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功能方法的形式化的夾具設計過程 摘要 設計工裝夾具是一個非常復雜的過程，依賴于設計者的經(jīng)驗和他的自身知識達到一個好的設計。為便于自動化的發(fā)展以知識為基礎的應用程序，明確界定的夾具，涉及的知識是一個事先和根本任務進行的設計過程。此外，一個基本的和眾所周知的工程原則應考慮：功能需求及其相關的限制應該是第一個輸入的設計過程。考慮到這些主要的思想，本文提出了發(fā)展以促進自動化夾具的設計，根據(jù)功能的方法。在這方面，該方法已被用來征求摩卡設備知識和統(tǒng)一建模語言被用來代表夾具設計過程。一個方法的基礎上的函數(shù)的概念和旨在將這些設計過程的建議。夾具功能要求被定義和形式化。固定功能元素被用來創(chuàng)造一個功能設計方案，鏈接這些要素的功能要求和典型商業(yè)夾具元件已經(jīng)確定通過表格和規(guī)則映射。最后，一個原型應用基礎知識已經(jīng)發(fā)展為一個初始驗證的提出的方法。 關鍵詞：夾具設計過程知識建模；夾具，夾具的功能要求 1.簡介 其主要目的是提供一種設計理論，用適當?shù)目蚣芎头椒ǖ亩x一系列的活動，符合設計過程中的一個產(chǎn)品或系統(tǒng)。一般來說，所有這些確定要求為出發(fā)點的設計過程。在事實上，工程學科處理產(chǎn)品設計可以被定義為一個科學與創(chuàng)建產(chǎn)品定義和工程知識設計解決方案的基礎上的想法和概念源自要求和限制。在這項研究中，考慮到要求一個相關的問題時，以此作為一個廣義的概念，是使明確的含義，主要條款有：功能要求和約束。一個功能要求的，因為它表示了不同的作者，代表什么產(chǎn)品或必須獨立于任何可能的方案。和考慮到一些基本原則的廣泛認可領域的需求工程，我們可以補充的是獨特的和明確的聲明在自然語言中的一個單一功能的書面的方式，它可以排名，跟蹤，測量，驗證，并驗證。一個約束可以被定義為一個限制，一般影響一些這種要求，它限制了各種可能的解決方案同時滿足需求。所以，一個約束應始終鏈接到一個要求，其目的是狹義的設計結果可以接受的解決辦法。在公理化設計理論，功能要求應該被定義的功能域，這對現(xiàn)場的問題是如何定義和功能的產(chǎn)品。該方法用于代表會影響推理過程的設計，在這個意義上，之間的映射功能和物理領域，被后來的一個地方設計解決方案的開發(fā)。其設計方法提供了一個根據(jù)“function-behaviour-structure框架，在函數(shù)的定義是利用結構行為”。目的是填補這一缺口，使設計師從美聯(lián)儲的物理設計解決方案。方法是，產(chǎn)品功能通過它的結構，這似乎導致一個迭代因果關系的方法，在尋求解決直到選定的結構，使預定的功能。采用的方法在本文的研究是根據(jù)定義的夾具功能部件（FCC），能夠滿足夾具功能，并在柔性扁平電纜和夾具之間的映射，這樣的商業(yè)元素。先進的方法來定義要求和功能來建立本體。基本上，模型的重要性，主要是有關夾具，功能要求，夾具，夾具元件，制造資源，制造過程，和設計規(guī)則；居住的可能性，自動化設計過程通過發(fā)展知識應用程序或系統(tǒng)。本形式化的功能要求的實現(xiàn)通過應用一個結構化的方式規(guī)范方法論，和UML圖是用來捕獲，代表和正式的知識，是促進自動化的夾具設計過程。IDEF 0方法用來創(chuàng)建一個活動模型夾具設計過程，使確定的信息在每一個不同的任務包括。它已被用來補充IDEF 0模型的代表之間的互動活動過程中。 2，分析機械加工設備的要求 在1節(jié)，分別被定義：功能要求與約束條件。要求總是存在，在他們的方式表達，以及他們是如何集成在產(chǎn)品的設計過程中，一般來說，需求工程是指本學科處理捕獲，形式化， 表示，分析，管理和驗證需求滿足。然而，所有這些方面的需要集成在產(chǎn)品的設計過程， 第一個方面考慮的是如何的要求代表或宣布。因為它已被以前所述，要求明確的表達方式 影響他們的解釋和設計創(chuàng)作解決方案。在這個意義上，它已被廣泛接受，認為使用 在加工，工作是一個關鍵方面，及固定裝置要素是負責滿足這一總體目標。在他們的設計流程，出發(fā)點是定義的加工設備的功能要求和約束。通常，一個夾具的解決方案是由一個或幾個物理元素，作為一個整體設計的夾具方案必須滿足所有準則和相關的政務司司長。定心，定位，夾緊，并支持，可以被認為是功能要求的夾具，夾具必須做什么，獨立于任何特定的解決方案。條款限制，限制各種可能的解決方案”，有許多因素要考慮，主要處理：形狀和尺寸被加工零件的，公差，操作順序，加工策略，切削力，一些設置，設置時間，體積材料批量大小，生產(chǎn)速度，機形態(tài)，機器的能力，成本，等結束時，該解決方案可以通過：準確性，可靠性，和經(jīng)濟。 3，該方法的形式化該夾具的設計過程 該方法中提出的這項研究的夾具設計過程是基于五個主要的設計階段（編號1–5），命名為：功能要求發(fā)展（法國），定義了夾具設計功能，功能設計的夾具方案，詳細設計夾具方案（日）和夾具的最終解決方案設計驗證。這些階段的目的是定義一個過程連續(xù)反饋，使發(fā)展中國家的夾具設計一個系統(tǒng)，結構和并行方式（圖5）。1階段：第一階段，發(fā)展的功能要求（法國），包括捕獲的知識需要進行設計，加工工藝，夾具。它有2個主要的任務，第一個填充的摩卡形式，和第二形式的功能要求根據(jù)結構的2節(jié)中定義的。2階段：第一階段，定義固定功能目的是完成了一套高水平的軟件函數(shù)模板，在一個以知識為基礎應用程序允許產(chǎn)生夾具的解決方法符合功能要求定義在前一階段。夾具功能被定義圖形使用一種基于IDEF 0建模。該法允許體現(xiàn)圖形屬性和操作所需的實施一個函數(shù)。圖6顯示了一個例子。建議表示是一個高級功能的定義；它是獨立的知識表示將使用執(zhí)行，而不需要從夾具設計師深入了解任何軟件建模技術。定義這些固定功能的第一步是在模型所需的知識工程的應用開發(fā)。例如，考慮到影響夾具穩(wěn)定的一個主要制約因素，夾具功能解決任何要滿足這種約束。要做到這一點，這將是要確定一個夾具功能的穩(wěn)定性圖5。從一個高層次的角度，零件信息（如：材料力學性能，形狀，尺寸和公差），加工工藝信息（例如：機械加工業(yè)務，加工戰(zhàn)略，卷刪除，切削參數(shù)，切削工具參數(shù)），和夾具功能元素信息（即：功能，約束，規(guī)則，含有量，點向量和應用）。這一信息將有被用來確定一些參數(shù)如切削并允許夾緊力。技術，狀態(tài)的部分表面，功能的技術元素，和類之間的聯(lián)系零件表面和夾具元件。材料的力學性質(zhì)，形狀和尺寸的一部分被加工，和相關公差。限制，方向，含有量，接觸參數(shù)，和定位點。操作序列，和對于每一個操作：加工策略，切削參數(shù)，切割工具，和刪除。一些設置，批量，生產(chǎn)速度，以及目標成本。4階段：第四階段，詳細設計包括建立詳細的解決方案。這基本上是幾何（含體積）與夾具元件，這是特別相關的干涉檢查。不過，在這種情況下空間的可能的解決辦法是減少，最后，第五階段，驗證設計，目的是使最終的評價和驗證的功能符合要求和其相關的約束。 4。夾具設計過程的功能模型 因為它是在介紹中提到，功能設計方法，然而，正如所指出的法國標準化協(xié)會之間的關系元素和夾具的商業(yè)組件夾具功能功能代表商業(yè)元素類型選擇，夾具的功能，接觸表面，方法通過在本研究涉及的定義，什么將是第一步，在夾具本體發(fā)展。功能的方法，夾具設計，基于信息模型定義，有一些特點，即：減少一些功能，夾具已經(jīng)執(zhí)行的可能性，正規(guī)化靈敏度，規(guī)范與定量預選賽，并減少設計空間的使用功能性元素。不過，定義之前任何夾具信息模型，是有必要界定的夾具設計過程和信息流沿它。以下是活動模式在這表示夾具設計過程。