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2017年閥門生產(chǎn)最新工藝||長知識了

（一）閥門零件工藝規(guī)程典型化

（1）閥門零件工藝規(guī)程典型化的意義

閥門的規(guī)格品種繁多，尺寸相差懸殊，零件材料的種類也較多，加之各閥門廠的生產(chǎn)條件和工藝人員的經(jīng)驗和習(xí)慣不同，編制閥門零件加工過程也不盡一致。合理的工藝過程不僅能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，還能提高勞動生產(chǎn)率并降低產(chǎn)品成本。編制合理的工藝規(guī)程是一項較復(fù)雜的工作，因為除了要在滿足產(chǎn)品圖紙要求，確定毛坯種類、加工方法及選用設(shè)備和工裝外，還要作多種工藝方案的對比分析。此外，編制工藝規(guī)程是否合理往往取決于工藝人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗。

 由于閥門零件的結(jié)構(gòu)、形狀及其工藝過程具有明顯的相似性，閥門零件的數(shù)量也不多，這是實現(xiàn)閥門零件工藝規(guī)程典型化的有利條件。工藝現(xiàn)程的典型化是將閥門零件依其形狀相似、尺寸相近、工藝相同，將另件的加工過程編制成典型的工藝規(guī)程。

 典型工藝規(guī)程可以作為工藝人員編制具體零件的工藝規(guī)程的依據(jù)，從而能夠縮短生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的周期和保證工藝規(guī)程的合理性。此外，工藝規(guī)程的典型化還可為工藝裝備的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化以及組織同類型零件的加工流水線、采用專用高效設(shè)備創(chuàng)造有利的條件。

目前，我國閥門行業(yè)大多數(shù)的制造廠，在單件、小批生產(chǎn)時，都會采用典型工藝規(guī)程和成組加工技術(shù)，這種方法有助于簡化生產(chǎn)組織，安排工藝流程，對于保證生產(chǎn)現(xiàn)場的實際需要和滿足各種質(zhì)量認(rèn)證均起著重要的指導(dǎo)作用．

（2）典型的工藝流程圖：

（3）閥門零件的分類

編制典型工藝規(guī)程必須事先對閥門零件進(jìn)行分類，任何機(jī)械零件的形體都是由若干個表面（平面、圓拄面、圓錐面、特形面等）所構(gòu)成。不同形狀和不同部位的表面，組合成為各種零件不同的形狀，各種同形狀表面的加工方法—般是相同的。例如：外圓柱表面通常采用車削或磨削的方法來加工；內(nèi)圓柱表面是通過鉆、鉸、鏜和磨削等加工方法獲得。因此，就有一種按零件的主要加工表面的形狀來進(jìn)行分類的方法，如：直筒閥體、三通閥體、框架閥蓋、盤形閥板等。同類零件具有相似的幾何形狀，往往具備有相近的工藝路線和相似的加工過程，可以使用典型工藝規(guī)程和成組加工技術(shù)組織生產(chǎn)。

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

法蘭直通式三通閥體是閘閥、截止閥、止回閥、減壓閥及節(jié)流閥閥體最常用的一種結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)的閥體量大面廣，應(yīng)用非常廣泛，所以以法蘭直通式閘閥閥體作為典型介紹。

  （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（見下圖）。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(qiáng)度、剛度及鑄件的內(nèi)在質(zhì)量要求很高。

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）閘閥類閥體的典型工藝：

根據(jù)閥門口徑的大小，閘閥類閥體的加工工藝可以有以下兩種方案：

１）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(jī)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ＤＮ≤100的較小口徑的閥門。（回轉(zhuǎn)夾具見下圖）

典型的工藝過程：

1

２）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(diǎn)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(diǎn)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(dú)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：

（三）閥蓋類零件的加工；

閥蓋是支撐閥桿和傳動機(jī)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。

（1）框架式閥蓋的結(jié)構(gòu)和典型工藝過程：

框架式閥蓋由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，—般采用與閥體材料相同的鑄件。其主要加工面為旋轉(zhuǎn)面，多用車削方法加工。由于閥蓋的法蘭大，而小端外圓小，加工法蘭時若以小端的外圓定位則夾壓點(diǎn)離加工表面比較遠(yuǎn)，剛性差，因而影響加工質(zhì)量和效率。加工時可先粗車小端，然后以小端內(nèi)孔和大法蘭背面定位，用套筒胎加工大端法蘭外圓。端面和上密封部位。

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：

（2）球帽式閥蓋的工藝分析和典型工藝過程：

球帽式閥蓋的上、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(diǎn)是各主要的加工面為旋轉(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：

（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(yùn)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，其重要程度和加工難度比相同形狀的其他機(jī)械零件難度較大。其中又以閘閥的楔式閘板的難度尤為復(fù)雜，球閥的球體加工比較典型。下邊就閘板和球體的加工工藝做代表性的介紹。

（1）楔式閘板的加工

1）楔式閘板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：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?/p>

