阀套类文件的加工工艺.docx
《阀套类文件的加工工艺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《阀套类文件的加工工艺.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
阀套类文件的加工工艺
摘要
毕业设计是在学完了机械设计、机械制造工艺与夹具、机械加工工艺、计算机基础、CAD制图、等课程后，是学生全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行研究（或设计）的综合训练，旨在培养学生的专业研究素养，提高分析结局问题的能力，使学生的创新意识和专业素质得到提升，使学生的创造性得以发挥
我选择这个题目是因为此零件既包括了数控车床的又含有数控铣床的加工。
用到了钻孔、扩孔、绞孔、攻螺纹。
对我们学过的知识大致都进行了个概括总结。
这份毕业设计主要分为4个方面：
1.抄画零件图2.工艺分析3.工艺设计4.计算编程。
零件图通过在AUTOCAD上用平面的形式表现出来，更加清楚零件结构形状。
然后具体分析零件图由那些形状组成。
数控加工工艺分析，通过对零件的工艺分析，可以深入全面地了解零件，及时地对零件结构和技术要求等作必要的修改，进而确定该零件是否适合在数控机床上加工，适合在哪台数控机床上加工，此零件我选择在加工中心上进行是因为加工中心具有自动换刀装置,在一次安装中,可以完成零件上平面的铣削,孔系的钻削、镗削、铰削、铣削及攻螺纹等多工位的加工。
加工的部位可以在一个平面上，也可以在不同的平面上因此，既有平面又有孔系的零件是加工中心首选的加工对象，接着分析某台机床上应完成零件那些工序或那些工序的加工等。
需要选择定位基准；零件的定位基准一方面要能保证零件经多次装夹后其加工表面之间相互位置的正确性，另一方面要满足加工中心工序集中的特点即一次安装尽可能完成零件上较多表面的加工。
定位基准最好是表面已有的面或孔。
再确定所有加工表面的加工方法和加工方案；选择刀具和切削用量。
然后拟订加工方案确定所有工步的加工顺序，把相邻工步划为一个工序，即进行工序划分；先面后孔的加工顺序，因为平面尺寸轮廓较大，用平面定位比较稳定，而且孔的深度尺寸又是以平面为基准的，故应先加工平面后加工孔。
最后再将需要的其他工序如普通加工工序插入，并衔接于数控加工工序序列之中，就得到了要求零件的数控加工工艺路线。
工艺设计是通过工艺分析划分好各个工序，然后用数控加工工件安装和零点设定卡把零件按工序加工的多少把它表现出来使更加明了。
查表填写数控加工工序卡、工件安装和零点设定卡最后就是画轨迹图先是用手画然后是用MASTERCAM上更加形象的表现出来。
最后就是编程编程分手工编程和自动编程。
这里采用先计算再手工编程。
整个设计就算是完成了。
最后，让我们在数控车床上加工出该零件达到要求。
【关键词】阀套 工艺设计 数控加工
不要删除行尾的分节符，此行不会被打印
目录
摘要I
第1章绪论1
1.1课题的研究意义1
1.2课题的研究内容1
第2章套筒零件的数控加工工艺规程设计2
2.1零件的分析2
2.1.1零件的功用分析2
2.1.2零件的工艺性分析2
2.2毛坯的确定2
2.3确定各表面的加工方法及选择加工机床与刀具2
2.3.1加工方法的选择2
2.3.2机床与刀具的选用2
2.4划分加工阶段2
2.5安排加工顺序3
2.6拟定加工工艺路线3
2.7确定加工余量、工序尺寸与公差3
2.8确定切削用量及工时定额3
2.9确定检测方法3
2.10填写工艺卡片3
第3章阀套零件的三维造型及编程4
3.1阀套零件的三维造型4
3.2阀套零件的编程4
结论5
参考文献6
附录7
致谢8
千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。
在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。
打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行
第1章绪论
数控技术的广泛应用给传统的制造业的生产方式，产品结构带来了深刻的变化。