本 模型的代表利用IDEF 0和統(tǒng)一建模語言，它允許確定知識單元需要在這些過程，以及它們之間的相互作用，一些作者還使用建模技術代表的過程和一部分的相關信息的夾具設計過程，但沒有采取功能性做法，它輸入起點與知識有關的單位的一部分幾何，制造工藝，加工 資源，和下面的IDEF 0方法，知識單元構成的最終輸出的過程是夾具詳細設計，和夾具裝配圖。資源知識單元的電機單元和模塊化夾具部件。制造工藝，加工操作，切削刀具，切削條件，加工戰(zhàn)略，以及機床的形態(tài)。輸出是一個了解之間的對應部分技術特點和加工操作。 該過程重點是定義的技術特征加工才能完成的部分。它包括輸入的結果從先前的三活動到 它創(chuàng)建的一個清單，加工的特點與他們的相關的尺寸和公差。 5，信息模型，實例，和方法驗證 夾具設計過程建模，確定的知識單元：要求夾具，夾具函數(shù)，定義，加工操作，功能設計規(guī)則，詳細設計規(guī)則，夾具資源，和夾具驗證，是仿照在一個面向?qū)ο蠼Y構，對于其中的一些知識單位，專門為一部分定義和加工業(yè)務這樣的模型，和結果的原型信息和加工計劃。因此，本夾具功能要求必須定義這些活動的一部分 6，結論 一個綜合的方法來設計過程加工設備已通過本研究?；灸繕耸钦降姆椒ù龠M這種設計過程自動化。依賴對調(diào)查結果和所得出的結論文獻復習和與夾具設計，一些原則被認為是指導研究。以下是這些原則和他們?nèi)绾伪豢紤]到：開始的一步是定義的夾具功能要求。這個原則導致形式化的要求，根據(jù)一些方法從需求工程，并以功能表達的夾具設計方案，根據(jù)標準，這種方法可以驗證設計方案對指定的需求。有需要捕獲和正規(guī)化加工夾具知識。這個原則導致使用一個建模的方法，在這種情況下，信息建模方法最后通過，有需要定義和表面加工夾具設計過程。這個原則導致其定義和表面利用IDEF 0和統(tǒng)一建模語言。有需要定義軟件夾具功能，其目的是創(chuàng)造解決方案，落實夾具功能要求和定義獨立的執(zhí)行系統(tǒng)。這原則，導致一些研究解決方案已在這一領域，特別是優(yōu)化作品，并得出結論，只有高水平描述這功能，其中的信息和基本規(guī)則必要的執(zhí)行被指定的，是可能的地址。然而，復雜程度高的夾具功能，需要進一步調(diào)查，以便定義如何分解成低層次同時保持獨立的代表詳細執(zhí)行標準。進行的研究，可以得出這樣的結論，形式化的夾具設計過程的基礎上功能要求允許發(fā)展一個更完整 方法的問題，夾具設計?；镜牟襟E，和基本輸入到任何實現(xiàn)目標自動化的過程，開始與夾具設計過程，并繼續(xù)與定義的夾具知識要求：夾具，夾具功能單位，一部分定義，加工操作，功能設計規(guī)則，詳細設計規(guī)則，夾具，夾具驗證。 7，參考文獻 [ 1]克帕爾，W貝茨，工程設計系統(tǒng)方法， 其次，施普林格出版社，倫敦，1996。 [2 ]·厄爾曼，T dietterich，斯托弗，一個新型的機械 設計過程的基礎上的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，人工智能 工程設計和制造（1988）33–52。 [ 3 ]公理化設計：進展與應用，牛津 大學出版社，牛津，2001。 [4 ] B小尼爾森錢，約瑟夫， 功能建模的復雜技術系統(tǒng)（1997）3–16。 [ 5 ]·亨利克森，夾具和夾具設計手冊，工業(yè)出版社，新 紐約，（1973）。 [ 6 ] J . kakish，對設計和開發(fā)的基礎知識 通用模塊化夾具和夾具設計，智能 制造（2000）23–30。 [ 7 ] A .森迪爾庫馬爾，訴subramanuam，K蕭，多智能體 方法對夾具設計，智能制造業(yè)雜志 （2001）31–42。 [ 8 ] K whybrew，A .森迪爾庫馬爾，先進的夾具 設計制造，施普林格出版社，倫敦，1995。 摘要 畢業(yè)論文(設計) 題目名稱： 斜板閘閥閥體制造工藝及夾具設計 題目類型： 畢 業(yè) 設 計 學生姓名： 陳 治 院 (系)： 機械工程學院 專業(yè)班級： 裝備10901班 指導教師： 眭滿倉 輔導教師： 眭滿倉 時 間： 2013年3月12日 至 2013年6月12日 目錄 長江大學畢業(yè)設計(論文)任務書 I 畢業(yè)設計開題報告 III 長江大學畢業(yè)論文(設計)指導教師評審意見 IX 長江大學畢業(yè)論文(設計)評閱教師評語 X 長江大學畢業(yè)論文(設計)答辯記錄及成績評定 XI 中文摘要 1 英文摘要 2 1. 緒論 3 1.1 設計的主要內(nèi)容 3 1.2 斜板閘閥閥體零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計 4 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 5 2. 零件的分析 7 2.1 機械制造工藝相關知識 7 2.2 零件的作用 13 2.3 設計要求： 14 2.4 零件的工藝特點 15 2.5 零件的主要技術要求 15 3. 零件的機械制造工藝設計 17 3.1 計算零件的生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型 17 3.2 斜板閘閥的材料和毛坯制造方法 17 4. 零件的機械加工工藝過程設計 20 4.1 定位基準的選擇 20 4.2 表面加工方法的確定 21 4.3 加工階段的劃分 21 4.4 工序的集中與分散 21 4.5 工序順序的安排 22 4.6 確定工藝路線 22 5. 機床設備及工藝設備的選用 24 5.1 機床設備的選用 24 5.2 工藝裝備的選用 24 6. 加工余量、工序尺寸和公差的確定 26 7. 切削用量、時間定額的計算 29 7.1 切削用量的計算 29 7.2 時間定額的計算 33 8. 夾具設計 36 8.1 機床夾具設計基礎知識 36 8.2 機床夾具設計的特點和基本要求 37 8.3 各零件的夾具設計 37 總 結 42 主要參考文獻及資料名稱 43 致 謝 44 長江大學畢業(yè)設計(論文)任務書 學院（系）機械工程學院專業(yè)過程裝備與控制工程班級 裝備901 學生姓名 陳 治 指導教師/職稱 眭滿倉/副教授 1. 畢業(yè)設計(論文)題目： 閘閥加工工藝及夾具設計 （論文）起止時間：2013年3 月12　 日～2013 年6 月　12日 2．畢業(yè)設計(論文)所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導教師選定部分） 加工對象：斜板閘閥設計圖樣，相關要求見圖樣。 加工能力：成批生產(chǎn) 800件/年 [1]《機械制造工藝學》　王先逵　主編（機械工業(yè)出版社） [2]《機械制造工藝與機床夾具》　劉守勇　主編（機械工業(yè)出版社） [3]《機床夾具設計》　王秀倫、邊文義、張運祥　編著（中國鐵道出版社） [4]《機床夾具設計》 王啟平　著（ 哈爾濱工業(yè)大學出版社） [5]《金屬機械加工工業(yè)人員手冊》　《金屬機械加工工業(yè)人員手冊》修訂組（上海科學技術出版社） [6]《機械結構設計 》盧耀祖、鄭惠強　著（同濟大學出版社） [7]專用夾具的設計方法（上）林曉磊、宋若峰　山東機械　2004年第03期 [8]專用夾具的設計方法（下）林曉磊、宋若峰　山東機械　2004年第03期 [9]機床夾具的設計　李青　機械工程與自動化　2004年第06期 [10]專用加工設備夾具的設計與應用　李衛(wèi)民　大眾科技　2005年第11期 3．畢業(yè)設計(論文)應完成的主要內(nèi)容 1）國內(nèi)外工藝設計及工裝設計發(fā)展情況 2）工藝方案設計； 3）主要工裝方案和結構設計： 4）夾緊力計算； 5) 相關圖樣繪制。 4．