球阀阀体铣镗的加工工艺分析
【】随着我国加工技术和计算机技术的飞速发展，球阀产品需求量也大大提升，应其构造简单，操作简便，使得在使用过程中节省了大量的人力物力，也节约了时间。由于机床工业的发展，阀体的生产更加快速便捷，且尺寸和表面粗糙度也能达到要求。计算机辅助设计与制造也为球阀的生产锦上添花。在加工过程中有可能出现的问题，在有了CAD辅助设计的帮助下，能够被尽可能避免，也就意味着在计算机CAD软件上的所见已经能转换为机床上的所得了。
目录
引言 1
一、研究目的及意义 2
（一）球阀阀体的研究现状 2
（二）CAD技术的发展 4
（三）主要研究内容 4
二、球阀车削工艺的编制 5
（一）CAD建模 5
（二）毛坯材料选择 6
（三）机床选择 7
（四）刀具选择 8
（五）工序编制 8
（六）车削程序 10
三、球阀铣削加工工艺的编制 11
（一）加工机床选择 11
（二）刀路与工序 11
（三）刀具选择 13
（四）加工程序 14
（五）零件的使用 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
90年代前，球阀产品大量运用于一般工业管道、输送油液、核工程等方面，但是随着我国科学技术的发展，制造、检验、电子运算技术的极大提升，球阀产品的需求量大大提高，应用也越来越广泛。按球体的支撑方式分类：浮动球球阀和固定球球阀。按球体安装方式分类：为顶装式、侧装式、斜装式等。按球体结构分类：整体球球阀、直通式球阀、直角式球阀、L型球阀、Y型球阀等。按球阀的用途分类：真空球阀、低温与超低温球阀、保温球阀、高温球阀等。球阀顾名思义是用球体作为控制流体流动速度快慢的启闭件，球阀与旋塞阀原理一致，都是通过阀体中心的旋转体进行控制。球阀的好处在于只需要用双手就能很轻易的转动，且转动行程只有短短的四分之一圆周，就能达到阀芯的有效面积从零到整圆的平滑的过渡，并且所需的扭力很小，节省了人力成本。本阀体生产于苏州纽威股份有限公司，使用加工中心对阀体圆柱面进行铣镗钻孔，本论文主要研究铣镗与钻孔的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
工艺参数，使加工零件的效率与质量有所提升。
一、研究目的及意义
（一）球阀阀体的研究现状
在19世纪80年代，美国开始设计球阀，但当时密封材料的缺乏限制了球阀产品的开发。直到本世纪50年代，聚四氟乙烯等弹性密封材料的出现和机床工业的发展，使得球阀产品的开发出现了转机，发展迅速。同时，由于机床工业的发展，钢球加工技术得到了改进，球的尺寸精度和表面粗糙度能达到更高的要求。
近年来，塑料球阀发展迅速。其特点是：耐腐蚀、轻量、低成本。在水道、化学管道等领域的应用越来越广泛。德国的一家阀门公司生产了一种6径的塑料球阀。美国制造的阀门是用氟化塑料球阀制成的。它具有强度高、耐温、耐腐蚀的优点。
球阀目前大部分工况使用软密封材料，根据温度不同选择不同的温度材料，一般情况下，工作温度在70℃～260℃范围内选用聚四氟乙烯，在195℃～120℃范围内选用聚三氟氯乙烯，在85℃～205℃范围内选用聚全氟乙丙烯，在240℃～260℃范围内选用聚酰亚胺，超过 260℃以上选用金属硬密封阀座[24]。
球阀由球形的阀芯控制流体进出量，并借由两个端法兰安装在运输流体的管道上（见图1.1）。
(a) 结构示意图 (b) 阀体照片
图1.1带有球体和扭转阀座的球阀
