【《某阀体方案设计与经济性分析》3600字】

某阀体方案设计与经济性分析目录TOC\o"1-3"\h\u7876某阀体方案设计与经济性分析 1200031.1零件的作用及工艺性分析 1325781.2毛坯制造形式的确定 3124441.3基准面的确定 318201.4工件表面加工方法的确定 3230121.5工艺路线的设计 4237751.6经济性分析 61.1零件的作用及工艺性分析本阀体用于流体设备中，通过调节塞门的开度以实现流体通断和流量大小的控制。阀的体内部孔路为流体的运动通道，M36螺纹孔用于安装调节塞门，通过螺纹传动实现开度的调节，M18螺纹孔用于安装堵头或外接管路，端面法兰及安装孔用于阀体在流体设备的安装固定。本阀体的材质为牌号200的灰铸铁，具有较高的强度和较好的耐磨性能，同时铸造性能和减震性能良好，主要用在阀体、泵体、箱体等零件的生产加工中。本阀体的结构如图1-1所示，其加工面分为以孔φ25为主的加工表面和以孔φ28为主的加工表面。（1）以孔φ25为主的加工表面包括孔φ25内圆表面和端面、沉头孔4×φ7、M36×2内螺纹及端面、3×45°锥面。（1）主视图（2）剖视图图2-1零件图（2）以孔φ28为主的加工表面包括孔φ28内圆表面和端面、沉头孔4×φ7、M18×2内螺纹及端面、外方口30×30面。在加工要求上，尺寸精度方面本零件的要求较低，未标注尺寸公差，故尺寸精度等级要求按照IT12级进行选定。表面粗糙度方面，3×45°锥面、φ25内圆表面、φ28内圆表面的表面粗糙度为1.6；外方口30×30外表面的表面粗糙度为3.2；φ25端面、φ28端面、M36×2端面、M18×2端面和倒角的表面粗糙度为6.3；沉头孔4×φ7、M36×2螺纹、M18×2螺纹的表面粗糙度为11.5。1.2毛坯制造形式的确定本阀体零件材料HT200属于铸造所用材料，具有良好的铸造性[20]。同时考虑有法兰板、内部孔路等复杂结构，不易采用锻造的方式进行生产，同时结合零件的生产纲领，故采用砂型机器铸造的方式进行毛坯生产。在毛坯孔的铸造上，Φ20以上的孔通过预制孔的形式铸造，包括孔Φ25、孔Φ28和M36×2螺纹底孔。而较小尺寸的孔如M18×2螺纹底孔、沉头孔4×Φ7和螺纹孔4×M8以实体形式铸出。1.3基准面的确定因阀体底面是本零件其它尺寸的基础，从设计基准和定位基准重合的角度，可选其作为精基准。同时考虑是大批量生产，可将底面沉头4×φ7中的对角的两个孔作为工艺孔，加工至IT7精度等级，采用“一面两孔”的方式进行完全定位。相应地，选用毛坯顶面作为粗基准，完成底面的加工，同时选用Φ35外圆面和Φ28端面作为粗基准，保证底面沉头孔4×φ7的相对位置。1.4工件表面加工方法的确定在工件表面加工方法的确定上，需要根据加工表面的特征、尺寸精度等级和表面粗糙度选用适当的加工路线和加工阶段[21]。对于平面可采用粗铣、半精铣和精铣的加工路线，对于尺寸较小的孔可采用钻孔、扩孔和铰孔的加工路线，对于尺寸较大的孔可采用粗镗、半精镗和精镗的加工路线。对应每一个加工阶段，可使尺寸精度等级分别达到IT11、IT9和IT7，表面粗糙度到达Ra6.3、Ra3.2和Ra1.6。根据上述分析，确定本阀体零件表面的加工路线如表2-1所示。表2-1阀体主要表面的加工路线加工表面尺寸精度等级表面粗糙度加工路线高度尺寸80IT126.3粗铣厚度尺寸70IT126.3粗铣孔4×IT71.6钻孔、铰孔外方口30×30IT123.2粗铣、半精铣孔Φ25IT121.6粗镗、半精镗、精镗螺纹孔M36×27H11.5粗车、车螺纹3×45°锥面IT121.6粗镗、半精镗、精镗孔Φ28IT121.6粗镗、半精镗、精镗螺纹孔M18×27H11.5钻孔、攻螺纹螺纹孔4×M8IT1211.5钻孔、攻螺纹1.5工艺路线的设计1、方案一：工序10：以顶面、Φ35外圆面和Φ28端面作为粗基准，粗铣底面，并钻孔、铰孔至4×，表面粗糙度至1.6工序20：以底面和2×作为精基准，粗铣顶面，表面粗糙度至6.3工序30：以底面和2×作为精基准，粗铣Φ28端面和M18端面，表面粗糙度至6.3工序40：以底面和2×作为精基准，粗车M36底孔，并倒角C1.5，表面粗糙度至11.5工序50：以底面和2×作为精基准，粗车螺纹M36，表面粗糙度至11.5工序60：以底面和2×作为精基准，粗镗孔Φ25和锥面3×45°，表面粗糙度至6.3工序70：以底面和2×作为精基准，粗镗孔Φ28，并倒角C2，表面粗糙度至6.3工序80：以底面和2×作为精基准，钻底孔Φ16，并攻螺纹M18×2，表面粗糙度至11.5工序90：以底面和2×作为精基准，粗铣外方口30×30，表面粗糙度至6.3工序100：以底面和2×作为精基准，半精镗孔Φ25和锥面3×45°，表面粗糙度至3.2工序110：以底面和2×作为精基准，半精镗孔Φ28，表面粗糙度至3