fr4al滑阀的数控加工及程序设计
日期 2019.03.20 随着科技水平的发展，空调行业发展迅速。空调不断的更新换代以满足人们的各种需求。空调的不断升级来源于内部结构的不断优化与完善，滑阀就是空调内部结构中重要的组成部分之一。滑阀结构的合理程度、质量的好坏、尺寸的精确程度严重影响着空调的质量，以至于人们对滑阀的要求也越来越精益求精，加工工艺也不断的进行优化改良，所以滑阀在空调行业具有重要的作用。本篇论文主要就是针对一款柱塞式滑阀，先对其工程图进行分析，研究其需加工部位，采取最优装夹方案和加工工艺，最终完成滑阀的程序编制和数控加工。
目录
引言 1
一、工艺分析及零件图 2
（一）零件图分析 2
（二）工艺流程 3
（三）机床的选用 4
（四）夹具的选用与设计 6
（五）刀具的选用 7
（六）加工工艺卡 8
二、基于UG 8.0的加工及程序的编制 11
（一）毛坯块及坐标系的设置 11
（二）刀具参数设置 12
（三）加工刀路编制 14
三、基于UG8.0的产品仿真加工及程序的校验 19
（一）仿真加工 19
（二）程序的检验 20
四、尺寸检测 21
总结 22
参考文献 23
致谢 24
引言
滑阀在当今制造业发挥着重要的作用，不同的种类各有不同的功能，简单的说，它可以使运动机构获得预定方向和行程的动作或者实现自动连续运转。所以滑阀不止在空调中出现，它还广泛用于蒸汽机以及一些液压装置和气压装置。因为滑阀的作用极其重要，所以人们对滑阀的要求也十分苛刻，这也导致滑阀加工上较为困难以至于批量生产效率不高。为了提高批量生产效率，研究分析最优加工方案，本篇论文选择大型及中型工业空调中常用的FR4AL滑阀进行分析。通过对FR4AL滑阀的毛坯选用、加工工艺、装夹方案和工业流程等等进行分析，完成加工方案的设计，研究出这一类滑阀最优的加工方案和流程，提高生产效率。
工艺分析及零件图
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
零件图分析
11工程图
该零件图如11工程图所示。
该零件为中型柱类零件，外形轮廓要求较为复杂，外形为长214.7mm直径为φ80mm的柱体。因尺寸较小可直接采用圆柱体毛坯进行加工。
零件主要由外形轮廓，沉头孔，上下两个平面等特征组成，主要加工内容为外形轮廓，沉头孔，上下两个平面。将零件划分5个区域见上图，区域①为圆柱体侧面垂直向下铣25.1mm圆弧角度为120°的面，区域②为圆柱体侧面垂直向下铣25.1mm圆弧为R10mm的面；区域①和区域②之间距离为17mm。区域③和区域④都为圆柱体侧面垂直向下铣通的不规则区域，两个圆弧为R8mm，斜面与竖直端面角度为26.65°。区域③最短长度为58.41mm，区域④最大长度为98.56mm；区域③和区域④之间的连接处厚度为13mm。区域⑤为φ80mm，长20mm的圆柱。零件有1个φ12mm深5.20mm的螺纹孔，有1个φ8.5mm深20mm的沉头孔和一个φ5mm的沉头孔。零件中所有孔的具体参数见图纸中的尺寸，根据图纸要求，未注明精度的尺寸公差范围为±0.12mm，加工表面粗糙度要求为Ra3.2 。
通过以上分析，可采用以下几点工艺措施：
1.对11工程图上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值小，故建模时不必取平均值，而全部取基本尺寸即可。
2.滑阀零件有孔加工，用麻花钻加工即可。
3.由图纸分析，该滑阀零件需要换面加工（多次装夹），因此需要分设坐标系。为保证零件加工的技术要求，加工前应自制夹具。
