截止阀阀杆的数控加工工艺分析
截止阀阀杆的数控加工工艺分析[20200123164135]
【摘要】
本文主要分析了截止阀阀杆的加工工艺。首先对零件图从结构、精度、技术要求等方面进行了分析，了解加工的要求。然后进行工艺分析，内容包括定位基准、装夹方式、工艺路线、机床及刀具的选择、切削参数的确定等等；介绍了编程的方法，在手动编程和自动编程中选择了自动编程，最后用Mastercam X进行了仿真加工。
在此论文中主要分析了加工工艺和仿真，在仿真加工的时候遇到了很多问题，例如怎样设置合理的参数，一般的参数设置都是根据经验得到的，徐老师给了我很多资料，让我查阅。最终设置了最为合理的参数。通过这次的毕业设计，我受益颇多，把理论和实践做了有机的结合，同时也学到了很多知识，为了即将踏入社会做好了准备。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】截止阀阀杆；工艺分析；加工方案；切削用量；数控编程；仿真加工；MastercamX
引言 1
一、零件图的分析 2
（一）零件的结构特点 2
（二）机床的选择 2
（三）零件的技术要求分析 2
（四）零件毛坯确定 3
二、零件的工艺分析 3
（一）定位基准的选择 3
（二）装夹方式的选择 3
（三）工艺路线的确定 4
1.加工顺序的安排 4
2.加工方案的确定 5
3.刀具的选择 5
（四）切削用量的选择 6
1.主轴转速的确定 6
2.进给速度的确定 7
3.背吃刀量的确定 7
4.精加工的走刀路线 8
（五）加工工序卡和刀具卡 8
三、仿真加工 9
（一）介绍软件 9
（二）三维模型 9
（三）Mastercam X软件仿真加工 9
四、数控编程 13
（一）编程方法的选择 13
（二）部分程序 13
五、加工过程中的监控与调整 15
（一）切削过程中切削声音的监控 15
（二）精加工过程监控 15
（三）车细长轴时的质量分析 15
1.竹节形 15
2.腰鼓形 16
参考文献 18
谢辞 19
附录 20
引言
数控加工就是采用数控程序控制机床进行零件加工的一种加工方法，相对于普通机床加工，数控加工具有加工效率高、劳动强度低、加工精度高、柔性好等一系列优点，在数控机床加工中，数控程序是不可缺少的一部分，数控机床之所以能够加工出各种形状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程人员为其编制了不同的数控加工程序。编写数控加工程序的过程就是将加工零件的工艺过程、工艺参数、位移数据及开关命令（换刀、切削液开/关等）等信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编写成加工程序单，并记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序输入机床数控装置，从而指挥数控机床按照数控程序的内容加工出合格的零件，数控程序编写的合理与否，直接影响到零件的加工质量及效率。
本次设计主要介绍如何应用数控机床加工出各种轴类零件。设计中的零件为截止阀阀杆轴类零件，本文根据其零件的图纸和技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析，依据分析结果，确定了该零件的加工方法、装夹方式、定位基准、刀具规格、加工顺序安排、工步划分、走刀路线和切削用量等，并制定了零件的数控加工工艺卡片、数控加工工序卡片和刀具卡片，最后采用自动编程编制了该零件的部分数控加工程序。
在大学里学习了数控技术，老师们讲了很多知识，通过这次的毕业设计，能够把学到的知识运用到实际生活中，既提升了自学能力，又丰富了我的大学生活,同时还锻炼了我整理编写的能力。
一、零件图的分析
此零件是截止阀中的阀杆，见图1-1。阀杆是阀门的重要零件，用于传动，上面接执行机构或者手柄，下面直接带动阀芯移动或转动，以实现阀门开关或者调节作用。阀杆常用的材料有铜合金、碳素钢、合金钢和不锈钢等，此零件材料为F304，是一种不锈钢。
图1-1 截止阀阀杆零件图
（一）零件的结构特点
从图1-1分析得知，总体是一个回转体零件，该零件的结构主要有普通螺纹、退刀槽、梯形螺纹、圆锥面、圆柱面、部分圆球面等特征组成。
工件的长度L与直径d之比大于25（即长径比L/d>25），该轴属于细长轴。细长轴的外形并不复杂，但由于它本身的刚性差，车削时又受切削力、重力、切削热等因素的影响，容易发生弯曲变形，甚至产生振动、锥度、腰鼓形、竹节形等缺陷，难以保证加工精度。一般来说，长径比越大，加工就越困难。
（二）机床的选择
该零件的结构是回转体类零件，在数控车床上加工比较合适。由于该零件属于单件生产，且轴的最大长度为222mm，选择机床的行程范围一定大于222mm才可以，所以选择数控机床CJK6130/500（见图1-2）。
（三）零件的技术要求分析
