畢業(yè)設(shè)計(jì)——水輪機(jī)副閥的加工工藝

1、水輪機(jī)副閥的加工工藝【摘要】本課題來(lái)源于泰州泰德閥門有限公司，水輪機(jī)副閥是該公司的主要產(chǎn)品之一，從它 的特征及結(jié)構(gòu)看，屬于軸類零件。本文根據(jù)零件圖樣的技術(shù)要求，對(duì)該零件進(jìn)行了詳細(xì) 的工藝分析和數(shù)控加工，研究結(jié)果表明，該該工藝合理可行，達(dá)到尺寸及表面粗糙度要 求，效率較高，給類似的零件加工提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)?！娟P(guān)鍵詞】：數(shù)控加工；工藝分析；程序設(shè)計(jì)引言1一、零件簡(jiǎn)介 2（一）粗精車圖紙 2（二）副閥一道的說(shuō)明2（三）副閥二道的說(shuō)明3二、零件的工藝分析以及工藝設(shè)計(jì) 4（一） 選擇數(shù)控機(jī)床 4（二）數(shù)控加工工藝分析5（三）制定加工工藝路線5（四）數(shù)控加工刀具的選擇 5三、編制數(shù)控加工程序5（一）畐副閥一道

2、加工程序 - - 5（二）畐副閥二道加工程序 6 四、產(chǎn)品試制 7（一）加工過程中的困難與解決方法 7（二）機(jī)床操作建議 8五、 結(jié)語(yǔ) 810參考文獻(xiàn) 9致謝引言本文著重于零件的數(shù)控加工及工藝分析， 對(duì)于產(chǎn)品的加工技術(shù)要求做了一定的說(shuō)明。 數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)的加工過程和方法。在進(jìn)行數(shù)控加工工藝前有必要對(duì)零件的整個(gè)加工過程要有所合理的規(guī)劃， 因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的加工常常是零件整個(gè)機(jī) 械加工過程中的一部分，根據(jù)各個(gè)工序的劃分我們應(yīng)該將每一步的工序做到合理化，明 白自己的每一步工序所要做的內(nèi)容和對(duì)前后工序的影響。數(shù)控加工就是根據(jù)零件圖樣及工藝要求，編制零件數(shù)控加工程序并輸入到數(shù)控機(jī)床 的

3、數(shù)控系統(tǒng)來(lái)控制數(shù)控機(jī)床中刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在實(shí)施對(duì)零件的數(shù)控加工前，需 對(duì)零件數(shù)控加工工藝的總過程、方法和加工目標(biāo)進(jìn)行規(guī)劃，即制定正確的數(shù)控加工工藝 規(guī)程。工藝分析的主要內(nèi)容有：1選擇適合加工零件的機(jī)床，明確加工內(nèi)容。2、分析被加工零件的圖紙，明確加工工序。3、加工順序的合理安排，合理安排零件的定位基準(zhǔn)，裝夾方案，刀具、切削用量選擇等。4、刀具零點(diǎn)的調(diào)整，選取對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)，確定刀補(bǔ)等。5、處理數(shù)控機(jī)床上程序編寫不切實(shí)際。6 、首件試制與現(xiàn)場(chǎng)解決特殊的工藝問題本文研究的主要內(nèi)容從零件的工藝分析、機(jī)床的選擇、毛坯的選擇、裝夾的安排、 刀具的選擇、切削用量選擇和數(shù)控加工流程進(jìn)行詳細(xì)的闡述和描述

4、。12、零件簡(jiǎn)介該課題的選材為水電廠中水輪機(jī)的零件。該論文主要是對(duì)數(shù)控加工的工藝進(jìn)行分 析。閥是即席中調(diào)節(jié)流體流量、壓力和流動(dòng)方向的裝置；主閥是水電廠水輪 機(jī)的開關(guān); 副閥是控制主閥流量和壓力的，主要置于主閥下，保護(hù)主閥不受腐蝕磨損。該閥體零件 中所涉及的知識(shí)比較廣泛，主要涉及到的知識(shí)有：外圓、外溝槽、內(nèi)孔、臺(tái)階及內(nèi)外倒 角等。（一）粗精車圖紙 4PL工-Udi圖11粗車圖樣示意圖圖12精車圖樣示意圖（二）副閥一道的工藝分析及說(shuō)明 如圖1 3為副閥一道圖紙：圖1 3副閥精車一道 圖樣示意圖零件圖如圖1-3所示，該零件主要有圓柱面、孔和臺(tái)階等輪廓組成。零件法蘭直徑 為外徑為210mm厚度為32m

