阀门制造工艺说明书

1开封大学阀门制造工艺课程设计说明书设计题目：设计300Z41H40闸阀零件的机械加工工艺规程专业：机电一体化班级：阀门班学生姓名：朱钦章指导教师：杨虹2015年12月2目录（一）阀门零件工艺规程……………………………3（二）阀体的加工…………………………………...4（三）阀盖的加工…………………………………….6（四）闸板的加工……………………………………..6（五）阀杆的加工…………………………………….8(六)研磨工艺加工……………………………………9阀门的机加工工艺3（一）阀门零件工艺规程典型（1）典型的工艺流程图：（2）阀门零件的分类4由于阀门的零件品种规格繁多，下边仅以三通阀体、框架和球帽阀盖以及阀芯关闭件三大类零件作为代表，介绍一些典型的加工工艺方法。（二）阀体类零件的加工（1）闸阀类阀体的结构和工艺分析：阀体是中空、壁薄的壳体零件，多为三通管状，用于直线管路上。该阀体的进口通道与出口通道同轴，故称直通式（见右图）。两通道端部为圆形法兰，法兰上有均匀分布的螺栓孔，以便与管道上的法兰连接。阀体上端亦有中法兰，用以连接阀盖。阀体的形体是由圆柱面、圆锥面、球面和特形表面组成的，其外部和内腔的表面大部分不需要加工，因此零件毛坯一般都选用铸件。阀体内腔左、右设计有精度较高的圆柱形阀座孔，对于镶阀座结构的还有精度较高的螺纹孔，堆焊密封面的阀体具有楔形角度（多为5°）和光洁度很高的楔形密封部位。为引导闸板准确地与阀体密封面相吻合，在体腔内有两条对称的导向筋。由于阀体是承压薄壁壳体，故对毛坯的强度、刚度及铸件的内在质量要求很高。闸阀阀体密封面不仅具有很高的角度精度的要求，为了保证闸板的正常配合位置，要求两密封面中心的距离（通称为开档宽度）的精度有很高的要求。对于中心线相对称的两个密封面与导向筋的对称度也有—定要求。阀体的主要加工表面大多是旋转表面，因此．除导向筋部位在插或刨床上加工外，其余表面均采用车削。由于密封面部位的精度和光洁度要求很高，而铸件毛坯的加工余量又较大，所以。闸阀阀体可以分粗、精加工两个阶段。在粗加工时，先把三法兰加工好，然后以法兰为基准，采用带有角度的斜胎精车密封面。精车后，密封面仍达不到图纸的几何形状精度和光洁度要求，必须经过光整加工—研磨。在此期间，可以安排三个法兰的钻孔工序。（2）闸阀类阀体的典型工艺：１）较小口径的加工方案：以阀体三个颈部外园（锥）面毛坯为粗基准定位，先加工中法兰及止口，再以中法兰和止口定位为精基准加工两端法兰、导向筋和密封面部位。三个法兰螺栓孔的加工，以端法兰为自身基准。两个密封面的加工，—般采用回转夹具在车床上进行，使用中法兰同—个定位基准，使两密封面的加工在—次安装下完成。阀座孔或密封面角度的精度由夹具保证、密封面的对称度和开裆尺寸由机床挡块配合卡板量具来控制。这个方案由于要使用带斜度底盘的180°回转夹具，阀门只适用于ＤＮ≤100的较小口径的阀门。（回转夹具见上图）典型的工艺过程：5序号工序内容定位基准夹具特点１车中法兰端面、外圆、止口三颈部外圆（锥）面下部三个Ｖ形定位座２车两端法兰面、外圆、密封面中法兰端面、止口下部为平盘回转夹具３刨导向筋中法兰端面、止口中法兰定位弯板胎４车两密封面部位中法兰端面、止口下部为斜盘回转夹具５钻中法兰孔中法兰端面、止口钻模板６钻两端法兰孔两端法兰面、外圆钻模板２）中、大口径的加工方案：先加工两端法兰，再以端法兰为精基准，依次加工中法兰、导向筋、密封面部位及法兰螺栓孔等。以上两密封面的角度加工主要由夹具来保证、为了达到此目的，通常在制造斜胎夹具时采用同—个角度母板。