控制阀座圈的加工工艺设计
日期 2010年4月20日 【】本座圈选用F316不锈钢材料用于阀门座圈。F316不锈钢材料常用于-196-700的超低温高温工况，属于阀门常用材料的一种。阀门座圈主体在阀门密封中起到密封介质作用，在阀门中属于硬密封范畴。由于特殊工况的要求导致其材料选择的特殊性选用特殊材料从而具有耐高温，耐腐蚀的特点。
目录
引言 0
一、零件图分析 1
（一）尺寸要求分析 1
（二）毛坯的分析 1
二、加工工艺过程分析 1
（一）粗加工尺寸分析 3
（二）加工内容分析 4
（三）加工工艺流程卡 5
（四）夹具的选用 5
（五）刀具的选择 5
三、座圈的装配主体与焊接 6
（一）座圈与控制阀的装配 6
（二）焊接与检测 6
总结 7
致谢 8
参考文献 9
引言
课题主要来源于本人实习企业伟尔格罗普能源设备（苏州）有限公司，该公司主要的主要产品是阀门。阀门种类繁多主要有调阀，闸阀，止回阀，蝶阀，球阀。阀门主要连接与管道部位，对管道介质进行控制。本文即以阀门座圈作为研究对象，对其原料的分析，毛坯的材质的分析，毛坯加工成型方法的分析以及热处理处理工序，装夹方案的确定，加工数控车的选择，刀具的选择和成型步骤进行了工艺方案的分析。通过对该座圈零件的工艺分析，达到了该零件的加工工艺整体设计具有可行性，并能大批量的生产，保证公司的加工效率与零件能够完全达到精度和工序要求。由于阀门用于特殊工况下，使其能满足高温特殊工况的应用条件，并满足设备的正常运行和保持良好的稳定性。所以对阀门内件材料选用较为苛刻，又由于阀门座圈阀体的密封属于硬密封，硬密封的阀门阀座与阀体间没有密封圈，靠表面研磨密封，从而对零件座圈的粗糙度，外圆尺寸以及密封处要求都高。粗糙度相对密封的达到0.8，外圆尺寸公差甚至只有几丝。密封处由于需要高强度的耐磨性能，采取堆焊合金材料来增强等
通过对座圈加工的研究，从中可以了解原料至成品的每一步加工流程。如何从锻件
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
热处理，冲压至粗加工尺寸、直至精加工都有很深的认识。对机械加工及工厂生产产生一定的具体化的概念。下文具体论述了控制阀座圈的加工工艺设计和具体的加工步骤。下文主要描述了毛坯的成型方法，毛坯的粗加工，零件粗加工直至精加工，打包出货的详细情况。同时也对F316不锈钢材料的金属性能有了具体的描述。
一、零件图分析
（一）尺寸要求分析（如图11所示）
图11：零件图
1.零件外观尺寸为直径?197mm，高度37mm。
2.零件为3段圆柱累计加工，分别尺寸为直径?197mm，直径?164mm，直径?174mm。公差尺寸如图所示.
3.零件中心有直径?152的通孔。
4.表面粗糙度要求不高，均为Ra12.5。
5．零件尺寸上下偏差如上图所示。
（二）毛坯的分析
1．毛坯材质分析
毛坯是锻件：毛坯为是通过自由锻件的成型方法。经过固溶处理，稳定化处理，去应力处理的热处理方法来满足使用性能要求和机械加工性能。
毛坯外形尺寸为直径?203mm，内孔?149mm，高度40mm实心坯料。
2. 材质F316不锈钢的分析
F316 因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）；高温强度好；固溶状态无磁性；冷轧产品外观光泽度好，相对304不锈钢，价格较高，成分分析见（表11）。
阀座要求具有较高的耐磨性、耐腐蚀性，在高温下有足够的抗氧化性和热疲劳性，密封面与阀体的热膨胀系数相近，且应具有良好的加工性能和焊接性能。
316不锈钢成分分析，见表11：
表11：316不锈钢成分分析
名称
含量
物理性能
化学性能
力学性能
不锈钢
C≤0.08
拉强度：(Mpa) 620 MIN；
屈服强度(Mpa) ：310 MIN；
8.03 g/cm3，奥氏体不锈钢一般都用这个值；
硬度高
耐腐蚀、耐高温、耐腐蚀。
抗氧化性强
具有热疲劳性
伸长率(%) 30 MIN
面积缩减(%) 40 MIN
Si≤1.00
Mn≤2.00
P≤0.035
S≤0.03
Ni:10.014.0
Cr:16.018.5
Mo:2.03.0
二、加工工艺过程分析
（一）粗加工尺寸分析
1.加工尺寸
因加工精度要求不高，且产品为批量生产，故在加工方式采用冲压模来保证加工尺寸。如图21：
图21：粗加工图
（二）加工内容分析
1．冲裁下料
选用YHD41200的单柱冲压机械进行冲压。冲压是靠压力机对施加外力，使其产生形变。对锻件直径为?211mm，厚度48mm的圆块，经过冲压的下料得到尺寸为外径?211mm，中孔?137mm，厚度为48mm环形。
2．粗车
选用普车CA6140进行粗加工。粗加工得到外径?203mm，内孔?149mm，厚度为40mm的圆环。（由于零件材质为不锈钢，对于车刀的选择需选取硬度大的车刀。如高速钢和硬质合金刀具。由于硬质合金刀具加工不锈钢材料时，二者都属于硬质金属。在进行车削时刀头会产生大量的切削热，故在进行粗加工时不能打开切削液，以防止崩刀情况的产生。）如图22：
图22：粗加工图
3．堆焊：
按上图22所示开槽堆焊，开R6堆焊槽，按图槽内堆焊要求STL6（HRC大于等于40）达到堆焊属性。
4．半精车：
