直动型溢流阀造型的毕业设计

1、毕业设计（论文）题 目 直动型溢流阀造型 英文并列题目 Hydraulic pressure and the development trend of history院 系 机械技术学院 班 级 机制 学生姓名 学 号 指导老师 职 称 教授 答辩委员会主任 主答辩人 韩 毕业设计（论文）任务书2014年 3月 20日毕业设计（论文）题 目直动型溢流阀造型题目来源指导教师指导教师职称教授所在部门机械技术学院学生姓名黄学号0班 级机制所属院系专业机械技术学院外语翻译要求课题需要完成的任务1、题目：直动型溢流阀造型2、介绍溢流阀类型，结构，作用等3、举例一个液压系统，介绍溢流阀的作用。4、结合给定

2、要造型的溢流阀，绘制其简图，说明其工作原理，各个零件的名称和作用5、简介绘制溢流阀造型软件6、绘制各个零件的二维平面图7、说明几个零件的加工过程和要求，并制定其生产工艺过程卡8、绘制各个零件的三维立体图9、绘制溢流阀的三维组合图10、绘制溢流阀的爆炸图课题计 划 安 排序号内 容时 间 安 排1、开题报告2013.9-102、查阅的资料总结2013.10-113、设计框架、大概架构2013.11-124、画CAD图纸和三维图纸2013.12-2014.25、编写设计说明2014.2-3计划答辩时间2014年4月答辩提交资料教研室主任审核意见签名： 摘要:介绍溢流阀的功能及性能要求,并阐述了溢流

3、阀在液压系统中的广泛应用。溢流阀是液压系统压力控制阀中的一类，其主要是通过阀口的溢流使被控制系统或回路的压力维持恒定，从而实现稳压、调压或限压。溢流阀是液压系统中应用最多的元件之一，正确选择、合理应用溢流阀不仅可以满足液压系统不用应用场合的多种功能要求而且还可使液压系统设计简化。溢流阀的设计应根据具体设计任务，遵循溢流阀设计的基本要求和步骤进行设计。液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的10%-20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率

4、放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。以液体作为介质进行能量传递的液压传动的诸多优点现已被各行业认可和采纳。关键词：溢流阀；压力控制阀Abstract: The relief valve function and performance requirements , and describes the relief valve is widely used in the hydraulic system. Relief val

5、ve is a pressure control valve in the hydraulic system of a class , which is mainly through the overflow valve port . The pressure is controlled to maintain a constant loop system or in order to achieve the regulator , the regulator or pressure-limiting . Relief is one of the most widely used in the

6、 hydraulic system components, the correct choice , the rational application of hydraulic pressure relief valve not only meet the functional requirements of the system without using a variety of occasions . But also simplify the design of the hydraulic system . Relief valve should be designed accordi

7、ng to the specific design tasks , follow the basic requirements of the relief valve design and design steps .As a new hydraulic technology applied science , although short history , the speed of development is very alarming. Hydraulic equipment can transmit a lot of force or torque , the power unit

8、is light weight, small size structure , under the same power , and its weight is only about the size of 10% -20 % DC motor ; reaction speed , accurate and stable ; and CVT can be easily implemented on a large scale ; easy to achieve power amplification ; easily overload protection ; energy self-lubr

9、icating , long life, low manufacturing costs. Therefore , the world have been widely used in forging machinery , engineering machinery, machine tool industry , automotive industry, metallurgical industry , agricultural machinery, ship traffic , railway vehicles and aircraft , tanks , missiles , rock

10、ets, radar and other defense industry . As a liquid medium hydraulic transmission of energy transfer has many advantages recognized and adopted by the industry .Keywords : relief ; pressure control valve目录第一章 溢流阀的介绍.61.1.溢流阀的类型.61.2.溢流阀的结构.61.3.溢流阀的作用.71.4.溢流阀的概况.11第二章 溢流阀在炼铁设备液压系统中的应用.11 2.1.调压溢流.1

