旋塞的加工工艺与制造毕业设计说明书

1、旋塞的加工工艺与制造旋塞阀改造与加工课程设计说明书 设计题目：旋塞改造 设计人员：章贤清班级学号：20091053241指导教师：李大英设计时间：2012.1.10评定成绩：_旋塞的加工工艺与制造前前 言言旋塞阀广泛地应用于油田开采、输送和精练设备中，同时也广泛用于石油化工、化工、煤气、天然气、液化石油气、暖通行业以及一般工业中。旋塞阀是用带通孔的塞体做为启闭件,通过塞体与阀杆的转动实现启闭动作的阀门。旋塞阀结构简单,启闭迅速,流体阻力小,近年来作为历史上最早被人们采用的阀门之一,不但没再被球阀等型式的阀门所代替,反而市场呈现愈来愈火爆的趋势。 1.阀体进出口端窗口设计为双道沟槽密封环结构,旋

2、塞在旋转过程中,其密封副间的密封比压在逐渐变化,直至到达全开或全关位置时,产生足够的密封比压,密封副达到零泄漏。 2.双道沟槽密封环即可以使 tfe 衬套稳固在阀体内不产生位移,又可吸收由于温差变化引起衬套产生的微量变形,同时衬套与旋塞之间产生有力的擦拭作用,又提高了密封面的使用寿命。 3.整个密封过程可近似认为与管道内压力无关。 4.tfe 衬套内,根据使用温度和工作介质采用不同材料填充物,润滑好、寿命长。用带通孔的塞体作为启闭件的阀门。塞体随阀杆转动，以实现启闭动作。小型无填料的旋塞阀又称为“考克”。旋塞阀的塞体多为圆锥体（也有圆柱体），与阀体的圆锥孔面配合组成密封副。旋塞阀是使用最早的一

3、种阀门，结构简单、开关迅速、流体阻力小。普通旋塞阀靠精加工的金属塞体与阀体间的直接接触来密封，所以密封性较差，启闭力大，容易磨损，通常只能用于低(不高于 1 兆帕)和小口径（小于 100 毫米）的场合。为了扩大旋塞阀的应用范围，已研制出许多新型结构。油润滑旋塞阀是最重要的一种（见图油润滑旋塞阀）。特制的润滑脂从塞体顶端注入阀体锥孔与塞体之间，形成油膜以减小启闭力矩，提高密封性和使用寿命。它的工作压力可达 64 兆帕，最高工作温度可达 325,最大口径可达 600 毫米。 旋塞阀的通道有多种形式。常见的直通式主要用于截断流体。三通和四通式旋塞阀适用于流体换向 旋塞阀的启闭件是一个有孔的圆柱体，绕

4、垂直于通道的轴线旋转，从而达到启闭通道的目的。旋塞阀主要供开启和关闭管道和设备介质之用。 旋塞阀主要优点如下： 1、适用于经常操作，启闭迅速、轻便。 2、流体阻力小。 3、结构简单，相对体积小，重量轻，便于维修。 4、密封性能好 5、不受安装方向的限制，介质的流向可任意。 6、无振动，噪声小。旋塞的加工工艺与制造目目 录录前前 言言 一旋塞零件工程总图一旋塞零件工程总图 1.1 旋塞体工程图1.2 旋塞杆工程图1.3 旋塞盖工程图二旋塞零件工程图的工艺分析二旋塞零件工程图的工艺分析 1旋塞的结构分析 2工件的时效处理3. 加工工艺的顺序应先面后孔4加工阶段粗、精分开5.选择数控加工方法 6.旋

