控制總閥閥體的夾具設計及數控程序設計

魏平，于連棟

(1.安徽機電職業技術學院，安徽蕪湖241000;2.合肥工業大學，安徽合肥230009)

閥體是閥門主要部分，用于連接管道和實現流體通路，并可安置閥內件，接觸各種介質并承受流體壓力，應符合使用壓力、溫度、沖蝕、腐蝕條件等各方面要求，并根據工程實踐、安裝要求決定閥體形狀、結構和連接。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，保障各種介質流通并承受流體壓力及適應工況要求，同時形狀、結構和連接要滿足用戶需求。正確選擇閥體型式、合理設計閥體流路、經濟使用閥體材料是生產和定制控制閥的基本要求，探討閥體的加工工藝及工裝設計以保證產品的合格率有至關重要的作用。

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

為了保證產品質量、提高勞動生產率、降低成本、減少消耗，需采用良好的工藝技術。(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 工藝規程設計

制定工藝路線時，除了選擇定位基準外，還應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備及工藝裝備等。制定工藝路線的出發點，應當是零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術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 專用夾具和數控程序設計

3.1 圓柱心軸夾具設計

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 軸的移動和轉動、Z 軸的移動和轉動。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 軸的移動和轉動、Z 軸的移動和轉動。

加工4-Rc3/8 的內螺紋，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 軸的轉動、Y 軸的移動、Z 軸轉動;還有一個防轉銷，限制Z 軸的轉動，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，現場如圖3所示。

圖2 夾具圖裝配圖

圖3 現場加工圖

3.3 數控程序設計

本產品的6 道工序中有4 道工序均在數控車床上完成，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)內孔程序設計

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 結束語

通過設計車床工裝來完成四面四孔的數控車削。由于傳統的閥體加工工序分散，技術水平相對落后，隨著現代制造業的發展，人員素質的提高，企業越來越要求工序集中，以降低物流和管理成本。通過設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，改變了傳統的工藝管理方式，有效地節約了成本及工時，為企業帶來了良好的經濟效益。

【1】李益民.機械制造工藝設計簡明手冊［M］.北京:機械工業出版社，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計指導［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.