由于閥門的用途不同，閘板密封面采用的堆焊材料也不—樣，常用的材料有銅、不銹鋼、鈷鉻鎢硬質(zhì)合金等。 閘板密封面的形成方法有三種： 從本體上直接車出、堆焊后車出、鑲嵌密封圈。

閘板的結(jié)構(gòu)形式又可分為彈性閘板和非彈性的剛性閘板兩大類，小規(guī)格的多用鍛造整體毛坯，中、大規(guī)格的閘板多采用鑄造的空心彈性閘板結(jié)構(gòu)。

2）楔式閘板的典型工藝過程：

（2）球閥球體的加工：球體的球面是主要的加工表面，其基本的加工順序是：先按工藝要求車出通道孔，再以通道孔為定位基準(zhǔn)加工球面。

   帶柄球體除球面外，還有精度較高的上、下軸的外圓拄面。這些圓拄面可采用頂尖孔為定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。由于這種球體的通孔垂直于兩端軸頸，加工球面時有一定困難，所以在加工時須采取必要的措施，以保證球面質(zhì)量。

球面的加工方法：加工球面的方法通常有以下兩種：

   1）銑削法：下圖是銑削球面的示意圖。這種方法是在銑頭前端裝一個帶兩把車刀的刀盤，刀盤由電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)。兩刀的刀尖應(yīng)在同一旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)。旋轉(zhuǎn)平面必須垂直于銑頭的軸線，并與工件的旋轉(zhuǎn)軸線平行，刀盤軸線應(yīng)通過球心，兩刀尖之間的距離可根據(jù)被加工球體的直徑來決定。

銑球可以在普通車床或立式銑床上進(jìn)行。銑球時刀盤的轉(zhuǎn)速一般為900～1200轉(zhuǎn)／分，工件的轉(zhuǎn)速為1～10轉(zhuǎn)/分。

銑削法效率高，表面光潔度較好（一般達(dá)Ra3.2)，適用于各種球體直徑。加工小的球體時，刀盤只需徑向進(jìn)給就可一次成型。加工大直徑球體時，小的刀盤需要沿回轉(zhuǎn)刀架做半回轉(zhuǎn)運(yùn)動，刀盤才能銑出大的球面。注意刀盤的軸線應(yīng)垂直于球的回轉(zhuǎn)軸線并通過球心。如果刀盤軸線高于或低于球的回轉(zhuǎn)軸線，加工出來的球體會呈橢圓形。

2）車削法：這是應(yīng)用最廣的一種球面加工方法，車球法是在普通車床上安裝車球裝置或在專用機(jī)床上用普通車刀來加工球面。

單件小批生產(chǎn)多在普通車床上加工球面，下圖為車球裝置。該裝置直接安裝在床身導(dǎo)軌上，使轉(zhuǎn)盤做回轉(zhuǎn)運(yùn)動，安裝在小刀夾上的車刀就可進(jìn)行球面的車削。

這種車球裝置的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。它直接固定在機(jī)床的床身導(dǎo)軌上，故剛性較好，工作平穩(wěn)、可靠，且齒條與齒輪的間隙可通過斜塊進(jìn)行調(diào)整，因而可避免切削過程中產(chǎn)生振動。

為減少工件安裝次數(shù)，提高加工效率，可在回轉(zhuǎn)盤上安裝兩個刀架（如上圖所示）。后刀架安裝粗車刀，前刀架安裝精車刀。

右圖為加工球面用的彈簧心軸。使用時將球坯套穿心軸上，使其一端緊靠定位墊，擰動右端的螺母，把球體撐緊，然后松開另一端，取下定位墊。將心軸安裝在機(jī)床頂尖之間，搖動大溜板，回轉(zhuǎn)盤中心與球心在垂直向上重合，通過試切后可將大溜板的位置固定。

   帶支承軸的大尺寸球體，其中部通孔是預(yù)先鑄出的。這就增加了加工的難度。為避免加工過程中的斷續(xù)切削，在軸頸、球面粗加工之后便將通孔車好。

然后用堵蓋（其材料與閥體相同）把孔

封堵后再進(jìn)行球面的精加工。右圖為球

體通道孔的堵蓋。球面精車后可在該機(jī)

床上進(jìn)行砂帶磨，磨好后再把堵蓋拆除。

  中大批量的球體生產(chǎn)時，球面加工多在專用機(jī)床上進(jìn)行．

3）球面的磨削：球面可在普通車床或?qū)Ｓ脵C(jī)床上用平形砂輪的外圓或碗形砂輪的內(nèi)側(cè)磨削球面。

  ①用平形砂輪外圓可在普通車床上用砂輪外圓磨削，通常需將磨頭安裝在回轉(zhuǎn)刀架上，砂輪外圓回轉(zhuǎn)磨削形成球面。

  ②用碗形砂輪內(nèi)側(cè)磨削球面適用于小直徑的球面磨削。一般用于球徑小于100毫米的球面。磨削時可將磨頭安裝在普通車床的中溜板上，或安裝在專用機(jī)床上。磨削時，碗形砂輪的軸線必須通過球心。如果砂輪軸線不通過球心，磨出的球面將呈橢圓形。下圖為用碗形砂輪磨削球面的情形。

