阀门机械加工工艺

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1、第三章阀门机械加工工艺第一节金属切削刀具一、 车刀车刀的种类繁多， 按用途可分为： 外圆车刀、 端面车刀、 镇孔刀、 切断刀、 切槽刀、 螺纹车刀和成形车刀等 （见表 ! “ # “ $） 。按制造方法可分为： 整料车刀、 焊接车刀和机械夹固车刀。表 ! “ # “ $车刀的类型和用途名称简圆用途%?7)# * #)$)?。如图 ! “ # “ : 所示， 扩孔钻与麻花钻相似。但齿数较多， 一般有 # * 5 齿， 因而导向性好。扩孔余量较小， 所以扩孔钻无横刃， 改善了切削条件。且容屑槽较浅， 钻心较厚， 扩孔钻的强度和刚度较高， 可选择较大切削用量。扩孔钻的加工质量和生产率均比麻花钻高。国

2、家标准规定， 高速钢扩孔钻%8)! *%+(! 做成锥柄，%$+ *%(! 做成套式。在实际生产中， 许多工厂也使用硬质合金扩孔钻和可转位扩孔 钻。!“#最新阀门设计制造技术与产品质量检测标准规范全书图 ! “ # “ !麻花钻主切削刃角度的分布图 ! “ # “ $扩孔钻（二） 锪钻锪钻用于加工各种埋头螺钉沉孔、 锥孔和凸台面等。图 ! “ # “ % 9（ ( 99）!“#第八篇阀门最新制造工艺刀齿径向齿升量! !“#$“ #（$ % 电动机驱动， 经减速齿轮副传动升降丝杠旋转， 使固定在摇臂上的螺母连同摇臂一起沿立柱的圆柱表面作升降移动。)9主轴部件结构 摇臂钻床的主轴在加工时既作旋转主

3、运动又作轴向进给运动， 所以， 它的主轴部件结构不同于通用车床和铣床的主轴部件。如图 0 ( ) ( “2 所示， 主轴 ! 由深沟球轴承和推力轴承支承在主轴套筒 - 内， 而主轴套筒则安装在箱体的镶套中。主轴套筒 - 铣有齿条， 通过小齿轮 “ 带动主轴套筒连同主轴一起作轴向进给运动； 主轴 ! 的尾部有一段很长的花键， 主轴箱内的运动经花键使主轴获得旋转运动； 主轴箱内和主轴花键相配的齿轮通过轴承支承在主轴箱体上 （图 0 ( ) ()1） ， 因此， 既能使主轴卸荷， 又能让主轴作旋转运动和轴向运动。 钻床加工时， 主轴承受较大的轴向力， 但径向力并不大， 且对旋转精度要求不高， 因此，

4、 主轴的前支承采用两个深沟球轴承和一个推力轴承， 分别承受径向力和向上的轴向力； 主轴后端的推力球轴承主要承受空转时主轴的重量或某些加工方法中产生的向下的切削力。推力轴承的间隙可由后支承上面的螺母 ) 进行调整。主轴前端有“ 号莫氏锥孔， 用以安装和紧固刀具。在这部位还开有两个横向扁尾孔， 上面一个可与刀柄相配， 以传递扭矩， 并可用专用的卸刀扳手插入孔中旋转， 从而卸下刀具； 下面的一个用于在特殊加工方式下固定刀具， 如倒刮端面时， 需将楔块穿过扁尾孔将刀具锁紧， 以防止刀具在向下切削力作用下从主轴承孔中掉下。为了防止主轴因自重下落， 以及使操纵升降轻便， 在摇臂钻床内设有一圆柱弹簧凸轮平衡

5、机构 （见图 0 ( ) ( “2） 。该装置主要由弹簧 0、 链轮 .、 链条 *、 平板凸轮 1 及齿轮 !2、 “ 等组成。弹簧0 的弹力通过套 !、 链条 *、 凸轮 1、 齿轮 !2、 “ 作用在主轴套筒 - 上， 与主轴的重量相平衡。主轴!“#第八篇阀门最新制造工艺上下移动时， 改变弹簧 ! 的压缩量， 使弹簧力改变了力臂大小， 也改变了链条至凸轮 “ 的力臂， 从而使力矩保持不变。例如主轴上下移动时， 齿轮 #$ 及凸轮 “ 顺时针转动， 通过链条 % 使弹簧 !缩短， 从而加大了弹力， 但同时， 由于链条 % 与凸轮 “ 回转中心靠近而缩小了力臂， 从而使平衡力矩保持不变。平衡