.2工序120：以底面和2×作为精基准，半精铣外方口30×30，表面粗糙度至3.2工序130：以底面和2×作为精基准，锪沉头孔4×Φ16，表面粗糙度至11.5工序140：以底面和2×作为精基准，钻底孔4×Φ6.8深14，表面粗糙度至11.5工序150：以底面和2×作为精基准，攻螺纹4×M8深10，表面粗糙度至11.5工序160：以底面和2×作为精基准，精镗孔Φ25和锥面3×45°，表面粗糙度至1.6工序170：以底面和2×作为精基准，精镗孔Φ28，表面粗糙度至1.6方案二：工序10：以顶面作为粗基准，粗铣底面，表面粗糙度至6.3工序20：以底面作为精基准，粗铣顶面，表面粗糙度至6.3工序30：以底面作为精基准，粗铣M18端面和Φ28端面，表面粗糙度至6.3工序40：以底面作为精基准，粗车M36底孔、倒角C1.5，并车螺纹，表面粗糙度至11.5，工序50：以底面作为精基准，粗镗、半精镗和精镗孔Φ25和锥面3×45°，表面粗糙度至1.6工序60：以M18端面作为精基准，粗镗、半精镗和精镗孔Φ28，并倒角C2，表面粗糙度至1.6工序70：以Φ28端面作为精基准，粗车M18底孔，并车螺纹，表面粗糙度至11.5工序80：以Φ28端面作为精基准，粗铣、半精铣外方口30×30，表面粗糙度至3.2工序90：以底面作为精基准，钻孔4×Φ7，并锪沉头孔4×Φ16，表面粗糙度至11.5工序100：以M18端面作为精基准，钻底孔4×Φ6.8深14，并攻螺纹4×M8深10，表面粗糙度至11.53、方案对比工艺路线方案一采用了工序分散的设计方式，加工阶段划分明确，且每一工序内工步较少，符合大批量生产的要求。采用基准统一的原则，并将底面的4个Φ7孔的尺寸精度提高，降低了定位表面精度造成的定位误差。并先以顶面作为粗基准在一道工序中完成了底面和工艺孔的加工，之后根据加工阶段划分和先面后孔的顺序逐步完成本工件的加工。工艺路线方案二采用了工序集中的设计方式，将相关表面的加工集中在一道工序中，工艺路线长度显著缩短，适用于小批量生产的加工。1.6经济性分析从经济加工方面分析两套加工方案，包括切削机床的使用费用、专用夹具的制造费用、切削刀具的消耗费用、切削加工的工时费用和阀体工件的废品成本[22]。针对两套工艺路线，对比分析经济性如表2-2所示。表2-2加工方案的经济性分析加工方案单价数量单位总价方案一切削机床使用费40300×8小时96000专用夹具制造费110017套18700切削刀具消耗费5017把850切削加工工时费30300×8小时72000工件的废品成本60100个6000方案二切削机床使用费80300×8小时96000专用夹具制造费110010套11000切削刀具消耗费5010把500切削加工工时费40300×8小时96000工件的废品成本60160个9600以总生产纲领20000件进行经济性的计算，由于总加工数量一定，故切削机床的单件使用时间和切削刀具的单件消耗数量一致，即这两项的单件经济成本一致。则差别出现在专用夹具的制造费用、切削加工的工时费用和阀体工件的废品成本这三方面。专用夹具方面，对于方案一共计17道工艺路线，方案二共计10道工艺路线，则此项方案一要多花费7700元。工时费用方面，由于方案二的工序集中会比方案一的工序分散产生的操作复杂性高，则加工费用会提高，按照全年300天8小时制计算，方案一要少花费24000元。工件的废品方面，一个工序中的操作复杂性越高，出现错误的概率也会越高，要求方案一的废品率为5‰，要求方案二的废品率为8‰，则方案一要少花费3600元。综上计算，方案一比方案二少花费19900。同时结合本阀体零件大批量生产的要求，确定方案一为最终的工艺加工路线，即，工序10：铸造工序20：热处理工序30：涂底漆工序40：以顶面、Φ35外圆面和Φ28端面作为粗基准，粗铣底面，并钻孔、铰孔至4×，表面粗糙度至1.6工序50：以底面和2×作为精基准，粗铣顶面，表面粗糙度至6.3工序60：以底面和2×作为精基准，粗铣Φ28端面和M18端面，表面粗糙度至6.3工序70：以底面和2×作为精基准，粗车M36底孔，并倒角C1.5，表面粗糙度至11.5工序80：以底面和2×作为精基准，粗车螺纹M36，表面粗糙度至11.5工序90：以底面和2×作为精基准，粗镗孔Φ25和锥面3×45°，表面粗糙度至6.3工序100：以底面和2×作为精基准，粗镗孔Φ28，并倒角C2，表面粗糙度至6.3工序110：以底面和2×作为精基准，钻底孔Φ16，并攻螺纹M18×2，表面粗糙度至11.5工序120：以底面和2×作为精基准，粗铣外方口30×30，表面粗糙度至6.3工序130：以底面和2×作为精基准，半精镗孔Φ25和锥面3×45°，表面粗糙度至3.2工序140：以底面和2×作为精基准，半精镗孔Φ28，表面粗糙度至3.2工序150：以底面和2×作为精基准，半精铣外方口3