11、1 2.2.作安全阀.11 2.3.使泵卸荷.12 2.4.远程调压.12第三章 溢流阀的工作原理和特性.123.1工作原理.133.2.溢流阀的特性.12第四章 溢流阀的结构简图及作用.134.1直动型溢流阀的结构简图.134.2主要零件的名称和作用.14 4.2.1主阀部分.144.2.2阀体. .14 4.2.3阀盖.154.2.4后螺盖.164.2.5调节杆.174.2.6阀芯.17 4.2.7弹簧.184.3主要结构分析.18第五章 典型零件的加工工艺过程.195.1.阀芯的加工过程.205.2.锁紧螺母的加工过程.215.3.调节螺母的加工过程.22第六章 所造型产品的零件名称表.

12、22第七章 部分零件的加工过程和遇到问题的解决方法.236.1滚花中直纹的画法.246.2滚花中网纹的画法. .256.3锥塞中的外螺纹以及锥度.25第八章 简介绘制溢流阀造型软件.26第九章 溢流阀的三维组合图.27第十章 溢流阀的爆炸图.27致谢.28参考资料.29附录第1章 溢流阀的介绍1.1 溢流阀的类型溢流阀按其结构及工作原理分为直动型和先导型溢流阀两大类。（1） .直动型溢流阀：压力油直接作用于阀芯，当液压力超过弹簧力时，阀口打开，液体溢流，使入口压力维持恒定。调节弹簧的预定压力可以调整压力，改变弹簧的刚度可以改变调压范围。（2）.先导型溢流阀:先导型溢流阀由先导阀和主阀组成，先导

13、阀用于调节主阀上腔的压力。先导型溢流阀的调压精度优于直动型溢流阀，但灵敏度低于直动型溢流阀，广泛应用于高压，大流量、调压精度要求较高的场合。1.2 溢流阀的结构1.2.1.直动型溢流阀按阀芯结构，可分为座阀和滑阀两种形式。座阀结构又分为球阀和锥阀两种；滑阀结构又有滑阀、带阻尼孔的滑阀和差动滑阀三种。直动型溢流阀结构简单， 灵敏度高， 压力受溢流流量变化影响较大，调压偏差大，不适于在高压、大流量下工作，常作安全阀或调压精度要求不高的场合。1.2.2.先导型溢流阀的导阀一般为锥阀结构，主阀则有锥阀和滑阀两种。锥阀按主阀芯的配合情况，又分为三节同心式先导溢流阀和二节同心式先导溢流阀。三节同心式先导溢

14、流阀的加工精度要求高，成本高，主阀芯和导阀座上的节流孔起降压和阻尼作用， 有助于降低超调量和压力摆动，但使响应速度和灵敏度降低，单向阀式溢流阀的工艺性好、加工精度和装配精度容易保证。结构简单、通用性、互换性好。主阀为单向阀结构，过流面积大，流量大，因此阀的启闭特性好，阀的性能稳定，噪声小。1.3 溢流阀的作用1.3.1.作安全阀当阀前压力小于设定压力值时，阀不溢流。当阀前压力超过此极限值时，阀立即打开，油液即流回油箱（或低压回路），因此能以防液压系统过载，保护油泵和油压系统的安全。此处的阻尼孔对阀芯产生阻尼，提高系统的平稳性。安全保护如图1-1所示，系统采用变量泵1供油时，系统内没有多余的油需

15、溢流，其工作压力由负载决定。这时与泵1并联的溢流阀2的预设调整压力高于相接容腔在系统正常工作时的最高压力，阀在系统正常工作过程中无溢流。只有当系统发生故障，相连容腔压力趋于过载时，溢流阀2才被打开，以保障系统的安全，因此，这种系统中的溢流阀又称为安全阀。 图1-1 图1-21.3.2.作溢流阀该阀与节流元件及负载并联，随着工作机构需油量的不同，阀的溢油量时大时小，以调节及平衡进入液压系统中的流量，使液压系统中的压力保持恒定。调压溢流如图1-2所示，系统采用定量泵1供油的节流调速时，常在其进油路或回油路上设置节流阀或调速阀3，使泵油的一部分进入液压缸4工作，而多余的油须经溢流阀2流回油箱。溢流阀

