阀体加工工艺设计说明书wpsWord文件下载.docx

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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。

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：

。

试为该阀体零件编制工艺规程。

二阀体的设计任务,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，介质不能流通，闸板上升时，闸阀开启，介质流通。

该闸阀阀体零件材料为WCB,年产量Q=8000台/年（每台一件）,该零件的主要工作表面为两侧法兰面、上（中）法兰面和阀座孔φ50.8

mm（H10），在设计工艺规程时应重点予以保证，尤其是两个凸出密封面和上（中）法兰面和阀座孔φ50.8

mm（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，μm

形位公差，mm

两侧法兰端面距

373.3+1.5/-1.5

IT7

1.6

上（中）法兰台面

阀座孔

φ50.8

IT10

12.5

侧法兰孔

8-Φ25

IT12

上（中）法兰孔

10-Φ25

其余加工表面

（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（Ra3.2μm）；

上（中）法兰Φ226mm台阶孔要与阀盖配合，采用基孔制H11；

mm阀座孔要与阀座配合，采用基孔制H10；

侧法兰8-Φ25mm孔和上（中）法兰10-Φ25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%）×

（1+0.5%）=8281.2件/年

阀体的质量估算约为10kg，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。

三确定毛坯、绘制毛坯简图

（一）选择毛坯

由于闸阀阀体工作过程中有一定流通阻力,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。

生产中采用砂型机器造型及壳型铸造方法制造毛坯。

（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CT1~CT16，常用的为CT4~CT13，该阀体零件毛坯采用砂型机器造型及壳型铸造，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CT8~CT10，取CT9，进而根据毛坯铸件各个基本尺寸查铸件尺寸公差表得相应的铸件尺寸公差。

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铸钢和砂型机器造型及壳型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G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。

3.铸件尺寸及公差

零件尺寸及公差铸造毛胚尺寸

左右法兰盘外圆尺寸Ø

221+1.4/-1.4mm

左右法兰盘端面尺寸43.1+1.0/-1.0mm

中法兰盘外圆尺寸Ø

231+1.4/-1.4mm

中法兰盘端面尺寸47+1.0/-1.0mm

Ø

124突出外圆尺寸Ø

129+1.25/-1.25mm

124突出端面尺寸10.9+0.8/-0.8mm

阀孔内圆尺寸Ø

45.8+1.0/-1.0mm

（三）绘制闸阀阀体铸造毛坯简图

绘制毛坯简图见CAD图所示。

四拟定闸阀阀体工艺路线

（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φ50.8

mm（H10）和法兰孔8-φ25mm；

以侧法兰盘和侧法兰孔为精基准加工中法兰孔10-φ25mm。

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

尺寸精度等级

加工方案

备注

两侧法兰突出端面

粗车—半精车—精车

两侧法兰端面

粗车

上（中）法兰端面

IT8

3.2

粗镗—半精镗

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）法兰和镗阀座孔时，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

10

机械性能检材质检

游标卡尺

20

毛胚检验

30

标识

40

粗车右端法兰盘

C5112C立式车床

90°

YT5硬质合金偏头外圆车刀,90°

YT5硬质合金偏头端面车刀

50

粗车左端法兰盘

60

粗车中端法兰盘

YT5硬质合金偏头端面车刀刀

70

整理

80

法兰盘上孔划线

90

钻两边法兰盘上孔10-Ø

25mm

ZQ3035万能摇臂钻床

25mm高速钢钻头

100

钻中法兰盘上孔8-Ø

120

粗镗右阀座孔

60°

镗刀

130

粗镗左阀座孔

140

半精车中阀座密封面

YT15硬质合金偏头端面车刀

150

半精镗左右阀座孔

160

精车左右端阀座密封面

170

精车中阀座密封面

180

检验

190

入库

__________________________。

五机床设备及工艺设备的选用

（一）机床设备的选用

该阀体零件属于不规格的零件，外圆表面车削用卧室车床比较繁琐，同时零件尺寸较大，采用立式车床加工便于定位夹紧，应此车削的机床选用立式车床,根据法兰盘的直径最大为Ø

226mm，所以考虑加工适宜，选用的立式机床为单柱立式车，床型号为C5112c。

法兰盘上的需要钻的通孔则选用万能摇臂钻床，型号为ZQ3035。

（二）工艺装备的选用

工艺装备主要包括刀具、夹具、和量具。

加工该阀体零件所需刀具有外圆车刀、端面车刀，内孔镗刀、和麻花钻，所需夹具均为专用夹具，所需量具为游标卡尺。

粗车三个法兰盘外圆及端面，由于外圆尺寸较大，同时立式车床C5112C转速范围为2.6-200r/min，转速不高，参《考切削用量简明手册》，查表选择外圆车刀为90°

