畢業(yè)設計——水輪機副閥的加工工藝

1、<p>　　水輪機副閥的加工工藝</p><p><b>　　【摘要】</b></p><p>　　本課題來源于泰州泰德閥門有限公司，水輪機副閥是該公司的主要產(chǎn)品之一，從它的特征及結構看，屬于軸類零件。本文根據(jù)零件圖樣的技術要求，對該零件進行了詳細的工藝分析和數(shù)控加工，研究結果表明，該該工藝合理可行，達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

2、驗指導。</p><p>　　【關鍵詞】：數(shù)控加工；工藝分析；程序設計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　引言 1</p><p>　　零件簡介

3、 2</p><p>　　（一）粗精車圖紙 2</p><p>　?。ǘ└遍y一道的說明 2</p><p>　?。ㄈ└遍y二道的說明

4、 3</p><p>　　二、零件的工藝分析以及工藝設計 4</p><p>　?。ㄒ唬┻x擇數(shù)控機床 4</p><p>　　（二）數(shù)控加工工藝分析

5、 5</p><p>　?。ㄈ┲贫庸すに嚶肪€ 5</p><p>　?。ㄋ模?shù)控加工刀具的選擇 5</p><p>　　三、編制數(shù)控加工程序

6、 5</p><p>　　（一）副閥一道加工程序 5</p><p>　?。ǘ└遍y二道加工程序 6</p><p>　　四、產(chǎn)品試制

7、 7</p><p>　　（一）加工過程中的困難與解決方法 7</p><p>　?。ǘC床操作建議 8</p><p>　　五、結語

8、 8</p><p>　　參考文獻 9 </p><p>　　致謝 10</p><p><b>　　引言</b></p>&

9、lt;p>　　本文著重于零件的數(shù)控加工及工藝分析，對于產(chǎn)品的加工技術要求做了一定的說明。數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機床加工零件時的加工過程和方法。在進行數(shù)控加工工藝前有必要對零件的整個加工過程要有所合理的規(guī)劃，因為數(shù)控機床的加工常常是零件整個機械加工過程中的一部分，根據(jù)各個工序的劃分我們應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)容和對前后工序的影響。</p><p>　　數(shù)控加工就是根據(jù)零件圖

10、樣及工藝要求，編制零件數(shù)控加工程序并輸入到數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)來控制數(shù)控機床中刀具與工件的相對運動。在實施對零件的數(shù)控加工前，需對零件數(shù)控加工工藝的總過程、方法和加工目標進行規(guī)劃，即制定正確的數(shù)控加工工藝規(guī)程。</p><p>　　工藝分析的主要內(nèi)容有：</p><p>　　1、選擇適合加工零件的機床，明確加工內(nèi)容。</p><p>　　2、分析被加工零件的圖紙，明確

11、加工工序。</p><p>　　3、加工順序的合理安排，合理安排零件的定位基準，裝夾方案，刀具、切削用量選擇等。</p><p>　　4、刀具零點的調(diào)整，選取對刀點和換刀點，確定刀補等。</p><p>　　5、處理數(shù)控機床上程序編寫不切實際。</p><p>　　6、首件試制與現(xiàn)場解決特殊的工藝問題</p><p>

12、　　本文研究的主要內(nèi)容從零件的工藝分析、機床的選擇、毛坯的選擇、裝夾的安排、刀具的選擇、切削用量選擇和數(shù)控加工流程進行詳細的闡述和描述。</p><p><b>　　零件簡介</b></p><p>　　該課題的選材為水電廠中水輪機的零件。該論文主要是對數(shù)控加工的工藝進行分析。閥是即席中調(diào)節(jié)流體流量、壓力和流動方向的裝置；主閥是水電廠水輪 機的開關；副閥是控制主閥流

