阀体制造工艺及夹具设计

在很多的与机械相关的行业之中，阀体件的身影不可或缺，阀体件在诸如铁路货车、汽车、船舶等等机械制造品中起着非常重要的作用，因此需要注重对于阀体制造工艺及夹具设计的分析研究。在某个阀体件的制造之中，首先来说其材质是铸钢件，属于压铸的阀体件，该阀体件需要加工的位置有四个部分，第一个部分是底面以及在底面上的四个光孔；第二个部分是两个圆柱销孔与两个螺纹孔；第三个部分是表面及表面之上的四个光孔上的锪面，与其上的圆柱孔面、螺纹孔；第四个部分是其他工位上的锪面和相关的圆柱孔[1]。在该阀体件的制造过程中，需要细致加工的位置并不多，但是需要注意的问题是怎样科学的使用数控机床，同时对于阀体件的制造精确度和生产的效率进行提升。在制造该阀体件的过程中，常见的问题有底面和表面之间的厚度存在差异，底面的制造余量非常的不均匀；对于工件的装夹运用的是虎钳夹具，这样就需要花费时间在装夹的调整上，那么阀体件的制造效率就会受到影响；进行阀体件的制造时，各个工位的加工可能会出现倾斜的现象，那么孔中心线和阀体件的表面的大孔中心线就不会垂直等等[2]。如何处理上述问题，就需要有着对于阀体制造工艺及夹具设计的有效研究，下面进行一一分析。

1 关于阀体制造工艺的分析

对于阀体制造来说，其相关的制造工艺步骤分为四步，第一步是对于底面和其面上的四个光孔，以及两个圆柱销孔与两个螺纹孔进行加工；第二步是对于表面、表面上的四个光孔上的锪面以及其上的圆柱孔面和螺纹孔进行加工；第三步是对于工位一锪面和其上的孔进行加工；第四步是对于工位二锪面和其上的孔进行加工。在完成上述的阀体件制造工艺步骤过程中，需要夹具的辅助，如果运用的是虎钳来进行装夹操作，那么就需要进行调整，这个步骤会耗费大量的时间，而且调整的精确度也不一定符合制造要求，这不仅仅使得生产效率变低，而且精确程度也得不到保障[3]。在进行底面的加工时，阀体件如果将定位的粗基准选择为不合适的表面，那么就会出现底面和表面之间的厚度差异，解决这个问题就需要选取合适的表面作为定位粗基准，进行阀体件的装夹。在实际的操作过程中，利用四个进行定位的支撑元件对于阀体件表面进行定位，来确保工件加工的尺寸数据符合规范，接着使用双联动气缸压板夹紧阀体件。

对于因为工件使用虎钳装夹而造成的，底面的定位基准面无法确保各个工位的孔和表面大孔中心线垂直的问题，首先要找到出现这个问题的根本原因，也就是加工工位时的定位面需要找准与其部位相对应的粗基准面，所以需要在进行阀体件的装夹时，设计出一种专用的夹具来满足相关的加工要求，这就涉及到了夹具的设计部分[4]。同时对于数控机床的选取，需要注重两个方面的规范，第一个方面的规范是阀体件的量化生产需要得到保障，而且应该兼顾到阀体件的加工精确程度与效率，一般来说阀体件的制造都会配备三坐标的数控铣床或者是机加工中心；第二个方面的规范是要了解生产的产品性质，如果是需要较高精确度或者是多个种类的小数量零部件，或者只是进行试生产，那么就需要选择可以满足多种生产要求的数控机床，该类型机床应该有着较强的适应性与高效率性，比如可以配备四轴以上的联动数控机床[5]。

要想有着对于阀体制造的数控机床的科学运用，就应该进行阀体件数控加工工艺的有效设计，在整个设计过程中，需要遵循的基础性原则是各个工序的集中原则，这就对于机床以及夹具提出了更高的要求。通常来说，在进行机床的夹具选取时，数控机床可以选择组合夹具，或者也可以是选择通用夹具，最为合适的是进行专用夹具的设计使用。在进行实际的阀体件制造生产过程中，由于组合夹具需要投入的成本太高，所以基本很少会被使用，该类型夹具多被用于制造高端产品方面。如果在实际的生产中使用通用夹具，比如虎钳等等，虽然会满足一定的生产需求，但是在具体的生产过程中产品的质量很难保证，而且生产的效率非常低下[6]。那么在进行阀体件制造的过程中，就应该选择最为合适的专用夹具设计，来满足阀体制造工艺的要求。

2 对于夹具设计的探讨

在进行阀体制造的过程中，夹具是非常重要的一个工作部件，进行有针对性的夹具设计，可以更好的对于阀体件进行制造，不仅仅可以提升产品的生产效率，而且还能够在最大的程度上确保产品的精确程度，使得阀体件的质量有着显著的提高。现在探究一种一体多件装夹夹具的设计，在该夹具的设计过程中，首先是工位的定位方法，采用“一面两孔”的方法进行定位，在该方法中，“一面”主要是指阀体件的一个底面，我们可以将其定义为底面甲，该底面可以进行工件三个自由度的限制；而“两孔”主要是指底面甲上的两个销孔，这两个销孔也能够进行三个自由度的限制，而且这两个销孔之中的一个销孔需要使用短圆柱销进行定位，而对于另一个销孔来说，则需要使用短菱形销进行定位[7]。一般来说，为了处理工件中的工位孔偏斜问题，在运用“一面两孔”方法之时，设计的夹具的形式不能是卧式装夹的样式，因为如果采用卧式的形式，那么在实际的使用过程中，起着定位作用的短圆柱销以及菱形销和孔之间就会出现一定的配合间隙，在这种间隙存在的状况下，就会出现一个转角θ，这样就影响到了工位孔的中心线和工件表面大孔中心线之间的垂直度，所以在进行阀体件工位装夹的时候，要运用立式定位的方法，在立式形式下，即使有着配合间隙出现，工件也会在重力的作用下，确保短销与孔上的表面之间存在接触，也因此不会有着转角误差这种状况产生[8]。

同时为了使得阀体件的制造可以依据一定的规范进行，而在制造的过程中会使用到数控机床，那么为了避免在数控机床工作的过程中，频繁的进行夹具的更换，就应该进行科学、有效的数控夹具设计，通常来说，进行数控夹具的设计有三种方式，第一种方式是设计成可以进行多工位旋转的夹具；第二种方式是设计成能够多件装夹的夹具；第三种方式是设计成为一体多件装夹的夹具。根据实际的状况分析可以知晓，设计为一体多件装夹的夹具是最为符合要求的一种方式，可以把对于底面和其面上的四个光孔，以及两个圆柱销孔与两个螺纹孔进行加工；对于表面、表面上的四个光孔上的锪面以及其上的圆柱孔面和螺纹孔进行加工；对于工位一锪面和其上的孔进行加工；对于工位二锪面和其上的孔进行加工这四个步骤的夹具设计合为一体，都使用气动夹紧的方法来进行快速夹紧，这样就完成了对于夹具的科学设计[9]。

3 结语

总的来说，阀体件有着非常宽广的运用领域，在很多行业之中都是必不可少的部分，而这也就使得对于阀体的制造工艺有着不同的要求，阀体的制造工艺有着适用行业的特征，充满变化，而相对应的夹具设计也应该符合实际的要求，对于阀体制造工艺及夹具设计研究，有着非常重要的作用。