  利用砂輪內(nèi)側(cè)磨削時，砂輪與球面是環(huán)形接觸。磨削不銹鋼球體時，砂輪工作面很容易被切屑堵塞而失去磨削作用，并常常燒傷球面。為避免上述現(xiàn)象，除選用組織琉松的砂輪外，還在碗形砂輪的工作部分開幾條溝槽或采用鑲砂條的方法做砂輪。為了保證磨削球面質(zhì)量，磨削時需大量乳化液作潤滑冷卻用，同時必須及時修整砂輪，每次修整后，要用刷子將砂輪表面殘留的砂粒刷凈，以免殘砂劃傷球面。

第七章 閥門密封面的研磨工藝:

研磨是常用的光整加工方法，在閥門制造過程中研磨占有相當(dāng)重要的地位，閥門的金屬密封面大多是通過研磨來達(dá)到其光潔度和平整度要求的，它對閥門的密封質(zhì)量有著決定性作用。

（一）閥門密封面的研磨

（1）研磨的基本原理：研磨時，研具與工件表面貼合在一起，研具沿貼合表面作復(fù)雜的研磨運(yùn)動。研具與工件表面間注入研磨劑，研磨劑中的部分磨粒在兩表面間滑動或滾動，另一部分磨粒則嵌入或固著在研具的表面層，當(dāng)研具與工件相對運(yùn)動時，磨粒就在工件表面上切去很薄的一層金屬。工件上的凸峰部分首先被磨去，然后被研表面漸漸達(dá)到要求的幾何平整度。

    由于部分磨粒在研具與工件表面間滑動和滾動，研具表面也被磨料所磨耗，研具本身的幾何形狀精度直接影響到工件的幾何形狀精度。因此，除要求研具的材料耐磨和組織均勻外，研具的磨耗也應(yīng)均勻，以使它盡可能長久地保特其平面準(zhǔn)確性。研磨不僅是磨料對金屬的機(jī)械加工過程，同時還有化學(xué)作用，研磨劑中的油脂能使被加工表面形成氧化膜，從而加速了研磨過程。

 （2）研磨運(yùn)動：為使工件表面上各點(diǎn)磨削均勻和研具的磨耗均勻，研具與工件相對運(yùn)動時，工件表面上每一點(diǎn)對研具的相對滑動路程都不應(yīng)該相同。研具與工件相對運(yùn)動的方向應(yīng)不斷變更，運(yùn)動方向的不斷變化使每一磨粒不會在工件表面上重復(fù)自己運(yùn)動的軌跡，而應(yīng)該是網(wǎng)紋狀軌跡（如下圖），以免造成明顯的磨痕而降低工件的光潔度。研磨運(yùn)動盡管復(fù)雜，運(yùn)動方向盡管在變化，但研磨運(yùn)動始終是沿著研具與工件的貼合表面進(jìn)行的。研具運(yùn)動時不能離開貼合表面，也不應(yīng)再有別的強(qiáng)制性引導(dǎo)，工件的幾何形狀精度主要受研具的幾何形狀精度及研磨運(yùn)動的影響。

（3）研磨速度：研磨運(yùn)動的速度愈快，研磨的效率也愈高。研磨的速度過快會引起工件發(fā)熱現(xiàn)象，使其尺寸精度及幾何形狀精度降低。

研磨精度要求高時，研磨速度一般為30米／分。閥門密封面研磨速度與密封面材料有關(guān)。銅及鑄鐵密封面的研磨速度約10～45米／分，淬硬鋼及硬質(zhì)合金密封面約25～80米／分，奧氏體不銹鋼密封面約10～25米／分。

（4）研磨壓力：研磨效率隨研磨壓力的增大而提高，通常使用配重、彈簧或液壓裝置來施加研磨壓力。研磨壓力一般為1～4㎏／㎝2，研磨鑄鐵、銅及奧氏體不銹鋼材料的密封面時，研磨壓力為1～3㎏／㎝2，淬硬鋼和硬質(zhì)合金密封面為1.5～4㎏／㎝2，粗研時可取較大值，精研時取較小值。

（5）研磨余量：研磨是光整加工，磨削量很小，研磨余量的大小取決于上道工序的加工精度和表面光潔度。在保證去除上道工序加工痕跡和修正工件幾何形狀誤差的前提下，研磨余量愈小愈好。

精車后的密封面平面余量為0.01～0.05㎜。經(jīng)磨削后的密封面可直接研磨，其最小研磨余量為0.006-0.015㎜。手工研磨或材料硬度較高時取小值，機(jī)械研磨或材料硬度較低時取大值。

 （6）研具材料：對研具材料的要求有兩條：一是要容易嵌入磨粒，二是要能較長久地保持研具的幾何形狀精度。研具材料需具有較好的耐磨性，它的組織也應(yīng)均勻。組織均勻的材料磨耗也較均勻，有利于研具的幾何形狀精度。