13、量和壓力的，主要置于主閥下，保護主閥不受腐蝕磨損。該閥體零件中所涉及的知識比較廣泛，主要涉及到的知識有：外圓、外溝槽、內(nèi)孔、臺階及內(nèi)外倒角等。</p><p><b>　　粗精車圖紙</b></p><p>　　圖1—1粗車圖樣示意圖 圖1—2精車圖樣示意圖</p><p>　?。ǘ└遍y一道的工藝

14、分析及說明</p><p>　　如圖1—3為副閥一道圖紙：</p><p>　　圖1—3副閥精車一道圖樣示意圖</p><p>　　零件圖如圖1-3所示，該零件主要有圓柱面、孔和臺階等輪廓組成。零件法蘭直徑為外徑為Φ210mm、厚度為32mm、法蘭兩側有C1的倒角，外徑為Φ127mm、高度為6.4mm的臺階，直徑Φ76（+0.19/0）mm的通孔（根據(jù)圖紙深度只要1

15、07.9mm，實際110mm）以及臺階上的波形面(平面留有20絲的余量，相當于平面挑絲，速度至少要達到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。該零件的各個尺寸標注完整，零件的材料是A105，適合在數(shù)控車床上加工。</p><p>　　技術要求：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。</p><

16、;p>　?。ㄈ└遍y二道的工藝分析及說明</p><p>　　如圖1-4為副閥二道零件圖紙：</p><p>　　圖1-4 副閥精車二道圖樣示意圖</p><p>　　零件圖如圖1-4所示，該零件主要有圓柱面、孔和臺階等輪廓組成。零件法蘭直徑為外徑為Φ192mm、厚度為25mm、法蘭兩側有C1的倒角，外徑為Φ130（-0.145/-0.245）mm、高度為17

17、.1mm的臺階，距離端面3mmΦ124.8（+0.1/0）mm的槽，直徑為Φ110.5mm深度8mm以及直徑為Φ105（-0.159/-0.072）mm深度27.1mm的臺階孔。零件表面粗糙度值要求均為Ra3.2um。該零件的各個尺寸標注完整，零件的材料是A105，適合在數(shù)控車床上加工。</p><p>　　技術要求：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

18、。</p><p>　　零件的工藝分析以及工藝設計</p><p><b>　?。ㄒ唬┻x擇數(shù)控機床</b></p><p>　　廠里廣數(shù)6140數(shù)控型號叫CAK4085n型2臺，沈陽數(shù)控車CAK50135dj型1臺，沈陽數(shù)控車CK6180型2臺。由于CK6180和CAK50135dj都有人做，所以選擇CAK4085n這種型號作為這次產(chǎn)品試制的機

19、床型號。其中一臺廣數(shù)可以夾400以內(nèi)工件，可是速度達到500就會悶刀，而另一臺機床則是只能裝夾250以內(nèi)工件，速度變化無任何影響。</p><p>　　由圖紙和世紀情況確定使用CAK4085n2號作為此次產(chǎn)品試制的機床。</p><p><b>　　。 </b></p><p><b>　　數(shù)控加工工藝分析 </b><

20、;/p><p>　　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Φ210mm厚度32mm、臺階Φ127mm高度6.4mm、內(nèi)孔通孔Φ76mmH11、特殊倒角和波形面組成，零件二道法蘭直徑Φ192mm厚度25mm、臺階Φ130mmd9高度17.1mm、內(nèi)孔臺階Φ110.5mm深8mm以及內(nèi)孔臺階Φ105mmE9深19.1mm、特殊倒角和槽寬4mm深度2.6mm的槽組成。</p><p&g

21、t;　?。ㄈ┲贫庸すに嚶肪€</p><p>　　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，由此可以制定以下步驟：</p><p>　?、牌哲嚧周嚵慵撩鞒叽?。</p><p><b>　?、普鹛幚怼?lt;/b></p><p>　

