减压阀阀瓣的数控加工工艺分析与编程.pdf

文章编号 10025855 2010 04002803 作者简介 许可 1964- , 女, 高级工程师, 从事阀门制造工艺制定与管理工作。 减压阀阀瓣的数控加工工艺分析与编程 许 可 1, 关丽君2, 邹长龙2, 张民秋2 1沈阳阀门研究所, 辽宁 沈阳 110142; 2沈阳盛世高中压阀门有限公司, 辽宁 沈阳 110142 摘要 介绍了减压阀阀瓣的结构特点, 论述了数控加工工艺的制定方法, 给出了在卧式数控车 床上加工阀瓣的程序。 关键词 阀瓣; 工艺分析; 数控编程 中图分类号 TH134 文献标识码 A Process analysis and programm ing for numerical control machining on the disk of pressure reducing valve XU Ke 1, GUAN L ijun2, ZOU Changlong2, ZHANG M inqiu2 1. Shenyang Valve Research Institute , Shenyang 110142 , China ; 2 . Shenyang ShengshiH igh andM ediu m PressureV alve Co . , L td , Shenyang 110142, China Abstract Introduces the structure characteristics of the disk of pressure reducing valve , discusses estab lishmentm ethods of numerical controlmachining process and gives the program for disk machining on horizontalNum ericalContro l lathe. Key words disk ; process analysis ; nu m erical contro l programm ing 1 概述 随着机械工业的迅猛发展, 产品的不断更新换 代, 加工质量和精度的提高, 数控机床已广泛应用于 机械加工行业, 成为现代装备制造业的重要组成部 分。经济合理的使用数控机床, 可减少生产成本, 降 低工人的劳动强度。在阀门行业中采用数控机床加 工阀瓣是一个典型的例子。 2 工艺分析 21 阀瓣特点 减压阀阀瓣 图 1属于细长轴加工件, 其材料 为 0Cr17Ni4Cu4Nb表 1, 耐腐蚀, 强度高, 韧性好, 耐磨损。技术要求热处理硬度达 35 40HRC, 密封 面上不得有细小气孔、 刻线和刀痕等缺陷, 锐角倒 钝, B面需在装配时进一步修正, 末注公差加工尺寸 按 GB /T 1804- 2000规定的 M 级。 1尺寸精度 阀瓣精度要求较高的尺寸有外圆 8d11 - 004 - 013 mm、 外圆 6d11 - 003 - 0105mm、 外圆 95 - 02 - 03mm 和外圆 10 - 020 - 025mm。尺寸精度主要通过加工过程中的准确 图 1 减压阀阀瓣 表 10Cr17Ni4Cu4Nb固溶处理后的机械性能 02/M Pab/M Pa //HRC 1 000 1 070 124535 28 阀 门 2010年第 4期 对刀,正确设置刀补及磨耗,以及正确制定合适的 加工工艺等措施来保证。 2 形位精度 阀瓣的主要形位精度要求有外圆 10 - 020 - 025mm 轴线与公共轴线 A - B的同轴度公差为 002mm。 形位精度主要通过调整机床的机械精度、制定合理 的加工工艺及工件的装夹、定位与找正等措施来保 证。 3 表面粗糙度 阀瓣的 90锥面加工后的表面粗糙度要求为 Ra08∀m,外圆 20mm 表面及外圆 20mm 左端 面加工后的表面粗糙度要求为 Ra63∀m,外圆 8d11 - 004 - 013mm 表面、外圆 6d11 - 003 - 0105mm 表面及圆 弧面 R111mm 表面加工后的表面粗糙度要求为 Ra32∀m,其他外圆、空刀槽及外圆倒角等表面加 工后的表面粗糙度要求为 Ra125∀m。表面粗糙度 主要通过选用合适的刀具及其几何参数,正确的 粗、精加工路线, 合理的切削用量及冷却等措施来 保证。 22 阀瓣的数控加工工艺 1 编程原点 由于工件在长度方向的要求较低, 根据编程原 点的确定原则,该工件的编程原点取在加工完成后 工件的右端面与主轴轴线相交的交点上图 1中 的 B点 。 2 加工方案及加工路线 根据工件的形状及加工要求, 选用数控卧式车 床 CAC50186di进行阀瓣的车削加工。数控系统选 用 FANUC SeriesoiM ate- TC。阀瓣采用一次装夹 完成粗、精加工方案。先加工右端面,钻顶尖孔, 用弹性顶尖顶紧, 防止工件变形弯曲。然后车右端 各部外形,完成粗、精加工后加工左端各部外圆, 最后切断车左端面。 数控车削加工的起始点定在离工件毛坯 2 mm 的位置, 并尽可能采用沿轴向切削的方式加工, 以 提高加工过程工件与刀具的刚性。 3 工件的定位装夹及刀具选用 加工工件两端时, 均采用一端由三爪自定心卡 盘定位、另一端顶紧的装夹方式。工件装夹时的夹 紧力要适中, 既要防止工件的变形与夹伤, 又要防 止工件在加工过程中产生松动。工件装夹过程中, 应保证工件轴线与主轴轴线同轴。 加工刀具根据实际条件选用整体式或机夹式车 刀,刀具的刀片材料均选用硬质合金。为了保证加 工精度,分别选择不同的粗、精车刀。 3 加工程序 加工参数的确定取决于实际加工经验、工件的 加工精度及表面质量、工件材料性质、刀具的种类 及刀具形状、刀柄的刚性等诸多因素。