灰鑄鐵研具適合研磨各種金屬材料的密封面，它能獲得較好的研磨質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率，常用的灰鑄鐵牌號為HT250及HT300。研具的工作表面上開有淺槽，研磨時淺槽內(nèi)可容納較多的研磨劑。當(dāng)研磨劑稀少時，溝槽內(nèi)的研磨劑能自動添加在研磨面上，從而提高了研磨效率。由于使用時會產(chǎn)生幾何形狀誤差，從而影響工件的幾何形狀精度，故研具應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行修整。

現(xiàn)在有些閥門廠家也有用硬質(zhì)鋼平面進(jìn)行研磨或在研磨板上壓、貼砂紙、砂布條進(jìn)行光整加工的做法，生產(chǎn)效率提高、生產(chǎn)條件改善，也取得了良好的使用效果。

（7）研磨劑： 研磨劑是由磨料和研磨液組成的一種混合劑，正確選用研磨劑可提高研磨的效率與質(zhì)量。

①磨料：常用磨料有下列幾種：

氧化鋁Al2O3：又稱剛玉，有人造及天然兩種。顏色有棕、白及淺紫色等。氧化鋁硬度較高，價格便宜，使用很普遍。一般用來研磨鑄鐵、銅、鋼及不銹鋼等材料的工件。

碳化硅SiC：硬度比氧化鋁高，有綠色及黑色兩種。綠色碳化硅適用于研磨硬質(zhì)合金，黑色碳化硅用于研磨脆性材料及軟材料的工件，如鑄鐵、黃銅等。碳化硅的應(yīng)用也很廣泛。

氧化鉻Cr2O3：深綠色，是一種硬度高和極細(xì)的磨料，淬硬鋼精研時常常使用氧化鉻，一般也用它來進(jìn)行密封面的拋光。

   磨料的顆粒尺寸大小叫做粒度，用篩選法獲得的磨粒粒度號是用每英寸長度上的篩網(wǎng)孔數(shù)來表示的，例如20＃粒度是指一英寸長度上有20個篩網(wǎng)孔。由于太細(xì)的篩網(wǎng)難以制造，一般采用沉淀法來分選磨粒，這時粒度就以磨粒的實際尺寸來表示，如W20粒度表示微粉磨粒的實際尺寸為14～20微米。

磨料粒度的粗細(xì)對研磨效率及研后表面光潔度有顯著的影響。粗研時，工件表面光潔度要求不高，為提高研磨效率宜選用粗粒度的磨料。精研時研磨余量小，工件表面光潔度的要求高，可采用細(xì)粒度的磨料。密封面粗研時磨料的粒度一般為120＃～240＃；精研時為W40～14。

   ②研磨液：研磨液是用來調(diào)和磨料的，在研磨過程中起潤滑和冷卻的作用。有的研磨液（如氧化作用較強(qiáng)的硬脂酸、油酸、工業(yè)甘油等）還起化學(xué)作用，它附著于工件表面并使被加工表面很快形成一層氧化膜。研磨時，工件凸起處的氧化膜首先被磨去，而露出的金屬表面又再次被氧化，新形成的氧化膜極易再次被磨去，如此繼續(xù)下去，凸峰就逐漸地被磨平。工件表面凹處的氧化膜由于沒有被磨掉而防止了凹處金屬被繼續(xù)氧化，研磨液的這種化學(xué)作用，提高了研磨的效率。

   工廠可以使用外購的研磨膏，研磨時將少量研磨膏放在容器里，用稀釋劑（水、甘油、煤油等）調(diào)合均勻后使用。

（二）閥門密封面的手工研磨：手工研磨時一般采用濕研磨。在濕研磨的過程中要經(jīng)常添加稀薄的研磨劑，以便把磨鈍了的磨粒從工作面上沖去，并不斷地加入新的磨粒，從而得到較高的研磨效率。對于精度和光潔度要求特別高的密封面，有時也使用壓砂布（紙）的平板進(jìn)行干研磨。

 （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(yùn)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，而徑向最小接觸寬度與密封面寬度之比（即密封面與檢驗平盤的吻合度）達(dá)到工藝規(guī)定的數(shù)值時，不平度就可認(rèn)為合格。

（2）閘板密封平面的研磨：閘板和閥座的密封平面可使用研磨平板來手工研磨。工作前先在于凈的平板上均勻地徐上一層研磨劑，將工件貼合在平板上后可用手一邊旋轉(zhuǎn)一邊作直線運(yùn)動或作8字形運(yùn)動。由于研磨運(yùn)動方向的不斷變更使磨粒不斷地在新的方向起磨削作用，故可提高研磨效率。

 （3）錐形密封面的研磨：錐形密封面的制造和修理比較困難，但因錐面形成的密封力較大，密封性能也較好，故在高壓小口徑的截止閥、旋塞閥及蝶閥上普遍采用錐面密封。

    研磨錐形密封面需使用帶有錐度的研桿或研套。研桿與研套的錐度應(yīng)分別與閥體密封面或閥瓣密封面的錐度相一致。研磨旋塞體和塞子的研桿及研套的錐面上還要開有螺旋狀的淺槽，以積存多余的研磨劑。研磨截止閥閥體時，由于密封錐面太短，穩(wěn)定性差，故通常在閥體中法蘭止口處增加導(dǎo)向盤，使研桿保持垂直、穩(wěn)定。