22、　⑶夾住小法蘭，車外圓至尺寸要求；</p><p>　?、却帧⒕嚺_階至尺寸要求，保證粗糙度要求。</p><p>　?、纱?、精鏜孔至尺寸要求。</p><p>　?、史瓷硌b夾，車外圓至尺寸要求。</p><p>　?、舜帧⒕嚺_階至尺寸要求，保證粗糙度要求和長度要求。</p><p>　　⑻粗、精鏜臺階孔至尺寸要求。

23、</p><p><b>　　⑼切槽至尺寸要求。</b></p><p>　　（四）數(shù)控加工刀具的選擇</p><p>　?、臫0101車外圓選用外圓車刀，總長135.6mm，托板不會妨礙三爪卡盤運 轉(zhuǎn)，所以選用正臂外圓車刀伸出長度20mm&l

24、t;/p><p>　?、芓0202鏜孔選用鏜刀伸出長度（一道120mm二道40mm）</p><p>　　⑶T0303切槽選用切槽刀伸出長度15mm</p><p><b>　?、萒0404倒角刀</b></p><p>　　三、編制數(shù)控加工程序</p><p>　?。ㄒ唬└遍y一道加工程序</p

25、><p><b>　　O1376</b></p><p>　　N0010G98M44 </p><p>　　N0020M03S500 </p><p>　　N0030T0101M8 </p><p>　　N0040G0X215 </p><p&

26、gt;<b>　　N0050Z10</b></p><p><b>　　N0060Z3</b></p><p>　　N0070G90X213Z-40F120 </p><p>　　N0080X210 </p><p>　　N0090G72W1.5R0.3 </

27、p><p>　　N0100G72P110Q180U0.5W0.1F110 </p><p>　　N0110G0Z-7.4 </p><p>　　N0120G1X212F80 </p><p>　　N0130X210Z-6.4</p><p&g

28、t;<b>　　N0140X127</b></p><p><b>　　N0150Z-1</b></p><p>　　N0160X125ZW1.2</p><p><b>　　N0170X70</b></p><p>　　N0180W1 </p>&

29、lt;p>　　G70P110Q180 </p><p><b>　　N0190G0Z0</b></p><p><b>　　N0200X129</b></p><p>　　N0210G1X70F400</p><p>　　N0220G0Z300</p><p>

30、　　N0230T0202M8S550</p><p>　　N0240G0X70</p><p><b>　　N0250Z10</b></p><p><b>　　N0260Z3</b></p><p>　　N0270G71U1.5R0.3 </p><p>　　N0

31、280G71P290Q350U-0.6W0.2F150 </p><p>　　N0290G0X82.2 </p><p>　　N0300G1Z0F100</p><p>　　N0310G2X79.8W-1.6R2F80 </p><p>　　N0320G1X77.6W-1.9F90 </p&g

32、t;<p>　　N0330G2X76W-0.4R2F80</p><p>　　N0340G1Z-120</p><p>　　N0350U-0.5</p><p>　　N0360G70P290Q350S600</p><p>　　N0370G0Z300</p><p>　　N0380T0404M9</

33、p><p><b>　　N0390X150</b></p><p><b>　　N0400Z-30</b></p><p>　　N0410M9 </p><p>　　N0420M5 </p><p><b>　　N0430M30 </b></

34、p><p>　?。ǘ└遍y二道加工程序</p><p><b>　　O1356</b></p><p>　　N0010G99M44 </p><p>　　N0020M3S550</p><p>　　N0030T0101M8</p><p>　　N0040G0X1

35、98</p><p><b>　　N0050Z10</b></p><p><b>　　N0060Z-12</b></p><p>　　N0070G90X195Z-50F0.25 </p><p><b>　　N0080X192</b></p><

36、;p>　　N0090G94X135Z-14F0.25 </p><p>　　N0100Z-15.5 </p><p>　　N0110Z-16.9</p><p><b>　　N0120G0Z3</b></p><p><b>　　N0130X136</b></p

