阀体零件的工艺研究与工装设计本科生毕业论文.docx

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1、本科生毕业论文阀体零件的工艺研究与工装设计摘要：分析阀体零件的零件工艺分析，确定其生产类型，然后确定毛坯的种类与制造方法，设计其机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出阀体零件图、毛坯图、夹具装配图和夹具零件图，填写机械加工工艺过程卡片及机械加工工序卡片，编制毕业设计说明书。了解阀体零件的结构以及所要加工的工序，根据其加工特点和生产类型来确定零件的定位方式，设计其夹紧装置。本设计题目是加工阀体的工艺过程，因此应根据其加工精度与表面粗糙度选择可行的、合理的夹具。该零件的夹具设计应具有工作可靠、效率高的特点，在操作方面，操作安全、省力、夹紧迅速，便于制造和维修。关键词：阀体;夹具：工艺Technolo

2、gyresearchandequipmentdesignofbodypartsAbstractJtheanalysisvalvechestcomponentscraftanalysis,determineditsproductiontype,thenthedeterminationmaterialstypeandthemanufacturemethod,designitsmachine-finishingtechnologicalprocessandthecraftequipment,anddrawsupthevalvechestdetaildrawing,thematerialschart,

3、thejigassemblydrawingandthejigdetaildrawing,thefillinginmachine-finishingtechnologicalprocesscardandthemachine-finishingworkingprocedurecard,theestablishmentcurriculumdesignstheinstructionbooklet.Understoodthevalvechestcomponentsthestructureaswellasmustprocesstheworkingprocedure,accordingtoitsproces

4、singcharacteristicandtheproductiontypedeteninedthecomponentsthelocatemode,designsdesigntopicprocessesfouraperturesamethreadedholes,thereforeshouldactaccordingtoitsprocessingprecisionandthesurfaceroughnesschoicefeasible,thereasonableComponentsjigdesignshouldhavetheworkreliably,theefficiencyhighcharac

5、teristic,intheoperationaspect,theoperationalsafety,reduceseffort,theclampisrapid,andadvantageousforthemanufactureandtheservice.Keywords：valvebody,fixture,craft目录第一章绪论51.1 概述51.2 国内外现状研究51.3 主要研究内容、设计思想及工作方法或工作流程71.4 选题的意义8第二章阀体的工艺分析及生产类型的确定92.1 阀体的作用92.2 阀体的技术要求92.3 阀体的工艺分析102.3.1 小批量工艺分析102.3.2 大批量

6、工艺分析11第三章确定毛坯和绘制毛坯图133.1 选择毛坯种类133.2 毛坯形状的确定133.3 毛坯尺寸的确定14第四章拟定阀体工艺路线154.1 定位基准选择154.2 表面加工方法确定154.3 加工阶段划分164.4 工序的集中和分散174.5 工序顺序安排174.6 确定阀体工艺路线18第五章工艺装备的选择215.1 机床的选择215.2 刀具的选择225.3 量具的选用22第六章加工余量和工序尺寸的确定236.1 确定加工余量的目的236.2 工序余量的选用原则236.3 阀体零件的加工余量23第七章切削用量和切削时间的计算257.1 铳上下端面257.1.1 粗铳下端面257.

7、1.2 精铳下端面267.2 铳前后端面277.2.1 选择机床277.3 辅助时间%的计算277.4 像孔028H7、姆5错误!未定义书签。7.5 锋孔。22H8,2H8297.6 钻4xM6螺纹孔307.6.1 钻孔307.6.2 攻螺纹317.7 钻2M8螺纹孔32第八章阀体零件的专用夹具设计348.1 基本技术要求348.2 设计主旨348.3 专用夹具348.3.1 车床夹具的主要类型348.3.2 车床夹具的设计特点358.3.3 阀体零件的车床夹具专用设计378.4 夹具的设计步骤378.4.1 夹具类型的选择388.4.2 定位方案的确定388.5 车床夹具的误差分析40总结4

