(1)球体的结构特点
     球阀的关闭件是球体。从结构上看，有带支撑轴和不带支撑轴的两种，如图5-34所示。两种球体中间都有通孔。根据球阀的用途，球体分别用铸铁、碳素钢、不锈钢及非金属材料制成。铸铁球体均采用铸件毛坯，钢制球体小尺寸的可用棒材直接加工，其余大部用锻件毛坯。

    (2)球体的主要技术要求
    ①带支撑轴的球体有配合部位的精度为11级，表面粗糙度不低于Ra3.2μm。
    ②球体的精度一般为9~11级，表面粗糙度为Ra1.6~0.4μm。
    ③无配合的加工表面精度为M级，表面粗糙度为Ra25μm。
    ④球体的圆度不大于0.02~0.10mm。
    ⑤两头轴颈对球体的同轴度不大于规定值。
    ⑥球体圆弧槽的两侧面对轴线的对称度不大于规定值。
    (3)球体的机械加工过程
    a型球体的球面是主要加工表面。加工顺序是先按工艺要求车出通孔，再以通孔为定位基准加工球面。
    b型球体除球面外，还有精度较高的外圆柱面。这些加工表面可采用顶尖孔为定位基准进行加工。由于这种球体的通孔垂直于两端轴颈轴线，加工球面时有一定困难，所以在加工过程中须采取必要的措施，以保证质量。表5-17和表5-18为两种球体在中、小批量生产中的典型工艺过程。
    c型球体除球面外，还有精度较高的上下两轴孔的内表面，以及两轴孔的同轴度，上端方槽尺寸B的对称度。表5-19为固定球体在中、小批量生产中的典型工艺过程。

    (4)球面的加工方法
    加工球面的方法通常有铣削法和车削法两种。
    ①铣削法   图5-35是铣削球面的示意图。铣削法是在铣头前端装一个带两把车刀的刀盘，刀盘由电机通过三角皮带的带动而旋转。两刀的恨尖应在同一旋转平面内。旋转平面必须垂直于铣头的轴线，并与工件的旋转轴线平行，刀盘轴线应通过球心。两刀尖之间的距离可根据被加工球体的直径决定。

    铣球面可以在普通车床或立式铣床上进行。铣球面时刀盘的转速一般为900~1200r/min。工件的转速为1~10r/min。
    这种铣削法适用于直径小于150mm的球面加工。其效率高，表面粗糙度较好(一般达Ra3.2μm)。
    加工时刀盘轴线应垂直于球的回转轴线并通过球心。如果刀盘轴线高于或低于球的回转轴线，加工出的球体则呈椭圆形(图5-36)。由此可见，安装刀盘时应使刀盘轴线与球体轴线相交，否则将严重影响球体的几何形状精度。

    如将铣刀盘来代替车刀也能进行球面的铣削。如图5-37所示，这种方法同车球的原理相似，一般用于大直径球面的加工，其加工效率要比车削高。
    用这种方法加工应注意：
    a.工件的转速和工作台的回转速度不宜过高，否则会影响表面粗糙度。
    b.球心和回转工作台的中心应重合，刀盘轴线应与球体轴线相交，否则加工出的球体资产生圆度偏差或偏心。

    ②车削法  车削法是应用较广的一种球面加工方法，车削法是在普通车麻上安装车球装置或在专用机床上用普通车刀来加工球面。
    单件、小批生产多普通车床上加工球面。图5-38为车球面装置。该装置直接安装在麻身导轨上，并用夹紧固定。固定块装在纵溜板的燕尾导轨上，用斜铁将其紧固。以齿条轴将齿条连接在固定块上。当纵溜板纵向进给时，带动齿条作直线运动，从而使转盘作回运动，于是，安装在小刀夹上的车刀就可进行球面的车削。

    这种车球面装置结构简单，操作方便。它直接固定在机床的床身导轨上，故刚性较好，工作平稳、可靠，且齿条与齿轮之间的间隙可通过斜块进行调整，因而可避免切削过程中产生振动。
    为减少工件安装次数，提高加工效率，可在回转盘上安装两个刀架（图5-39）。后刀架安装粗车刀，前刀架安装精车刀。

    中批以上生产时，球面加工多大专用机床上进行。
    图5-40为加工球面用弹簧心轴。使用时将球坯套在心轴上，使其一端紧靠定位垫，拧动右端的螺母，把球体胀紧，然后松开另一端的螺母，取下定位垫。

    心轴安装在机床顶尖之间，摇动大溜板，使回转盘中心与球心在垂直方向上重合，通过试切后可将大溜板的位置固定。
    带支撑轴的大尺寸球体，其中部通孔是预先铸出的。这就增加了加工的难度。为避免加工过程中断续切削，在轴颈、球面粗加工之后便将通孔车好。然后用堵盖(其材料与阀体相同)把孔封堵再进行球面的精加工。图5-41为球体通道孔的堵盖。球面粗车后可在该机床上进行珩磨(珩磨的方法和工具见第12章)，珩磨后把堵盖拆除。