也给传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。
通过本次毕业设计让我们毕业生更好的熟悉数控车床，确定加工工艺，学会分析零件，掌握数控编程。
为即将走上工作岗位打下良好的基础。
数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。
它的出现以及所带来的巨大效益引起世界各国科技界和工业界的普遍重视。
随着数控机床已是衡量一个国家机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。
需要大批量能熟练掌握数控机床编程、操作、维修的人员和工程技术人员。
但是我们装备制造业仍存在“六有六缺”的隐忧，即“有规模、缺实力，有数量、缺巨人，有速度、缺效益，有体系、缺原创，有单机、缺成套，有出口、缺档次。
目前，振兴我国机械装备制造业的条件已经具备，时机也很有利。
我们要以高度的使命感和责任感，采取更加有效的措施，克服发展中存在的问题，把我国从一个制造业大国建设成一个制造业强国，成为世界级制造业基地之一。
1.1课题的研究意义
先导阀阀套是在先导阀上的零件，先导阀是为操纵其他阀或元件中的控制机构，而使用的辅助阀。
1.2课题的研究内容
论文的主要研究内容包括以下几方面：
（1）先导阀与固定液阻组成先导控制液桥，根据输入信号对主阀或次级阀或变量杠进行控制
（2）首级先导阀的流量一般都只在1升/分左右，最大3升/分。
二级先导阀流量就要根据实际需要决定
（3）可以接受多种输入方式，如手动、电动、液动、气动、机械凸轮、电比例等
（4）在变量泵控制等情况，多种先导阀形成模块化结构，多种功能取舍方便
（5）先导阀本身往往就是一种小规格控制阀，多为压力控制阀。
（6）本阀套零件是某产品，该产品年产量1000台，备品率10%，机械加工废品率大约2%，则零件的生产纲领为
N=Qn（1+a%+b%）
=1000×1×（1+10%+2%）
=1120件/年
表2-1生产纲领与生产类型的关系
生产类型
零件的年生产纲领/件
重型零件（>100kg）
中型零件（10～100kg）
轻型零件（<10kg）
单件生产
<5
<10
<100
小批生产
5～100
10～200
100～500
中批生产
100～300
200～500
500～5000
大批生产
300～1000
500～5000
5000～50000
大量生产
>1000
>5000
>50000
根据表2-1，可以确定其生产类型为小批生产。
获得的研究成果如下
第2章套筒零件的数控加工工艺规程设计
在本章做零件加工工艺规程设计，按照步骤来做。
2.1零件的分析
如图1所示零件，被加工部分的各尺寸、位置、表面粗糙度等要求较高，零件复杂度一般，包括了平面、槽、钻孔
2.1.1零件的功用分
图1
零件的完整性用于保证加工零件的正确性，零件在工作时用承担扭曲和弯曲力，承担来自各方面的力，所以要求有足够的刚性、耐磨、抗震等。
2.1.2零件的工艺性分析
该零件由外圆柱面、平面、圆弧、等表面所组成，该零件由外圆柱面、槽，孔等所组成都适合车削加工。
另外，该零件的尺寸标注完整，轮廓描述清楚，且尺寸标注都有利于定位基准和编程原点的统一，符合数控加工尺寸标注的要求如图2。
2.2毛胚的确定
图2
由于该零件精度较高，各台阶直径相差不大，故零件材料为45号钢，毛坯结构简单，材料的加工性能较好。
其轴承毛坯外形尺寸为ø60mm×ø25mm的圆棒料。
由于切削加工性较好，该配和无热处理和加工硬度要求。
综上所述采取以下几点工艺措施：
1.零件图样上带公差的尺寸因公差值较小，故编程时不必要采用平均值，而全部取基本尺寸即可。
2.在轴套配合加工时，为保证零件不产生变形，需设计一辅助心轴。
3.为便于装夹，提高定位精度，可可预先光一外圆刀，并钻好中心孔。
这是对影响加工余量的各种因素进行分析，然后根据一定的计算式来计算加工余量的方法。
此法确定的加工余量较合理，但需要全面的试验资料，计算也较复杂，故很少应用。
该毛坯尺寸根据机械加工工艺手册表2.3-25定为125×110×35（长×宽×高）。
表2.3-7阀套类锻件的机械加工余量及偏差（mm）
锻件高度H
锻件截面边长A、B
≤100
101～150
