安徽机电职业技术学院毕业设计说明书课题名称：阀杆的加工工艺及夹具设计 系 （部） 机械工程系 专 业 机械设计与制造 班 级 姓 名 学 号 指导教师 2011 2012 学年第 2 学期毕 业 设 计 任 务 书专业： 机械设计与制造 班级： 3091 学生：朱兆科一：设计题目：阀杆的加工工艺及夹具设计 二：设计内容：1、阀杆加工工艺过程卡 2、阀杆加工工序卡 3、零件图 4、专用夹具设计 5、装配图绘制6、设计说明书编写三：原始资料：阀杆零件图，中等批量。四：完成日期： 2011年 11 月 25 日指导教师： 2010 年10月28日签发 目 录设计任务书 课程设计说明书正文 一、前言 二、零件的分析 2.1零件的作用2.2零件的加工工艺性分析三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图四、选择加工方法，制定工艺路线4.1机械加工工艺设计4.1.1 基面的选择4.1.2 粗基面的选择4.1.3 精基准的选择4.2 制定机械加工工艺路线4.2.1 工艺路线方案一4.2.2 工艺路线方案二4.3 工艺方案的比较与分析4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定4.5确定切削用量及基本工时4.6机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片的填写五、选择加工设备及刀具、夹具、量具5.1 加工设备的选择5.2刀具的选择5.3夹具的选择5.4量具的选择六、专用夹具设计 （一）、设计主旨 （二）、夹具设计 1、 拟定定位方案和夹紧方案 2、 拟定切削力和夹紧力的计算 3、 定位误差的分析 4、 确定对刀装置 5、 设计支座和夹具体，完成总体结构设计 6、 各部件的加工工艺分析7、绘制总装配图 七、课程设计心得体会八、参考文献一、前言毕业设计是机械设计与制造的一个十分重要的学习环节，是在学完了机械设计与制造专业所有课程后，并通过进行了生产实习和课程设计的基础上进行的最后一个教学环节。这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基础理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（阀杆）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力。同时也大大地提高了我熟悉运用手册、规范、图表等技术资料的能力，进一步培养了我的识图、制图、运算和编写技术文件等基础技能。由于本人能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望肖老师多加指教。二、零件的分析2.1零件的作用阀杆是阀门的重要部件，用于传动，上接执行机构或者手柄，下面直接带动阀芯移动或转动，以实现阀门开关或者调节作用。此阀杆可用于公称压力小于等于6.4MPa，温度小于等于600度的高温阀中，也可以用于温度小于等于-100度的不锈钢阀中。2.2零件的加工工艺性分析图（1）为此零件的零件图，该零件是阀杆，主要加工面是外圆、端面和铣扁方。现分析如下：（1）该工件是以下端面和轴线为基准，根据基面先行的原则，第一道工序应以上端面外圆定位加工下端面；（2）加工各阶外圆；（3）外圆20mm，粗糙度为Ra1.6m；（4）铣扁方10b11，深度为10.5mm，两侧粗糙度为Ra6.3m；（5）铣扁方12d11，深度为32mm,两侧粗糙度为Ra6.3m。三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，绘制毛坯草图阀杆在阀门启闭过程中手介质的冲击和腐蚀，还与填料产生摩擦，因此在选择材料是，必须保证它在限定的温度下有足够的强度、良好的冲击韧性、抗擦伤性、耐腐蚀性。阀杆是易损件，在选用时应注意材料的机械加工性能和热处理性能，故该零件的材料为1Cr18Ni9Ti，毛坯尺寸为35x100mm，毛坯草图如图（2）所示：四、选择加工方法，制定工艺路线4.1机械加工工艺设计4.1.1基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会是加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批量报废，是生产无法进行。4.1.2粗基准的选择由于该零件为轴类零件，故以外圆作为粗基准。用三爪卡盘夹持毛坯的一端外圆，以消除y、z方向移动的两个自由度；再用尾座顶尖顶另一端，以消除y、z方向旋转的两个自由度。