三偏心蝶阀的三维设计与加工分析
目录
引言 - 1 -
一、三偏心蝶阀零件介绍 - 2 -
（一）零件图 - 2 -
（二）结构形状分析 - 2 -
二、数控加工工艺分析 - 3 -
（一）工件材料的选用 - 3 -
（二）夹具选用 - 3 -
（三） 刀具选用 - 4 -
（四）切削用量选用 - 5 -
三、三偏心蝶阀加工过程 - 6 -
（一）压铸 - 6 -
（二）数控加工 - 6 -
（三）研磨 - 6 -
（四）去毛刺 - 6 -
（五）钝化 - 7 -
四、 三偏心蝶阀的三维建模及自动编程 - 7 -
（一） NX6.0CAD三维建模 - 7 -
（二）NX CAM仿真加工 - 8 -
（三）三偏心蝶阀阀体的数控编程 - 9 -
五、加工中出现的问题及解决措施 - 12 -
结语 - 13 -
参考文献 - 14 -
谢辞 - 15 -
引言
本文主要着重于零件的三维建模、加工数控及工艺分析并对产品在加工中的技术要求做了一些简单的说明。数控加工工艺采用的是采用数控机床加工零件时的加工过程和方法。在进行数控加工工艺前有必要对零件的整个加工过程要有合理的规划，因为数控机床的加工常常是零件的整个机械化加工过程中的一部分，根据各个工序的划分我们应该将每一步工序做到合理化，明白自己的每一步工序所要求的内容和对前后工序的影响。
数控加工就是根据零件图纸及工艺要求，编制零件数控加工过程并输入到数控机床的数控系统来控制数控机床中刀具与工件的相对运动。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
在实施对零件的数控加工前，需对零件数控加工工艺的总过程、方法和加工目标进行规划，即制定数控加工工艺规程，制定它的主要依据是产品图纸、生产纲领、生产类型、现场加工设备以及生产条件等。
加工零件的工艺过程、工艺参数、位移数据及开关命令等信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编成加工程序单，并记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序输入机床数控装置，从而指挥数控机床按数控程序的内容加工出合格的零件。
工艺分析的主要内容有：
1、适合选择加工零件的机床，明确加工内容。
2、分析被加工零件的图纸明确加工工序。
加工顺序的合理安排，合理安排零件的定位基准，装夹方案，刀具，切削用量的选择等。
数控加工程序的调整，选取对到点和换刀点，确定刀补等。
处理数控机床上的部分工艺指令。
首件试加工与现场解决特殊的工艺问题。
本文研究的主要内容从零件的加工工艺分析、机床的选择、毛坯的选择、装夹的安排、刀具的选择、且选用量的选择和数控加工流程进行详细的阐述和描述。 一、三偏心蝶阀零件介绍
（一）零件图
我课题的研究对象为三偏心蝶阀阀体，下图1-1为阀体成品图。图1-2为零件图
图1-1成品图
图1-2 蝶阀二维图
（二）结构形状分析
由三偏心蝶阀阀体零件图可以看到零件的尺寸要求如下：密封面粗糙度Ra为0.4（μm)，Φ53阀杆孔其表面粗糙度Ra为1.6 (μm)，Φ61、Φ77孔内壁与断面粗糙度Ra为3.2（μm)，阀杆孔小端面粗糙度Ra为3.2（μm)，法兰端面粗糙度Ra为6.4（μm)，除标注粗糙度外，其余未标注粗糙度Ra为12 (μm)。Φ53的阀杆孔其公差为Φ35.00mm-Φ35.03mm，Φ61的孔的公差要求范围为Φ61.00mm-Φ61.10mm。螺纹孔M12、M16的公差要求为6H，在检测螺纹的时候用相对应的的螺纹规进行检测，螺纹通规进，螺纹止规止，那么产品符合要求。盲孔M12的螺纹底孔深度为25mm，有效螺纹长度为25mm，盲孔M16螺纹底孔深度为35mm，有效螺纹深度为28mm。英制螺纹4-1-1/8-8UN-2B螺纹深36，螺纹底孔钻孔深42。Φ32为通孔，反平面锪孔Φ57
二、数控加工工艺分析
（一）工件材料的选用
三偏心蝶阀的铸造材料根据其使用情况有很多种，本课题研究的蝶阀阀体材料为碳钢（WCB）。阀体的毛坯由铸造而成，最后会经过喷砂处理。不仅可以达到防锈的效果，还可以起到美观的作用。