畢業(yè)設計(論文)的目標及具體要求 設計計算說明書一份 工藝文件一份 全部設計圖樣一份，裝配圖和主要零件圖 外文翻譯一份 5、完成畢業(yè)設計(論文)所需的條件及上機時數(shù)要求 計算機繪制相關設計圖樣 200機時 任務書批準日期 年 月 日 教研室(系)主任(簽字) 任務書下達日期 年 月 日 指導教師(簽字) 完成任務日期 年 月 日 學生（簽名）  長江大學 畢業(yè)設計開題報告 題 目 名 稱 斜板閘閥閥體機械工藝制造及夾具設計 院 （系） 機械工程學院 專 業(yè) 班 級 裝備10901班 學 生 姓 名 陳 治 指 導 教 師 眭 滿 倉 開題報告日期 2013年4月19號 題目名稱：斜板閘閥閥體制造工藝及夾具設計 學生：陳治，機械工程學院 指導教師：眭滿倉（副教授），長江大學 1. 畢業(yè)設計題目來源 題目是根據(jù)過程裝備與控制工程專業(yè)中機械制造方向的培養(yǎng)目標和機械制造中典型零件的機械加工工藝規(guī)程與工藝設備設計要求而擬的畢業(yè)設計題目。 2. 畢業(yè)設計研究目的和意義 2.1研究目的 斜板閘閥閥體的機械加工工藝及夾具設計。閥體是各種閥中的一個重要部件，它和管道直接連通，具有一定壓力和溫度的介質(zhì)在閥體內(nèi)流動。通過閥芯的開啟與關閉對流動介質(zhì)進行切斷、調(diào)節(jié)、減壓、節(jié)流或改變介質(zhì)的流動方向。因此不同用途的閥門，閥體的結構和形狀、也不相同。本課題的設計重點是明白機械加工工藝規(guī)程和夾具設計，其中機械加工工藝過程就是用切削的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機械性質(zhì)成為具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝的過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括一下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設備和工藝設備、工藝的檢驗項目及檢驗方法、切削用量、時間定額的等。為了能確切的說明過程，使工件能按照零件圖的技術要求加工出來，就得制定復雜的機械加工工藝規(guī)程來作為生產(chǎn)指導性的技術文件；夾具是保證零件精度的重要工具夾具設計一般是在零件的機械加工工藝過程制定之后按照某一工序的集體要求進行的，夾具的設計質(zhì)量的高低，應以能否穩(wěn)定保證工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本等指標衡量提高我們理論聯(lián)系工程實際和工程實際設計能力。 2.2研究意義 機械加工工藝規(guī)程是指導車間生產(chǎn)的主要技術文件、生產(chǎn)準備和管理準備的重要資料、新建或擴建工廠和車間的基本依據(jù)、還便于交流與推廣先進經(jīng)驗。正確的工藝規(guī)程可以穩(wěn)定地保證產(chǎn)品的質(zhì)量和獲得較高的生產(chǎn)率及經(jīng)濟效益、能使生產(chǎn)均衡、順利的進行。 機床夾具是機械制造中一項重要的工藝裝備，工件通過機床夾具進行安裝，包含工件通過夾具上的定位元件獲得正確的位置及通過夾緊機構使工件的既定位置在加工過程中保持不變兩個方面，這樣就可以保證工件的加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定；使用夾具安裝工件，可以減少劃線、找正、對刀等輔助時間它可以縮短輔助時間，采用多件、多工位夾具、以及氣動、液壓動力夾具夾緊裝置，可以進一步減少輔助時間，提高生產(chǎn)率；有些機床夾具實質(zhì)上是多機床進行了部分改造，擴大了原機床的功能適用范圍；可以減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全；通過本題目可以使我們對機械技工工藝的規(guī)程制定及工藝裝備夾具的設計有較深入的學習。 除此之外，通過畢業(yè)設計能使我們熟悉制定零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力，以及設計機床夾具的能力。通過設計過程，熟悉有關標準和設計資料，學會使用有關手冊和數(shù)據(jù)庫。也作為我們未來從事機械制造技術工作的一次重要的基本訓練。 3、主要參考文獻及資料名稱 [1]鄭津洋，董其伍，桑芝富.過程設備設計[M].第三版.北京：化學工業(yè)出版社，2010 [2] 童幸生.材料成型工藝基礎[M].武漢：華中科技大學出版社，2010 [3]王先逵.機械制造工藝學[M].第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2006 [4]劉守勇.機械制造工藝與夾具[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010 [5]王秀倫，邊文義，張運祥.機床夾具設計[M].北京：中國鐵道出版社，2004 [6]王啟平.機床夾具設計[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004 [7]盧耀組，鄭惠強.機械機構設計[M].同濟大學出版社，2010 [8]張全成，孫斌，張永明.鋼制閘閥密封失效分析[J].理化檢驗分冊，2012 [9]劉廣君.采油井口裝置用閘閥閥體的三維靜態(tài)有限元分[J].析化工機械,2010 [10]陳業(yè)生，張偉，王樹貴.油田專用高壓閘閥工藝改進[J].機械工程師,1999 [11]馮定，李明慧.閘閥CAD/CAM系統(tǒng)的研究[J].石油機械，1999年05期 [12]黃軍本，孫小龍.DN1500特大口徑高溫雙閘板閥的研制[J].石油和化工設備，2011年08期 [13]韓兵奇，陳艷紅，韓正偉.平板閘閥閥桿密封結構的改進[J].閥門；2012 [14]李鐵東.泥漿閘閥[J]，閥門，2011 [15]申會芹. 超高壓采氣井口平板閘閥密封結構技術研究[A]，2011年石油裝備學術研討會論文專輯[C];2011 [16]劉朝儒.機械制圖.第五版.北京：高等教育出版社，2011 [17]濮良貴，紀明剛.機械設計.第八版.北京：高等教育出版社，2011 [18]王先逵.計算機輔助制造.北京：機械工程出版社，2010 [19]廖念釗，莫雨松.互換性與技術測量.北京：中國計量出版社，2007 [20]Zhu Y， Zhang S，Rong Y.Experimental Study on Stiffness of T-Slot Based Modular Fixure. Transaction of NAMRL，Volumn X XI ，1993 4、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與主攻方向 4.1閘閥的定義、現(xiàn)狀 閘閥也叫閘板閥、閘門閥，是廣泛使用的一種閥門。工作原理：閘板密封面與閥座密封面高度光潔、平整、一致，加工成一個非常貼合、嚴密的密封副。閘板通過閥桿的上提、下壓，對介質(zhì)形成導通和關斷。它在管路中起關斷作用。 優(yōu)點：流體阻力?。蝗_時密封面不受沖蝕；可以在介質(zhì)雙向流動的情況下使用，沒有方向性；結實耐用；不僅適合做小閥門，而且可以做大閥門。 缺點：高度大；啟閉時間長；笨重；修理難度大；如果是大口徑閘閥，手動操作比較費力。 閘閥按閥桿的不同分明桿式和暗桿式；按閘板構造不同分平行式和楔式；還有單閘板、雙閘板之分。 閥門是石油、化工、電站、長輸管線、造船、核工業(yè)、各種低溫工程、宇航以及海洋采油等國民經(jīng)濟各部門不可缺少的流體控制沒備。上述工業(yè)的發(fā)展和需要，推動了閥門工業(yè)的發(fā)展。近年來，在滿足各方面高參數(shù)新要求的同時，對閥門的結構、材料和生產(chǎn)工藝等方面，對如何做到更好地提高性能、可靠性及降低成本等也予以密切關注。 