从零件图的分析得知，该零件尺寸精度要求有：外圆Ф18 的尺寸精度等级为IT8级、右端外圆Ф18 的尺寸精度等级为IT10级，其余尺寸均未标注公差,按照IT12级进行加工控制；零件的表面粗糙度要求有：右端的圆球面和相邻退刀槽的表面粗糙度要求为 ，中间Ф18的轴段和左边加工螺纹前的粗糙度也为 ，其余加工面的表面为有粗糙度要求的，该零件有同轴度要求，故需要在左端面钻中心孔，加工时用尾座顶尖顶住中心孔保证同轴度要求。
图1-2 CJK6130/500数控车床
（四）零件毛坯确定
毛坯材料是F304，轴类零件多为细长杆状且要求材质为韧性和疲劳强度等条件较高的材料，锻件工艺性好，所以选择锻件；该零件最大直径为Ф22mm，长度为222mm，毛坯的直径要比零件的最大直径大4mm，计划采用调头装夹加工，毛坯长度比222mm大2mm，因此该零件毛坯尺寸为Ф26X224mm。
二、零件的工艺分析
（一）定位基准的选择
基准有粗基准和精基准两种，用未加工过的毛坯表面作为定位基准称为粗基准，用己加工过的表面作为定位基准称为精基准。除第一道工序用粗基准外，其余工序都应使用精基准。
选择基准要遵循基准重合原则，即力求设计基准、工艺基准和编程基准统一，这样做可以减少基准不重合产生的误差和数控编程中的计算量，并且能有效地减少装夹次数。
根据该零件的结构特性，确定其粗基准选择为毛坯外圆的端面，以此基准加工右端面圆球面；精基准为左端面及轴中心线，以此基准加工其外轮廓及螺纹。
（二）装夹方式的选择
该零件为轴类零件，在数控车削中，通常选择三爪卡盘进行装夹，该零件也不例外，三爪卡盘是普通车床也是数控车床的通用卡具。
第一次装夹：用三爪卡盘夹住零件左端，伸出长度50mm，车圆球面及圆柱面；
第二次装夹：通过分析，该零件加工外轮廓时，由于零件较长，为防止零件在加工过程中产生的径向跳动，故需要用尾座顶尖顶持左端面，这样能够有效的减少径向跳动。（见图2-3）
图2-3 尾座顶尖示意图（其中5为尾座顶尖）
（三）工艺路线的确定
1.加工顺序的安排
工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。
切削加工工序的安排原则
1）基准先行 选为精基准的表面，应先进行加工，以便为后续工序提供可靠的精基准。如轴类零件的中心孔、箱体的底面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。
2）先粗后精 各表面均应按照粗加工→半精加工→精加工的顺序依次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。
【摘要】
本文主要分析了截止阀阀杆的加工工艺。首先对零件图从结构、精度、技术要求等方面进行了分析，了解加工的要求。然后进行工艺分析，内容包括定位基准、装夹方式、工艺路线、机床及刀具的选择、切削参数的确定等等；介绍了编程的方法，在手动编程和自动编程中选择了自动编程，最后用Mastercam X进行了仿真加工。
在此论文中主要分析了加工工艺和仿真，在仿真加工的时候遇到了很多问题，例如怎样设置合理的参数，一般的参数设置都是根据经验得到的，徐老师给了我很多资料，让我查阅。最终设置了最为合理的参数。通过这次的毕业设计，我受益颇多，把理论和实践做了有机的结合，同时也学到了很多知识，为了即将踏入社会做好了准备。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】截止阀阀杆；工艺分析；加工方案；切削用量；数控编程；仿真加工；MastercamX
引言 1
一、零件图的分析 2
（一）零件的结构特点 2
（二）机床的选择 2
（三）零件的技术要求分析 2
（四）零件毛坯确定 3
二、零件的工艺分析 3
（一）定位基准的选择 3
（二）装夹方式的选择 3
（三）工艺路线的确定 4
1.加工顺序的安排 4
2.加工方案的确定 5
3.刀具的选择 5
（四）切削用量的选择 6
1.主轴转速的确定 6
2.进给速度的确定 7
3.背吃刀量的确定 7
4.精加工的走刀路线 8
（五）加工工序卡和刀具卡 8
三、仿真加工 9
（一）介绍软件 9
（二）三维模型 9
（三）Mastercam X软件仿真加工 9
四、数控编程 13
（一）编程方法的选择 13
（二）部分程序 13
五、加工过程中的监控与调整 15
（一）切削过程中切削声音的监控 15
（二）精加工过程监控 15
（三）车细长轴时的质量分析 15
1.竹节形 15
2.腰鼓形 16
参考文献 18
谢辞 19
附录 20
引言
数控加工就是采用数控程序控制机床进行零件加工的一种加工方法，相对于普通机床加工，数控加工具有加工效率高、劳动强度低、加工精度高、柔性好等一系列优点，在数控机床加工中，数控程序是不可缺少的一部分，数控机床之所以能够加工出各种形状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程人员为其编制了不同的数控加工程序。编写数控加工程序的过程就是将加工零件的工艺过程、工艺参数、位移数据及开关命令（换刀、切削液开/关等）等信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编写成加工程序单，并记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序输入机床数控装置，从而指挥数控机床按照数控程序的内容加工出合格的零件，数控程序编写的合理与否，直接影响到零件的加工质量及效率。
