1、本科毕业论文（20 届）阀体零件的工艺工装设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本设计及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成设计时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 2015 年 6 月 5 日毕业设计任务书设计题目： 阀体零件的工艺工装设计 1课题意义及目标本设计要求在给定工艺条件及生产批量的前提下，编制零件的机械加工工艺规程，设计专用夹具（要求用 Pro/E 或 Solidworks 进行 3D 设计） 。 2主要任务（1） 绘制被加工零件的零件图 1 张 （2） 绘制被加工零件的毛坯图 1 张（3） 编制机
2、械加工工艺规程卡片 1 套 （4） 设计并绘制夹具装配图 1 套（5） 设计并绘制夹具主要零件图 1 张 （6）编写设计说明书 1 份3主要参考资料1 王先奎. 机械制造工艺学 M. 北京：机械工业出版社 2 肖继德. 机床夹具设计 M. 北京：机械工业出版社 3 李益明. 机械制造工艺设计简明手册 M. 北京：机械工业出版社 4 孟宪栋. 机床夹具图册 M. 北京：机械工业出版社5 艾 兴. 切削用量手册 M. 北京：机械工业出版社4. 进度安排审核人： 年 月 日设计各阶段名称 起 止 日 期1 发放毕业设计题目及选题 201410.312014.11.142 毕业设计开题 201411.
3、152015.3.183 分析被加工零件并绘制零件图 2015. 3.192015.3.244 画毛配图，工艺设计，填写工艺文件 20153.252015.4.105 夹具设计，话夹具零件图及夹具装配图 20154.112015.5.116 撰写设计说明书 20155.122015.6.47 审阅，评定，进行答辩 20156.52015.6.18I阀体零件的工艺工装设计摘 要：在制造业中，机械制造尤为重要，大批生产的产品越来越多，工艺工装的设计对生产而言越来越重要。它与产品的质量、生产效率及成本息息相关。随着不规则零件的广泛应用，工艺设计显得尤为重要。本设计通过对阀体零件的结构特点和加工要求，
4、制定了一套较合理的工艺工装设计。本设计的被加工零件材料为灰铸铁，生产纲领为大批生产。由设计题目可知，设计分两大部分一是工艺设计，二是工装设计。在工艺设计中，主要对毛坯尺寸、各表面加工方法、工艺安排、刀具及刀具材料、工序内容和工序安排进行设计。在工装设计中，通过对被加工零件的分析，主要对定位位原件、加紧机构、夹具体及连接原件的选择进行分析设计。最后对零件与夹具进行了三维实体建模，更直观的展示出零件加工中的定位与夹紧。关键词：阀体零件 灰铸铁 工艺设计 工装设计Technical Design for Valve Body PartsAbstract：Machinery manufacturing
5、 is particularly important in the manufacturing, a large number of production become more and more and technology design for the production become more and more important. It is closely related to the quality, production efficiency and the cost of product. With the wide application of irregular part
6、s, process design is particularly important.This design through the structural characteristics and processing requirements set a set of more reasonable process design. The material of this design is gray cast iron, and the production program is mass production. According to the title ,it includes tw
7、o parts . One is the design of the technology, the other is the design of tooling. In the process design, the main task is to design the blank size, the surface processing method, process arrangement, cutting tools and cutting tool material,working procedure and working procedure arrangement. In the
8、 design of tooling, via the analysis of the parts to design and analysis the positioning bits, the selection of the mechanism, the concrete and the connection of the original.At last, the 3D solid modeling of the parts and fixtures is carried out, and the positioning and clamping of the parts are di
9、splayed more intuitively.Keywords: Body parts Gray iron Process design Design of toolingII目 录1 绪论 .12.零件的工艺性分析 .13. 确定毛坯尺寸、 设计毛坯图 .33.1 选择毛坯 .33.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 .33.3 设计毛坯图 .44. 选择加工方法 拟定工艺路线 .54.1.1 工序基准 .54.1.2 定位基准 .54.2 确定各表面加工方法 .54.3 拟定工艺路线 .64.3.1 方案一 .64.3.2 方案二 .75. 工序设计 .95.1 工序的选择 .95.