4.经分析可知该零件仅外圆等部分在数控车床完成，大部分加工在立式加工中心完成。
（二）工艺流程
1.加工步骤
备料：根据零件要求，材料选用铸铁，毛坯为铸件圆柱型,毛坯的长为223mm直径为83mm。
车表面：用三爪卡盘夹住需要钻中心孔的一端（即图11中①②区域端面），对工件的直径和总长进行粗加工。
精加工圆柱侧面和圆面：使用专用夹具装夹，以加工好的圆平面为基准，用套筒进行定位，对圆端面进行进一步加工。
铣轮廓：用立式加工中心加工，使用专用夹具装夹零件，加工零件的不规则区域。
后处理：避免机床攻螺纹出现意外，较小尺寸螺纹均攻5mm深，待加工完毕后手动回牙并倒角去毛刺。
2.装夹步骤
由于该零件需要用到多台机床和加工中心进行加工，所以该零件分多次装夹。
第一次装夹，将零件放在ST40L数控车床，由于是毛坯，需要对其进行粗加工后才能进行后序的加工，用三爪卡盘夹住需要钻中心孔的一端，目测无明显缝隙即可。粗车毛坯端面，即确定X0点，粗车外圆后测量确定Z0点，这次装夹主要粗精加工零件上表面和零件正面特征。
第二次反向装夹零件，将零件放在ST40L数控车床，通过套筒和对其进行定位，对工件进行反向装夹，通过圆心进行偏移来确定加工坐标系X0Z0点。主要是对工件的总长和直径进行加工。
第三次装夹，将工件放在VM550立式加工中心进行加工，将工件放入平口钳中，对工件进行加工面和部分孔。
第四次装夹，将工件放在MT1040A型磨床对表面进行打磨抛光，保证粗糙度。
（三）机床的选用
该零件待加工部位结构较为复杂，所以选择ST40L数控车床，VMC550立式加工中心，MT1040A型磨床加工。机床参数如表12，13所示。
表12 ST40L数控车床参数
加工行程
公制
X 轴
432mm
Z 轴
533mm
主轴鼻端到工作台（最大）
343 mm
主轴鼻端到工作台（最小）
64 mm
工作台
公制
长度
3099 mm
宽度
1346 mm
双柱间距
1575 mm
工作台最大承重（均匀分布）
2722 kg
主轴
目录
引言 1
一、工艺分析及零件图 2
（一）零件图分析 2
（二）工艺流程 3
（三）机床的选用 4
（四）夹具的选用与设计 6
（五）刀具的选用 7
（六）加工工艺卡 8
二、基于UG 8.0的加工及程序的编制 11
（一）毛坯块及坐标系的设置 11
（二）刀具参数设置 12
（三）加工刀路编制 14
三、基于UG8.0的产品仿真加工及程序的校验 19
（一）仿真加工 19
（二）程序的检验 20
四、尺寸检测 21
总结 22
参考文献 23
致谢 24
引言
滑阀在当今制造业发挥着重要的作用，不同的种类各有不同的功能，简单的说，它可以使运动机构获得预定方向和行程的动作或者实现自动连续运转。所以滑阀不止在空调中出现，它还广泛用于蒸汽机以及一些液压装置和气压装置。因为滑阀的作用极其重要，所以人们对滑阀的要求也十分苛刻，这也导致滑阀加工上较为困难以至于批量生产效率不高。为了提高批量生产效率，研究分析最优加工方案，本篇论文选择大型及中型工业空调中常用的FR4AL滑阀进行分析。通过对FR4AL滑阀的毛坯选用、加工工艺、装夹方案和工业流程等等进行分析，完成加工方案的设计，研究出这一类滑阀最优的加工方案和流程，提高生产效率。
工艺分析及零件图
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
零件图分析
11工程图
该零件图如11工程图所示。
该零件为中型柱类零件，外形轮廓要求较为复杂，外形为长214.7mm直径为φ80mm的柱体。因尺寸较小可直接采用圆柱体毛坯进行加工。
