鏜工技師考試論文完整版

1、德陽(yáng)廣播電視大學(xué)畢業(yè)論文核電高壓隔板葉冠工藝改進(jìn)姓名:付翔學(xué)號(hào):20081510040390專業(yè):機(jī)械制造及自動(dòng)化工作單位 : 東方汽輪機(jī)有限公司2010 年9月.摘要核電高壓隔板是核電汽輪機(jī)組中的核心部件之一。因此，該隔板的加工效率和加工質(zhì)量就顯得舉足輕重。 由于核電隔板設(shè)計(jì)要求和技術(shù)要求都要比常規(guī)機(jī)組隔板要高很多。譬如中分面要求加工多個(gè)銷螺孔；外內(nèi)環(huán)中分面不在一條直線上；上下半密封鍵槽長(zhǎng)度不一樣、 寬度不一樣、 深度不一樣等。 這給加工過(guò)程中所要達(dá)到的工藝要求帶來(lái)不小的難度。 經(jīng)過(guò)多次革新加工手段克服了該隔板的一個(gè)個(gè)加工難題。但葉冠的加工成為該隔板的加工過(guò)程的瓶頸，一直不能達(dá)到工藝要求及設(shè)

2、計(jì)要求，因此不斷探索對(duì)葉冠加工的有效方法，成為解決工藝問(wèn)題的一個(gè)重要課題。下面將對(duì)核電高壓9級(jí)隔板在 160 數(shù)控鏜床上對(duì)葉冠的加工方法進(jìn)行重點(diǎn)闡述。并通過(guò)零件的實(shí)際加工、檢驗(yàn)，說(shuō)明該方案是合理的，成功的。關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床、宏程序、刀具切削軌跡、分量逼近切削方式、包絡(luò)曲線。主題詞： 用先進(jìn)且簡(jiǎn)單有效的方法持續(xù)改進(jìn)產(chǎn)品的加工方案，提高產(chǎn)品的加工品質(zhì)和加工效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。工藝分析及措施：;.通過(guò)對(duì)圖樣的分析發(fā)現(xiàn) ,隔板外環(huán)中分面為理論中分面，內(nèi)環(huán)一側(cè)凸出，另一側(cè)凹進(jìn)，葉冠也是如此，葉冠凸出的一側(cè)隔板內(nèi)環(huán)凹進(jìn)。葉冠缺口的一側(cè)內(nèi)環(huán)凸出。加工完后要求凸出的葉冠和另一半的凹進(jìn)葉冠缺口按圖示要求配合

3、。（查看附圖 A ）在凸出的一側(cè)葉冠有 5*45 °倒角的地方相對(duì)的另一半凹進(jìn)的葉冠缺口為 R5 的圓弧，此目的防止配合時(shí)發(fā)生干涉，并消除應(yīng)力等。（查看附圖 B、C)外環(huán)和內(nèi)環(huán)不在一條直線上，注意控制尺寸a。葉冠與 A 基準(zhǔn)在垂直方向存在角度，（查看附圖 A ）與之相鄰存在一個(gè) 5*45 ° 倒角。（參見(jiàn)附圖 A)特別是葉冠缺口的一側(cè)在 G19 平面投影（ Y、 Z 平面）投影與 A 基準(zhǔn)在垂直方向呈 110 °的拐角而并非 R5 ，此前沒(méi)能準(zhǔn)確的分析幾何要素及工藝要求，使用 10 球頭銑刀將其加工成圓弧，結(jié)果與圖示不符。 （將 110 °拐角加工成 R

4、5 往往通過(guò)鉗工處理才能勉強(qiáng)達(dá)到配合）綜上要素，構(gòu)成了在三維空間如附圖A 所示的復(fù)雜加工幾何要素的形體，針對(duì)以上要求和問(wèn)題，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備實(shí)際（ 160 數(shù)控鏜床 )，在制定加工工藝方案是應(yīng)從以下幾個(gè)方面采取措施：據(jù)上述幾何要素確定采用該數(shù)控機(jī)床的西門子 840D 宏程序來(lái)實(shí)施分量逼近切削方式對(duì)葉冠進(jìn)行加工。葉冠分為粗加工、精加工，兩個(gè)階段。粗加工去掉多余金屬， 這樣有利于保證在對(duì)葉冠實(shí)施精加工時(shí)尺寸要求和粗糙度要求，為精加工打好基礎(chǔ)。 同時(shí)這樣也利于防止刀具因多次進(jìn)行分量逼近切削所帶來(lái)的刀具磨損甚至損壞影響加工效率和加工質(zhì)量。精加工采用較小的切削分量， 合適的刀具大小， 合理的切削參數(shù)對(duì)其所要

