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-1-前言液压传动中用来控制液体压力﹑流量和方向的元件。其中控制压力的称为压力控制阀，控制流量的称为流量控制阀，控制通﹑断和流向的称为方向控制阀。压力控制阀按用途分为溢流阀﹑减压阀和顺序阀。(1)溢流阀：能控制液压系统在达到调定压力时保持恆定状态。用於过载保护的溢流阀称为安全阀。当系统发生故障，压力昇高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开而溢流，以保证系统的安全。(2)减压阀：能控制分支迴路得到比主迴路油压低的稳定压力。减压阀按它所控制的压力功能不同，又可分为定值减压阀(输出压力为恆定值)﹑定差减压阀(输入与输出压力差为定值)和定比减压阀(输入与输出压力间保持一定的比例)。(3)顺序阀：能使一个执行元件(如液压缸﹑液压马达等)动作以后，再按顺序使其他执行元件动作。油泵產生的压力先推动液压缸1运动，同时通过顺序阀的进油口作用在面积A上，当液压缸1运动完全成后，压力昇高，作用在面积A的向上推力大於弹簧的调定值后，阀芯上昇使进油口与出油口相通，使液压缸2运动。流量控制阀利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所產生的局部阻力对流量进行调节，从而控制执行元件的运动速度。流量控制阀按用途分为5种。(1)节流阀：在调定节流口面积后，能使载荷压力变化不大和运动均匀性要求不高的执行元件的运动速度基本上保持稳定。(2)调速阀：在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压差为定值。这样，在节流口面积调定以后，不论载荷压力如何变化，调速阀都能保持通过节流阀的流量不变，从而使执行元件的运动速度稳定。(3)分流阀：不论载荷大小，能使同一油源的两个执行元件得到相等流量的为等量分流阀或同步阀；得到按比例分配流量的为比例分流阀。(4)集流阀：作用与分流阀相反，使流入集流阀的流量按比例分配。(5)分流集流阀：兼具分流阀和集流阀两种功能。-2-方向控制阀按用途分为单向阀和换向阀。单向阀：只允许流体在管道中单向接通，反向即切断。换向阀：改变不同管路间的通﹑断关係﹑根据阀芯在阀体中的工作位置数分两位﹑三位等；根据所控制的通道数分两通﹑三通﹑四通﹑五通等；根据阀芯驱动方式分手动﹑机动﹑电动﹑液动等。图2为三位四通换向阀的工作原理。P为供油口，O为回油口，A﹑B是通向执行元件的输出口。当阀芯处於中位时，全部油口切断，执行元件不动；当阀芯移到右位时，P与A通，B与O通；当阀芯移到左位时，P与B通，A与O通。这样，执行元件就能作正﹑反向运动。60年代后期，在上述几种液压控制阀的基础上又研製出电液比例控制阀。它的输出量(压力﹑流量)能随输入的电信号连续变化。电液比例控制阀按作用不同，相应地分为电液比例压力控制阀﹑电液比例流量控制阀和电液比例方向控制阀等。本设计为液压阀的阀芯的加工工艺规程及钻3-M15翻转铰链式钻孔夹具设计的说明书，是根据《机械制造工艺及专用夹具设计指导》上的设计过程和步骤编写的，本设计的主要内容包括：零件的分析，工艺规程设计，夹具设计，设计体会，参考资料等。编写本设计时，力求符合设计要求，详细说明了阀芯的加工工艺规程，以及每个参数的具体计算。如：零件的分析，工艺路线的制定，切削用量及基本工时的计算。本设计在编写过程中，得到了指导老师和同学的大力支持和热情的帮助，在此表示忠心的感谢。-3-一零件的分析(一).零件的作用液压阀的阀芯主要有滑阀和锥阀两种。具有圆柱状轴肩的阀芯，沿轴向移动以接通或断开油路的圆柱滑阀通常指滑阀。通过阀口开度的变化，其流量也随之变化，使流量得到调节。通过改变锥阀阀芯与阀座之间的缝隙，以接通或断开油路的阀，称为锥阀。锥阀能完全切断油路，对油液中杂质污染的敏感性小，结构简单，制造容易。所以锥阀与滑阀一样为液压阀的主要结构之一。因为两种结构不同，因此加工的方法既有相同点，也有不同点。一般都是由专业生产厂家制造。由于阀芯在阀体内需要运动，因此间隙的大小即要保证良好的密封性，又要保证较小的运动阻力。