90年代以前，市面上大量采用普通球阀，其特点在于加工简便，成本低。但在长时间使用后会出现一个很严重的问题（如图1.2所示），如果没有4弹簧起作用的话，1球体与3密封座过盈配合在较长时间的摩擦过后极容易划伤，影响球阀的使用质量。为了改善这一情况，在密封座上安装一个弹簧（如图1.3所示），这样球体在与密封座摩擦时就不会受到过大的挤压，大大缓和了划伤带来的损失。此外，普通球阀在油压较大时能正常工作，然而在油压减少时，球体无法紧密地贴合密封座，导致渗漏。反观安装了弹簧的球阀，在高油压的情况下和普通球阀一样正常工作，可是更加优秀的是它在低油压的情况下借由弹簧力，仍然能使得球体和密封阀座紧密贴合，因此弹性密封阀座球阀不管介质压力高低，还是大幅度波动都能确保密封。
图1.2 DN6~50mm 弹性密封阀座球阀
图1.3DN≥65mm 弹性密封阀座球阀
为了不让碳钢或者不锈钢阀体与强腐蚀性介质直接接触，可以选用聚四氟乙烯这种耐腐蚀材料来做密封座和填料，如此做当强腐蚀性的流体流入阀体时，接触它的只会是聚四氟乙烯，有效地保护了容易化学反应的阀体。
随着我国制造技术的飞速发展，陶瓷材料也广泛地运用于球阀的生产。陶瓷材料和聚四氟乙烯一样拥有良好的耐腐蚀性，用陶瓷制成的衬套安装在阀体内腔中，再配上用聚四氟乙烯做成的密封圈（见表1.1陶瓷球阀主要零件材料），同样碳钢和不锈钢基体与强腐蚀性介质的接触[1]。
在工厂的生产过程中，球阀阀体的加工虽然正常地在加工，但是每个工人每天能加工出来的成品并不多，这是由于加工过程中切削参数不合适导致的，当切削参数过低时，必定会影响到阀体加工的效率，制作零件缓慢；当切削参数过高时，零件的表面粗糙度会很难达到要求，最终损坏刀具和工件，同样也会影响加工效率。由此可见，寻找到合适的切削参数是产品加工过程中非常重要的方面。
表1.1陶瓷球阀主要零件材料
型号
阀体
球体
阀杆
阀座
衬套
密封圈
Q41W 10Tc
WCB+陶瓷
陶瓷
陶瓷
陶瓷
陶瓷
聚四氟乙烯
Q41W 10Tp
304 +陶瓷
陶瓷
陶瓷
陶瓷
陶瓷
聚四氟乙烯
（二）CAD技术的发展
随着计算机硬件和软件的高速发展，计算机辅助设计(computer Aided Designing CAD)的应用变得逐渐普遍,越来越受到设计人员的关注。CAO技术的发展经历了以下四个时期:二维绘图技术、曲面造型技术、实体造型技术、基于约束的实体造型技术。其主要发展趋势如下[710]:
目录
引言 1
一、研究目的及意义 2
（一）球阀阀体的研究现状 2
（二）CAD技术的发展 4
（三）主要研究内容 4
二、球阀车削工艺的编制 5
（一）CAD建模 5
（二）毛坯材料选择 6
（三）机床选择 7
（四）刀具选择 8
（五）工序编制 8
（六）车削程序 10
三、球阀铣削加工工艺的编制 11
（一）加工机床选择 11
（二）刀路与工序 11
（三）刀具选择 13
（四）加工程序 14
（五）零件的使用 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
90年代前，球阀产品大量运用于一般工业管道、输送油液、核工程等方面，但是随着我国科学技术的发展，制造、检验、电子运算技术的极大提升，球阀产品的需求量大大提高，应用也越来越广泛。按球体的支撑方式分类：浮动球球阀和固定球球阀。按球体安装方式分类：为顶装式、侧装式、斜装式等。按球体结构分类：整体球球阀、直通式球阀、直角式球阀、L型球阀、Y型球阀等。按球阀的用途分类：真空球阀、低温与超低温球阀、保温球阀、高温球阀等。球阀顾名思义是用球体作为控制流体流动速度快慢的启闭件，球阀与旋塞阀原理一致，都是通过阀体中心的旋转体进行控制。球阀的好处在于只需要用双手就能很轻易的转动，且转动行程只有短短的四分之一圆周，就能达到阀芯的有效面积从零到整圆的平滑的过渡，并且所需的扭力很小，节省了人力成本。本阀体生产于苏州纽威股份有限公司，使用加工中心对阀体圆柱面进行铣镗钻孔，本论文主要研究铣镗与钻孔的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
