阀体外壳的数控加工工艺分析
日期： 2016年5月20日 【摘要】本论文主要介绍了阀体类零件的数控立式加工中心的加工与工艺，并指出数控技术在当今社会中的重要性，以及其在阀门领域的广泛应用。我在分析了零件图之后，根据图纸中零件的结构、精度以及工艺等要求，制定了从刀具的选择、夹具的选择、切削参数和加工内容以及加工路线等一系列的工艺设计。 基于VM905T加工中心具有24把刀的链式刀库和主轴上自动更换不同的刀具的加工功能，对零件进行了系统的加工，并在加工过程中发现问题以及解决问题，做到查漏补缺。
目录
引言 1
一、分析零件图 2
（一）结构分析 2
（二）精度分析 2
（三）材料分析 3
二、确定加工过程 3
（一）确定毛坯 3
（二）拟定加工过程 3
（三）关键部位加工方案设计 3
（四）设备选择 3
（五）夹具选择 4
（六）刀具的选择 5
三、切削用量的选择 6
四、加工工艺卡 6
五、程序编写 7
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
我所实习的单位是苏州纽威阀门股份有限公司，我所做的工件是诸多阀类当中的球阀，而且我所学习的专业是数控技术，与之对口。所以我可以学以致用，本论文选择球阀阀体零件作为研究对象，它包括了外圆、内孔、反镗孔、螺纹等一系列轴类零件的加工工艺，因此，它能体现出一般加工中心加工的特点。在加工前我对其进行加工工艺分析，然后通过手工编程方式完成零件的数控加工，其次通过实际的机床操作加工出零件的实体。在过程中会遇到一些难题，比如反镗孔尺寸如何保证等问题。最后对加工的零件进行测量检验。
在写论文的过程中，存在着好多的问题，通过我查阅资料和向老师傅们请教，一个一个问题的去解决，去克服，尚存不足点，请多多指教。
一、分析零件图
图11 阀体零件图
（一）结构分析
如图11所示阀
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
体零件图，该产品主要是一个圆柱类零件。阀杆孔结构主要包括：一个Φ35mm深度4mm的孔、一个Φ22mm的孔，一个Φ19的孔，一个Φ23的反镗孔，以及由四个M8的螺纹底孔所组成。下端法兰由4Φ19的孔组成其厚度为15.7mm。上端法兰由69/1612UNC2B螺纹底孔组成。
（二）精度分析
如图11所示，该阀杆孔由Φ35mm的孔，上偏差为+0.16mm,下偏差为0，粗糙度为3.2um。Φ22mm的孔，上偏差为+0.052mm，下偏差为0，粗糙度为1.6um。Φ19的通孔，粗糙度为6.3um。和一个Φ23mm的反镗孔组成。阀杆孔的位置度不得超过0.08mm。上端法兰孔Φ53的同轴度为0.08mm、Φ37的垂直度为0.05mm、Φ32的同轴度为0.06mm。
（三）材料分析
该产品选用的是F316（不锈钢）材质，是继304材质之后，应用最广泛的钢种。主要用于工业和造船业，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。所以导致其切削力大，切削温度高，材料强度大。
二、确定加工过程
（一）确定毛坯
由图11可知，该零件是一个圆柱类零件，本着节省原料、节约加工成本、提高效率等因素的影响下，确定了其毛坯的长度为120mm，底面直径为65mm。
（二）拟定加工过程
1.加工前期
（1）车外圆和端法兰
所用机床为数控车床，主要车端法兰的外圆和阀体外圆。
（2）钻孔
所用的机床为立式加工中心、钻床，主要钻端法兰的孔和外圆的孔，及其钻床攻外圆螺纹底孔的攻丝。
2.加工顺序安排原则
（1）粗——精
即先粗加工，再精加工。
（2）先表面，再后孔。
如，在铣镗（阀杆孔）时，先铣去表面，然后再根据图纸加工孔。
（3）先做基面，其次做其余部分。
3.加工中心加工顺序
第一次装夹，钻4Φ19的孔。