即用与阀体密封面角度完全相同的两块母板，其中一块用作制造加工阀体密封面夹具的母板。将两块母板重叠（等于两倍阀体密封面的斜角），即可作为制造加工闸板密封面夹具的母板。用这种方法制造的夹具加工，可以保证阀体密封面与闸板密封面的角度完全—致。为了保证两密封面的对称性和开裆宽度尺寸精度，需提高阀体全长的制造精度，以便控制半长尺寸，全开档尺寸用专用的开挡量具来控制。这种方案的优点是：工艺装备相对比较简单，有利于夹具的标准化和通用化。其缺点是：两密封面加工需要两次装夹完成，而两次装夹的定位基准不统—，因此必然产生定位误差。这种加工方案若没有相应的工艺措施，就很难加工出能满足互换装配要求的阀体，这种方案由于采用的是各自独立的单个夹具，适用于大、中口径阀体的加工，在阀门行业应用比较广泛。典型的工艺过程：序号工序内容定位基准夹具特点１车一端法兰端面、外圆端法兰外圆四爪卡盘２车另一法兰端面、外圆已车法兰端面、外圆止口定位盘３车中法兰端面、外圆、止口两端法兰端面、外圆两端Ｖ形定位及压板４划导向筋加工线中法兰止口５刨（插）导向筋中法兰端面、止口止口定位盘６车两密封面部位端法兰端面、止口斜胎止口定位盘７钻中法兰孔中法兰端面、止口钻模板８钻两端法兰孔端法兰端面、止口钻模板下面介绍几种阀体的加工夹具：6（三）阀盖类零件的加工；阀盖是支撑阀杆和传动机构并与阀体组成密封承压腔的重要零件，与法兰直通式阀体配套的阀盖结构主要有框架式和球帽式等。盔盖式阀盖的工艺分析和典型工艺过程：盔盖式阀盖的上、下端均带法兰，分别与支架和阀体相连接。由于其结构复杂，毛坯均采用和阀体材料相同的铸件。主要的结构特点是各主要的加工面为旋转面，但大小法兰的尺寸差距较大，小法兰往往呈长方形，加工有一定的困难。以下为采用通用设备进行批量生产时经常采用的典型工艺过程：序号工序内容定位基准夹具特点１粗车小平面、内孔、法兰背面大端法兰外圆、找正四爪卡盘２车大法兰外圆、端面、中孔小端法兰、止口止口定位盘３精车小端端面、内孔各部大法兰端面、止口止口定位盘４划线确定铰链螺钉槽及销轴孔大法兰端及中心线５铣铰链螺钉槽大法兰端面、止口止口定位盘６钻销轴孔大法兰端面、止口止口定位盘７钻小法兰孔小端法兰止口钻模板8钻大法兰孔大法兰端面止口钻模板（四）阀芯关闭件的加工阀芯关闭件是指在阀门中起关闭作用的运动零件，它用来切断、调节或改变介质的流向。不同的阀类其关闭件的结构、形状都有很大差异，常见的有闸阀的闸板、截止阀的阀瓣、球阀的球体、蝶阀的阀板和旋塞阀的锥塞等。所有的关闭件上都有要与阀体密封面相吻合的精度和光洁度都很高的密封面。下边就闸板和球体的加工工艺的介绍。（1）楔式闸板的加工1）楔式闸板的结构特点：闸板是外缘带凸块的圆盘，两端面为对称于中心面的倾斜密封面（多为5°），在其上端凸出部位有与阀杆连接的T形槽或螺纹。为使闸板能在阀体中顺利地开启和关闭，在闸板外缘的两侧面上有导向槽或导向筋。72）楔式闸板的典型工艺过程：序号工序内容定位基准工装特点1划中心线和导向槽、T型槽线三个划线千斤顶、90度弯尺2铣两边导向槽按划线找正下部斜胎垫平双面铣床，单角度斜胎3铣上端T形槽两边导向槽两边导向槽定位夹紧4车一端密封堆焊基面T形槽端面、两边导向槽单角度斜胎、T形槽端面定心、导向槽压紧5车另一端密封堆焊基面堆焊基面、工艺止口双角度斜胎、T形槽端面定心、导向槽压紧6堆焊密封面（热处理）7车一端密封面（留磨量）导向槽、T形槽单角度斜胎、T形槽端面定心、导向槽压紧8车另一端密封面（留磨