CN102441690B - 水轮机球阀的大型活门加工工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水轮机球阀的大型活门加工工艺方法，活门两端装配密封座平面和外圆采用数控镗床数控编程加工。在活门数控编程加工过程中，采用间接测量的方法测量活门外圆直径尺寸。通过数控镗床数控编程确定活门的中心、采用数控编程圆弧差补的方法加工活门外圆及测量活门外圆直径尺寸。用激光跟踪仪测量活门加工后的外圆直径尺寸、外圆圆柱度，用激光跟踪仪测量活门两端装配密封座平面之间的平行度和活门两端装配密封座平面外圆之间的同轴度。本发明具有活门加工工艺流程合理简洁，加工及测量操作方便直观，加工及测量精度高，提高生产效率等优点。
Description
技术领域
本发明公开了水轮机球阀中一种水轮机球阀的大型活门加工工艺方法。
背景技术
水轮机球阀密封部位现在采用金属密封结构，要求金属密封面之间允许的漏水量为0L/min。为保证水轮机球阀金属密封面之间的精度要求，采用阀体与活门装配在一起后同加工一端阀体与活门相关密封部位配合表面，保证一端阀体与活门之间的同轴度精度，将阀体与活门整体翻身后，同加工另一端阀体与活门相关密封部位配合表面，保证另一端阀体与活门之间的同轴度精度。中、小型水轮机球阀，采用阀体与活门装配在一起后同加工阀体与活门相关密封部位配合表面的工艺方法，保证阀体与活门之间的同轴度精度。
发明的内容
本发明公开了水轮机球阀中一种水轮机球阀的大型活门加工工艺方法，优化了活门的制造工艺、缩短了生产周期和提高了活门制造精度。本发明在加工过程中存在如下技术难点：
(1)活门两端密封面配合部位平面平行度的加工及测量。
(2)活门两端密封面配合部位外圆同轴度的加工及测量。
(3)活门两端密封面配合部位外圆圆柱度的加工及测量。
本发明的技术方案为：水轮机球阀中一种水轮机球阀的大型活门加工工艺方法，其特征是：包括以下工艺步骤：(1)活门放到数控镗床回转工作台上，数控镗床回转工作台旋转360°，检查数控回转工作台的分度精度；
(2)数控编程通过圆弧差补的方法粗加工活门一端密封面配合部位的平面和外圆，圆弧差补的方法即刀具在指定平面内按给定的进给速度作圆弧运动，切削出圆弧轮廓，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸；
(3)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法粗加工活门另一端密封面配合部位的平面和外圆，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸；
(4)用激光跟踪仪测量活门两端密封面配合部位平面之间的平行度、外圆之间的同轴度和外圆的直径尺寸；
(5)重新调整数控镗床的相关数据，数控编程通过圆弧差补的方法在活门一端球面圆周上精加工一段基准平面和基准外圆，数控编程测量和记录加工后的基准外圆直径尺寸；
(6)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法在活门另一端球面圆周上精加工一段基准平面和基准外圆，数控编程测量和记录加工后的基准外圆直径尺寸；
(7)用激光跟踪仪测量活门两端球面上精加工部位基准平面之间的平行度、基准外圆之间的同轴度和基准外圆的直径尺寸；
(8)数控编程通过圆弧差补的方法精加工活门一端密封面配合部位的平面和外圆，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸，在精加工过程中，用数控镗床多次测量活门密封面配合部位的平面与活门球面上精加工基准平面之间的平行度、活门密封面配合部位的外圆与活门球面上精加工基准外圆之间的同轴度；
(9)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法精加工活门另一端密封面配合部位的平面和外圆，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸，在精加工过程中，用数控镗床多次测量活门密封面配合部位的平面与活门球面上精加工基准平面之间的平行度、活门密封面配合部位的外圆与活门球面上精加工基准外圆之间的同轴度；
(10)用激光跟踪仪测量精加工后的活门两端密封面配合部位平面之间的平行度、外圆之间的同轴度和外圆的直径尺寸。
(11)在数控镗床回转工作台上，采用激光跟踪仪测量和数控编程圆弧差补相结合的工艺方法加工完成活门两端密封面配合部位的平面和外圆，保证活门两端平面平行度＜0.08mm、两端外圆同轴度＜0.08mm和两端外圆圆柱度＜0.08mm。