4.2國外發(fā)展狀況 20多年來，隨著國外大型成套技術的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列新型成套設備與單機。與閥門有關的新型成套設備發(fā)展的特點是大型化、高參數(shù)化、高性能自動化和成套化。成套設備自動化水平，國外石油化工．企業(yè)主要生產(chǎn)過程已經(jīng)實現(xiàn)直接數(shù)字控制，有的還實現(xiàn)了計算機分級控制。合成氨 乙烯、尿素、合成纖維、合成橡膠和合成塑料等化工企業(yè)普遍實現(xiàn)巡回檢測、報警、有的實現(xiàn)閉環(huán)控制和局部最佳化控制。20萬kW以上大型發(fā)電機組普遍向計算機控制發(fā)展。核電站普遍用計算機控制。長輸管線系統(tǒng)不少國家用計算機控制，并裝有微波通訊系統(tǒng)，總控制室只有2-3個值班人員?？梢酝ㄟ^電視監(jiān)視全線工作情況。 以上這些成套設備的控制方式也都要求閥門與之相適應。所以，近20年來，國外閥門的控制方式也有很大發(fā)展。除一般手動、機動、電動、氣動、 液動傳動之外，電液連動、氣液連、自動控制的閥門品種不斷增多，并有進一步發(fā)展的趨勢。 4.3國內(nèi)發(fā)展狀況 近15年來，中國經(jīng)濟高速、持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展，使國家處在工業(yè)化的中期。一方面顯示對裝備機械的旺盛需求;提出了振興裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略目標。另一方面，在國力增強的同時，提出建“資源節(jié)約型、環(huán)保型”社會的理念:作為制定 “十二五”規(guī)劃的主要依據(jù)。為此，必須全面落實科學發(fā)展觀，依靠科技學技術，通過經(jīng)濟結構調(diào)整、企業(yè)整合、擴大經(jīng)營規(guī)模，使國民經(jīng)濟獲得一個深層次的發(fā)展，在 “十二五”規(guī)劃綱要中，明確提出: 1．支持煤化產(chǎn)業(yè)發(fā)展 開發(fā)煤基液體燃料，有序推進煤炭液化示范工程建設，促進煤炭探度加速轉(zhuǎn)化。發(fā)展大型煤化工成套設備、煤炭液化、秸桿汽化和煤制烯烴等設備，促使煤化工產(chǎn)業(yè)進人規(guī)范發(fā)展的軌道。 2．振興裝備制造業(yè)，重點發(fā)展大型抽水蓄能發(fā)電機組、百萬千瓦核電機組、新型發(fā)電技術裝備、超臨界燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設備、百萬噸級大型乙烯成套設備、石油天然氣長輸管線和500萬級煤制油成套設備等。 閥門作為一個流體輸送的組件，隨著國民經(jīng)濟，特別是國家煤化工產(chǎn)業(yè)和裝備制造業(yè)的發(fā)展，對閥門提出新的要求:高溫、高壓、耐磨、耐腐蝕、耐沖刷、抗熱循壞和零泄漏。這樣，閥門將獲得快速發(fā)展。 根據(jù)對中國海關統(tǒng)計，2005年閥門出口總額為7.60億美元。預測2010年閥門出口總額為20.09億美元。2005午，進口總額22.59億美元。預側(cè)2010年閥門進口總額為36.32億美元。中國國家統(tǒng)計局統(tǒng)計2005年國內(nèi)對閥門的總需求量為61.69億美元 (國內(nèi)銷售收人+進口額-出口額)。預側(cè)2010年閥門的總需求量為114.60億美元。 我國閘閥生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模過小、產(chǎn)業(yè)集中度過低。根據(jù)沃茨公司掌握的數(shù)據(jù)，目前，國內(nèi)大約有3,000多家閥門制造企業(yè)，數(shù)量居世界第一。但這其中多為低層次、小規(guī)模、家庭作坊式的企業(yè)，年銷售收入達500萬元的不足500家，年銷售收入過億元的企業(yè)僅有十幾家，市場份額在前10名企業(yè)的企業(yè)市場占有率之和僅為8%～9%。由于產(chǎn)業(yè)集中度過低，造成了技術落后、低價競爭、缺乏有影響力的品牌等諸多不利因素。 閥門是工業(yè)上一種重要的流體控制設備，涉及到國民經(jīng)濟諸多部門，是國民經(jīng)濟的發(fā)展重要基礎設備。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國閥門產(chǎn)品已經(jīng)形成十幾大類，尤其在企業(yè)數(shù)量和產(chǎn)銷量兩方面穩(wěn)居世界前列，但大多是小規(guī)模、低層次閥門的企業(yè)，產(chǎn)品也以中低端為主。目前，我國閥門市場的兩成份額被國外企業(yè)占據(jù)，主要集中在高端技術閥門領域。 機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，是國家創(chuàng)造力、競爭力和綜合國力的重要體現(xiàn)。機械制造工藝是將各種原材料、半成品加工成產(chǎn)品的方法和過程。它是應先進工業(yè)和科學技術的發(fā)展需求而發(fā)展起來的?，F(xiàn)代工業(yè)科學技術的發(fā)展又為制造業(yè)技術提供了近一步發(fā)展的技術支持，如新材料的使用、計算機技術、微電子技術、控制理論與技術、信息處理技術、測試技術、人工智能理論與技術的發(fā)展與應用都促進了制作工藝技術的發(fā)展?，F(xiàn)代機械制造中較多的采用了數(shù)控機床、機器人、柔性制造的單元和系統(tǒng)等高技術的集成，來滿足產(chǎn)品個性化和多樣化的要求。 5、畢業(yè)設計課題的主要研究內(nèi)容、重點研究的關鍵問題及解決思路 5.1主要研究內(nèi)容 l 閥體零件圖的繪制 l 零件工藝性分析、確定生產(chǎn)類型 l 零件毛坯的確定及毛坯圖的繪制 l 選擇加工方法、制定工藝路線及工藝卡片 l 確定加工切削用量及時間 l 制定夾具的定位方案、夾緊方案 l 計算夾具的夾緊力、定位誤差 l 繪制夾具零件的裝配圖及夾具零件圖 5.2重點研究的關鍵問題 l 夾具的設計與選擇，夾具零件的裝配圖； l 國內(nèi)外工藝設計及工裝設計的發(fā)展情況； l 工藝方案設計，工裝方案和機構設計； l 夾緊力的計算，斜板閘閥閥體的裝配圖； l 斜板閘閥閥體的三維圖，CAD圖紙的繪制； l 斜板閘閥閥體的零件圖繪制 5.3解決思路 對零件進行工藝分析，分析零件的作用及零件圖上的技術要求；分析其主要加工表面的尺寸，形狀及位置精度，表面粗糙度等；分析零件的材質(zhì)，熱處理及機械加工工藝； 選擇毛坯的制造方式，主要從生產(chǎn)批量的大小，零件的復雜程度，加工表面及非加工表面的技術要求等考慮。 制訂工藝路線，選擇定位基準，選擇機床及夾具等，加工余量及工序間尺寸與公差的確定，切屑用量的確定，畫毛坯圖，填寫機械加工工藝過程綜合卡片。 夾具設計：1，確定設計方案，繪制結構原理示意圖；2，選擇定位元件，計算定位誤差；3，計算所需預緊力，設計夾緊機構；4，畫夾具裝配圖。 6、畢業(yè)論文工作內(nèi)容 1. 實習調(diào)研及查閱相關資料了解選題背景和設計任務 第一到五周 2. 開題準備、完成開題報告及答辯 第六到七周 3. 零件圖的繪制、工藝的編排、工藝卡片的繪制 第八到十一周 4. 夾具方案的確定、夾具的設計和夾具圖的繪制 第十二到十四周 5. 撰寫、整理、修改畢業(yè)設計報告（論文）、準備答辯 第十五到十六周 7、指導教師審查意見 長江大學機械工程學院 長江大學畢業(yè)論文(設計)指導教師評審意見 學生姓名 陳治 專業(yè)班級 過程裝備與控制工程10901班 畢業(yè)論文 (設計)題目 斜板閘閥閥體機械工藝制造及夾具設計 指導教師 眭滿倉 職 稱 副教授 評審日期 2013年6月10日 評審參考內(nèi)容：畢業(yè)論文(設計)的研究內(nèi)容、研究方法及研究結果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。