【正文】 是國民經濟的重要組成部分，也是衡量國家科技發(fā)展水平的重要標志，是國際間科技競爭的重點。我們要抓住機遇，了解機械制造技術工藝的發(fā)展特點， 把握現代機械制造技術的 發(fā)展趨勢，緊跟發(fā)展先進制造技術的世界潮流，將發(fā)展現代機械制造工藝放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位，盡快縮小與發(fā)達國家的差距，才能在全 球化的激烈競爭中立于不敗之地。 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設計說明書（論文） 3 2 閥體 的加工工藝設計 機械加工工藝是實現產品設計，保證產品質量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段，是企業(yè)進行生產準備，計劃調度，加工操作，安全生產，技術檢測和健全勞動組織的重要依據，也是企業(yè)上品種，上質量，上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保證。 在實際生產中，由于零件的生產類型、材料、結構、形狀、尺寸和技術要求等不同 ，針對某一零件，往往不是單獨在一種機床上，用某一種加工方法就能完成的，而是要經過一定的工藝過程才能完成其加工。因此，不僅要根據零件的具體要求，結合現場的具體條件，對零件的各組成表面選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，逐步地把零件加工出來。 閥體 的結構特點和技術要求 閥體 是模鑄 件，根據要求主要是加工孔、底平面和外圓柱面。具體特點和技術要求如下： ① 精加外圓 Φ 76H8 要求達到的精度等級為 8~7 ITIT ， 粗糙度為 umRa ? ，且以底平面為基準，要求垂直度公差為 ，主要滿足加工孔的位置精度。 ② 其他各個孔的加工都要以Φ 76 外圓 底平面為定位基準。所以，底平面的形位公差要達到設計要求。 ③ 六 個Φ 孔和 Φ 沉孔的同軸度 位置，需設計一立軸回轉分度鉆床夾具。 閥體 的材料、毛坯和熱處理 毛坯材料及熱處理 毛坯材料 材料名稱： ZAlSi7Cu4 合金代號： ZL107 標準： GB/T 11731995， 可熱處理強化。其力學性能優(yōu)于 ZL104 等鑄造合金，但其鑄造工藝性能，如流動性及形成熱裂傾向，卻比。該合金的氣密性 .焊接性和切削加工性好，但耐蝕性不高，需變質處理。 毛坯的結構確定 毛坯的結構工藝要求 毛坯的形狀尺寸主要由零件組成表的形狀、結構、尺寸及加工余量等因素確定，并盡量與零件相近，以達到減少機械加工的切削力，力求達到少或無切削加工，但是，由于現有的毛坯制造技術及成本的限制以及產品零件的加工精度和 表面質量要求愈來愈高，所以毛坯某些表面須留一定的加工余量，以便通過機械加工達到零件的技術要求。 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設計說明書（論文） 4 設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到： ① 各加工面的幾何形狀應盡量簡單。 ② 工藝基準以設計基準相一致。 ③ 便于裝夾、加工和檢查。 在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本， 但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據此繪出毛坯圖。 工藝過程設計中應考慮的主要問題 加工方法選擇的原則 ① 所選加工方法應考慮每種加工方法的經濟、精度要求相適應。 ② 所選加工方法能確保加工面的幾何形狀精度，表 面相互位置精度要求。 ③ 所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應。 ④ 加工方法要與生產類型相適應。 ⑤ 所選加工方法企業(yè)現有設備條件和工人技術水平相適應。 加工階段的劃分 按照加工性質和作用的不同，工藝過程一般可劃分為三個加工階段： ① 粗加工階段 粗加工 的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 12~11 ITIT ，粗糙度為 umRa 5020? 。 ② 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 10~9 ITIT 。表面粗糙度為 umRa ~10 。 ③ 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量 ,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度 ,尺寸精度及表面粗糙度 ,使各主要表面達到圖紙要求 .另外精加工工序安排在最后 ,可防止或減少工 件精加工表面損傷。 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設計說明書（論文） 5 精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為 7~6 ITIT ，表面粗糙度為 umRa ~ 。 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數。確定工序數的基本原則： ① 工序分散原則 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的 機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 ② 工序集中原則 工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。 