本发明的技术效果如下：
1)活门放到数控镗床回转工作台上，数控镗床回转工作台旋转360°，检查数控回转工作台的分度精度。利用数控回转工作台的分度精度保证活门两端密封面配合部位平面平行度的加工。
(2)数控编程通过圆弧差补的方法粗加工活门一端密封面配合部位的平面和外圆，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸。通过圆弧差补的方法保证加工后活门密封面配合部位外圆的圆柱度。
(3)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法粗加工活门另一端密封面配合部位的平面和外圆，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸。通过圆弧差补的方法(保证加工后活门密封面配合部位外圆的圆柱度，用数控回转工作台精度保证活门两端密封面配合部位外圆同轴度的加工。
(4)用激光跟踪仪测量活门两端密封面配合部位平面之间的平行度、外圆之间的同轴度和外圆的直径尺寸。激光跟踪仪测量保证活门两端密封面配合部位平面平行度的测量、外圆同轴度和圆柱度的测量。
(5)重新调整数控镗床的相关数据，数控编程通过圆弧差补的方法在活门一端球面圆周上精加工一段基准平面和基准外圆，数控编程测量和记录加工后的基准外圆直径尺寸。基准平面和基准外园的加工，是为了保证精加工后活门密封面配合部位外圆的圆柱度。
(6)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法在活门另一端球面圆周上精加工一段基准平面和基准外圆，数控编程测量和记录加工后的基准外圆直径尺寸。基准平面和基准外园的加工，是为了保证精加工后活门两端密封面配合部位平面的平行度、外圆的圆柱度和同轴度。
(7)用激光跟踪仪测量活门两端球面上精加工部位基准平面之间的平行度、基准外圆之间的同轴度和基准外圆的直径尺寸。激光跟踪仪测量保证精加工后活门两端密封面配合部位平面平行度的测量、外圆同轴度和圆柱度的测量。
(8)数控编程通过圆弧差补的方法精加工活门一端密封面配合部位的平面和外圆，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸。在精加工过程中，用数控镗床多次测量活门密封面配合部位的平面与活门球面上精加工基准平面之间的平行度、活门密封面配合部位的外圆与活门球面上精加工基准外圆之间的同轴度。保证了活门两端密封面配合部位平面的平行度、外园的圆柱度和同轴度。
(9)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法精加工活门另一端密封面配合部位的平面和外圆，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸。在精加工过程中，用数控镗床多次测量活门密封面配合部位的平面与活门球面上精加工基准平面之间的平行度、活门密封面配合部位的外圆与活门球面上精加工基准外圆之间的同轴度。保证了活门两端密封面配合部位平面的平行度、外园的圆柱度和同轴度。
(10)用激光跟踪仪测量精加工后的活门两端密封面配合部位平面之间的平行度、外圆之间的同轴度和外圆的直径尺寸。保证了活门两端密封面配合部位平面的平行度、外园的圆柱度和同轴度。
本发明保证了水轮机球阀大型活门两端密封面配合部位平面之间的平行度、外圆之间的同轴度和外圆的圆柱度。在数控镗床和回转工作台上，采用数控编程圆弧差补的方法加工活门两端密封面配合部位的平面和外圆。用激光跟踪仪测量活门两端密封面配合部位平面之间的平行度、外圆之间的同轴度和外圆的直径尺寸。采用数控编程圆弧差补的方法在活门两端球面圆周上精加工一段基准平面和基准外圆，做为活门加工过程中的参考基准，保证活门密封面配合部位平面之间的平行度、外圆之间的同轴度和外圆的圆柱度。
本发明可提高大型活门密封面配合部位平面之间的平行度、外圆之间的同轴度和外圆的圆柱度等精度，克服了外径千分尺无法直接测量活门外圆尺寸的难点，解决了大型活门与阀体装配后无法翻身加工的问题。本发明优化了活门的制造工艺、缩短了生产周期和提高了活门制造精度，可节约生产周期约30天。
附图说明
图1是活门加工及测量顺序原理图
图2活门粗加工及测量顺序原理图
图3活门基准加工及测量顺序原理图
具体实施方式
水轮机球阀中一种水轮机球阀的大型活门加工工艺方法，在加工过程中存在如下技术难点：
