油阀座说明书

绪论
机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。

机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。

我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。

从某种意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

油阀座的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等基础课程之后的下一个教学环节。

正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。

本次设计也要培养自己的自学与创新能力。

因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。

所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。

这也是对我们很好的一次检验。

由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计中有许多不足之处，敬请老师们批评指导。

第1部分引言
机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。

生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。

在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。

因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。

1.1机械加工工艺规程制订
1.1.1生产过程与机械加工工艺过程
生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。

它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。

机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。

机械加工工艺过程的基本单元是工序。

工序又由安装、工位、工步及走刀组成。

规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。

机械加工工艺规程的主要作用如下：
1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。

根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。

2.机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。

有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。

3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。

根据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。

1.2机械加工工艺规程的种类
机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。

对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。

机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。

机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。

1.3制订机械加工工艺规程的原始资料
制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料：
1.产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。

2.毛坯图及毛坯制造方法。

工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。

3.车间的生产条件。

即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。

4.各种技术资料。

包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。

第二部分工艺设计说明书
一：计算生产纲领，确定生产类型
所给任务的零件是一个油阀座。

假定该机器年产量为5000台，且每台机器中仅有一件，若取其备品率为5%，机械加工废品率为2%，则该零件的年生产纲领为：N=Qn(1+5%)*(1+2%)件/年=5355件/年。

由上式可知，该零件的年产量为5355件，由零件的特征可知，它属于盘套类小零件，因此，可以确定其生产类型为单件中批量生产。

二：零件图工艺性分析
对被加工零件进行工艺分析，
（1）通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。

但 24.5的孔要要求精度高要精镗，没有退刀槽，应该加上。

由零件图可知，该零件结构简单，但技术要求多，对基准的选择要求高，零件选用材料ZG45，该材料具有较高的强度，韧性和塑性，切屑性能良好，结构工艺性好。

阀门制造工艺有如下特点：①阀门毛坯的制造工艺及检验工艺比较复杂。

阀门的铸件毛坯是结构叫复杂的薄壁壳体件。

其铸件要求表面光洁、铸字清晰，特别是要有致密的缺陷。

为了满足上述要求，铸造时应采取一系列工艺措施，如选用高耐火度的造型材料并控制型砂水份、造型时应分层打实以保证砂型硬度，采用合理的浇帽口系统及严格控制浇注速度和温度等。