研旋塞體的研桿與研塞子的研套錐度應(yīng)該一致，否則研后錐形密封面間將容易發(fā)生滲漏。有的工廠在研磨旋塞時，先將旋塞體研好，然后直接將塞體與旋塞閥體配研。

（4）球面的研磨：球面的研磨多采用鑄鐵的碗型研磨盤，盤面開有淺槽，涂上研磨膏，用手工在慢速旋轉(zhuǎn)的球面上擺動推研。還有很多廠家用碗型金屬盤上固定砂條的辦法代替研磨盤進(jìn)行球面研磨（見上圖），也取得良好的效果。

（三）閥門密封面的機(jī)械研磨：多數(shù)閥門廠使用機(jī)械設(shè)備來研磨密封面，機(jī)械研磨的效率高、質(zhì)量穩(wěn)定。研磨機(jī)大多數(shù)是自制的專用設(shè)備，型式繁多，研磨效果也有很大的差異。在選用閥門研磨機(jī)時，至關(guān)重要的是首先要考慮研磨軌跡復(fù)雜、運(yùn)動合理的問題，其次才是研磨效率。

  （1）擺軸式研磨機(jī)：擺軸式研磨機(jī)是為研磨閥體內(nèi)部密封平面而設(shè)計的，多采用舊的立式鉆床改裝，也可用來研磨閘板、閥座、閥瓣的密封平面。它有研磨軌跡比較合理和適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，故特別適合中、小型閥門使用。 

立鉆的主軸帶動偏心套的轉(zhuǎn)動，使研盤作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時還作偏擺運(yùn)動，故研盤上每一磨粒的軌跡均為網(wǎng)紋狀。因此，工件的研磨和研具的磨耗都較均勻，效率也較高。

研磨壓力是依靠立鉆向下進(jìn)給的手把上掛以重物來獲得的，改變重物可調(diào)節(jié)研磨壓力的大小。

 （2）行星式研磨機(jī)

   行星式研磨機(jī)適用于研磨閥瓣、閥座和閘板等零件的外部密封平面。

該研磨機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，便用方便，可同時研磨多個工件因而效率較高，研磨后工件的兒何形狀精度及表面光潔度的質(zhì)量較好。

   其工作原理是當(dāng)電機(jī)通過蝸輪減速器帶動研盤旋轉(zhuǎn)。由于沿研磨盤直徑方向各點(diǎn)的線速度不等，置于研磨盤上的帶外齒圈的圓環(huán)受中心滾柱的帶動被迫繞定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，這樣就得到了比較復(fù)雜的研磨軌跡。當(dāng)圓環(huán)內(nèi)同時放幾個圓形工件時，由于工件間相互碰撞和干擾，研磨軌跡更為復(fù)雜。

    研磨壓力一般是靠工件的自重獲得的。楔式閘閥閘板的重量在密封面圓周上分布不均，可使用配重工具。

（3）振動研磨機(jī)：

  振動研磨機(jī)適合研磨中、小型截止閥、止回閥閥瓣的密封平面。該設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，可一次同時研磨幾十個閥瓣零件，故具有較高的生產(chǎn)效率。由于研磨盤振動頻率高、振幅小，工件與研磨盤之間相對運(yùn)動的方向在不斷變化，因而不僅工件研磨后的幾何形狀精度及光沽度好，研磨盤的磨損也比較均勻。

   當(dāng)固定在研磨盤上的電機(jī)轉(zhuǎn)動時，由于電機(jī)軸上偏心輪的甩動作用，使安裝在幾組彈簧上的研磨盤產(chǎn)生振動。自由放置在研磨盤上的工件因其自身的慣性與振動的研磨盤之間產(chǎn)生了短促的相對滑動。工件在研盤上的相對滑動是沒有規(guī)律的，加之工件間常常發(fā)生碰撞而使研磨運(yùn)動更加復(fù)雜，故工件的研磨和研磨盤的磨耗都比較均勻。 

（四）研磨中常見質(zhì)量問題及其修正辦法：研磨是切削量極小的光整加工方法，一般很少出現(xiàn)研磨廢品。常見的研磨質(zhì)量問題是容易發(fā)生因研磨不均而造成被研磨面的幾何形狀誤差，例如在研磨閥體密封平面時，常常會出現(xiàn)密封面中間突起，而內(nèi)、外邊緣較低的現(xiàn)象。這時可以采用兩個辦法來修正：①是用一塊特制的中間稍稍突起的研盤來精研，以增加對密封面中間突起部分的研磨切削作用，從而糾正密封面中心高、兩邊緣低的現(xiàn)象。②另一種辦法是將研具及密封面清洗干凈后，在密封面的突起處局部涂敷研磨劑，再進(jìn)行研磨，也是為了增加對密封面中間突起部分的研磨切削作用，同樣可以起到糾正密封面中心高、兩邊緣低的現(xiàn)象。