(1)活门两端密封面配合部位平面平行度的加工及测量。
(2)活门两端密封面配合部位外圆同轴度的加工及测量。
(3)活门两端密封面配合部位外圆圆柱度的加工及测量。
工艺方法包括以下工艺步骤：
(1)活门放到数控镗床回转工作台上，数控镗床回转工作台旋转360°，检查数控回转工作台的分度精度；
(2)数控编程通过圆弧差补的方法粗加工活门一端密封面配合部位的平面和外圆，圆弧差补的方法即刀具在指定平面内按给定的进给速度作圆弧运动，切削出圆弧轮廓，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸；
(3)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法粗加工活门另一端密封面配合部位的平面和外圆，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸；
(4)用激光跟踪仪测量活门两端密封面配合部位平面之间的平行度、外圆之间的同轴度和外圆的直径尺寸；
(5)重新调整数控镗床的相关数据，数控编程通过圆弧差补的方法在活门一端球面圆周上精加工一段基准平面和基准外圆，数控编程测量和记录加工后的基准外圆直径尺寸；
(6)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法在活门另一端球面圆周上精加工一段基准平面和基准外圆，数控编程测量和记录加工后的基准外圆直径尺寸；
(7)用激光跟踪仪测量活门两端球面上精加工部位基准平面之间的平行度、基准外圆之间的同轴度和基准外圆的直径尺寸；
(8)数控编程通过圆弧差补的方法精加工活门一端密封面配合部位的平面和外圆，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸，在精加工过程中，用数控镗床多次测量活门密封面配合部位的平面与活门球面上精加工基准平面之间的平行度、活门密封面配合部位的外圆与活门球面上精加工基准外圆之间的同轴度；
(9)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法精加工活门另一端密封面配合部位的平面和外圆，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸，在精加工过程中，用数控镗床多次测量活门密封面配合部位的平面与活门球面上精加工基准平面之间的平行度、活门密封面配合部位的外圆与活门球面上精加工基准外圆之间的同轴度；
(10)用激光跟踪仪测量精加工后的活门两端密封面配合部位平面之间的平行度、外圆之间的同轴度和外圆的直径尺寸。
(11)在数控镗床回转工作台上，采用激光跟踪仪测量和数控编程圆弧差补相结合的工艺方法加工完成活门两端密封面配合部位的平面和外圆，保证活门两端平面平行度＜0.08mm、两端外圆同轴度＜0.08mm和两端外圆圆柱度＜0.08mm。
本是实施例具体内容为：
1)活门放到数控镗床回转工作台上，活门中心与回转工作台中心应重合，误差小于0.5mm。数控镗床回转工作台旋转360°，检查数控回转工作台的分度精度。利用数控回转工作台的分度精度保证活门两端密封面配合部位平面平行度的加工。
(2)数控编程通过圆弧差补的方法粗加工活门第一平面1和第一外圆3，数控编程测量第一外圆3尺寸，见图2。
(3)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法粗加工活门第二平面2和第二外圆4，数控编程测量第二外圆4尺寸，见图2。
(4)用激光跟踪仪测量活门第一平面1、第二平面2之间的平行度，测量第一外园3、第二外圆4之间的同轴度，测量第一外圆3、第二外园4尺寸，见图1。
(5)重新调整数控镗床的相关数据，数控编程通过圆弧差补的方法在活门球面圆周上精加工第三基准平面5和第三基准外圆5，数控编程测量第三基准外圆5尺寸，见图3。
(6)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法在活门球面圆周上精加工第四基准平面6和第四基准外圆6，数控编程测量第四基准外圆6，见图3。
(7)用激光跟踪仪测量活门第三基准平面5、第四基准平面6之间的平行度，平行度＜0.08mm。测量第三基准外园5、第四基准外圆6之间的同轴度，同轴度＜0.08mm。测量第三基准外圆5、第四基准外园6尺寸，第三基准外圆5、第四基准外园6圆柱度＜0.08mm，见图1。
