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湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院
課 程 設(shè) 計
題 目 閥體零件機械加工工藝課程設(shè)計
系 機電工程系
專 業(yè) 機械制造及自動化
學生姓名 班級 機制073
指導教師 職稱(務(wù)) 教授
完成日期 2009 年 10 月 9 日
湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院 閥體加工工藝課程設(shè)計
課 程 設(shè) 計 評 閱 書
機械制造及自動化 專業(yè) 機制073 班學生 的課程設(shè)計《 閥體零件加工工藝設(shè)計 》業(yè)已完成，組成文件如下：
1、說明書一本：共 25 頁
2、工藝文件： 共 7 份 11 頁
3、圖 紙： 共 2 張
其 中： 3#圖紙 張
4#圖紙 張
4、其 它：
指導教師評語：
評定成績：
指導教師簽字：
年 月 日
機械加工工藝課程設(shè)計任務(wù)書
機電工程系
一、設(shè)計課題名稱 閥體零件加工工藝設(shè)計
二、指導教師
朱鵬超
三、設(shè)計要求
1、 保證零件加工質(zhì)量。
2、 適合一般現(xiàn)場條件，能顯著提高生產(chǎn)效率。
3、 降低生產(chǎn)成本，適應(yīng)性強。
4、 工藝合理，工藝資料齊全，說服力強。
四、設(shè)計依據(jù)
詳見零件圖
五、參考資料
1、 機械制造工藝學
2、 機械制造工藝設(shè)計手冊
3、 切削用量手冊
4、 公差配合與技術(shù)測量
六、設(shè)計內(nèi)容及工作量
(一)設(shè)計內(nèi)容
1、 根據(jù)零件圖確定加工余量。
2、 進行加工方案設(shè)計與比較。
3、 機械制造工藝設(shè)計。
4、 編寫設(shè)計說明書。
(二)工作量
1、 零件圖1張；
2、 工藝卡片一套；
3、 設(shè)計說明書1份
（設(shè)計內(nèi)容與要求說明、設(shè)計指導思想、零件圖樣分析、毛坯設(shè)計、加工方案分析比較確定、機械制造工藝設(shè)計、設(shè)計說明、結(jié)束語等）
(三)設(shè)計進度
序 號
設(shè) 計 內(nèi) 容
設(shè)計時間(天)
1
設(shè)計調(diào)研、收集資料
1
2
繪制零件圖
1
3
工藝方案設(shè)計
3
4
工藝設(shè)計
4
5
整理設(shè)計說明書
1
合 計
10
七、說明書的格式和裝訂順序要求
1.課程設(shè)計封面（統(tǒng)一格式）
2.課程設(shè)計評閱書（統(tǒng)一格式）
3.課程設(shè)計任務(wù)書（指導教師下發(fā)）
4.目錄
5.課程設(shè)計說明書正文
6.參考文獻
7.結(jié)束語
8.附錄:
順序號
附頁名稱
附頁張數(shù)
1
機械加工工藝過程卡片
2
2
機械加工工序卡片
9
3
毛坯圖
1
4
零件圖
1
注:說明書用A4紙打印，課程設(shè)計正文字數(shù)不少于10000字（含空格）。
八、課程設(shè)計課題審批表
審批具體意見
審查部門負責人意見
專業(yè)負責人
時 間 年 月 日
學術(shù)負責人
時 間 年 月 日
目錄
前言…………………………………………………………………………… 1
第1章 課程設(shè)計任務(wù)概述………………………………………………… 2
第2章 零件圖樣分析……………………………………………………… 3
2.1 零件的功用、材料和性能………………………………………… 3
2.2 形體分析…………………………………………………………… 3
2.3 技術(shù)要求分析……………………………………………………… 4
2.4 零件的工藝性分析………………………………………………… 5
第3章 毛坯設(shè)計…………………………………………………………… 7
3.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)…………………………………………………………… 7
3.2 毛坯制造方法……………………………………………………… 7
3.3 毛坯尺寸確定……………………………………………………… 8
3.4 毛坯簡圖…………………………………………………………… 8
第4章 零件加工工藝方案的擬定……………………………………………9
4.1 加工順序的安排……………………………………………………9
4.2 各加工表面加工階段的劃分………………………………………11
4.3 安排加工工藝路線…………………………………………………12
4．4 工藝方案的比較與優(yōu)先………………………………………… 13
第5章 工序設(shè)計…………………………………………………………… 14
5.1 定位基準的選擇……………………………………………………14
5.2 加工設(shè)備的選擇……………………………………………………16
5.3 刀具的選擇…………………………………………………………20
5.4 切削用量的選擇……………………………………………………20
5.5 量具的選擇…………………………………………………………22
5.6 夾具的選擇…………………………………………………………22
5.7 時間定額計算………………………………………………………22
參考文獻……………………………………………………………………… 24
結(jié)束語………………………………………………………………………… 25
前 言
這次課程設(shè)計是機械制造與自動化的一個十分重要的學習環(huán)節(jié)，是對入學以來所學的機械方面的知識進行了一次全面的檢查、鞏固和提高。這次課程設(shè)計是應(yīng)用所學基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識與技能去分析和解決生產(chǎn)實際問題的一次綜合訓練。把所學的知識能夠綜合運用到實際零件的加工中。通過本次設(shè)計使我鞏固了已學的知識，加深了印象，使自己能夠運用所學的機械加工知識解決一些具體的問題。
