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1、 目录一 前言1二 设计任务1三 闸阀阀体的工艺分析及生产类型的确定2 （一） 闸阀阀体的用途2 （二） 闸阀阀体的技术要求3 （三） 审查闸阀阀体的工艺性3 （四） 确定闸阀阀体的生产类型3四 确定毛坯、绘制毛坯简图4 （一） 选择毛坯4 （二） 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量4 （三） 绘制闸阀阀体铸造毛坯简图5五 拟定闸阀阀体工艺路线5 （一） 定位基准的选择5 （二） 表面加工方法的确定6 （三） 加工阶段的划分6 （四） 工序的集中与分散6 （五） 工序顺序的安排6 （六） 确定工艺路线7六 机床设备及工艺设备的选用8 （一） 机床设备的选用8 （二） 工艺装备的选用8七 加工余量
2、、工序尺寸和公差的确定8 （一） 工序1车侧法兰8 （二） 工序2车另一侧法兰8 （三） 工序3车上（中）法兰9 （四） 工序4车阀座孔9 （五） 工序5钻上（中）法兰孔9 （六） 工序6钻侧法兰孔9八 切削用量、时间定额的计算9 （一） 切削用量的计算9 （二） 时间定额的计算13九 夹具设计14 （一） 工序4车阀座孔夹具的设计15 （二） 工序5钻上（中）法兰孔夹具的设计15 （三） 工序6钻侧法兰孔夹具的设计16十 阀座的焊接及密封面的研磨16 （一） 阀座的焊接16 （二） 阀座密封面的研磨17十一 致谢17参考文献19附录20 附录一 闸阀阀体三维造型效果图20 附录二 闸阀阀体三
3、维造型树21 附录三 闸阀阀体毛坯三维造型效果图22 附录四 闸阀阀体机械加工工艺过程卡片23 附录五 工序4的夹具装配图24 附录六 工序5的夹具装配图25 附录七 工序6的夹具装配图26一 前言毕业设计是一个综合性的教学实践环节，其主要目的是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析和解决工程实际问题的能力以及从事科学研究的能力，使学生受到一次较为系统的工程实践和科学研究的训练。身为机械工程及自动化专业的学生，本次我的毕业设计为机械加工工艺及工艺装备类的工程设计，以工艺工程师的基本训练为主，侧重典型产品的工艺、工装设计能力的培养，主要要求如下：在教师的指导下，能根据产品的
4、技术要求和加工生产的技术条件，拟定合理的工艺方法和工艺规程方案，并绘制工艺流程图；能独立完成工艺过程的工装装备设计计算，包括刀具、夹具、量具、模具等。正确地完成绘图工作；能拟定产品生产工艺、安全技术规程及相关的工艺文件；能对所拟定的工艺方案进行技术和经济效益的综合分析评价，提出可行性论证报告；编写工艺、工装设计说明书。二 设计任务图2-1、图2-2分别为某一16C-DN50型闸阀的阀体零件图的零件图和三维样图。已知：零件材料为WCB,年产量Q=8000台/年（每台一件）。试为该阀体零件编制工艺规程。图2-1 闸阀阀体零件图图2-2 闸阀阀体三维图 阀体三维造型效果详图及造型树参见附录一（闸阀阀
5、体三维造型效果图）、附录二（闸阀阀体三维造型树）。三 闸阀阀体的工艺分析及生产类型的确定（一） 闸阀阀体的用途 阀门是石油、化工、电站、长输管线、造纸、核工业、各种低温工程、宇航以及海洋采油等流体输送系统中的控制部件，具有导流、截止、调节、节流、防止逆流、分流或流卸压等功能。用于流体控制的阀门，从最简单的截断装置到极为复杂的自控系统，其品种和规格繁多。闸阀是一种比较常见的阀门，其启闭件是闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，闸阀只能作全开和全关 , 不能作调节和节流。闸阀阀体是闸阀结构中的重要组成部分，介质从阀体内通道流过，阀体内装有阀座密封圈，闸板下降时与阀座密封圈结合，闸阀关闭，介质不能流
6、通，闸板上升时，闸阀开启，介质流通。该闸阀阀体在工作过程中因阀体内部介质通道是直通的，介质成直线流动，流动阻力小，因此该零件所需满足的强度、刚度和韧性要求不高。该零件的主要工作表面为两侧法兰面、上（中）法兰台阶孔110mm（H11）和阀座孔68mm（H10），在设计工艺规程时应重点予以保证，尤其是两个密封面上（中）法兰台阶孔110mm（H11）和阀座孔68mm（H10）。（二） 闸阀阀体的技术要求将闸阀阀体的全部技术要求列于表3-1中。表3-1 闸阀阀体的技术要求加工表面尺寸及偏差，mm公差及精度等级表面粗糙度Ra，m形位公差，mm两侧法兰端面距250IT126.3上（中）法兰台阶孔110IT
7、1112.5阀座孔68IT1012.5侧法兰孔4-18IT1212.5上（中）法兰孔6-16IT1212.5其余加工表面IT1212.5（三） 审查闸阀阀体的工艺性 分析零件图可知，两侧法兰端面作为连接密封作用，故而粗糙度要求稍微高些（Ra6.3m）；上（中）法兰110mm台阶孔要与阀盖配合，采用基孔制H11；68mm阀座孔要与阀座配合，采用基孔制H10；侧法兰4-18mm孔和上（中）法兰6-16孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该阀体零件除主要工作表面（两侧法兰端面、上法兰台阶孔、阀座孔）外，其余加工表面均较低，不需要高精度机床加工，通过车、钻床的粗加工
