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1、毕业设计（论文）开题报告论文题目阀螺栓的机械加工设计一、选题背景和意义：联接技术的发展已经有了悠久的历史，联接技术也有了100余年的发展。在人类文明史上，联接技术的出现甚至可以和车轮的发明等量齐观。最早出现的紧固件大概是形如绳索的蔓、藤、芦苇、皮条等。至今紧固件已经发展成了一个庞大的家族。在机械制造中有：铆钉、焊接、楔、键、过盈配合件、销、螺栓、螺母等。螺栓联接是目前机械工业应用较为广泛的一种联接方式。螺栓联接一般可以获得很大的联接力，安全可靠；结构简单，安装和拆卸比较方便，可以重复使用；通过标准化可以实现大批量的生产，生产效率高而成本较低，具有互换性。尽管具有很多优点，但是由于各方面的原因，
2、长期以来阀螺栓联接一直没有受到足够的重视。阀螺栓紧固件产品虽小，但应用非常广。在今天，很难找到一部没有螺纹联接、没有螺纹紧固件的机器。汽车、轻工等各行业都少不了螺纹紧固件。随着技术的进一步发展，机械产品朝着高速、大功率、精密、小型本身和装配技术各方面都对阀螺栓联接提出了新的要求。这些要求可以归纳为：螺栓的最佳设计的安全性能，要求其在过载的情况下，自动断裂，以保护机器的安全运转。目前螺纹联接技术可靠性、零件加工的一致性、零件的清洁度已经成为制约我国水平的三大瓶颈工艺，螺纹联接技术的应用被列入国家863重点研究项目。在过去的几十年中，阀螺栓联接随着航空也汽车工业的发展而越来越被人们重视，从经济角度
3、来看，螺钉、螺栓本省的价值很低，但他们所联接的产品却很昂贵，螺钉和螺栓失效时，损坏的不只是他们本身，而是整个产品。事实上螺纹联接的问题引起的车辆及飞机事故多有发生，如同压力容器上的螺纹联接出了毛病一样，后果不堪设想。由于联接质量不好所带来的灾难性的后果使得人们感到对各种联接方式的特殊性有必要进行深入的讨论。二、课题关键问题及难点： 对阀螺栓的加工工艺的设计来了解阀螺栓的质量和设计的合理性，使阀螺栓的性能和质量得到很好的保障。对阀螺栓成形工艺的设计和加工技术要求、工艺方案的分析，来提高阀螺栓的产品质量、工作性能，节约制造和加工成本，为企业赢得时间和效益。利用相关理论知识和参数化建模，建立三维模型
4、和绘制CAD二维图形。结合工作生产实际，正确选择零件材料和毛坯的成形方法的设计，制定加工工艺规程（含工艺过程卡片、加工工艺卡片），进行多种加工方案的比较（含技术经济性比较）。 阀螺栓的加工方案有多种，例如锻造、铸造、棒料加工等，如何选择一种技术，经济经性较好的加工方案是本论文的难点。三、文献综述（或调研报告）： 结构和形状归纳为轴类的零件是机械零件中常见的典型零件之一，主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件, 以传递扭矩。按结构形式不同, 可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。很多轴是由复杂的三维自由曲面组成, 几何精度要求较高, 加工技术难度大, 传
5、统的加工方法无法满足叶片的精度要求。随着加工技术与材料技术的发展, 轴的加工工艺也有很大发展, 随基础科学与工业技术的发展而同步。1 确定工艺原则 一个轴零件可以有几种不同的加工方法, 在设计加工工艺原则中须注意以下几点: 了解用途、性能和工作条件,安装位置和作用; 找出主要的技术要求和分析关键的技术问题; 审查零件的结构工艺性;选重要表面为粗基准; 粗基准一般不得重复使用, 应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准; 统一基准原则, 尽可能在大多数工序中用同一个基准2 合理安排加工顺序 为了充分发挥现代加工技术优势, 建议对于复杂轴零件在一次安装中进行多工序的集中加工。用一种刀具完成零件不同