由于技术要求较高，阀门毛坯的铸造工艺远较一般铸件复杂。

此外，阀门毛坯除检查尺寸，位置精度及外观外，有的还有作金相组织、力学性能、耐腐蚀性能及无损探伤等多种检验，故阀门的检验工艺也较复杂。

②机械加工难度大由于阀门材料的各类繁多，除各种铸铁、碳素钢外，其大部分高强、耐腐蚀和高硬材料的切削性能都很差，很难使零件达到规定的加工精度和表面粗糙度。

而阀门密封面的几何型状精度和表面粗糙度的要求很高，因此更增加了阀门机械加工难度。

同时，阀门材料的切削性能差，又给阀门的加工方法、刀具材料、切削用量、工艺装备等方面带来了很多新的问题。

③阀门零件在机床上安装比较困难阀门主要零件的结构、形状比较复杂，有些零件属壁薄、细长件，刚性差。

在机床上加工时，定位和装夹都比较困难，因此往往需要复杂的专用夹具。

有的阀门零件，定位基面的精度较低，表面粗糙度较高，有时甚至采用非加工表面定位。

而被加工密封面等部位的精度和表面粗糙度要求都很高，故得难保证加工质量。

因此，为满足工艺上的需要，往往须提高定位基面的精度和降低表面粗糙度，或在非加工表面上加工出定位基面，这就增加了阀门制造工艺的复杂性。

（2）该零件主要加工表面及技术要求分析：
1，∅22作为基准孔，而且孔径小，要钻出，同一道工序加工∅24、∅63、∅3、∅5、∅2。

同时保证∅22与∅3的距离23.5和∅22与∅2的距离22，还有保证内孔和外圆同轴。

2，上孔加工保证同轴，而且保证∅16和右端面的距离22。

上孔的加工基准为右端面。

3，各段孔之间要求相互垂直都是通孔。

零件图
三：确定毛坯
3.1 确定毛坯成型方法
根据零件材料ZG45确定毛坯为铸件，为了保证孔∅22的加工质量和便于加工，将整个工件铸成整体毛坯，分型面通过∅22孔中心线，而且垂直∅16孔的中心线，铸件进行人工时效后，送机加工车间加工，以免工件切开后发生较大的变形。

3.2 铸件尺寸公差
由于是中批量生产，毛坯制造选方法采用砂型机器型，由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为CT10，选取铸件错箱值为1.0 mm。

3.3 铸件机械加工余量
对于批量生产的铸件加工余量由工艺人员手册查得选取MA为G级，各表面的总余量见下表1，由工艺人员手册查得铸件主要尺寸见表2。

表1
表2
主要尺寸
零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差CT ∅16与右端面尺寸 22 2 24 一般公差-c ∅63 轴
63 4 67 一般公差-c ∅22与上表面尺寸
39.6 2.4 42 一般公差-c 左端面与右端面尺寸
55
4
59
一般公差-c
零件毛坯合图
四：工艺规程设计
加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明 上表面 39.6 G 2+0.4 单侧加工 Φ63 63 H 5+1 轴降1级双侧加工 端面
55
G
3.5+0.5
双侧加工
4.1.定位基准的选择
（1）精基准的选择：Φ22为第一个加工孔，已孔为定位基准，故选择其作为加工其它有关表面的统一精基准。

另外右端面也是加工左端面和钻Φ16孔精基准。

（2）粗基准的选择：
粗基准应为一些非加工面，为了保证壁厚均匀及Φ22 孔的位置精度，故选Φ30轴面作为粗基准。

4.2.表面加工方法选择
对于油阀座的主要加工表面是孔和端面，其加工方法如下：
（1）右端面采用粗铣，半精铣。

（2）Φ22孔采用钻孔，粗镗，Φ24孔采用粗镗，半精镗，精镗。

（3）左端面采用粗铣，半精铣，倒角。

（4）上端面及缺口采用粗铣，半精铣。

（5）Φ16钻IT11粗糙度为12.5铰IT9粗糙度为3.2，Φ16.8精镗孔。

（6）Φ2钻Φ3钻IT11粗糙度为2.5
（7）惚平Φ22攻Rc3/4螺孔
4.3.制定工艺路线：
工艺路线的确定，本着先基准后其它，先孔后面，先主要表面后次要表面，和先粗后精的加工原则。

首先以不加工面Φ32面作粗基准来粗加工右端面及Φ63，这样能保证壁厚均匀及Φ22与Φ6.的同轴度，以右端面为基准一侧限制一个移动自由度。

以底面上一支支撑钉配合心轴限制一个转动自由度，来精加工左端面倒角然后钻Φ22孔及攻螺纹，扩孔粗加工Φ24.5及退刀槽。

然后钻Φ2、Φ3、Φ5孔。

再以一长心轴在Φ22 孔中定位，。

钻孔Φ2、Φ10.5、Φ16退刀槽及精加工Φ16 ，然后铣平台，。

4.4.选择加工设备及工艺装备：
由于是中批量生产，故加工设备以通用机床为主，其生产方式以通用机床专用夹具为主，工件在个机床上的装卸及个机床间的传送均由工人完成。

