综合训练报告书题目先导式溢流阀设计与制造工程学院综合训练任务书设计题目：先导式溢流阀设计与制造专业机械设计制造及其自动化班级班指导老师一、训练目的机械产品设计制造综合训练是专业教学计划中规定的重要实践教学环节，通过完成指定产品或机械装置的设计制造过程，巩固和深化学生综合运用所学机械设计、制造工艺及CAD/CAM技术等方面的基础理论、基本知识和基本技能，较全面地获得机械产品的生产实际知识和综合应用能力，以培养具备现代机械设计制造技术基础知识与应用能力，具有较强的工程实践能力和创新能力的应用型工程师。

二、训练任务在四周时间完成先导式溢流阀的设计、零件加工及装配。

1.1 先导式溢流阀的设计1）先导式溢流阀产品功能分析及结构设计2）零件设计2.2 零件制造工艺设计1）机械加工工艺过程卡2）机械加工工序卡2.3 加工制造2.4 检验分析2.5 产品装配2.6 综合训练说明书三、训练要求1）进行产品的结构设计，运用CAD技术完成零件三维建模和产品装配建模。

2）绘制指定零件的工程图，按国标正确标注尺寸、形位公差及技术要求。

3）对零件进行正确的工艺分析，按指定的格式填写加工工艺文件。

分析产品零件图样，确定毛坯，拟订工艺路线，选择设备及工艺装备。

根据机械加工工艺卡片，确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差，详细地说明整个零件各个工序的要求。

4）编制零件的加工工序卡，填写加工程序单，填写刀具调整单。

5）完成零件加工制造。

按照制定工艺文件，在老师指导下，遵守机床设备操作规程，独立调整、操作相应机床，进行零件加工。

6）零件加工质量检测。

正确地选用检验方法及计量器具，对零件进行质量检测和分析。

7）产品装配。

根据结构设计要求，正确装配。

8）撰写综合训练说明书（上交电子稿和打印稿）。

说明书应涵盖整个训练容，字数不少于3.5千字。

9）加工制造过程必须做好安全防工作。

四、成绩评定成绩评定是对学生在实训过程的能力、态度表现情况综合给出成绩，具体考核包括以下容：1）机械设计能力。

包括结构设计正确、合理性，工程图质量，工艺参数选定等。

（20分）2）CAD技术应用能力。

利用CAD/CAM 软件系统完成设计，包括零部件的设计和造型。

（15分）3）实际加工操作水平，所完成的零件质量以及装配质量。

（40分）4）综合训练报告。

（15分）5）平时成绩。

（10分）目录课程设计任务书 (I)0前言 (1)1. 溢流阀的简介 (2)1.1溢流阀的结构简图和工作原理 (2)2. 溢流阀的设计 (3)2. 1参数设计 (9)2. 2选择材料 (10)2. 3溢流阀的结构设计 (10)2. 4溢流阀的精度设计 (11)2.5溢流阀的零件设计…………………………………………………………122.5.1主阀体的结构设计…………………………………………………132.5.2主阀体的精度设计……………………………………………………3. 溢流阀的三维建模 (12)3.1主阀体的建模 (13)3.2溢流阀的装配 (15)4. 主阀体的工艺设计 (16)4.1 主阀体的加工工艺分析 (17)4.1.1 毛坯的选择……………………………………………………………184.1.2工艺分析………………………………………………………………194.1.3机床的选择……………………………………………………………2 14.2 确定主阀体加工工艺路线 (22)4.3 工艺过程卡 (23)4.4加工工序卡 (24)5. 主阀体加工及工序验证 (33)5.1主阀体的加工 (34)5.2验证加工工序 (35)6. 样机的装配调整及结论 (39)心得体会 (41)参考文献 (42)设计与制造说明书0．前言《机械工程综合训练》是个重要的教学环节，进一步培养提高学生的动手能力及分析问题、解决问题的能力。

