減壓閥閥瓣的數(shù)控加工工藝分析與編程

2013-08-14 許可沈陽閥門研究所

1、概述

　　隨著機(jī)械工業(yè)的迅猛發(fā)展，產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代，加工質(zhì)量和精度的提高，數(shù)控機(jī)床已廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)，成為現(xiàn)代裝備制造業(yè)的重要組成部分。經(jīng)濟(jì)合理的使用數(shù)控機(jī)床，可減少生產(chǎn)成本，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。在閥門行業(yè)中采用數(shù)控機(jī)床加工閥瓣是一個(gè)典型的例子。

2、工藝分析

2.1、閥瓣特點(diǎn)

　　減壓閥閥瓣(圖1)屬于細(xì)長軸加工件，其材料為0Cr17Ni4Cu4Nb(表1)，耐腐蝕，強(qiáng)度高，韌性好，耐磨損。技術(shù)要求熱處理硬度達(dá)35~40HRC，密封面上不得有細(xì)小氣孔、刻線和刀痕等缺陷，銳角倒鈍，B面需在裝配時(shí)進(jìn)一步修正，末注公差加工尺寸按GB/T1804-2000規(guī)定的M級(jí)。

圖1 減壓閥閥瓣

表1 0Cr17Ni4Cu4Nb固溶處理后的機(jī)械性能

　　(1)尺寸精度

　　閥瓣精度要求較高的尺寸有外圓

mm、外圓

、外圓

。尺寸精度主要通過加工過程中的準(zhǔn)確對(duì)刀，正確設(shè)置刀補(bǔ)及磨耗，以及正確制定合適的加工工藝等措施來保證。

　　(2)形位精度

　　閥瓣的主要形位精度要求有外圓

軸線與公共軸線A-B的同軸度公差為Φ0.02mm。形位精度主要通過調(diào)整機(jī)床的機(jī)械精度、制定合理的加工工藝及工件的裝夾、定位與找正等措施來保證。

　　(3)表面粗糙度

　　閥瓣的90°錐面加工后的表面粗糙度要求為Ra0.8μm，外圓Φ20mm表面及外圓Φ20mm左端面加工后的表面粗糙度要求為Ra6.3μm，外圓

表面、外圓

表面及圓弧面R111mm表面加工后的表面粗糙度要求為Ra3.2μm，其他外圓、空刀槽及外圓倒角等表面加工后的表面粗糙度要求為Ra12.5μm。表面粗糙度主要通過選用合適的刀具及其幾何參數(shù)，正確的粗、精加工路線，合理的切削用量及冷卻等措施來保證。

2.2、閥瓣的數(shù)控加工工藝

　　(1)編程原點(diǎn)

　　由于工件在長度方向的要求較低，根據(jù)編程原點(diǎn)的確定原則，該工件的編程原點(diǎn)取在加工完成后工件的右端面與主軸軸線相交的交點(diǎn)上(圖1中的B點(diǎn))。

　　(2)加工方案及加工路線

　　根據(jù)工件的形狀及加工要求，選用數(shù)控臥式車床CAC50186di進(jìn)行閥瓣的車削加工。數(shù)控系統(tǒng)選用FANUC SeriesoiM ate-TC。閥瓣采用一次裝夾完成粗、精加工方案。先加工右端面，鉆頂尖孔，用彈性頂尖頂緊，防止工件變形彎曲。然后車右端各部外形，完成粗、精加工后加工左端各部外圓，最后切斷車左端面。

　　數(shù)控車削加工的起始點(diǎn)定在離工件毛坯2mm的位置，并盡可能采用沿軸向切削的方式加工，以提高加工過程工件與刀具的剛性。

　　(3)工件的定位裝夾及刀具選用

　　加工工件兩端時(shí)，均采用一端由三爪自定心卡盤定位、另一端頂緊的裝夾方式。工件裝夾時(shí)的夾緊力要適中，既要防止工件的變形與夾傷，又要防止工件在加工過程中產(chǎn)生松動(dòng)。工件裝夾過程中，應(yīng)保證工件軸線與主軸軸線同軸。

　　加工刀具根據(jù)實(shí)際條件選用整體式或機(jī)夾式車刀，刀具的刀片材料均選用硬質(zhì)合金。為了保證加工精度，分別選擇不同的粗、精車刀。

3、加工程序

　　加工參數(shù)的確定取決于實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)、工件的加工精度及表面質(zhì)量、工件材料性質(zhì)、刀具的種類及刀具形狀、刀柄的剛性等諸多因素。通過分析確定加工順序及流程為備料y熱處理y車右端面、鉆中心孔(A2)y車右端各外圓及密封面y車左端各外圓y車磨y切斷y研磨密封面y鉗工修整、清理y裝配。結(jié)合各項(xiàng)分析確定車削數(shù)控程序(表2)。

表2 閥瓣數(shù)控加工程序