10、2 工序内容的确定 .96. 钻 4x14 孔工序专用夹具设计 .336.1 明确任务要求 .336.2 确定夹具结构方案 .336.2.1 定位方案的确定 .336.2.2 设计定位原件 .346.2.3 设计夹具体 .356.2.4 绘制夹具总图 .35总 结 .36参考文献 .37致 谢 .3811 绪论经济的支柱产业，是国家创造力、竞争力和综合国力的重要体现。机械制造工艺是应先进的工业和科学技术发展的需求发展起来的。现代工业科学技术的发展又为机械制造业很好的提供了近一步发展的技术支持，形成良性循环，如新材料的使用、计算机技术、微电子技术、控制理论技术、信息处理技术、测试技术、人工智能理
11、论与技术的发展与应用都促进了制作工艺技术的发展。现代机械制造中较多的采用了数控机床、机器人、柔性制造的单元和系统等高技术的集成，来满足产品个性化和多样化的要求。现在国内将众多学者将目光放在特种加工，但是由于特种加工的物理微观过程极其复杂，很难用简单的解析式表达出来，虽然学者采用很多理论对不同的特种加工技术进行了深入研究，也取得了卓越的理论成就，却离实际应用有一定的差距。因此目前的研究手段，依然采用传统的加工机理通过实验统计的方式来了解特种加工的工艺规律。工件在工艺规程确定之后，按工艺规程所定的顺序进行加工。加工除了需机床、刀具、量具外，大批生产时还需专用的机床夹具。夹具是机床与被加工工件间的连
12、接装置，是工件对于机床或刀具获得正确位置的保障。夹具的好坏会直接影响到工件加工表面位置精度与生产率；近几年，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新型加工技术的广泛应用，对机床夹具也提了新的要求：要能装夹一组具有相似特征的工件、能适用于精密加工的高精度机床和各种现代化的制造技术的新型机床以及采用以液压站等为动力的高效夹紧装置。综合运用机械设计制造及其自动化专业的专业知识，分析和解决实际工程问题，以及设计机床夹具的能力。通过设计过程，熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。也作为我们未来从事机械制造技术工作的一次重要的基本训练。本课题的的设计重点是明白机械加工工艺规程和工艺装备设
13、计，其中机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性，成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。学习研究机械加工工艺规程的意义与作用及相关工装夹具的设计。2.零件的工艺性分析2通过对零件图的重新绘制，该零件为类回转体零件，其主体部分以中心轴为回转中心，一端直径为 160mm 宽度的 16mm 的底座，在外圆上有两个尺寸不同的圆柱凸台，两者轴线之间的角度为 90 度，回转中心处在同一径向平面上。大凸台中心处是一个直径为 48mm 的螺纹孔，小凸台中心上是直径为 18mm 的螺纹孔。该零件两端的沉孔精度要求不高可由粗加工完成，内腔的壁经度要求较高，内腔壁的精度为 7 级表
14、面粗糙度为 Ra3.2，此外大端面一端的直径为 60mm 的内孔，表面粗糙度为Ra6.3，两端的沉孔精度为 11 级，表面粗糙度为 Ra6.3。属于类回转体的两端面及内腔，其各表面的加工精度，及表面粗糙度可通过机械加工获得。首先加工两个端面，其中大端面为设计基准。内腔各尺寸以大端面及轴线为设计基准。其精度要求较高，尺寸较大的内腔可采用镗削加工。大端面的各个孔，位置分布均匀，且厚度不大，便于对空的加工。两个凸台的端面及尺寸大的凸台的内螺纹，可通过车床加工获得，尺寸较小的凸台的螺纹可在打孔时值直接获得。总体来说此零件的工艺性较好。33. 确定毛坯尺寸、 设计毛坯图3.1 选择毛坯所选的毛坯应满足力
