资源描述：
《不锈钢阀芯零件加工工艺研究及优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、不锈钢阀芯零件加工工艺研究及优化摘要：为解决新型不锈钢阀芯初次加工不合格的问题，根据零件形状与材料特点及加工难点，选择不锈钢专用刀具，设计制作简易有效的夹具，通过Mastercam软件根据薄片高速切削加工策略对曲面合理编制刀具路径，以保证工件的加工质量同时提高工件的加工效率，制造合格零件。本文对此过程进行详细阐述。关键词：不锈钢阀芯加工工艺刀具路径在设计制造一台新型灌装设备的过程中，有一重要零件——灌装头阀芯需要进行机床加工。初次加工的成品经检验叶片定位精度不合格，对设备性能造成不良影响，以及表面粗糙，造成后续抛光工序困难。对其加工过程进行了解，得知零件为不
2、锈钢304铸件，虽然采用加工中心机床进行加工,但由于使用普通的高速钢刀具，运用简单的V形块与平口钳进行装夹，而且刀具路径不合适，因而最终效果不理想。由于阀芯零件对于灌装设备的运行效果起着关键作用，而且工期较紧，决定对此进行加工技术攻关，解决存在的问题，尽快生产精度较高质量合格的产品。1零件材料形状尺寸分析对于如图一所示的零件，其特点如下：1.1零件整体外形为圆柱体，底部为十字凹槽，起传动联接作用。1.2中下部为键槽形通孔，两侧有密封圈槽。1.3上部为12块导流叶片，投影形状为圆弧形，高度方向为87.5度斜角，为陡斜面。1.4从铳削加工角度整体而言，Z轴方向高
3、度较大。1.5材料为不锈钢304。2加工工艺分析2.1刀具材料选用。阀芯选用不锈钢材料，一是保证食品卫生安全，不产生锈泽污染食品安全问题，二是保证设备不受腐蚀，经久耐用。304(0Crl9Ni9)为奥氏体不锈钢,含碳量0.03-0.1%,含Crl8-20%,含Ni8~10%,硬度不髙，但其机加工特性不好，导热差，容易沾刀。因此需要采用专用的加工不锈钢用涂层刀具。鹄钻钛铳硬质合金(YW)被称为通用合金，也适合加工各种特殊合金等难加工材料。这种牌号的刀具耐热性好，能承受一定的冲击负荷，适用于耐热钢和不锈钢的切削加工。由于不锈钢韧性很大，加工硬化趋势很强，所以应将
4、前角取的小些，后角也不能过大，在机床系统刚性和切削要求许可时，尽量把主偏角做的小些。2.2工艺顺序。①车削加工——粗车毛坯至4)104X110,一端精车至2100X55,精车两个密封圈槽。②铳削加工一一在精车过的一端铳正六角面，长度为12,供装夹用；粗铳叶片中部曲面，粗铳叶片，单边留余量2mm(叶片最小间隙处余量可减少）。③铳键槽孔一一以小平口钳装夹六角面两个面，再以机床平口钳装夹小钳，加工3个45X10的键槽孔。④铳十字槽一一铳削去除正六角形面，粗精加工十字槽。⑤叶片加工一一制作夹具（详见'‘夹具设计”），粗精加工叶片部分及球面。（详见“叶片加工”）⑥球面
5、加工——球面半精加工及精加工选择螺旋等高方式。2.3夹具设计。工序⑤粗精加工叶片部分所有曲面时,由于4）100X40的圆柱已经过精车，并加工2道密封圈槽，仅用V形块装夹，安装不牢靠，且定位不准确，且容易夹伤工件，这是初次加工存在问题的重要原因。零件底部有精加工过的方槽，以方槽来定位，设计制作（如图二）的夹具，可解决定位与夹紧的问题。夹具首先制作机架，一个与方槽接触的双斜面块，两个楔形块，通过螺杆螺母装置压紧两个楔形块，使零件紧紧地固定在夹具上，再整体装在平口钳中夹紧。3叶片加工经测量，叶片为薄片，最薄处为0.4mm,属于薄片加工,叶片间最小间隙为13.3mm
6、,Z轴方向叶片最高处为50mm,由于初次加工中采用了传统的数控加工方法粗加工采用曲面加工挖槽式粗加工，精加工采用陡斜面精加工+放射状精加工，加工的最终效果不佳。在切削过程中引起了切削方向、切削负荷等的突变，从而给零件、机床和刀具带来冲击,破坏加工质量，损伤刀具，加工出来的产品精度不高，薄片质量不过关，为减少振动与叶片的变形和刀具的磨损，采用高速切削加工，即高转速、少进给量的方案进行加工。数控高速切削加工的切削速度、进给速度相对于传统的切削加工，以级数级的提高，切削机理也发生了根本的变化。与传统切削加工相比，切削加工发生了本质性的飞跃，其单位功率的金属切除率提
7、高了30%〜40%,切削力降低了30%,刀具的切削寿命提高了70%,留于工件的切削热大幅度降低,低阶切削振动几乎消失。随着切削速度的提高，毛坯材料的去除率增加，切削时间减少，加工效率提高，从而缩短了产品的制造周期，提高了产品的市场竞争力。同时，高速加工的小量快进使切削力减少，切屑的高速排除，减少了工件的切削力和热应力变形，提高了刚性差和薄壁零件切削加工的可能性。由于切削力的降低，转速的提高使切削系统的工作频率远离机床的低阶固有频率，而工件的表面粗糙度对低阶频率最为敏感，由此降低了表面粗糙度。一些市场上越来越需要的薄壁工件，高速铳削可顺利完成。1.1粗加工。高
8、速加工粗加工所应采取的工艺策略是——高切削速度、髙进