碳钢具有以下特点：（1）耐磨性，有较好耐磨性。（2）硬度高，碳钢经过热处理以后可以得到较高的硬度。（3）韧性好，具有高的韧性。（4）塑性，有较强的可塑性。（5）廉价易得，生产成本低
（二）夹具选用
1.常用夹具的种类
夹具种类使用特点可以分为通用夹具如平口钳、卡盘等，可以根据使用状况随意变动大小。然而另外一种夹具-专用夹具只能用于一种产品，是针对要生产的零件专门设计的。
2.本课题夹具的选用
图1-3夹具
刀具选用
个人认为刀具的选用在机械加工中是比不可少的，同时也是至关重要的。在机械行业就有“车工一把刀”的说法，所以要根据机床的特性（就算是同一种型号的机床其性能也是有差异的）、工件的材料、加工的效率等因素选择合理的刀具。阀体中需要加工的螺纹比较多。针对材料的特性，在用麻花钻打孔时需要先用中心钻打预孔，否则会导致孔打偏。所以选择的道具有中心钻、麻花钻、潜孔钻、螺纹铣刀、镗刀、面铣刀等如图2-3至图2-8为加工阀体零件所需要的部分刀具，其中，图2-3为加工中所需要的钻头，图2-4所示为加工中所需要的丝攻，图2-6所示为中心钻，图2-5所示为Φ50的面铣刀。
图2-3M12丝攻 图2-4 M16丝攻
图2-5 中心钻 图2-6Φ50盘铣刀
（四）切削用量选用
加工零件时，由于零件法兰较厚，如果直接用钻头钻的话会打偏所以先用5.0的中心钻打预孔，然后根据图纸要求选用合理的刀具，正确的尺寸进行加工。针对不同尺寸的螺纹孔，一英寸以内的用丝攻攻螺纹，一英寸以上的用螺纹刀铣螺纹。具体切削用量的选用参考表2-2。
在加工的过程中要时刻注意道具是否正常切削，螺纹铣刀会因为前一道工序残留铁削、零件的材料和刀片的使用寿命等原因出现刀片的磨损甚至刀片断裂。所以在加工过程中要做到眼观六路耳听八方，以免造成不必要的损失。
5
精镗Φ61的孔
D61镗刀
600
80
220
250
三、三偏心蝶阀加工过程
引言 - 1 -
一、三偏心蝶阀零件介绍 - 2 -
（一）零件图 - 2 -
（二）结构形状分析 - 2 -
二、数控加工工艺分析 - 3 -
（一）工件材料的选用 - 3 -
（二）夹具选用 - 3 -
（三） 刀具选用 - 4 -
（四）切削用量选用 - 5 -
三、三偏心蝶阀加工过程 - 6 -
（一）压铸 - 6 -
（二）数控加工 - 6 -
（三）研磨 - 6 -
（四）去毛刺 - 6 -
（五）钝化 - 7 -
四、 三偏心蝶阀的三维建模及自动编程 - 7 -
（一） NX6.0CAD三维建模 - 7 -
（二）NX CAM仿真加工 - 8 -
（三）三偏心蝶阀阀体的数控编程 - 9 -
五、加工中出现的问题及解决措施 - 12 -
结语 - 13 -
参考文献 - 14 -
谢辞 - 15 -
引言
本文主要着重于零件的三维建模、加工数控及工艺分析并对产品在加工中的技术要求做了一些简单的说明。数控加工工艺采用的是采用数控机床加工零件时的加工过程和方法。在进行数控加工工艺前有必要对零件的整个加工过程要有合理的规划，因为数控机床的加工常常是零件的整个机械化加工过程中的一部分，根据各个工序的划分我们应该将每一步工序做到合理化，明白自己的每一步工序所要求的内容和对前后工序的影响。
数控加工就是根据零件图纸及工艺要求，编制零件数控加工过程并输入到数控机床的数控系统来控制数控机床中刀具与工件的相对运动。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
在实施对零件的数控加工前，需对零件数控加工工艺的总过程、方法和加工目标进行规划，即制定数控加工工艺规程，制定它的主要依据是产品图纸、生产纲领、生产类型、现场加工设备以及生产条件等。
加工零件的工艺过程、工艺参数、位移数据及开关命令等信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编成加工程序单，并记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序输入机床数控装置，从而指挥数控机床按数控程序的内容加工出合格的零件。
