硬密封蝶閥加工過程中的累積誤差控制探討

唐衛(wèi)平

摘 要： 蝶閥常用在管路系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)流量的控制以及系統(tǒng)的通斷，在水電、化工等多個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用?；诖耍疚氖紫确治隽擞裁芊獾y的加工過程，然后分析了蝶閥累積誤差控制方法，從碟板和閥座兩個(gè)方面展開了具體的分析。

關(guān)鍵詞： 硬密封蝶閥；加工過程；累積誤差；誤差控制

引言：在硬密封蝶閥的調(diào)試中，常會(huì)因?yàn)槔鄯e誤差過大，造成密封效果的不好，影響到蝶閥的正常應(yīng)用效果。為解決這樣的問題，需要加強(qiáng)對(duì)硬密封蝶閥的誤差控制研究，可以有效的提高蝶閥管道范圍，減少閥門的更換時(shí)間，讓管道維修費(fèi)用得到減少，提高管道使用年限。

一、硬密封蝶閥的加工過程

（一）硬密封蝶閥

蝶閥使用的是一種圓盤式的啟閉件進(jìn)行垂直宣傳，來進(jìn)行流體通道的閥門調(diào)節(jié)。蝶閥最主要的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)較為簡單，占地面積比較小，加工材料使用比較小，安裝尺寸也比較小，操作方式十分簡單迅速，同時(shí)也具有流量調(diào)節(jié)功能以及密封特性。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同可以分成中線、單偏心、雙偏心以及三偏心三種形式。根據(jù)連接形式的不同又可以分成法蘭式、對(duì)夾式以及支耳式多種形式。本文研究的是雙偏心的法蘭式硬密封蝶閥。根據(jù)蝶閥部件的影響因素，在進(jìn)行加工的過程中，閥體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以及加工因素沒有密切的關(guān)聯(lián)。在碟板中，主要受到閥座面積、摩擦以及開關(guān)時(shí)間的影響。在密封面上受到的作用力會(huì)影響到閥座設(shè)計(jì)。閥座尺寸以及粗糙程度也會(huì)影響到設(shè)計(jì)效果。

（二）碟板加工方法以及產(chǎn)生誤差原因

在普通車床中使用常規(guī)加工方法加工，首先要進(jìn)行定位校正，以毛坯面作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校平工作，毛坯面也就是毛坯鑄造面，無法避免誤差的出現(xiàn)。其次要進(jìn)行尺寸加工，要將碟板作為毛坯面之后校平，確定中徑和尺寸之后，進(jìn)行碟板平面的粗加工，然后進(jìn)行碟板密封面的精加工，最后進(jìn)行拋光打磨。經(jīng)過對(duì)加工過程和數(shù)據(jù)的分析，可以發(fā)現(xiàn)造成誤差的原因在于：一是定位誤差，人工視覺定位方式存在誤差。由于定位的不準(zhǔn)確，給加工尺寸造成了誤差。二是不可控因素出現(xiàn)的固定誤差，如機(jī)床出現(xiàn)了磨損、刀具精度差一級(jí)量具精度差等原因，都會(huì)造成誤差的出現(xiàn)。三是加工過程出現(xiàn)的誤差。例如：工件安裝出現(xiàn)誤差、工人操作出現(xiàn)誤差以及累積誤差等。

（三）閥座加工方法以及產(chǎn)生誤差原因

首先將鋼板下料卷成圓筒，將圓筒焊接成筒體，把筒體焊接在加工工裝上。在焊接之后，直接在車床上抓卡和固定[1]。再進(jìn)行粗加工，達(dá)到外部的平整。然后進(jìn)行精加工，先從外部再到內(nèi)部，將閥座切掉。在加工完成之后，對(duì)外徑、內(nèi)徑、角度以及壁厚進(jìn)行測(cè)量，降低誤差出現(xiàn)的可能性。經(jīng)過對(duì)加工過程和數(shù)據(jù)的分析，可以發(fā)現(xiàn)造成誤差的原因在于：一是在安裝過程中出現(xiàn)誤差，例如：車床、刀具以及夾具等，在安裝過程中出現(xiàn)誤差。二是在體筒內(nèi)部出現(xiàn)應(yīng)力或者受熱的作用出現(xiàn)了變形。三是人工原因造成的誤差。例如：人工更換加工位置和加工方向的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。

二、蝶閥累積誤差控制方法

（一）碟板誤差控制方法

1.控制思路

在蝶閥加工過程中，使用現(xiàn)代設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行蝶閥結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，在碟板加工的過程中關(guān)鍵技術(shù)尺寸主要是尖角尺寸以及中徑尺寸，球面的加工多使用車削加工對(duì)累積誤差控制多使用目標(biāo)優(yōu)化的方法進(jìn)行，將減少累積誤差設(shè)定為優(yōu)化目標(biāo)[2]。采取適當(dāng)?shù)募庸すに?，提高碟板加工過程的穩(wěn)定，來減少誤差，主要從兩個(gè)方面進(jìn)行：一方面，需要對(duì)車削工藝進(jìn)行完善，選擇合適的工裝結(jié)構(gòu)，改進(jìn)加工順序，將定位尺寸從視覺定位方法改變?yōu)闄C(jī)械加工校準(zhǔn)。另一方面，改變加工方法，對(duì)人為誤差進(jìn)行控制。