工艺参数，使加工零件的效率与质量有所提升。
一、研究目的及意义
（一）球阀阀体的研究现状
在19世纪80年代，美国开始设计球阀，但当时密封材料的缺乏限制了球阀产品的开发。直到本世纪50年代，聚四氟乙烯等弹性密封材料的出现和机床工业的发展，使得球阀产品的开发出现了转机，发展迅速。同时，由于机床工业的发展，钢球加工技术得到了改进，球的尺寸精度和表面粗糙度能达到更高的要求。
近年来，塑料球阀发展迅速。其特点是：耐腐蚀、轻量、低成本。在水道、化学管道等领域的应用越来越广泛。德国的一家阀门公司生产了一种6径的塑料球阀。美国制造的阀门是用氟化塑料球阀制成的。它具有强度高、耐温、耐腐蚀的优点。
球阀目前大部分工况使用软密封材料，根据温度不同选择不同的温度材料，一般情况下，工作温度在70℃～260℃范围内选用聚四氟乙烯，在195℃～120℃范围内选用聚三氟氯乙烯，在85℃～205℃范围内选用聚全氟乙丙烯，在240℃～260℃范围内选用聚酰亚胺，超过 260℃以上选用金属硬密封阀座[24]。
球阀由球形的阀芯控制流体进出量，并借由两个端法兰安装在运输流体的管道上（见图1.1）。
(a) 结构示意图 (b) 阀体照片
图1.1带有球体和扭转阀座的球阀
90年代以前，市面上大量采用普通球阀，其特点在于加工简便，成本低。但在长时间使用后会出现一个很严重的问题（如图1.2所示），如果没有4弹簧起作用的话，1球体与3密封座过盈配合在较长时间的摩擦过后极容易划伤，影响球阀的使用质量。为了改善这一情况，在密封座上安装一个弹簧（如图1.3所示），这样球体在与密封座摩擦时就不会受到过大的挤压，大大缓和了划伤带来的损失。此外，普通球阀在油压较大时能正常工作，然而在油压减少时，球体无法紧密地贴合密封座，导致渗漏。反观安装了弹簧的球阀，在高油压的情况下和普通球阀一样正常工作，可是更加优秀的是它在低油压的情况下借由弹簧力，仍然能使得球体和密封阀座紧密贴合，因此弹性密封阀座球阀不管介质压力高低，还是大幅度波动都能确保密封。
图1.2 DN6~50mm 弹性密封阀座球阀
图1.3DN≥65mm 弹性密封阀座球阀
为了不让碳钢或者不锈钢阀体与强腐蚀性介质直接接触，可以选用聚四氟乙烯这种耐腐蚀材料来做密封座和填料，如此做当强腐蚀性的流体流入阀体时，接触它的只会是聚四氟乙烯，有效地保护了容易化学反应的阀体。
随着我国制造技术的飞速发展，陶瓷材料也广泛地运用于球阀的生产。陶瓷材料和聚四氟乙烯一样拥有良好的耐腐蚀性，用陶瓷制成的衬套安装在阀体内腔中，再配上用聚四氟乙烯做成的密封圈（见表1.1陶瓷球阀主要零件材料），同样碳钢和不锈钢基体与强腐蚀性介质的接触[1]。
在工厂的生产过程中，球阀阀体的加工虽然正常地在加工，但是每个工人每天能加工出来的成品并不多，这是由于加工过程中切削参数不合适导致的，当切削参数过低时，必定会影响到阀体加工的效率，制作零件缓慢；当切削参数过高时，零件的表面粗糙度会很难达到要求，最终损坏刀具和工件，同样也会影响加工效率。由此可见，寻找到合适的切削参数是产品加工过程中非常重要的方面。
表1.1陶瓷球阀主要零件材料
型号
阀体
球体
阀杆
阀座
衬套
密封圈
Q41W 10Tc
WCB+陶瓷
陶瓷
陶瓷
陶瓷
陶瓷
聚四氟乙烯
Q41W 10Tp
304 +陶瓷
陶瓷
陶瓷
陶瓷
陶瓷
聚四氟乙烯
（二）CAD技术的发展
随着计算机硬件和软件的高速发展，计算机辅助设计(computer Aided Designing CAD)的应用变得逐渐普遍,越来越受到设计人员的关注。CAO技术的发展经历了以下四个时期:二维绘图技术、曲面造型技术、实体造型技术、基于约束的实体造型技术。其主要发展趋势如下[710]:
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