阀螺栓机械加工工艺规程设计说明书

西 京 学 院 机 械 工 程 学 院
机械加工工艺学课程论文
阀螺栓的机械加工工艺规程 设计说明书
专 年 学 姓 业： 级： 号： 名：
机械设计制造及其自动化 1104 班 1109331225 杨 盼 龙 王 顺 增
任课教师： 论文成绩：
2014 年 12 月 25 日
前言
机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础课程、先进制造 技术课程和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教 学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合 生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设 计了机床夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计 及未来从事的工作打下了良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有 许多不足之处，希望老师多加指教。
3）右端 120°锥孔是在装配时，与阀座进行铆接用。 4）热处理要求 28~32HRC。
2.阀螺栓机械加工工艺过程卡
表 1-1 阀螺栓机械加工工艺过程卡 工 序 号 1 2 3 工序名称 下料 工序内容 棒料φ24mm×860mm（8 件连下） 工艺装备 锯床
热处理 调质处理 28~32HRC 车 棒料穿过主轴孔用三爪自定心卡盘夹紧，车端面、车 M20-7h 外 C620 径为φ19.7mm~φ19.85mm，长 56mm，倒角 1×45°。车其余外
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3.工艺分析
1) 零件为小短轴，可直接用棒料加工。 2) 阀螺栓一般多为批量生产，可采用套螺纹机加工螺纹，生产效率高。若 零星修配或生产批量较少，可采用普通车床加工螺纹，相应将工序 3 中螺纹 外径改为φ19.8mm~φ1 9.85mm 为宜。
3)
在加工螺纹外径时，应先加工长度为 56mm 一端的外径及端面，以减少
外圆表面（Ф12mm） 其加工长度为 38mm，表面粗糙度为 R=1.6 外圆表面（Ф16mm） 其加工长度为 12mm，表面粗糙度为 R=0.8 需要精车，查《机械制造工艺与 机床夹具课程设计指导》表 2—15 得直径余量 2z=2.0mm 六角端面 其加工长度为 4.7mm，表面粗糙度为 R=1.6 需要精车，查《机械制造工
关键词：阀螺栓 螺栓工艺卡 阀螺栓加工工艺过程卡
一、阀螺栓的分析
见图 1-1
技术要求 1、尖角倒钝。 2、调质处理 28~32HRC 图 1-1 阀螺栓 3、发蓝处理 4、材料 45。
1.零件图样分析
1）零件结构比较简单，两端均为 M20-7h 外螺纹。
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0.025 2）定位部分外圆φ22 0.085 mm 与两端螺纹外径过度处为 R1.5mm。
2.基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重面的设计之一。基面的选择正确与合理， 可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百 出。更有甚者，还会造成零件大批量的报废，使生产无法进行。 1) 粗糙基面的选择。 对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对于本零 件来说，应尽可能选择不加工表面为粗基准。按照有关粗基准的选择原则（即 当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准，若零件有若干个不加 工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准） 根据这个基准选择原则，现选取右六角表面作为粗基准。 2) 精基面的选择。 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重
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合时，应该进行尺寸换算。 3) 制定工艺路线 生产过程是指将原材料变为成品的过程，它包括原材料的准备、运输和保 存，生产的准备、毛皮制造、热处理而成为零件。零件，部件经装配成为产品。 机械的质量检查及其运行试验、调试，机械的油漆和包装等。 工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状，相互位置和性质 等，使其成为产品或半成品的过程。机械产品的工艺过程又可以分为锻造、冲 压、焊接，机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。其中与原材料变为成 品直接有关的过程，成为直接生产过程，是生产过程的主要部分。而与原材料 变为产品间接有关的过程，如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维修 等，称为辅助生产过程。 由于零件加工表面的多样性、生产设备和加工手段的加工范围的局限性， 零件精度要求及产量的不同，通常零件的加工过程是若干个顺次排列的工序组 成的。工序是加工过程的基本组成单元，每一个工序又可以分为一个若干个安 装小工位、工步或走刀。毛坯依次通过这些工序而变成零件。 工艺路线为： 工序 1：粗车Φ12，Φ16 的外圆表面，加工六角形端盖 工序 2：半精车Φ12，Φ16 的外圆表面和六角形端盖底，倒角。 工序 3：精车Φ16 的外圆表面和六角形端盖底 工序 4：加工螺纹 工序 6：终检 4) 机械加工余量 工序尺寸及毛胚尺寸的确定
套螺纹 机 5 车
0.025 三爪自定心卡盘卡φ22 ，车右端面，保总长 C620 0.085 mm（垫上铜皮）
100mm 倒角 1×45°，钻右端孔φ12.5mm 深 10mm，倒坡口 120 °，控制坡口最大直径φ16.5mm 6 7 8 热处理 发蓝处理 检验 入库 按图样要求检验各部 涂油入库
