CN111442125A - 一种球阀阀盖及其数控加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多孔盘状零件技术领域，尤其是涉及一种球阀阀盖及其数控加工方法，该球阀阀盖呈“凸”字形回转体状，由外径一大一小且同轴设置的第一圆盘部和第二圆盘部组成，第一圆盘部和第二圆盘部内设有相互贯通的流体通道，第一圆盘部的端面上设有多个用于固定的螺栓孔，且第一圆盘部的侧面设有与流体通道贯通的取样通道，用于连接取样阀门。与现有技术相比，本发明能够方便对传输介质进行取样，加工方法利用软件模拟优化刀路，实现了对球阀阀盖这种形状复杂、精度要求高的零件的高效加工。

Description

一种球阀阀盖及其数控加工方法

技术领域

本发明涉及多孔盘状零件技术领域，尤其是涉及一种球阀阀盖及其数控加工方法。

背景技术

在生产过程中，要对输送介质进行抽检。通常是额外添加专门的抽样管路在介质源处对输送介质进行抽样，这样不仅结构复杂，而且由于取样位置的关系，不能很好地反映出输送液体的质量。球阀是一种启闭件(球体)由阀杆带动，并绕球阀轴线作旋转运动的阀门。球阀的阀盖是装有阀杆密封件的阀零件，用于连接或是支撑执行机构。阀盖是与阀体通常采用分体式结构，在直通是球阀中，阀盖通常连接于阀体一侧，并作为流体通道，现有技术中仅将球阀作为普通阀门，控制输送通道的开合，并没有充分利用其结构特点。

另外，传统球阀零件加工方法多以试切加工为主，存在加工难度大、加工耗时长，严重制约零件整体的加工效率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够方便对传输介质进行取样的球阀阀盖及其数控加工方法，加工方法利用软件模拟优化刀路，实现了对球阀阀盖这种形状复杂、精度要求高的零件的高效加工。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种球阀阀盖，呈“凸”字形回转体状，由外径一大一小且同轴设置的第一圆盘部和第二圆盘部组成，第一圆盘部和第二圆盘部内设有相互贯通的流体通道，第一圆盘部的端面上设有多个用于固定的螺栓孔，且第一圆盘部的侧面设有与流体通道贯通的取样通道，用于连接取样阀门。

优选地，所述的取样通道包括开设于第一圆盘部侧面的取样阀门螺纹孔和连接于取样阀门螺纹孔和流体通道的取样细管。

优选地，所述的取样阀门螺纹孔用于连接取样阀门。

优选地，所述的流体通道在取样通道附近孔径大小交替变化。

优选地，流体通道的孔径交替变化通过在流体通道内形成内环槽实现。

优选地，取样通道连接在流体通道的内环槽处。

优选地，取样通道的取样细管的管径小于内环槽的宽度。

优选地，所述的第二圆盘部的端部外缘设有倒角，且第二圆盘部外侧面设有外环槽。

一种球阀阀盖数控加工方法，包括以下步骤：

S1：使用UG软件建立工件的三维模型和二维工程图，确定走刀路径；

S2：对工件进行尺寸公差标注，形位公差标注、粗糙度标注和技术要求标注；

S3：完成数控仿真加工模拟，模拟出实际加工状态；

S4：车出第二圆盘部外形；

S5：工件换面加工，车出第一圆盘部的外形，加工工件内孔；

S6：完成工件侧面孔的加工；

S7：完成第一圆盘部孔的加工，从而完成整个工件的加工；

优选地，车加工过程中，采用先粗车后精车的方法。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明利用球阀阀盖作为流体通道的特殊结构，在阀盖合适位置开设取样通道，连接取样阀门，实现对输送介质的取样，而且保证了输送介质与取样样品一致性，而且无需对输送管道进行钻孔等操作。另外，本发明将流体通道在取样通道附近孔径大小交替变化，介质流经此处发生紊乱，混合更加均匀，避免了层流对取样的影响，取样更加合理。

(2)本发明通过UG软件，快速生成刀路轨迹，高效的设计出球阀零件的工艺方案，显著提升了零件从设计到数控加工完成的效率。提高了加工效率，满足了零件的设计要求。

附图说明

图1为本发明的球阀阀盖的示意图。

图2为本发明的球阀阀盖的剖视示意图。

图中，1为第一圆盘部，11为螺栓孔，12为取样通道，121为取样阀门螺纹孔，122为取样细管，2为第二圆盘部，21为倒角，22为外环槽，3为流体通道，31为内环槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种球阀阀盖，如图1～2所示，呈“凸”字形回转体状，由外径一大一小且同轴设置的第一圆盘部1和第二圆盘部2组成，第一圆盘部1和第二圆盘部2内设有相互贯通的流体通道3，第一圆盘部1的端面上设有多个用于固定的螺栓孔11，且第一圆盘部11的侧面设有与流体通道3贯通的取样通道12，用于连接取样阀门。利用球阀阀盖作为流体通道的特殊结构，在阀盖合适位置开设取样通道，连接取样阀门，实现对输送介质的取样，而且保证了输送介质与取样样品一致性，而且无需对输送管道进行钻孔等操作。