5、求幾何要素和工藝要求做最后的處理。在加工之前應(yīng)當(dāng)對(duì)該形體進(jìn)行幾何要素拆解才能編制出數(shù)控加工程序 （對(duì)照附圖 A 、B、C，參見(jiàn)下圖 1、圖 2）;.通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)圖示1 中要讓數(shù)控機(jī)床加工出此圓弧面，通過(guò)R 刀具加工可以實(shí)現(xiàn)的，但在圖示2 中可以發(fā)現(xiàn)加工面與A 基準(zhǔn)在 Y 方向存在角度，所以排除了R 刀具進(jìn)行切削方法。如果用R 刀在 X 軸方向切削時(shí)，結(jié)果并非角度而是圓弧。查看附圖 A，發(fā)現(xiàn)在 G17（X、Y 平面 )平面內(nèi)葉冠凸出的一側(cè)在2 個(gè)加工面的拐角為 5*45 °倒角，在葉冠缺口的一側(cè)為 R5 ，因此決定了在進(jìn)行精加工時(shí)刀具大小為10 乃至更小，為了縮減編程所帶來(lái)的工作量在這

6、里采用10 的刀具。通過(guò)以上條件，說(shuō)明我們采用數(shù)控機(jī)床分量逼近切削方式的合理性和可行性及唯一性。因此在要將其加工出來(lái)， 刀具的走到軌跡必須在其加工面形成包絡(luò)曲線。此葉冠的加工難度在于加工圖示1 圓弧的同時(shí)要將圖示2 中的角度切削出來(lái)。即采用西門子 840D宏程序進(jìn)行分量逼近切削方式的走刀軌跡所形成的包絡(luò)曲線能夠?qū)⑵漭喞龅綔?zhǔn)確無(wú)誤的描述。圖 1 中，數(shù)控機(jī)床要將每次在X， Z 的進(jìn)刀分量做到自動(dòng)計(jì)算其表達(dá)式為：;.Z=5-5*SIN(R2)X=-5+5*COS(R2)（ CHR=5 ）圖 2 中，數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行圓弧切削時(shí)，當(dāng)在Y 軸運(yùn)行到拐點(diǎn)時(shí)在X 軸運(yùn)行方向?qū)嵌冗M(jìn)行切削時(shí) ,要讓數(shù)控機(jī)床能

7、自動(dòng)計(jì)算出Z 軸的每次分量進(jìn)給在Y 軸上所產(chǎn)生的分量結(jié)果所帶來(lái)Y 軸的尺寸變化。其表達(dá)式為：Y=80*TAN(20)-(TAN(20)*75+5*SIN(R2)*TAN(20)圖 2 中在進(jìn)行切削時(shí)所形成的初始鋸齒計(jì)算方法和切削至圓弧起始點(diǎn)位置之后所形成的鋸齒計(jì)算方法分別為： Y=TAN20 °*(R1) 、 Y=TAN20 °*（5*SIN （R2)）。所以應(yīng)當(dāng)注意控制尺寸 J（參看附圖 3 ）分量越小，刀具所留下的鋸齒越小，根據(jù)工藝要求應(yīng)選用較小的切削分量把 J 尺寸控制在中差。（以上表達(dá)式中數(shù)據(jù)為核電隔板高壓 9 級(jí)中采集，根據(jù)刀具的補(bǔ)償方向和坐標(biāo)軸的零點(diǎn)作為參考，不