5、m法蘭兩側(cè)有C1的倒角，外徑為127mm高度為6.4mm 的臺(tái)階，直徑76 (+0.19/0 ) mm勺通孔(根據(jù)圖紙深度只要107.9mm實(shí)際110mm以 及臺(tái)階上的波形面(平面留有20絲的余量，相當(dāng)于平面挑絲，速度至少要達(dá)到 0.5mm每 轉(zhuǎn)，最多只能是0.7mm每轉(zhuǎn))。零件表面粗糙度值要求均為 Ra3.2um該零件的各個(gè)尺寸 標(biāo)注完整，零件的材料是 A105,適合在數(shù)控車床上加工。技術(shù)要求：表面正火處理；加工后，零件內(nèi)外表面不得有任何可見氣孔、裂紋碰傷 等缺陷；修毛倒棱，銳邊倒角 C0.5。(三) 副閥二道的工藝分析及說(shuō)明 如圖1-4為副閥二道零件圖紙：圖1-4副閥精車二道圖樣示意圖零件

6、圖如圖1-4所示，該零件主要有圓柱面、孔和臺(tái)階等輪廓組成。零件法蘭直徑為外徑為192mm厚度為25mm法蘭兩側(cè)有C1的倒角，外徑為130( -0.145/-0.245 ) mm高度為17.1mm的臺(tái)階，距離端面3mn124.8 (+0.1/0 ) mm的槽，直徑為110.5mm 深度8mm以及直徑為105 (-0.159/-0.072 ) mm深度27.1mm的臺(tái)階孔。零件表面粗糙 度值要求均為Ra3.2um該零件的各個(gè)尺寸標(biāo)注完整，零件的材料是 A105,適合在數(shù)控 車床上加工。技術(shù)要求：表面正火處理；加工后，零件內(nèi)外表面不得有任何可見氣孔、裂紋碰傷等缺 陷；修毛倒棱，銳邊倒角C0.5。、零

7、件的工藝分析以及工藝設(shè)計(jì)(一) 選擇數(shù)控機(jī)床廠里廣數(shù)6140數(shù)控型號(hào)叫CAK4085nffi 2臺(tái)，沈陽(yáng)數(shù)控車CAK50135dj型1臺(tái)，沈 陽(yáng)數(shù)控車CK6180型 2臺(tái)。由于CK6180和CAK50135dj都有人做，所以選擇 CAK4085這 種型號(hào)作為這次產(chǎn)品試制的機(jī)床型號(hào)。其中一臺(tái)廣數(shù)可以?shī)A 400以內(nèi)工件，可是速度達(dá)到500就會(huì)悶刀，而另一臺(tái)機(jī)床則是只能裝夾 250以內(nèi)工件，速度變化無(wú)任何影響 由圖紙和世紀(jì)情況確定使用CAK4085n2號(hào)作為此次產(chǎn)品試制的機(jī)床。O（二）數(shù)控加工工藝分析該零件主要由圓弧、端面、內(nèi)孔、槽組成。零件一道法蘭直徑為 210mm厚度32mm 臺(tái)階127mn高度

8、6.4mm內(nèi)孔通孔76mmH11特殊倒角和波形面組成，零件二道法蘭 直徑192mn厚度25mm臺(tái)階130mmd高度17.1mm 內(nèi)孔臺(tái)階 110.5mm深 8mn以及 內(nèi)孔臺(tái)階105mmE深 19.1mm特殊倒角和槽寬4mm深度2.6mm的槽組成。（三）制定加工工藝路線通過圖樣分析可知，為了保證零件的尺寸精度和表面加工質(zhì)量，在加工過程中要按 粗精加工分開原則編制，并且粗精加工要在一次裝夾中加工出來(lái)，由此可以制定以下步 驟：普車粗車零件至毛坯尺寸。正火處理。夾住小法蘭，車外圓至尺寸要求；粗、精車臺(tái)階至尺寸要求，保證粗糙度要求。粗、精鏜孔至尺寸要求。反身裝夾，車外圓至尺寸要求。粗、精車臺(tái)階至尺寸要

9、求，保證粗糙度要求和長(zhǎng)度要求。粗、精鏜臺(tái)階孔至尺寸要求。切槽至尺寸要求。（四）數(shù)控加工刀具的選擇T0101車外圓選用外圓車刀，總長(zhǎng)135.6mm托板不會(huì)妨礙三爪卡盤運(yùn)轉(zhuǎn)，所以選用正臂外圓車刀伸出長(zhǎng)度 20mmT0202鏜孔選用鏜刀伸出長(zhǎng)度（一道 120mm二道40mrjnT0303切槽選用切槽刀伸出長(zhǎng)度15mm（一）副閥一道加工程序01376N0010G98M44N0020M03S500N0030T0101M8N0040G0X215N0050Z10N0060Z3N0070G90X213Z-40F120N0080X210N0090G72W1.5R0.3N0100G72P110Q180U0.5W0