16、2处于其调定压力下的常开状态，调节弹簧的预紧力，也就调节了系统的工作压力。因此，在这种情况下，溢流阀的作用即为溢流调压。1.3.3.作卸荷阀用换向阀将溢流阀卸荷口和油箱连接，可使油路卸荷。使泵卸荷 如图1-3所示的采用先导型溢流阀2调压的定量泵系统，当电磁铁通电时，溢流阀2的外控口K通过换向阀3与油箱连通，其主阀芯在进口压力很低时即可迅速抬起，使泵1卸荷，从而能够减少能量损耗。 图1-3 图1-41.3.4.远程调压 将远程调压阀进油口和溢流阀遥控口连接，在主溢流阀设定压力范围内实现远程调压。当电磁阀通电在右位工作时，先导型溢流阀的外控口与调压较低的溢流阀连通时，其主阀芯上腔的油压只要达到低压

17、阀的调整压力，主阀芯即可抬起溢流(其先导阀不再起调压作用)，从而实现远程调压。 1.3.5.高低压多级控制 用换向阀将溢流阀遥控口和几个远程调压阀连接，能在主溢流阀设定压力范围内实现高低压多级控制。三级调压(多级调压) 如图1-4所示，当电磁阀3通电在左位工作时，先导型溢流阀2的外控口与溢流阀4连通；当电磁阀3通电在右位工作时先导型溢流2的外控口与溢流阀5连通，从而实现三级调压。1.3.6.形成背压形成背压如图1-5所示，将溢流阀3设置在液压缸2的回油路上，可使缸2的回油腔形成背压，提高运动部件运动的平稳性。因此，这种用途的阀也称背压阀。 图1-5 图1-61.3.7.实现制动 实现制动 如图

18、1-6所示采用溢流桥可实现马达的制动。当换向阀回中位时。液压马达在惯性作用下有继续转动的趋势，它此时所排出的高压油经单向阀由溢流阀限压，另一侧靠单向阀从油箱吸油。该回路中的溢流阀既限制了换向阀回中位时引起的液压冲击，又可以使马达平稳制动。 1.4溢流阀的概况 溢流阀是压力控制阀中的一类，广泛应用于各种液压系统中。溢流阀是通过阀口的溢流，使被控制系统或回路的压力维持恒定，实现调压、稳压和限压的目的。溢流阀作用就是稳定一个油路的压力，当通过此油路的油压超过所设定的压力时，溢流阀就在压力的作用下开启回路排油卸压，这样就能控制一个安全不超压的油路，保护后面油路。一般来讲安装在定量泵的出口，与蓄能器配合

19、使用可以起到溢流稳压的作用，通常采用先导式溢流阀，这种溢流阀横压稳定，同时也起到限制系统超压的功能，可以节能，起安全限压保护的溢流阀多安装在执行机构附近或压力冲击较大的地方，一般多为直动式溢流阀。 液压系统中，用来控制系统的压力、流量和液流方向的元件均称为液压控制阀，简称液压阀。 在液压传动中，液流的压力是最基本的参数之一，执行元件的输出力或输出扭矩的大小，主要由供给的液压力所决定。为了对油液压力进行控制，并实现和提高系统的稳压、保压、减压、调压等性能或利用压力变化实现执行机构的顺序动作等，根据油液压力和控制机构弹簧力相平衡的工作原理，人们设计制造了各种压力控制阀。 在液压系统中，控制液体压力

20、的阀(溢流阀、减压阀等)和控制执行元件及电气元件等在某一调定压力下动作的阀(顺序阀、压力继电器等），这些阀统称为压力控制阀。这类阀的共同特点是，是作用在阀芯上的液体压力和弹簧力相平衡的原理来进行工作的。第二章 溢流阀在炼铁设备液压系统中的应用2.1.调压溢流炼铁设备系统采用定量泵供油时，常在其进油路或回油路上设置节流阀或调速阀，使泵油的一部分进入液压缸工作，而多余的油须经溢流阀流回油箱，溢流阀处于其调定压力下的常开状态。调节弹簧的压紧力，也就调节了系统的工作压力。因此，在这种情况下溢流阀的作用即为调压溢流。2.2.作安全阀系统采用变量泵供油时，系统内没有多余的油需溢流，其工作压力由负载决定。这