此次課程設(shè)計涉及的知識面有金屬切削原理、加工工藝、數(shù)值計算、刀具的性能、測量技術(shù)、金屬切削機床、CAD制圖外還涉及到毛坯、金屬材料、公差配合及加工設(shè)備等多方面的知識。
通過這次課程設(shè)計我發(fā)現(xiàn)了自己還有許多知識還沒有掌握牢固。但更多的是通過這次設(shè)計使我提高、鞏固、擴大了自己所學到的理論知識與技能，提高自己設(shè)計計算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力‘學會正確使用技術(shù)資料、標準、手冊等工具書’并在這次設(shè)計中培養(yǎng)了我對機械設(shè)計的獨立工作能力、初步樹立了正確的實際思想，掌握了一定的機械加工設(shè)計方法步驟和思路為以后的學習和設(shè)計工作打下了良好的基礎(chǔ)。同時，也使我體會到了老師平時對我們的諄諄教導、用心良苦。
由于本人水平有限，設(shè)計還有許多不足之處，希望朱老師給予批評和指正！
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湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院 閥體加工工藝課程設(shè)計
第1章 課程設(shè)計任務(wù)概述
1. 課程設(shè)計的目的
1、培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，綜合運用本課程及先修課程的理論知識，結(jié)合生產(chǎn)實際知識，訓練分析和解決一般工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計的知識；
2、通過對油泵蓋加工方案，合理選擇加工機床，正確分析零件尺寸的能力、確定尺寸、選擇材料，叫全面的考慮加工工藝、使用和維護等要求等，學習機械設(shè)計的一般方法，掌握通用零件、簡單機械設(shè)計的設(shè)計原理和過程，培養(yǎng)學生初步設(shè)計的能力；
3、進一步訓練學生計算、繪圖、熟悉和運用設(shè)計資料以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)、進行經(jīng)驗估算和處理數(shù)據(jù)的能力。
2. 課程設(shè)計的任務(wù)
設(shè)計通常選擇一般用途的較簡單機械為題目，設(shè)計的內(nèi)容包括“零件圖樣分析、毛坯設(shè)計及毛坯圖、工藝設(shè)備的選擇、工藝路線設(shè)計與比較、工序設(shè)計、工序加工程序編制、編寫設(shè)計說明書等。
3 課程設(shè)計的要求
在加工時，保證零件加工質(zhì)量；適合一般現(xiàn)場條件，能顯著提高生產(chǎn)效率；降低生產(chǎn)成本，適應(yīng)強；工藝合理，工藝資料齊全，說服力強。
4 課程設(shè)計的效果
通過這次設(shè)計，使我們利用所學知識，解決基本問題，熟悉以前舊知識，應(yīng)運現(xiàn)在新知識，解決實際問題，在原來的基礎(chǔ)上，在上一步新臺階。
5 課程設(shè)計的原則
我認為設(shè)計的原則是從準備資料到說明書的結(jié)束，應(yīng)盡量提高生產(chǎn)效率的前提下，降低成本，保證加工質(zhì)量，穩(wěn)定可靠，提高經(jīng)濟效益。
第2章 零件圖樣分析
2.1 零件的功用、材料和性能
該閥體是一個管道控制閥，通過一處外螺紋，一處帶螺紋孔的方形壁與其他物體連接。頂部內(nèi)螺紋是用來安裝控制閥門，利用閥門來控制液體的開關(guān)以及流量的大小。
閥體的材料是灰鑄鐵HT350，其抗拉強度大于350MPa。
灰鑄鐵有很多優(yōu)良性能：
第一，鑄造性能好，灰鑄鐵熔點低、流動性好。
第二，減振性好，石墨割裂了基體，阻止了振動的傳播，并將振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏А?
第三，切削加工性能好，片狀石墨割裂了基體，使切削容易脆斷，且石墨有減振的作用，減少了刀具的磨損。
第四，缺口敏感性低。
2.2 形體分析
此零件是閥體，從零件圖上看，閥體左端通過螺柱和螺母與閥蓋連接，形成球閥容納閥芯的φ43空腔，左端的φ50H11圓柱形槽與閥蓋的圓柱形凸緣相配合；閥體空腔右側(cè)φ35H11圓柱形槽，用來放置球閥關(guān)閉時不泄露流體的密封圈；閥體右端有用于連接系統(tǒng)中管道的外螺紋M36×2，內(nèi)部階梯孔φ28.5 、φ20與空腔相通；在閥體上部的φ36圓柱體中，有φ26、 φ22、φ18的階梯孔與空腔相通，在階梯孔內(nèi)容納閥桿、填料壓緊套；階梯孔頂端90°扇形限位凸塊，用來控制扳手和閥桿的旋轉(zhuǎn)角度。
從尺寸上分析，閥體的結(jié)構(gòu)形狀比較復雜，標注尺寸很多，這里僅分析其中主要尺寸，其余尺寸讀者自行分析。
以閥體水平軸線為徑向（高度方向）尺寸基準，注出水平方向的徑向直徑尺寸φ50、 φ35、φ20和M36×2等。同時還要注出水平軸線到頂端的高度尺寸56。
以閥體垂直孔的軸線為長度方向尺寸基準，注出鉛垂方向的徑向直徑尺寸φ36、M24×1.5、 φ22H11、 φ18H11等。同時還要注出鉛垂孔軸線與左端面的距離21。
以閥體前后對稱面為寬度方向尺寸基準，注出閥體的圓柱體外形尺寸φ55、左端面方形凸緣外形尺寸75×75，以及四個螺孔的定位尺寸φ70。同時還要注出扇形限位塊的角度定位尺寸45°±30'。
2.3 技術(shù)要求分析
尺寸精度：閥體的尺寸精度中Φ50，Φ35的精度為IT7。尺寸41的公差是0.06，精度為IT9。尺寸43的公差是0.039，精度是IT8.尺寸21的公差是0.05，精度是IT9. 尺寸Φ22，Φ20的公差是0.033，精度是IT8. 尺寸5的公差是0.18，精度是IT13. 尺寸Φ18的公差是0.027，精度是IT8. 尺寸56的公差是0.12，精度是IT10.
