毕业设计（论文）-水轮机副阀的加工工艺

1、 水轮机副阀的加工工艺 系 部： 精密制造 学生姓名： 专业班级： 数控11C5 学 号： 指导教师： 2014年 4 月 12 日声 明本人所呈交的 水轮机副阀的加工工艺 ，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名： 杨德勤 日期： 2014.4.12 【摘要】本课题来源于泰州泰德阀门有限公司，水轮机副阀是该公司的主要产品之一，从它的特征及结构看，属于轴类零件。本文根据零件图样的技术要求，对该零件进行了详细的工艺分析和数控加工，研究结果表明，该该工艺合理可行，达到尺寸及表面粗糙度要求，效率较高，给类似的零件加工提供实验指导。【关键词】：数控加工；工艺分析；程序设计目 录引言 1一、 零件简介 2（一）粗精车图纸 2（二）副阀一道的说明 2（三）副阀二道的说明 3二、零件的工艺分析以及工艺设计 4（一）选择数控机床 4（二）数控加工工艺分析 5（三）制定加工工艺路线 5（四）数控加工刀具的选择 5三、编制数

2、控加工程序 5（一）副阀一道加工程序 5（二）副阀二道加工程序 6四、产品试制 7（一）加工过程中的困难与解决方法 7（二）机床操作建议 8五、结语 8参考文献 9 致谢 10引言 本文着重于零件的数控加工及工艺分析，对于产品的加工技术要求做了一定的说明。数控加工工艺是采用数控机床加工零件时的加工过程和方法。在进行数控加工工艺前有必要对零件的整个加工过程要有所合理的规划，因为数控机床的加工常常是零件整个机械加工过程中的一部分，根据各个工序的划分我们应该将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内容和对前后工序的影响。数控加工就是根据零件图样及工艺要求，编制零件数控加工程序并输入到数控机床的数控系统来控制数控机床中刀具与工件的相对运动。在实施对零件的数控加工前，需对零件数控加工工艺的总过程、方法和加工目标进行规划，即制定正确的数控加工工艺规程。工艺分析的主要内容有：1、选择适合加工零件的机床，明确加工内容。2、分析被加工零件的图纸，明确加工工序。3、加工顺序的合理安排，合理安排零件的定位基准，装夹方案，刀具、切削用量选择等。4、刀具零点的调整，选取对刀点和换刀点，确定刀补等。

3、5、处理数控机床上程序编写不切实际。 6、首件试制与现场解决特殊的工艺问题 本文研究的主要内容从零件的工艺分析、机床的选择、毛坯的选择、装夹的安排、刀具的选择、切削用量选择和数控加工流程进行详细的阐述和描述。一、 零件简介该课题的选材为水电厂中水轮机的零件。该论文主要是对数控加工的工艺进行分析。阀是即席中调节流体流量、压力和流动方向的装置；主阀是水电厂水轮 机的开关；副阀是控制主阀流量和压力的，主要置于主阀下，保护主阀不受腐蚀磨损。该阀体零件中所涉及的知识比较广泛，主要涉及到的知识有：外圆、外沟槽、内孔、台阶及内外倒角等。（一） 粗精车图纸 图11粗车图样示意图 图12精车图样示意图 （二）副阀一道的工艺分析及说明如图13为副阀一道图纸： 图13副阀精车一道图样示意图零件图如图1-3所示，该零件主要有圆柱面、孔和台阶等轮廓组成。零件法兰直径为外径为210mm、厚度为32mm、法兰两侧有C1的倒角，外径为127mm、高度为6.4mm的台阶，直径76（+0.19/0）mm的通孔（根据图纸深度只要107.9mm，实际110mm）以及台阶上的波形面(平面留有20丝的余量，相当于平面挑丝，速度至