偏头外圆车刀，粗车转速低，切削的阀体材料为WCB铸钢，刀具材料选择YT5,刀具外形尺寸为25mm×

16mm，刀杆长度为150mm。

车削端面车刀选择90°

偏头端面车刀，刀具材料选择YT5,刀具外形尺寸为25mm×

半精车，精车左右法兰盘Ø

124外圆端面及中法兰盘上端面，刀具选择同粗车端面一样，由于车削速度提高，刀具材料要选择YT15。

镗阀座内孔，根据《考切削用量简明手册》，查表选择60°

镗刀，方形刀杆尺寸为40mm×

40mm镗刀伸出长度为300mm。

钻法兰盘上Ø

25mm孔，查手册选用Ø

25mm高速钢麻花钻头。

七加工余量、工序尺寸和公差的确定见工序卡片

八切削用量、时间定额的计算

（1）切削用量的计算

切削速度v（m/min）的计算公式如下：

v=πdn/1000（8-1）

式中d——刀具（或工件）直径（mm）

n——机床转速（r/min）

1.工序40——车右侧法兰

（1）粗车Ø

221+1.4/-1.4mm外圆面至Ø

216mm,倒角1.5×

45°

1）切削深度的确定取aP=2.5mm

2）进给量的确定查《切削用量简明手册》，按工件材料为WCB（相当于25）的条件选取，该工步的每转进给量f选为1.0mm/r。

3）切削速度的计算由公式v=πdn/1000可求得该工序切削速度，参照立式车床C5112c主轴转范围，取转速n=40r/min。

再将此转速代入公式（8-1），可求出该工序的实际切削速度

v=nπd/1000=40r/min×

π×

221mm/1000=27.76m/min

（2）粗车Ø

129+1.25/-1.25mm外圆面至Ø

124mm

1）切削深度的确定取aP=2.5mm

2）进给量的确定查《切削用量简明手册》，按工件材料为WCB（相当于25）的条件选取，该工步的每转进给量f选为0.9mm/r。

3）切削速度的计算查由公式v=πdn/1000可求得该工序切削速度，参照立式车床C5112c主轴转范围，取转速n=40r/min。

129mm/1000=16.20m/min

（3）粗车Ø

221mm外圆端面43+1.0/-1.0mm至38.1mm,保证尺寸Ø

115mm

221mm/1000=27.13m/min

（4）粗车Ø

124mm外圆端面10.9+0.8/-0.8mm至9.4+0.09/-0.09mm

1）切削深度的确定取aP=1.5mm

2.工序50——粗车另一侧法兰

因为阀体两端对称，故此工序的切削用量与工序30相同。

3.工序60——粗车上（中）法兰

231+1.4/-1.4mm外圆面至Ø

226mm

231mm/1000=29.01m/min

（2）粗车Ø

226mm外圆端面45+1.0/-1.0mm至44+0.16/-0.16mm

4.

6.工序90——钻两侧法兰孔8-Ø

选钻床为ZQ3035万能摇臂钻床

（1）钻左右法兰盘上∅25mm孔

1）切削深度的确定取aP=12.7mm

2）进给量的确定查《切削用量简明手册》，按工件材料为WCB（相当于25）的条件选取，该工步的每转进给量f选为0.6mm/r。

3）切削速度的计算查由公式v=πdn/1000可求得该工序切削速度，参照ZQ3035万能摇臂钻床主轴转范围，取转速n=400r/min。

v=nπd/1000=400r/min×

25mm/1000=31.40m/min

7.工序100——钻中法兰孔10-Ø

（1）钻中法兰盘上∅25mm孔

工序110——粗镗右阀座孔

（1）粗镗Ø

45.8+1.0/-1.0mm孔至Ø

50.8mm，并孔口倒角1.5×

2）进给量的确定查《切削用量简明手册》，按工件材料为WCB（相当于25）的条件选取，该工步进给量f选为1.4mm/r。

45.8mm/1000=5.75m/min

5.工序120——粗镗左阀座孔

因为阀体两端对称，故此工序的切削用量与工序60相同

8.工序130——半精车左右侧法兰盘凸出端面

（1）半精车Ø

124mm外圆端面9.4+0.09/-0.09mm至8.4+0.022/-0.022mm

1）切削深度的确定取aP=1mm

2）进给量的确定查《切削用量简明手册》，按工件材料为WCB（相当于25）的条件选取，该工步的每转进给量f选为0.7mm/r。

3）切削速度的计算查由公式v=πdn/1000可求得该工序切削速度，参照立式车床C5112c主轴转范围，取转速n=80r/min。

v=nπd/1000=80r/min×

124mm/1000=31.15m/min

9.工序140——半精车上（中）侧法兰盘端面

（1）半精车43.5+0.16/-0.16mm外圆端面至42.5+0.039/-0.039mm

2）进给量的确定查《切削用量简明手册》，按工件材料为WCB（相当于25）的条件选取，该工步的每转进给量f选为0.8mm/r。

226mm/1000=56.77m/min

10.工序150——半精镗左右阀座孔

（1）半精镗Ø

48+0.025/-0.025mm孔至Ø

50.8+0.01/-0.01mm，并孔口倒角1.5×

1）切削深度的确定取aP=1.4mm

48mm/1000=12.06m/min

11.工序160——精车左右侧法兰盘凸出端面

（1）精车8.4+0.022/-0.022mm左右外圆凸出端面至7.9+0.015/-0.015mm

1）切削深度的确定取aP=0.5mm

2）进给量的确定查《切削用量简明手册》，按工件材料为WCB（相当于25）的条件选取，该工步的每转进给量f选为0.5mm/r。

3）切削速度的计算查由公式v=πdn/1000可求得该工序切削速度，参照立式车床C5112c主轴转范围，取转速n=120r/min。

v=nπd/1000=120r/min×

124mm/1000=46.72m/min

12.工序170——精车上（中）法兰盘端面

（1）精车42.5+0.039/-0.039mm外圆端面至42+0.025/-0.025mm

226mm/1000=85.16m/min

（二）时间定额的计算

1.机动时间tj的计算

（1）工序40——粗车右端法兰盘

1）粗车Ø

221mm外圆面

根据车削外圆面基本时间的计算表，粗车Ø

221mm外圆面的基本时间可由公式tj=

求得。

式中l=216m