第二次装夹，钻69/16UNC2B的螺纹底孔。
第三次装夹，按图纸尺寸要求加工阀杆孔。
（三）关键部位加工方案设计
1.铣面
将外圆用T2Φ80的盘铣刀铣掉8.1mm。
2.钻孔
用T4Φ32的浅孔钻钻4mm，及其用T5Φ19的浅孔钻钻通。用T10Φ6.8的钻头，钻4M86H的螺纹底孔。
3.铣孔
用T12（19*3）和T19（18*6）的T型铣到铣反镗孔。
（四）设备选择
根据企业现有的机床和机床参数，特选定VM905T加工中心加工，如图21，纽威VM905T型动柱式立式加工中心型号规格：类型:立式加工中心，型号:VM905T，重量:15000（kg），主电机功率:15（kw），界面语言:中文，主轴转速范围:6000（rpm），刀具数量:24，三轴行程(X*Y*Z):900*460*620，动力类型:数控，布局形式:立式，作用对象:五金，适用行业:通用，产品类型:全新，立式加工中心具有以下特点：
a.可以自动的完成打孔、攻丝、铣面、铣R角、铣镗（阀杆孔）等工序。
b.双工作台，可以批量生产，节约时间，提高效率。
c.具有24把刀库，可以加工一些复杂的零件。
图21 VM905T加工中心
（五）夹具选择
因为用的是立式VM905T加工中心，为了能顺利的加工阀杆孔，特此做了工装。如图22所示。以阀体台阶尺寸，做一个定位板（Φ53的圆和Φ37的圆），在工装中间攻一个M29的螺纹，找一根M20的螺杆，将定位板放在螺杆上，将工件插入螺杆至定位板上，最后用螺母压紧。
图22 夹具工装图
（六）刀具的选择
因为铣面要铣掉8个mm，而且切削量大，所以我选用了直径为80的盘铣刀，从而减少了加工的时间，提高了生产的效益；因为要加工Φ35、Φ22、的孔，以我选用了直径为30和19 的浅孔钻和12的铣刀，而且与钻头相比，浅孔钻的加工效率高，而且其加工后的零件的粗糙度比钻头的粗糙度好，同时为了保证圆的尺寸，特顶用了直径为12的铣刀，铣刀才能保证加工出来零件尺寸的准确性。在攻M8螺纹底孔之前，因为材质是F316不锈钢材质，所以用了5mm的中心钻引孔，从而让Φ6.8的钻头能够顺利的将孔加工出来。如图23刀具图。
目录
引言 1
一、分析零件图 2
（一）结构分析 2
（二）精度分析 2
（三）材料分析 3
二、确定加工过程 3
（一）确定毛坯 3
（二）拟定加工过程 3
（三）关键部位加工方案设计 3
（四）设备选择 3
（五）夹具选择 4
（六）刀具的选择 5
三、切削用量的选择 6
四、加工工艺卡 6
五、程序编写 7
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
我所实习的单位是苏州纽威阀门股份有限公司，我所做的工件是诸多阀类当中的球阀，而且我所学习的专业是数控技术，与之对口。所以我可以学以致用，本论文选择球阀阀体零件作为研究对象，它包括了外圆、内孔、反镗孔、螺纹等一系列轴类零件的加工工艺，因此，它能体现出一般加工中心加工的特点。在加工前我对其进行加工工艺分析，然后通过手工编程方式完成零件的数控加工，其次通过实际的机床操作加工出零件的实体。在过程中会遇到一些难题，比如反镗孔尺寸如何保证等问题。最后对加工的零件进行测量检验。
在写论文的过程中，存在着好多的问题，通过我查阅资料和向老师傅们请教，一个一个问题的去解决，去克服，尚存不足点，请多多指教。
一、分析零件图
图11 阀体零件图
（一）结构分析
如图11所示阀
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
体零件图，该产品主要是一个圆柱类零件。阀杆孔结构主要包括：一个Φ35mm深度4mm的孔、一个Φ22mm的孔，一个Φ19的孔，一个Φ23的反镗孔，以及由四个M8的螺纹底孔所组成。下端法兰由4Φ19的孔组成其厚度为15.7mm。上端法兰由69/1612UNC2B螺纹底孔组成。
