球閥殼體加工方案

   時間:2014-03-11 14:33:52
球閥殼體加工方案簡介
    1 球閥殼體內表面加工方案殼體零件的內表面加工可以採取車削、銑削、磨削等多種方法。為了加工圖 1 所示的球閥殼體,此前曾採用成形銑刀分別對球體的兩個內表……
球閥殼體加工方案正文
  

1 球閥殼體內表面加工方案

殼體零件的內表面加工可以採取車削、銑削、磨削等多種方法。為了加工圖 1 所示的球閥殼體,此前曾採用成形銑刀分別對球體的兩個內表面進行銑削加工,但加工精度未能達到要求。因此,該零件的加工被列為校內科研課題進行攻關。

通過分析,加工該零件內表面最理想的方法是採用車削加工。由於用普通車床手動車削很難保證球面的尺寸精度和表面質量,造成與其它零件配合時,難以實現良好的面接觸,因此必須採用數控車削,以保證加工精度。

由於該閥體的內表面近似於一個封閉球體,加工時刀具進出很不方便。如採用普通鑊刀加工,由於刀桿懸伸長度超過了 75mm,因此很難保證其剛性。因此,合理設計刀具是實現加工的關鍵步驟。

2 刀具的設計

為了便於刀具進出工件內腔,刀頭的尺寸不宜過大。為此,設計了一個活動刀頭。這種刀頭不僅要解決刀具進出工件的問題,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)。車刀採用中心鑽改制而成。刀頭的槽孔和刀桿的槽均採用數控線切割加工而成,採用過渡配合,並用螺釘在一端固定,以保證刀具在 X 方向竄動最小。

加工所用車床的數控系統為 Fanuc OI-Mate,具有刀尖圓弧半徑補償功能,因此可用刀具半徑補償指令(G41,C42)進行刀尖圓角半徑補償。按照刀具路徑前進方向,刀具位於工件右側,因此應採用 G42 刀補指令。刀具補償與假想刀尖相對於刀尖圓角中心的方位有關(共有 8 種方位),確定相關參數后,先用試切法確定車刀在 X 軸和 Z 軸的位置,並輸人補償值,然後輸人刀尖圓弧半徑 R 和假想刀尖方位代碼 T

數控加工程序如下

《表 1》 刀具補償表

刀補號

X

Z

R

T

01

120

90

0.21

3

數控加工程序如下:

N60 G42 G01 Z35

N70 G03 X0 Z0 R37 F0.05

N80 G40 G00 Z37

……

只要按照定好的位置將刀具置位,即可進行加工。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),然後拆下工件,裝上新零件后,再將刀桿置位,裝上刀頭,即可繼續加工。

檢測結果表明,用該方法加工出的球閥殼體零件的尺寸精度和表面質量完全合格。

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