學生的學習態(tài)度和組織紀律，學生掌握基礎和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力，畢業(yè)論文(設計)是否完成規(guī)定任務，達到了學士學位論文的水平，是否同意參加答辯。 評審意見： 指導教師簽名： 評定成績（百分制）：_______分 （注：此頁不夠，請轉(zhuǎn)反面） 長江大學畢業(yè)論文(設計)評閱教師評語 學生姓名 陳治 專業(yè)班級 過程裝備與控制工程10901班 畢業(yè)論文 (設計)題目 斜板閘閥閥體機械工藝制造及夾具設計 評閱教師 周志宏 職 稱 教授 評閱日期 2013年6月11日 評閱參考內(nèi)容：畢業(yè)論文(設計)的研究內(nèi)容、研究方法及研究結果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。學生掌握基礎和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力，畢業(yè)論文(設計)是否完成規(guī)定任務，達到了學士學位論文的水平，是否同意參加答辯。 評語： 評閱教師簽名： 評定成績（百分制）：_______分 （注：此頁不夠，請轉(zhuǎn)反面） 長江大學畢業(yè)論文(設計)答辯記錄及成績評定 學生姓名 陳治 專業(yè)班級 過程裝備與控制工程10901班 畢業(yè)論文 (設計)題目 斜板閘閥閥體機械工藝制造及夾具設計 答辯時間 2013 年 6 月 13 日 8:00～17:40時 答辯地點 7教209 一、答辯小組組成 答辯小組組長：周志宏 成 員：張慢來 張琴 李美求 劉利軍 二、答辯記錄摘要 答辯小組提問（分條摘要列舉） 學生回答情況評判 三、答辯小組對學生答辯成績的評定（百分制）：_______分 畢業(yè)論文(設計)最終成績評定(依據(jù)指導教師評分、評閱教師評分、答辯小組評分和學校關于畢業(yè)論文(設計)評分的相關規(guī)定) 等級(五級制)：_______ 答辯小組組長(簽名) ： 秘書(簽名)： 年 月 日 院(系)答辯委員會主任(簽名)： 院(系)(蓋章) 摘要 斜板閘閥閥體機械工藝制造及夾具設計 學生：陳治 長江大學機械工程學院 指導老師：眭滿倉 長江大學機械工程學院 [摘要]：機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝的過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。本次畢業(yè)設計的題目是斜板閘閥閥體的機械工藝制造與夾具設計，需要我們對斜板閘閥的主要加工表面的工藝規(guī)程進行詳細的分析，填寫工藝過程卡片及工序卡片，設計制造斜板閘閥閥體的專業(yè)機床夾具。 關鍵詞：機械加工工藝，工藝卡，斜板閘閥，夾具設計 Inclined plate gate valve mechanical manufacture process and fixture design Student: Chen zhi，Institute of mechanical engineering，Yangtze University Teacher： Sui mancang，Institute of mechanical engineering ，Yangtze University Abstract ：Machining process planning is the process of regulation parts machining process and operation methods of process documentation, one of which is under the condition of concrete production, the reasonable technological process and operation method, according to the rules written in the form of process documentation, used to direct production after approval. The graduation design topic is inclined plate gate valve body mechanical manufacture process and fixture design, we need to process on the surface of inclined plate gate valve of the main processing procedures detailed analysis to card and process card fill in process, design and manufacture of professional machine tool fixture inclined plate gate valve body. Keywords: mechanical processing process, process card, inclined plate gate valve, fixture design 第 43 頁 緒論 1. 緒論 1.1. 設計的主要內(nèi)容 1.1.1. 閘閥行業(yè)慨況 閥門作為一個流體輸送的組件，隨著國民經(jīng)濟，特別是國家煤化工產(chǎn)業(yè)和裝備制造業(yè)的發(fā)展，對閥門提出新的要求:高溫、高壓、耐磨、耐腐蝕、耐沖刷、抗熱循壞和零泄漏。這樣，閥門將獲得快速發(fā)展。 根據(jù)對中國海關統(tǒng)計，2005年閥門出口總額為7.60億美元。預測2010年閥門出口總額為20.09億美元。2005午，進口總額22.59億美元。預側(cè)2010年閥門進口總額為36.32億美元。中國國家統(tǒng)計局統(tǒng)計2005年國內(nèi)對閥門的總需求量為61.69億美元 (國內(nèi)銷售收人+進口額-出口額)。預側(cè)2010年閥門的總需求量為114.60億美元。 我國閘閥生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模過小、產(chǎn)業(yè)集中度過低。根據(jù)沃茨公司掌握的數(shù)據(jù)，目前，國內(nèi)大約有3,000多家閥門制造企業(yè)，數(shù)量居世界第一。但這其中多為低層次、小規(guī)模、家庭作坊式的企業(yè)，年銷售收入達500萬元的不足500家，年銷售收入過億元的企業(yè)僅有十幾家，市場份額在前10名企業(yè)的企業(yè)市場占有率之和僅為8%～9%。由于產(chǎn)業(yè)集中度過低，造成了技術落后、低價競爭、缺乏有影響力的品牌等諸多不利因素。 閥門是工業(yè)上一種重要的流體控制設備，涉及到國民經(jīng)濟諸多部門，是國民經(jīng)濟的發(fā)展重要基礎設備。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國閥門產(chǎn)品已經(jīng)形成十幾大類，尤其在企業(yè)數(shù)量和產(chǎn)銷量兩方面穩(wěn)居世界前列，但大多是小規(guī)模、低層次閥門的企業(yè)，產(chǎn)品也以中低端為主。目前，我國閥門市場的兩成份額被國外企業(yè)占據(jù)，主要集中在高端技術閥門領域。 1.2. 斜板閘閥閥體零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計 1.2.1. 主要研究內(nèi)容 a. 閥體零件圖的繪制 b. 