球阀的阀盖的工艺分析
【】本次毕业设计的任务是球阀阀盖的工艺分析。我们现在所说的工业用阀门诞生是在蒸汽机发明之后，自这二三十年来，由于石油、化工、电站、治金、船舶、核能、宇航等众多行业的实际需求，对我们的阀门产业产生了更高的要求，使更多的阀门企业开始研究和生产高参数的阀门，其有的工作温度从超低温－269℃直到达到高温1200℃，有一些甚至能够达到3430℃；工作压力能从超真空1.33×10－8Pa(1×10ˉ10mmHg)一直到超高压1460MPa；阀门的通径从1mm到6000mm，有的甚至达到9750mm。而阀门产品的材料也从以前的铸铁、碳素钢等，已经发展到现如今的钛及钛合金钢等，还有高强耐腐蚀钢、低温钢和耐热钢阀门等等。现代阀门的驱动方式也已经发展到电动、气动、液动，直至程控、数空、遥控等。阀门的现代加工工艺也从普通机床发展到现如今的全自动线流水线等。而球阀又是近十年以来发展的最快的阀门种类之一，一般大家通常认为球阀是由塞阀演变而得来的，不过球阀的结构简单，密封性能非常好，体积一般比较小，重量较轻，耗材也比较少，不仅安装尺寸小，驱动扭矩也小，操作也非常的简单，易于我们在一定标称范围内实现快速的开合。本课题介绍的球阀是由阀体、阀盖、球体、阀座和阀杆等部件组成。阀座在阀体内沿轴线移动是通过螺线传动机构带动来完成的。而阀盖是阀体组件的一个重要的组成零件，阀芯连接杆或旋转阀轴通过它而运动。
目录
引言 1
一丶球阀阀盖的应用场合与材料选择 2
（一）球阀及其阀盖的应用 2
（二）、阀门阀盖材料选择的要求 3
（三）、阀盖的工艺分析 3
二、 球阀的阀盖的车削过程 5
（一）、数控车床的选择 5
（二）、日常机床操作 5
（三）、刀具的选择 6
三、机械加工工艺方案 8
四、不良品分析 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
阀门这类工件往往听起来很简单，没多少技术含量，往往让人联想到管道和下水道，锈迹斑斑，脏臭笨大的阀门。
但是事情往往也不像我们想象的那样，我们的阀门产业起步比较晚，虽然这些年发展很快但是还是很有提升空间。
一个普通的美国进口阀体不 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
过用316不锈钢棒材机加工，内部也就是一些阀芯内件，弹簧，O型圈，橡胶膜片等等，结构其实根本一点也不复杂，原理上也类似水龙头，却在国内能够卖到一个苹果x的钱。
难道我们的阀门厂家生产不出来吗?一定要靠进口吗?
从现在的国内阀门行业来看，阀门行业大部分聚集在在苏州，温州这两个地方。从企业规模来看，苏州大型企业比较多，而且大多数是外资或者合资的，当然现在国内最大的阀门集团苏州纽威阀门是国内民营企业。而反观温州则以小企业居多。 而本课题所研究分析的球阀阀盖就是来自纽威阀门的一款球阀，我们将对其应用和加工工艺以及不良品分析等进行分析讨论，借此展望国内阀门市场。
一丶球阀阀盖的应用场合与材料选择
（一）球阀及其阀盖的应用
球阀(ball valve ），在本课题中说的是启闭件（球体）本身依靠阀杆来带动，并且能够围绕球阀轴线作旋转运动的阀门，一般可用于流体的调控与控制球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它仅仅需要用旋转90度的操作和非常小的转动力矩就能够关闭的十分严密。而一般现代球阀按照驱动方式主要能够被区分为：气动球阀，电动球阀，手动球阀。而本课题所将要介绍的这款球阀是由阀体、阀盖、球体、阀座和阀杆等部件所组成得，如图11。
阀座在阀体内沿轴线的移动是由螺线传动机构来配合完成的。具体的操作是在球体的上下分别安装一个圆形的传动盘,而在传动盘上设有螺线槽,传动盘将跟随球体一起旋转运动。在阀座上下分别设置传动销,传动销与传动盘上的螺线槽相完全啮合。当我们启闭阀门时,球体将转动并带动传动盘一起转动。而当阀门关闭时,传动盘上的螺线槽通过阀座上的传动销拉动阀座并向球体运动,在关闭瞬间和球体紧密的接触,实现密封。在开启的瞬间,螺线槽将通过阀座上的传动销推动阀座实现脱离球体,借此实现无摩擦操作。