量）密封面及内止口双角度斜胎、T形槽端面定心、导向槽压紧9铣切弹性槽密封面及内止口单角度斜胎、T形槽端面定心、导向槽压紧10磨削两密封面密封面双角度斜胎、T形槽端面定心、导向槽压紧11研磨两密封面密封面研磨机（震动、行下面是几种加工闸板的夹具：8五阀杆类加工阀杆的工艺分析及典型工艺过程设计300Z41H40阀杆工艺规程材料为Cr13产量为中批或大批生产阀杆常用毛坯是圆柱形锻件，也有采用圆形棒材的，当阀杆头部直径相差较大而生产量也较大时，可采用圆棒材头部镦粗的方法来制造阀杆毛坯。阀杆是比较典型的轴类零件，大多数阀杆的长度与直径之比大于10，属于细长轴，故刚性较差。为保证阀杆的轴线直线度的形状公差要求，阀杆的粗精加工应分开进行。外圆柱面，梯形螺纹等主要表面均安排有粗加工工序，这样，就不会因为粗加工时的切削力过大而影响零件的最后精度。阀杆一般采用两顶尖孔作为定位基准。外螺纹，锥面密封面，上密封锥面及外圆柱面的设计基准都是阀杆的轴线，采用两顶尖孔作为定位基准不仅符合基准重合原则，而且由于各主要表面均采用同一个定位基准来加工，所以也符合基准统一原则。带密封面的阀杆在加工端部的锥面时，需将该端面的顶尖孔车去，此时可采用已加工好的外圆柱面做定位面。车削阀杆螺纹退刀槽时，由于工件刚性较差，可将阀杆一端装夹在三爪自定心卡盘内，另一端用后顶尖顶住或中心架拖住。阀杆的热处理工序（调制，正火+回火，固溶化处理+淬火）通常安排在粗加工之前，也可安排在粗加工之后、表面处理工序均安排在精加工之后进行。阀杆梯形螺纹加工有三种方法。单件，小批量生产时采用车削；中批生产时采用高速车削或旋风铣削；大批量生产时采用冷滚压。工序工步工种工序工步名称加工位置机床工艺装备夹具刃具量具辅具毛坯调质处理正火+回火固溶化处理+淬火1车车两端面打中心孔19车床三爪卡盘中心钻游标卡尺中心架2车粗车小头外圆留余量2mm56车床三爪卡盘车刀鸡心夹活顶尖3车精车小头外圆留余量0.4mm56车床三爪卡盘车刀鸡心夹活顶尖4车粗车大头外圆留余量2mm2车床三爪卡盘车刀鸡心夹活顶尖5车精车大头外圆留余量0.4mm2车床三爪卡盘车刀鸡心夹活顶尖6车切空刀槽及上密封锥面47车床三爪卡盘车刀7车粗车螺纹8车床三爪卡盘螺纹刀中心夹活顶尖8车精车螺纹8车床三爪卡盘车刀中心夹活顶尖9磨粗磨外圆256外圆磨床三爪卡盘砂带千分尺10磨精磨外圆及螺纹至标准256外圆磨床三爪卡盘砂带11铣铣扁槽3铣床铜三爪卡盘主铣刀氮化去毛刺清理终检9（六）阀门密封面的研磨工艺（1）阀体密封平面的研磨：阀体密封平面位于阀体内腔，研磨比较困难。通常使用带方孔的圆盘状研具，放在内腔的密封面上，再用带方头的长柄手把来带动研磨盘作研磨运动。研磨盘上有圆柱凸台或引导垫片，以防止在研磨过程中研具局部离开环状密封面而造成研磨不匀的现象。研磨的压力要均匀，粗研时压力可大些，精研时应较小。应注意不要因施加压力而使研具局部脱开密封平面。研磨一段时间后，要检查工件的不平度。当环状密封面上均匀地显出接触痕迹，而径向最小接触宽度与密封面宽度之比。（2）闸板密封平面的研磨：闸板和阀座的密封平面可使用研磨平板来手工研磨。工作前先在于净的平板上均匀地徐上一层研磨剂，将工件贴合在平板上后可用手一边旋转一边作直线运动或作8字形运动。由于研磨运动方向的不断变更使磨粒不断地在新的方向起磨削作用，故可提高研磨效率。（3）锥形密封面的研磨：锥形密封面的制造和修理比较困难，但因锥面形成的密封力较大，密封性能也较好，故在高压小口径的截止阀、旋塞阀及蝶阀上普遍采用锥面密封。