零件工藝性分析、確定生產(chǎn)類型 c. 零件毛坯的確定及毛坯圖的繪制 d. 選擇加工方法、制定工藝路線及工藝卡片 e. 確定加工切削用量及時間 f. 制定夾具的定位方案、夾緊方案 g. 計算夾具的夾緊力、定位誤差 h. 繪制夾具零件的裝配圖及夾具零件圖 1.2.2. 重點研究的關鍵問題 a. 夾具的設計與選擇，夾具零件的裝配圖； b. 國內(nèi)外工藝設計及工裝設計的發(fā)展情況； c. 工藝方案設計，工裝方案和機構設計； d. 夾緊力的計算，斜板閘閥閥體的裝配圖； e. 斜板閘閥閥體CAD圖紙的繪制； f. 斜板閘閥閥體的零件圖繪制 1.2.3. 解決思路 對零件進行工藝分析，分析零件的作用及零件圖上的技術要求；分析其主要加工表面的尺寸，形狀及位置精度，表面粗糙度等；分析零件的材質(zhì)，熱處理及機械加工工藝； 選擇毛坯的制造方式，主要從生產(chǎn)批量的大小，零件的復雜程度，加工表面及非加工表面的技術要求等考慮。 制訂工藝路線，選擇定位基準，選擇機床及夾具等，加工余量及工序間尺寸與公差的確定，切屑用量的確定，畫毛坯圖，填寫機械加工工藝過程綜合卡片。 夾具設計：1，確定設計方案，繪制結構原理示意圖；2，選擇定位元件，計算定位誤差；3，計算所需預緊力，設計夾緊機構；4，畫夾具裝配圖。 1.3. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 近20年來，隨著科學技術特別是微電子技術和計算機的飛速發(fā)展，使得傳統(tǒng)的機械制造技術發(fā)生了極為深刻的變化，這主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 新技術，難加工材料的不斷涌現(xiàn)，極大地刺激和推動了材料加工技術的發(fā)展。例如，為了適應超精密，超高速切削與磨削的需要，采用了金剛石，陶瓷等新型刀具材料。這些材料由于成分，組織復雜，物理，力學性能各異，因此在對這些新材料的加工過程中，出現(xiàn)了一系列新技術和新工藝。如；電加工，超聲波加工，激光束，電子束，離子束加工，加熱切屑，振動切削。 超精密加工技術飛速發(fā)展，作用日益突出。隨著宇航，電子工業(yè)的迅速發(fā)展，對組成機器的零部件，如電子芯片，磁盤等的加工精度和表面質(zhì)量提出了近乎苛刻的要求。為了滿足這樣的加工要求，超精密加工技術已與計算機技術，微電子技術等緊密地結合起來，形成了包括精密測量，在線測量，實時控制，反饋補償及恒溫，凈化，防震等一系列相關技術在內(nèi)的綜合技術。超精密加工的方法也日趨增多和完善，目前常見的現(xiàn)代超精密加工方法主要有：金剛石刀具超精密加工，超精密磨料加工及綜合利用其它能量的特種超精密加工技術。 生產(chǎn)的自動化程度空前提高。面臨社會需求的多樣性以及產(chǎn)品更換頻率加快的現(xiàn)狀，現(xiàn)代制造技術必須擁有相當高的自動化水平和靈活的應變能力。隨著計算機在機械制造業(yè)中的廣泛應用，使得機械制造技術進入了柔性自動化，智能化，集成化的新階段。目前，在制造系統(tǒng)中較為成功的自動化技術主要有：成組技術（GT），計算機輔助制造技術（CAM），柔性制造技術（FMS），計算機集成制造技術（CIMS）等現(xiàn)代技術。 微型機械加工技術領域的前沿關鍵技術有： a. 微系統(tǒng)設計技術 主要是微結構設計數(shù)據(jù)庫、有限元和邊界分析、CAD/CAM仿真和擬實技術、微系統(tǒng)建模等，微小型化的尺寸效應和微小型理論基礎研究也是設計研究不可缺少的課題，如：力的尺寸效應、微結構表面效應、微觀摩擦機理、熱傳導、誤差效應和微構件材料性能等。 b. 微細加工技術 ?主要指高深度比多層微結構的硅表面加工和體加工技術，利用X射線光刻、電鑄的LIGA和利用紫外線的準LIGA加工技術；微結構特種精密加工技術包括微火花加工、能束加工、立體光刻成形加工；特殊材料特別是功能材料微結構的加工技術；多種加工方法的結合；微系統(tǒng)的集成技術；微細加工新工藝探索等。 c. 微型機械組裝和封裝技術 ?主要指沾接材料的粘接、硅玻璃靜電封接、硅硅鍵合技術和自對準組裝技術，具有三維可動部件的封裝技術、真空封裝技術等新封裝技術的探索。 d. 微系統(tǒng)的表征和測試技術 主要有結構材料特性測試技術，微小力學、電學等物理量的測量技術，微型器件和微型系統(tǒng)性能的表征和測試技術，微型系統(tǒng)動態(tài)特性測試技術，微型器件和微型系統(tǒng)可靠性的測量與評價技術。 雖然在過去的幾十年來，我國的機械工業(yè)取得了舉世注目的快速發(fā)展，但是與國外發(fā)達國家相比仍存在很大差距。主要表現(xiàn)在：1，產(chǎn)品自主開發(fā)能力與工藝基礎薄弱，重復引入低檔劣質(zhì)產(chǎn)品嚴重。2，制造水平低，全員勞動生產(chǎn)率低，3，產(chǎn)品質(zhì)量低，耗能與耗材高，缺乏國際競爭力。 零件的分析 2. 零件的分析 2.1. 機械制造工藝相關知識 2.1.1. 機械制造工藝通?？煞譃橄旅鎺最悾? a. 鑄造 把鋼、鐵、鋁、銅等所需要的原材料，加熱到它們的熔點后澆注入模型內(nèi)，使之成為產(chǎn)品或者還需后續(xù)加工的坯件。 b. 鍛造 把鋼或特殊的鐵、鋁加熱到它們的塑性非常好的狀態(tài)，使加壓力，使之成為所需的形狀。 c. 沖壓 把厚度不大的鋼板、鋁板、銅板等到置于模具上，對其較快的沖擊加壓，使之成為固定形狀的零件或產(chǎn)品，例如車殼、罐件。 d. 軋制和拉拔 對初具所需形狀的零件或材料，對其施加作用力而通過模具，使它們成為比較精密的零件（或產(chǎn)品）。這類方法中，有的是在加熱狀態(tài)下操作的，統(tǒng)稱為熱軋。有的是在常溫下操作的，稱為冷軋（冷擠）和冷撥。 e. 熱處理 在零件加工過程中的某一階段，對其進行不同程度的加熱及不同速度的冷卻，甚至零下數(shù)攝氏度的冷凍，改變材料的內(nèi)部組織和表面硬度等到機械性能，提高它的使用性能。 f. 切削加工（統(tǒng)稱冷加工） 切削加工是當前最普遍的機械制造工藝，它們的方法很多。 2.1.2. 基本概念 生產(chǎn)過程是指從原材料到產(chǎn)品出廠的全部勞動過程。 機械加工工藝過程是機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一部分，是對零件采用機械加工的方法直接改變毛坯的形狀，尺寸和表面質(zhì)量等，使之成為合格零件的過程。 工序是一個（或一組）工人在一個工作地對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 安裝是如果在一個工序中需要對工件進行幾次裝夾，則每次裝夾下完成的那一部分內(nèi)容稱為一個安裝。 工位是在工件的一次裝夾后，工件（獲裝配單元）與夾具或設備的可動部分一起相對刀具或設備的固定部分所占據(jù)的每一個位置稱為工位。 工步是在加工表面（或裝配時的連接表面）和加工（或裝配）工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序稱為工步。 走刀是切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內(nèi)容，稱為一次走刀。 生產(chǎn)綱領是計劃期內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。 生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間，工段，班組，工作地）生產(chǎn)專業(yè)化的程度分類，一般分為單間生產(chǎn)，批量生產(chǎn)，大批量生產(chǎn)三種類型。 公差帶具有下述幾個方面的主要意義： 1）公差帶本身的大小表示加工粗度要求，制造的難易程度； 2）公差帶相對于零線（即基本尺寸）的位置根據(jù)設計確定，它可以在零線的上方，或跨在零線上，或在零線的下方； 3）基本尺寸+上偏差 = 最大極限尺寸 基本尺寸+下偏差 = 最小極限尺寸。 