通过分析确 定加工顺序及流程为备料∀热处理∀车右端面、钻 中心孔 A2 ∀车右端各外圆及密封面 ∀车左端 各外圆∀车磨 ∀切断∀研磨密封面∀钳工修整、清 理 ∀ 装配。结合各 项分析 确定车 削数控程 序 表 2。 表 2 阀瓣数控加工程序 系统FANUC- O I 程序号O 0001工件材料0Cr17N i4Cu4Nb 刀具 1号刀具 90正偏刀 2号刀具 1mm 切槽刀 3号刀 5mm 切槽刀4号刀具 90反偏刀 O0001程序 程序 段号 系统程序程序说明 00001程序号 N1M 03 S800 ;S 主轴正转 800r/m in N2T0101M 08 ;1号刀执行 1号刀具补偿, 冷 却开 N3G 00X 220 Z 10 ;循环起点定位 N4G 71U 15R10;粗车 外 圆, 加工 量 直 径 为 3mm, R为退刀量 N5G 71 P6 Q14 U 10 W 10 F015; U 为精加工余量直径为 1mm N6G 00X 50 S1200;N6 N 14 N7G 01 Z0 F008 ;粗加工轮廓, 主轴转速 1200 r/m in N8X 594;走刀量 F008, 为模态指令 N9Z- 213 ; N10 G 03 X 9975 W-1562 R1110 ; N11 G 01W - 1 0; N12 A 1350 X210;Z 轴正方向与走刀轨迹之间 夹角 N13Z- 860 ; N14 G 00X 230; N15 G 70 P6Q 14 ;轮廓精加工 N16 G 00X 2000 Z 100;退刀, 加工时注意顶尖 N17 M 03 S280 ; N18T0202 ;换 2号切槽刀,执行刀补 N19 G 00X 150 Z - 3775; N20 G 01X 935 F008 ; N21 G 04U 40 ;槽底暂停 4秒, 保证表面粗糙度 29 2010年第 4期 阀 门 表 2续 程序 段号 系统程序程序说明 00001程序号 N 22 G00 X 2000 ;X、 Z 分别退刀, 注意顶尖 N 23 Z 10 0; N 24 M 03 S1200; N 25 T 0101; N 26 G00 X 150 Z - 3765;精加工锥度为 90的密封面 N 27 G01 X 9 35; N 28 Z - 3775; N 29 X200 A1350 ; N 30 W - 50 ;W 为轴向增量编程 N 31 G00 X 2000 Z100; N 32 M 03 S350; N 33 T 0303;换 3号刀, 执行刀补 N 34 G00 X 250 Z - 780; N 35 G75 R10空刀, 为工件左端加工做准备 N 36 G75 X 7 5 Z - 860 P2000 Q3500 F01 P为 X 向每次切深量, Q 为 Z 向偏移量 N 37 G00 X 2000 Z100; N 38 M 03 S800主轴正转, 800r/m in N 39 T 0404换 4号反偏刀执行刀补 N 40 G00 X 220 Z - 750; N 41 G90 X 175 Z - 460 F01G 90为模态指令 N 42 X155 ; N 43 X140 ; N 44 G90 X 115 Z - 510 F01 ; N 45 X90; N 46 M 03 S1200; N 47 G 01 X793 F008; N 48 Z - 510; N 49 X120 ; N 50 X130W 05 ; 表 2续 程序 段号 系统程序程序说明 00001程序号 N 51 G01 Z - 460; N 52 X190 ; N 53 X200W 05 ; N 54 G00 X 2000 Z100; N 55 M 3 S350; N 56 T 0303;换切断刀, 倒角、 切断 N 57 G00 X 250 Z - 780; N 58 G01 X 6 0; N 59 G00 X 8 5; N 60 W 10 ; N 61 G01 X 8 0; N 62 X60W - 10 ; N 63 X40; N 64 G00 X 2000 ; N 65 Z 10 0; N 66 M 09 ;冷却关 N 67 M 05 ;主轴停止 N 68 M 30 ;程序结束并返回 4 结语 加工完成的阀瓣达到图样各项要求。合理的零 件图样及工艺分析是高质量完成工件加工的前提, 正确的编程是车削加工的关键,通过首件的试制来 提高批量生产的高效率、高精度是使用数控机床必 不可少的程序。 参考文献 1∃ 陆培文. 实用阀门设计手册 M ∃. 北京 机械工业出版社, 2007 . 2∃ 罗小龙 数控车床在调节阀多级节流阀杆加工中的应用 J∃ . 阀门,2006 1. 3∃ 王凡. 实用机械制造工艺设计手册 M ∃ . 北京 机械工业出 版社,2008 . 收稿日期201002 02 书讯 新编英汉阀门技术词汇 本书由机械工业出版社 2009年 2月出版发行, 尹玉杰主编。本书是 根据我国机械工业和阀门行业科技创新及阀门产品研发的需要,从国内已出版的书籍、国外科技文献和国 外阀门标准等资料中广泛收集了大量的与阀门相关的专业词汇 3万余条汇编而成, 其特点是词汇量大,内 容充实, 译词准确,可供从事阀门行业和相关专业的科技人员使用。书号ISBN 978- 111- 25402- 7 , 定价 2900元 /册。 每册加收书价 10 的邮寄包装费,需要者,请与沈阳经济技术开发区开发大路 15号沈阳阀门研究所 科技开发信息中心的尹玉杰联系, 邮编110142 , 电话024- 25653780 。 E- m ai lsfskkxz chinavalveinfonethttp / /wwwchinavalveinfonet 30 阀 门 2010年第 4期