阀门加工工艺

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,阀门加工工艺,Kaizen,base,中南大学,工业训练中心,第一章,切削加工的基础知识,1.1,钳工与机械加工,钳工,：,通过工人手持工具进行切削加工。,机械加工,：,采用不同的机床（如车床、铣,床、刨床、磨床、钻床等）对工,件进行切削加工。,1.2,硬质合金焊接刀具,精度等级,尺寸精度范围,Ra,值范围,（,m,）,相应的加工方法,低精度,IT13,IT 11,25,12.5,粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等,中等,精度,IT10,IT 9,6.3,3.2,半精车、半精镗、半精铣、半精刨、,扩孔等,IT8,IT 7,1.6,0.8,精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗,铰等,高精度,IT7,IT 6,0.8,0.2,精磨、精铰等,特别,精密,精度,IT5,IT2,Ra,0.2,研磨、珩磨、超精加工、抛光等,1.3,零件精度等级及其相应的加工方法,1.4,常见加工方法的,Ra,表面特征,加工,方法,Ra(,微米,),表面特征,粗车,粗镗,50,可见明显刀痕,粗铣,粗刨,25,可见刀痕,钻孔,12.5,微见刀痕,精铣,精刨,半精车,6.3,可见加工痕迹,3.2,微见加工痕迹,精车,1.6,看不清加工痕迹,粗磨,0.8,可辨加工痕迹方向,精磨,0.4,微辨加工痕迹方向,精密加工,0.1-0.012,只能按表面光泽辩识,机器零件的基本表面包括：外圆、内圆（孔）、平面和成型面,基本表面主要由如下的加工方法获得,2.1,切削运动与切削用量,要完成零件表面的切削加工，刀具和工件应具备形成表面的基本运动，即切削运动,切削运动：,刀具和工件的相对运动,切削运动分为主运动和进给运动,主运动：,提供切削可能性的运动。主运动只有,一个,进给运动：,提供连续切削可能性的运动。进给,运动可以有多个,2.2,切削运动,2.3,切削运动,机床名称,主运动,进给运动,卧式车床,工件旋转运动,车刀纵向、横向、斜向直线移动,钻 床,钻头旋转运动,钻头轴向移动,卧铣、立铣,铣刀旋转运动,工件纵向、横向、斜向直线移动,牛头刨床,刨刀往复运动,工件横向间歇移动或刨刀垂向、斜向间歇移动,龙门刨床,工件往复运动,刨刀横向、垂向、斜向间歇移动,外圆磨床,砂轮高速旋转,工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动,内圆磨床,砂轮高速旋转,工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动,平面磨床,砂轮高速旋转,工件往复移动，砂轮横向、垂向移动,机床的切削运动,2.4,切削用量,切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量,切削速度,：,切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬,时速度,用,V,表示，单位为,m/s,进 给 量,：,刀具在进给运动方向上相对于工件的位,移量，用,f,表示，车、钻和铣削时单位,为,mm/r,背吃刀量,:,已加工表面和待加工表面之间的垂直距,离，用,a,p,表示，单位为,mm,，如下图：,转速进给被吃刀量选择,2.5,车削切削速度、背吃刀量的计算,V:,切削速度,d:,工件直径,n:,工件转速,背吃刀量：,切削速度：,dmax:,待加工表面直径,dmin:,已加工表面直径,ap:,背吃刀量,2.6,切削用量的合理选择问题,(1),粗加工按,a,p,f,v,的顺序选择,a,、粗加工的主要目的是用最少的走刀次数尽快切除多,余金属，只留后续工序的加工余量，所以应根据毛,坯尺寸首先选择,a,p,b,、粗加工不必考虑表面粗糙度，在,a,p,确定后，选取大,的,f,，减少走刀时间,c,、,a,p,和,f,确定后，在机床功率和刀具耐用度允许的前提,下选择,v,(2),精加工按,v,f,a,p,的顺序选择,精加工的主要目的是保证产品质量和降低零件的表面粗糙度。因此首先应选择尽可能高的,v,，然后选择达到表面粗糙度要求的,f,，最后再根据精加工余量决定,a,p,3.1,切 削 刀 具,刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素，刀具性能主要取决于两个因素：即,刀具材料,和,刀具的几何角度,4.1,刀具材料应具备如下五个基本特性,：,1.,高硬度：,HRC60,以上,;,2.,高的强度与韧性：保证能够承受切削力的作用而不破坏；,3.,高的热硬性：材料在高温下仍然保持高硬度的性能，热硬性用热硬温度表示；,4.,良好的耐磨性；,5.,良好的工艺性和经济性；,3.2,常用的刀具材料,常用的硬质合金有：,钨钴钛类（牌号,YT,）硬质合金,：适合于加工钢等塑性材料，其代号有,YT5,、,YT15,、,YT30,等，粗加工用,YT5,精加工用,YT30;,钨钴类（牌号,YG,）硬质合金：,适合于加工铸铁、青铜等脆性材料，其代号有,YG3,、,YG6,、,YG8,等，粗加工用,YG8,，精加工用,YG3,。,前角,。