5、塞数控加工工艺路线设计 7. 数控加工的特点8. 数控加工三三. .旋塞体部分的加工工艺旋塞体部分的加工工艺 1.旋塞体部分的加工工艺卡 2、旋塞体的加工程序四旋塞杆的加工工艺四旋塞杆的加工工艺 1. 旋塞杆的加工工艺卡 2.旋塞杆的加工程序五旋塞盖的加工工艺五旋塞盖的加工工艺 1.旋塞盖的加工工艺卡2.旋塞盖部分的加工程序六设计体会六设计体会 七致七致 谢谢 八参考文献八参考文献 旋塞的加工工艺与制造一旋塞零件工程总图一旋塞零件工程总图旋塞体工程图旋塞的加工工艺与制造旋塞杆工程图旋塞盖工程图二旋塞零件工程图的工艺分析二旋塞零件工程图的工艺分析：首先，我们需要注意与工艺制定有关的三个问题：1旋

6、塞的结构分析旋塞阀的结构简单，开关迅速，流体阻力小，角行程操作快。在事故等紧急状态下，能快速连通或切断管路。与闸阀、截止阀相比，操作更灵活，开关更迅速。旋塞阀是用带通孔的塞体作为启闭件，塞体随阀杆转动，以实现启闭动作。小型无填料的旋塞阀又称为“考克”。旋塞阀的塞体多为圆锥体（也又圆柱体） ，与阀体的圆锥孔面配合组成密封副。旋塞的加工工艺与制造2工件的时效处理对于旋塞类零件，用铸造所得时，因其部件各部位厚度不均匀，铸造内应力较大，为消除内应力消除变形、则必须安排人工时效处理。对于本旋塞，因其精度要求不是很高，则可利用粗、精加工工序间的自然停放和运输时间，得到自然时效的效果。但自然失效的时间越长越

7、好，否则会影像旋塞精度的稳定性。对于特别精密的旋塞，在粗加工和精加工工序间还应安排一次人工时效，以消除铸造内应力，提高精度稳定性。3. 加工工艺的顺序应先面后孔作为泵盖旋塞上的主要两类加工表面平面和孔，从定位稳定可靠角度分析，平面比孔要优越得多，同时还可以是孔的加工余量均匀。从加工难度上分析，平面比孔好加工。从有利加工进行分析，平面加工后，在加工分布在平面上的孔，由于铸件表面的凹凸不平和夹砂等缺陷已被切除，大大有利于孔加工的进行。4加工阶段粗、精分开旋塞为铸铁件，加工余量留的较多，在粗加工中切削余量较大，夹紧力、切削力较大，且削热较多，因此对加工精度影响也较大。再加上粗加工是切削毛胚表面金属，

8、工件内应力重新分布，也会引起工件变形。为此，粗、精加工分为两个加工阶段，有利于把粗加工后，由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来，在精加工阶段的以消除。另外，清洗一步也十分重要。清洗工作对保证机器装配质量延长机器使用寿命均有重要意义，尤其是对那些精密配合件、密封件更为重要。清洗的目的是除去零件表面上的油污及杂质。常用的清洗液有煤油、汽油、碱液及化学清洗液等。清洗时可采用擦洗、浸洗、喷洗超声波清洗等方法。加工该零件，对数控机床而言，其精度要求不难得到保证，因此，对于上下表面，及上下外轮廓表面采用粗铣-精铣的加工方案；对于孔系，大多采用钻孔-扩孔的加工方法，其中两个10 mm 定位销孔精度 h8、

9、35 mm 孔精度 h7，则采用钻孔-铰孔的加工方法，同样精度要求较高（h8）的35 mm 孔则采用钻孔-扩孔-精镗孔的加工方法。具体加工工序将在下文呈现。5.选择数控加工方法选择数控加工方法 旋转体类零件的加工。这类零件采用数控车床或数控磨床进行加工。通常车削零件毛坯多为棒料或锻坯，加工余量较大且不均匀，编程时，粗的加工路线往往是考虑的主旋塞的加工工艺与制造要问题。孔系零件加工。孔系零件一般采用钻、镗、铰等工艺，其尺寸精度主要由刀具保证，而位置精度主要由机床或夹具导向保证。数控机床一般不采用夹具导向进行孔系加工，而是直接依靠数控机床的坐标控制功能满足孔间的位置精度要求。这类零件通常采用数控钻

