基于UG的塑料球形阀工艺设计与加工.pdf

基 于 U G 的 塑 料 球 形 阀 工 艺 设 计 与 加 工 口虞 常州轻工职业技术学院 俊 江 苏常 州 2 1 3 1 6 4 摘要 整体式三通塑料球形 阀具有结构紧凑、 密封可靠和启闭顺畅等优点。针对整体式球形阀的 结 构特 点及 硬 聚 氯 乙烯 U P V C 材 料 的切 削性 能 ， 介 绍 了球 形 阀毛坯 选 取 、 定位 与 夹 紧、 刀具 及切 削 用 量的选定、 辅助制造等整个加工工艺设计。阀体的主要部位采用了UG软件生成 3 2轴定向数控程序 ． 在德玛吉机床上 完成加工 ， 确保 了关键位置的尺寸精度和形位公差， 提 高了加 工效率， 为大尺寸球形阀 的加 工提 供 了新 思路 关键词 三通塑料球 阀 硬聚氯乙烯 辅助制造 工艺设计3 2轴定向加工 中图分 类号 T H1 6 2 ； T H1 6 4 文献 标识 码 B 文 章编 号 1 0 0 0 4 9 9 8 2 0 1 5 1 1 0 0 6 4 0 4 球 形 阀具 有 结 构 紧 凑 、 密 封 可 靠 、 本 体 轴 孔 与 阀 轴 问 的 摩 擦 力 小 、 启 闭 顺 畅 等 诸 多 优 点 。 但 传 统 球 形 阀 毛 坯 一 般 采 用 铸 件 ，大 多 厂 家 不 愿 意 花 大 价 钱 将 所 有 铸 模 换 新 ， 故 目前 多 用 截 止 阀 来 替 代 。 笔 者 以 天 津 某 企 业 的 塑 料 球 形 阀 体 的 实 际 加 工 为 例 ， 介 绍 了使 用 多 轴 联 动 机 床 和 计 算 机 辅 助 制 造 软 件 UG针 对 球 形 阀 体 的 加 5 12 方 案 。毛 坯 直 接 使 用 圆 柱 件 ， 避 免 了铸 模 的 设 计 和 制 造 等 问 题 ， 此 方 案 适 合 中 、 小 批 量 的大 尺 寸 球 形 阀制 造 。 1 U P V C材料与添加剂 塑 料 球 阀 的 材 料 大 多 选 用 u P VC， 即 硬 聚 氯 乙 烯 。 UP VC具 有 较 好 的力 学 性 能 ， 耐 酸 碱 性 能 极 强 。 软 化 点 低 。 化 学 性 能 稳 定 ， 常 用 于 制 作 薄 板 、 电 线 、 电 缆 绝 缘 层 、 密 封 件 、 球 阀 等 物 品 。 在 加 工 时 再 加 入 润 滑 剂 、 稳 定 剂 、 填 充 剂 等 添 加 剂 ， 可 以 提 高 其 综 合 性 能 。 润 滑 剂 主 要 是 改 善 聚 合 物 熔 体 与 切 削 刀 具 表 面 的 摩 擦 ， 润 滑 剂 可 分 为 外 润 滑 剂 和 内 润 滑 剂 两 种 ， 内 润 滑 剂 与 聚 合 物 有 良好 的 相 容 性 ， 它 在 聚 合 物 内 部 起 到 降 低 聚 合 物 分 子 间 内 聚力 的作 用 ，从 而 改 善 塑 料 熔 体 的 内 摩 擦 生 热 和 熔 体 的 流 动 性 。 常 用 的 UP VC润 滑 剂 有 硬 脂 酸 钙 、 氧 化 聚 乙 烯 蜡 、 硬 脂 酸 、 硬 脂 酸 甘 油 酯 等 。 纯 的 UP VC材 料 对 热 极 为 敏 感 ． 当 加 热 温 度 达 到 9 0 o c 以 上 时 ． 就 会 发 生 轻 微 的 热 分 解 反 应 ， 当 温 度 升 到 1 2 0 。 C后 ．