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球閥設(shè)計(jì)殼體加工方案

發(fā)布時間:2012-07-26  點(diǎn)擊次數(shù):611  新聞來源:http://m.1024c.net/ProList/T16
 

 在實(shí)際生產(chǎn)中,球閥殼體零件的內(nèi)球面由于位置特殊,加工難度較大,尤其對于加工精度要求較高的零件,為了保證加工質(zhì)量,就必須制定合理的加工工藝,并設(shè)計(jì)專用夾具和刀具。本文以球閥殼體的加工為例,介紹一種簡單、實(shí)用的內(nèi)球表面車削加工方法及其刀具設(shè)計(jì)。

 球閥殼體內(nèi)表面加工方案

殼體零件的內(nèi)表面加工可以采取車削、銑削、磨削等多種方法。為了加工圖 1 所示的球閥殼體,此前曾采用成形銑刀分別對球體的兩個內(nèi)表面進(jìn)行銑削加工,但加工精度未能達(dá)到要求。因此,該零件的加工被列為校內(nèi)科研課題進(jìn)行攻關(guān)。

通過分析,加工該零件內(nèi)表面最理想的方法是采用車削加工。由于用普通車床手動車削很難保證球面的尺寸精度和表面質(zhì)量,造成與其它零件配合時,難以實(shí)現(xiàn)良好的面接觸,因此必須采用數(shù)控車削,以保證加工精度。

由于該閥體的內(nèi)表面近似于一個封閉球體,加工時刀具進(jìn)出很不方便。如采用普通鑊刀加工,由于刀桿懸伸長度超過了 75mm,因此很難保證其剛性。因此,合理設(shè)計(jì)刀具是實(shí)現(xiàn)加工的關(guān)鍵步驟。

刀具的設(shè)計(jì)

為了便于刀具進(jìn)出工件內(nèi)腔,刀頭的尺寸不宜過大。為此,設(shè)計(jì)了一個活動刀頭。這種刀頭不僅要解決刀具進(jìn)出工件的問題,而且在頻繁的裝拆過程中,必須確保刀具的位置精度。車刀的裝配見圖 2。刀桿材料選用 45 鋼(熱處理至 HRC40-45)。車刀采用中心鉆改制而成。刀頭的槽孔和刀桿的槽均采用數(shù)控線切割加工而成,采用過渡配合,并用螺釘在一端固定,以保證刀具在 X 方向竄動最小。

加工所用車床的數(shù)控系統(tǒng)為 Fanuc OI-Mate,具有刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能,因此可用刀具半徑補(bǔ)償指令(G41,C42)進(jìn)行刀尖圓角半徑補(bǔ)償。按照刀具路徑前進(jìn)方向,刀具位于工件右側(cè),因此應(yīng)采用 G42 刀補(bǔ)指令。刀具補(bǔ)償與假想刀尖相對于刀尖圓角中心的方位有關(guān)(共有 8 種方位),確定相關(guān)參數(shù)后,先用試切法確定車刀在 X 軸和 Z 軸的位置,并輸人補(bǔ)償值,然后輸人刀尖圓弧半徑 R 和假想刀尖方位代碼 T

只要按照定好的位置將刀具置位,即可進(jìn)行加工。切削完畢后,通過直徑 φ28 的孔拆下刀頭,沿 Z 軸移走刀桿(X 方向不動),然后拆下工件,裝上新零件后,再將刀桿置位,裝上刀頭,即可繼續(xù)加工。

檢測結(jié)果表明,用該方法加工出的球閥殼體零件的尺寸精度和表面質(zhì)量完全合格。

球閥殼體的大批量加工而設(shè)計(jì)的活動刀頭既保證了加工精度(同心度),又便于裝拆(裝拆時間僅需 20 多秒),而通過對刀尖圓弧半徑的誤差補(bǔ)償,有效保證了圓弧面半徑尺寸的加土精度。這種加工方法適合大多數(shù)有拆卸孔的球閥殼體內(nèi)表面加工。

 

檢測結(jié)果表明,用該方法加工出的球閥殼體零件的尺寸精度和表面質(zhì)量完全合格。

為球閥殼體的大批量加工而設(shè)計(jì)的活動刀頭既保證了加工精度(同心度),又便于裝拆(裝拆時間僅需 20 多秒),而通過對刀尖圓弧半徑的誤差補(bǔ)償,有效保證了圓弧面半徑尺寸的加土精度。這種加工方法適合大多數(shù)有拆卸孔的球閥殼體內(nèi)表面加工。

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