6、工序的加工。3 优化装夹方法 轴加工中传统的装夹方法为一夹一顶,这一加工方法, 对要求不高的轴没有问题, 但对于精度要求高或长径比很大的超细长轴就很难加工出合格产品。采用一夹一拉的装夹方法可以解决这一问题这种方法在生产中尺寸精度可达6级, 表面粗糙度可达1.6 以上。4 选择多种安装方式 轴类零件常见的安装方式是采用两中心孔定位装夹。一般采用三爪卡盘、四爪卡盘等通用夹具, 或各种高精度的自动定心专用夹具。 工艺分析是数控加工编程的前期T艺准备工作，无论是手工编程还是自动编程，在编程之前均需对所加工的零件进行工艺分析。全面合理的工艺分析是进行数控编程的重要依据和保证。 通常，除按常规分析诸如零件
7、的材料、形状、尺寸、精度、表面粗糙度及毛坯形状、热处理要求外，还应根据数控编程的加工特点，关注以下要点:(1) 图样尺寸的标注与轮廓参数的确定(2) 零件结构的工艺性分析 工艺分析是数控加工的前期准备工作，且直接影响到编程质量的优劣。机械加工工艺方案, 必须体现技术先进,保证质量,经济合理,减轻工人劳动强度及安全可靠的原则。编制产品机械加工工艺的依据a.产品订货合同及技术准备计划;b.产品图样及技术文件;c.产品的生产规模、批量;d.有关标准及工艺资料;e.现有的设备及工艺条件,如:机床,吊车,地坑。划线平台,可采取的工艺措施及检测手段等。f.有关工作联系单。编制机械加工工艺工作应做到以下几点
8、(1)在编制加工工艺前应熟知产品结构、工作特性、零件在产品中的功能及装配关系,熟知主要技术要求,以确定有效的工艺手段保证零件的加工质量, 满足产品设计要求。(2)编制零件的工艺时,工序必须齐全。(3)零件在各工序中的加工部位及完成程度应规定明确。(4)对于装夹和工步较多的复杂工序,应按“装夹”和“工序”的层次编写,并写明装夹找正的方法及找正精度。(5)对于一些在“工艺守则”中有规定,但需规定具体数值的内容, 在加工工艺中应明确规定。(6)对于结构较复杂,视图较多的加工件,为使工艺中涉及的加工表面易于查找,应注明该表面所在视图名称及视图中的位置。(7)加工中必须使用的基准在工艺上应预明确, 上工
9、序应为下工序准备好必要的基准。(8)为下道工序保留的夹头,在本工序内容中必须写明。(9)对毛坯形式、夹头或余量提出了特殊要求应在工艺内容中说明。(10)对于选定的工艺方法中必须进行一些较为复杂的计算时(如尺寸链计算,挂轮计算,三角形孔系镗孔坐标计算等),工艺中应给出计算结果, 若不能直接计算出结果时,应给出计算公式。(11)与相关件焊合、把合,同加工或配做时,必须写出相关件的件号及名称(12)对于易变形的零件,加工过程中需自然时效时,可安排“时效”工序,并注明停放时间。(13)加工工序中使用工装时,应在该工序的工装栏内填写工装编号、名称及规格。几个工序需用同一工装时, 这些工序的工装栏内应写上
10、工装编号、名称及规格。(14)对于工艺中所用较为复杂或特殊的工装,应在工艺中写明使用要领。(15)加工工序需要在机床上划线或钳工工作时,应另立工步。(16)对于精度上有特殊要求的零件,在编制加工工艺的有关工序中,应明确测量基准,测量工具或仪器,测量方法及精度要求。(17)对于成对组合使用的相关件,为减少其相对误差,提高装配精度,在加工中一般采用组合加工。(18)根据产品零件图样要求或零件的重要程度,在加工工艺中安排一次或几次探伤工序。四、方案（设计方案、或研究方案、研制方案）论证：一、零件图样分析1、零件结构比较简单，两端均为M20-7h外螺纹2、定位部分外圆22mm与两端螺纹外径过度处为R1
