低壓旋轉(zhuǎn)接頭的分析與制造

董帥　胡俊

摘要：基于液壓驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)械行業(yè)中，液壓接頭是高壓驅(qū)動(dòng)的核心連接件，其品質(zhì)的好壞直接影響液壓部件的動(dòng)作穩(wěn)定性及壓力承載可靠性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在我國機(jī)械加工行業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。它不僅解決了普通機(jī)床難以解決的許多加工難題，而且提高了加工精度和生產(chǎn)效率，同時(shí)也對(duì)加工工藝和刀具設(shè)計(jì)提出了許多新的、更高的要求。另外對(duì)材料的分析，加工毛坯的選擇，毛坯形狀的設(shè)計(jì)及工藝尺寸等方面進(jìn)一步分析，使零件的設(shè)計(jì)更加符合要求和精確性。在制訂零件的工藝規(guī)程時(shí)正確的選擇工件的基準(zhǔn)有著很重要的意義，劃分階段分為粗加工和精加工兩個(gè)階段。還對(duì)加工的工序、工藝進(jìn)行分析，在進(jìn)行編程。

關(guān)鍵詞：低壓旋轉(zhuǎn)接頭;AutoCAD;UG;數(shù)控加工

一、引言

超高壓水刀的基本技術(shù)既簡單又極為復(fù)雜。當(dāng)水被加壓至很高的壓力并且從特制的噴嘴小開孔（其直徑為0.1mm至0.5mm）通過時(shí)，可產(chǎn)生一道每秒達(dá)近千公尺（約音速的三倍）的水箭，此高速水箭可切割各種軟質(zhì)材料包括食品，可切割任何硬質(zhì)材料包括金屬，復(fù)合材料，石材及玻璃.超高壓水刀也可使用于各種不同的工業(yè)表面處理應(yīng)用如船身清洗及汽車噴漆設(shè)備清洗，工業(yè)清洗方面，可應(yīng)用于汽車業(yè)之噴漆房清洗、石化業(yè)之熱交換器內(nèi)外管清洗、飛機(jī)跑道之橡膠清洗、工業(yè)上之除銹及防蝕工程表面處理、航天工業(yè)引擎零件之清洗等行業(yè)。

由于超高壓水射流的壓力非常高所以對(duì)接頭的要求也就非常高了，專用螺紋在裝配和使用過程中，在受到拉伸、壓縮、內(nèi)外壓力和彎曲載荷等復(fù)合壓力的綜合作用下，螺紋應(yīng)具有足夠連接強(qiáng)度，能保證螺紋連接起來的管柱在承受內(nèi)外數(shù)以百計(jì)液壓作用下的長期密封完整性及結(jié)構(gòu)完整性。

二、數(shù)控加工工藝的制定

（一）工藝的基本要求

制定工藝過程的基本要求是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，能盡量提高生產(chǎn)率和降低成本。同時(shí)，還應(yīng)注意做到技術(shù)上的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性的合理性，保證工人有良好的勞動(dòng)條件。

（二）零件圖的工藝分析

零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件對(duì)加工方法的適應(yīng)性，即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工成型，在數(shù)控車床上加工零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)數(shù)控車削的特點(diǎn)，認(rèn)真審核零件結(jié)構(gòu)的合理性。

圖2-1接頭的零件圖

根據(jù)零件圖分析本次要加工的接頭由圓柱、螺紋內(nèi)孔內(nèi)槽等表面組成，其中多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸精度和表面粗糙度等要求;內(nèi)孔中尺寸11.5mm的尺寸要求比較高。對(duì)圖樣上給定的幾個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，故編程時(shí)不必取平均值，而全部取其基本尺寸。

（三）毛坯設(shè)計(jì)

由于淬火后的硬度高，作刃具、噴嘴、閥座、閥門、接頭等。因此旋轉(zhuǎn)接頭選擇的材料多為3Cr13。加工此零件時(shí)毛坯設(shè)計(jì)成長65mm，直徑為38mm的圓柱形材料。

（四）工序的設(shè)計(jì)

1.在加工外圓表面時(shí)，為避免降低工件剛度，應(yīng)先加工大直徑外圓后加工小直徑外圓;

2.主軸上的次要表面，如鍵槽、螺紋和端面上的螺孔等，一般都應(yīng)安排在外圓粗車后粗精磨外圓之前進(jìn)行加工。主軸螺紋，因其與主軸支撐軸頸之間有一定的同軸度要求，所以一般在外圓精車完以后就換刀進(jìn)行螺紋的加工。