位置精度:指零件的各表面之間相互位置精度。Φ20和Φ35的同軸度應(yīng)達到設(shè)計要求。四個螺紋孔對Φ35的軸線的位置度也應(yīng)達到設(shè)計要求。
表面粗糙度：零件的各表面的粗糙度應(yīng)達到設(shè)計要求的粗糙度Ra值。
熱處理性能：作用零件的使用要求，其材料性能是很重要，對加工切削也有很大影響。
項目
說明
◎
Φ0.025
A
Φ內(nèi)Φ孔軸線對Φ內(nèi)孔軸線的同軸度公差為Φ0.025
⊥
0.05
A
左端面相對基準AΦ圓柱面其垂直度要求為0.05
⊥
0.02
A
Φ的內(nèi)孔相對基準Φ的起垂直度要求是0.02
Φ0.06
A
被測軸線必須位于直徑為公差值0.06的范圍內(nèi)軸線位于相對于基準AΦ所確定的理想位置上
HT350
材料為灰鑄鐵
2.4 零件的工藝性分析
2.4.1 工藝性分析
零件工藝性是指所設(shè)計的零件能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。它包括零件的各個制造工程中的工藝性，有零件結(jié)構(gòu)的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工等工藝性由此可見，零件結(jié)構(gòu)工藝性涉及面很廣，具有綜合性，必須全面綜合地分析。在制定機械加工工藝規(guī)程時，主要進行零件切削加工工藝性分析。
零件結(jié)構(gòu)工藝性分析，可從零件尺寸和公差的標注、零件的組成要素和零件的整體結(jié)構(gòu)等方面來闡述。
2.4.2 零件的工藝性
零件要素是指組成零件的各加工面。顯然零件要素的工藝性會直接影響零件的工藝性。零件要素的切削加工工藝性歸納起來有以下三點要求：
1) 各要素的形狀應(yīng)盡量簡單，面積應(yīng)盡量少，規(guī)格應(yīng)盡量標準和統(tǒng)一。
2) 能采用普通設(shè)備和標準刀具進行加工，且刀具易進入、退出和順利通過加工表面。
3) 加工面與非加工面應(yīng)明顯分開，加工面之間也應(yīng)明顯分開。
2.4.3 零件的加工工藝性分析
此零件是閥體，主要加工面是外圓、內(nèi)孔、端面、階臺孔、內(nèi)螺紋和溝槽等，而且加工的內(nèi)表面比外表面多，就帶來了許多困難：
（1） 孔加工是在零件的內(nèi)部進行，切削情況不易直接用眼睛來觀察；
（2） 切屑不易排出，冷卻液難以注入切削區(qū)域；
（3） 當加工時，壁厚比較薄，加工時容易產(chǎn)生變形；
（4） 內(nèi)孔的測量要比外圓難，尤其是小孔。
就閥體零件來說：
（1）該工件是以左端面和軸線為基準，根據(jù)基面先行的原則，第一道工序應(yīng)以右端面外圓定位加工左端面及內(nèi)孔。
（2）因閥體零件的壁厚較薄，在各道工序夾持工件時應(yīng)注意防止變形。
（3）該工件內(nèi)孔Φ20和Φ35有同軸度要求，所以在加工時Φ20、Φ35應(yīng)在一次裝夾內(nèi)完成加工。
（4）該工件螺紋孔4-M12對Φ35的軸線有位置度要求，所以在加工4-M12螺紋孔時，應(yīng)設(shè)計專用鉆模，才能保證位置度的要求。
第3章 毛坯設(shè)計
3.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)
該零件的年產(chǎn)量是5000件，屬于中批生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)效率，應(yīng)盡量采用專業(yè)夾具、刀具。
3.2 毛坯制造方法
毛坯的選擇
1）該零件的毛坯選擇HT350鋼，采用鑄造。零件在進行加工銑削時，由于加工過程，使用余量的大小，如何裝夾的問題在設(shè)計毛坯時就要仔細考慮好。否則加工將很難進行，選擇毛坯時應(yīng)考慮一下因素：
2）零件材料的工藝特性，以及零件對材料組織和性能的要求，例如，鑄鐵和青銅不能制造，只能選鑄件；鋼質(zhì)零件的形狀不復雜，且機械性能要求不高時，可用棒料；零件形狀復雜，機械性能要求不高時，可用鑄鋼件；機械性能要求高時，宜用鍛造件毛坯。
3）零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸：例如，尺寸較大的毛坯，通常不采用模鍛，壓鑄和精鑄，多數(shù)采用砂型鑄造、自由鍛造及焊接等方法制坯。毛坯應(yīng)有充分、穩(wěn)定的加工余量零件毛坯的制造方法的選擇與加工企業(yè)的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本密切相關(guān)，在選擇毛坯制造方法時應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、毛坯材料、工藝特性、零件形狀、生產(chǎn)條件來確定。
