閥門制造工藝說明書

1、開 封 大 學(xué)閥門制造工藝課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：設(shè)計300Z41H40閘閥零件的機械加工工藝規(guī)程 專 業(yè)：機電一體化班 級：閥門班學(xué)生姓名：朱欽章指導(dǎo)教師：楊虹2015年12月 目錄（一）閥門零件工藝規(guī)程 3 （二） 閥體的加工.4（三）閥蓋的加工.6（四）閘板的加工.6（五）閥桿的加工.8(六)研磨工藝加工9閥門的機加工工藝（一）閥門零件工藝規(guī)程典型（1）典型的工藝流程圖：（2）閥門零件的分類由于閥門的零件品種規(guī)格繁多，下邊僅以三通閥體、框架和球帽閥蓋以及閥芯關(guān)閉件三大類零件作為代表，介紹一些典型的加工工藝方法。（二） 閥體類零件的加工（1）閘閥類閥體的結(jié)構(gòu)和工藝分析：閥體是中空、壁薄的殼

2、體零件，多為三通管狀，用于直線管路上。該閥體的進(jìn)口通道與出口通道同軸，故稱直通式（見右圖）。兩通道端部為圓形法蘭，法蘭上有均勻分布的螺栓孔，以便與管道上的法蘭連接。閥體上端亦有中法蘭，用以連接閥蓋。閥體的形體是由圓柱面、圓錐面、球面和特形表面組成的，其外部和內(nèi)腔的表面大部分不需要加工，因此零件毛坯一般都選用鑄件。閥體內(nèi)腔左、右設(shè)計有精度較高的圓柱形閥座孔，對于鑲閥座結(jié)構(gòu)的還有精度較高的螺紋孔，堆焊密封面的閥體具有楔形角度（多為5°）和光潔度很高的楔形密封部位。為引導(dǎo)閘板準(zhǔn)確地與閥體密封面相吻合，在體腔內(nèi)有兩條對稱的導(dǎo)向筋。由于閥體是承壓薄壁殼體，故對毛坯的強度、剛度及鑄件的內(nèi)在質(zhì)量要

3、求很高。 閘閥閥體密封面不僅具有很高的角度精度的要求，為了保證閘板的正常配合位置，要求兩密封面中心的距離（通稱為開檔寬度）的精度有很高的要求。對于中心線相對稱的兩個密封面與導(dǎo)向筋的對稱度也有定要求。 閥體的主要加工表面大多是旋轉(zhuǎn)表面，因此除導(dǎo)向筋部位在插或刨床上加工外，其余表面均采用車削。由于密封面部位的精度和光潔度要求很高，而鑄件毛坯的加工余量又較大，所以。閘閥閥體可以分粗、精加工兩個階段。在粗加工時，先把三法蘭加工好，然后以法蘭為基準(zhǔn)，采用帶有角度的斜胎精車密封面。精車后，密封面仍達(dá)不到圖紙的幾何形狀精度和光潔度要求，必須經(jīng)過光整加工研磨。在此期間，可以安排三個法蘭的鉆孔工序。（2）閘閥類

4、閥體的典型工藝：）較小口徑的加工方案：以閥體三個頸部外園（錐）面毛坯為粗基準(zhǔn)定位，先加工中法蘭及止口，再以中法蘭和止口定位為精基準(zhǔn)加工兩端法蘭、導(dǎo)向筋和密封面部位。三個法蘭螺栓孔的加工，以端法蘭為自身基準(zhǔn)。兩個密封面的加工，般采用回轉(zhuǎn)夾具在車床上進(jìn)行，使用中法蘭同個定位基準(zhǔn)，使兩密封面的加工在次安裝下完成。閥座孔或密封面角度的精度由夾具保證、密封面的對稱度和開襠尺寸由機床擋塊配合卡板量具來控制。這個方案由于要使用帶斜度底盤的180°回轉(zhuǎn)夾具，閥門只適用于100的較小口徑的閥門。（回轉(zhuǎn)夾具見上圖）典型的工藝過程：序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)夾具特點車中法蘭端面、外圓、止口三頸部外圓（錐）面下部

5、三個形定位座車兩端法蘭面、外圓、密封面中法蘭端面、止口下部為平盤回轉(zhuǎn)夾具刨導(dǎo)向筋中法蘭端面、止口中法蘭定位彎板胎車兩密封面部位中法蘭端面、止口下部為斜盤回轉(zhuǎn)夾具鉆中法蘭孔中法蘭端面、止口鉆模板鉆兩端法蘭孔兩端法蘭面、外圓鉆模板）中、大口徑的加工方案：先加工兩端法蘭，再以端法蘭為精基準(zhǔn)，依次加工中法蘭、導(dǎo)向筋、密封面部位及法蘭螺栓孔等。 以上兩密封面的角度加工主要由夾具來保證、為了達(dá)到此目的，通常在制造斜胎夾具時采用同個角度母板。即用與閥體密封面角度完全相同的兩塊母板，其中一塊用作制造加工閥體密封面夾具的母板。將兩塊母板重疊（等于兩倍閥體密封面的斜角），即可作為制造加工閘板密封面夾具的母板。用這