2.控制方法

對(duì)碟板加工的主要位置是密封面，在加工過程中以下鑄造面作為標(biāo)準(zhǔn)，裝卡的時(shí)候使用四爪卡盤，讓背面夾緊以便于校正，碟板平面開始進(jìn)行加工。在下鑄造面出現(xiàn)的誤差中，進(jìn)行定位需要人工實(shí)施。這種加工方式最大的優(yōu)勢(shì)就是講碟板作為桁架板，讓下鑄造面更加適用于爪卡，在裝車之后能夠進(jìn)行加工。這種加工方式也存在水平校準(zhǔn)有誤差、鑄造面不平整的缺點(diǎn)，影響到密封蝶閥的效果。對(duì)加工工藝的改變主要從環(huán)境、設(shè)備、材料、人員以及工藝五個(gè)方面進(jìn)行，其中對(duì)工藝方法要加強(qiáng)控制，才能保證碟板基準(zhǔn)面得到準(zhǔn)確的校準(zhǔn)，更有利于加工的進(jìn)行，是對(duì)誤差控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

分析碟板形狀和加工要求，碟板球面的加工要保證對(duì)稱性，通過計(jì)算尺寸和方式的基礎(chǔ)上，對(duì)碟板的加工要展開逆向加工以達(dá)到尺寸要求，更有利于提高定位精準(zhǔn)度。例如：首先需要根據(jù)毛坯面展開定位，在碟板上進(jìn)行平面的加工。其次將碟板平面設(shè)定為基準(zhǔn)，對(duì)碟板密封面進(jìn)行定位，確定好尺寸定位之后沿著碟板平面向著碟板尖角位置進(jìn)行施工。這種定位的基準(zhǔn)作為加工的基準(zhǔn)，可以有效提高基準(zhǔn)面精準(zhǔn)度。在加工過程中，只需要做出定位碟板位置即可。在這個(gè)基準(zhǔn)面上，碟板堆焊硬質(zhì)合金之前，可以提前進(jìn)行碟板毛坯面的加工，不會(huì)受到工序影響，導(dǎo)致工作效率的低下。

（二）閥座誤差控制方法

1.控制思路

對(duì)閥座的加工事實(shí)上需要是圓形體筒的加工，除了底盤之外，整個(gè)加工過程都沒有經(jīng)過加工工裝，全部依靠車床加工精度以及技術(shù)能力。對(duì)加工過程的控制，需要保證加工過程的平穩(wěn)，這也是對(duì)閥座誤差控制的主要因素。在不銹鋼體的筒車削加工中，可能會(huì)出現(xiàn)韌性過大，切屑難以切離的問題。切屑具有較強(qiáng)的粘附性，極容易產(chǎn)生積屑瘤，造成表面的粗糙。由于熱導(dǎo)率比較低，切屑熱不容易傳播。加工的表面容易發(fā)生硬化，刀具也容易磨損。對(duì)以上問題的控制，和加工工藝關(guān)系不大，保證車削加工的穩(wěn)定性，降低人工控制次數(shù)是主要控制誤差方法。對(duì)閥座的控制需要做種減少加工尺寸的誤差。

2.控制方法

對(duì)加工過程展開良好的控制，有利于過程誤差的減小，避免避免不穩(wěn)定因素出現(xiàn)。例如：使用數(shù)控編程的方式加工，取代人工加工的方式。如在閥座表面的加工中，閥座表面是L型，依據(jù)加工順序可以對(duì)加工余量進(jìn)行調(diào)整。在數(shù)控編程中線進(jìn)行粗加工，在內(nèi)腔預(yù)留出0.6毫米的余量，在外部預(yù)留出1.25毫米。也就是在內(nèi)腔到x坐標(biāo)580，而外部到x坐標(biāo)602，使用G01直線插補(bǔ)進(jìn)行編程。使用數(shù)控加工能夠讓生產(chǎn)人員的工作時(shí)間縮短，并且能夠保證加工使用的是最佳切削參數(shù)和路線，避免了認(rèn)為因素造成了走刀誤差。使用數(shù)控加工明顯提高了加工精度，讓加工質(zhì)量得到穩(wěn)定。機(jī)床根據(jù)加工設(shè)定程序自動(dòng)加工，人工還能對(duì)加工精度進(jìn)行校正。同時(shí)數(shù)控加工具有更加優(yōu)越的靈活性和適應(yīng)性，改變程序就能生產(chǎn)其他產(chǎn)品。

結(jié)論：綜上所述，本文首先分析了硬密封蝶閥的加工過程，簡單闡述了硬密封蝶閥，后分析了碟板加工方法以及產(chǎn)生誤差原因，和閥座加工方法以及產(chǎn)生誤差原因。然后研究了蝶閥累積誤差的控制方法，先分析了碟板誤差控制方法，提出了控制思路和控制方法，后分析了閥座誤差控制方法，提出了控制思路和控制方法，以此控制累積誤差，提高蝶閥的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

[1]張韶宇，崔紅力，李志強(qiáng)，牛龍.鈦合金硬密封三偏心蝶閥的研制[J].國防制造技術(shù)，2017（03）：26-29+17.

[2]胡順志. 垂直板三偏心金屬密封碟閥的數(shù)控加工技術(shù)研究[D].蘭州理工大學(xué)，2017.