11、.5mm3、右端120锥孔是在装配时，与阀座进行铆接用二、毛坯的确定1、毛坯材料、加工方法、尺寸的确定2、热处理工艺的制定和安排三、定位基准的确定1、粗基准的选择2、精基准的选择3、基准的转换四、划分加工阶段根据图中零件各部分不同的精度要求及主轴加工过程中的加工工序和热处理工序会产生不同程度的加工误差、应力、主轴加工基本上划分以下三个阶段。1、粗加工阶段2、半精加工阶段3、精加工阶段五、加工工艺分析1）零件的加工方法可以用锻造、铸造和棒料加工，从经济性和合理性方面考虑，决定采用棒料加工2）阀螺栓一般为多批量生产，可采用套螺纹机加工螺纹，生产效率高。若零星修配或生产批量较少，可采用普通车床加工螺
12、纹，相应将螺纹外径改为19.8mm-19.85mm为宜3）在加工螺纹外径的时候，应先加工长度为56mm一端的外径及端面，以减少因切断后端面的修整，因为在加工120坡口时，可以加工坡口端面六、切削用量的选择合理选择切削用量，是多快好省完成车削的一个重要方面。选择切削用量时应遵循以下几个原则：1）根据不同的加工步骤选择不同的车削用量粗车时，为了尽快把工件上多余的部分切除，可选择较大的切削用量；精车时，为了保证螺纹精度和表面粗糙度，必须选择较小的切削用量。如选用刀头宽度稍小于槽底宽的切槽刀粗车时每边留0.25-0.35mm左右的余量；用梯形螺纹车刀采用左右切削法车梯形螺纹两侧面时每边留0.1-0.2
13、mm左右的精车余量。2）根据不同的工件材料选择不同的切削用量在车削脆性材料螺纹工件时（铸铁、铸铜等），因脆性材料所含杂质、气孔较多，对车刀切削不利。切削速度过高会加剧刀具的磨损，吃刀深度过大会使螺纹牙尖爆裂。车塑性材料螺纹工件时，可相应选择较大的吃刀深度，但要防止“扎刀”现象。3）根据不同的切削方法选择不同的切削用量采用直进法切削螺纹工件时，车削横截面面积较大，车刀受力和受热情况比较严重，就选择较小的切削用量；采用左右切削法时，车削横截面面积较小，车刀受力和受热情况得到改善，则选择较大的切削用量。七、螺纹车刀的装夹1）装夹车刀时，刀尖位置一般应对准工件轴线中心（可根据尾座顶尖高度检查）。2）车
14、刀刀尖角的对称中心线必须与工件轴线垂直，装刀时可用样板对刀（如果把车刀装歪，车出的牙形将歪斜）八、加工工序的安排和工序的确定1、加工顺序方案确定外表面粗加工外表面精加工孔粗加工孔精加工2、工序确定3、工艺路线九、计算背吃刀量、进给速度、切削速度十、填写工艺过程卡片、加工工艺卡片五、进度安排：第1周 查阅资料，熟悉被设计零件的工作条件，明确设计思路。第2周 完成开题报告第3周 分析零件图、产品装配图，正确选择毛坯形式，画出毛坯简图。第4周 选择定位基准、拟订工艺路线第56周 确定加工余量和工序尺寸第7周 确定切削用量和工时定额第8周 确定各工序的设备、刀夹量具和辅助工具第9周 确定各工序的技术要
15、求及检验方法、填写工艺文件参考文献：1 韩兴国，王斌武. 机床主轴加工工艺教学案例分析 以CA6140车床主轴机械加工为例J 桂林航天工业高等专科学校学报, 2009(2), 2112142冯玉琢. 机械加工工艺编制的要点J 科技创新导报, 2009(5) 823纪海纹. 轴类零件的加工工艺J 装备制造技术, 2008(4) 1561574陈旻. 轴类零件的数控加工工艺设计研究J 现代制造技术与装备, 2008(4) 36385Chun-Feng Tseng,Wei-Shin Lin. The processing and fracture analysis on transmission shafts of a peanut Journal of Materials Processing Technology xxx(2008)xxx-xx六、指导教师意见： 在查阅资料的基础上，较详细地做出了课题的背景、意义、综述、安排等，方案基本可行，同意开题。签名：何红媛 201
