阀体工艺设计和夹具设计实施说明书

1、.WORD. 格式 .阀体工艺及夹具设计说明书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 阀体的技术要求尺寸及偏差公差及精度等表面粗糙度加工表面形位公差 mmmm级um阀体下端面72IT106.3阀体上端面72IT106.3阀体前端面57IT106.3对于 A 垂直度阀体后端面57IT106.30.0628H7 孔28IT83.235 孔35IT1212.536 孔36IT1212.5对于 B 垂直度22H8 孔22IT83.20.06对于 B 垂直度32H8 孔32IT83.20.0

2、6M8 螺纹孔8IT13M6 螺纹孔6IT13专业整理资料分享.WORD. 格式 .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

3、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1020mm 。（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

4、4mm 。专业整理资料分享.WORD. 格式 .（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：斜度位置铸造方法金属性铸造外表面0°30内表面1°（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 1/31/5 ，中小铸件圆角半径为 35mm 。（ 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

5、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 毛坯尺寸的确定选择的毛坯铸造方法是金属模机器造型，零件的最大尺寸250mm ，铸件的机械加工余量等级则为57 级（查机械制造技术基础课程设计表2-11 ），选择 6 级。从机械制造工艺设计简明手册表2.2-4 中查得全长 94.5mm的加工余量为2.5mm ，即该毛坯尺寸为99.5mm ；全长为 57mm的加工余量为2.5mm ，即该毛坯的尺寸为62mm ，28H7 加工余量为2 mm ，即该毛坯的尺寸为26 H735 加工余量为1.5mm，即该毛坯的尺寸为33.5 ， 22H8 加工余量为2 mm ，即该毛坯的尺寸为

6、20H8 ，32H8 加工余量为2.5 mm ，即该毛坯的尺寸为29.9 ，36 加工余量为 1.5 mm ，即该毛坯的尺寸为34.5 。3 拟定阀体工艺路线3.1 定位基准的选择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。精基准的选择专业整理资料分享.WORD. 格式 .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。粗基准的选择

7、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。3.2 表面加工方法的确定根据拨叉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加工面尺寸精度等级表面粗糙度加工方案阀体下端面IT106.3粗铣精铣阀体上端面IT106.3粗铣精铣阀体前端面IT106.3粗铣精铣阀体后端面IT106.3粗铣精铣28H7孔IT83.2粗镗精镗35 孔IT1212.5粗镗36 孔IT1212.5粗镗22H8孔IT83.2粗镗精镗32H8孔IT83.2粗镗精镗M8

8、螺纹孔IT13钻孔攻螺纹M6 螺纹孔IT13钻孔攻螺纹专业整理资料分享.WORD. 格式 .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加工阶段加工内容说明粗铣上端面粗铣下端面精铣下端面精铣上端面以下端面和后端面为基准， 精加工基准面加工粗铣前端面各个端面粗铣后端面精铣后端面精铣前端面粗镗28H7、35孔22H8 、 32H8 、 36 孔相对于后粗镗22

9、H8 、 32H8端面有垂直度的要求， 故应该在一粗加工36 孔次装夹中完成钻螺纹孔 4 M62M8精镗28H7、35孔22H8 、 32H8、 36 孔相对于后精镗22H8 、32H8端面有垂直度的要求， 故应该在一精加工36 孔次装夹中完成专业整理资料分享.WORD. 格式 .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。

10、（ 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加工阶段加工内容说明粗铣上端面先主后次，但次要粗铣下端面加工表面的加工基准面加工精铣下端面基

11、准先行，先面并非是安排在最精铣上端面后孔后加工，次要表面粗铣前端面的加工要考虑到粗铣后端面对主要表面的加专业整理资料分享.WORD. 格式 .精铣后端面工质量的影响精铣前端面粗镗28H7、35 孔22H8 、32H8 、36 孔相对于后端粗镗22H8 、32H8面有垂直度的要求， 故应该在一次装粗加工36孔夹中完成钻螺纹孔4M62M8精镗28H7、 35 孔22H8 、32H 8 、 36 孔相对于后端精加工精镗22H8 、32H8面有垂直度的要求， 故应该在一次装36孔夹中完成3.6 确定阀体工艺路线工序：粗铣上端面工序：粗、精铣下端面工序：精铣上端面工序：粗铣前端面工序：粗、精铣后端面工序

