 表1-8
电镀密封环倒角 IT8 25 粗铣 表1-8
顶部倒角 IT8 25 粗铣 表1-8
1.3.3 加工阶段的划分
该闸板加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精加工和精加工几个阶段。，
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；然后粗铣闸板上端面，T形槽上部分内侧面，T形槽下部分内侧面，环形槽外槽，环形槽内槽。粗扩中心轴孔。粗铣和粗磨电镀密封环外表面，电镀密封环外圆表面，电镀密封环内圆表面，电镀密封环倒角，顶部倒角。
1.3.4 工序的集中与分散
选用工序集中原则安排闸板的加工工序。该闸板的生产类型为大批或者中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、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，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。
1.3.5 工序顺序的安排
机械加工工序
.1 遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准——闸板下部外园柱表面和左右楔面。
.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，后加工次要表面。
.4 遵循“先面后孔”原则，先加工主要表面，后加工孔。
热处理工序
热处理：退火，正火，正火回火（回火温度≤550℃）；适用于一般工程结构，要求焊接性能好。
辅助工序
在加工完中心轴孔以及以前的工序以后，要对闸板左右两个楔面进行电镀处理，以加强这两个密封面的刚度、抗腐蚀性能、抗磨性能等；提高综合机械性能。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、清洗和终检工序。