10、、镗、铣类机床或加工中心进行加工。从功能上讲，数控铣床或加工中心覆盖了数控钻、镗床，而用于机械行业的纯金属切削类数控钻床作为商业化产品几乎没有生存空间。目前，对于一般单工序的简单孔系加工，通常采用数控铣或数控镗床进行加工；而对于复合工序的复杂孔系加工，一般采用加工中心在一次装夹下，通过自动换刀依次进行加工。平面或曲面轮廓零件的加工。这类零件需要两坐标联动或三坐标联动插补才能进行加工，通常在数控铣床或加工中心上进行。现代数控铣床类系统一般都具备三轴插补功能。对于复杂曲面的加工往往还要增加控制轴才能进行加工。曲面型腔零件的加工。对于一些模具型腔类零件，其表面复杂且不规则，表面质量及尺寸精度要求较高

11、。当零件材料硬度不高时，通常采用数控铣床进行加工。当零件材料硬度很高时，在淬火前进行粗铣，留一定余量在淬火后以电火花成型机加工。随着数控机床技术的发展，高速铣削技术的推广，高硬度模具的加工已经逐步由高速铣削加工来实现，即在淬火前进行粗铣，淬火后进行高速精铣，从而不仅使得模具加工精度高，效率高，周期短，而且模具寿命有较大的提高。6.6.旋塞数控加工工艺路线设计旋塞数控加工工艺路线设计（1）工序的划分）工序的划分数控机床加工零件，工序一般相对比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作，若不能则应决定其中哪一部分

12、在数控机床上加工，哪一部分在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。一般工序划分有以下几种方式。 按零件装夹定位方式划分工序。由于每个零件结构形状不同，各表面的技术要求也有所不同，故加工时其定位方式则各有差异。一般加工外形时，以内形定位，加工内形时又以外形定位，因而可根据定位方式的不同来划分工序。 按粗、精加工划分工序。根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗后精。此时，可用不同的机床或不同的旋塞的加工工艺与制造刀具进行加工。对于刚性差的工件，便于穿插时效、校正工序或调整加紧力。通常在一次装夹中，不允许将零件某一部分表面加工完毕后再加工零

13、件的其他表面，而是应先切除整个零件各加工面的大部分余量。再将其表面精加工一遍，以保证加工精度和表面粗糙度要求。 按所用刀具划分工序。为了减少换刀次数、压缩空程时间、减少不必要的定位误差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次装夹中，尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再换另一把刀加工其他部位。在专用数控机床和加工中心中常采用这种方法。（2）旋塞加工工步的划分）旋塞加工工步的划分工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。下面以加工中心为例来说明工步划分的原则。

14、同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。 对于既有铣面又有镗孔的零件可先铣面后镗孔。按此方法划分工步，可以提高孔的加工精度。因为铣削时切削力较大，工件易发生变形。先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，可减少有变形引起的对孔的精度的影响，并避免孔口产生毛刺。 按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工效率。总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。旋塞的加工工艺与制造7 7 数控加工的特点数控加工的特点数控加工，也称之为 nc（numerical control）加工，是以

15、数值与符号构成的信息，控制机床实现自动运转。数控加工经历了半个世纪的发展已成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术。数控加工的最大特征有两点：一是可以极大地提高精度，包括加工质量精度及加工时间误差精度；二是加工质量的重复性，可以稳定加工质量，保持加工零件质量的一致。也就是说加工零件的质量及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操作人员决定的。数控加工具有如下优点：提高生产效率；不需熟练的机床操作人员；提高加工精度并且保持加工质量；可以减少工装卡具；可以减少各工序间的周转，原来需要用多道工序完成的工件，数控加工一次装夹完成加工，缩短加工周期，提高生产效率；容易进行加工过程管理；可以减少检查工作量；