4）孔的公差帶圖中，用大寫字母表示偏差，ES為上偏差，EI為下偏差，軸的公差帶圖中，用小寫字母表示偏差，es為上偏差，ei為下偏差。 5）孔和軸的公差帶位置關系可了解它們之間的配合特性。 配合種類 配合是指孔和軸之間的關系，它們有三種情況： 1）過盈配合：當軸的尺寸始終比孔的尺寸大，這是過盈配合。 2）過渡配合：當孔的最大極限尺寸比軸的最小極限尺寸大，而軸的最大極限尺寸又比孔的最小極限尺寸也大，這種公差帶重疊的配合。 3）間隙配合：孔的尺寸始終比軸的尺寸大的配合。對于孔公差帶或軸公差帶，它們中的靠近零線的那個偏差稱為基本偏差。 配合制 根據(jù)設計需要，有許多需件配合時，可以確定孔（或軸）公差帶不變，而選擇各種軸（或孔）的公差帶來達到不同配合要求，這種辦法就是配合制。我國標準規(guī)定有兩種配合制。 1） 基孔制：基本偏差為一定的孔的公差帶，與不同基本偏差的軸的公 差帶形成各種配合的一種制度。 2）基軸制：基本偏差為一定的軸的公差帶，與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度。 2.1.3. 機械加工工藝規(guī)程 機械加工工藝規(guī)程有：機械加工工藝過程卡片，機械加工工序卡片，標準零件或典型零件工藝過程卡片，單軸自動車床調(diào)整卡片，多軸自動車床調(diào)整卡片，機械加工工序操作指導卡片，檢驗卡片等。 制定工藝規(guī)程的基本要求是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，能盡量提高生產(chǎn)率和降低成本，并充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，保證工人具有良好而安全的勞動條件。 制定工藝規(guī)程的步驟：1.收集和熟悉制定工藝規(guī)程的有關資料圖樣，進行零件的結構工藝性分析；2,.確定毛坯的類型及制造方法；3，選擇定位基準；4，擬定工藝路線；5，確定各工序的工序余量，工序尺寸及其公差；6，確定工工序的設備，刀具，夾具，量具和輔助工具；7，確定各工序的切削用量及時間定額8，確定主要工序的技術要求及檢驗方法；9.進行技術經(jīng)濟分析；10，編制工藝文件。 2.1.4. 時間定額 時間定額Tt包括：基本時間Tm，輔助時間Ta，布置工作地時間Ts，休息與生理需要時間Tr，準備與終結時間Te。 單件和成批生產(chǎn)的單件時間定額Tt=Tp+Tc∕n=Tm+Ta+Ts+Tc+Te∕n； 大批量生產(chǎn)的單件時間Tt=Tm+Ta+Ts+Te。 2.1.5. 工藝過程的技術經(jīng)濟分析 工藝成本是指生產(chǎn)成本中與工藝過程有關的那一部分費用。按照與年產(chǎn)量的關系分為可變費用V和不變費用C。 若工件的年產(chǎn)量為N，則工件的全年工藝成本S為S=VN+C，單件工藝成本Sp=V+C∕N。 2.1.6. 機械加工工藝規(guī)程制定中應注意的問題 選擇零件毛坯時，主要考慮下列因素：零件的材料(包括牌號及標準號)及其機械性能，零件的結構形狀及外形尺寸，生產(chǎn)綱領，生產(chǎn)條件，積極推廣應用新工藝，新技術和新材料。 基準是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素件間的幾何關系所依據(jù)的那些點，線，面，從而設計和工藝兩個方面可分為設計基準和工藝基準兩大類。工藝基準又可進一步分為工序基準，定位基準，測量基準和裝配基準。定位基準又有粗基準和精基準之分。 粗基準的選擇原則有：保證相互位置要求的原則，保證加工表面加工余量合理分配的原則，粗基準不重復使用的原則，便于工件裝夾的原則。 精基準的選擇原則有：基準重合原則，基準統(tǒng)一原則，自為基準原則，互為基準原則，便于裝夾的原則。 加工經(jīng)濟精度是指在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標準的設備，工藝裝備和標準技術等級的工人，不延長加工時間），所能保證的加工精度和表面粗糙度。 懸著加工方法時考慮的主要因素：工件的加工精度，表面粗糙度和其他技術要求，工件材料的性質(zhì)，工件的形狀和尺寸，生產(chǎn)類型，生產(chǎn)率和經(jīng)濟性，本廠設備，人員情況等。 根據(jù)精度的要求不同，整個工藝過程可劃分為：粗加工階段，半精加工階段，精加工階段，光整加工階段，超精密加工階段。劃分加工階段的原因主要有：1，保證加工的質(zhì)量；2，合理使用機床設備；3，便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，避免精加工表面損傷；4，便于安排處理工序，使冷熱加工配合協(xié)調(diào)。 機械加工工序的安排原則：基面先行，先粗后精，先主后次，先面后孔。 熱處理工序在工藝路線中的安排，主要取決于零件的材料和熱處理的目的。預備熱處理安排在機械加工之前；去除內(nèi)應力的熱處理安排在粗加工之后，精加工之前；最終熱處理安排在精加工前后，變形較大的熱處理應安排在精加工之前，變形較小的熱處理應安排在精加工之后。 輔助工序包括檢查，檢驗工序，去毛刺，平衡，清洗工序等，檢驗工序是主要的輔助工序。除了在每道工序中操作者自檢外，還必須在下列情況下安排單獨的檢驗工序：1，粗加工階段結束后；2，關鍵工序前后；3，零件從一個車間轉(zhuǎn)到另一個車間前后；4，零件全部加工結束之后。 加工余量是指加工過程中所切除的金屬層厚度。加工余量可分為加工總余量（毛坯余量）和工序余量。加工總余量等于各工序余量之和。影響工序余量的因素有：1，上工序的各種表面缺陷和誤差因素，包括表面粗糙度和缺陷層，尺寸公差和形位公差；2，本工序加工時的裝夾誤差。確定加工余量的方法有：分析計算法，查表發(fā)，經(jīng)驗估算法。 工藝裝備的選擇包括確定各工序所需的夾具，刀具和計算器量等。夾具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和加工要求來確定。刀具的選擇主要取決于各工序所采用的加工方法，加工表面的尺寸，工件材料，加工精度和表面粗糙度要求，生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等。計量器具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和工件的加工精度來選取。 2.2. 零件的作用 題目所給定的零件時斜板閘閥閥體機械工藝制造及夾具設計，它主要是通過閘板密封面與閘座密封面高度光潔，平整，一致，加工成一個非常貼合，嚴密的密封副。 閘板通過閘桿的上提，下壓，對介質(zhì)形成導通和關斷。 平板閘閥閥桿密封失效產(chǎn)生外漏是影響其使用壽命和推廣應用的問題之一，特別是對于要求零泄漏的工況，更是限制了其使用范圍。然而斜板閘閥具有足夠的強度和剛度，能保證在高液體壓強下可靠工作，并保持良好的密封性。 圖1 閥座圖 2.3. 設計要求： 具有足夠的強度和剛度，以保證在液體壓力和熱應力下，可靠工作，并保持良好的密封性。 更具有斜板閘閥合理的開啟與閉合形式。 保證在能承受一定的交變壓力沖擊下，還能承受其他來自環(huán)境等因素的影響（如地震等），避免出現(xiàn)爆裂，或出現(xiàn)疲勞裂紋等。 圖2 閘閥閥體圖 2.4. 零件的工藝特點 該閘閥閥體在工作過程中因閥體內(nèi)部介質(zhì)通道是直通的，介質(zhì)成直線流動，流動阻力小，因此該零件所需滿足的強度、剛度和韌性要求不高。該零件的主要工作表面為兩側(cè)法蘭面、上（中）法蘭臺階孔φ110mm（H11）和閥座孔φ65 mm（H10），在設計工藝規(guī)程時應重點予以保證，尤其是兩個密封面——上（中）法蘭臺階孔φ110mm（H11）和閥座孔φ65 mm（H10）。 2.5. 