阀体说明书

三明学院
课程设计说明书
题目：设计“阀体”零件的机械加工工艺规程（大批量生
产）
班级10机械设计与制造
学号20100624134
设计者陈学善
指导老师邓志勇
2012年12月9日
目录
机械制造基础课程设计任务书 (2)
序言 (3)
1 零件的分析 (4)
1.1零件的作用 (4)
1.2零件的工艺分析 (4)
1.3确定生产类型 (4)
1.4确定毛坯 (4)
2 工艺规程设计 (7)
2.1选择定位基准 (7)
2.2零件表面加工方法选择 (7)
2.3制定工艺路线 (7)
2.4夹具设计 (10)
3 总结 (12)
参考文献 (13)
机械制造基础课程设计任务书
设计题目：设计“阀体”零件的机械加工工艺规程
（大批量生产）
设计要求：1.未注明铸造圆角R2～3
2.材料：HT300
设计内容：1.熟悉零件图
2.绘制零件图（1张）
3.绘制毛坯图（1张）
4.编写工艺过程综合卡片(1张)
5.工序卡片（3张）
6.课程设计说明书（1份）
2012年12月4日
序言
机械制造基础课程设计是一个重要的教学环节，也是我们学完大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后所进行的一项培养我们机械设计与制造能力的重要实践活动。

这让我们在毕业设计之前对所学的课程进行一次深入的综合性的了解和总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。

课程设计的主要目的：
（1）通过课程设计使我们综合运用机械制造基础课程及相关的必修课程的知识，起到巩固、融会贯通及拓展有关机械制造方面的知识的作用，树立正确的设计思路；
（2）通过课程设计的实践，培养了学生分析和解决工程实际问题的能力，使我们掌握机械零件的设计、加工及检验的方法；
（3）提高了我们的设计和分析能力，如计算能力、绘图能力、计算机辅助设计能力等，同时，也使我们熟悉设计资料及手册的使用。

这次设计使我们能综合运用机械制造装备设计中的基本理论，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的从事工作打下了良好的基础。

1零件的分析
1.1 零件的作用
题目所给定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。

1.2 零件的工艺分析
通过对该零件的重新绘制，对零件进行分析，该零件属于类回转体零件，主体部分以中心轴为回转中心，但是在外圆上附有两个尺寸不同的凸台，二者轴线之间角度为90度，回转中心在同一径向平面上。

该工件两端的沉孔和内腔的壁精度要求高，内腔壁的精度为7级，且粗糙度要求为Ra为3.2，要求高。

零件两端的沉孔精度为11级。

该零件属于类回转体的，两个端面和内腔需要加工，各表面的加工精度和表面粗糙度能够通过机械加工获得。

首先加工两个端面，其中大端面为设计基准，内腔各尺寸以轴线和大端面为设计基准，要求较高的精度，且内腔尺寸较大，可采用镗削加工。

大端的各个孔，位置分布均匀，且大端厚度不大，便于对空的加工。

总的来说，该零件的工艺性较好。

1.3 确定生产类型
根据设计要求可知：Q=6000件/年，且零件总体尺寸适中，为轻型零件，生产类型为成批生产。

1.4 确定毛坯
（1）根据零件图要求，零件材料为HT300，形状简单，故采用铸件毛坯。

由于零件的生产类型为成批生产，故采用砂型铸件，效率高，同时保证了毛坯尺寸，便于加工。

（2）设计毛坯图
根据零件尺寸，确定外圆叫半径为3mm，内圆角半径为3mm，是圆角尺寸能保证各表面的加工余量。

确定分模位置，零件为类回转体零件，结构简单。

为便于起模，分模位置选在零件的中心周线上，分型面为过零件轴心和大凸台轴线的面。

热处理方式采用时效处理，消除毛坯内部应力，以保证加工精度。

（3）确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差
根据《机械制造技术基础课程设计》第126 页的表格内容，确定零件的公差等级CT 为13级，加工余量等级MA为H 级。