,：在正交平面中，前刀面与基面之间的夹角；,后角,。,：在正交平面中，主后刀面与切削平面之间的夹角；,主偏角,Kr,： 在基面上，主切削刃的投影与进给方向的夹角。,副偏角,Kr,：在基面上，副切削刃的投影与进给反方向的夹角。,刃倾角,s,3.3,车刀的几何角度,3.4,刀具角度的合理选择问题,原 则：,粗加工时，为了提高切削效率，切削力会较大，因此强度要高；精加工时，切削力较小，为了保证零件质量因此刀具较锋利,。,粗加工：前角、后角均小，强度高,精加工：前角、后角均大，刀具锋利,主偏角：车台阶轴：取,90,度,既车外圆又车端面，取,45,度,副偏角：为降低表面粗糙度，取小值：一般为：,5-15,度,刃倾角：粗加工常取负值，精加工取正值,3.5,车削的加工范围,车削是以加工回转体为主要加工目的。在车床上可以加工：外圆、端面、锥度、钻孔、钻中心孔、镗孔、铰孔、切断、切槽、滚花、车螺纹、车成型面、绕弹簧等。,3.6,车削的工艺特点,粗加工：经济精度可达到,IT10,，表面粗糙度在,25-12.5,之间,;,精加工：经济精度可达,IT7,左右，表面粗糙度,Ra6.3-1.6,之间。,2.,易于保证相互位置精度要求。一次装夹可加工几个不同的表面，避免安装误差。,3.,刀具简单，制造、刃磨和安装方便，容易选用合理的几何形状和角度，有利于提高生产率。,4.,应用范围广泛，几乎所有绕定轴心旋转的内外回转体表面及端面，均可以用车削方法达到要求。,5.,可以用精细车的办法实现有色金属零件的高精度的加工（有色金属的高精度零件不适合采用磨削）,3.7,夹具的组成,夹具一般由以下部分组成：,1,、定位装置：,用来确定工件正确位置的装置，它,包括定位元件或定位元件的组合；,2,、夹紧装置：,工件定位后，用夹紧的力来承受切,削力的机构。它包括夹紧元件或其组合；,3,、导向元件：,用来确定刀具位置，并引导刀具进,行加工的元件。,4,、夹具体：,用来联系并固定上述各种装置和元件，,使之成为一个整体的零件。,4.1,工艺规程的拟定,A.,工艺分析,检查图纸,做出修改,审查材料,审查零件的结构工艺性,下一步,B.,毛坯的选择及加工余量的确定,4.2,毛坯选择及加工余量的确定,加工余量,：,为了加工出合格零件，必须从毛坯上切去一层金属，称加工余量。加工余量分为工序余量和总余量。某道工序切除的余量称为,工序余量,，各工序余量的和称,总余量,。,工序余量的确定,：,决定工序余量的大小，是在保证加工质量的前提下，使余量尽可能的小。过大影响生产效率，过小不能切去工件表面的缺陷层。加工余量的确定可采用如下方法：,1.,根据生产经验估计,2.,查表：根据工艺手册查表,3.,计算法：可查阅“机制工艺学”有关内容。,4.3,定位基准的选择,在机械加工中，无论采用哪种安装方法，都必须使工件在机床或夹具上正确地定位,六点定位,：,任何一个未被约束的物体，在空间有六个自由度。而要使物体在空间有确定的位置，必须约束这六个自由度,4.4,工艺基准,工艺基准分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。,1,、工序基准：,在工艺文件上用以标定加工表面 位置的基,准。,2,、定位基准：,在机械加工中，用来使工件在机床或夹具中 占有正确位置的点、线或面。它是工艺基准 中最主要的基准。,定位基准选择是否合理，对保证工件加工后的尺寸精度和形位精度、安排加工顺序、提高生产率以及降低生产成本起着决定性的作用，它是制定工艺过程的主要任务之一。,定位基准可分为,粗基准,和,精基准,两种,4.5,工艺基准,3,、测量基准：,用以测量已加工表面尺寸及,位置的基准。,4,、装配基准：,用来确定零件或部件在机器,中的位置的基准。,4.6,定位基准的选择,粗基准,：,毛坯表面的定位基准。,1.,选取不加工的表面作粗基准：这样可使加工表面具有较正确的相对位置，并有可能在一次安装中把大部分加工表面加工出来。,选择定位基准是为了保证工件的位置精度，因此，选择定位基准总是从有位置精度要求的表面开始进行选择的,4.7,粗基准的选择原则,2.,选取要求加工余量均匀的表面作为粗基准：这样可以保证作为粗基准的表面加工时余量均匀。,4.8,粗基准的选择原则,3.,对于所有表面都要加工的表面，选取余量和公差最小的表面作粗基准，以避免余量不足而造成废品。,4.9,粗基准的选择原则,4.,选取光洁、平整、面积大的表面作粗基准；,5.,粗基准不应重复使用。一般情况下，粗基准只允许使用一次。,精基准的选择原则,对于形位公差精度要求较高的零件，应采用已加工过的表面作为定位基准。这种定位基准面叫做精基准。,精基准的选择原则：,1.,基准重合原则：,选用定位基准与设计基准重合,的原则,精基准的选择原则,2.,基准统一原则：,位置精度要求较高的各加工表面，尽可能在多数工序中统一用同一基准。,精基准的选择原则,3,、互为基准原则：,在需要加工的各表面中，加工时互相以对方为定位基准。,精基准的选择原则,4,、自为基准原则：,以加工表面自身作为定位基准。,总之，无论是粗基准还是精基准的选择，都必须首先使工件定位稳定，安全可靠，然后再考虑夹具设计容易、结构简单、成本低廉等技术经济原则。,5.1,典型阀门加工工艺,DN,小于等于,100,闸阀,5.2,大尺寸闸阀,.,5.3,楔式闸板,5.4,球体加工工艺,支撑轴球体加工,5.5,阀座加工工艺,