工艺分析的主要内容有：
1、适合选择加工零件的机床，明确加工内容。
2、分析被加工零件的图纸明确加工工序。
加工顺序的合理安排，合理安排零件的定位基准，装夹方案，刀具，切削用量的选择等。
数控加工程序的调整，选取对到点和换刀点，确定刀补等。
处理数控机床上的部分工艺指令。
首件试加工与现场解决特殊的工艺问题。
本文研究的主要内容从零件的加工工艺分析、机床的选择、毛坯的选择、装夹的安排、刀具的选择、且选用量的选择和数控加工流程进行详细的阐述和描述。 一、三偏心蝶阀零件介绍
（一）零件图
我课题的研究对象为三偏心蝶阀阀体，下图1-1为阀体成品图。图1-2为零件图
图1-1成品图
图1-2 蝶阀二维图
（二）结构形状分析
由三偏心蝶阀阀体零件图可以看到零件的尺寸要求如下：密封面粗糙度Ra为0.4（μm)，Φ53阀杆孔其表面粗糙度Ra为1.6 (μm)，Φ61、Φ77孔内壁与断面粗糙度Ra为3.2（μm)，阀杆孔小端面粗糙度Ra为3.2（μm)，法兰端面粗糙度Ra为6.4（μm)，除标注粗糙度外，其余未标注粗糙度Ra为12 (μm)。Φ53的阀杆孔其公差为Φ35.00mm-Φ35.03mm，Φ61的孔的公差要求范围为Φ61.00mm-Φ61.10mm。螺纹孔M12、M16的公差要求为6H，在检测螺纹的时候用相对应的的螺纹规进行检测，螺纹通规进，螺纹止规止，那么产品符合要求。盲孔M12的螺纹底孔深度为25mm，有效螺纹长度为25mm，盲孔M16螺纹底孔深度为35mm，有效螺纹深度为28mm。英制螺纹4-1-1/8-8UN-2B螺纹深36，螺纹底孔钻孔深42。Φ32为通孔，反平面锪孔Φ57
二、数控加工工艺分析
（一）工件材料的选用
三偏心蝶阀的铸造材料根据其使用情况有很多种，本课题研究的蝶阀阀体材料为碳钢（WCB）。阀体的毛坯由铸造而成，最后会经过喷砂处理。不仅可以达到防锈的效果，还可以起到美观的作用。
碳钢具有以下特点：（1）耐磨性，有较好耐磨性。（2）硬度高，碳钢经过热处理以后可以得到较高的硬度。（3）韧性好，具有高的韧性。（4）塑性，有较强的可塑性。（5）廉价易得，生产成本低
（二）夹具选用
1.常用夹具的种类
夹具种类使用特点可以分为通用夹具如平口钳、卡盘等，可以根据使用状况随意变动大小。然而另外一种夹具-专用夹具只能用于一种产品，是针对要生产的零件专门设计的。
2.本课题夹具的选用
图1-3夹具
刀具选用
个人认为刀具的选用在机械加工中是比不可少的，同时也是至关重要的。在机械行业就有“车工一把刀”的说法，所以要根据机床的特性（就算是同一种型号的机床其性能也是有差异的）、工件的材料、加工的效率等因素选择合理的刀具。阀体中需要加工的螺纹比较多。针对材料的特性，在用麻花钻打孔时需要先用中心钻打预孔，否则会导致孔打偏。所以选择的道具有中心钻、麻花钻、潜孔钻、螺纹铣刀、镗刀、面铣刀等如图2-3至图2-8为加工阀体零件所需要的部分刀具，其中，图2-3为加工中所需要的钻头，图2-4所示为加工中所需要的丝攻，图2-6所示为中心钻，图2-5所示为Φ50的面铣刀。
图2-3M12丝攻 图2-4 M16丝攻
图2-5 中心钻 图2-6Φ50盘铣刀
（四）切削用量选用
加工零件时，由于零件法兰较厚，如果直接用钻头钻的话会打偏所以先用5.0的中心钻打预孔，然后根据图纸要求选用合理的刀具，正确的尺寸进行加工。针对不同尺寸的螺纹孔，一英寸以内的用丝攻攻螺纹，一英寸以上的用螺纹刀铣螺纹。具体切削用量的选用参考表2-2。
在加工的过程中要时刻注意道具是否正常切削，螺纹铣刀会因为前一道工序残留铁削、零件的材料和刀片的使用寿命等原因出现刀片的磨损甚至刀片断裂。所以在加工过程中要做到眼观六路耳听八方，以免造成不必要的损失。
5
精镗Φ61的孔
D61镗刀
600
80
220
250
三、三偏心蝶阀加工过程
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