本实施例的球阀阀盖的第一圆盘部1上的螺栓孔11用于与螺栓配合，固定在球阀的阀体上，实现与球阀的连接，第二圆盘部2用于与输送介质管路连接。第一圆盘部1和阀体的连接以及第二圆盘部2与输送介质管路的连接均可以采用常规的方式。第一圆盘部1的端面还可以根据阀体形状及密封要求设置一些密封结构(例如台阶式密封结构)，本申请不涉及这部分，因此不再赘述也并未在图中表示出来。

本实施例中的取样通道12包括开设于第一圆盘部1侧面的取样阀门螺纹孔121和连接于取样阀门螺纹孔121和流体通道3的取样细管122。取样通道12通过取样阀门螺纹孔121与取样阀门连接，取样阀门拧在取样阀门螺纹孔121上，取样阀门的类型可以根据需要选择。

本实施例中，流体通道3在取样通道12附近孔径大小交替变化。更具体地，流体通道3的孔径交替变化通过在流体通道3内形成内环槽31实现。取样通道12连接在流体通道3的内环槽31处。并且取样通道12的取样细管122的管径小于内环槽31的宽度。流体通道在取样通道附近孔径大小交替变化，介质流经此处发生紊乱，混合更加均匀，避免了层流对取样的影响，取样更加合理。