37、><p>　　N0140G90X134Z-16.9F0.25</p><p><b>　　N0150X132</b></p><p>　　N0160X130.2</p><p>　　N0170G94X70Z1.5F0.25</p><p><b>　　N0180Z0.2</b>&

38、lt;/p><p>　　N0190G0X194</p><p>　　N0200Z-18.1</p><p>　　N0210G1X192F0.2</p><p>　　N0220X190Z-17.1</p><p><b>　　N0230X130</b></p><p><b

39、>　　N0240Z-1</b></p><p>　　N0250X128Z0</p><p><b>　　N0260X70</b></p><p>　　N0270G0Z300</p><p>　　N0280T0202S600</p><p>　　N0290G0X70</p&g

40、t;<p><b>　　N0300Z3</b></p><p>　　N0310G71U1.5R0.3</p><p>　　N0320G71P330Q440U-0.5W0.1F0.22</p><p>　　N0330G0X112.5</p><p>　　N0340G1Z0F80</p><

41、p>　　N0350X110.5Z-1</p><p><b>　　N0360Z-8</b></p><p>　　N0370X108.1</p><p>　　N0380G2X107.3W-0.8R2F60</p><p>　　N0390G1X106.5W-1.1F80</p><p>　　N0

42、400G2X105Z-0.4R2F60</p><p>　　N0410G1Z-27.1F80</p><p><b>　　N0420X78</b></p><p>　　N0430X75Z-28.6</p><p><b>　　N0440U-1</b></p><p>　　N0

43、450G70P330Q440S650</p><p>　　N0460T0303S400</p><p>　　N0470G0X135</p><p><b>　　N0480Z-7</b></p><p>　　N0490G0X130.2</p><p>　　N0500G75R0.3 &

44、lt;/p><p>　　N0510G75X124.8Z-7P200F0.15 </p><p>　　N0520G0W0.6</p><p>　　N0530X130.5</p><p>　　N0540Z-6.4</p><p>　　N0550G1X129.9Z-7</p><p>　　N0560

45、G0X130.5</p><p>　　N0570Z-7.6</p><p>　　N0580G1X129.9Z-7</p><p>　　N0590G0X150</p><p><b>　　N0600Z300</b></p><p>　　N0610T0404M9</p><p>

46、;　　N0620G0X150</p><p><b>　　N0630Z-57</b></p><p><b>　　N0640M5</b></p><p><b>　　N0650M30</b></p><p><b>　　產(chǎn)品試制</b></p>

47、<p>　?。ㄒ唬┘庸み^程中的困難與解決方法</p><p>　?、胚@次加工的工件很簡單，可是工序之間的連接就不怎么順利了，Φ76的孔每次連接的時候都會有接痕，后來我把程序中最后接軌的地方都延長了，之后接痕就消失了。</p><p>　　⑵加工波形面也出了一些問題，由于以前沒做過波形面，對此很陌生，就按別人的程序照搬過來，可是做出來發(fā)現(xiàn)波形面很粗糙，之后去問了我?guī)煾?，他說我加

48、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。</p><p>　　③最重要的一點就是剛開始我車刀裝夾位置不對，車到后面的時候聲音很大， 立即停了下來重新裝刀，雖然第一個工件也過關了，但是懸著的心一直沒有放下，這樣的低級錯誤以后絕對不能犯。</p><p><b>　?。ǘC床操作建議</b></p&g

49、t;<p>　　這次實習過程中我學了很多也懂得了很多，下面是我自己的覺得重要的：</p><p>　?、胚x刀：必須根據(jù)實際情況選定刀具，不要想當然，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。</p><p>　　⑵裝刀：先要考慮用幾把刀，不要裝刀的時候不留給其他刀裝夾的空間，還必須要考慮托板會不會影響到工件的運轉(zhuǎn)，在不影響工件運轉(zhuǎn)的同時把弓