15、学的性能要求，相同的材料在不同的加工方法下，其力学性能也不相同。还应考虑零件的结构和形状尺寸，除此之外还应考虑生产的纲领和批量及现场条件和发展。根据零件图的要求，此零件采用的材料为灰铸铁，形状简单，故采用铸件毛坯。由于零件的生产类型为大批生产根据参考文献3表 2.2-6 可知采用砂型铸件，不但生产效率高，同时保证了毛坯的尺寸，便于加工。3.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差根据3表 2.2-2 确定所选公差等级为 CT13。根据参考文献3表 2.2-6 得机械加工余量等级为 G。根据表 2.2-5 查出要求的机械加工余量，再根据表 2.2-1 查出铸件尺寸公差。从而确定出铸件的单边余量及双边
16、余量。根据各加工表面精度及零件尺寸确定毛坯的尺寸，在毛坯中，大端面上的各孔孔及小凸台的螺纹孔为实心。由公式R= F+RMA+CT/2(单边余量)R= F+2RMA+CT/2（双边外尺寸余量）R= F-2RMA-CT/2（双边内尺寸余量）式中 R 为毛坯基本尺寸 F 为加工零件尺寸 RMA 为要求的机械加工余量 可计算出毛坯尺寸其中 M48 的螺纹孔计算结果为 36.24mm 考虑到零件图的具体形状，取尺寸值为36mm。毛坯各尺寸见下表：零件尺寸（ mm）要求的机械加工余量（mm）铸件尺寸公差（mm）毛坯尺寸（mm）233.5 2.8 11 244.660 2.8 8 50.4448H7 2.8
17、 8 38.454H7 2.8 8 44.4M48x2 2.8 8 36M60x2 2.8 8 48.2468 2.8 9 75.355 2.8 8 61.8M18 2.8 014 2.8 0M8 2.8 03.3 设计毛坯图根据零件尺寸确定外圆角半径为 3mm，内圆角半径为 3mm，是圆角尺寸能够保证个表面的加工余量。确定分模位置 零件为类回转体零件，结构简单。为方便起模，分模位置应选在零件中心轴线上，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。54. 选择加工方法 拟定工艺路线4.1 基准的选择4.1.1 工序基准选择工序基准时首先要考虑应
18、与设计基准重合，其次在不能保证与设计基准重合时，也要保证零件设计尺寸的技术要求。最后所选的工序基准最好能够用于定位，即为定位基准，这样能够便于工序尺寸的检验。4.1.2 定位基准选择粗基准时，应保证相互位置的要求，保证被加工表面的加工余量分配合理，便于工件装夹。考虑到该零件为类回转体零件，故选择外圆作为粗基准。选择精基准时，尽量符合基准重合，统一基准原则、互为基准原则及自为基准原则，对于该零件而言，选择大端面及中心轴线为精基准符合基准重合及统一基准原则，此外还应选择内腔内孔及大端面上各孔为基准，符合互为基准原则。4.2 确定各表面加工方法根据零件上对加工表面精度及表面粗糙度的要求，及参考文献1表 2-4、2-5、2-6 确定各表面的加工方法。（1）大端面表面粗糙度为 6.3，尺寸较大，且为回转类，应选择车削加工，为保证表面粗糙度的要求，应进行粗车和精车两次加工。（2）小端面粗糙度与大端面相同，尺寸适中，同为回转类，应选车削加工，为保证表面粗糙的要求进行粗车和精车。（3）两端沉孔精度为 11 级，尺寸适中，便面粗糙度要求为 Ra=6.3，可采用粗车完成加工。（4）内腔孔精度较高为 7 级，其中 60 的孔表面粗糙度为 Ra6.3，应采用粗镗