4）根據(jù)以上原則該零件的毛坯制造方法可選擇：砂型鑄造。砂型鑄造的鑄件，按照造型方法的不同，可分為木模手工造型和金屬模造型兩種。木模手工造型的精度低，加工余量大，適合于單件和小批量生產(chǎn)；成批及大量生產(chǎn)時，為提高鑄造的生產(chǎn)效率，減少鑄件的誤差和加工余量，常用金屬模機器造型的鑄件，但其生產(chǎn)費用較高，鑄件的重量和尺寸不能過大。
5）壓力鑄造的鑄件，是將熔融的金屬，在壓鑄機中，以較高的壓力和速度射入金屬型中，并在壓力下結(jié)晶而獲得的此方法制造的鑄件，精度較高，表面粗糙度較細，加工余量小，且可以鑄造較復雜的結(jié)構(gòu)，但壓力鑄造所使用的設(shè)備和鑄型昂貴，所以，這種鑄造方法主要用于大批大量生產(chǎn)中，生產(chǎn)形狀復雜，尺寸較小，重量不大的有色金屬鑄件。
6）經(jīng)過比較分析，砂型鑄造較為合適，具體的課選擇疊箱造型，用于零件的批量生產(chǎn)和加工尺寸較小的場合，鑄造的尺寸精度可達到IT8-IT13。
7）加工余量的確定：加工時，如果余量留得過大，不但浪費材料，而且增加機械加工勞動量和生產(chǎn)工時，使生產(chǎn)成本增高，降低生產(chǎn)率，余量留得過小，一方面使毛坯制造困難，另一方面在機械加工時，也常因余量留得過小而使用劃線找正確等方法，不僅增加了生產(chǎn)工時，而且還有可能制造廢品，因此，必須合理的選擇加工余量。
3.3 毛坯尺寸確定
加工表面的余量如下所示：
基本尺寸
加工余量數(shù)值（單邊）
M36×2
2
80
2
56
2
Φ43
4
Φ18
2
Φ20
2
主要毛坯尺寸如圖所示：
基本尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差等級IT
M36×2
4
Φ40
11-13
Φ18
4
Φ14
11-13
Φ20
4
Φ16
11-13
43
8
35
11-13
56
2
58
11-13
80
2
84
11-13
3.4 毛坯簡圖（見附圖）
第4章 零件加工工藝方案的擬定
4.1 加工順序的安排
工件的機械加工工藝路線中，要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序。因此，在擬定工藝路線時，必須全面地把切削加工、熱處理和輔助工序一起考慮合理安排。
4.1.1 機械加工工序的安排原則
（1）先加工基準面
選擇為精基準的表面，應(yīng)該安排起始工序先進行加工，以便盡快為后續(xù)工序提供精基準。 這有利于保證加工精度。
（2）劃分加工階段
根據(jù)加工質(zhì)量的要求常劃分為粗加工、半精加工、精加工。
由于工件的加工質(zhì)量要求不是很高，所以劃分為粗粗加工、半精加工、精加工三個階段。
（3）先面后孔
對于箱體、支架和連桿等工件，應(yīng)先加工面后加工孔。這是因為平面的輪廓平整，安放和定位比較穩(wěn)定可靠，若先加工好平面，就以平面定位孔，保證平面和孔的位置精度。此外，由于平面先加工好了，給平面上的孔加工也帶來方便，使刀具的初始切削條件能得到改善。
（4）次要表面穿插在各加工階段進行
4.1.2 熱處理工序安排原則
①退火與正火：屬于毛坯預(yù)備性熱處理，應(yīng)安排在機械加工之前進行。
②時效：為了消除殘佘應(yīng)力，對于尺寸大、結(jié)構(gòu)復雜的鑄件需在在粗加工前、 后各安排一次時效處理；對于一般鑄件在鑄造后或粗加工后安排一次時效處理；對于精度要求高的鑄件，在半精加工前、后務(wù)必安排一次時效處理；對于精度高、剛度差的零件，在粗車、粗磨半精磨后各需安排一次時效處理。
③淬火：淬火后工件硬度提高且易變形，應(yīng)安排在精加工階段的磨削加工前進行。
④滲碳：滲碳易產(chǎn)生變形，應(yīng)安排在精加工前進行。為控制滲碳層厚度，滲碳前需要安排精加工。
⑤氮化：一般安排在工藝過程的后部、該表面的最終加工之前，氮化處理前應(yīng)調(diào)質(zhì)。
4.1.3 確定工序集中于分散
(1)工序集中
工序集中就是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工內(nèi)容多，工藝路線短。其主要特點是：
?、倏梢圆捎酶咝C床和工藝裝備，生產(chǎn)率高；
②減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人人數(shù)和占地面積，節(jié)省人力、物力；
?、蹨p少了工件安裝次數(shù)，利于保證表面間的位置精度；
④采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準備工作量大。
(2)工序分散
工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成，每道工序加工的內(nèi)容少，工藝路線很長。其主要特點是：
①設(shè)備和工藝裝備比較簡單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換；
②對工人的技術(shù)要求較低；