a
b
a
b
≤50
4+1-1
4+1-1
5+1-1.5
5+1-1.5
51～100
5+1-1.5
5+1-1.5
6+2-2
6+2-2
注：
只截取部分
工序余量如下：
粗加工上平面余量2mm，精加工0.5mm，粗加工下平面余量2mm，精加工0.5mm。
粗加工四周边轮廓单边余量2mm，精加工0.5mm。
粗加上凸台、内圆、球面、内轮廓余量2mm，精加工0.5mm。
所以最后确定毛胚如图3
2.2.1加工方法的选择
图3
阀套零件加工方案：
粗车外圆—粗精镗内孔—精车外圆
2.22工件的定位与装夹
由于本零件是个阀套中间位空的所以要先设计一个辅助心轴如图4
图4
由于工件的长度L与直径d之比大于25，细长轴的外形不是很复杂，但是精度的要求比较高，由于本身的刚度低，车削时受切削力，重力，切削热等因素的影响，容易产生弯曲变形及振动锥度腰鼓形等缺陷，因此在加工时，采取分段车削加工，中心架架在相邻圆柱表面的中心，这样以增加工件的刚度，使用跟刀架，跟刀架固定在床鞍上，在车刀后面，随车刀的进给移动，抵消背向力，从而提高细长轴的形状精度减小变形，从而提高工件的形状精度，减小表面粗糙度
为了便于装夹先在先在两端打中心孔，采取顶尖定位装夹。
如图5
辅助心轴顶尖
图5
2.23机床与刀具的选用
根据工件的尺寸、精度要求、工件的加工类型和加工该工件所需的换刀次数等来所选的机床型号为：
CA6150A床身回转直径500mm，刀架上回转直径370mm马鞍内回转直径×有效长度830×210mm，最大工件长度/最大车削长度1500/1400mm主轴中心至床身平面导轨距离250mm
PB系列的深孔钻床,结实的基础机床上，配备的传动功率，可将达到160kW。
可解决最困难的需求，因此，这系列机床可加工工件的最大重量可达到200吨，最大的镗孔直径为180mm，此外已经在实际中使用过的加工最大钻孔深度为20000mm和回转直径3200mm。
通过比较，考虑到经济效益采用PB2，PB2的基本参数如下：
过床身回转直径800～1000mm，钻孔范围0～200mm，转速范围1～1120U/min，驱动功率50-80kw。
钻床：
选择Z3020×12/1，可广泛应用于机械加工中的钻孔、扩孔、铰孔、锪平面及攻螺纹等。
刀具的选择是数控加工工艺设计中的重要内容之一，刀具选择合理与否不仅影响机床的加工效率，而且还直接影响加工质量。
1.钻孔的刀具
钻孔的刀具较多，有普通麻花钻，可转位浅孔钻及扁钻。
应根据工件材料，加工尺寸及加工质量要求等合理选用。
在数控车床上钻孔，大多采用麻花钻，麻花钻有高速钢和硬质合金钢两种。
这里选用：
中心钻直径ø5mm的中心钻。
钻头ø18mm，ø25mm麻花钻。
2.粗车外圆刀
90º硬质合金外圆车刀，刀尖圆弧半径0.2mm。
3.切槽刀宽5mm。
4.镗刀
镗刀的种类很多。
按切削刃数量可分为単刃镗刀和双刃镗刀。
单刃镗刀刚性差，切削时易引起振动，所以镗刀的主偏角选得较大，以减小径向力。
粗镗钢件孔时Kr=60º—75º，以提高刀具的耐用度。
单刃镗刀结构简单，适应较广，粗精加工都适用。
故选用单刃镗刀，粗精镗内孔表面。
刀片：
55º带R0.2mm圆弧刃的菱形刀片如图6
2.3划分加工阶段
图6
先加工外表面，用外圆刀加工在加工里面用镗刀加工。
2.4安排加工顺序和拟定加工工艺路线
数控加工中，进给路线对零件的加工精度，表面质量以及加工效率有着直接影响。
因此，确定好的进给路线是保证车削加工精度、表面质量、提高效率的工艺措施之一，其确定与工件表面状况要求的零件表面质量、机床进给机构间隙，刀具耐用度以及零件轮廓形状有关。
由于该零件较复杂，加工部位较多，因而需采用多把刀具才能完成切削加工，制定零件车削加工顺序时可按有粗到精，由近到远，内外交叉，刀具集中的原则确定，尽可能在一次装夹中加工出较多的工件表面，由于该零件为单件小批量生产，故确定走到路线时可不必考虑最近走刀路线可沿零件轮廓顺序进行加工。
根据阀套零件外圆表面加工方案，选取粗车—半精车—精车，可达到加工要求，套筒零件由于内孔是重要表面的加工，故可采用粗加工内孔—粗精加工外圆—精加工内孔的方案进行加工。
阀套零件具体的加工顺序和进给路线确定如下
1.先采用手动方式平左端面，粗车外圆ø25.