4、少要达到0.5mm每转，最多只能是0.7mm每转)。零件表面粗糙度值要求均为Ra3.2um。该零件的各个尺寸标注完整，零件的材料是A105，适合在数控车床上加工。技术要求：表面正火处理；加工后，零件内外表面不得有任何可见气孔、裂纹碰伤等缺陷；修毛倒棱，锐边倒角C0.5。（三）副阀二道的工艺分析及说明如图1-4为副阀二道零件图纸：图1-4 副阀精车二道图样示意图零件图如图1-4所示，该零件主要有圆柱面、孔和台阶等轮廓组成。零件法兰直径为外径为192mm、厚度为25mm、法兰两侧有C1的倒角，外径为130（-0.145/-0.245）mm、高度为17.1mm的台阶，距离端面3mm124.8（+0.1/0）mm的槽，直径为110.5mm深度8mm以及直径为105（-0.159/-0.072）mm深度27.1mm的台阶孔。零件表面粗糙度值要求均为Ra3.2um。该零件的各个尺寸标注完整，零件的材料是A105，适合在数控车床上加工。技术要求：表面正火处理；加工后，零件内外表面不得有任何可见气孔、裂纹碰伤等缺陷；修毛倒棱，锐边倒角C0.5。二、 零件的工艺分析以及工艺设计（一）选择数控机床厂里广数

5、6140数控型号叫CAK4085n型2台，沈阳数控车CAK50135dj型1台，沈阳数控车CK6180型2台。由于CK6180和CAK50135dj都有人做，所以选择CAK4085n这种型号作为这次产品试制的机床型号。其中一台广数可以夹400以内工件，可是速度达到500就会闷刀，而另一台机床则是只能装夹250以内工件，速度变化无任何影响。由图纸和世纪情况确定使用CAK4085n2号作为此次产品试制的机床。主要参数最大工件回转直径（mm）400机床顶尖距（mm）320主轴转速范围（r/mm）1502400主轴电机功率（Kw）5.5通孔/拉管直径（mm）53刀架形式电动旋转刀架。 （二） 数控加工工艺分析 该零件主要由圆弧、端面、内孔、槽组成。零件一道法兰直径为210mm厚度32mm、台阶127mm高度6.4mm、内孔通孔76mmH11、特殊倒角和波形面组成，零件二道法兰直径192mm厚度25mm、台阶130mmd9高度17.1mm、内孔台阶110.5mm深8mm以及内孔台阶105mmE9深19.1mm、特殊倒角和槽宽4mm深度2.6mm的槽组成。（三）制定加工工艺路线通过图样分析可知，为

6、了保证零件的尺寸精度和表面加工质量，在加工过程中要按粗精加工分开原则编制，并且粗精加工要在一次装夹中加工出来，由此可以制定以下步骤：普车粗车零件至毛坯尺寸。正火处理。 夹住小法兰，车外圆至尺寸要求；粗、精车台阶至尺寸要求，保证粗糙度要求。 粗、精镗孔至尺寸要求。 反身装夹，车外圆至尺寸要求。 粗、精车台阶至尺寸要求，保证粗糙度要求和长度要求。 粗、精镗台阶孔至尺寸要求。切槽至尺寸要求。（四）数控加工刀具的选择T0101车外圆选用外圆车刀，总长135.6mm，托板不会妨碍三爪卡盘运 转，所以选用正臂外圆车刀伸出长度20mmT0202镗孔选用镗刀伸出长度（一道120mm二道40mm）T0303切槽选用切槽刀伸出长度15mmT0404倒角刀零件名副阀体序号刀号刀具规格名称数量加工处备注1T0193硬质合金外圆车刀1粗精车外圆，车平面2T0293硬质合金镗孔刀1粗精镗内孔3T034mm切槽刀1切槽4T04倒角刀1倒角三、编制数控加工程序（一）副阀一道加工程序10O1376N0010G98M44 N0020M03S500 N0030T0101M8 N0040G0X215 N0050Z10N0060Z3N0070G90X213Z-40F120 N0080X210 N0090G72W1.5R0.3 N0100G72P110Q180U0.5W0.1F110 N0110G0Z-7.4 N0120G1X212F80 N0130X210Z-6.4N0140X127N0150Z-1N0160X125ZW1.2N0170X70N0180W1 G70P110Q180 N0190G0Z0N0200X129N0210G1X70F400N0220G0Z300N0230T0202M8S550N0240G0X70N0250Z10N0260Z3N0270G71U1.5R0.3 N0280G71P290Q350U-0.6W0.2F150 N0290G0X82.2 N0300G1Z0F100N0310G2X79.8W-1.6R

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