阀盖（bonnet），指的是装有阀杆密封件的阀零件，用于连接或是支撑的执行机构。阀盖是阀体组件的一个零件，阀芯连接杆或旋转阀轴通过阀盖而运动，阀盖通常是提供一种把执行机构安装到阀体上的方法,并且能够涵盖填料函，阀盖是由与阀体相同的介质或者一种等效的锻造介质制成,因为它本身是一种承受压力的元件,将要承受与阀体完全相同的温度以及腐蚀性的影响。
图11阀盖
（二）、阀门阀盖材料选择的要求
对于阀门材料的选择，我们主要需要考虑阀门的腐蚀，通常可以理解成为阀门的金属材料处于化学的或电化学环境的作用下结构受到破坏。但是由于“腐蚀”的现象大多数情况下出现于金属和周围环境的自发的相互作用之中，怎样将金属和周围环境相隔绝或者更多的使用非金属合成材料，便是防腐蚀的重点。但是我们通常还需要考虑到经济效益，所以大多数情况下还是我们选用碳钢材料为阀门的材料。碳钢又被人们叫做叫碳素钢，具体定义是指含碳量Wc小于2.11%的铁碳合金，不过其中往往也会含有其他的稀有金属。
而对于阀盖而言，由于它本身是一种承受压力的元件,将要承受与阀体相同的温度和腐蚀性影响，所以我们选用和阀体同样的材料，碳钢来进行加工。
一般含碳量越高其硬度也越高，我们选用碳钢的主要原因其实主要是因为它的价格低廉且加工工艺性很好。
图12碳钢材料示意图
（三）、阀盖的工艺分析
我们这个阀盖零件的主要加工表面分为孔加工和外圆表面的加工。
外圆表面的加工根据精度的整体要求可以选择车削和磨削来进行。不过完成所有孔加工方法的选择要比较复杂，需要我们考虑到整个零件的结构特点、孔径的大小、长径比、精度和粗糙度的要求以及本厂的生产规模等各种不同的因素。
而且对于精度的要求十分高的孔我们还往往要采用几种不同的方法顺次进行分别加工。
我们在机床上对零件进行机械加工时，为了确保工件加工精度，首先要求我们来保证工件能够在机床上占据正确的位置，然后通过夹紧机构使得我们的工件在正确的位置上固定不动，这一任务就是由我们机床上的夹具来完成。
图13 阀盖零件图
从本工件图样中我们可以分析出这是一个叉架类零件，本工件加工内容较多。本工件由上下两个的圆盘及加强筋组成，上圆盘由8个?18、2个?6的通孔及各个台阶面组成，下圆盘由8个?22的通孔及各个台阶面组成。本工件特别标注出的孔心距的尺寸 有106.2、32，同心距的尺寸有0.12，及各个精加工尺寸要求 和粗糙度要求，由此可见本工件加工进度要求较高，难度较大。
二、 球阀的阀盖的车削过程
（一）、数控车床的选择
如图卧式车床 NL635S数控车床，对于这个球阀的阀盖的零件，我们厂选择的是NL635S数控车床。该系列的数控车 床为通用型产品，品种规格非常齐全，可以非常全面的完成轴类、盘类的内外圆柱面、锥面、端面、切槽、倒角及螺纹、镗孔、铰孔及各种曲线回转体零件的加工，完全能够广泛满足军事、航空、航天、电子等行业对中小型零件的高效率加工需求。这台车床的整体斜四十五度床身，高刚性，无爬行，性能稳定；进口的主轴轴承，高性能的变频电机驱动，高刚性、低温升，合理跨距，非常适合重切削；我们采用变频主电机，扭矩大切削能力非常强，精度十分高；有后置排屑器，机电液实现一体化，完全防护。
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引言 1
一丶球阀阀盖的应用场合与材料选择 2
（一）球阀及其阀盖的应用 2
（二）、阀门阀盖材料选择的要求 3
（三）、阀盖的工艺分析 3
二、 球阀的阀盖的车削过程 5
（一）、数控车床的选择 5
（二）、日常机床操作 5
（三）、刀具的选择 6
三、机械加工工艺方案 8
四、不良品分析 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
阀门这类工件往往听起来很简单，没多少技术含量，往往让人联想到管道和下水道，锈迹斑斑，脏臭笨大的阀门。
但是事情往往也不像我们想象的那样，我们的阀门产业起步比较晚，虽然这些年发展很快但是还是很有提升空间。
一个普通的美国进口阀体不 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
过用316不锈钢棒材机加工，内部也就是一些阀芯内件，弹簧，O型圈，橡胶膜片等等，结构其实根本一点也不复杂，原理上也类似水龙头，却在国内能够卖到一个苹果x的钱。
难道我们的阀门厂家生产不出来吗?一定要靠进口吗?