本次设计主要介绍如何应用数控机床加工出各种轴类零件。设计中的零件为截止阀阀杆轴类零件，本文根据其零件的图纸和技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析，依据分析结果，确定了该零件的加工方法、装夹方式、定位基准、刀具规格、加工顺序安排、工步划分、走刀路线和切削用量等，并制定了零件的数控加工工艺卡片、数控加工工序卡片和刀具卡片，最后采用自动编程编制了该零件的部分数控加工程序。
在大学里学习了数控技术，老师们讲了很多知识，通过这次的毕业设计，能够把学到的知识运用到实际生活中，既提升了自学能力，又丰富了我的大学生活,同时还锻炼了我整理编写的能力。
一、零件图的分析
此零件是截止阀中的阀杆，见图1-1。阀杆是阀门的重要零件，用于传动，上面接执行机构或者手柄，下面直接带动阀芯移动或转动，以实现阀门开关或者调节作用。阀杆常用的材料有铜合金、碳素钢、合金钢和不锈钢等，此零件材料为F304，是一种不锈钢。
图1-1 截止阀阀杆零件图
（一）零件的结构特点
从图1-1分析得知，总体是一个回转体零件，该零件的结构主要有普通螺纹、退刀槽、梯形螺纹、圆锥面、圆柱面、部分圆球面等特征组成。
工件的长度L与直径d之比大于25（即长径比L/d>25），该轴属于细长轴。细长轴的外形并不复杂，但由于它本身的刚性差，车削时又受切削力、重力、切削热等因素的影响，容易发生弯曲变形，甚至产生振动、锥度、腰鼓形、竹节形等缺陷，难以保证加工精度。一般来说，长径比越大，加工就越困难。
（二）机床的选择
该零件的结构是回转体类零件，在数控车床上加工比较合适。由于该零件属于单件生产，且轴的最大长度为222mm，选择机床的行程范围一定大于222mm才可以，所以选择数控机床CJK6130/500（见图1-2）。
（三）零件的技术要求分析
从零件图的分析得知，该零件尺寸精度要求有：外圆Ф18 的尺寸精度等级为IT8级、右端外圆Ф18 的尺寸精度等级为IT10级，其余尺寸均未标注公差,按照IT12级进行加工控制；零件的表面粗糙度要求有：右端的圆球面和相邻退刀槽的表面粗糙度要求为 ，中间Ф18的轴段和左边加工螺纹前的粗糙度也为 ，其余加工面的表面为有粗糙度要求的，该零件有同轴度要求，故需要在左端面钻中心孔，加工时用尾座顶尖顶住中心孔保证同轴度要求。
图1-2 CJK6130/500数控车床
（四）零件毛坯确定
毛坯材料是F304，轴类零件多为细长杆状且要求材质为韧性和疲劳强度等条件较高的材料，锻件工艺性好，所以选择锻件；该零件最大直径为Ф22mm，长度为222mm，毛坯的直径要比零件的最大直径大4mm，计划采用调头装夹加工，毛坯长度比222mm大2mm，因此该零件毛坯尺寸为Ф26X224mm。
二、零件的工艺分析
（一）定位基准的选择
基准有粗基准和精基准两种，用未加工过的毛坯表面作为定位基准称为粗基准，用己加工过的表面作为定位基准称为精基准。除第一道工序用粗基准外，其余工序都应使用精基准。
选择基准要遵循基准重合原则，即力求设计基准、工艺基准和编程基准统一，这样做可以减少基准不重合产生的误差和数控编程中的计算量，并且能有效地减少装夹次数。
根据该零件的结构特性，确定其粗基准选择为毛坯外圆的端面，以此基准加工右端面圆球面；精基准为左端面及轴中心线，以此基准加工其外轮廓及螺纹。
（二）装夹方式的选择
该零件为轴类零件，在数控车削中，通常选择三爪卡盘进行装夹，该零件也不例外，三爪卡盘是普通车床也是数控车床的通用卡具。
第一次装夹：用三爪卡盘夹住零件左端，伸出长度50mm，车圆球面及圆柱面；
第二次装夹：通过分析，该零件加工外轮廓时，由于零件较长，为防止零件在加工过程中产生的径向跳动，故需要用尾座顶尖顶持左端面，这样能够有效的减少径向跳动。（见图2-3）
图2-3 尾座顶尖示意图（其中5为尾座顶尖）
（三）工艺路线的确定
1.加工顺序的安排
工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。
切削加工工序的安排原则
1）基准先行 选为精基准的表面，应先进行加工，以便为后续工序提供可靠的精基准。如轴类零件的中心孔、箱体的底面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。
2）先粗后精 各表面均应按照粗加工→半精加工→精加工的顺序依次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/mjsk/2148.html