6、力大小可通过螺钉 #& 调整弹簧压缩量来调节。图 ! ( )$*($)$ 型摇臂钻床主轴部件# 主轴； & 主轴套筒； ( 螺母； ) 小齿轮； % 链条； + 链轮；, 弹簧座； ! 弹簧； “ 凸轮； #$ 齿轮； # 套； #& 螺钉（二） -.+#“ 型卧式铣镗床卧式铣镗床的工艺范围十分广泛， 除镗孔外， 还可钻孔、 扩孔和铰孔； 可铣削平面、 成形面及 各种沟槽； 还可在平旋盘上安装车刀车削平面、 短圆柱面、 内外环形槽及内外螺纹等。因此， 工件安装在卧式铣镜床上， 往往可完成大部分， 甚至于全部加工工序。卧式铣镗床特别适合于加工形状复杂和位置要求严格的孔系， 因此常用来加工尺寸较大

7、、 形状复杂、 具有孔系的箱体、 机架、 床身等零件。-.+#“ 型卧式铣镗床的主参数为镗轴直径， 直径值为 “$/， 工作台工作面积为 #$/ 0“%$/， 主轴最大行程 +($/， 平旋盘径向刀架最大行程为 #+$/。#1主要组成部件及其运动-.+#“ 型卧式铣镗床由床身 #、 主轴箱 “、 工作台 %、 平旋盘 , 和前后立柱 !、 & 等组成 （见图 ! ( )#） 。主轴箱 “ 安装在前立柱垂直导轨上， 可沿导轨上下移动。主轴箱装有主轴部件、 平旋 盘、 主运动和进给运动的变速机构及操纵机械等。机床的主运动为主轴 + 或平旋盘 , 的旋转运!“#最新阀门设计制造技术与产品质量检测标准

8、规范全书动。根据加工要求， 镗轴可作轴向进给运动或平旋盘上径向刀具溜板在随平旋盘旋转的同时， 作径向进给运动。工作台由下滑座 !、 上滑座 “ 和上工作台 # 组成。工作台可沿床身导轨作纵向移动， 也可随上滑座沿下滑座顶部导轨作横向移动。工作台还可沿下滑座 “ 的环形导轨绕垂直轴线转位， 以便加工分布在不同面上的孔。后立柱 $ 的垂直导轨上有支承架用以支承较长的镗杆，以增加镗杆刚性。支承架可沿后立柱导轨上下移动， 以保持与镗轴同轴； 后立柱可根据镗杆长度作纵向位置的调整。图 % & ! & “()*+ 型卧式铣镗外形图 & 床身； $ & 后立柱； ! & 下滑座； “ & 上滑座； # &

9、工作以；* & 主轴； , & 平旋盘； % & 前立柱； + & 主轴箱由此可见， 卧式铣镗床可根据加工情况， 作以下工作运动： 镗轴和平旋盘的旋转主运动， 镗轴的轴向进给运动， 平旋盘刀具溜板的径向进给运动， 主轴箱的垂直进给运动， 工作台纵、 横向进给运动。机床还可以作以下辅助运动； 工作台纵、 横向及主轴箱垂直方向的调位移动， 工作台转位，后立柱的纵向及后支承架的垂直方向的调位移动。图 % & ! & “$ 所示为卧式铣镗床的典型加工工序。$-平旋金刀具溜板的径向进给 利用平旋盘车大端面及较大内外环形槽时， 需要刀具一面随平旋盘绕主轴轴线旋转， 一面随刀具溜板作径向进给。图 % & !

10、 & “! 所示为平旋盘刀具溜板径向进给原理。平旋盘由安装在其上的齿轮 !,$带动旋转， 其本身又可通过两条传动路线， 经合成机构合成后， 由合成机构输出轴左端齿轮 !$.传动空套在平旋盘上的大齿轮 !*“这两条传动路线分别为： 一条由齿轮 !,$经进给传动链， 最后由齿轮 !$传至合成机构输入轴及右中心轮 !$!； 另一条由齿轮!,$经合成机构壳体上的齿轮 !$.， 传至合成机构。大齿轮 !*“通过安装在平旋盘上的齿轮 !*、 圆锥齿轮副 */*、 齿轮副 */*、 丝杠及安装在刀具溜板上的半螺母与刀具溜板保持传动联系。如果大齿轮 !*“的转速及转向与齿轮 !,$相同， 即大齿轮 !*“。相

