铸造阀阀座孔镗车专机设计实例分析

机械制造吴峰，等铸造阀阀座孔镗车专机设计实例分析铸造阀阀座孔镗车专机设计实例分析吴峰，谢志远1江苏方源集团有限公司，江苏南京210036；2江苏省船舶管系附件工程中心，江苏常州213355摘要传统的加工工艺中，阀体阀座孔使用车床CA6140等通用设备单机人工镗孔，操作人员劳动量大、工序品质不稳定、生产效率低。通过对铸造阀门阀座孔专机设计的分析，介绍了铸造阀门座孔镗车专机的设计及应用，保证了工序品质，降低了劳动强度，提高了生产效率，以很小的投入取得了很好的效果。关键词阀门座；镗孔；专机中图分类号TH12文献标志码B文章编号167152762013O2O05703DESIGNEXAMPLEANALYSISOFCASTINGVALVESEATHOLEBORINGMACHINEWUFENG，XIEZHIYUAN1JIANGSUFANGYUANGROUPLIMITEDCOMPANY，NANJING210036，CHINA；2JIANGSUPROVINCESHIPPIPINGANNEXENGINEERINGCENTER，CHANGZHOU213355，CHINAABSTRACTINTHETRADITIONALPROCESSING，ALATHECA6140GENERALEQUIPMENTOFSINGLEBOREISUSEDTOMACHINEVALVEBODYANDVALVESEATHOLETHEOPERATORSSPENDTHELARGELABOR，THEQUALITYISNOTSTABLEANDTHEPRODUCTIONEFFICIENCYISLOWTHROUGHTHECASTINGVALVESEATHOLEPLANEDESIGNANALYSIS，THISPAPERINTRODUCESTHECASTINGVALVESEATHOLEBORINGMACHINEDESIGNANDAPPLICATION，WHICHENSURESTHEQUALITY，REDUCESLABORINTENSITYANDIMPROVESTHEPRODUCTIONEFFICIENCYITSINVESTMENTISVERYSMALL，BUTTHERESULTSAREVERYGOODKEYWORDSVALVESEAT；BORING；MACHINE本文介绍一种专用于铸造法兰闸阀阀座孔镗加工的专机，该专机具有对孔镗加工精度保障度好，加工效率高，劳动强度低等优点。1基本情况牵制，工序品质不稳定，严重影响后续关键工序的品质合格率。单机操作，工作时间长，劳动量大，操作人员身体难以承受，班产150套班，效率低。而专用机床适用于生产批量大，生产条件稳定，技术要求明确的产品工序，因此为解决现存在的问题，特设计铸铁法兰闸阀镗孔专机。某厂铸造产品DN100法兰闸阀图1，材质HT200，3设计方案月产量3000套左右。阀体阀座孔D110需要镗加工。动图1DN100铸铁法兰闸阀尺寸图2现状原生产工艺中，阀体阀座孔使用车床CA6140等通用设备单机人工镗孔，操作人员劳动量大，工序品质不稳定。加工品质取决于操作人员的技能，受到操作人员的精神状态的闸阀阀座孔镗孔专机系统由床身，镗车动力头，分度回转装夹具，电器控制系统，液压控制系统，操作控制系统、安全装置以及其他辅助系统等组成图2。1一动力头；2一滑台；3床身；4一工作台底座；5一定位分度盘；6一夹紧爪；7一装夹夹具体；8一定位芯轴；9一定位拉杆；10一镗刀杆；11一刀盘图2专机组合结构图作者简介吴峰1983一，男，江苏泰州人，工程师，硕士，研究方向为机械工程及管理。MACHINEBUILDING8AUTOMATION，JUN2013，42575957机械制造吴峰，等铸造阀阀座孔镗车专机设计实例分析专机动力系统采用油缸直驱式镗削动力头，通过三角带传动。镗车动力头系统见图3。4一液压传动软管；5一固定支架；6一液压回转器到与法兰面上时此时夹紧爪与法兰面没有接触，避免了图3油缸直驱式镗车动力头结构图夹紧爪回转时与法兰面的摩擦力，然后在液压系统的作古工序品质靛舡效率囊高，操作人员劳动强度低。