用外圆180进行校正，车端面2mm，车通孔至尺寸?150mm，保留各挡余量。做PT探伤检测，对堆焊合金面需要进行PT探伤，确保质量
目录
引言 0
一、零件图分析 1
（一）尺寸要求分析 1
（二）毛坯的分析 1
二、加工工艺过程分析 1
（一）粗加工尺寸分析 3
（二）加工内容分析 4
（三）加工工艺流程卡 5
（四）夹具的选用 5
（五）刀具的选择 5
三、座圈的装配主体与焊接 6
（一）座圈与控制阀的装配 6
（二）焊接与检测 6
总结 7
致谢 8
参考文献 9
引言
课题主要来源于本人实习企业伟尔格罗普能源设备（苏州）有限公司，该公司主要的主要产品是阀门。阀门种类繁多主要有调阀，闸阀，止回阀，蝶阀，球阀。阀门主要连接与管道部位，对管道介质进行控制。本文即以阀门座圈作为研究对象，对其原料的分析，毛坯的材质的分析，毛坯加工成型方法的分析以及热处理处理工序，装夹方案的确定，加工数控车的选择，刀具的选择和成型步骤进行了工艺方案的分析。通过对该座圈零件的工艺分析，达到了该零件的加工工艺整体设计具有可行性，并能大批量的生产，保证公司的加工效率与零件能够完全达到精度和工序要求。由于阀门用于特殊工况下，使其能满足高温特殊工况的应用条件，并满足设备的正常运行和保持良好的稳定性。所以对阀门内件材料选用较为苛刻，又由于阀门座圈阀体的密封属于硬密封，硬密封的阀门阀座与阀体间没有密封圈，靠表面研磨密封，从而对零件座圈的粗糙度，外圆尺寸以及密封处要求都高。粗糙度相对密封的达到0.8，外圆尺寸公差甚至只有几丝。密封处由于需要高强度的耐磨性能，采取堆焊合金材料来增强等
通过对座圈加工的研究，从中可以了解原料至成品的每一步加工流程。如何从锻件
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
热处理，冲压至粗加工尺寸、直至精加工都有很深的认识。对机械加工及工厂生产产生一定的具体化的概念。下文具体论述了控制阀座圈的加工工艺设计和具体的加工步骤。下文主要描述了毛坯的成型方法，毛坯的粗加工，零件粗加工直至精加工，打包出货的详细情况。同时也对F316不锈钢材料的金属性能有了具体的描述。
一、零件图分析
（一）尺寸要求分析（如图11所示）
图11：零件图
1.零件外观尺寸为直径?197mm，高度37mm。
2.零件为3段圆柱累计加工，分别尺寸为直径?197mm，直径?164mm，直径?174mm。公差尺寸如图所示.
3.零件中心有直径?152的通孔。
4.表面粗糙度要求不高，均为Ra12.5。
5．零件尺寸上下偏差如上图所示。
（二）毛坯的分析
1．毛坯材质分析
毛坯是锻件：毛坯为是通过自由锻件的成型方法。经过固溶处理，稳定化处理，去应力处理的热处理方法来满足使用性能要求和机械加工性能。
毛坯外形尺寸为直径?203mm，内孔?149mm，高度40mm实心坯料。
2. 材质F316不锈钢的分析
F316 因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）；高温强度好；固溶状态无磁性；冷轧产品外观光泽度好，相对304不锈钢，价格较高，成分分析见（表11）。
阀座要求具有较高的耐磨性、耐腐蚀性，在高温下有足够的抗氧化性和热疲劳性，密封面与阀体的热膨胀系数相近，且应具有良好的加工性能和焊接性能。
316不锈钢成分分析，见表11：
表11：316不锈钢成分分析
名称
含量
物理性能
化学性能
力学性能
不锈钢
C≤0.08
拉强度：(Mpa) 620 MIN；
屈服强度(Mpa) ：310 MIN；
8.03 g/cm3，奥氏体不锈钢一般都用这个值；
硬度高
耐腐蚀、耐高温、耐腐蚀。
抗氧化性强
具有热疲劳性
伸长率(%) 30 MIN
面积缩减(%) 40 MIN
Si≤1.00
Mn≤2.00
P≤0.035
S≤0.03
Ni:10.014.0
Cr:16.018.5
Mo:2.03.0
二、加工工艺过程分析
（一）粗加工尺寸分析
1.加工尺寸
因加工精度要求不高，且产品为批量生产，故在加工方式采用冲压模来保证加工尺寸。如图21：
图21：粗加工图
（二）加工内容分析
1．冲裁下料
选用YHD41200的单柱冲压机械进行冲压。冲压是靠压力机对施加外力，使其产生形变。对锻件直径为?211mm，厚度48mm的圆块，经过冲压的下料得到尺寸为外径?211mm，中孔?137mm，厚度为48mm环形。
2．粗车
选用普车CA6140进行粗加工。粗加工得到外径?203mm，内孔?149mm，厚度为40mm的圆环。（由于零件材质为不锈钢，对于车刀的选择需选取硬度大的车刀。如高速钢和硬质合金刀具。由于硬质合金刀具加工不锈钢材料时，二者都属于硬质金属。在进行车削时刀头会产生大量的切削热，故在进行粗加工时不能打开切削液，以防止崩刀情况的产生。）如图22：
图22：粗加工图
3．堆焊：
按上图22所示开槽堆焊，开R6堆焊槽，按图槽内堆焊要求STL6（HRC大于等于40）达到堆焊属性。
4．半精车：
用外圆180进行校正，车端面2mm，车通孔至尺寸?150mm，保留各挡余量。做PT探伤检测，对堆焊合金面需要进行PT探伤，确保质量
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/mjsk/853.html