（1）车右端面，考虑到工件的定位加紧方案等问题，选用CA6140车床，端面车刀。

（2）车Φ63、钻Φ22孔，外圆车刀，Φ22麻花钻。

（3）车左端面、倒角、攻螺纹，端面车刀。

（4）铣上端面，升降台式铣床。

（5）钻Φ16孔、Φ16孔、Φ2孔，Φ16麻花钻，用Z518立式钻床，钻模塞规。

（6）惚平Φ16平台，用立式升降台铣床。

宗上制定工艺卡如下：
工序
号
工序工序内容设备工业装备
10 粗车，半精
车
粗车右端面，半精车右端面。

粗车及半精车外圆Φ63
CA6140 三爪自定心
卡盘
20 粗车，半精
车粗车，半精车左端面，倒角CA6140 三爪自定心
卡盘
30 钻孔钻Φ22孔，倒角、攻螺纹CA6140 三爪自定心
卡盘
40 镗孔扩孔Φ24.5，粗镗退刀槽，
精镗孔Φ24.5 CA6140 三爪自定心
卡盘
50 钻Φ3，Φ5，Φ2孔立式钻床钻模1
60 粗铣，半精
铣
粗铣，半精铣上表面卧式铣床夹具2
70 钻孔钻Φ10.5孔,扩Φ16孔，立式钻床夹具2 钻模
80 铣铣Φ16孔下端面，铣上端面
平台
立式铣床夹具2
90 镗孔粗镗孔Φ24（退刀槽）半精
镗孔Φ16，钻Φ2孔
卧式镗床夹具3钻模100
110
五：确定工序尺寸
确定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的尺寸按零件图样的要求标注，当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序的加工余量有关，有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。

工序40设计基准与工序基准不重合，应该算工艺尺寸链，如图：L1为
L1=5
.05
.06.39+- L2=25.025.011+- 由尺寸链公式得：L3=75.025.06.28+-
本零件其他表面加工余量，工序尺寸及公差表面粗糙度见表
加工表面
工序加工余量
工序尺寸与公差
表面粗糙度
粗 半精 粗 半精 粗 半精 Φ24.5 2.5
1.3
Φ23.7
Φ24.5
6.3
3.2
Φ16 5.5 0.4 Φ15.6 Φ16 12.5 3.2 Φ63 4.5 1.5 Φ64.5 Φ63 12.5
六：确定第一道工序切屑用量及工时制定
切削用量包括背吃刀量p a 、进给量f 、 和切削速度v 、 确定顺序是先确定p a 、f ， 在确定v 。

工序10 切削用量及基本时间的确定 6.1.切削用量
本工序为粗车（车端面、外圆）。

已知加工材料为45钢，b σ=670MPa 铸件，机床为CA6140型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘上
1.确定粗车外圆φ5
.05
.063+-的切削用量。

所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。

根据表5-112，选刀杆尺寸B ⨯ H=mm mm 2012⨯刀片厚度为4mm 。

根据表5-113，选择车刀几何形状为卷削槽倒棱型前刀面前角o γ=012、后角0a =06、主偏角γk =090、副偏角'r k =010、刃倾角s λ=0、 刀尖圆弧半径c γ=0.8mm
2.2.确定背吃刀量p a 粗车双边余量为4.5mm ，显然p a 为单边余量p a =2.25mm
3.3.确定进给量f 根据表5-114，在粗车钢料、刀杆尺寸为mm mm 2012⨯ 、p a ≤3mm 工件直径为100~400mm 时，f =0.6~1.2mm/r 按CA6140车床的进给量，选择f =0.65mm/r 。

4.确定的进给量上需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验 根据表5-55，车床进给机构容许的进给力max F =3530N
根据表5-123，当钢料b σ=570~670MPa 、p a ≤ 3mm 、f ≤ 0.75mm/r 、γk =45、
v =45.6m/min
时进给力f F = 760N
f
F 的修正系数为oF
r k
= 1.0 故实际进给力为f F = 889.2N
f F ≤max
F 所选的进给量f = 0.65mm/r 可用。

4.选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀慢最大磨损量取为1mm ，开转位车刀耐用度T=30min 。