③可以采用最合理的切削用量，減少機動時間；
?、芩柙O(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。
在擬定工藝路線時，工序集中或分散的程度，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求，有時，還要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性。一般情況下，單件小批生產(chǎn)時，只能工序集中，在一臺普通機床上加工出盡量多的表面；大批大量生產(chǎn)時，既可以采用多刀、多軸等高效、自動機床，將工序集中，也可以將工序分散后組織流水生產(chǎn)。批量生產(chǎn)應(yīng)盡可能采用效率較高的半自動機床，使工序適當集中，從而有效地提高生產(chǎn)率。
根據(jù)上述工序安排的原則，可將閥體的加工順序安排如下：
第一步，鑄造毛坯，時效處理；
第二步，平左端面，并加工橫向孔；
第三步，加工縱向孔；
第四步，加工左端面四個螺紋孔；
第五步，加工凸臺；
第六步，檢驗入庫。
4.2 各加工表面加工階段的劃分
在加工過程中，正確選擇加工方法，不但能提高生產(chǎn)效率，而且能降低生產(chǎn)成本。
根據(jù)閥體零件的表面粗糙度值和尺寸公差等級，各加工表面加工階段劃分如下：
加工位置
加工階段劃分
左端面
粗車—半精車—精車
右端面
粗車—半精車—精車
上斷面
粗車—半精車—精車
Φ35孔
粗鏜—半精鏜—精鏜
Φ20孔
鉆—粗鉸—精鉸
Φ50孔
粗鏜—半精鏜—精鏜
Φ43孔
粗鏜—半精鏜—精鏜
M36X2螺紋
粗車螺紋—精車螺紋
Φ28.5孔
粗鏜
Φ18孔
粗鏜—半精鏜—精鏜
Φ22孔
粗鏜—半精鏜—精鏜
Φ24.3槽
粗車
Φ26孔
粗鏜—半精鏜
M24螺紋
粗車螺紋—精車螺紋
4-M12螺紋孔
鉆—攻螺紋
Φ28.5孔
粗車—精車
4.3 安排加工工藝路線
根據(jù)加工順序的安排和表面加工階段的劃分，可將零件的加工工藝路線安排如下：
方案一：
（1）鑄造毛坯
（2）時效處理
（3）車左端面，粗鏜孔Φ35、Φ43、Φ50，鉆Φ20
（4）調(diào)頭，車右端面，粗車、半精車右端外圓表面
（5）調(diào)頭，粗、精鉸孔Φ20，半精、精鏜孔Φ35、Φ43、Φ50
（6）調(diào)頭，精車右端外圓表面，車M36螺紋
（7）平上端面，鏜孔Φ18、Φ22、Φ26，車Φ孔24.3，車M24螺紋
（8）鉆—攻4-M12螺紋
（9）銑凸臺
（10）檢查
（11）包裝入庫
方案二：
（1）鑄造毛坯
（2）時效處理
（3）車左端面，粗、半精、精鏜孔Φ35、Φ43、Φ50；鉆、粗鉸、精鉸Φ20
（4）調(diào)頭，車右端面，車孔Φ28.5；車右端外圓表面，倒角；車M36×2螺紋
（5）車上端面，鏜孔Φ18、Φ22、Φ26，車Φ孔24.3；車M24螺紋
（6）鉆—攻4-M12螺紋
（7）銑凸臺
（8）檢查
（9）包裝入庫
4.4 工藝方案的比較與優(yōu)先
方案一：這套方案的定位基準高，粗，精加工穿插進行。但由于在加工橫向階梯孔時，裝夾次數(shù)很多，這樣務(wù)必會增加加工的安裝誤差，安裝次數(shù)多了，耗費了很多時間，降低了生產(chǎn)效率，且要求工人的技術(shù)等級比較高，經(jīng)濟性不好。因此，這套方案有待改進。
方案二：采用這一方案，一次裝夾中能加工面多，且粗、精加工在一次裝夾中完成，減少了安裝誤差。這樣便于保證工件的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。同時，也提高了加工的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。這套方案是一套可行的方案。
第5章 工序設(shè)計
5.1 定位基準的選擇
制定工藝規(guī)程時，合理地選擇定位基準，對保證零件加工精度和安排加工順序有很大的影響。用夾具裝夾時，定位基準的選擇還會影響到夾具的結(jié)構(gòu)，因此定位基準的選擇是一個很重要的工藝問題。選擇定位基準時，應(yīng)注意減少裝夾次數(shù)，盡量做到在一次安裝中能把零件上所有要加工表面都加工出來多選擇共建上不需要銑削的平面和孔作定位基準。對薄板件，選擇的定位基準應(yīng)有利于提高工件的剛性，以減少切削變形。定位基準應(yīng)盡量與設(shè)計基準重合，以減少定位誤差對尺寸精度的影響。基準是零件上用以確定其他點、先、面得為之多一句的點、線、面。基準根據(jù)其功能不同可分為設(shè)計基準和工藝基準?；鶞蔬x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高，否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚至會造成零件的大批量報廢，使生產(chǎn)無法進行。
（1）設(shè)計基準 是設(shè)計圖樣上采用的基準。有零件圖分析，該零件的設(shè)計基準為Φ35.