8、就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该阀体零件的工艺性好。（四） 确定闸阀阀体的生产类型零件的年生产纲领N可按下式计算：N=Qm（1+a%）（1+b%） （3-1）式中 N零件的生产纲领(件/年)； Q产品的年产量（台、辆/年）； m每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）； a%备品率，一般取2%4%； b%废品率，一般取0.3%0.7%。依设计题目知：Q=8000台/年，m=1件/台；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式（3-1）得N=8000台/年1件/台（1+3%
9、）（1+0.5%）=8281.2件/年阀体的质量估算约为7kg，查表知，该阀体属轻型零件；由表可知，该阀体的生产类型为大批生产。四 确定毛坯、绘制毛坯简图（一） 选择毛坯由于闸阀阀体工作过程中流体阻力小 , 密封面受介质的冲刷和侵蚀小，且其外形复杂，毛坯选用铸件。实际生产中大多采用熔模铸造方法制造毛坯。（二） 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。1. 公差等级 铸件公差有16级，代号为CT1CT16，常用的为CT4CT13，该阀体零件毛坯采用熔模铸造，查大批量生产的毛坯铸件的公差等级表可得WCB铸钢采用此铸造方法通常能达到的公差等级为CT4
10、CT9，取CT7，进而根据毛坯铸件基本尺寸（略大于250mm）查铸件尺寸公差表得相应的铸件尺寸公差为1.6mm。2. 要求的机械加工余量除非另有规定，要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件。要求的机械加工余量等级有10级，称之为A、B、C、D、E、F、G、H、J和K级，其中A、B级仅用于特殊场合。根据毛坯材料WCB铸钢和熔模铸造方法查毛坯铸件典型的机械加工余量等级表得要求的铸件加工余量等级为E级，根据毛坯最大尺寸查要求的铸件机械加工余量（RMA）表得要求的铸件机械加工余量（RMA）为1.4mm。3. 在图样上的标注（1）铸造公差的标注用公差代号统一标注为“一般公差GB/T 6414-CT7”（2
11、）机械加工余量的标注 应在图样上标出需机械加工的表面和要求的机械加工余量值，并在括号内标出要求的机械加工余量等级。要求的机械加工余量应按下列方式标注在图样上。 用公差和要求的机械加工余量代号统一标注 本阀体零件毛坯为轮廓最大尺寸在250400mm范围内的铸件，要求的机械加工余量等级为E，要求的机械加工余量值为1.4mm（同时铸件的一般公差为GB/T 6414-CT7）为“GB/T 6414-CT7-RMA1.4(E)”，也可以在图样上直接标注经计算后得出的尺寸值。（三） 绘制闸阀阀体铸造毛坯简图绘制毛坯简图如图4-1所示。图4-1 闸阀阀体毛坯图 闸阀阀体毛坯三维造型详图参加附录三。五 拟定闸
12、阀阀体工艺路线（1） 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。1. 精基准的选择 根据该阀体零件的技术要求和装配要求，选择两侧法兰端面和外圆作为精基准加工上法兰；选择侧法兰面作为精基准加工阀座孔68mm（H10）和法兰孔4-18mm；以上法兰面为精基准加工法兰孔6-16mm。2. 粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。本阀体零件以一侧法兰作为粗基准，加工另一侧法兰，之后又可以这已加工的侧法兰作为精基准加工原先作粗基准的侧法兰。（二） 表面加工方法的确定表5.1 阀体零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra，m加工
13、方案备注两侧法兰端面IT126.3粗车精车上（中）法兰端面IT1212.5粗车精车上（中）法兰台阶孔IT1112.5粗车精车阀座孔IT1012.5粗车精车上（中）法兰孔IT1212.5钻侧法兰孔IT1212.5钻（三） 加工阶段的划分该阀体零件加工质量要求较低，机械加工余量不大，大多粗加工一次即可达到要求，但由于习惯还是将加工阶段划分成粗加工和精加工两个阶段。在加工过程中，基本上粗加工完一个面随后便进行精加工。（四） 工序的集中与分散 该阀体零件选用工序分散原则安排加工工序。该阀体零件的生产类型为大批生产，可以采用普通机床配以专用工、夹具，以提高生产效率；而且运用工序分散原则使工件在每道工序中
14、的工步内容减少，对工人技能要求降低，有利于降低劳动成本。（五） 工序顺序的安排1. 机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准两侧法兰端面。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面两侧法兰端面，后加工次要表面上（中）法兰面和阀座孔面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工两侧法兰端面和上（中）法兰面，再加工上（中）法兰台阶孔和法兰孔。2. 热处理工序铸造成型后清砂，去应力退火。3. 辅助工序在车上（中）法兰和阀座孔时，都要安排校正工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。（六） 确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了阀体的工艺路线。表5.2 阀体的工艺路线工序号工序名称机床设备刀具量具1车侧法兰