根据表4-3，根据零件尺寸和精度等级，确定铸件毛坯的单边和双边毛坯加工余量。

根据各加工表面的加工余量和零件尺寸，确定毛坯的尺寸。

对于毛坯尺寸直径小于30mm 的孔，在毛坯上应为实心。

根据《机械制造技术基础课程设计》第129 页表4.3，查得零件两端和孔为双边加工余量，而外圆上的两个凸台的高度均为单边加工余量。

根据零件尺寸，双边加工余量中，确定孔的每边加工余量为 4.5mm，两端面每边加工余量为7mm，单边加工余量中，确定大小凸台高度方向的加工余量分别为6.5mm和 4.5mm。

零件其余部分无需加工，故无加工余量.
表1-1 尺寸公差等级
根据《机械制造技术基础课程设计》P126表4.1成批和大批量生产的尺寸公差等级查得该铸造
尺寸公差等级为CT13级。

再根据上面表1查得该铸件的加工余量等级为MA-H级。

从而可以确定各表面的加工余量如表1-2所示：
1-2阀体零件毛坯<铸件>尺寸
2 工艺规程设计
2.1 选择定位基准
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证和提高，同时，生产率也得到提高。

否则，加工工艺过程中会出现很多问题，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行，并且给企业带来巨大损失。

该零件为类回转类零件，故选择外圆为粗基准。

由大端面和内腔孔轴线为设计基准，故遵循“基准重合”原则，采用大端面和内孔及端面的小孔为精基准。

2.2零件表面加工方法的选择
（1）大端面表面粗糙度要求高，尺寸较大，且为回转类，故采用车削加工，为保证精度要求，进行粗车和精车。

（2）小端面采用车削加工，外圆定位，为保证精度，进行粗车和精车。

（3）两端面的沉孔由于精度高，为10级精度，尺寸适中，故采用车削，且为精车加工。

（4）内腔各孔内腔各孔精度高，为7级精度，尺寸适中，故采用精镗加工，保证精度。

（5）凸台端面采用车床加工，同时进行车螺纹，小凸台的螺纹孔直接打孔而成。

（6）大端面孔进行钻削加工，在钻床上打孔，攻螺纹孔。

2.3制定工艺路线
加工工艺路线为有端面至内腔，按照先加工基准面级先粗后精的原则，零件的加工工艺路线确定，具体工艺路线见附加工工级过程卡
1.工序设计
工序一、二为大端面的加工和内腔的加工，工序三、四位小端面和内腔的加工，工序五、六为凸台的加工，工序七位凸台上孔的加工，工序八位大端面上孔的加工。

具体附卡的加工工艺过程卡和加工工序卡。

2确定工序内容
工序卡一上的工序为加工大端面和内腔的加工。

1.加工机床的确定
根据零件的尺寸和加工精度的要求，确定车床加工采用车床C620-1。

2.加工刀具和夹具的确定
零件材料为HT300，故选用刀具材料为YG6 刀具。

工步一YG6 90°端面车刀。

工步二YG6 镗刀。

工步三YG6 镗刀。

3.确定切削用量ａp
（1）背吃刀量
大端面由于粗加工余量为6mm，故背吃刀量ａp选择为6/2=3mm。

内孔∮60mm 粗加工余量为 4.25mm，加工一次，故背吃刀量ａp 为4.25mm。

内孔∮48mm 粗加工余量为 4.35mm，加工一次，故故背吃刀量ａp 为 4.35mm。

（2）进给量f
根据《机械制造技术基础》查得本工序中个工步进给量f。

工步一：粗车大端面进给量f=1mm/r
工步二：粗镗内孔∮60mm 进给量f=0.5mm/r
工步三：粗镗内孔∮48mm 进给量f=0.5mm/r
（3）切削速度Vc
根据《机械制造技术基础》，根据工件材料、切削深度和进给量，初步确定各工步的切削速
度。

工步一 Vc =60m/min
工步二 Vc=71m/min
工步三 Vc=71m/min
根据公式
n=1000v/πd，
计算出初定的机床转速，然后根据所选机床的各级转速，确定各个工步的机床转速。