（二）精度分析
如图11所示，该阀杆孔由Φ35mm的孔，上偏差为+0.16mm,下偏差为0，粗糙度为3.2um。Φ22mm的孔，上偏差为+0.052mm，下偏差为0，粗糙度为1.6um。Φ19的通孔，粗糙度为6.3um。和一个Φ23mm的反镗孔组成。阀杆孔的位置度不得超过0.08mm。上端法兰孔Φ53的同轴度为0.08mm、Φ37的垂直度为0.05mm、Φ32的同轴度为0.06mm。
（三）材料分析
该产品选用的是F316（不锈钢）材质，是继304材质之后，应用最广泛的钢种。主要用于工业和造船业，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。所以导致其切削力大，切削温度高，材料强度大。
二、确定加工过程
（一）确定毛坯
由图11可知，该零件是一个圆柱类零件，本着节省原料、节约加工成本、提高效率等因素的影响下，确定了其毛坯的长度为120mm，底面直径为65mm。
（二）拟定加工过程
1.加工前期
（1）车外圆和端法兰
所用机床为数控车床，主要车端法兰的外圆和阀体外圆。
（2）钻孔
所用的机床为立式加工中心、钻床，主要钻端法兰的孔和外圆的孔，及其钻床攻外圆螺纹底孔的攻丝。
2.加工顺序安排原则
（1）粗——精
即先粗加工，再精加工。
（2）先表面，再后孔。
如，在铣镗（阀杆孔）时，先铣去表面，然后再根据图纸加工孔。
（3）先做基面，其次做其余部分。
3.加工中心加工顺序
第一次装夹，钻4Φ19的孔。
第二次装夹，钻69/16UNC2B的螺纹底孔。
第三次装夹，按图纸尺寸要求加工阀杆孔。
（三）关键部位加工方案设计
1.铣面
将外圆用T2Φ80的盘铣刀铣掉8.1mm。
2.钻孔
用T4Φ32的浅孔钻钻4mm，及其用T5Φ19的浅孔钻钻通。用T10Φ6.8的钻头，钻4M86H的螺纹底孔。
3.铣孔
用T12（19*3）和T19（18*6）的T型铣到铣反镗孔。
（四）设备选择
根据企业现有的机床和机床参数，特选定VM905T加工中心加工，如图21，纽威VM905T型动柱式立式加工中心型号规格：类型:立式加工中心，型号:VM905T，重量:15000（kg），主电机功率:15（kw），界面语言:中文，主轴转速范围:6000（rpm），刀具数量:24，三轴行程(X*Y*Z):900*460*620，动力类型:数控，布局形式:立式，作用对象:五金，适用行业:通用，产品类型:全新，立式加工中心具有以下特点：
a.可以自动的完成打孔、攻丝、铣面、铣R角、铣镗（阀杆孔）等工序。
b.双工作台，可以批量生产，节约时间，提高效率。
c.具有24把刀库，可以加工一些复杂的零件。
图21 VM905T加工中心
（五）夹具选择
因为用的是立式VM905T加工中心，为了能顺利的加工阀杆孔，特此做了工装。如图22所示。以阀体台阶尺寸，做一个定位板（Φ53的圆和Φ37的圆），在工装中间攻一个M29的螺纹，找一根M20的螺杆，将定位板放在螺杆上，将工件插入螺杆至定位板上，最后用螺母压紧。
图22 夹具工装图
（六）刀具的选择
因为铣面要铣掉8个mm，而且切削量大，所以我选用了直径为80的盘铣刀，从而减少了加工的时间，提高了生产的效益；因为要加工Φ35、Φ22、的孔，以我选用了直径为30和19 的浅孔钻和12的铣刀，而且与钻头相比，浅孔钻的加工效率高，而且其加工后的零件的粗糙度比钻头的粗糙度好，同时为了保证圆的尺寸，特顶用了直径为12的铣刀，铣刀才能保证加工出来零件尺寸的准确性。在攻M8螺纹底孔之前，因为材质是F316不锈钢材质，所以用了5mm的中心钻引孔，从而让Φ6.8的钻头能够顺利的将孔加工出来。如图23刀具图。
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