在综合训练的过程中，让我们了解到了各种典型机床构造、运动和用途，熟悉机床的操作和调整。

通过综合训练使我们能过综合的运用机械制图、机械设计基础、金属切削机床、工程材料及热处理、机械制造技术等相关知识，进行工程设计的能力。

提高我们的计算能力和绘图能力，使学生熟悉设计手册、图册资料的使用，掌握经验估算的基本技能，为毕业设计做好技术准备。

而我们选择的课题是先导式溢流阀的设计。

而液压技术在功率密度、结构组成、响应速度，调速保护，过载保护等方面独特的优势，使其成为现代传动和控制的重要技术手段和不可替代的关键基础技术之一，其应用遍及国民经济各个领域。

建国以来，我国液压行业及液压阀的制造生产，从无到有，发展很快，取得了巨大的成绩。

经过几十年的发展，减压阀的种类已经相当全面，有关液压阀的国家标准已相当完备，针对减压阀的技术参数已形成了系列化，标准化。

这为液压阀的发展奠定了良好的基础。

随着工业技术的发展，液压系统在当今机械领域用途越来越广泛，各种大、中、小型液压设备中，液压溢流阀是系统中的一个关键性的压力控制元件，它们的性能和寿命在很大程度上决定着整个液压系统的平稳性和工作能力。

科学技术的不断进步，溢压阀的性能及结构也越来越完善，如工业设备、医疗机械以及轮船和航空上都得到了广泛应用。

而作为机械专业的学生对于溢流阀相关知识的学习和认识十分必要。

本次课程设计主要以溢流阀为基础，对先导式溢流阀进行研究。

本课题的研究方向基于现有的溢流阀的设计制造技术，针对本次课程设计的要求进行设计，并在从设计的角度就注意解决现有的溢流阀存在的一些问题。

并运用了三维造型软件对设计的溢流阀进行三维造型。

通过设计造型以达到用途与外观的完美结合。

1.溢流阀简介1.1溢流阀的结构简图和工作原理溢流阀有直动式和先导式两种结构形式。

在先导式溢流阀中，对溢流阀的主要要求：调压围大，调压偏差小，压力振摆小，动作灵敏，过载能力大，噪声小。

其结构简图如图1：图1工作原理如图：进口压力P1经减压口减压后压力变为出口压力P2，出口压力油经主阀体上的通道和底座上的通道进入主阀芯的下腔，再经过主阀芯上的阻尼孔进入主阀芯的上腔和先导阀的前腔，然后再通过锥阀座中的阻尼孔后，作用到先导锥阀上。

当出口压力低于调定压力时，先导阀口关闭，主阀芯下端的阻尼孔中没有油液流动，主阀芯上、下两端的油压力相等，主阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置，减压口全开，不起减压作用，即P1≈P2。

当出口压力超过调定压力时，出油口部分液体经过阀座上的通道、主阀芯阻尼孔、主阀腔、先导阀口、先导阀上的泄漏油口L流回油箱。

阻尼孔有油液通过，产生压力损失，使主阀芯上下腔产生压力（P2>P1），此压力差所产生的作用力大于主阀弹簧力时，主阀上移，使节流口（减压口）关小，减压作用增强，直到主阀芯稳定到某一平衡位置，此时出口压力P2取决于先导阀弹簧所调定的压力值。

2. 溢流阀的设计2.1参数设计溢流阀的进出口油直径D0取12 mm。

主阀芯大直径D及中间小直径D1。

适当增大主阀芯大直径D，可以提高阀的灵敏度，降低压力超调量；可以提高开启压力，保证阀的压力稳定。

不过，D值过大时将会使阀的结构尺寸和阀芯质量加大、主阀上腔容积增加，导致动态过渡时间延长。

从强度考虑：D1≥D/2，所以，取D=16mm， D1=10mm。

尼小孔直径d0及长度L0,设计时一般根据经验选取：所ϕ，除了可以减小先导阀的液以，取d0=4mm , L0=28mm。

适当减小先导阀锥角2动力刚度、提高先导阀的稳定性外，还可以增大阀芯与阀座接触的支反力R，提高密封性能，以免在外界油压发生变化时，由于密封性能不良，导致先导阀振动，ϕ也不易取得过小。

