控制總閥閥體的夾具設(shè)計及數(shù)控程序設(shè)計

魏平，于連棟

(1.安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽蕪湖241000;2.合肥工業(yè)大學(xué)，安徽合肥230009)

閥體是閥門主要部分，用于連接管道和實現(xiàn)流體通路，并可安置閥內(nèi)件，接觸各種介質(zhì)并承受流體壓力，應(yīng)符合使用壓力、溫度、沖蝕、腐蝕條件等各方面要求，并根據(jù)工程實踐、安裝要求決定閥體形狀、結(jié)構(gòu)和連接。閥體型式、材料是其兩大要素。

閥體在過程控制中扮演重要角色，閥體直接與過程流路相接，保障各種介質(zhì)流通并承受流體壓力及適應(yīng)工況要求，同時形狀、結(jié)構(gòu)和連接要滿足用戶需求。正確選擇閥體型式、合理設(shè)計閥體流路、經(jīng)濟使用閥體材料是生產(chǎn)和定制控制閥的基本要求，探討閥體的加工工藝及工裝設(shè)計以保證產(chǎn)品的合格率有至關(guān)重要的作用。

1 零件的工藝分析

圖1 為控制總閥閥體零件圖。

圖1 閥體的零件圖

為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低成本、減少消耗，需采用良好的工藝技術(shù)。(1)車外圓φ34.5 mm、孔φ20 mm 以及φ88 mm 的端面成形。這一組加工表面包括:車φ88 mm 的外圓平面，車削φ34.5 mm、深度為35 mm 的孔，在加工孔徑為φ20 mm、深度為5 mm 的孔保時持表面粗糙度;(2)車削φ37 mm、φ38 mm 等尺寸成形。這一組加工表面包括:車削φ37 mm、深度為31.5 mm 的孔，車削φ38 mm、深度為31.5 mm 的孔以及φ3 mm 的止口等;(3)螺紋的加工，這一組加工表面包括:車2-M36、4-M16 螺紋。

加工過程中，影響精度的因素很多。每種加工方法在不同的切削條件下，所能達到的加工精度不同。細進給、高速度，能得到較高的加工精度及表面粗糙度。

2 工藝規(guī)程設(shè)計

制定工藝路線時，除了選擇定位基準外，還應(yīng)包括選擇各加工表面的加工方法、安排加工工序的先后順序、確定工序的集中及分散程度以及選擇設(shè)備及工藝裝備等。制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的安排。盡量采用專用夾具，集中工序來提高生產(chǎn)率。該閥體零件的工序見表1。

表1 閥體零件的工序表

3 專用夾具和數(shù)控程序設(shè)計

3.1 圓柱心軸夾具設(shè)計

夾具通過主軸錐度與機床主軸連接，它通過莫氏錐柄直接安裝在主軸錐孔中，并用拉桿拉緊。

3.2 圓盤式車床夾具

夾具通過過渡盤與機床主軸連接。零件是鑄件，上端面比較平整，無毛刺，加工端面φ89 和孔φ60，以零件上端面為定位基準，限制5 個自由度，分別是X 軸的移動、Y 軸的移動和轉(zhuǎn)動、Z 軸的移動和轉(zhuǎn)動。加工φ70 等尺寸，再以下端面(即φ89 的上端面)為定位基準，限制5 個自由度，分別是X 軸的移動、Y 軸的移動和轉(zhuǎn)動、Z 軸的移動和轉(zhuǎn)動。

加工4-Rc3/8 的內(nèi)螺紋，以工件的上端面和下端面為定位基準，限制3 個自由度，分別是X 軸的轉(zhuǎn)動、Y 軸的移動、Z 軸轉(zhuǎn)動;還有一個防轉(zhuǎn)銷，限制Z 軸的轉(zhuǎn)動，總共限制4 個自由度。該工件為不完全定位，沒有完全限制6 個自由度，但仍然能保證工件加工要求的定位。夾具圖裝配圖如圖2所示，現(xiàn)場如圖3所示。

圖2 夾具圖裝配圖

圖3 現(xiàn)場加工圖

3.3 數(shù)控程序設(shè)計

本產(chǎn)品的6 道工序中有4 道工序均在數(shù)控車床上完成，可以在一次裝夾中完成該4 道工序的加工。

(1)外輪廓程序設(shè)計

O0101;

G00G97G99S400M03T0101F0.2;

X32.0Z2.0;

G71U2.0R0.3;

G71P10Q20U0.3W0.03;

N10G00X12.0;

G01Z0;

X24.0;

X26.0Z－1.0;

X30.0Z－25.0;

N20X32.0;

G00X60.0Z50.0;

M00;

X32.0Z2.0S600M03;

G70P10Q20;

G00X60.0Z50.0M05;

M30;

(2)內(nèi)孔程序設(shè)計

O0201;

G00G97G99S400M03T0303F0.1;

X10.0Z2.0;

G71U1.0R0.3;

G71P30Q40U0.2W0.03;

N10G00X16.0;

G01Z0;

X13.0Z－1.5;

Z－22.0;

X12.0Z－23.0;

Z－28;

N20X10.0;

Z2.0

G00X60.0Z50.0;

M00;

X10.0Z2.0S500M03;

G70P30Q40;

Z2.0

G00X60.0Z50.0M05;

M30;

4 結(jié)束語

通過設(shè)計車床工裝來完成四面四孔的數(shù)控車削。由于傳統(tǒng)的閥體加工工序分散，技術(shù)水平相對落后，隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，人員素質(zhì)的提高，企業(yè)越來越要求工序集中，以降低物流和管理成本。通過設(shè)計四工位的車床夾具，完成4 次分度加工，保證加工精度和效率，改變了傳統(tǒng)的工藝管理方式，有效地節(jié)約了成本及工時，為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟效益。

【1】李益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，1994.

【2】李洪.機械加工工藝手冊［M］.北京:北京出版社，1990.

【3】王紹俊.機械制造工藝設(shè)計手冊［M］.北京:機械工藝出版社，1987.

【4】孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)［M］.北京:治金工藝出版社，2002.

【5】劉守勇.機械制造工藝與機床夾具［M］.2 版.北京:機械工藝出版社，2005.