在密封面精研后還應(yīng)該用毛氈加氧化鉻磨料進(jìn)行拋光，以提高密封面的光潔度及去除個別嵌留在表面上的磨粒，否則，在閥門性能試驗時還是易于出現(xiàn)密封滲漏。

第八章 閥門的裝配工藝

閥門裝配是制造過程中的最后階段。閥門裝配是根據(jù)規(guī)定的技術(shù)條件，將閥門的各個零、部件組合在一起，使其成為產(chǎn)品的過程。

零件是閥門裝配最基本的單位，若干個零件組成閥門的部件（如閥蓋、閥瓣部件等）。將若干個零件組成部件的裝配過程稱為部件裝配，將若干個零件和部件組成閥門的裝配過程稱為總裝配。

裝配工作對產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響，即使設(shè)計正確，零件合格，如果裝配不當(dāng)，閥門也達(dá)不到規(guī)定的要求，甚至發(fā)生密封滲漏。因此，應(yīng)該特別注意采用合理的裝配方法，以保證閥門的最后成品質(zhì)量。

    在生產(chǎn)中以文件形式規(guī)定的裝配工藝過程稱為裝配工藝規(guī)程。

（一）閥門常用的裝配方法

  閥門常用的裝配方法可有三種，即完全互換法、修配法及選配法。

（1）完全互換法：閥門采用完全互換法裝配時，閥門的每個零件不須經(jīng)過任何修整和選擇就能進(jìn)行裝配，裝配后的產(chǎn)品即能達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。此時，閥門零件要完全按照設(shè)計要求加工，以滿足尺寸精度和形位公差的要求。

    完全互換法的優(yōu)點(diǎn)是：裝配工作簡單、經(jīng)濟(jì)，工人不需很高的技術(shù)水平，裝配過程的生產(chǎn)效率較高，易于組織裝配流水線和組織專業(yè)化生產(chǎn)。但是相對來說，采用完全互換裝配時，對于零件的加工精度要求較高。適用于截止閥、止回閥等結(jié)構(gòu)相對簡單的閥類以及中、小口徑的閥門。

（2）選配法：閥門采用選配法裝配，零件可按經(jīng)濟(jì)精度加工，裝配時再對某一個有調(diào)節(jié)、補(bǔ)償功能的尺寸進(jìn)行選配，以達(dá)到規(guī)定的裝配精度。選配法的原理與修配法相同，只是在改變補(bǔ)償環(huán)尺寸的方法上有所不同。前者是用選擇配件的方法來改變補(bǔ)償環(huán)尺寸，后者是用修整配件的方法來改變補(bǔ)償環(huán)尺寸。例如：雙閘板楔式閘閥的頂芯和調(diào)整墊片、對開球閥兩體之間的調(diào)整墊片等，就是在與裝配精度有關(guān)的尺寸鏈中選擇專用零件作為補(bǔ)償件，通過調(diào)整墊片的厚度尺寸，來達(dá)到要求的裝配精度。為保證在不同情況下都能以固定補(bǔ)償件進(jìn)行選配，故需預(yù)先制作一套不同厚度尺寸的墊圈、軸套補(bǔ)償件，供裝配時選用。

（3）修配法：閥門采用修配法裝配，零件可按經(jīng)濟(jì)精度加工，裝配時再對某一個有調(diào)節(jié)、補(bǔ)償功能的尺寸進(jìn)行修配，以達(dá)到規(guī)定的裝配目的。如楔式閘閥的閘板和閥體，由于實現(xiàn)互換要求的加工代價太高，多數(shù)生產(chǎn)廠家都采用修配法工藝。即在最后磨削閘板密封面控制開檔尺寸時要和閥體密封面的開檔尺寸進(jìn)行照配的方法進(jìn)行“配板”，以實現(xiàn)最終的密封要求。這種方法雖然增加了“配板”工序，但大大簡化了前面加工工序的尺寸精度要求，“配板”工序的專人操作熟練，總體來說并不會影響生產(chǎn)效率。

（二）閥門的裝配過程

    閥門一般采用固定式場地裝配，閥門的零、部件裝配和總裝配是在裝配車間進(jìn)行的，所需要的零件和部件全部運(yùn)到該裝配工作地。通常部件裝配和總裝配分別由幾組工人同時進(jìn)行，這樣既縮短了裝配周期，又便于使用專用的裝配工具，對工人技術(shù)等級的要求也比較低。國外有些廠家或高技術(shù)檔次的閥門也有采用裝配吊掛線或裝配回轉(zhuǎn)臺的模式。

（1）裝配前的準(zhǔn)備工作：閥門零件在裝配前需要去除機(jī)械加工形成的毛刺和焊接殘留的焊渣，清洗及切制填料和墊片。

（2）閥門零件的清洗：作為流體管路控制裝置的閥門，內(nèi)腔必須清潔。特別是核電、醫(yī)藥、食品工業(yè)用閥門，為保證介質(zhì)的純度和避免介質(zhì)污染，對閥門內(nèi)腔清潔度的要求更為嚴(yán)格。裝配前應(yīng)對閥門零件進(jìn)行清洗，將零件上的切屑碎末、殘留的潤滑油、冷卻液和毛刺、焊渣以及其他污物洗除干凈。