21、时与泵并联的溢流阀只有在过载时才需打开，以保障系统的安全。因此，这种系统中的溢流阀是安全阀，它是常闭的。2.3.使泵卸荷采用先导式溢流阀调压的定量泵系统，当阀的外控口与油箱连通时，其主阀芯在进口压力很低时即可迅速抬起，使泵卸荷，以减少能量损耗。当电磁铁通电时，溢流阀外控口通油箱，因而能使泵卸荷。2.4.远程调压当先导式溢流阀的外控口（远程控制口）与调压较低的溢流阀（或远程调压阀）连通时，其主阀芯上腔的油压只要达到低压阀的调整压力，主阀芯即可抬起溢流(其先导阀不再起调压作用），即实现远程调压.当电磁阀不通电右位工作时，将先导溢流阀的外控口与低压调压阀连通，实现远程调压。第3章 溢流阀的工作原理和

22、特性3.1 工作原理3.1.1.工作原理: 如图3-1，设弹簧预紧力为，活塞底部面积为A则：当时，阀口关闭。 当时，阀口即将打开，此时， ， (开启压力)当时，阀口打开，稳压溢流或安全保护。 图3-1 直动型溢流阀（a） 结构图 （b）局部放大图 （c）简化符号 （d）详细符号 1-偏流盘 2-锥阀 3-阻尼活塞 4-调节杆 5-调压弹簧 6-阀套 7-阀座3.1.2.调压原理：调节调压螺帽改变弹簧预压缩量，便可调节溢流阀调整压力。3.1.3.特点： 可知这种阀的进口压力不受流量变化的影响，被控力变化很小，定压精度高。但由于直接与平衡，若较高，较大时，就相应地较大，不但手调困难，且略有变化，变

23、化较大，所以一般用于低压小流量场合。3.2.溢流阀的特性3.2.1压力调节范围定义：调压弹簧在规定范围内调节时，系统压力平稳（压力无突跳及迟滞现象）上升或下降最大和最小调定压力差值。3.2.2.启闭特性定义：溢流阀从开启到闭合全过程的被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系，如图3-2。 一般用溢流阀处于额定流量、额定压力时，开始溢流的开启压力和停止溢流的闭合压力分别与的百分比来表示。开启压力比： 闭合压力比： 两者越大及越接近，溢流阀的启闭特性越好。一般规定：开启压力比应不小于，闭合压力比应不小于，其静态特性较好。图3-2溢流阀升压与卸荷特性3.2.3.卸荷压力： 当溢流阀作卸荷阀用时，额定流

24、量下进、出油口的压力差称为卸荷压力。3.2.4.最大允许流量和最小稳定流量： 溢流阀在最大允许流量（即额定流量）下工作时应无噪声。第4章 溢流阀的结构简图和零件名称及作用 4.1直动型溢流阀结构简图图4-1（a）锥阀式 (b)球阀式 (c)滑阀式 (d)溢流阀的基本符号 1-调压螺栓 2-弹簧 3-阀芯 4-阀体（含阀座） 锥阀式和球阀式又叫座阀式溢流阀，特点是动作灵敏，密封性能好，配合没有泄漏间隙，但导向性差，冲击性较强，阀座阀芯易损坏。滑阀式由于阀口有一段密封搭合量，稳定性较好，不易产生自激振动，但动作反应较慢。4.2.零件的名称和作用4.2.1.主阀部分主阀由阀体、阀芯、阀座等主要零件组