6、種方法制造的夾具加工，可以保證閥體密封面與閘板密封面的角度完全致。為了保證兩密封面的對稱性和開襠寬度尺寸精度，需提高閥體全長的制造精度，以便控制半長尺寸，全開檔尺寸用專用的開擋量具來控制。 這種方案的優(yōu)點是：工藝裝備相對比較簡單，有利于夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。其缺點是：兩密封面加工需要兩次裝夾完成，而兩次裝夾的定位基準(zhǔn)不統(tǒng)，因此必然產(chǎn)生定位誤差。這種加工方案若沒有相應(yīng)的工藝措施，就很難加工出能滿足互換裝配要求的閥體，這種方案由于采用的是各自獨立的單個夾具，適用于大、中口徑閥體的加工，在閥門行業(yè)應(yīng)用比較廣泛。典型的工藝過程：序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)夾具特點車一端法蘭端面、外圓端法蘭外圓四爪卡盤車另一法

7、蘭端面、外圓已車法蘭端面、外圓止口定位盤車中法蘭端面、外圓、止口兩端法蘭端面、外圓兩端形定位及壓板劃導(dǎo)向筋加工線中法蘭止口刨（插）導(dǎo)向筋中法蘭端面、止口止口定位盤車兩密封面部位端法蘭端面、止口斜胎止口定位盤鉆中法蘭孔中法蘭端面、止口鉆模板鉆兩端法蘭孔端法蘭端面、止口鉆模板下面介紹幾種閥體的加工夾具： （三）閥蓋類零件的加工；閥蓋是支撐閥桿和傳動機構(gòu)并與閥體組成密封承壓腔的重要零件，與法蘭直通式閥體配套的閥蓋結(jié)構(gòu)主要有框架式和球帽式等?？w式閥蓋的工藝分析和典型工藝過程：盔蓋式閥蓋的上、下端均帶法蘭，分別與支架和閥體相連接。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，毛坯均采用和閥體材料相同的鑄件。主要的結(jié)構(gòu)特點是各主要的

8、加工面為旋轉(zhuǎn)面，但大小法蘭的尺寸差距較大，小法蘭往往呈長方形，加工有一定的困難。以下為采用通用設(shè)備進(jìn)行批量生產(chǎn)時經(jīng)常采用的典型工藝過程：序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)夾具特點粗車小平面、內(nèi)孔、法蘭背面大端法蘭外圓、找正四爪卡盤車大法蘭外圓、端面、中孔小端法蘭、止口止口定位盤精車小端端面、內(nèi)孔各部大法蘭端面、止口止口定位盤劃線確定鉸鏈螺釘槽及銷軸孔大法蘭端及中心線銑鉸鏈螺釘槽大法蘭端面、止口止口定位盤鉆銷軸孔大法蘭端面、止口止口定位盤鉆小法蘭孔小端法蘭止口鉆模板8鉆大法蘭孔大法蘭端面止口鉆模板（四）閥芯關(guān)閉件的加工 閥芯關(guān)閉件是指在閥門中起關(guān)閉作用的運動零件，它用來切斷、調(diào)節(jié)或改變介質(zhì)的流向。不同的閥類其

9、關(guān)閉件的結(jié)構(gòu)、形狀都有很大差異，常見的有閘閥的閘板、截止閥的閥瓣、球閥的球體、蝶閥的閥板和旋塞閥的錐塞等。所有的關(guān)閉件上都有要與閥體密封面相吻合的精度和光潔度都很高的密封面。下邊就閘板和球體的加工工藝的介紹。（1）楔式閘板的加工1）楔式閘板的結(jié)構(gòu)特點：閘板是外緣帶凸塊的圓盤，兩端面為對稱于中心面的傾斜密封面（多為5°），在其上端凸出部位有與閥桿連接的T形槽或螺紋。為使閘板能在閥體中順利地開啟和關(guān)閉，在閘板外緣的兩側(cè)面上有導(dǎo)向槽或?qū)蚪睢?）楔式閘板的典型工藝過程：序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)工裝特點1劃中心線和導(dǎo)向槽、T型槽線三個劃線千斤頂、90度彎尺2銑兩邊導(dǎo)向槽按劃線找正下部斜胎墊平雙面