分 解 反 应 加 剧 ，在 温 度 达1 5 0 。 C、 1 0 mi n 后 ． UP VC 树 脂 就 由 原 来 的 白 色 逐 步 变 为 黄 色 一 红 色 一 棕 色 一 黑 色 。 U P VC 树 脂 分 解 过 程 是 由 于 脱 HCL 反 应 引 起 的 一 系 列 连 锁 反 应 ， 最 后 导 致 大 分 子 链 断 裂 。 在 机 械 加 工 时 ， U P VC 材 料 温 度 可 达 1 6 0 。 C左 右 ， 因 此 需 要 添 加 稳 定 剂 以 提 高 其 热 稳 定 性 ， 常 用 的 稳 定 剂 有 收稿 日期 2 0 1 5年 4月 2 0 1 5 ／ 1 1 碱 式 铅 盐 、 金 属 皂 、 有 机 锡 、 环 氧 化 合 物 、 亚 磷 酸 酯 、 多 元 醇 等 。 针 对 球 形 阀 的 结 构 特 点 、 加 工 过 程 及 使 用 环 境 ． 采 用 C Z 2 3 9 0 T稳 定 剂 配 合 亚 磷 酸 酯 ， 可 以 使 UP VC 的 动 态 热 稳 时 间 达 到 3 1 ～ 4 3 mi n； 采 用 微 晶 石 蜡 外 润 滑 剂 配 合 脂 肪 酸 酯 内润 滑 剂 ， 可 大 幅 降 低 UP VC 的 熔 体 黏 度 ． 提 高 其 流 动 性 能 。 2加工流 程设计 2． 1 加 工 要 素 图 1为 球 形 阀 的 实 体 与 关 键 位 置 的 局 部 工 程 图 ， 主 要 加 工 部 位 由 球 形 阀 外 轮 廓 、 四 组 平 面 和 孔 系 组 成 。 需 加工 的要 素有 3 1 2球 体 ； A 向 5处 平 面 ， 4 1 3 1 ． 6 mm 表 面 粗 糙 度 R 1 ． 6 m 的 孑 L， M1 4 孔 深 2 2 mm 螺 纹 深1 8 mm 螺 纹 孑 L； 向 3处 平 面 ， 西5 O mm 深 3 mm 的 孑 L， 3 9 mm 深 3 2 mm 的 孑 L， 3 2 mm 的 孑 L， M6 孔 深1 5 mm 螺 纹 深1 2 mm 螺 纹 孔 ； C 向 3 处 平 面 ， M2 7 螺 纹 深 2 0 mm 螺 纹 孔 ； D 向 3处 平 面 ， 西2 5 mm 的孔 。 2． 2 T 艺 流 程 设 计 1 A 向 和 与 之 对 称 的 端 面 及 M1 4 的 螺 纹 孑 L 可 在 普 通 立 式 三 轴 联 动 铣 镗 类 加 工 中 心 上 完 成 ，并 在 其 中 心 位 置 钻 西 2 5 ram 的 预 钻 孑 L 。 2 在 车 床 上 车 削 A 面 上 1 3 1 ． 6 mm 内 孔 至 尺 寸 要 求 ， 并 保 证 表 面 精 度 ； 以 加 工 好 的 内 孑 L 为 基 准 ， 车 削 西3 1 2 mm 的 球 形 外 轮 廓 。 3 以 A 端 面 和 内 孔 为 定 位 基 准 ， 在 多 轴 联 动 机 床 上 加 工 3个 大 侧 平 面 及 面 上 的 孔 系 ， 以 及 C 向 3 处 、 D 向 3处 上 的 平 面 和 孔 系 。 4 以 与 A 向 相 对 的 平 面 和 内 孑 L 为 定 位 基 准 ， 加 机械制造 5 3卷 第6 1 5期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m