25、成。图4-24.2.2.阀体 阀体是主阀的主要零件，为了使流体流过阀体通道时尽可能缩小涡流区并减轻流速场的激变，以减小压力损失，所以阀体内部孔道的几何形状比较复杂，以铸造成形为宜。铸件的外形应随内孔的形状而变化，使铸件的壁厚得以均匀过渡，保证铸件具有良好的铸造性能。阀体在结构设计时，除必须保证足够的强度以外，还必须是阀体具有良好的刚度，使阀在总装后和长期使用中保证阀芯动作灵活可靠而不至于由于阀体在外力作用下变形太大而卡住。图4-34.2.3.阀盖阀盖是用来封闭阀体并与调节螺母连接，阀体与阀盖接触时必须基本保证线接触，从而使阀口具有可靠的密封性能。图4-44.2.4.后螺盖后螺盖是用来支承阀芯，

26、阀芯和后螺盖在阀口处的形状和锥角大小，对主阀芯的受力大小和动作的平稳性有关系。因为油液流动情况的复杂性，所以往往要通过反复试验，才能确定最佳的锥阀口形状和锥角的大小。图4.54.2.5.调节杆通过旋调调节螺母推动调节杆压动弹簧松紧，从而调节阀芯所承受的压力，最终达到调节系统内部压力的作用。图4-64.2.6.阀芯溢流阀主阀芯上下侧面积差的大小直接影响到阀的性能，应该通过计算确定。设计的主阀芯有三个配合面，因此同轴度要求较高，这不仅提高了加工精度的要求，且装配时较困难。阀芯右端装弹簧，弹簧右端装调节杆，阀芯及调节杆上5.5部分的圆柱装在弹簧的内控中。调节杆的右端再旋上调节螺母，调节螺母调整好后，

27、再用锁紧螺母并防止松开，在调节杆的槽中装O形密封圈，以防止漏油。图4.74.2.7.弹簧 当进油压力足够大时，其产生的液压力能够克服弹簧作用于阀芯上的弹力，阀芯左移而开启溢流。图4.8 4.3主要结构分析左端M27x1.5螺孔内装后螺盖，该螺孔（包括28宽4的退刀槽）和后螺盖的长度均为12，装配后，后螺盖全部拧入阀体内，将阀体的左端堵塞。后螺盖左边4-4的孔是用来拧紧后螺盖用的，右边直径为10的孔，右边22.3和16之间的环形槽为用来装O形密封圈17x2.65之用，以防止漏油。O形密封圈是有橡胶制成的圆环形圈，17为其内经，其截面直径2.65略大于后螺盖环形槽的深度2，将后螺盖拧紧到阀体中时，

28、O形密封圈被压扁而充满在环形槽中。由于O形密封圈剖开后截面的直径很小，因此可涂黑以表示其剖面符号。画这部分装配图时，只要将后螺盖的环形槽内部分涂黑，即表示已经装入O形密封圈了。 P、Q腔与阀体中的22的孔为两圆柱孔偏交（见阀体中的A-A剖视图）而产生相贯线。 阀体中间16H7孔内装阀芯5。阀体的右端装阀盖 ，阀盖左边16f9圆柱部分装入阀体孔中定位，再用四个内六角螺钉M8x20连接。阀体与阀盖上部带有圆锥螺纹Z1/8的孔及横向的4小孔。由于工艺需要，制作g、e孔时必须向上穿通，因此再用两个Z1/8的螺塞旋入后将其堵塞。为防止漏油，在阀盖上22.3和16的环形槽内也装有O形密封圈17x2.65，

29、在阀体上4孔的右端装O形密封圈4.5x1.8。阀体上的9孔为溢流阀的安装孔。第5章 典型零件的加工工艺过程5.1.阀芯的加工过程主阀芯有三个配合面，因此同轴度要求较高，这不仅提高了加工精度的要求，且装配时较困难。特别是主阀芯的小端和阀盖之间有配合要求，若加工和配合稍不注意，甚至由于安装阀盖螺钉的缘故，都有使阀芯被卡死的可能，阀芯的加工材料选用合金材料。加工过程如下：截取毛坯，毛坯尺寸为直径20mm长度为65mm的柱体，三爪卡盘装夹，车外圆，将毛坯直径精车至16mm，车台阶，车右端6mm边台阶，并倒角。车槽，车5个槽深宽都为0.5mm槽，第一个槽距最右边2.5mm，并倒角0.5x45。调头装夹，