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艺与机床夹具课程设计指导》表 2—15 得直径余量 2z=2.0mm 5) 确定切削用量及基本工时 工序 1：车外圆表面 加工条件 工件材料：锻件， 加工要求：粗车Ф12mm 外圆，粗车Ф16mm 外圆，粗车六角端底面 机床：卧式车床 CA6140, 刀具：刀片材料为高速钢，成型车刀，刀杆尺寸 16×25 计算切削用量 粗车Ф12mm 外圆 用刀具 1 确定背吃刀量 a （即切深 a） 粗车的余量为 0.9mm， 一次走刀完成， 即 a=1.1mm。 确定进给量 查 《切削用量简明手册》 ： 加工材料 HT200、 工件直径 12mm、 切削深度 a=1.5mm， 则进给量为 0.3 ~ 0.4mm/r。再根据《切削用量简明手册》表 1.9，取车刀后 面最大磨损量为 0.8~1.0。焊接车刀耐用度 T=60mm。 确定切削速度 V 根据《切削用量简明手册》表 1.27 =62..7m/min =150.72r/min 按 CA6140 车 床 转 速 （ 《 机 械 制 造 工 艺 设 计 简 明 手 册 》 表 4.2 ） 选 择 与 150.72r/min 相近似的机床转速 n=160r/min，则实际切削速度 V=62.8m/min。 车螺纹 M12×1.5mm 切削速度的计算：根据《切削用量简明手册》 ，刀具寿命 T=60min,采用高 速钢铁螺纹车刀，规定车螺纹，走刀次数 i=4,螺纹 t=1.5mm ∨c=Cv／Tmaxvpfyv· kv m/min 所以车螺纹时∨c=28.8m/min 确定主轴转速： 车螺纹时：nc=1000∨c／πD=1000×28.8／π×1.2r/min=764.3v/min 按机床说明书取 n=710r/min
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切削工时：取切入长度 l1=3mm，粗车螺纹工时，t1=（l+l1）i／n·f=1.28mm 所以车螺纹总工时为 1.28min
三、夹具设计
在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差， 定 位要求较低。因此，本设计的重点应在卡紧的方便性与快速性以及实现钻孔的 分度上。下面是夹具设计过程： 定位方案夹具特点，工件以另一端面，通过轴心，用螺栓夹紧。结构简单， 制造容易。分度副间有污物时，不直接影响分度副的接触。缺点是无法补偿分 度度间的配合间隙对分度精度的影响。分度板孔中一般压入耐磨衬套，与圆柱 定位销采用 H7/g6 配合。其结构图如图 3 所示：
摘要
设计阀螺栓的机械加工工艺过程卡，填写工艺卡片，通过该课程的设计， 将所学理论与生产实践相结合，锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，在这 个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺问题，设计了机床专用夹 具这一典型的工艺装备，提高了机构设计能力，为今后的毕业设计及对自己未 来从事的工作进行了一次适当性训练，从而打下了良好的基础。本设计可以较 好的提高生产的效率，提高公司利润，可以更精确的加工零件，也方便了操作 者，有利于企业的发展和壮大。
目录
一、阀螺栓的分析.....................................................................................1 1.零件图样分析...................................................................................1 2.阀螺栓机械加工工艺过程卡.......................................................... 2 3.工艺分析...........................................................................................3 二、工艺规程设计.....................................................................................3 1.确定毛坯的制造形式...................................................................... 3 2.基面的选择.......................................................................................3 三、夹具设计.............................................................................................6 1.分度设计...........................................................................................7 2.切削力和夹紧力的计算.................................................................. 7 四、心得体会.............................................................................................8 参考文献.....................................................................................................8
因切断后端面的修整，因为在加工 120°坡口时，可以加工坡口端面。
二、工艺规程设计
1.确定毛坯的制造形式
零件材料为 45 钢，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本，保 证零件工作的可靠，采用锻造。由于该阀螺栓零件的生产纲领为中批生产，而 且零件轮廓尺寸不大，故可以采用锻件成型。锻件需经时效处理。
0.025 圆各部，保φ22 0.085 mm，长 20mm。车右端（按图样方向）M20-7h
外径 19.7mm~φ19.85mm，倒角 1×45°。车 R1.5 连接圆弧。 切 断保证总长 101mm。 4 车
0.025 C620 或 夹φ22 0.085 mm（垫上铜皮）处，套螺纹 M20-7h 两处（倒头一次）
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1.分度设计
通过分度盘来实现。拧紧螺母，并通过开口垫圈将工件夹紧。转动手柄， 可将分度盘松开。此时用捏手将定位销从定位套中拔出，使分度盘连同工件一 起回转 180°，将定位销重新插入定位套中，即实现了分度。再将手柄转回， 销 紧分度盘，即可进行加工。
2.切削力和夹紧力的计算
本工序加工是钻削可估算其夹紧力，其为螺旋夹紧机构。实际效果可以保 证可靠的卡紧。