2.钻中心孔后绪工作钻孔做准备，以提高钻头的对中性。
3.钻通孔，并粗精车内孔ø16，走刀路线如图7
图7
4.调头校正加紧，手动平端面，保证轴向尺寸ø60mm。
5.粗镗加工C1、C1.5倒角ø20mm的内圆面。
6精镗加工ø19mm的内圆面.
7.粗加工切槽车外圆表面2.8x3mmx的槽。
8.精加工切槽车外圆表面2.6x1.28mmx3的槽
9钻通孔，并粗精车内孔ø3.
2.5确定加工余量、工序尺寸与公差
阀套零件ø20mm、ø16mm两处加工精度较高，都需仔细对刀和认真调整机床。
2.外置精度
1）该阀套类零件右定向和定位要求，装配定向用的是ø48外圆相对于孔轴心线（或基准A）的同轴度要求。
定向是左端面相对于基准A垂直度要求，其公差0.03mm，槽左端面相对于基准A的垂直度要求，公差0.025mm。
2）该阀套右定向要求，左端面相对于基准Bø48外圆的垂直度要求公差为0.025mm。
3）表面粗糙度
阀套零件都有较高的表面粗糙度要求，表面粗糙度值为1.6um，公差等级在IT8-IT7之间，其余为3.2um。
2.6确定切削用量及工时定额
切削用量是表示机床主运动和进给运动大小的重要参数，包括切削速度、进给量和被吃刀量。
5.1切削速度Vc
Vc至在进行切削加工时，刀具切削刃的某一点相对于待加工在主运动方向上的瞬时速度，也可理解为主运动的理想速度，单位为m/min.
Vc可按如下公式计算：
Vc=πDn/1000
D—工件的待加工表面或刀具的最大直径
n—主轴的转速（r/min）
5.2进给量f
f指刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量。
单位为mm/r或者mm/min。
对于铰刀、铣刀、拉刀等多齿刀具，每转或每行程相对于工件在进给运动方向的位移量称为每齿进给量，记为fz,单位为mm/齿。
Fz=f/z
Z—刀具的齿数
5.3被吃刀量ap
被吃刀量又称为切削深度，一般指工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。
车削外圆时被吃刀量为此次切除余量的一半：
ap=dw-dm/2
dw—待加工表面直径
dm—已加工表面直径
镗孔时：
ap=dm-dw/2
钻削时：
ap=dm/2
在加工中切削速度通常用主轴转速来表示，可通过以上表达式计算出，而像Vc、f、ap主要通过查切销手册或者用直接经验来确定。
通过这些参数的合理确定可以使加工出的零件能够达到较高的要求。
背吃刀量的选择主要由于对表面质量的要求来决定。
在工艺系统刚性及机床允许的条件下，进可能选取较大的背吃刀量，由于该零件精度要求较高，则应适当留出精车余量，常取0.1―0.5mm。
背吃刀量的选取参数如下：
1.粗车外圆时取0.5mm。
2.精车镗内外表面时取1.5mm。
3.粗镗内孔取1mm。
4.钻中心孔取3mm。
5.钻孔时取12mm。
二.切削速度
切削速度根据零件上被加工部位的直径值，并按连接和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。
选取数值如下：
1.粗车镗内外表面时主轴转速S=600r/minf=0.2mm/r。
2.钻中心孔时主轴转速S=600r/min。
3.钻孔时的主轴转速S=300r/min。
4.精车外圆时的主轴转速S=1100r/minf=0.1mm/r。