（2）定位基準 加工時，使工件在機床或夾具占據(jù)正確位置所用的基準。就該零件可選擇兩條軸線作為定位基準。在擬定工藝路線時，應(yīng)盡量使工序基準和定位基準重合，減少基準不重合誤差。
5.1.1 粗基準的選擇
（1） 選擇粗基準時，主要考慮兩個問題：一是合理地分配各加工余量；二是保證加工面與不加工面的互相位置關(guān)系。具體選擇時考慮下列原則：
（2）對于具有加工面與非加工面的弓箭，為了保證非加工表面與加工表面之間的位置要求，應(yīng)選擇非加工表面作粗基準。
（3）對于具有較多加工表面的工件，選擇粗基準時，應(yīng)考慮合理分配各表面之間的加工余量。若需要保證各主要加工表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇毛坯余量最小的表面作粗基準。若對于工件上的某些重要表面，為了盡可能使其加工余量均勻，則應(yīng)選擇重要表面作粗基準。
（4）粗基準應(yīng)避免重復表面使用。在同一尺寸方向上，粗基準通常只允許使用一次，一面產(chǎn)生較大的定位誤差。對于此零件，加工左端面時，選擇右端面作為粗基準。
（5）選作粗基準的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷，以便定位準確、加緊可靠。
（6）對于工件上的某些重要表面，為何盡可能的使加工余量均勻，應(yīng)選擇重要表面為粗基準。
5.1.2 精基準的選擇
在選擇定位基準時要遵循基準重合，基準統(tǒng)一，自為基準，互為基準保證工件定位精確，加緊可靠，操作方便的原則。
（1）基準重合：采用設(shè)計基準作為定位基準稱為基準重合。為避免基準不重合而引起的基準不重合誤差，保證加工精度應(yīng)遵循基準重合原則。
（2）基準統(tǒng)一：在工件的加工過程中盡可能地采用統(tǒng)一的定位基準，稱為基準統(tǒng)一原則，遵循基準統(tǒng)一原則時，加工面之間的位置精度雖不如基準重合時那樣高，即增加一個由輔助基準到設(shè)計基準之間的不重合誤差，但是仍比基準多次轉(zhuǎn)換時的精度高，因為多次轉(zhuǎn)換基準會有多個基準不重合誤差。
（3）自為基準原則
當表面精加工要求加工余量小而均勻時，選擇加工表面本身為定位基準的原則。
為了使加工面間有較高的位置精度，使加工余量小而均勻，可采用反復加工、互為基準原則。
該零件在加工內(nèi)孔時，都以下表面為基準，且眾多位置度要求都以它為精基準。這種方法遵從基準統(tǒng)一原則。
工件的定位是通過工件上的定位基準面和夾具上定位元件工作表面之間的配合接觸實現(xiàn)的，一般應(yīng)根據(jù)工件上定位基準面的形狀，選擇相應(yīng)的定位元件，為了保證加工精度。在機床上加工零件時，必須先使工件在機床上占據(jù)一個正確的位置，即定位，然后夾緊。
在銑床加工工件時，工件的定位遵循六點定位原則。在選擇定位基準時，要全面考慮各個工件的加工情況，保證工件定位準確，裝卸方便，能迅速完成工件的定位和夾緊，保證各項加工的精度，應(yīng)盡量選擇工件的設(shè)計基準作為定位基準。
根據(jù)以上原則額圖紙分析，定位基準選擇兩軸線，這樣可以保證位置精度要求。
5.2 加工設(shè)備的選擇
機床設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)零件的外形結(jié)構(gòu)、外形尺寸、加工技術(shù)要求、生產(chǎn)類型和生產(chǎn)廠家自身的生產(chǎn)條件來確定，在保證加工精度要求和經(jīng)濟效益的前提下選擇合理的機床設(shè)備。
加工設(shè)備的選擇：在選擇機床時，應(yīng)考慮以下幾點：
（1）所選用的機床精度應(yīng)和工件的精度相適用。
（2）所選用的機床技術(shù)規(guī)格應(yīng)與工件的外形尺寸相適應(yīng)，即小零件選用小機床，加工大零件多選用大機床，做到合理選用。
（3）多選用的機床生產(chǎn)效率和自動化程度應(yīng)與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。通常單件、小批生產(chǎn)選擇工藝范圍較廣的通常機床；而大批量生產(chǎn)時，往往選用生產(chǎn)率和自動化程度較高的專門化或?qū)Ｓ脵C床。
（4）機床的選擇還應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，充分利用現(xiàn)有設(shè)備。
加這一閥體，所選用的設(shè)備有：CA6140、Z3040臺式鉆床、X6132。
根據(jù)該零件的形狀結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，可選擇以下的機械設(shè)備進行加工。
CA6140型普通車床參數(shù)及配置表
名稱
技術(shù)參數(shù)
工件最大直徑
在床身上
400
在刀架上
210
頂尖間最大距離
650、900、1400、1900
加工螺紋范圍
米制螺紋
1-12
英制螺紋
2-24
模數(shù)螺紋
0.25-3
徑節(jié)螺紋
7-96
主軸
最大通過直徑
48
孔錐度
莫氏6#
正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速級數(shù)
24
正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍
10-1400