一般 情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。 加工順序的安排 零件的加工過程通常包括機械加工工序，熱處理工序，以及輔助工序。在安排加工順序時常遵循以下原則：見下表 表 加工工序安排原則 工序類別 工序 安排原則 機械加工 1） 對于形狀復雜、尺寸較大的毛坯，先安排劃線工序，為精基準加工提供找正基準 2） 按“先基準后其他”的順序，首先加工精基準 3） 在重要表面加工前應對精基準進行修正 4） 按“先主 后次，先粗后精”的順序 5） 對于與主要表面有位置精度要求的次要表面應安排在主要表面加工之后加工 輔助工序 中間檢驗 一般安排在粗加工全部結束之后，精加工之前；花費工時 較多和重要工序的前后 閥體 的機械加工工藝過程分析 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設計說明書（論文） 6 閥體 圖分析 圖 21 閥體 零件圖 由圖 21 可知： ① 該零件為模鑄 件，材料為 ZL107。 ② 要求加工同心孔 ，表面 粗糙度 Ra =，且軸線要求與Φ 76 底平面的垂直度公差為 。 ③ 要求精加工Φ 76 底平面，表面粗糙度 Ra =，平面度公差為 。 ④ 要求精加工Φ 76 圓柱端面，表面粗糙度 Ra =，并且此端面與底面垂直 度公差 。 ⑤ 要求精加工距Φ 76 圓柱端面為 6 的端面 ， 表面 粗糙度 Ra =，并且有平面度 要求。 ⑥ 要求加工Φ 18 孔，Φ 20 孔。 ⑦ 要求粗加工 Φ 4 孔 。 ⑧ 要求粗加工Φ Φ 孔。 ⑨ 要求加工 6Φ 通孔 。 有零件圖分析知，該零件有車削部分、銑削部分、鉆孔部分。其中車削部分有Φ 176外圓，車Φ 76 外圓上端面， 定位平面。在鉆 上加工深孔 和同軸孔；銑削部分有粗加工平面；鉆孔部分為在立式鉆床上加工 6Φ 通孔 。 根據零件幾何形狀和尺寸、技術要求、加工位置以及加工順序原則，可把加工順序進行劃分為： 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設計說明書（論文） 7 閥體的 工藝的路線 擬定工藝路線是制定工藝過程的關鍵性的一步。在擬定時應充分調查研究，多提幾個方案，加以分析比較確定一個最合理方案。 采用加工方法一般所能達到的公差等級和表面粗 糙度以及需留 的加工余 量 表 (參考參數 ) 加工表面 加 工 方 法 表面粗糙 度 Ra 表 面光 潔 度 公 差 等 級 公 差 等 級 加 工 余 量 說 明 外 圓 粗 車 半精車 精 車 細 車 粗 磨 精 磨 研 磨 1~3 4~5 6~7 7~8 6~7 8~9 10~14 IT12~IT11 IT10~IT9 IT8~IT7 IT6~IT5 IT8~IT7 IT6~IT5 IT6~IT5 11~10 10~8 8~7 7~6 7 6 4~5 1~5 ~ ~ ~ ~ ~ 指尺寸在直徑 180 以下 ,長度在 500以下 ,鑄件的直 徑 余 量 內 孔 鉆 孔 擴 孔 粗 鏜 半精鏜 精 鏜 細 鏜 粗 鉸 精 鉸 粗 磨 精 磨 研 磨 25 1~3 4~5 2~4 5~6 6~7 9~10 5~6 6~7 6~7 910 10~14 IT13~IT11 IT10~IT9 IT10~IT9 IT9~IT8 IT8~IT7 IT7~IT6 IT8 IT7 IT8 IT7~IT6 IT7~IT6 12 10 9~8 8 7 6 8~7 7~6 7 6 5~4 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 指 孔 徑 在180 以下 ,鑄件直徑的余量 . L / d 2 L/d=2~10 時 ,加工誤差增加 ~2 倍 平 面 粗刨 , 粗銑 精刨 , 精銑 粗 磨 半精磨 精 磨 研 磨 1~3 4~6 6~7 7~9 7~9 10~14 IT14~IT11 IT10 IT9 IT7~IT6 IT7~IT6 IT5 11~9 10~9 8~6 7~5 7~5 5~2 ~ ~ ~ 指平面最大尺寸 500 以下的鑄件的平 面 余 量 閥體 加工工藝路線的確定 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產可以考慮采用專用 機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本，閥體 具體加工工藝過程如下表： 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設計說明書（論文） 8 表 機械加工工藝過程 工序內容 加工車間 設備名稱 工藝設備名稱 夾具 刀具 量具 1 備料用鑄 鍛方法獲得毛坯 鑄 造車間 模鑄 2 毛坯時效 處理 熱處理間 自然 3 粗銑閥體上端面 金工車間 普通銑床 專用夾具 端面銑刀 專用量具 4 鉆上端面的孔Φ 10 和擴閥體直徑Φ 15的孔 金工車間 普通鉆床 專用夾具 Φ 10 麻花 鉆 和Φ 15 擴孔鉆 專用量具 5 車削定位平面和直徑為Φ 76 的外圓面和端面 金工車間 普通車床 專用夾具 外圓車刀 專用量具 6 鉆定位平面上直徑為Φ 的孔 金工車間 普通鉆床 專用夾具 高速鋼鉆頭 專用量具 7 銑削閥體上的上端面和左右端面 金 工車間 普通銑床 專用夾具 端 面 銑刀 專用夾具 8 擴直徑為Φ 15 孔通孔與Φ 18 Φ 20 同軸孔锪直徑為Φ 25 沉孔 金工車間 普通車床 專用夾具 擴孔 鉆頭 專用量具 9 鉆上面直徑為Φ 4 和Φ 和Φ 同軸孔 金工車間 萬能鉆床 專用夾具 高速鋼鉆頭 專用量具 10 擴閥體下端面的直徑為Φ 22 和 2Φ 6 和Φ 32 的同軸孔 金工車