阀体零件工艺及夹具设计

目录前言 (2)1. 阀体的工艺性分析 (3)1. 1零件结构功用分析 (4)1. 2形体分析 (4)1. 3 技术要求分析 (5)2. 零件的工艺设计 (5)2.1零件生产纲领确定 (6)2.2毛坯的结构确定 (6)2.2.1毛坯的结构工艺要求 (6)2.2.2毛坯类型 (7)2.2.3毛坯余量确定 (7)2.2.4毛坯－零件合图草图 (7)2.3工艺设计原则 (8)2.3.1 加工方法的选择 (8)2.3.2 加工阶段的划分 (8)2.3.2 工序的合理组合 (9)3.制定工艺路线 (10)3.1 工艺路线方案 (10)3.2设备及其工艺装备确定 (11)3.3 主要工序切削用量及工时计算 (11)5. 夹具设计 (16)5.1 车床夹具的主要类型 (16)5.3 4×φ4的孔夹具 (17)5.4 镗φ20孔夹具 (18)5.5 夹具精度分析 (22)总结 (23)参考资料 (24)前言机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段。

机械制造技术基础是以机械制造中的工艺问题为研究对象，实践性较强的一门学科，通过毕业设计，使我在下述各方面得到了锻炼：⒈能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量。

⒉提高结构设计能力。

通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。

3.培养了一定的创新能力。

本毕业设计是研究阀体的加工工艺和夹具设计。

首先通过对零件图的分析，了解工件的结构形式，明确了具体的技术要求，从而对工件各组成表面选择合适的加工方法。

再拟订较为合理的工艺规程，充分体现质量、生产率和经济性的统一。

夹具除了夹紧、固定被加工零件外，还要求保证加工零件的位置精度、提高加工生产率。

由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢!制定阀体的加工工艺并设计夹具1. 阀体的工艺性分析机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。

题目所给的零件是容积式压缩机的阀体，它是将阀内介质压缩，一端连接压缩活塞，一端与输出口螺纹连接，通过阀体内的活塞的往复运动，压缩介质，产生压缩作用。

图1为该阀体零件的三维视图以及图2为二维CAD图。

图1阀体零件三维图图2 阀体零件二维图1. 1零件结构功用分析题目所给的零件是常见零件的一种——阀体零件，它的应用范围很广。

由于它们功用的不同，该类零件的结构和尺寸有着很大的差异，但结构上仍有共同特点：零件的主要表面为精度要求较高的孔及其平面，零件由内孔、外圆、端面等表面构成。

阀体的材料是铝合金ZL102，其特点如下：抗拉强度σb (MPa)：≥145伸长率δ5 (%)：≥4硬度(HB)：≥50(5/250/30)铸造方法：砂型铸造加变质处理、金属型铸造加变质处理、熔模铸造(F态.SB.JB.RB.KB)铝合金ZL102不可热处理强化，该合金的铸造性能优良,无热裂及疏松倾向，气密性较高。

其密度小，耐蚀性好，可在受大气.海水腐蚀的环境中使用，可承受工业气氛的环境中浓硝酸.过氧化氢等的腐蚀作用；焊接性能也好。

但该合金的力学性能低，耐热性和切削加工性差。

1. 2形体分析此零件是阀体，从零件图上看，阀体左端通过螺柱和螺母与阀盖连接，形成阀容纳阀芯的φ23空腔，左端的2Xφ6圆柱形槽螺柱和螺母与φ20空腔相配合；阀体空腔右侧φ25圆柱形槽，用来放置阀门关闭时不泄露流体的密封圈；阀体右端有用于连接系统中管道的外螺纹M6×2，内部阶梯孔φ24 、φ28与空腔相通；在阀体下部的φ20圆柱体中，有φ20、φ24、φ25.2的阶梯孔与空腔相通，在阶梯孔内容纳阀杆、填料压紧套。

