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，粗糙度0.2以內。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中，都會出現且不容易控制，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，機加工過程中，溫度不升，保持原溫度狀態，產品就不容易變形。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，當直徑越大變形就越難控制，外圓直徑750內孔直徑500，連接孔直徑80的位置度，因為產品直徑大，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，材料導熱性能差，導致熱量傳不出去，傳熱不充分，熱量散熱不均勻等。切削液導致變形的情況有，有切削液水流太小，切削液溫度太高，水的比例太小，澆水的方式等導致產品變形。刀具的問題導致變形有，刀具材料問題，刀尖R的選擇，裝刀的中心過高等導致產品變形。轉速的問題導致變形有，轉速太高，阻力過大，進給過大，摩擦力增大，導致傳熱不充分使產品變形。

二.防碰問題，因產品大，產品的轉移吊裝困難，工序之間轉運，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，不能有磕碰現象，對于電鍍轉運，裝夾都會帶來挑戰。 二.工藝方案產品在加工過程中選擇什么設備.做什么專用工裝才能保證產品質量，提高效率，節約生產成本，使產品能達到更好的性價比，來贏得客戶，占領市場，為企業創造更大的經濟效益。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，消除一定的內應力，使加工余量均勻，減少加工余量，減少加工時間，提高效率，節約生產成本。

2.退火 正火的目的主要是使材料304的結晶細化，消除殘余應力，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，節約時間，降低生產成本。

3.車削半精加工 用大型臥式數控車床加工內孔，半精加工外圓，用工裝壓球體外圓，先車孔直徑500mm，倒角C2，調頭校正總長446倒角C2兩端留余均勻，用專用轉運箱搬運。防止磕碰傷。用芯軸工裝內孔.C2倒角定位，壓兩端C2倒角固定球座，孔同軸，半精循環加工外圓，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，用專用轉運箱搬運。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，調頭車另一端銷釘孔直徑80，保證兩孔同軸0.02以內，且與主控垂直≤0.10，粗糙度3.2以內。用專用轉運箱搬運。防止磕碰傷。

5.插鍵槽 用法蘭環工裝壓緊，軸孔內孔80直徑定位，插鍵槽22寬深107，用專用轉運箱搬運。防止磕碰傷。

6.磨球面 用大型臥式車床，用法蘭環工裝壓緊，用工裝旋風磨削，轉速2000/分，磨削球外圓750至尺寸，球圓度0.01以內，粗糙度0.02以內，與兩個銷軸孔直徑80同軸度，保證在≤0.03以內。用專用轉運箱搬運。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缺陷。

要加工好類似產品，目前在我們國內的人員技能.設備.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目標的出臺，通過我國科研人員不斷努力，我們的產品會越做越好。

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。