30、选取合适的槽刀，车中间长18深3mm的槽。选取合适的槽刀，车3个深宽都为0.5的槽，第一个槽最左边2mm。打孔，更换直径为10mm 的麻花钻，左端打定位孔，并用直径2mm钻深度为14mm的中心孔。钻孔，在距最左端16mm位置为中心钻直径4mm通孔。表5.1：阀芯的加工工艺过程卡5.2.锁紧螺母的加工过程锁紧螺母材料使用尼龙，加工起来较为方便，加工难点在于圆周网纹的加工，网纹的加工参照GB/ 6403.3-2008中的滚花参数锁紧螺母的加工过程如下：毛坯尺寸应较长，方便装夹，首先车右端15mm至直径32mm，打孔，右端用直径为20mm的麻花钻打孔，孔深20mm。打内螺纹，使用内螺纹钻打尺寸为M2

31、4X15-6H的内螺纹。车槽，保留工件宽度10mm，切深5mm槽，倒角，螺母两边角各倒1x45角，内螺纹倒120角，滚花，参照GB/ 6403.3-2008中的滚花参数。表5.2：锁紧螺母的加工工艺过程卡5.3.调节杆的加工过程调节杆在溢流阀中起到控制的作用，外界通过旋调调节螺母控制调节杆，然后起到控制系统中液体压力的大小，调节杆的加工材料选用钢，调节杆的加工精度要求也是非常高的。调节杆的加工过程如下：选取柱体毛坯，装夹，车端面车外圆，直径车至12mm车台阶圆，车右端7mm宽台阶至直径5.5mm。倒角，倒右端和2mm台阶圆的倒角，倒角为0.5X45车槽，选取合适的槽刀，车右端宽度为2.4mm的

32、槽。更换数控铣床，铣左端R10圆面。表5.3：调节杆的加工工艺过程卡片第六章 所绘制产品的零件名称表表6.1：零件名称表序号名称数量 材料1阀体1HT2002阀盖1HT2003阀芯140CR4后螺盖1355调节杆1456锁紧螺母1尼龙10107调节螺母1358螺塞1Q2359弹簧165 10O形密封圈2橡胶 13内六角螺钉1第七章 部分零件的加工过程和遇到问题的解决方法6.1 滚花中直纹的画法：图7-1解决办法：1、 先倒直角2、 在圆柱表面草绘一条直线3、 用扫描-切口绘制沟槽，以第一条草绘的直线为扫描路径，查国标GB/ 6403.3-2008中的滚花参数 4、将第一条切口轴阵列，数目100

33、，角度3.6度。6.2 滚花中网纹的画法图7-2解决办法：1、 以基准平面为参照建立新的基准平面使之与圆柱表面相切2、 在新建的基准平面上草绘一条45度的线段3、 将所草绘的直线投影到圆柱表面上，作为扫面轨迹4、 插入扫描-切口已投影线为轨迹，截面尺寸查国标GB/ 6403.3-2008中的滚花参数5、 将第一条切口镜像 6、将第一条与第二条切口分别轴阵列6.3 锥螺塞中的外螺纹以及锥度图7-3解决办法：1、 上网查锥度公式：（D-d）/L=比例得出小径d=D-L*比例，此处计算d=9.83452、 通过旋转得到锥度圆柱 3、NPT外螺纹通过插入-修饰-螺纹进行绘制。 第八章 简介绘制溢流阀造

34、型软件 零件造型综合使用了AutoCAD（图8-1）所示和proe造型软件，零件的三维图是使用PROE造型软件绘制。图8-1各零件的二维图是使用AutoCAD绘制，该能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。 绘图辅助工具。AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可 帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。AutoCAD具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。1 标注尺寸。可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。2 书写文字。能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字体、倾斜角度及宽度