12、：精铣前端面工序：镗削孔35、28H7 （粗镗和精镗在一次装夹中完成）工序：镗削孔36、22H8、32H8 （粗镗和精镗在一次装夹中完成）工序：钻螺纹孔 4M610、钻螺纹孔 2 M8 15工序 ：攻螺纹 4M610、攻螺纹 2 M815工序：去毛刺工序：终检阀体零件加工工艺路线如表工序号加工内容说明专业整理资料分享.WORD. 格式 .000锻造毛坯010粗铣上端面020粗铣下端面留下精铣余量030精铣下端面达到图纸要求040精铣上端面达到图纸要求050粗铣前端面060粗铣后端面留有精铣余量070精铣后端面达到图纸要求080精铣前端面达到图纸要求090粗镗28H7、35孔留有精镗余量100粗

13、镗22H8、 32H8留有精镗余量36 孔110钻螺纹孔 4M62M8120精镗28H7、35孔达到图纸要求130精镗22H8、 32H8达到图纸要求36 孔140攻螺纹 4M62 M8达到图纸要求150去毛刺倒角机去除锐边毛刺160检验入库4 工艺装备的选择4.1 机床的选用工序号加工内容机床设备说明000锻造毛坯外协专业整理资料分享.WORD. 格式 .常用，工作台尺寸，机床电动机010粗铣上端面X6120功率均合适常用，工作台尺寸，机床电动机020粗铣下端面X6120功率均合适常用，工作台尺寸，机床电动机030精铣下端面X6120功率均合适常用，工作台尺寸，机床电动机040精铣上端面X6

14、120功率均合适常用，工作台尺寸，机床电动机050粗铣前端面X6120功率均合适常用，工作台尺寸，机床电动机060粗铣后端面X6120功率均合适常用，工作台尺寸，机床电动机070精铣后端面X6120功率均合适常用，工作台尺寸，机床电动机080精铣前端面X6120功率均合适常用，工作台尺寸，机床电动机090粗镗28H7、35 孔T618功率均合适粗镗22H8 、 32H8常用，工作台尺寸，机床电动机10036 孔T618功率均合适常用，工作台尺寸，机床电动机110精镗28H7、35 孔T618功率均合适精镗22H8 、 32H8常用，工作台尺寸，机床电动机12036 孔T618功率均合适钻螺纹孔

15、常用，工作台尺寸，机床电动机130Z5125A4M6 2M8功率均合适140攻螺纹 4M6丝锥专业整理资料分享.WORD. 格式 .2M8150去毛刺160检验入库4.2 刀具的选用铣刀镗刀钻头类型镶齿端铣刀单刃镗刀麻花钻材料硬质合金硬质合金高速钢4.3 量具的选用铣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 确定加工余量的目的为保证零件质量，一般要从毛坯上切除一层材料。合理的选择加工余量，对保证零件的加工质量、提高生产率和降低成本都有很重要的意义。若余量确定的过小，则不能完全切除上道工序留在加工表面上的缺陷层和各种误差，也不能补偿本道工序加工时工

16、件的装夹误差，影响零件的加工质量，造成废品；余量确定的过大，不仅增加了机械加工量，降低了生产率，而且浪费原材料和能源，增加了机床与刀具的消耗，使加工成本升高。所以合理确定加工余量是一项很重要的工作。5.2 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。专业整理资料分享.WORD. 格式

17、.（ 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。5.3 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：加工工序粗加工余量精加工余量下端面1.51.0上端面1.51.0后端面1.51.0前端面1.51.0351.528H71.20.822H81.20.832H81.51.0361.54M61.02M81.26 切削用量、时间定额的