8、1致谢42参考文献43第一章绪论1.1 概述阀体属于箱体类零件，就制造而言，这类零件的特点是：结构较复杂，所需加工机床种类较多，随着生产纲领和生产条件的不同，其制造工艺和相应的工装也差别较大。可以说，针对不同生产纲领和生产条件，能否制订出箱体类零件合理的工艺、设计出合适的工装，是判定是否是合格的制造过程工程师的必须条件之一。1.2 国内外现状研究近年来，机械制造工艺有着飞速的发展。比如，应用人工智能选择零件的工艺规程。因为特种加工的微观物理过程非常复杂，往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域，其加工机理的理论研究极其困难,通常很难用简单的解析式来表达。近年来，虽然各国学者采用各种理

9、论对不同的特种加工技术进行了深入的研究，并取得了卓越的理论成就，但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的加工精度和表面质量与加工条件参数间都有其规律。因此，目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方法来了解特种加工的工艺规律，以便实际应用，但还缺乏系统性。受其限制，目前特种加工的工艺参数只能凭经验选取，还难以实现最优化和自动化，例如，电火花成形电极的沉入式加工工艺,它在占电火花成形机床总数95%以上的非数控电火花成形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。虽然已有学者对其CAD.CAPP和CAM原理开展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工艺数据的缺乏，仍未

10、有成熟的商品化的CAD/CAM系统问世。通常只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟发展，人们开始尝试利用这一技术来建立加工效果和加工条件之间的定量化的精度、效率、经济性等实验模型，并得到了初步的成果。因此，通过实验建模，将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来，建立描述特种加工工艺规律的可扩展性开放系统的条件已经成熟。并为进一步开展特种加工加工工艺过程的计算机模拟，应用人工智能选择零件的工艺规程和虚拟加工奠定基础。同时，在机械加工过程中，夹具占有非常重要的地位，它可靠地保证了工件的加工精度，提高了加工

11、效率，减轻了劳动的强度，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。（一）高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m,夹具支承面的垂直度达到0.01mm300mm,平行度高达0.0Imrn/50Omm。德国demmeler（戴美乐）公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为0.03mm;精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内；夹具重复安装的定位精度高达5m;瑞士ERoWA柔性夹具的重复定位精度高达25m机床夹具的精度己提高到

12、微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。（二）高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用12秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国JergenS（杰金斯）公司的球锁装夹系统，1分钟内就

13、能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。（三）模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与

14、华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国demmeler（戴美乐）公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。1.3 主要研究内容、设计思想

15、及工作方法或工作流程本次毕业设计的研究内容是阀体零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计，包括以下内容小批量生产的工艺：零件图分析，该零件为阀体类零件。其主要加要素为面和孔加工要求较高，各表面的精度要求和表面粗糙度要求可以通过机械加工的方法来获得。初步确定平面采用铳床加工，孔采用镇床加工，螺纹孔采用钻床，攻丝的方法加工。阀体的材料为灰铸铁，为了改善灰铸铁的加工工艺性，可在进行机械加工前，进行退火处理，用以改善灰铸铁的切削性能。大批量生产的工艺：由零件图可知零件材料为HT250,生产批量为大批大量,零件结构一般复杂，所以选择金属型浇铸，因为生产率很高，所以可以免去多次造型，工件尺寸较小，单边余量不大，需要结构细密，能承受较大的压力，所以选择铸件做毛坯。工作计划：确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1）阀体筌件图的绘制2）零件工艺性分析、确定生产类型3）零件毛坯的确定及毛坯图的绘制4）选择加工方法、制定工艺路线及工艺卡片5）确定加工切削用量及时间6）制定夹具的定位方案、夹紧方案7）计算夹具的夹紧力、定位误差8）绘制夹具零件的装配图及夹具零件图研究思想及方法。研究思想及方法：通过对该零件的重新绘制，对零件进行分析，该零件属于类对称形式零件，主体部分以中心线为对称中心，该工件两端的沉孔和内腔的壁精