晶；芊流4分析41加工工艺法兰闸阀加工示意图见图4。21一动力头；2一镗刀；3一待加工部位；4一已加工闸阀出水孔；5一已加工法兰端面图4法兰闸阀阀座孔加工示意图专机加工时，工件装夹以已加工法兰端面5和已加工闸阀出水孔4定位，镗刀进刀到待加工部位阀座孔3进行加工；加工完毕后，卸下工件，以第二法兰面定位，重复镗加工另一端阀座孔。42定位装置定位部件是安装平面和带一定锥度的芯棒4，而且芯棒后面与高强度弹簧配合，在夹紧力的左右下，芯棒4可以自动回缩调整，确保安装平面的贴合。采用前道工序已加工过的阀体法兰面和镗加工过的出水孔作为到位基准，通过平面平行度和轴向垂度两个方向的基准控制，确保加工精度。定位装置见图5。43夹紧装置夹紧装置见图5，夹紧装置由夹紧拉杆3和夹紧爪6组成，通过液压系统控制。通过操作控制手柄2，在液压夹紧过程中夹紧拉杆3先自动回转并后退，夹紧爪6回转夹紧拉杆回转后退控制手柄夹紧杆平移后退夹紧爪夹紧固定控制手柄L夹紧拉杆LL夹紧爪一_1平移复位_1夹紧松开夹紧装置工作流程图44刀具本专机采用自制镗刀，由自制刀杆和可换刀头组成。刀头选用通用硬质合金刀头。刀杆安装在油缸直驱式镗车刀盘上。刀盘见图7。1一行程调节螺钉；2一刀杆；3拖板；4一油缸；5一刀盘体；6一上部调节板；7上部调节螺钉；8一侧面调节压板；9一侧面调节螺钉；L0一拖板盖板图7油缸直驱式镗车刀盘45回转装置专机工作台采用液压分度回转工作台。采用相对面两工位。装夹定位装置见图8。分度回转装置采用精密分度齿轮2，由液压马达齿轮4驱动，在回转前，由液压系统自动抬升分度齿轮2，使之产生浮动间隙，便于回转。分度到位后，液压系统自动泄压，分度盘落下，与底座的预58HTTPFFZZHDCHINAJOURNA1NETCNEMAILZZHDCHAINAJOUMA1NE1CN机械制造与自动化机械制造吴峰，等铸造阀阀座孔镗车专机设计实例分析1一待加工闸阀；2一分度齿轮；3一夹具体；4一液压马达齿轮图8回转装夹定位工位图定位位置结合，固定分度定位位置。各工位夹紧装置液压系统采用独立控制，每个装夹部件上各有一个独立的控制操作手柄。确保第一工位在加工工件的同时，第二工位能正常装卸工件，有效的减少等待的辅助时间。回转分度盘的动作流程见图9。图9分度盘动作流程图46电气控制系统本控制系统采用PLC控制中心，使液压系统，电器系统、安全控制等有效联动电气控制原理图略。控制界面采用触摸板，见触摸屏控制面板主界面图1O。加工数据预先输入后，操作人员仅需要操作触摸屏控制子菜单界面图11启动按钮，并可以通过状态切换按钮在手动和自动之间切换，简单可靠。加工中心由PLC控制，品质由专机运行精度保障，工序品质稳定，有效避免人的不稳定因素的影响。图L0触摸屏控制面板主界面图11触摸屏控制子菜单界面MHMEBUILDINGAUTOMATION，N2013，412575947液压系统液压系统通过PLC中心联动控制，各项参数设定后，联动运行见图12。动力头退刀JF动力头进刀丝堡H垫三H塑堡垄I图L2液压联动示意图专机系统采用整体式液压工作站，通过工作站控制滑台，动力头，镗刀小拖板，分度盘抬起，分度盘回转等液压控制原理图略。5实践应用专机经30天的试用，性能稳定，效果明显。现从以下几个方面介绍试用情况。A生产效率。专机采用两工位回转装夹夹具，工件在加工的同时，在另一工位同步装卸工件，节约辅助时间30一4J0。班产250套班。B产品品质。专机加工，工序品质由专机和工装设计制造精度保障，加工参数设定好后，操作人员仅进行工件装卸和控制启动按钮，从设计上消除人的不稳定因素对品质的影响，确保工序品质的准确和稳定。专机加工和原CA6140加工方式的30天产量品质数据对比见表1，表1产量及品质对此表C安全防护。由于采用两工位模式，见图8回转装夹定位工位图，且工件加工面和安装面在相对面，操作者工作时站位在工件安装面，不直接接触加工中心，有效避免飞屑及高速运转刀具伤害等安全隐患。6总结本专机能够充分满足铸造闸阀DN100阀座孔