10、.1F110N0110G0Z-7.4N0120G1X212F80N0130X210Z-6.4N0140X127N0150Z-1N0160X125ZW1.2N0170X70N0180W1G70P110Q180N0190G0Z0N0200X129N0210G1X70F400N0220G0Z300N0230T0202M8S550N0240G0X70N0250Z10N0260Z3N0270G71U1.5R0.3N0280G71P290Q350U-0.6W0.2F150N0290G0X82.2N0300G1Z0F100N0310G2X79.8W-1.6R2F80N0320G1X77.6W-1.9F90N

11、0330G2X76W-0.4R2F80N0340G1Z-120N0350U-0.5N0360G70P290Q350S600N0370G0Z300N0380T0404M9N0390X150N0400Z-30N0410M9N0420M5N0430M30T0404倒角刀零件名副閥體序號(hào)刀號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工處備注1T0193硬質(zhì)合金外圓車刀1粗精車外圓，車平面2T0293硬質(zhì)合金鏜孔刀1粗精鏜內(nèi)孔3T034mn切槽刀1切槽4T04倒角刀1倒角三、編制數(shù)控加工程序（二）副閥二道加工程序01356N0010G99M44N0020M3S550N0030T0101M8N0040G0X198N0050Z10

12、N0060Z-12N0070G90X195Z-50F0.25N0080X192N0090G94X135Z-14F0.25N0100Z-15.5N0110Z-16.9N0120G0Z3N0130X136N0140G90X134Z-16.9F0.25N0150X132N0160X130.2N0170G94X70Z1.5F0.25N0180Z0.2N0190G0X194N0200Z-18.1N0210G1X192F0.2N0220X190Z-17.1N0230X130N0240Z-1N0250X128Z0N0260X70N0270G0Z300N0280T0202S600N0290G0X70N0300

13、Z3N0310G71U1.5R0.3N0330G0X112.5N0340G1Z0F80N0350X110.5Z-1N0360Z-8N0370X108.1N0380G2X107.3W-0.8R2F60N0390G1X106.5W-1.1F80N0400G2X105Z-0.4R2F60N0410G1Z-27.1F80N0420X78N0430X75Z-28.6N0440U-1N0450G70P330Q440S650N0460T0303S400N0470G0X135N0480Z-7N0490G0X130.2N0500G75R0.3N0510G75X124.8Z-7P200F0.15N0520G0W0

14、.6N0530X130.5N0540Z-6.4N0550G1X129.9Z-7N0560G0X130.5N0570Z-7.6N0580G1X129.9Z-7N0590G0X150N0600Z300N0610T0404M9N0620G0X150N0630Z-57N0640M5N0650M30N0320G71P330Q440U-0.5W0.1F0.22三、產(chǎn)品試制（一）加工過程中的困難與解決方法這次加工的工件很簡(jiǎn)單，可是工序之間的連接就不怎么順利了， 76的孔每次連接的 時(shí)候都會(huì)有接痕，后來(lái)我把程序中最后接軌的地方都延長(zhǎng)了，之后接痕就消失了。加工波形面也出了一些問題，由于以前沒做過波形面，對(duì)此很陌

15、生，就按別人的程序 照搬過來(lái)，可是做出來(lái)發(fā)現(xiàn)波形面很粗糙，之后去問了我?guī)煾?，他說(shuō)我加工波形面切削 量比較大，粗糙很正常，把程序改了下，切削波形面的余量只留了20絲，之后波形面就沒那么粗糙了。最重要的一點(diǎn)就是剛開始我車刀裝夾位置不對(duì)，車到后面的時(shí)候聲音很大，立即停了下來(lái)重新裝刀，雖然第一個(gè)工件也過關(guān)了，但是懸著的心一直沒有放下，這樣的低級(jí) 錯(cuò)誤以后絕對(duì)不能犯。（二）機(jī)床操作建議這次實(shí)習(xí)過程中我學(xué)了很多也懂得了很多，下面是我自己的覺得重要的：選刀：必須根據(jù)實(shí)際情況選定刀具，不要想當(dāng)然，公司或者廠里有的道具才是真正為 你所用的，還要根據(jù)工件的材質(zhì)選擇用什么樣的刀具。裝刀：先要考慮用幾把刀，不要裝刀的