5.精镗内孔时的主轴转速S=800r/minf=0.1mm/r。
6.切槽时的主轴转速S=500r/minf=1.5mm/r。
考虑到机床刚性及其他原因取n=500r/min，即s=500r/minf=1.5。
三.进给速度
进给速度的原则是当工件的质量要求能得到保证时，可选择较高的进给速度，切断加工深孔和精车时选择较低的进给速度，进给速度应与主轴转速及背吃刀量相适应，根据以上主轴转速与背吃刀量相适应，根据以上主轴转速与背吃刀量的选择，可确定进给速度。
进给速度Vf是切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度，它与转速n，进给量f之间的关系为：
Vf=f*n
由上式可得出：
1.粗车镗内外圆表面是的进给速度Vf=600r/min×0.2mm/r=120mm/min。
2.精车外圆时的进给速度Vf=1100r/min×0.1mm/r=110mm/min。
3.精镗内孔时的进给速度Vf=800r/min×0.1mm/r=80mm/min。
2.7确定检测方法
用目视检验。
检验人员矫正视力1.0以上。
必要时可用4X望远镜或放大镜检测。
对客户有明确要求的，
按照客户要求的检测方法进行。
2.71检验目距
工件到眼睛的距离在40cm左右。
2.72检测光源
正常日光下（晴天）；照度为100lx～200lx的灯光下进行（相当于750mm远处的一支40W的日光灯。
2.73检测时间
对工件某一表面外观质量观测4～5秒钟。
2.74倒角、倒圆
对图纸上没有明确倒角、倒圆尺寸的，按照C0.2～C0.5或R0.2～R0.5加工作业，特殊情况下可按照
C0.1～C0.2进行加工。
除图纸明确注明不用倒角的部位外，所有部位必须倒角或倒圆，公司推荐进行
倒圆。
2.75批锋、毛刺
工件有毛刺、批锋不可。
所有裸露部位（包括精加工的内孔面）必须去除毛刺，以不刮手为限。
2.76伤痕
工件最终完成面不得有明显划伤、夹伤、压伤、碰伤痕迹，点伤表面积不得大于1㎜，深度不得大于0.2mm；线伤宽度不得大于0.5mm,长度不得大于20mm，深度不得大于0.0063mm。
必要时可参照样板。
2.77刀纹、振纹
工件表面不得有明显刀纹、振纹。
凹坑、凸起、缺料、多料、台阶
工件表面不得有明显凹坑、凹陷、凸起、缺料、多料、台阶。
污渍
工件表面不得有明显油渍、异物、污渍、异色。
螺纹孔、槽内的粉屑应吹拭干净。
砂孔、杂物、裂纹
工件表面不得有明显砂孔、杂物、裂纹。
防护包装
工件必须做防护工作。
有色金属制品如铜、铝制品需用报纸或塑料膜包覆；黑色金属需涂覆防锈油。
表面粗糙度的检验
基本要求
表面粗糙度通常用轮廓算术平均偏差Ra表示。
图纸上明确表面粗糙度要求的，按照图面要求进行检验。
图纸上没有明确表面粗糙度要求的，按照加工工艺一般能达到的粗糙度进行检验，如表2所示。
对铝
材和铜材的表面要求光亮。
检验方法
样块比较法。
以表面粗糙度比较样块工作面上的粗糙度值为标准，用视角法和触角法与被测表面进行
比较，来判定被测表面的粗糙度值是否符合规定。
需要时可用显微镜比较法。
客户有明确要求时，按照客
户要求进行检验。
用样块进行比较时，样快和被测表面材质、加工方法应一致。
测量方向
在未规定粗糙度的测量方向时，应在垂直于表面加工痕迹的法向截面内测量。
如图1中a方向。
为了使测得的表面粗糙度值能比较客观地反映出整个被测表面，应选择几个有代表性的部位进行测量。