在实际生产中，一般采用配合副的零件互相研配的方法来保证较小的配合间隙。但是在成批和大量生产时，需要阀芯可以互换，这时配合间隙将适当放大一些，这就可能引起泄漏量的出现。对于成批和大量生产的阀芯与阀体的公差及配合间隙推荐用如下所示：液压阀体与阀芯的公差与配合mm名义直径阀体公差阀芯公差最小间隙最大间隙6+0.006-0+0-0.0040.00250.012512+0.0075-0+0-0.0050.00500.017520+0.010-0+0-0.0060.00750.023325+0.0125-0+0-0.00750.01250.032550+0.015-0+0-0.0100.0200.04575+0.020-0+0-0.01250.0250.0575100+0.020-0+0-0.01250.0320.0645125+0.025-0+0-0.0150.0430.083200+0.030-0+0-0.0200.0500.100对于往复或旋转运动的阀体与阀芯配合，建议取最小间隙。最大间隙值等于最小间隙值加上两个零件的公差之和。-4-最小间隙值可以加在孔的名义尺寸上，也可以由阀芯的名义尺寸减去。具体的阀芯加工需要根据产品的数量以及各个工厂的规模来决定，具体要求可以参考零件工艺手册等专业书籍。总之对于阀芯的加工制造必须考虑下列几大问题，必要时需要进行试验等手段，从而保证阀芯的高质量和高可靠性。（1）液压阀芯上的液动力（作用在滑阀上的液动力，作用在锥阀上的轴向力）；（2）液压阀芯的压力流量特性；（3）液压阀芯的流量系数；（4）液压阀芯的泄漏（主要是指滑阀）；（5）液压阀芯的稳定性；（6）液压阀芯的振动；（7）液压阀芯的气穴。(二).零件的工艺分析-5-液压阀的阀芯共有3组加工表面，它们之间有一定的位置要求，具体分述如下：1.以Φ74k5和Φ60h7为中心的加工表面。这一组加工表面包括：阀芯上的所有外圆及倒角、两端面、各级内孔2.以Φ74k5和Φ60h7为中心的加工表面。主要包括：Φ74k5和Φ60h7上的三个分布均匀的Φ15与Φ10孔。3.以大端面与Φ60h7外圆基准的加工表面。主要包括：2-Φ4孔及。这3组加工表面之间有着一定的位置要求，具体如下：前端面、锥孔、Φ88.88外圆与Φ65k5，Φ40h7的圆跳动公差为0.007mm；大端面与Φ74k5，Φ60h7的圆跳动公差为0.1mm；Φ60h7与Φ74k5，Φ60h7的圆跳动公差为0.005mm；Φ60h7与Φ74k5，ΦΦ74k5的圆跳动公差为0.005mm；通孔Φ20h10与Φ74k5，Φ20h7的同轴度公差为0.03mm；-6-Φ100与Φ74k5，Φ74h7的同轴度公差为0.3mm2.3--Φ15与3--Φ10对Φ55中心线的对称度公差为0.05mm。3.2—Φ4相对Φ60h7外圆中心的位置度公差为0.15mm；由以上分析可知，对于这3组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后再借助专用夹具加工其他两组表面，并保证它们之间的位置精度要求。-7-二.工艺规程设计(一).确定毛坯的制造形式根据零件的工作情况，零件的材料为40Cr，由于零件为空心的阶梯轴，要承受较大的循环载荷、冲击载荷等，所以毛坯形式采用锻件，其晶粒细小，较均匀、致密，可以保证零件的工作可靠，由于零件为中批生产，为了提高生产率，保证加工质量，故采用模锻成型。(二).基准的选择粗基准的选择。由于该零件为普通的轴类零件，故选外圆为粗基准。精基准的选择，选轴前端的圆锥孔和后端孔倒角作为精基准。(三).工艺路线的制订制定工艺路线的出发点，应使零件的几何形状精度、尺寸精度、位置精度等技术要求得到保证。在生产纲领成批生产的条件下，可以考虑采用通用机床和专用夹具尽量使工序集中而-8-提高生产率，除此还应考虑，经济效果使成本最低。1.工艺路线方案一：工序一：热处理（正火）工序二：车端面，钻中心孔，粗车各外圆工序三：热处理（时效）工序四：钻通孔Φ20工序五：钻Φ60、Φ40孔及其倒角工序六：钻3-Φ15工序七：钻3-Φ10工序八：钻2-Φ4孔工序九：半精车各外圆工序十：精车各外圆，并倒角工序十一：大端E面处淬硬至HRC48-53,深度为0.7—1.2mm工序十二：粗磨外圆Φ74、Φ60工序十三：粗磨端面工序十四：精磨外圆Φ65、Φ40至图纸要求工序十五：精磨端面至图纸要求工序十六：钳工工序十七：检验2.