5.确定切削速度 根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀加工b σ= 600~700MPa 钢料、
p a ≤ 3mm 、
f
≤ 0.75mm/r 时，切削速度v =109m/min
切削速度的修正系数各为 0.8，0.65，0.81，1.15，1.0 故 v =52.8m/min n=
d
v
π1000 =138.9r/min
按CA6140车床的转速，选择n =120r/min=2r/s ，则实际切削速度v = 45.6m/min 最后确定的切削用量为p a =2.25mm 、f = 0.65mm/r 、n =120r/min 、v = 45.6m/min
同样确定精车∅63的切削用量p a =0.75mm 、f = 1.3mm/r 、n =120r/min 、v = 45.6m/min
同样确定粗车右端面的切削用量p a =1.25mm 、f = 0.65mm/r 、n =120r/min 、v = 45.6m/min
同样确定精车右端面的切削用量p a =0.75mm 、f = 1.3mm/r 、n =120r/min 、v = 45.6m/min
6.2.基本时间
T1=7s T2=4s T3=25s T4=13s
该工序所有时间T=49s
6.3.其他工序的切削用量和时间见工序卡
七：机床夹具设计
本次课程设计要求针对某一道工序进行夹具设计，我选用第70道工序的工装夹具，在给定的零件中，对本序价格的主要要求考虑尺寸22mm ，由于公差要求较低，因此本步的重点应在加紧的方便与快速性上。

7.1. 定位基准的选择
出于定位简单和快速的考虑，选择孔φ24.5mm 和端面为基准定位，侧面加定位销辅助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。

7.2.切削力和卡紧力计算
本步加工按钻削估算卡紧力，实际效果可以保证可靠的卡紧。

钻削轴向力 ：
N d f k C F zf y f F F i 2528802.00.110001
7.00=⨯⨯⨯== 扭矩
M N k f d C T t yt zt T ∙⨯=⨯⨯==-68.001001.10.180305.0 卡紧力为N F F f
4.82==μ
取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
则实际卡紧力为 F ’=S1×S2×S3×S4×F=16.77N
使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。

7.3.定位误差分析
本工序采用孔φ24.5和端面为基准定位，使加工基准和设计基准统一，能很好的保证定
位的精度。

7.4.夹具设计及操作的简要说明
夹具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。

为了提高生产力，使用螺纹卡紧机构本次设计中还按老师的要求画出了夹具体的零件图，具体结构可参见
第三部分：设计体会
工艺课程设计是对我们在学校所学知识的总结和检验。

通过设计可以将所学知识串通起来。

从而对我们所学专业知识巩固和复习。

一开始刚拿到题目的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。

老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，给我们讲了怎么去做这个课程设计和需要什么参考书等等。

在设计期间，我们第一次接触了机械加工工艺的设计，对我的实践能力、分析能力有了很大提高。

遇到不懂的问题时，指导老师们都能细心的帮助我们。

同学之间虽然每个人的设计课题不一样，但我们之间还是会经常讨论，互相帮助，不紧学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。

在这次设计中，要感谢我们的指导老师，在设计期间为我们解决了很多难题。

相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中更好的发挥和运用。

对我们以后的工作一定会有很大的帮助。

感谢学校和老师给我们安排了这门课程设计。

参考文献：
[1]崇凯.机械制造技术基础课程设计指南.北京.化学工业出版社，2006.12
[2]张龙勋. 机械制造工艺学课程设计指导书及习题.北京:机械工业出版社，2006.1
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[4]艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册.北京:机械工业出版社
[5]李益明.机械制造工艺设计简明手册.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版
[6] 赵家奇，机械制造工艺学课程设计指导书—2版.北京:机械工业出版社，2000.10
[7] 李云，机械制造及设备指导手册. 北京:机械工业出版社，1997.8
[8] 赵如福,金属机械加工工艺设计手，上海：上海科学技术出版社，2009,1。