从尺寸上分析，阀体的结构形状比较复杂，标注尺寸很多，这里仅分析其中主要尺寸，其余尺寸读者自行分析。

以阀体水平轴线为径向（高度方向）尺寸基准，注出水平方向的径向直径尺寸φ23、φ24、φ28和M6×2等。

同时还要注出水平轴线到底端的高度尺寸为101.5，,31.3和16.3。

以阀体垂直孔的轴线为长度方向尺寸基准，注出铅垂方向的径向直径尺寸φ20、φ24、φ25.2等。

同时还要注出铅垂孔轴线与左端面的距离34。

1. 3 技术要求分析尺寸精度：阀体的尺寸精度中Φ23的精度为IT5，Φ24的精度为IT6，Φ28的精度为IT11。

Φ20的公差是0.033，精度为IT5，Φ24公差是0.2，精度为IT11，Φ20公差是0.033，精度为IT5，垂直中心线上密封圈安装尺寸2的公差是0.2，精度为IT12，法兰上螺栓孔的直径尺寸的公差是0.1，精度为IT11。

以上对尺寸精度我们重点考虑精度为IT5和IT6的，即Φ20、Φ23和Φ24孔的尺寸精度。

位置精度:指零件的各表面之间相互位置精度。

左端面与垂直中心线尺寸34的公差是0.1，精度为IT11，水平中心线与下底端面距离尺寸80的公差是0.3，精度为IT12。

垂直方向上安装密封圈的位置距下底端面尺寸4.8的公差是0.2，精度为IT11，Φ24孔深距下底端面的距离尺寸46的公差是0.1，精度为IT11，耳座水平方向距离尺寸38的公差是0.1，精度为IT11，耳座垂直方向距离尺寸33的公差是0.1，精度为IT11。

在设计时，Φ23和Φ24的同轴度应达到设计要求。

四个螺纹孔对水平轴线的位置度也应达到设计要求。

表面粗糙度：零件的各表面的粗糙度应达到设计要求的粗糙度Ra值。

其中Φ20孔对表面粗糙度要求最高，在设计时，重点考虑Φ20孔的表面粗糙度。

热处理性能：作为零件的使用要求，其材料性能是很重要，对加工切削也有很大影响。

本次零件材料为ZL102，对温度要求比较高，不不可热处理强化。

2. 零件的工艺设计在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，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，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。

因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。

对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。

虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。

因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。

2.1零件生产纲领确定N零=Q*n(1+α+β)式中：N零：零件的生产纲领Q：产品的生产纲领；n:每一产品中包含该零件的数量α：产品的备品率β：零件的平均废品率本次任务中，该零件年产5000 件；设其备用率为10%，机械加工废品率为1%，则该零件的生产纲领为N零=Q*n(1+α+β)=5000*1*(1+10%+1%)=6000件由此确定该零件的生产类型是大批量生产。

2.2毛坯的结构确定2.2.1毛坯的结构工艺要求阀体零件为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：①铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。

②铸造圆角要适当，不得有尖角。

③铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。

④加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。

⑤铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。

毛坯形状、尺寸确定的要求:设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：①各加工面的几何形状应尽量简单。

②工艺基准以设计基准相一致。

③便于装夹、加工和检查。

④结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。

在确定毛坯时，要考虑经济性。

虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。

因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。

在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。

2.2.2毛坯类型本次设计考虑到阀体零件工作时的作用，要求材料要有很高的强度，并且该零件结构较为复杂，选用的铸造毛坯材料为ZL102。

2.2.3毛坯余量确定由书机械加工工艺设计资料表1.2-10查得毛坯端面加工余量为2mm孔加工余量为３.５mm，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为 1.4.2.2.4毛坯－零件合图草图2.3工艺设计原则基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

粗加工时，加工精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大，因此，选择粗加工切削用量时，要尽量保证较高的单位时间金属切除量（金属切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度V、进给量F和切削深度醦）中，提高任何一项，都能提高金属切削率。

但是对刀具耐用度影响最大的是切削速度，其次是进给量，切削深度影响最小。

所以，粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的切削深度醦，其次选择一个较大的进给量F，最后确定一个合适的切削速度V。

精加工时加工精度和表面质量要求比较高，加工余量要求小而均匀。

因此，选取精加工切削用量时应着重考虑，如何保证加工质量，并在此前提下尽量提高生产率。

所以，在精加工时，应选用较小的切削深度醦和进给量F，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工质量和表面质量。

2.3.1 加工方法的选择①所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度要求相适应。

②所选加工方法能确保加工面的几何形状精度，表面相互位置精度要求。

③所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。

④加工方法要与生产类型相适应。

⑤所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应。

2.3.2 加工阶段的划分按照加工性质和作用的不同，工艺过程一般可划分为三个加工阶段：①粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。

粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。

一般粗加工的公差等级为12~11IT IT ，粗糙度为um Ra 100~80。