控制总阀阀体的夹具设计及数控程序设计

魏平，于连栋

(1.安徽机电职业技术学院，安徽芜湖241000;2.合肥工业大学，安徽合肥230009)

阀体是阀门主要部分，用于连接管道和实现流体通路，并可安置阀内件，接触各种介质并承受流体压力，应符合使用压力、温度、冲蚀、腐蚀条件等各方面要求，并根据工程实践、安装要求决定阀体形状、结构和连接。阀体型式、材料是其两大要素。

阀体在过程控制中扮演重要角色，阀体直接与过程流路相接，保障各种介质流通并承受流体压力及适应工况要求，同时形状、结构和连接要满足用户需求。正确选择阀体型式、合理设计阀体流路、经济使用阀体材料是生产和定制控制阀的基本要求，探讨阀体的加工工艺及工装设计以保证产品的合格率有至关重要的作用。

1 零件的工艺分析

图1 为控制总阀阀体零件图。

图1 阀体的零件图

为了保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、减少消耗，需采用良好的工艺技术。(1)车外圆φ34.5 mm、孔φ20 mm 以及φ88 mm 的端面成形。这一组加工表面包括:车φ88 mm 的外圆平面，车削φ34.5 mm、深度为35 mm 的孔，在加工孔径为φ20 mm、深度为5 mm 的孔保时持表面粗糙度;(2)车削φ37 mm、φ38 mm 等尺寸成形。这一组加工表面包括:车削φ37 mm、深度为31.5 mm 的孔，车削φ38 mm、深度为31.5 mm 的孔以及φ3 mm 的止口等;(3)螺纹的加工，这一组加工表面包括:车2-M36、4-M16 螺纹。

加工过程中，影响精度的因素很多。每种加工方法在不同的切削条件下，所能达到的加工精度不同。细进给、高速度，能得到较高的加工精度及表面粗糙度。

2 工艺规程设计

制定工艺路线时，除了选择定位基准外，还应包括选择各加工表面的加工方法、安排加工工序的先后顺序、确定工序的集中及分散程度以及选择设备及工艺装备等。制定工艺路线的出发点，应当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的安排。尽量采用专用夹具，集中工序来提高生产率。该阀体零件的工序见表1。

表1 阀体零件的工序表

3 专用夹具和数控程序设计

3.1 圆柱心轴夹具设计

夹具通过主轴锥度与机床主轴连接，它通过莫氏锥柄直接安装在主轴锥孔中，并用拉杆拉紧。

3.2 圆盘式车床夹具

夹具通过过渡盘与机床主轴连接。零件是铸件，上端面比较平整，无毛刺，加工端面φ89 和孔φ60，以零件上端面为定位基准，限制5 个自由度，分别是X 轴的移动、Y 轴的移动和转动、Z 轴的移动和转动。加工φ70 等尺寸，再以下端面(即φ89 的上端面)为定位基准，限制5 个自由度，分别是X 轴的移动、Y 轴的移动和转动、Z 轴的移动和转动。

加工4-Rc3/8 的内螺纹，以工件的上端面和下端面为定位基准，限制3 个自由度，分别是X 轴的转动、Y 轴的移动、Z 轴转动;还有一个防转销，限制Z 轴的转动，总共限制4 个自由度。该工件为不完全定位，没有完全限制6 个自由度，但仍然能保证工件加工要求的定位。夹具图装配图如图2所示，现场如图3所示。

图2 夹具图装配图

图3 现场加工图

3.3 数控程序设计

本产品的6 道工序中有4 道工序均在数控车床上完成，可以在一次装夹中完成该4 道工序的加工。

(1)外轮廓程序设计

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)内孔程序设计

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 结束语

通过设计车床工装来完成四面四孔的数控车削。由于传统的阀体加工工序分散，技术水平相对落后，随着现代制造业的发展，人员素质的提高，企业越来越要求工序集中，以降低物流和管理成本。通过设计四工位的车床夹具，完成4 次分度加工，保证加工精度和效率，改变了传统的工艺管理方式，有效地节约了成本及工时，为企业带来了良好的经济效益。

【1】李益民.机械制造工艺设计简明手册［M］.北京:机械工业出版社，1994.

【2】李洪.机械加工工艺手册［M］.北京:北京出版社，1990.

【3】王绍俊.机械制造工艺设计手册［M］.北京:机械工艺出版社，1987.

【4】孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导［M］.北京:治金工艺出版社，2002.

【5】刘守勇.机械制造工艺与机床夹具［M］.2 版.北京:机械工艺出版社，2005.