10、銑床，單角度斜胎3銑上端T形槽兩邊導(dǎo)向槽兩邊導(dǎo)向槽定位夾緊4車一端密封堆焊基面T形槽端面、兩邊導(dǎo)向槽單角度斜胎、T形槽端面定心、導(dǎo)向槽壓緊5車另一端密封堆焊基面堆焊基面、工藝止口雙角度斜胎、T形槽端面定心、導(dǎo)向槽壓緊6堆焊密封面（熱處理）7車一端密封面（留磨量）導(dǎo)向槽、T形槽單角度斜胎、T形槽端面定心、導(dǎo)向槽壓緊8車另一端密封面（留磨量）密封面及內(nèi)止口雙角度斜胎、T形槽端面定心、導(dǎo)向槽壓緊9銑切彈性槽密封面及內(nèi)止口單角度斜胎、T形槽端面定心、導(dǎo)向槽壓緊10磨削兩密封面密封面雙角度斜胎、T形槽端面定心、導(dǎo)向槽壓緊11研磨兩密封面密封面研磨機（震動、行下面是幾種加工閘板的夾具：五 閥桿類加工閥桿的

11、工藝分析及典型工藝過程設(shè)計300Z41H40閥桿工藝規(guī)程材料為Cr13產(chǎn)量為中批或大批生產(chǎn)閥桿常用毛坯是圓柱形鍛件，也有采用圓形棒材的，當(dāng)閥桿頭部直徑相差較大而生產(chǎn)量也較大時，可采用圓棒材頭部鐓粗的方法來制造閥桿毛坯。閥桿是比較典型的軸類零件，大多數(shù)閥桿的長度與直徑之比大于10，屬于細(xì)長軸，故剛性較差。為保證閥桿的軸線直線度的形狀公差要求，閥桿的粗精加工應(yīng)分開進(jìn)行。外圓柱面，梯形螺紋等主要表面均安排有粗加工工序，這樣，就不會因為粗加工時的切削力過大而影響零件的最后精度。 閥桿一般采用兩頂尖孔作為定位基準(zhǔn)。外螺紋，錐面密封面，上密封錐面及外圓柱面的設(shè)計基準(zhǔn)都是閥桿的軸線，采用兩頂尖孔作為定位基準(zhǔn)

12、不僅符合基準(zhǔn)重合原則，而且由于各主要表面均采用同一個定位基準(zhǔn)來加工，所以也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。帶密封面的閥桿在加工端部的錐面時，需將該端面的頂尖孔車去，此時可采用已加工好的外圓柱面做定位面。車削閥桿螺紋退刀槽時，由于工件剛性較差，可將閥桿一端裝夾在三爪自定心卡盤內(nèi)，另一端用后頂尖頂住或中心架拖住。 閥桿的熱處理工序（調(diào)制，正火+回火，固溶化處理+淬火）通常安排在粗加工之前，也可安排在粗加工之后、表面處理工序均安排在精加工之后進(jìn)行。 閥桿梯形螺紋加工有三種方法。單件，小批量生產(chǎn)時采用車削；中批生產(chǎn)時采用高速車削或旋風(fēng)銑削；大批量生產(chǎn)時采用冷滾壓。工序工步工種工序工步名稱加工位置 機床工 藝 裝 備

13、夾 具刃 具量 具輔 具毛坯調(diào)質(zhì)處理 正火+回火固溶化處理+淬火1車車兩端面打中心孔 1 9車床三爪卡盤中心鉆游標(biāo)卡尺中心架2車粗車小頭外圓留余量2mm 5 6車床三爪卡盤車刀雞心夾活頂尖3車精車小頭外圓留余量0.4mm 5 6車床三爪卡盤車刀雞心夾活頂尖4車粗車大頭外圓留余量2mm 2車床三爪卡盤車刀雞心夾活頂尖5車精車大頭外圓留余量0.4mm 2車床三爪卡盤車刀雞心夾活頂尖6車切空刀槽及上密封錐面 4 7車床三爪卡盤車刀7車粗車螺紋 8 車床三爪卡盤螺紋刀中心夾活頂尖8車精車螺紋 8車床三爪卡盤車刀中心夾活頂尖9磨粗磨外圓2 5 6外圓磨床三爪卡盤砂帶千分尺10磨精磨外圓及螺紋至標(biāo)準(zhǔn)2 5 6外圓磨床三爪卡盤砂帶11銑銑扁槽 3銑床銅三爪卡盤主銑刀氮化去毛刺 清理 終檢（六）閥門密封面的研磨工藝（1）閥體密封平面的研磨：閥體密封平面位于閥體內(nèi)腔，研磨比較困難。通常使用帶方孔的圓盤狀研具，放在內(nèi)腔的密封面上，再用帶方頭的長柄手把來帶動研磨盤作研磨運動。研磨盤上有圓柱凸臺或引導(dǎo)墊片，以防止在研磨過程中研具局部離開環(huán)狀密封面而造成研磨不勻的現(xiàn)象。研磨的壓力要均勻，粗研時壓力可大些，精研時應(yīng)較小。應(yīng)注意不要因施加壓力而使研具局部脫開密封平面。研磨一段時間后，要檢查工件的不平度。當(dāng)環(huán)狀密封面上均勻地顯出接觸痕跡，而徑向最小接觸