4.1.3精基准的选择精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。该零件的精基准选择30mm的轴线为精基准。4.2制定机械加工工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应该考虑经济效率，以便降低生产成本。4.2.1工艺路线方案一工序1：粗车30mm外圆，钻中心孔，倒角2x45工序2：精车20x78mm外圆工序3：粗车18x37mm外圆工序4：车断两端面，保证尺寸32mm、75mm、90mm工序5: 用成形车刀车SR20mm工序6：倒角1x45工序7：铣扁方12d11工序8：铣扁方10b11工序9：进行热处理工序10：终检4.2.2工艺路线方案二工序1: 粗车30mm外圆，钻中心孔，倒角2x45工序2：粗车21x78mm外圆工序3：粗车18x37mm外圆工序4：精车20mm外圆工序5：车断两端面，保证尺寸32mm、75mm、90mm，倒角1x45工序6：用成形车刀车SR20mm工序7：铣扁方10b11工序8：铣扁方12d11工序9：进行热处理工序10：终检4.3工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是，先加工扁方12d11，然后以此为基础加工扁方10b11；而方案二则与其相反，先加工扁方10b11，后加工扁方12d11。由于在加工扁方10b11时应保证它与20轴线的对称度要求为0.10mm，加工扁方12d11时应保证其长度要求为32mm，故在加工时应先加工扁方10b11，再加工扁方12d11较合适，且在加工20mm和18mm两道工序中方案二的经济性比方案好，所以经分析采用方案二。4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:考虑其加工长度为90mm，加工外圆表面直径为30mm.，为减少成本及加工工时，现直接取其外圆表面直径为35mm，总长度为100m。因30mm表面尺寸为自由尺寸公差，表面粗糙度值要求为Ra12.5，只要求粗加工，此时直径余量2Z=5mm，长度余量L=10mm已能满足加工要求。五、选择加工设备、刀具、夹具量具及填写加工工艺过程卡、加工工序卡5.1加工设备的选择机床设备的选择应根据零件的外形结构、外形尺寸、加工技术要求、生产类型和生产厂家自身的生产条件来确定，在保证加工精度要求和经济效益的前提下选择合理的机床设备。加工设备的选择：在选择机床时，应考虑以下几点：（1） 所选用的机床精度应和工件的精度相适用。（2） 所选用的机床技术规格应与工件的外形尺寸相适应，即小零件选用小机床，加工大零件多选用大机床，做到合理选用。（3） 多选用的机床生产效率和自动化程度应与零件的生产纲领相适应。通常单件、小批量生产选择工艺范围较广的通常机床；而大批量生产时，往往选用生产率和自动化程度较高的专用机床。（4） 机床的选择还应该结合现场的实际情况，充分利用现有设备。本零件在加工时所需的设备主要有：CA6140车床、X63卧式铣床。5.2刀具的选择在特定的条件下，选用一把较好的刀具来进行切削加工可以达到优质、高效、低耗的目的的刀具选用的基本原则：（1） 切削效率高，能在最短的机动时间内完成的加工。（2） 加工质量好，能保证或提高零件的精度和光洁度。（3） 辅助时间少，刃磨方便、耐用。（4） 断屑性能好，断屑良好排屑春、顺利。（5） 经济效益高，刀具制造方便成本低，充分利用刀具切削部分材料。一般情况下，应优先选用标准刀具（特别是硬质合金可转位刀具）。硬质合金时制造高速切削刀具的主要材料，其硬度高、耐磨性和耐热性好，具有一定的使用强度，缺点是韧性差，性脆，但这缺点可通过刃磨合理的几何参数来弥补。所以，目前硬质合金是一种应用广泛的刀具材料。该零件所用的刀具有：45度硬质合金车刀、车断刀、镶齿三面刃铣刀。5.3夹具的选择机加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点：（1） 尽量选用可调整夹具、组合夹具及其通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。（2） 在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。（3） 装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。（4） 夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。本零件中加工车外圆时，采用