16、可以降低废、次品率；便于设计变更，加工设定柔性；容易实现操作过程的自动化，一个人可以操作多台机床；操作容易，极大减轻体力劳动强度随着制造设备的数控化率不断提高，数控加工技术在我国得到日益广泛的使用，在模具行业，掌握数控技术与否及加工过程中的数控化率的高低已成为企业是否具有竞争力的象征。数控加工技术应用的关键在于计算机辅助设计和制造（cad/cam）系统的质量。旋塞的加工工艺与制造8.8. 数控加工数控加工数控加工是将待加工零件进行数字化表达，数控机床按数字量控制刀具和零件的运动，从而实现零件加工的过程。被加工零件采用线架、曲面、实体等几何体来表示，cam 系统在零件几何体基础上生成刀具轨迹，经

17、过后处理生成加工代码，将加工代码通过传输介质传给数控机床，数控机床按数字量控制刀具运动，完成零件加工。其过程如下图所示：【零件信息】【cad 系统造型】【cam 系统生成加工代码】【数控机床】【零件】（1）零件数据准备：系统自设计和造型功能或通过数据接口传入 cad 数据，如step，iges，sat，dxf，x-t 等；在实际的数控加工中，零件数据不仅仅来自图纸，特别在广泛采用 internet 网的今天，零件数据往往通过测量或通过标准数据接口传输等方式得到。（2）确定粗加工、半精加工和精加工方案。（3）生成各加工步骤的刀具轨迹。（4）刀具轨迹仿真。（5）后期处理输出加工代码。（6）输出数控

18、加工工艺技术文件。（7）传给机床实现加工。旋塞的加工工艺与制造2.12.1、数控加工工艺分析的、数控加工工艺分析的程序编制人员在进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等。此外，编程人员应不断总结、积累工艺分析方面的实际经验，编写出高质量的数控加工程序。2.1.1、机床的合理选用在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的

19、零件。无论哪种情况，考虑的因素主要有，毛坯的材料和类、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点：要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。有利于提高生产率。尽可能降低生产成本(加工费用)。2.1.2、数控加工零件工艺性分析数控加工工艺性分析涉及面很广，在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。(一)零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则1零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点在数控加工零件图上，应以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计基准、工艺基准、检测基准与编程原点设置的一致性

20、方面带来很大方便。由于零件设计人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配等使用特性方面，而不得不采用局部分散的标注方法，这样就会给工序安排与数控加工带来许多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因此可将局部的分散标注法改为同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸的标注法。2构成零件轮廓的几何元素的条件应充分在手工编程时要计算基点或节点坐标。在自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几旋塞的加工工艺与制造何元素进行定义。因此在分析零件图时，要分析几何元素的给定条件是否充分。如圆弧与直线，圆弧与圆弧在图样上相切，但根据图上给出的尺寸，在计算相切条件时，变成了相交或相离状态

21、。由于构成零件几何元素条件的不充分，使编程时无法下手。遇到这种情况时，应与零件设计者协商解决。(二)零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点1)零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸。这样可以减少刀具规格和换刀次数，使编程方便，生产效益提高。2)内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小。零件工艺性的好坏与被加工轮廓的高低、转接圆弧半径的大小等有关。3)零件铣削底平面时，槽底圆角半径 r 不应过大。4)应采用统一的基准定位。在数控加工中，若没有统一基准定位，会因工件的重新安装而导致加工后的两个面上轮廓位置及尺寸不协调现象。因此要避免旋塞的加工工艺与制造3.3.旋塞体部分的加工工艺旋塞体部分的加工工艺六六量具以辅助工具的选择量具以辅助工具的选择 加工过程的测量工具卡水平仪测平面三爪量规测内径孔千分尺测长度高度测试仪高度特殊量规公差配合旋塞的加工工艺与制造设计体会设计体会又到了一年毕业时，只是这次要踏入社会的是我们。带着对即将走向工作岗位的憧憬和快要离开学校的不舍，我终于做完了离校前的最后一个