50、箭做出來，同時必須要留一定的安全距離讓不致于讓刀桿加工工件。</p><p>　　⑶裝卸工件：裝夾的時候盡量保持平穩(wěn)，卸下的時候必須保證工件不滑落，不會損壞，必要時用膝蓋頂住工件，最總要的一點就是卸下工件之前必須測量工件的尺寸，防止機床的機械誤差，卸下之后發(fā)現(xiàn)尺寸不對，那就沒辦法裝上去了。</p><p>　　⑷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

51、查是否正確才能輸入操作面板之中，輸入到操作面板的時候也要想一下這臺機床該怎么輸入。</p><p>　　⑸對刀：車外圓時盡量選擇小的外圓，這樣測量會比較準確，另外用螺旋千分尺回避游標卡尺更準確，測量內(nèi)孔用螺旋千分尺。</p><p>　　⑹加工：首件加工過程中必須單段，防止編程或者輸入錯入，等一切正常之后再連續(xù)加工，收件加工時為了不是工件報廢，可以全部尺寸留1mm余量，之后根據(jù)所量尺寸更改

52、刀補。</p><p>　?、酥匦聦Φ叮杭蓖?、停電、X軸或者Y軸未準備就緒、機床報警、換程序。</p><p>　?、糖謇頇C床：機床長時間不用要用乳化油保養(yǎng)。</p><p>　　⑼鏜孔的時候，如果鏜的很深，應該用布團把卡盤中間的孔堵上，防止鐵屑進入卡齒，不好松卸。</p><p>　　⑽加工工件比較短的時候，可以在后面放個略比工件小一點的墊

53、盤。</p><p><b>　　五、結語</b></p><p>　　本文選自泰州泰德閥門有限公司對閥體類零件的數(shù)控加工，首先對零件的工藝進行了詳細的分析和安排，從基本的設備選擇、刀具選擇、刀具裝夾，直到加工成型的總過程。最后采用了手工編程方式對零件進行了程序編寫。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行加工的，做到了高效率、高利潤的效益

54、。</p><p>　　完成的主要工作如下：</p><p>　　通過公司生產(chǎn)主管的推薦，最終確定該論文選采，自己查閱相關資料，在師傅和主管的幫助下，熟悉了整個加工流程。</p><p>　　對零件的工藝進行了詳細的分析和安排，從基本的設備選擇、刀具選擇、刀具裝夾，直到加工成型的總過程。</p><p>　　采用手動編程的方式，將程序輸入到機

55、床當中去，最終完成了零件實體的加工。</p><p>　　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。本人自知經(jīng)驗不足，還有許多要學習的地方，當然也存在很多不足的地方需要改進。方法是人想出來的，經(jīng)驗當然也是靠積累的，經(jīng)驗的積累離不開錯誤的出現(xiàn)和如何正確處理錯誤，所以我們應該善待錯誤，發(fā)現(xiàn)它改善它。</p><p><

56、;b>　　主要收獲如下：</b></p><p>　　能正確卻對待問題并及時改正。</p><p>　　思考問題是也變得全面，現(xiàn)在考慮的不是把程序變出來，而是把工件按照圖紙要求做出來。</p><p>　　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。</p><p><b>　　參考文獻<

57、/b></p><p>　　[1]劉英超主編.數(shù)控機床編程與操作.機械工業(yè)出版社2010.2</p><p>　　[2] 黃花棟、顧曉、匡清、李春雷、孔茗編.數(shù)控車工中級技能.蘇州工業(yè)職業(yè)技術學院自編教材</p><p>　　[3] 榮瑞芳主編.數(shù)控加工工藝與編程.西安電子科技大學出版社2006.8</p><p>　　[4]楊偉群等編

58、著,廖文和主審.數(shù)控工藝培訓教程.清華大學出版社2003.5</p><p>　　[5]楊叔子主編，機械加工鞏義市手冊，機械工業(yè)出版社2011.1</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　歷時1個月的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到無數(shù)的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導