    ③球面的磨削   球面可百普通车床或专用机床上用平形砂轮的外圆或碗形砂轮的内侧磨削。
    a用平表砂轮外圆磨削。如在普通车床上用砂轮外圆磨削，通常需将磨头安装在回转盘上，如图5-42所示。回转盘有机械传动的，也有液压传动的。图5-43为液压传动的回转盘。回转盘和扇形板用键固定在中轴上。压力油进入油缸，推动带回转盘的扇形板绕轴心逆时针转动。若改变压力油进入油缸的方向，则使转盘作反向旋转。压力油的流向由换向阀控制。调节压力油的流量媃中改变回转盘的转速。这种液压传动的回转盘，转动平稳，无噪声，适于球面的磨削与精车。也可以在专用机床上使用砂轮外圆磨削球面，但是必须把磨头安装在专用机床回转盘的刀架上。

    b.用碗形砂轮内侧磨削。用碗形砂轮内侧磨削的方法通常用于小直径的球面磨削。一般用于球径小于100mm的球面。磨削时可将磨头安装在普通车床的中溜板上，或安装在专用机床上。磨削时，碗形砂轮的轴线必须通过球心。如果砂轮轴线不通过球心，磨出的球面将呈椭球形。图5-44为用碗形砂轮磨削球面的情形。

    利用砂轮内侧磨削时，砂轮与球面是环形接触。磨削不锈钢球体时，砂轮工作面很容易被切屑堵塞而失去磨削作用，并常常烧伤球球面。为避免上述现象，除选用组织疏松的砂轮外，还在碗形砂轮的工作部分开几条沟槽或是以镶磨条的方法做砂轮。为了保证磨削质量，必须及时修整砂轮。每次修整后，要用刷子将砂轮表面残留的砂粒刷净，以免残砂划伤球面。磨削时需大量乳化液作润滑冷却用。磨削不锈钢球体时的砂轮选择，在第12章里详细叙述。此外，大直径球面也可以用碗形砂轮的端面来磨削，磨头的安装方式同铣大直径球面时铣应的安装方式相同。 
    ④球面的滚压   滚压是无屑加工的一种方法。它能获得良好的表面粗糙度，因此常用于工件的光整加工。
    滚压早已用来精加工阀杆的外圆柱表面，近几年来又用于球面的精加工。用这种方法精加工18-8型不锈钢球面的效果很好，不仅加工效率高，表面粗糙可达Ra0.8μm以上。滚压动，使工件表层金属产生塑性变形，以达到改变工件尺寸、改善表面粗糙度和提高硬度的目的。
    球面的滚压可在普通车床或专用球面车床上进行。滚压前可将滚压工具安装在回转盘上的刀夹，并使它处于右侧(图5-45)，然后手动加压，使滚轮压紧球面，开始自动进给，即可进行滚压加工。

    b.滚压加工的主要参数。滚压加工的效果主要取决于滚压力的大小。压力增大，冷硬层深度、表面硬度及变形量也随之增加，但压力过大会使表面产生剥落现象，并容易引起工件和夹具系统的变形，从而影响工件和设备的精度。反之，滚压力过小，工件表面的刀痕不易去除，表面粗糙度达不到规定要求，所以加工时要注意调整滚压力。为保证加工质量通常压力进行压力进行试滚，逐步调节滚压力直至获得要求的结果。
    滚轮的进给量对滚压后金属表面微观几何开关有很大影响。一般情况下进给量小时能获得良好的表面质量。金属表面塑性变形与滚压力持续的时间有关。时间延长则变形深度、密度以及冷硬层尝试亦随之增加。如果进给量小，被滚压表面则因重压增多面是得到良好的表面质量。经验证明，走刀量为0.5~0.25mm/r比较合适。
    c.滚压时的注意事项。滚压前球面表面粗糙度不低于Ra3.2μm,一般说来，滚压前的表面粗糙度愈好，滚压后的表面粗糙度就愈高，同时滚压压力还可适当减小。球面在加工、运输过程中不能有碰伤、划伤。因为滚压不能逍消除被滚压表面的划痕、伤疤。滚压过程中要使用大量润滑冷却液，以减少滚压摩擦，改善工件表面粗糙度和提高滚轮的使用寿命。滚轮最好用Cr12MnV或9SiCr合金工具钢制造。热处理硬度以59~62HRC这宜。滚轮工作部分的表面粗糙度不能低于Ra0.8μm。
    至于滚压工艺用于关闭件加工，能否影响关闭件的耐冲蚀性能，尚待实践来验证。