18、计算6.1 切削用量的计算根据加工余量来确定铣削背吃刀量。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。半精铣时，背吃刀量一般为0.5 2mm ；精铣时一般为 0.1 1mm 或更小。粗铣下端面的切削用量计算专业整理资料分享.WORD. 格式 .（ 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 1.5mm（ 2）进给量的确定 由表 1.4切削用量简明手册，在粗铣铸铁、刀杆尺寸为 16mm 25mm 、 ap 3mm以及工件直径为 60100mm 时f=0.6 1.2mm/r所以选择f=1.0mm/r（ 3）铣削速度的计算由

19、表 1.11 切削用量简明手册，当用 YG6 硬质合金铣刀铣削 b 166 181Mpa 灰铸铁 , a p 3mm,f1.0mm/r, 切削速度1=80m/min 。切削速度的修正系数为 kv1.01.21 1.15 0.851.021.206 （参见 1.28 切削用量简明手册），故'1kv80 1.206m / min96.5m/ mincn1000 D'c1000 96.5 r / min 409.77r / min75选择nc410r / min这时实际切削速度 cDnc7541096.5m / min100010006.1.2 精铣下端面的切削用量的计算（ 1）背吃

20、刀量的确定取 ap1mm 。（ 2）进给量的确定精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。查表1.6切削用量简明手册，当表面粗糙度为Ra 6.3m ， a p1mm ，=96.5m/min时， f=0.3 0.35mm/r 。选择 f=0.3mm/r。（ 3）铣削速度的计算根据表 1.11 ，当 b 166181MPa , a p1.4mm,f0.38mm/ r 时，1 156m / min, 切削速度的修正系数为1，故 c'156m / min 。专业整理资料分享1000 cnD钻 4M8 螺纹孔'.WORD. 格式 .1000156 r / min 662.4r / min7

21、5（1）选择高速钢麻花钻头的切削用量A 、按加工要求决定进给量：当加工精度为IT12 IT13 精度， d05mm 时，f0.53mm/ r 。由于 l101.67 ，故应乘孔深修正系数klf0.95 ，则d6f0.530.95mm / r0.50mm / rB、按钻头强度决定进给量；当b181MPa ， d 06mm，钻头强度允许的进给量 f 1.11mm / r 。C 、按机床进给机构强度决定进给量：当b200 MPa , d020.5mm ，机床进给机构允许的轴向力为8800N ，进给量为 0.53 mm/ r 。（2）选择高速钢麻花钻头的切削速度由表 2.15 切削用量手册， HBS=

22、161181MPa的灰铸铁， c 15m / min 。切削速度的修正系数为： kv0.85 ，故vn 1000 0.85 c1000 0.8515 r / min 170.45r / mind 0206.2 时间定额的计算基本时间 t m 的计算（1）粗铣上端面ll1l2t jfM z式中 l83.5mm, 故83.5tmmin 0.204 min4101.0（2）精铣上端面ll1l2t jfM z专业整理资料分享.WORD. 格式 .式中 l83.5mm, 故83.5min 0.126 mint m662.41.0上下端面相互对称，所以所用的加工时间是相同的。（3）粗铣后端面ll1l2t

23、jfM z式中 l48mm, 故48min 0.117 mint m4101.0（4）精铣后端面ll1l2t jfM z式中 l48mm, 故48min 0.072 mintm662.41.0辅助时间 ta 的计算辅助时间 t a 与基本时间 t m 之间的关系为 t a =（0.15 0.2 ）t m ，取 t a =0.15 t m ，则各工序的辅助时间分别为：粗铣上端面的辅助时间： ta =0.150.20460=1.836s精铣上端面的辅助时间： ta =0.150.12660=1.134s粗铣后端面的辅助时间： ta 0.150.11760 1.053s精铣后端面的辅助时间： t a

24、 =0.15 0.072 60=0.648s 其他时间的计算除了作业时间 （基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、 休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于拨叉的生产类型为大批生产， 分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计； 布置工作地时间 tb 是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx 是作业时间的2%专业整理资料分享.WORD. 格式 .4%，均取为 3%，则各工序的其他时间 （ tb + t x ）可按关系式（3%+3%） （ ta + t m ）计算，它们分别为：粗铣下端面的其他时间： tb + t x =6%（0.20460+1.836 ）=0.8445s精铣下端面的其他时间： tb + t x =6%（0.12660+1.134 ）=0.5216s粗铣后端面的辅