从现在的国内阀门行业来看，阀门行业大部分聚集在在苏州，温州这两个地方。从企业规模来看，苏州大型企业比较多，而且大多数是外资或者合资的，当然现在国内最大的阀门集团苏州纽威阀门是国内民营企业。而反观温州则以小企业居多。 而本课题所研究分析的球阀阀盖就是来自纽威阀门的一款球阀，我们将对其应用和加工工艺以及不良品分析等进行分析讨论，借此展望国内阀门市场。
一丶球阀阀盖的应用场合与材料选择
（一）球阀及其阀盖的应用
球阀(ball valve ），在本课题中说的是启闭件（球体）本身依靠阀杆来带动，并且能够围绕球阀轴线作旋转运动的阀门，一般可用于流体的调控与控制球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它仅仅需要用旋转90度的操作和非常小的转动力矩就能够关闭的十分严密。而一般现代球阀按照驱动方式主要能够被区分为：气动球阀，电动球阀，手动球阀。而本课题所将要介绍的这款球阀是由阀体、阀盖、球体、阀座和阀杆等部件所组成得，如图11。
阀座在阀体内沿轴线的移动是由螺线传动机构来配合完成的。具体的操作是在球体的上下分别安装一个圆形的传动盘,而在传动盘上设有螺线槽,传动盘将跟随球体一起旋转运动。在阀座上下分别设置传动销,传动销与传动盘上的螺线槽相完全啮合。当我们启闭阀门时,球体将转动并带动传动盘一起转动。而当阀门关闭时,传动盘上的螺线槽通过阀座上的传动销拉动阀座并向球体运动,在关闭瞬间和球体紧密的接触,实现密封。在开启的瞬间,螺线槽将通过阀座上的传动销推动阀座实现脱离球体,借此实现无摩擦操作。
阀盖（bonnet），指的是装有阀杆密封件的阀零件，用于连接或是支撑的执行机构。阀盖是阀体组件的一个零件，阀芯连接杆或旋转阀轴通过阀盖而运动，阀盖通常是提供一种把执行机构安装到阀体上的方法,并且能够涵盖填料函，阀盖是由与阀体相同的介质或者一种等效的锻造介质制成,因为它本身是一种承受压力的元件,将要承受与阀体完全相同的温度以及腐蚀性的影响。
图11阀盖
（二）、阀门阀盖材料选择的要求
对于阀门材料的选择，我们主要需要考虑阀门的腐蚀，通常可以理解成为阀门的金属材料处于化学的或电化学环境的作用下结构受到破坏。但是由于“腐蚀”的现象大多数情况下出现于金属和周围环境的自发的相互作用之中，怎样将金属和周围环境相隔绝或者更多的使用非金属合成材料，便是防腐蚀的重点。但是我们通常还需要考虑到经济效益，所以大多数情况下还是我们选用碳钢材料为阀门的材料。碳钢又被人们叫做叫碳素钢，具体定义是指含碳量Wc小于2.11%的铁碳合金，不过其中往往也会含有其他的稀有金属。
而对于阀盖而言，由于它本身是一种承受压力的元件,将要承受与阀体相同的温度和腐蚀性影响，所以我们选用和阀体同样的材料，碳钢来进行加工。
一般含碳量越高其硬度也越高，我们选用碳钢的主要原因其实主要是因为它的价格低廉且加工工艺性很好。
图12碳钢材料示意图
（三）、阀盖的工艺分析
我们这个阀盖零件的主要加工表面分为孔加工和外圆表面的加工。
外圆表面的加工根据精度的整体要求可以选择车削和磨削来进行。不过完成所有孔加工方法的选择要比较复杂，需要我们考虑到整个零件的结构特点、孔径的大小、长径比、精度和粗糙度的要求以及本厂的生产规模等各种不同的因素。
而且对于精度的要求十分高的孔我们还往往要采用几种不同的方法顺次进行分别加工。
我们在机床上对零件进行机械加工时，为了确保工件加工精度，首先要求我们来保证工件能够在机床上占据正确的位置，然后通过夹紧机构使得我们的工件在正确的位置上固定不动，这一任务就是由我们机床上的夹具来完成。
图13 阀盖零件图
从本工件图样中我们可以分析出这是一个叉架类零件，本工件加工内容较多。本工件由上下两个的圆盘及加强筋组成，上圆盘由8个?18、2个?6的通孔及各个台阶面组成，下圆盘由8个?22的通孔及各个台阶面组成。本工件特别标注出的孔心距的尺寸 有106.2、32，同心距的尺寸有0.12，及各个精加工尺寸要求 和粗糙度要求，由此可见本工件加工进度要求较高，难度较大。
二、 球阀的阀盖的车削过程
（一）、数控车床的选择
如图卧式车床 NL635S数控车床，对于这个球阀的阀盖的零件，我们厂选择的是NL635S数控车床。该系列的数控车 床为通用型产品，品种规格非常齐全，可以非常全面的完成轴类、盘类的内外圆柱面、锥面、端面、切槽、倒角及螺纹、镗孔、铰孔及各种曲线回转体零件的加工，完全能够广泛满足军事、航空、航天、电子等行业对中小型零件的高效率加工需求。这台车床的整体斜四十五度床身，高刚性，无爬行，性能稳定；进口的主轴轴承，高性能的变频电机驱动，高刚性、低温升，合理跨距，非常适合重切削；我们采用变频主电机，扭矩大切削能力非常强，精度十分高；有后置排屑器，机电液实现一体化，完全防护。
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