16、時(shí)候不留給其他刀裝夾的空間，還必須要考慮 托板會(huì)不會(huì)影響到工件的運(yùn)轉(zhuǎn)，在不影響工件運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)把弓箭做出來(lái)，同時(shí)必須要留 一定的安全距離讓不致于讓刀桿加工工件。裝卸工件：裝夾的時(shí)候盡量保持平穩(wěn)，卸下的時(shí)候必須保證工件不滑落，不會(huì)損壞， 必要時(shí)用膝蓋頂住工件，最總要的一點(diǎn)就是卸下工件之前必須測(cè)量工件的尺寸，防止機(jī) 床的機(jī)械誤差，卸下之后發(fā)現(xiàn)尺寸不對(duì)，那就沒辦法裝上去了。編程：必須要考慮工藝的合理性，不要 132546這樣安排加工，程序編完之后必須檢 查是否正確才能輸入操作面板之中，輸入到操作面板的時(shí)候也要想一下這臺(tái)機(jī)床該怎么 輸入。對(duì)刀：車外圓時(shí)盡量選擇小的外圓，這樣測(cè)量會(huì)比較準(zhǔn)確，另外用螺旋千分

17、尺回避游 標(biāo)卡尺更準(zhǔn)確，測(cè)量?jī)?nèi)孔用螺旋千分尺。加工：首件加工過程中必須單段，防止編程或者輸入錯(cuò)入，等一切正常之后再連續(xù)加 工，收件加工時(shí)為了不是工件報(bào)廢，可以全部尺寸留1mn余量，之后根據(jù)所量尺寸更改刀補(bǔ)。重新對(duì)刀：急停、停電、X軸或者丫軸未準(zhǔn)備就緒、機(jī)床報(bào)警、換程序。清理機(jī)床：機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間不用要用乳化油保養(yǎng)。鏜孔的時(shí)候，如果鏜的很深，應(yīng)該用布團(tuán)把卡盤中間的孔堵上，防止鐵屑進(jìn)入卡齒， 不好松卸。加工工件比較短的時(shí)候，可以在后面放個(gè)略比工件小一點(diǎn)的墊盤 五、結(jié)語(yǔ)本文選自泰州泰德閥門有限公司對(duì)閥體類零件的數(shù)控加工，首先對(duì)零件的工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分析和安排，從基本的設(shè)備選擇、刀具選擇、刀具裝夾，直到加工

18、成型的總過 程。最后采用了手工編程方式對(duì)零件進(jìn)行了程序編寫。該工藝經(jīng)過深思熟慮的分析，確 定了加工方案。最后確定了該零件的可以進(jìn)行加工的，做到了高效率、高利潤(rùn)的效益。完成的主要工作如下：1. 通過公司生產(chǎn)主管的推薦，最終確定該論文選采，自己查閱相關(guān)資料，在師傅和 主管的幫助下，熟悉了整個(gè)加工流程。2. 對(duì)零件的工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分析和安排，從基本的設(shè)備選擇、刀具選擇、刀具裝 夾，直到加工成型的總過程。3. 采用手動(dòng)編程的方式，將程序輸入到機(jī)床當(dāng)中去，最終完成了零件實(shí)體的加工。在加工工藝上掌握了如何更好的、合理的安排加工路線，如何選擇刀具，如何對(duì)刀 及調(diào)試，如何解決在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題等。本人自

19、知經(jīng)驗(yàn)不足，還有許多要學(xué)習(xí)的 地方，當(dāng)然也存在很多不足的地方需要改進(jìn)。方法是人想出來(lái)的，經(jīng)驗(yàn)當(dāng)然也是靠積累 的，經(jīng)驗(yàn)的積累離不開錯(cuò)誤的出現(xiàn)和如何正確處理錯(cuò)誤，所以我們應(yīng)該善待錯(cuò)誤，發(fā)現(xiàn) 它改善它。主要收獲如下：1. 能正確卻對(duì)待問題并及時(shí)改正。2. 思考問題是也變得全面，現(xiàn)在考慮的不是把程序變出來(lái)，而是把工件按照?qǐng)D紙要 求做出來(lái)。3. 已經(jīng)中我了一些材料的提醒，能根據(jù)圖紙直接給出主軸轉(zhuǎn)速和切削速度。參考文獻(xiàn)1 劉英超主編數(shù)控機(jī)床編程與操作機(jī)械工業(yè)出版社2010.22 黃花棟、顧曉、匡清、李春雷、孔茗編.數(shù)控車工中級(jí)技能蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 自編教材3 榮瑞芳主編.數(shù)控加工工藝與編程西安電子科技大學(xué)出版社2006.84 楊偉群等編著，廖文和主審.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程清華大學(xué)出版社2003.5 楊叔子主編，機(jī)械加工鞏義市手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社2011.1致謝歷時(shí)1個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到無(wú)數(shù)的困難和障 礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師一一石皋蓮老 師，他對(duì)我進(jìn)行