11、对于平旋盘不转动， !*小齿轮不自转， 此时刀具溜板就不作径向进给运动。如果大齿轮 !*“相对平旋盘转动， 并使 !*小齿轮作自转， 从而通过圆锥齿轮副 */* 及丝杠螺母副使刀具溜板作径向进给。图 % & ! & “! 中的合成机构是一行星轮系。设齿轮 !$.的转速为 “.， 右中心轮 !$!的转速为“0， 左中心轮 !%转速为 “1， 由行星轮系运动关系可知（“1& “.） / （“0& 2.） 3 （ & ）!4 （$! 4 % 4 $） / （% 4 $ 4 %） 3 & $!/%!“#第八篇阀门最新制造工艺图 ! “ # “ $%卧式铣镗床的典型加工工充（&） 用镗轴上的刀杆镗孔；（

12、） 用后支架支承长刀杯镗削两同轴孔；（(） 用平旋盘上的刀杆握大直径孔；（)） 用镗轴上的端面铣刀铣平面；（*） 用平旋盘刀具溜板上的车刀车内沟槽；（+） 用平旋盘刀具溜板上的车刀车端面若 !,- .， 则 !/0 !.- “# - $101!若 !,- .， 则 !/0 !.- “$ - “ %#01!当进给运动链断开， 即右中心轮不转时 （即 !,- .） ， 在平旋盘的转速为 !平时的大齿轮 % -12$ 的转速为!12$& !平（3%.(%.） “# （%.(12$）& ! （3%(%.）（$1(1!）（%.(12$）& !平而进给运动链接通时， 根据以上分析可以看出： 平旋盘齿轮 %

13、 - 3%， 合成机构壳体齿轮 4 -.5， 再经合成机构传动大齿轮 4 - 12$ 的这条传动链的作用是使大齿轮与平旋盘同步转动； 另一 条传动链， 即进给传动链才能使大齿轮与平旋盘产生转速差， 从而使刀具溜板得到径向进给。所以刀具溜板径向进给量， 可由进给传动链计算得到。计算刀具溜板径向进给量的运动平衡式为)溜板& 1 “(“+“$ （%.(12$）（12$(12）（12(12） 1%式中 )溜板 刀具溜板径向进给量， 660 7；“* 径向进给链中定比机构传动比；“) 径向进给链中变速机构传动比；“$ 合成机构传动比， “$ - “ %#0!。 对照机床传动系统图， 并经整理后可得)溜板

14、& #+!1“+第三节阀门机械加工的基准与切削用量一、 定位基准与定位基准的选择在加工中用作定位的基准称定位基准。!“#最新阀门设计制造技术与产品质量检测标准规范全书定位基准的选择：选择粗基准时应注意使加工表面对不加工表面具有一定的位置精度， 并使各加工表面具有合理的加工余量。粗基准只能用一次。在选择精基准时， 为了避免基准不重合误差， 应选择加工表面的设计基准作为定位基准 （基准重合原则） 。当零件上有几个相互位置精度要求较高的表面， 而这些表面又不能在一次安装中加工出来时， 为了保证其精度要求， 在加工过程的各次安装中应采用同一个定位基准 （基准统一原则） 。此外， 所选择的定位基准应便于

15、工件的装夹与加工， 并使夹具的结构简单。二、 粗基准工件在机械加工中第一道工序用未加工的毛坯表面做定位基准， 这种定位表面称为粗基准。粗基准的选择如下。!如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求， 应以不加工表面作为 粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面， 则应以其中与加工面的位置精度要求较高的表面作粗基准。“如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀， 应选择该表面作粗基准。#选作粗基准的表面， 应平整， 没有浇、 冒口或飞边等缺陷， 以便定位可靠。$粗基准一般只能使用一次， 特别是主要定位基准， 以免产生较大的位置误差三、 精基准用工件的已加工表面做定位基准称精基准。精基

16、准的选择如下。!用工序基准作为精基准， 实现 “基准重合” ， 以免产生基准不重合误差。“当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其他各表面时， 应尽可能在多数工序中采 用此组精基准定位， 实对 “基准统一” ， 以减少工装设计制造费用、 提高生产率、 避免基准转换误差。#当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时， 应选择加工表面本身作为精基准， 即 遵循 “自为基准” 原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。$为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度， 可遵循互为基准、 反复加工的原则。四、 在加工阀门零件时机床的选择原则在加工阀门零件时机床的选择原则如下。!机床的规格尺寸应与加工的阀门零件的轮廓尺寸相适应。小型零件选用小机床； 大型零 件选用大机床， 要避免 “大马拉小车” 的现象， 做到设备的合理使用。加工阀体、 阀盖等回转直径大