反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速級數(shù)
12
反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍
14-1580
進給量
縱向級數(shù)
64
縱向范圍
0.028-6.33
橫向級數(shù)
64
橫向范圍
0.014-3.16
滑板行程
橫向
320
縱向
650,900,1400,1900
刀架
最大行程
140
最大回轉(zhuǎn)角
±90
刀架支承面到中心高距離
26
刀桿截面
25×25
尾座
頂尖套最大移動量
150
橫向最大移動量
±10
頂尖莫氏錐度
5
電機功率
主電機
7.5
總功率
7.84
外形尺寸
長
2148,2668,3168,3668
寬
1000
高
1267
工作精度
圓度
0.01
圓柱度
200：0.02
平面度
0.02/Φ300
表面粗糙度
1.6-3.2
Z3040型搖臂鉆床參數(shù)及配置表
名稱
技術(shù)參數(shù)
加工最大直徑
40
主軸中心線距立柱距離
350-1600
主軸端面至底座工作面距離
350-1250
主軸最大行程
315
主軸莫氏錐度
4#
主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)
16
主軸轉(zhuǎn)速范圍
25-2000
主軸進給量級數(shù)
16
主軸進給量范圍
0.04-3.2
主軸最大扭轉(zhuǎn)力矩
490
最大進給力
15680
主軸箱最大水平移動距離
1060
橫臂最大升降距離
650
橫臂最大回轉(zhuǎn)角度
360度
電動機總?cè)萘?
6.19
主電動機功率
3
機床重量
3.5
機床外形尺寸：長
2490
寬
1060
高
2645
X6132型銑床參數(shù)及配置表
名稱
技術(shù)參數(shù)
工作臺尺寸（長×寬）
1250×320
工作臺最大行程：縱向
800
橫向
300
垂直
400
工作臺最大回轉(zhuǎn)角度
±45度
T型槽數(shù)
3
主軸回轉(zhuǎn)級數(shù)
18
主軸回轉(zhuǎn)范圍
30-1500
主軸端孔錐度
7：24
主軸孔徑
29
主軸中心線到工作臺面間距離
30-430
主軸中心線到懸梁間距離
155
床身垂直導軌到工作臺面中心距離
215-515
刀桿直徑
27，22，32
進給量范圍：
縱向
10-1000
橫向
10-1000
垂直
3.3-333
快速進給量：
縱向與橫向
2300
垂直
766.6
主傳動電機：
功率
7.5
轉(zhuǎn)速
1450
進給傳動電機
功率
1.5
轉(zhuǎn)速
1410
機床外形尺寸：
長
1831
寬
2064
高
1718
5.3 刀具的選擇
在特定的條件下，選用一把較好的刀具來進行切削加工可以達到優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的目的的刀具選用的基本原則：
（1）切削效率高
能在最短的機動時間內(nèi)完成零件的加工。
（2）加工質(zhì)量好
能保證或提高零件的精度和光潔度。
（3）輔助時間少
刃磨方便、耐用。
（4）斷屑性能好
斷屑良好排屑順利。
（5）經(jīng)濟效益高
刀具制造方便成本低，充分利用刀具切削部分材料。
一般情況下，應(yīng)優(yōu)先選用標準刀具（特別是硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具）。硬質(zhì)合金是制造高速切削刀具的主要材料，其硬度高、耐磨性和耐熱性好，具有一定的使用強度，缺點是韌性差，性脆，但這缺點，可通過刃磨合理的幾何參數(shù)來彌補。所以，目前硬質(zhì)合金是一種應(yīng)用廣泛的刀具材料。該零件所用的刀具有：內(nèi)孔車刀（為了減小徑向切削力，防止振動主偏角Kr60-70度，副偏角15-30度之間）、Φ20的鉆頭、45度硬質(zhì)合金車刀、外螺紋車刀、內(nèi)切槽刀、Φ10的鉆頭、立銑刀、機用絲錐等。
5.4 切削用量的選擇
切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、被吃刀量、進給量和側(cè)吃刀量對于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量。正確地選擇切削用量，對保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，獲得良好的經(jīng)濟效益，都有重大意義。
選擇時，優(yōu)先考慮被吃刀量，然后考慮進給量，最后考慮切削速度。
切削用量主要包括主軸轉(zhuǎn)速、進給速度和切削深度等，切削用量的參數(shù)都應(yīng)在加工程序中反映，、其具體值可根據(jù)所有數(shù)控機床的工藝特性、參考切削用量手冊并結(jié)合實踐確定。
背吃刀量的確定
在機床夾具刀具和零件等的鋼度允許條件下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少走到次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度來確定，粗加工時，除留下精加工、半精加工的余量外，盡可能一次走刀將粗加工余量切除：不能一次切除時，也應(yīng)按先多后少的不等余量發(fā)加工。切除有硬皮的工件或切除不銹鋼等冷硬嚴重的材料時，應(yīng)使切削深度不超過硬皮或冷硬層深度。精加工時，應(yīng)根據(jù)粗加工與表層盡可能大的進給量；最后根據(jù)刀具的耐用度確定最佳的切削速度。