   閥門的清洗通常用加堿的清水或熱水進(jìn)行噴刷（也可用煤油進(jìn)行刷洗）或在超聲波清洗機(jī)里清洗。零件經(jīng)研磨、拋光后需進(jìn)行最后清洗，最后清洗通常是將密封面部位用汽油刷凈，然后用壓縮空氣吹干并用布擦拭干凈。

（3）填料和墊片制備：石墨填料因具有耐腐蝕、密封性好及摩擦系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用。填料和墊片用以防止介質(zhì)經(jīng)閥桿和閥蓋以及法蘭結(jié)合面間滲漏。這些配件都要在閥門裝配前做好切制和領(lǐng)用的準(zhǔn)備。                   

（4）閥門的裝配：閥門通常是以閥體作為基準(zhǔn)零件按工藝規(guī)定的順序和方法進(jìn)行裝配。裝配前要對零、部件進(jìn)行檢查，防止未去毛刺和沒有清洗的零件進(jìn)入總裝。裝配過程中，零件要輕拿輕放，避免磕碰、劃傷已加工表面。對閥門的運(yùn)動部位（如閥桿、軸承等）應(yīng)涂以工業(yè)用黃油。

閥蓋與閥體中法蘭多采用螺栓連接，緊固螺栓時，應(yīng)對稱、交錯、多次、均勻地擰緊，否則閥體、閥蓋的結(jié)合面會因圓周受力不均而發(fā)生滲漏。緊固時使用的搬手不宜過長，避免預(yù)緊力過大而影響螺栓強(qiáng)度。對預(yù)緊力有嚴(yán)格要求的閥門，應(yīng)該使用扭矩搬手，按規(guī)定的扭矩要求檸緊螺栓。

  總裝完成后，應(yīng)旋轉(zhuǎn)操縱機(jī)構(gòu)，以便檢查閥門啟閉件的運(yùn)動是否靈活，有無卡阻現(xiàn)象。閥蓋、支架等零件的安裝方向是否符合圖紙要求，各項檢查都合格后的閥門方能進(jìn)行試驗。

第九章 閥門的試驗與檢驗

（一）概述

閥門的試驗在總裝完成后進(jìn)行，是控制閥門質(zhì)量的最重要也是最后的一道工序，以檢驗產(chǎn)品是否符合設(shè)計要求和達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在試驗過程中，閥門的材料、毛坯、熱處理、機(jī)械加工和裝配的缺陷一般都能暴露出來。

   閥門性能試驗的項目很多，除強(qiáng)度和密封試驗外，還有流量特性、壓力特性、模擬壽命、耐火試驗、高溫及低溫試驗、驅(qū)動裝置試驗、靈敏性試驗等。核電閥門還要按照ANSI B16.41的要求，進(jìn)行抗震試驗、熱、冷態(tài)循環(huán)試驗及端部加載試驗等。

   在閥門制造過程中，沒有必要也不可能對逐臺閥門進(jìn)行所有項目的試驗。在研制新產(chǎn)品或有特殊要求時，全面的試驗屬于產(chǎn)品的型式試驗。正常生產(chǎn)中只對閥門技術(shù)條件中所規(guī)定的項目進(jìn)行逐臺試驗，如：強(qiáng)度試驗和密封試驗，就是通常被稱為閥門出廠的壓力試驗。

（1）試驗介質(zhì)：閥門的試驗介質(zhì)一般為水、空氣或其他惰性氣體。強(qiáng)度試驗通常采用水作介質(zhì)，故習(xí)慣稱為“水壓強(qiáng)度試驗”。用氣體進(jìn)行強(qiáng)度試驗時，如果閥門出現(xiàn)破裂，容易造成人員傷害，故必須加強(qiáng)安全防護(hù)措施。在閥門標(biāo)準(zhǔn)中通常規(guī)定“氣密試驗”的氣體壓力為0.4～0.7Mpa。

（2）試驗壓力：閥門強(qiáng)度試驗的壓力一般規(guī)定為公稱壓力PN的1.5倍；閥門密封試驗壓力一般規(guī)定為公稱壓力PN的1.1倍。對于有特殊要求的閥門，在技術(shù)條件里會有專門的數(shù)值規(guī)定。

（3）試驗壓力持續(xù)時間：閥門試驗時，壓力應(yīng)逐漸提高至規(guī)定的數(shù)值，不允許急劇地、突然地增加。在達(dá)到規(guī)定的壓力后，應(yīng)持續(xù)保壓一定時間，此時系統(tǒng)中的壓力應(yīng)保持不變。在試驗壓力持續(xù)時間內(nèi)，強(qiáng)度試驗的閥門未出現(xiàn)滲漏；密封試驗的閥門如未出現(xiàn)滲漏或滲漏率在允許的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，則可以認(rèn)為其強(qiáng)度或密封試驗合格。試驗中如有懷疑，可以延長試驗時間。

