大型不銹鋼球閥-球芯體機加工工藝探討

曾科 江威波 孫強

此產(chǎn)品加工難點在材料為304不銹鋼，材料切削難，加工過程中變形量大，加工時變形難控制，球直徑大在300至1000之間，球表面圓度在0.005mm以內(nèi)，粗糙度0.2以內(nèi)。精度要求高，直徑越大精度越難控制。

以下是大型球芯加工方法和改進方向：

一、工藝分析

一.因為閥門球體選擇的材料是奧氏體304不銹鋼，材料的特點是塑性強，不好加工，切削的時候，刀尖接觸處容易產(chǎn)生切削瘤，刀具容易因切削瘤而損壞，劃傷工件表面，受熱容易變形，就面臨一個重要加工變形問題，主要是摩擦阻力大和切削不夠充分造成變形，再因為不銹鋼加工變形比較大，不容易控制，變形在每序機械加工的過程當(dāng)中，都會出現(xiàn)且不容易控制，這就需要在每序加工中，使工件和切削處始終保持相對的一個低溫狀態(tài)，機加工過程中，溫度不升，保持原溫度狀態(tài)，產(chǎn)品就不容易變形。變形相對直徑小點來說，直徑越小變形就越小，變形還容易控制，當(dāng)直徑越大變形就越難控制，外圓直徑750內(nèi)孔直徑500，連接孔直徑80的位置度，因為產(chǎn)品直徑大，相對來說，它的變形就越大，控制變形就越不容易控制，難度增加很多。變形有機械加工產(chǎn)生有多種情況，在機械加工過程中，工裝沒有做好，接觸面積太小，熱能傳不出去，材料導(dǎo)熱性能差，導(dǎo)致熱量傳不出去，傳熱不充分，熱量散熱不均勻等。切削液導(dǎo)致變形的情況有，有切削液水流太小，切削液溫度太高，水的比例太小，澆水的方式等導(dǎo)致產(chǎn)品變形。刀具的問題導(dǎo)致變形有，刀具材料問題，刀尖R的選擇，裝刀的中心過高等導(dǎo)致產(chǎn)品變形。轉(zhuǎn)速的問題導(dǎo)致變形有，轉(zhuǎn)速太高，阻力過大，進給過大，摩擦力增大，導(dǎo)致傳熱不充分使產(chǎn)品變形。

二.防碰問題，因產(chǎn)品大，產(chǎn)品的轉(zhuǎn)移吊裝困難，工序之間轉(zhuǎn)運，裝夾，的防護要做好。

三.粗糙度問題，因為球體直徑750，要求粗糙度0.4，且直徑又大，需要選擇大機床，精度高的機床，來保證機加工的精度。

四.電鍍問題，因為直徑大，重量又重，表面要求防護好，不能有磕碰現(xiàn)象，對于電鍍轉(zhuǎn)運，裝夾都會帶來挑戰(zhàn)。 二.工藝方案產(chǎn)品在加工過程中選擇什么設(shè)備.做什么專用工裝才能保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，使產(chǎn)品能達到更好的性價比，來贏得客戶，占領(lǐng)市場，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。機加工的工序方案，鍛件→退火→車削半精加工→車削精加工→插鍵槽→磨球面→鉗工→電鍍

1.鍛件 成型鍛件主要是提高材料的強度和硬度，使材料均勻變形，消除一定的內(nèi)應(yīng)力，使加工余量均勻，減少加工余量，減少加工時間，提高效率，節(jié)約生產(chǎn)成本。

2.退火 正火的目的主要是使材料304的結(jié)晶細化，消除殘余應(yīng)力，降低硬度，得到滿意均衡的強度，而且可以明顯提高韌性，材料的綜合力學(xué)性能可以大大的改善，非常明顯的改變切削性能，便于加工，節(jié)約時間，降低生產(chǎn)成本。

3.車削半精加工 用大型臥式數(shù)控車床加工內(nèi)孔，半精加工外圓，用工裝壓球體外圓，先車孔直徑500mm，倒角C2，調(diào)頭校正總長446倒角C2兩端留余均勻，用專用轉(zhuǎn)運箱搬運。防止磕碰傷。用芯軸工裝內(nèi)孔.C2倒角定位，壓兩端C2倒角固定球座，孔同軸，半精循環(huán)加工外圓，使外圓留余0.10，球座孔和外圓同軸度≤0.03，圓度≤0.03，球座外圓粗糙度3.2以內(nèi)，用專用轉(zhuǎn)運箱搬運。防止磕碰傷，不銹鋼加工有它的特殊性，在機械加工過程中，選擇不銹鋼加工專用刀具，刀具盡量選擇強度高的，導(dǎo)熱性能好的刀片，刀具刃口要保持鋒利，使排屑通暢，減少阻力，減少加工硬化，延長刀具壽命，澆切削液充分，達到降溫目的，減少產(chǎn)品變形，選擇低速加工，選擇較大的進給量進行切削加工。

4.精車削 用法蘭環(huán)工裝壓緊，校孔500精車軸孔直徑80至尺寸。用銷釘定位直徑80孔，調(diào)頭車另一端銷釘孔直徑80，保證兩孔同軸0.02以內(nèi)，且與主控垂直≤0.10，粗糙度3.2以內(nèi)。用專用轉(zhuǎn)運箱搬運。防止磕碰傷。

5.插鍵槽 用法蘭環(huán)工裝壓緊，軸孔內(nèi)孔80直徑定位，插鍵槽22寬深107，用專用轉(zhuǎn)運箱搬運。防止磕碰傷。

6.磨球面 用大型臥式車床，用法蘭環(huán)工裝壓緊，用工裝旋風(fēng)磨削，轉(zhuǎn)速2000/分，磨削球外圓750至尺寸，球圓度0.01以內(nèi)，粗糙度0.02以內(nèi)，與兩個銷軸孔直徑80同軸度，保證在≤0.03以內(nèi)。用專用轉(zhuǎn)運箱搬運。防止磕碰傷。

7.鉗工 打磨孔相交處菱角打頓，沒有毛刺，過渡圓滑。用專用轉(zhuǎn)運箱搬運。防止磕碰傷。

8.電鍍 鍍硬鎳.要求鍍層0.10-0.12mm，硬度650-700HV，鍍層公差≤0.003mm，要求鍍層均勻，沒有飛邊毛刺等電鍍?nèi)毕荨?/p>

要加工好類似產(chǎn)品，目前在我們國內(nèi)的人員技能.設(shè)備.材料.工藝等，與國外相比還有一定的差距，我相信在不久的將來，隨著我國的提出智能4.0目標(biāo)的出臺，通過我國科研人員不斷努力，我們的產(chǎn)品會越做越好。

作者簡介：曾科（1973-），男，四川成都人，漢族，職稱：助理工程師，大專，研究方向：機械加工工藝。