阀体的加工工艺分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司运营管理部 作者:杨彦东

  文章以某管道控制阀为研究对象,该阀体的作用是控制液体的开关以及流量的大小。文章对其零件的功用、材料和形体进行了描述和分析,在此基础上对阀体零件进行了技术要求分析和加工工艺性分析,最终提出了零件的加工方案。

1、零件的功用与材料

  该阀体是一个,通过一处外螺纹和一处带螺纹孔的方形壁与其他物体连接。顶部内螺纹是用来安装控制阀门,利用阀门来。阀体的材料是灰铸铁HT350,其抗拉强度大于350MPa。

2、形体分析

  此零件是阀体,阀体左端通过螺柱和螺母与阀盖连接,形成球阀容纳阀芯的Φ43空腔,左端的Φ50H11圆柱形槽与阀盖的圆柱形凸缘相配合;阀体空腔右侧Φ35H11圆柱形槽,用来放置球阀关闭时不泄露流体的密封圈;阀体右端有用于连接系统中管道的外螺纹M36´2,内部阶梯孔Φ28.5、Φ20与空腔相通;在阀体上部的Φ36圆柱体中,有Φ26、Φ22、Φ18的阶梯与空腔相通,在阶梯孔内容纳阀杆、填料压紧套;阶梯孔顶端90°扇形限位凸块,用来控制扳手和阀杆的旋转角度。

  从尺寸上分析,阀体的结构形式比较复杂,标注尺寸很多,这里仅分析其中主要尺寸。以阀体水平轴线为径向(高度方向)尺寸基准,注出水平方向的径向直径尺寸Φ50、Φ35、Φ20和M36´2等。同时还要注出水平轴线到顶端的高度尺寸56。以阀体垂直孔的轴线为长度方向尺寸基准,注出铅垂方向的径向直径尺寸Φ36、M24´1.5、Φ22H11、Φ18H11等。同时还要注出铅垂孔轴线与左端面的距离21。以阀体前后对称面为宽度方向尺寸基准,注出阀体的圆柱体外形尺寸Φ55、左端面方形凸缘外形尺寸75´75,以及四个螺孔的定位尺寸Φ70。同时还要注出扇形限位块的角度定位尺寸45°±30。

3、技术要求分析

  (1)尺寸精度。阀体的尺寸精度中Φ50,Φ35的精度为IT7。尺寸41的公差是0.06,精度为IT9。尺寸43的公差是0.039,精度是IT8。尺寸21的公差是0.05,精度IT9,尺寸Φ22,Φ20的以差是0.033,精度是IT8,尺寸5的公差是0.18,精度是IT13,尺寸Φ18的公差是0.027,精度是IT8,尺寸56的公差是0.12,精度是IT10。

  (2)位置精度。指零件的各表面之间相互位置精度。Φ20和Φ35的同轴度应达到设计要求。四个螺纹孔对Φ35的轴线的度也应达到设计要求。

  (3)表面粗糙度。零件的各表面的粗糙度应达到设计要求的粗糙度Ra值。

  (4)热处理性能。

表1 尺寸精度说明表

尺寸精度说明表

4、零件的加工工艺性分析

  此零件是阀体,主要加工面是外圆、内孔、端面、阶台孔、内螺纹和沟槽等,而且加工内表面比外表面多,就带来了许多困难:

  (1)孔加工是在零件的内部是行,切削情况不易直接用眼睛来观察;

  (2)切屑不易排出,冷却液难以注入切削区域;

  (3)当加工时,壁厚比较薄,加工时容易产生变形;

  (4)内孔的测量要比外圆难,尤其是小孔。

  就阀体零件来说:

  (1)该工件是以左端面和轴线为基准,根据基面先行的原则,第一道工序应以右端面外圆定位加工左端面及内孔。

  (2)因阀体零件的壁厚较薄,在各道工序夹持工件时应注意防止变形。

  (3)该工件内孔Φ20和Φ35有同轴度要求,所以在加工时Φ20、Φ35应在一次装夹内完成加工。

  (4)该工件螺纹孔4-M12对Φ35的轴线有位置度要求,所以在加工4-M12螺纹孔时,应设计专用钻模,才能保证位置度的要求。

5、安排加工工艺路线

  在拟定工艺路线时,工序集中或分散的程度,主要取决于生产规模、零件的结构特点和技术要求,有时,还要考虑各工序生产节拍的一致性。一般情况下,单个小批生产时,只能工序集中,在一台普通机床上加工出尽量多的表面;大批大量生产时,既可以采用多刀、多轴等高效、自动机床,将工序集中,也可以将工序分散后组织流水生产。批量生产应尽可能采用效率较高的半自动机床,使工序适当集中,从而有效地提高生产率。

  阀体零件的加工工艺路线安排如下:(1)铸造毛坯;(2)时效处理;(3)车左端面,粗、半精、精镗孔Φ35、Φ43、Φ50;钻、粗铰、精铰Φ20;(4)调冰,车右端面,车孔Φ28.5;车右端外圆表面,倒角;车M36´2螺纹;(5)车上端面,镗孔Φ18、Φ22、Φ26,车Φ孔24.3;车M24螺纹;(6)钻-攻4-M12螺纹;(7)铣凸台;(8)检查;(9)包装入库。

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