表面缺陷如气孔、锈蚀、碰伤、划痕和毛刺等不应计入表面粗糙度的评定，除非图样或技术文件中
明确规定粗糙度包括表面缺陷。
根据被测表面加工痕迹的均匀性选择测量部位。
根据被测工件的使用特性选取测量部位。
取样长度
当未作明确要求时，应根据被测表面的规定粗糙度值按表3规定选取正确的取样长度和评定长度。
线性尺寸和角度尺寸公差要求
基本要求
图纸上有明确公差要求的，按照要求进行判定。
实测尺寸超出公差即为不合格。
标题栏或技术要求注明公差的，按照要求进行判定。
通常情况下，有两种公差要求注法：
a）按小数位数（公制和英制）注明公差要求
线性尺寸和角度尺寸公差要求
基本要求
图纸上有明确公差要求的，按照要求进行判定。
实测尺寸超出公差即为不合格。
线性尺寸未注公差
线性尺寸未注公差按照GB1804-2000中等精度（M级）进行检验。
表4给出了线性尺寸的极限偏差
数值，表5给出了倒圆半径和高度尺寸的极限偏差数值。
表6给出了角度尺寸的极限偏差数值，其值按角
度短边长度确定，对圆锥角按圆锥素线长度确定。
GB1804-2000不适用于下列尺寸：
a）其他一般公差标准涉及的线性和角度尺寸；
b）括号内的参考尺寸；
c）矩形框格内的理论正确尺寸。
参考尺寸和理论正确尺寸的公差要求另行规定。
表4线性尺寸的极限偏差数值
表5倒圆半径和高度尺寸的极限偏差数值
表6角度尺寸的极限偏差数值mm
形状和位置公差的检验
基本要求
图纸上对形位公差有明确要求的，按照图纸要求进行检验。
图纸上对形位公差没有明确要求的，其形位公差由加工工艺保证，一般不做检验；对形位公差有怀疑
时，需进行检验。
客户另行要求的，以客户要求为准。
形状和位置公差要求
为了保证工件形位公差符合设计要求，在加工过程中，要求检测重要的形位公差要求，如回转性工件的
同轴度等。
未明确要求的形位公差按照GB1184-1996的K级精度检验。
直线度和平面度
表7给出了直线度和平面度的未注公差值。
在表7中选取公差值时，对于直线度应按其相应的长度选择；
对于平面度应按其表面的较长一侧或圆表面的直径选择。
表7直线度和平面度的未注公差值mm
圆度
圆度的未注公差值等于标准的直径公差值，但不能大于表10中的径向圆跳动。
圆柱度
圆柱度的未注公差值不作规定。
平行度
平行度的未注公差值等于给出的尺寸公差值，或是直线度和平面度未注公差值中的相应公差值取较大者。
应取两要素的较长者作为基准。
垂直度
表8给出了垂直度的未注公差值。
取较长边为基准，较短边为被测要素。
表8垂直度未注公差值mm
对称度
表9给出了对称度的未注公差值。
取较长者为基准，较短者为被测要素。
注：
对称度的未注公差值用于至少两个要素中的一个是中心平面，或两个要素的轴线相互垂直。
表9对称度未注公差值mm
同轴度
同轴度的未注公差值未作规定。
在极限状况下，同轴度的未注公差值可以和表8中规定的径向圆跳动
的未注公差值相等。
圆跳动
表10给出了圆跳动（径向、端面、斜向）的未注公差值。
对于圆跳动的未注公差值，应以设计或工艺
给出的支承面为基准；否则应取两要素中较长的一个作为基准。
表10圆跳动的未注公差值mm
检测方法
形位公差的检测方法可按照GB1958-1980进行，需要时可在三坐标测量机上用适当检测方案进行检测。
所用验收方法应只接收位于规定的尺寸验收极限的工件。
对于有配合要求的工件，其尺寸检验应符合泰勒原则，孔或轴的作用尺寸不允许超过最大实体尺寸。
2.8填写工艺卡片
第3章先导
升级会员 