3.為保證質(zhì)量，在加工工藝過程中應(yīng)合理安排檢驗(yàn)工序。一般在粗加工結(jié)束后要安排一道檢驗(yàn)工序，檢查主軸是否有裂紋、氣孔等缺陷。在重要工序加工完畢后，由于粗車外圓與精車外圓的要求不大一樣，粗車應(yīng)為精車留一定的余量。并且要注意精車時(shí)車床的轉(zhuǎn)數(shù)和進(jìn)給量。要檢查是否有廢品，在主軸全部加工結(jié)束時(shí)要安排最終檢驗(yàn)。檢查是否符合圖紙要求。

4.在使用轉(zhuǎn)頭應(yīng)先目測將鉆頭的頂尖處對(duì)準(zhǔn)工件中心線位置，開車將鉆頭鉆入工件，當(dāng)尖頂約鉆入1/4時(shí)，退出鉆頭，目測鉆坑是否與中心線重合，如稍有偏位，可在鉆頭再次切入工件時(shí)用力將工件向偏位的反方向推移，達(dá)到糾正位置的目的。

5.切削用量的確定。數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。

三、旋轉(zhuǎn)接頭的優(yōu)缺點(diǎn)及材料的選擇

（一）接頭的優(yōu)缺點(diǎn)

由于工業(yè)生產(chǎn)中使用條件邊的越來越苛刻，為了滿足安全可靠的生產(chǎn)要求，愈來愈趨向采用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)接頭。另外，生產(chǎn)制動(dòng)化的范圍迅速的擴(kuò)展，采用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)接頭不用維護(hù)，旋轉(zhuǎn)接頭所城市承受的壓力、溫度和轉(zhuǎn)速等參考等參數(shù)均高于填料密封結(jié)構(gòu)，而且泄露損失非常小。旋轉(zhuǎn)接頭的摩擦損耗的小，減少或消除因此部位泄露嚴(yán)重被迫停機(jī)的次數(shù)。而旋轉(zhuǎn)接頭對(duì)尺寸要求高，尺寸是否合格決定一個(gè)接頭好壞。

（二）選擇接頭的材料

超高壓旋轉(zhuǎn)接頭的材料為3Cr13。3Cr13標(biāo)準(zhǔn)GB/T1220-1992，屬馬氏體型不銹鋼，該鋼機(jī)械加工性能好，經(jīng)熱處理（淬火回火）后，具有良好的耐腐蝕性拋光性能較高的強(qiáng)度和耐磨性，適宜制造承受高負(fù)荷，高耐磨及腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具。而且淬火后的硬度高，作刃具、噴嘴、閥座、閥門、接頭等。

四、加工時(shí)設(shè)備的選擇

（一）數(shù)控刀具的選擇

在數(shù)控車床加工中，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率相當(dāng)大的程度上都受到刀具的制約。雖然其車刀的切削原理與一般車床基本相同，但由于數(shù)控車床加工的特性，在刀具的選擇上，特別是切削部分的幾何參數(shù)、刀具的形狀上還需進(jìn)行特別的處理，才能滿足數(shù)控車床的加工要求，充分發(fā)揮數(shù)控車床的效率。

不同的刀具由不同的材料打造而成，它的性能就不同，用處也就不同。選車刀具要注意以下幾個(gè)方面：

1.數(shù)控刀具的特點(diǎn)

2.數(shù)控車床對(duì)刀具的要求

3.工件的材料

（二）裝夾的選擇

通?？ūP有三爪卡盤和四爪單卡盤，軸類的零件不是偏心零件一般都是用三爪卡盤來裝夾工件的。因?yàn)槿ψ远ㄐ目ūP能自動(dòng)定心，不需要很多的時(shí)間去找正，裝夾效率比四爪卡盤高，但夾緊力沒有四爪卡盤大，因此一些不規(guī)則的工件一般也不用三爪卡盤。而該零件是規(guī)則的零件所以選用三爪卡盤。

（三）數(shù)控機(jī)床的選擇和調(diào)試

機(jī)床精度調(diào)整主要包括精調(diào)機(jī)床本身的水平和機(jī)床幾何精度。移動(dòng)床身上各移動(dòng)部件，在各坐標(biāo)全行程內(nèi)觀察記錄機(jī)床水平的變化情況，并調(diào)整相應(yīng)的機(jī)床幾何精度，使之達(dá)到允差范圍。然后進(jìn)行機(jī)床功能的調(diào)試，機(jī)床功能調(diào)試是指機(jī)床試車調(diào)試后，檢查和調(diào)試機(jī)床各項(xiàng)功能的過程。

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