1. 粗加工時切削用量的選擇量或側(cè)吃刀量，其次確定進給速度，最后確定切削速度。
2.精加工時的切削用量的選擇原則。首先根據(jù)粗加工后的余量，定吃刀量：其次根據(jù)加工的表面的粗糙度要求，選取較小的進給量，最后在保證刀具耐用度的前提下，盡可能選取較高的切削速度。從刀具的耐用素出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選取背吃進給速度通常是根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙及刀具和材料進行選擇的。最大進給速度受機床伺服系統(tǒng)性能的限制，并與機床的脈沖當量有關(guān)。
1）當工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。
2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀加工時，宜選擇較低的進給速度。
3）當加工精度要求較高時，進給速度應(yīng)選小些，常在20-50mm/min
4）進給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和切削深度相適應(yīng)。
根據(jù)以上原則，該閥體的機械加工切削用量選擇如下：
端面
粗加工
=1～2mm, f=0.08～0.1mm∕r, n=500r∕min
半精加工
=0.2～0.5mm, f=0.08 mm∕r, n=600 r∕min
精加工
=0.1mm, f=0.05 mm∕r, n=900 r∕min
內(nèi)孔
粗加工
=1～2mm， f=150mm∕min, n=500 r∕min
半精加工
=0.2～0.5mm, f=100mm∕min, n=700 r∕min
精加工
=0.1mm, f=75mm∕min, n=800 r∕min
退刀槽
f=100mm∕min， n=350 r∕min
鉆孔
f=0.13～0.15mm∕r， n=1000 r∕min
攻螺紋
v=0.133m∕s, n=150r∕min
車螺紋
f=120mm∕min, n=300 r∕min
5.5 量具的選擇
單件小批量生產(chǎn)選用通用刀具，如游標卡尺、千分尺和百分尺表等：而在大批量生場中，則應(yīng)盡量選擇效率較高的專用量具?？傊?，所選量具的量程和精度要與工件的尺寸和精度相適應(yīng)。測量該零件所選用的量具有：0-150的游標卡尺、百分表等。
5.6 夾具的選擇
對于中批、大批大量生產(chǎn)，為提高勞動生產(chǎn)率而采用高效夾具，小批生產(chǎn)應(yīng)用成組技術(shù)時，可采用可調(diào)夾具和成組夾具。閥體零件生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件每年，屬于中批生產(chǎn)，而由于結(jié)構(gòu)相對復雜，用通用夾具，難以保證其加工精度，也不利于裝夾。因此，選用專用夾具生產(chǎn)加工。
在加工縱向孔時，設(shè)計專用車床夾具。
在加工端面螺紋孔時，設(shè)計專用鉆床夾具。
5.7 時間定額計算
時間定額不僅是勞動生產(chǎn)率的指標，也是安排生產(chǎn)計劃、計算生產(chǎn)成本的重要依據(jù)，還是新建或擴建工廠（或車間）時計算設(shè)備和工人數(shù)量的依據(jù)。
為了正確地確定時間定額，通常把工序消耗的時間分為基本時間、鋪、時間、布置工作地時間、休息與生理需要時間、準備和終結(jié)時間組成。根據(jù)經(jīng)驗一般定額時間是基本時間的五倍。因此根據(jù)基本時間計算公式
式中Tb-------基本時間（min）
-------工作行程的計算長度，包括加工表面的長度、刀具切入和切出長度（mm）
Z--------工序余量（mm）
n---------工作的旋轉(zhuǎn)速度（r/min）
f----------刀具的進給量（mm/r）
-------切削深度（mm）
參考文獻
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結(jié)束語
本設(shè)計在朱老師的悉心指導和嚴格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計和調(diào)試，無不凝聚著各位老師的心血和汗水，在學校學習和生活期間，也始終感受著各位老師的精心指導和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向朱老師表示深深的感謝和崇高的敬意。
????? 不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向全體老師表示由衷的謝意。感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘唷?
課程設(shè)計，我想是我大學里、也是我學生時代中的最后的作業(yè)了，這次作業(yè)，也是我完成最認真、投入心血最大的一次作業(yè)。設(shè)計的順利完成，離不開老師的悉心指導和嚴格要求，謝謝各位老師！
三年來，在學校和各位老師孜孜不倦的教誨和無微不至的關(guān)懷下，我擁有了更加成熟的思想和更加豁達的心胸，也學到了可以獨立于社會的一技之長和永不停息的終身學習理念。在此，向各位老師表示誠摯的感謝和崇高的敬意.
2009年10月9日
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