工艺方案路线二工序一：热处理（正火）工序二：车端面，钻中心孔，粗车各外圆工序三：热处理（时效）-9-工序四：半精车各外圆工序五：钻通孔Φ20至Φ17工序六：钻Φ60、Φ40、Φ20孔及其倒角工序七：钻2-Φ4孔工序八：钻3-Φ15工序九：钻3-Φ15工序十：精车各外圆，并倒角工序十一：大端E面处淬硬至HRC48-53,深度为0.7—1.2mm工序十二：粗磨外圆Φ74、Φ60工序十三：粗磨端面工序十四：精磨外圆Φ65、Φ40至图纸要求工序十五：精磨端面至图纸要求工序十六：钳工工序十七：检验经分析比较，方案二更容易保证孔Φ20与孔Φ60,Φ40两孔的的同轴度要求，同时把钻孔工序放在半精加工后,更加合理,故采用方案二。(四).机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定该零件的材料为40Cr，硬度为HB220--250，生产类型为中批生产，采用在锻锤上合模模锻生成毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，用查表法分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。-10-为简化模锻毛坯的外形，取直径为Φ74的毛坯尺寸与Φ60相同。毛坯直径的确定：工件直径Φ100，公差为0.015，机械加工总余量为：2×(2.6+0.5+0.3)＝2×3.4∴毛坯尺寸为Φ107mm。工件直径Φ74，公差0.013，机械加工总余量：2×(2.2+0.45+0.3+0.1+0.06)＝2×3.11∴毛坯尺寸为Φ81mm∴取毛坯直径为Φ107mm，Φ81mm。2.毛坯长度L的确定：查《工艺手册》表(1-52)可知Φ100的长度方向的加工余量为2.0mm∴L1=12mmΦ74及以后的外圆长度方向的加工余量为2mm∴L2＝120∴总长L＝12+120=132mm模锻斜度为7°。查（《工艺手册》表1-51）3.毛坯过渡圆角的确定查（《工艺手册》表1-51）毛坯圆角半径R＝2-5mm∴毛坯的外圆角半径取3mm。(五).加工余量的确定：查表《工艺手册》表1--27加工表面余量Φ100外圆精车Φ100mm2Z＝0.60mm-11-半精车Φ100.6mm2Z＝1.0mm粗车Φ101mm2Z＝5mm毛坯Φ107mmΦ74外圆精磨Φ74mm2Z＝0.12mm粗磨Φ74.12mm2Z＝0.20mm精车Φ74.32mm2Z＝0.60mm半精车Φ74.92mm2Z＝0.90mm粗车Φ75.82mm2Z＝5.18mm毛坯Φ81mmΦ60外圆精车Φ60±0.095mm2Z＝0.60mm半精车Φ60.6mm2Z＝0.90mm粗车Φ61.5mm2Z＝12.5mm已粗车至Φ74mmΦ32外圆精车Φ32mm2Z＝0.60mm半精车Φ32.6mm2Z＝0.90mm粗车Φ33.5mm毛坯Φ39mm2Z＝5.4mm内孔Φ60钻孔Φ57.7mm粗车Φ60mm2Z＝2.3mm内孔Φ40-12-扩孔Φ38mm粗车Φ39.5mm2Z＝1.5mm精车Φ40mm2Z＝0.50mm通孔Φ20钻孔Φ19mm扩孔Φ20mm2Z＝1mm（六）.确定切削用量及基本工时车端面，钻中心孔，粗车各外圆（如未特别注明，本工序相关数据的出示《切削用量手册》的车削用量选择）1.车端面（1）.加工条件工作材料：40Cr钢正火，σb＝0.735GPa，模锻。加工要求：车两端面，打中心孔，粗车各外圆表面机床：C620-1卧式车床刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16×25mmKr＝90°,r0＝10°,α。＝12°,λs＝0°,rε＝1.0mm.（2）.计算切削用量a.粗车Φ100端面，用计算法切削深度：加工总余量＝2.0mm，留余量0.5mm，单边余量0.75mm，一次走刀，ap＝0.75mm进给量：根据表4选f＝0.6-0.9mm/r。按C620-1机床说明书选f=0.