零件主要由外形轮廓，沉头孔，上下两个平面等特征组成，主要加工内容为外形轮廓，沉头孔，上下两个平面。将零件划分5个区域见上图，区域①为圆柱体侧面垂直向下铣25.1mm圆弧角度为120°的面，区域②为圆柱体侧面垂直向下铣25.1mm圆弧为R10mm的面；区域①和区域②之间距离为17mm。区域③和区域④都为圆柱体侧面垂直向下铣通的不规则区域，两个圆弧为R8mm，斜面与竖直端面角度为26.65°。区域③最短长度为58.41mm，区域④最大长度为98.56mm；区域③和区域④之间的连接处厚度为13mm。区域⑤为φ80mm，长20mm的圆柱。零件有1个φ12mm深5.20mm的螺纹孔，有1个φ8.5mm深20mm的沉头孔和一个φ5mm的沉头孔。零件中所有孔的具体参数见图纸中的尺寸，根据图纸要求，未注明精度的尺寸公差范围为±0.12mm，加工表面粗糙度要求为Ra3.2 。
通过以上分析，可采用以下几点工艺措施：
1.对11工程图上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值小，故建模时不必取平均值，而全部取基本尺寸即可。
2.滑阀零件有孔加工，用麻花钻加工即可。
3.由图纸分析，该滑阀零件需要换面加工（多次装夹），因此需要分设坐标系。为保证零件加工的技术要求，加工前应自制夹具。
4.经分析可知该零件仅外圆等部分在数控车床完成，大部分加工在立式加工中心完成。
（二）工艺流程
1.加工步骤
备料：根据零件要求，材料选用铸铁，毛坯为铸件圆柱型,毛坯的长为223mm直径为83mm。
车表面：用三爪卡盘夹住需要钻中心孔的一端（即图11中①②区域端面），对工件的直径和总长进行粗加工。
精加工圆柱侧面和圆面：使用专用夹具装夹，以加工好的圆平面为基准，用套筒进行定位，对圆端面进行进一步加工。
铣轮廓：用立式加工中心加工，使用专用夹具装夹零件，加工零件的不规则区域。
后处理：避免机床攻螺纹出现意外，较小尺寸螺纹均攻5mm深，待加工完毕后手动回牙并倒角去毛刺。
2.装夹步骤
由于该零件需要用到多台机床和加工中心进行加工，所以该零件分多次装夹。
第一次装夹，将零件放在ST40L数控车床，由于是毛坯，需要对其进行粗加工后才能进行后序的加工，用三爪卡盘夹住需要钻中心孔的一端，目测无明显缝隙即可。粗车毛坯端面，即确定X0点，粗车外圆后测量确定Z0点，这次装夹主要粗精加工零件上表面和零件正面特征。
第二次反向装夹零件，将零件放在ST40L数控车床，通过套筒和对其进行定位，对工件进行反向装夹，通过圆心进行偏移来确定加工坐标系X0Z0点。主要是对工件的总长和直径进行加工。
第三次装夹，将工件放在VM550立式加工中心进行加工，将工件放入平口钳中，对工件进行加工面和部分孔。
第四次装夹，将工件放在MT1040A型磨床对表面进行打磨抛光，保证粗糙度。
（三）机床的选用
该零件待加工部位结构较为复杂，所以选择ST40L数控车床，VMC550立式加工中心，MT1040A型磨床加工。机床参数如表12，13所示。
表12 ST40L数控车床参数
加工行程
公制
X 轴
432mm
Z 轴
533mm
主轴鼻端到工作台（最大）
343 mm
主轴鼻端到工作台（最小）
64 mm
工作台
公制
长度
3099 mm
宽度
1346 mm
双柱间距
1575 mm
工作台最大承重（均匀分布）
2722 kg
主轴
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