零件的主要技術要求 將閘閥閥體的全部技術要求列于表，閘閥閥體的技術要求： 加工表面 尺寸及偏差，mm 公差及精度等級 表面粗糙度Ra，μm 形位公差，mm 兩側(cè)法蘭端面距 250 IT12 6.3 上（中）法蘭臺階孔 Φ110 IT11 12.5 閥座孔 φ65 IT10 12.5 側(cè)法蘭孔 4-Φ18 IT12 12.5 上（中）法蘭孔 6-Φ16 IT12 12.5 其余加工表面 IT12 12.5 表1 閘閥閥體的技術要求 分析零件圖可知，兩側(cè)法蘭端面作為連接密封作用，故而粗糙度要求稍微高些（Ra6.3μm）；上（中）法蘭Φ110mm臺階孔要與閥蓋配合，采用基孔制H11；φ65mm閥座孔要與閥座配合，采用基孔制H10；側(cè)法蘭4-Φ18mm孔和上（中）法蘭6-Φ16孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該閥體零件除主要工作表面（兩側(cè)法蘭端面、上法蘭臺階孔、閥座孔）外，其余加工表面均較低，不需要高精度機床加工，通過車、鉆床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該閥體零件的工藝性好。 零件的機械加工工藝過程設計 3. 零件的機械制造工藝設計 3.1. 計算零件的生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型 零件的年生產(chǎn)綱領N可按下式計算： N=Qm（1+a%）（1+b%） 式中 N——零件的生產(chǎn)綱領(件/年)； Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺、輛/年）； m——每臺（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺、輛）； a%——備品率，一般取2%~4%； b%——廢品率，一般取0.3%~0.7%。 依設計題目知：Q=800臺/年，m=1件/臺；結合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式得 N=800臺/年×1件/臺×（1+3%）×（1+0.5%）=828.12件/年 閥體的質(zhì)量估算約為7kg，查表知，該閥體屬輕型零件；由表可知，該閥體的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。 3.2. 斜板閘閥的材料和毛坯制造方法 3.2.1. 確定毛坯與繪制毛坯簡圖 1) 選擇毛坯 由于閘閥閥體工作過程中流體阻力小 , 密封面受介質(zhì)的沖刷和侵蝕小，且其外形復雜，毛坯選用鑄件。 考慮到閘閥在與閥座配合的內(nèi)螺紋處經(jīng)常出現(xiàn)氣孔，縮松等鑄造缺陷，零件在工作過程中也經(jīng)常承載交變載荷及沖擊性載荷，因此在實際生產(chǎn)中大多采用熔模鑄造方法制造毛坯，熔模鑄造比沙模鑄造具有更好的透氣性，并能消除縮松，氣孔等鑄造缺陷。 2) 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素： a. 公差等級 鑄件公差有16級，代號為CT1~CT16，常用的為CT4~CT13，該閥體零件毛坯采用熔模鑄造，查大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級表可得WCB鑄鋼采用此鑄造方法通常能達到的公差等級為CT4~CT9，取CT7，進而根據(jù)毛坯鑄件基本尺寸（略大于250mm）查鑄件尺寸公差表得相應的鑄件尺寸公差為1.6mm。 b. 要求的機械加工余量 除非另有規(guī)定，要求的機械加工余量適用于整個毛坯鑄件。要求的機械加工余量等級有10級，稱之為A、B、C、D、E、F、G、H、J和K級，其中A、B級僅用于特殊場合。根據(jù)毛坯材料WCB鑄鋼和熔模鑄造方法查毛坯鑄件典型的機械加工余量等級表得要求的鑄件加工余量等級為E級，根據(jù)毛坯最大尺寸查要求的鑄件機械加工余量（RMA）表得要求的鑄件機械加工余量（RMA）為1.4mm。 c. 在圖樣上的標注 a) 鑄造公差的標注 用公差代號統(tǒng)一標注為“一般公差GB/T 6414-CT7”。 b) 機械加工余量的標注 應在圖樣上標出需機械加工的表面和要求的機械加工余量值，并在括號內(nèi)標出要求的機械加工余量等級。要求的機械加工余量應按下列方式標注在圖樣上。 c) 用公差和要求的機械加工余量代號統(tǒng)一標注 本閥體零件毛坯為輪廓最大尺寸在250~400mm范圍內(nèi)的鑄件，要求的機械加工余量等級為E，要求的機械加工余量值為1.4mm（同時鑄件的一般公差為GB/T 6414-CT7）為“GB/T 6414-CT7-RMA1.4(E)”，也可以在圖樣上直接標注經(jīng)計算后得出的尺寸值。 3.2.2. 繪制閘閥閥體鑄造毛坯簡圖 繪制毛坯簡圖如圖所示。 圖3 閘閥閥體毛坯圖 機床設備及工藝設備的選用 4. 零件的機械加工工藝過程設計 零件的機械加工工藝過程是工藝規(guī)程設計的中心問題。其內(nèi)容包括選擇定位基準和工藝路線的擬定。 4.1. 定位基準的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程中的重要工作之一?；娴倪x擇正確，合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。 定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。 4.1.1. 精基準的選擇 根據(jù)該閥體零件的技術要求和裝配要求，選擇兩側(cè)法蘭端面和外圓作為精基準加工上法蘭；選擇側(cè)法蘭面作為精基準加工閥座孔φ65mm（H10）和法蘭孔4-φ18mm；以上法蘭面為精基準加工法蘭孔6-φ16mm。 4.1.2. 粗基準的選擇 作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。本閥體零件以一側(cè)法蘭作為粗基準，加工另一側(cè)法蘭，之后又可以這已加工的側(cè)法蘭作為精基準加工原先作粗基準的側(cè)法蘭。 圖4 斜板閘閥裝配圖 4.2. 表面加工方法的確定 閥體零件各表面加工方案： 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra，μm 加工方案 備注 兩側(cè)法蘭端面 IT12 6.3 粗車—精車 上（中）法蘭端面 IT12 12.5 粗車—精車 上（中）法蘭臺階孔 IT11 12.5 粗車—精車 閥座孔 IT10 12.5 粗車—精車 上（中）法蘭孔 IT12 12.5 鉆 側(cè)法蘭孔 IT12 12.5 鉆 表2 閥體零件加工方案 4.3. 加工階段的劃分 該閥體零件加工質(zhì)量要求較低，機械加工余量不大，大多粗加工一次即可達到要求，但由于習慣還是將加工階段劃分成粗加工和精加工兩個階段。 在加工過程中，基本上粗加工完一個面隨后便進行精加工。 4.4. 工序的集中與分散 該閥體零件選用工序分散原則安排加工工序。該閥體零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用普通機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)效率；而且運用工序分散原則使工件在每道工序中的工步內(nèi)容減少，對工人技能要求降低，有利于降低勞動成本。 4.5. 工序順序的安排 4.5.1. 機械加工工序 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準——兩側(cè)法蘭端面。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——兩側(cè)法蘭端面，后加工次要表面——上（中）法蘭面和閥座孔面。