(8)数控编程通过圆弧差补的方法精加工活门第一平面1和第一外圆3，数控编程测量第一外圆3尺寸，第一外圆3圆柱度＜0.08mm。在精加工过程中，用数控镗床多次测量活门第一平面1与活门球面上第三基准平面5之间的平行度，平行度＜0.05mm。测量活门第一外圆3与活门球面第三基准外圆5之间的同轴度，同轴度＜0.05mm。测量第一外园3圆柱度，圆柱度＜0.08mm，见图2。
(9)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法精加工活门第二平面2和第二外圆4，数控编程测量第二外圆4尺寸，第二外园4圆柱度＜0.08mm。在精加工过程中，用数控镗床多次测量活门第二平面2与活门球面上第四基准平面6之间的平行度，平行度＜0.05mm。测量活门第二外圆4与活门球面第四基准外圆6之间的同轴度，同轴度＜0.05mm。测量第二外园4圆柱度，圆柱度＜0.08mm，见图2。
(10)用激光跟踪仪测量活门第一平面1、第二平面2之间的平行度，平行度＜0.08mm。测量第一外园3、第二外圆4之间的同轴度，同轴度＜0.08mm。测量第一外圆3、第二外圆尺寸4，第一外圆3、第二外圆4圆柱度＜0.08mm，见图1。
需用装备：
●数控镗床
●数控回转工作台
●激光跟踪仪
●杠杆千分表
●平尺
●内径千分尺
本发明优化了水轮机球阀中一种大型活门的制造工艺、缩短了生产周期和提高了活门制造精度。克服了外径千分尺无法直接测量活门外圆尺寸的难点，解决了大型活门与阀体装配后无法翻身加工的问题。
Claims (1)
1.一种水轮机球阀的大型活门加工工艺方法，其特征是：包括以下工艺步骤：
(1)活门放到数控镗床回转工作台上，数控镗床回转工作台旋转360°，检查数控回转工作台的分度精度；
(2)数控编程通过圆弧差补的方法粗加工活门一端密封面配合部位的平面和外圆，圆弧差补的方法即刀具在指定平面内按给定的进给速度作圆弧运动，切削出圆弧轮廓，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸；
(3)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法粗加工活门另一端密封面配合部位的平面和外圆，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸；
(4)用激光跟踪仪测量活门两端密封面配合部位平面之间的平行度、外圆之间的同轴度和外圆的直径尺寸；
(5)重新调整数控镗床的相关数据，数控编程通过圆弧差补的方法在活门一端球面圆周上精加工一段基准平面和基准外圆，数控编程测量和记录加工后的基准外圆直径尺寸；
(6)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法在活门另一端球面圆周上精加工一段基准平面和基准外圆，数控编程测量和记录加工后的基准外圆直径尺寸；
(7)用激光跟踪仪测量活门两端球面上精加工部位基准平面 之间的平行度、基准外圆之间的同轴度和基准外圆的直径尺寸；
(8)数控编程通过圆弧差补的方法精加工活门一端密封面配合部位的平面和外圆，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸，在精加工过程中，用数控镗床多次测量活门密封面配合部位的平面与活门球面上精加工基准平面之间的平行度、活门密封面配合部位的外圆与活门球面上精加工基准外圆之间的同轴度；
(9)数控镗床回转工作台旋转180°，数控编程通过圆弧差补的方法精加工活门另一端密封面配合部位的平面和外圆，数控编程测量和记录加工后的外圆直径尺寸，在精加工过程中，用数控镗床多次测量活门密封面配合部位的平面与活门球面上精加工基准平面之间的平行度、活门密封面配合部位的外圆与活门球面上精加工基准外圆之间的同轴度；
(10)用激光跟踪仪测量精加工后的活门两端密封面配合部位平面之间的平行度、外圆之间的同轴度和外圆的直径尺寸；
(11)在数控镗床回转工作台上，采用激光跟踪仪测量和数控编程圆弧差补相结合的工艺方法加工完成活门两端密封面配合部位的平面和外圆，保证活门两端平面平行度＜0.08mm、两端外圆同轴度＜0.08mm和两端外圆圆柱度＜0.08mm。
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Granted publication date: 20130424 |
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