8、作為唯一標(biāo)準(zhǔn)，其中R1 為 Z 軸初始變量， R2 為進(jìn)行 R 加工時(shí)的角度變量，具體尺寸配合附圖3 、查看附圖 4）實(shí)施過(guò)程：將隔板 A 基準(zhǔn)向上，即出氣側(cè)向上，中分面朝向主軸，平放在3 個(gè)等高墊鐵上。按照與葉片葉根直接相關(guān)的立車基準(zhǔn)找平，做到與鏜床 G18（ X、Z 平面）平面平行，允許誤差 0.05mm 。在找平過(guò)程中由于核電高壓9 級(jí)徑向尺寸比較大，主軸伸太長(zhǎng)搭頭多所帶來(lái)的找平假象，應(yīng)當(dāng)采用V 軸移動(dòng)（工作臺(tái)的前后移動(dòng)）代替Z 軸的移動(dòng)的辦法來(lái)消除。建立工件坐標(biāo)系，將Y 方向零點(diǎn)設(shè)置在理論的A 基準(zhǔn)，把 X 方向零點(diǎn)設(shè)置的理論隔板中心，目的是為了方便程序編制。;.加工葉冠先要將中分面加

9、工出來(lái)，首先要將中分面見(jiàn)光， 然后用百分表檢測(cè)中分面與立車基準(zhǔn)圓的尺寸來(lái)考量中分面的加工余量。將中分面加工好后，加工葉冠粗銑可以用20 直角合金銑刀，精銑采用 10 直角合金銑刀。 對(duì)葉冠進(jìn)行加工時(shí)由于尺寸位置不一致，走刀軌跡方向不一致， 針對(duì)凸出和凹進(jìn)的內(nèi)外環(huán)側(cè)處葉冠編制4 個(gè)加工程序。在編制程序時(shí)要分別使用數(shù)控系統(tǒng)坐標(biāo)平移指令（ TRANS) ，將 X、Y、Z、W 的坐標(biāo)平移到與葉冠直接相關(guān)的尺寸鏈上，目的方便編程和計(jì)算尺寸，通常將Z、 W 零點(diǎn)設(shè)置在理論中分面對(duì)外環(huán)處葉冠進(jìn)行加工。在加工內(nèi)環(huán)處葉冠注意平移尺寸a，Y 向零點(diǎn)在加工內(nèi)外環(huán)葉冠時(shí)分別平移到距基準(zhǔn) A 的 Yb 和 Ys 尺寸上

10、， X 零點(diǎn)根據(jù)位置不同分別平移Fe、Me 、Fi、 Mi 尺寸上。（具體尺寸參見(jiàn)附圖4） 程序的首次試切削應(yīng)單段執(zhí)行，當(dāng)完整的走完一次分量切削軌跡后可連續(xù)執(zhí)行，在加工快接近根部R 時(shí)應(yīng)當(dāng)單段執(zhí)行，檢查運(yùn)行位置及余程是否正確， 因?yàn)樵诖思磳⑦M(jìn)行圓弧和角度的綜合切削，目的是為防止因細(xì)小的疏忽導(dǎo)致質(zhì)量事故。經(jīng)過(guò)測(cè)量完全符合圖示要求，同時(shí)經(jīng)過(guò)上下半配合檢測(cè)完全達(dá)到配合要求。前面所提到的鋸齒問(wèn)題，采用較小的分量切削方式粗糙度能達(dá)到Ra3.2 以上，完全符合圖示要求。編譯此宏程序是充分利用三角形與角度的函數(shù)值關(guān)系。，此加工程序可實(shí)現(xiàn)小切深、 高轉(zhuǎn)速、大進(jìn)給且連續(xù)不斷的走刀方式，可大大提高產(chǎn)品的加工效率和工藝質(zhì)量，符合當(dāng)今最新機(jī)械加工理念。該方法創(chuàng)造性的采用西門子840D數(shù)控系統(tǒng)宏技術(shù)解決復(fù)雜幾何零件的加工方法。為我國(guó)核電機(jī)組的研發(fā)提供了加工技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)公司對(duì)核電隔板技術(shù)的研發(fā)目標(biāo)。具有較高的技術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。附圖 :;.附圖 A 中坐標(biāo)系為在工件在鏜床上建立的坐標(biāo)系，