   試驗壓力的持續(xù)時間，一般工業(yè)用閥的試驗壓力持續(xù)時間按GB/T13927或JB/T9092的規(guī)定。用戶有特殊要求或真空、低溫等特殊用途閥門的壓力持續(xù)時間應(yīng)按有關(guān)技術(shù)條件來執(zhí)行。

（4）滲漏率：滲漏率即閥門單位時間內(nèi)的滲漏量。閥門強(qiáng)度試驗時不得出現(xiàn)任何滲漏，密封試驗一般亦不允許滲漏。密封試驗允許滲漏的閥門或低壓水用閘閥、旋啟式止回閥的允許滲漏率稍大，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中均有允許滲漏率的數(shù)值。   

（5）檢漏方法

1）氣體試驗檢漏方法；

    用氣體進(jìn)行密封試驗時，最簡便的檢漏方法是在閥門被檢表面涂上一層肥皂液，如有漏隙即會出現(xiàn)肥皂氣泡。這種方法能迅速撿定閥門是否滲漏及滲漏的部位，并可根據(jù)氣泡的數(shù)目來確定滲漏量。由于生成的氣泡大小不一，故此法得出的滲漏量是不夠精確的。

   另一種檢漏方法是浸水法。浸水法是將閥門浸入水內(nèi)，如有泄漏即有氣泡產(chǎn)生。這時可采用簡單的裝置把滲漏的氣體收集起來，并度量出較精確的滲漏量。這種方法比較簡單易行，而且容易判斷滲漏部位，以便采取返修措施。現(xiàn)在很多閥門廠家使用的翻轉(zhuǎn)式浸水試壓臺都可以實現(xiàn)這種功能。

（2）液體檢漏方法：

 用液體進(jìn)行強(qiáng)度試驗時，可直接用目視觀察，如被檢表面發(fā)現(xiàn)滲漏，就會出現(xiàn)水滴或水流。這樣不僅能找到滲漏部位，也能根據(jù)水滴來確定滲漏量。強(qiáng)度試驗時不但不允許出現(xiàn)水珠，甚至不得出現(xiàn)潮濕“冒汗”的現(xiàn)象。

   用液體進(jìn)行密封試驗時，閥門密封面邊緣上出現(xiàn)不滴落的水珠，經(jīng)擦干后，在規(guī)定的壓力持續(xù)時間內(nèi)不再出現(xiàn)，即可視為未出現(xiàn)滲漏。反之，經(jīng)擦干后在規(guī)定的試驗壓力持續(xù)時間內(nèi)再出現(xiàn)水珠，則無論水珠的多少與大小，均認(rèn)為該閥有滲漏。測量其滲漏量，就可以計算出滲漏率，對照標(biāo)準(zhǔn)可以驗證閥門是否合格。

（ 二 ）閥門的試驗方法

（1）強(qiáng)度試驗：

   閥門是受壓容器，需要滿足承受介質(zhì)壓力而不滲漏的要求。故閥體、閥蓋及其連接件等不應(yīng)存在影響強(qiáng)度的裂紋、縮松、氣孔、夾渣等缺陷。閥門制造廠除對毛坯進(jìn)行外表及內(nèi)在質(zhì)量的嚴(yán)格檢驗外，還逐臺進(jìn)行強(qiáng)度試驗，以保證閥門的使用性能。

   試驗通常在常溫下以公稱壓力PN的1.5倍進(jìn)行。試驗時閥門關(guān)閉件處于開啟狀態(tài)，用盲板封閉閥門一端，從另一端注入介質(zhì)并施加試驗壓力。檢查閥體、閥蓋和連接部位的外表面，在規(guī)定的試驗持續(xù)時間內(nèi)未發(fā)現(xiàn)滲漏就認(rèn)為該閥門強(qiáng)度試驗合格。

為保證試驗的可靠性，強(qiáng)度試驗應(yīng)在閥門涂漆前進(jìn)行，以水為介質(zhì)時應(yīng)將內(nèi)腔的空氣排凈。

填料試驗一般和強(qiáng)度試驗同時進(jìn)行，觀察填料處是否有滲漏。上密封試驗通常也在強(qiáng)度試驗時一并進(jìn)行。試驗時將閥桿升高到極限位置，使閥桿上部錐面與閥蓋的上密封面緊密接觸，將填料放松后檢查其密封性。

   試驗時如發(fā)現(xiàn)閥體鑄件有滲漏的，在技術(shù)條件允許的范圍內(nèi)，可以按技術(shù)規(guī)范進(jìn)行補(bǔ)焊，但補(bǔ)焊后必須重新進(jìn)行強(qiáng)度試驗。

（2）密封試驗：

    所有切斷用閥均應(yīng)具有關(guān)閉的密封性能，故閥門出廠前需逐臺進(jìn)行密封試驗。帶上密封的閥門還要進(jìn)行上密封試驗。