因为锥角过小，一方面影响阀的溢流性能，但是先导阀锥角2ϕ=40°。

另一方面导致支反力R过大。

所以取2主阀弹簧的作用是在主阀芯上升时作为复位力，并且主阀弹簧刚度较小，因此又称为弱性弹簧。

根据已有的性能良好的溢流阀资料统计，主阀弹簧的预压紧力Pt可以按照以下围来选取：对于工作压力为21～31.5Mpa的减压阀，额定流量小于250L/min时，主阀弹簧的预压紧力Pt=19.6～45N；额定流量q=250L/min～500L/min时，根据工作要求确定弹簧的结构、材料和许用应力，要求中需滑阀动作灵敏、可靠；所以这种弹簧材料为碳素弹簧应该列为第Ⅰ组类首先初选弹簧的直径为d=2mm ，选择弹簧的指数C ，有表12-6[2] 振清，荣济，国泰合编，《机械零件》，工业学院.1987]，C=10 这里也考虑到了外径为20mm 左右。

计算弹簧丝的直径，有公式得：曲度系数=1.145(12-3) 有表12-1[2]查得，弹簧材料在d=2mm 时，碳素弹簧钢丝的拉伸强度极限B σ=2000Mpa ，查表12-3得，[]B 4.0στ==0.4×2000=800Mpa 。

最大工作载荷为F ，其强度公式为：再根据设计公式： [][]800102.94145.16.16.18d ⨯⨯⨯=⨯=≥ττπKFCKFC=1.86mm (12-5)式中[]τ—弹簧材料的许用扭转应力（Mpa ）；F —轴向载荷（N ）；d —弹簧丝的直径（mm ）；C —弹簧指数，又称为旋绕比，C=dD 2，2D 为弹簧的中径；K —曲度系数，又称应力修正系数。

d<2mm ，说明与初选值相符。

故采用d=2mm 的弹簧丝。

计算弹簧的工作圈数有公式38n FC dG λ=，G —弹簧材料的剪切弹性模量，对于钢G 为80000Mpa ，青铜G 为40000Mpa ；10615.04-1041-104C 615.04-C 41-C 4K +⨯⨯=+=[]τπτ≤=2d FC 8K33102.948230800008n ⨯⨯⨯⨯==FC d G λ=6.37，取为7圈 (12-2)技术要求：1.总圈数：1n =9.5 2.工作圈数：n=7 3.旋向 右旋 4.制造技术条件按GB1239-76。

2.2 选择材料以液压油为工作介质的普通液压阀中阀体的材料绝大多数为孕育铸铁或者是球墨铸铁，油道多数为铸造成型。

液压件铸件毛坯要有足够的强度、韧性、弹性模量等力学性能及致密性，以便承受较高的工作压力；铸造毛坯要有精度的定位基准、准确光整的外形及光滑的铸造流道，以便满足数控机床、加工中心等加工手段的要求并减小系统压力损失；铸件腔应该清洁，无任何残砂、锈蚀、氧化皮和其他杂物，以便提高阀及系统工作的可靠性。

所以，阀体和先导阀体选取HT200.油压阀中阀芯、阀套等精密零件一般选用45钢材料。

要求材料具有良好的耐磨性、线胀系数和变形量小等优点。

为了提高阀芯的耐磨性，必须使材料的表面达到一定的硬度。

因而，针对不同的材料可选用淬火、渗碳、渗氮等不同的热处理手段。

2. 3 溢流阀的结构设计由于先导式溢流阀工作要求定压精度高、灵敏度高、工作平稳，无振动和噪声，当主阀关闭时密封要好，泄露要小。