第二圆盘部2的端部外缘设有倒角21，且第二圆盘部2外侧面设有外环槽22。方便与管路的连接。也可以根据实际需要进行调整或选用其他方式。

实施例2

一种球阀阀盖数控加工方法，加工实施例1的球阀阀盖，包括以下步骤：

S1：使用UG软件建立工件的三维模型和二维工程图，确定走刀路径；

S2：对工件进行尺寸公差标注，形位公差标注、粗糙度标注和技术要求标注；

S3：完成数控仿真加工模拟，模拟出实际加工状态；

S4：车出第二圆盘部外形；

S5：工件换面加工，车出第一圆盘部的外形，加工工件内孔；

S6：完成工件侧面孔的加工；

S7：完成第一圆盘部孔的加工，从而完成整个工件的加工；

更具体地，上述过程中：

(1)使用UG软件建立工件的三维模型以及工件的二维工程图，根据二维工程确定工件走刀路径，完成数控仿真加工模拟，模拟出实际加工状态。这个过程可以借助于软件实现。

(2)为了防止由于加工震动所带来的加工误差与刀具损耗，保护刀具，将粗加工每层最大切削深度改为0.5mm，精加工最大0.1mm。

(3)使用车削的加工方法进行加工，使用外圆循环的方式以及内孔循环方式，改变每次车削的最大切削深度，使刀具在进刀时更加平稳，加工表面更加光滑

(4)使用切槽刀对工件槽进行加工，改变切削深度及进到速度，提高工件尺寸精准度。

(5)使用定心钻指定出待加工孔位置。

(6)使用钻孔的方法加工工件不同位置、不同直径的孔，再使用孔铣对孔进行加工，提升孔的精度，对钻孔加工剩余余量进行清除。

(7)使用丝锥对带有螺纹的孔进行加工。

(8)本发明将粗加工没刀深度改为0.5mm，精加工改为0.1mm，转速保持在1200-1500rpm。

下面为一个特定尺寸的工件的加工过程：

(1)通过ug软件画出球阀工件的三维建模，再根据三维建模生成工件二维工程图，之后确定走刀路径。

(2)正确确定球阀工件的尺寸公差，形位公差、粗糙度和技术要求。

(3)钻Φ35的中心孔。

(4)车端面、车外圆Φ60-0.04-0.1*26.5长，Φ62-0.1-0.2*2长，Φ68-0.1-0.2*2.5长，外圆倒角1x45°。

(5)外圆切槽Φ54.2+0.1 0槽宽4.5。

(6)车削内圆Φ55，Φ44+0.035 0*22.5+0.2+0.1长，Φ40+0.1 0*17.5长。

(8)精车外圆Φ60-0.04-0.1*26.5长，Φ62-0.1-0.2*2长，Φ68-0.1-0.2*2.5长，外圆倒1x45°。

(9)精车削内圆Φ55，Φ44+0.035 0*22.5+0.2+0.1长，Φ40+0.1 0*17.5长。

(10)调头装夹，夹持Φ60-0.04-0.1*26.5长外圆，车削总长保证。

(11)车削外圆Φ110*38长，外圆倒角1x45°。

(12)车削内圆Φ45.80-0.1*7.5长，车削R0.3圆弧，Φ440-0.1*10长，Φ40+0.1 0*22.5。

(13)内圆切槽Φ43，槽宽5。

(14)内圆切槽Φ45.80-0.1槽宽4.5。

(15)精车削内圆Φ45.80-0.1*7.5长，车削R0.3圆弧，Φ440-0.1*10长，Φ40+0.10*22.5长。

(16)在指定位置上使用定心钻打孔。

(17)使用Φ13麻花钻钻通孔。

(18)铣Φ19深13沉孔。

(19)使用麻花钻钻Φ10深13孔。

(20)铣Φ12.1+0.05 0深13孔。

(21)在指定位置上使用定心钻打孔。

(22)使用麻花钻钻Φ4通孔。

(23)使用麻花钻钻Φ10深23孔。

(24)使用铣刀铣Φ11.41孔。

(25)使用丝锥在侧面Φ11.41孔上攻NPT1/4的螺纹。

复杂球阀零件加工难度大、加工耗时长，严重制约零件整体的加工效率。传统加工方法多以试切加工为主，ug软件系统提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品的开发从设计到加工，真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制作。通过加工工艺的阶段性优选，以期实现加工效率和质量的最佳权衡，通过ug软件的三维建模，从而快速的确定复杂球阀零件的走刀路径。数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。

本实施例针对复杂球阀零件加工效率低，零件表面质量差，刀具磨损严重的现状，提出一种优化刀路的高效复杂球阀零件加工方法，在不增加机床、零件负载的基础上，提高整体进给速度，匀化切削状态，降低刀具磨损，消除因刀路不当引起的零件颤振，显著提升球阀零件的加工效率和加工质量，提升零件的经济性。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种球阀阀盖，其特征在于，呈“凸”字形回转体状，由外径一大一小且同轴设置的第一圆盘部(1)和第二圆盘部(2)组成，第一圆盘部(1)和第二圆盘部(2)内设有相互贯通的流体通道(3)，第一圆盘部(1)的端面上设有多个用于固定的螺栓孔(11)，且第一圆盘部(11)的侧面设有与流体通道(3)贯通的取样通道(12)，用于连接取样阀门。

2.根据权利要求1所述的一种球阀阀盖，其特征在于，所述的取样通道(12)包括开设于第一圆盘部(1)侧面的取样阀门螺纹孔(121)和连接于取样阀门螺纹孔(121)和流体通道(3)的取样细管(122)。

3.根据权利要求2所述的一种球阀阀盖，其特征在于，所述的取样阀门螺纹孔(121)用于连接取样阀门。

4.根据权利要求2所述的一种球阀阀盖，其特征在于，所述的流体通道(3)在取样通道(12)附近孔径大小交替变化。

5.根据权利要求4所述的一种球阀阀盖，其特征在于，流体通道(3)的孔径交替变化通过在流体通道(3)内形成内环槽(31)实现。

6.根据权利要求5所述的一种球阀阀盖，其特征在于，取样通道(12)连接在流体通道(3)的内环槽(31)处。

7.根据权利要求6所述的一种球阀阀盖，其特征在于，取样通道(12)的取样细管(122)的管径小于内环槽(31)的宽度。

8.根据权利要求1所述的一种球阀阀盖，其特征在于，所述的第二圆盘部(2)的端部外缘设有倒角(21)，且第二圆盘部(2)外侧面设有外环槽(22)。

9.一种球阀阀盖数控加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：使用UG软件建立工件的三维模型和二维工程图，确定走刀路径；

S2：对工件进行尺寸公差标注，形位公差标注、粗糙度标注和技术要求标注；

S3：完成数控仿真加工模拟，模拟出实际加工状态；

S4：车出第二圆盘部外形；

S5：工件换面加工，车出第一圆盘部的外形，加工工件内孔；

S6：完成工件侧面孔的加工；

S7：完成第一圆盘部孔的加工，从而完成整个工件的加工。

10.根据权利要求9所述的一种球阀阀盖数控加工方法，其特征在于，车加工过程中，采用先粗车后精车的方法。

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