工步一n=150r/min
工步二n=380r/min
工步三n=470r/min
根据确定的机床转速，根据公式
V=vπd/1000
再次确定各个工步的精确切削速度：
工步一 Vc=60.29m/min
工步二 Vc=71m/min
工步三 Vc=70.40m/min
4.确定工时定额
根据公式
T d=T j+T f+T b+T x+T z/500
确定工件的工时定额。

其中
Tj=L/fn
计算出基本时间，然后根据一定得比例，分别计算出Tf、Tb、Tx、Tz各个参数。

其中
Tf = （15%-20%）Tj
Tb = （2%-7%）Tj
Tx= （2%-4%）Tj
Tz= （3%-5%）Tj
根据以上公式，确定出各个工步的工时定额：
机动时间 Tj
辅助时间Tf
综上所述，各个工步的工时定额如下：
工步一 Td=86.4s
工步二 Td=20.4s
工步三 Td=20.4s
工序卡一各个主要参数确定，具体见附卡工序卡一。

其他工序卡参数确定方法相同，不再详细列出，具体数据见附卡
2.4夹具设计
本夹具是工序五使用的加工大凸台内孔、端面和小凸台内孔、端面的车床专用夹具，在C620-1车床上加工，进行精镗内孔、内槽，端面和倒角的加工。

所设计的夹具装配图和零件图如附图所示。

有关说明如下。

（1）定位方案
工件以加工过的大端面为设计基准，故采用一面两孔定位，以大端面和内腔孔、大端面上光孔为定位基准作为定位方案，其中大端面定位，消除3个自由度，以内腔孔定位消除2个自由度，以大端面上∮14光孔定位，消除1个自由度，共限制了6个自由度。

（2）加紧机构
根据零件结构和定位方案，工件在夹具通过手动加紧即可满足要求。

采用二位联动勾形压板加紧机构在零件大端径向方向加紧，两个勾形压板分别在工件大端面的直径的两端，保证加紧有效，防止在高速车削工程中工件的震动和倾覆。

两个勾形压板采用螺母拧紧，同时两个压板之间有联动加紧机构，使只需操作一个压板加紧即可同时使另一个同时加紧，保证了加紧的同步性，提高加紧效率。

手动加紧可免去夹紧力的计算。

（3）夹具与机床的连接元件
采用 C 型车床过渡盘，采用三个螺栓与夹具连接，能充分保证过渡盘与夹具的同轴度，同时采用莫氏锥度与车床主轴连接，保证精度。

（4）夹具体
工件的定位元件与加紧元件由夹具体连接起来，保证了定位精度和加紧的可靠性，实现全部功能。

（5）使用说明
安装工件时，松开勾形压板上的紧固螺母，压板上升，自动转过90度，此时放下零件，然后插入菱形定位销，保证定位，然后旋下螺母，使两个压板联动加紧。

加工完一个凸台后，松开压板，拔下菱形定位销，使工件旋过90度，再次用菱形定位销定位，压紧压板，进行另一个凸台的加工。

（6）机构特点
该夹具结构简单，操作方便，联动加紧精度高，定位准确，加紧可靠。

同时采用销定位，旋
转定位准确，精度高。

夹具结构紧凑，同时能够和机床紧凑连接，连接方便。

3 总结
通过设计，培养了我独立思考问题和解决问题的能力。

树立了正确的设计思想，掌握了零件产品设计的基本方法和步骤。

通过设计，使我能熟悉地查找和应用有关参考资料、计算图表、手册、图册和规范，熟悉有关国家标准，以完成一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基础技能训练。

同时，我还学会了许多Word的操作知识，CAD的操作能力也得到了很大的提高。

在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法，让我们更好地理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。

同时，也要感谢邓老师对我的关心和帮助。

本设计是在邓老师的亲切关怀和悉心指导下顺利完成。

他严谨的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

在学业上邓老师给予我巨大前进动力。

在此再向帮助过我的老师和同学致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

参考文献
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[7].艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册[M].北京：机械工业出版社
[8].梁国元.电子机械设计与工艺简明手册[M].西安：西安电子科技大学出版社
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