減壓閥閥瓣的數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

　　隨著機械工業的迅猛發展，產品的不斷更新換代，加工質量和精度的提高，數控機床已廣泛應用于機械加工行業，成為現代裝備制造業的重要組成部分。經濟合理的使用數控機床，可減少生產成本，降低工人的勞動強度。在閥門行業中采用數控機床加工閥瓣是一個典型的例子。

2、工藝分析

2.1、閥瓣特點

　　減壓閥閥瓣(圖1)屬于細長軸加工件，其材料為0Cr17Ni4Cu4Nb(表1)，耐腐蝕，強度高，韌性好，耐磨損。技術要求熱處理硬度達35~40HRC，密封面上不得有細小氣孔、刻線和刀痕等缺陷，銳角倒鈍，B面需在裝配時進一步修正，末注公差加工尺寸按GB/T1804-2000規定的M級。

圖1 減壓閥閥瓣

表1 0Cr17Ni4Cu4Nb固溶處理后的機械性能

　　(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確對刀，正確設置刀補及磨耗，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整機床的機械精度、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，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、閥瓣的數控加工工藝

　　(1)編程原點

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

　　(2)加工方案及加工路線

　　根據工件的形狀及加工要求，選用數控臥式車床CAC50186di進行閥瓣的車削加工。數控系統選用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。

　　數控車削加工的起始點定在離工件毛坯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，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生松動。工件裝夾過程中，應保證工件軸線與主軸軸線同軸。

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

3、加工程序

　　加工參數的確定取決于實際加工經驗、工件的加工精度及表面質量、工件材料性質、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。結合各項分析確定車削數控程序(表2)。

表2 閥瓣數控加工程序