CN103406726B - 调节阀多层级迷宫型芯包制造方法及其专用铣削、焊接夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种调节阀多层级迷宫型芯包制造方法及其专用铣削、焊接夹具，步骤包括：制毛坯、粗车、热处理、线切割、铣削迷宫槽、氮化处理、平面磨削、焊接和精车，粗车时在圆柱坯料的外表面铣削若干沿轴向延伸的焊接槽，通过线切割将圆柱坯料线切割成若干盘片，采用迷宫槽铣削专用夹具装夹定位盘片，在数控铣床上分2‑3次在盘片上加工出迷宫槽；通过专用焊接工装装夹盘片并焊接槽处进行焊接，焊接时相对槽口依次焊接。避免传统胶粘剂堵塞迷宫槽；芯包的多层盘片通过同一个圆柱坯料线切割分切而成，且盘片在加工迷宫槽时通过数次铣削制成，减少加工过程中的变形量，确保盘片堆叠后的吻合度，避免盘片之间的间隙引起泄漏；多焊道连接更加可靠。

Description

调节阀多层级迷宫型芯包制造方法及其专用铣削、焊接夹具

技术领域

本发明涉及一种调节阀多层级迷宫型芯包制造方法，还涉及一种实现该制造方法的专用铣削夹具和焊接夹具。

背景技术

用于火电蒸汽机组的电站调节阀主要分布在锅炉、汽轮机和辅机三大系统中。火力发电站的热控技术一般将机组的安全经济运行就作为主要的目标，而各种各样的调节阀就成为实现安全运行的专用辅助设备。机组参数越高，机组容量越大，对于电站调节阀的性能要求如密封性能、调节特性、可靠性要求越高。

这类调节阀工作时具有压力高、温度高、压差大的特点，为了承受高压差工况，迷宫式芯包成为结构设计的首选。其作用为：安装于调节阀阀芯外侧，与阀芯配合调节流量，同时降低压差。工作时流体从侧面（内侧或外侧）进入，阀芯上下时，对应芯包不同的开度，实现流量调节。图1为迷宫式芯包的结构设计图，如图所示芯包一般为若干层迷宫片叠合而成，传统做法片与片之间的整体粘合采用胶粘剂联接。然而由于胶粘剂厚度较厚，常常增加了片片之间的间隙引起泄漏，流动性难以控制又极易堵塞迷宫通道。因此研发一种新型的迷宫式芯包制造方法及其配套工装是在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种盘片连接可靠、间隙小泄漏少且使用温度高的调节阀多层级迷宫型芯包的制造方法，还提供一种实现该制造方法的迷宫槽铣削专用夹具和专用焊接工装。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：其步骤包括：

a)制毛坯，根据芯包的尺寸选择钢料下料，将其锻造成合适尺寸的圆柱坯料；

b)粗车，对圆柱坯料进行钻中孔、车外圆、车中孔以及车齐端面，并在圆柱坯料的外表面铣削若干在周向上均匀分布且沿轴向延伸的焊接槽；

c)热处理，对圆柱坯料进行淬火和回火处理；

d)线切割，将热处理后的圆柱坯料线切割成若干盘片；

e)铣削迷宫槽，采用迷宫槽铣削专用夹具装夹定位盘片，根据迷宫槽的深度在数控铣床上分2-3次在盘片上加工出迷宫槽；

f)氮化处理，对盘片表面进行氮化处理，并对盘片的焊接槽处氮化层进行打磨；

g)平面磨削，对最上方和最下方的盘片端面进行磨削；

h)通过专用焊接工装将各盘片根据设计要求按顺序对正装配并夹紧成一个芯包，然后在由盘片叠装组成的芯包各焊接槽处进行焊接，焊接时相对槽口依次焊接；

i)最后精车芯包的外圆、中孔、端面及端面定位止口至设计尺寸。

所述在氮化处理工序前，对铣削后的盘片进行清理，去除表面的毛刺。

一种实现上述调节阀多层级迷宫型芯包制造方法的迷宫槽铣削专用夹具，其特征在于：包括一正方形夹具体，夹具体的上表面设置有定位盘片中孔的定位凸台，定位凸台中心开有螺纹通孔，在夹具体上呈环形均匀分布有与盘片焊接槽对应的盘片定位螺纹孔，盘片定位螺纹孔配备有定位螺栓，夹具体的四角设置有用于与铣床固定的连接螺栓；还包括一压盖，该压盖具有一个可与螺纹通孔螺纹连接的前端部，还具有一个六角螺母形状的后端部。

一种实现上述调节阀多层级迷宫型芯包制造方法的专用焊接工装，其特征在于：包括一芯轴，芯轴上套装与其滑动配合的左、右夹板，左夹板外侧的芯轴上设置限位台阶，右夹板外侧的芯轴上设置螺纹段，螺纹段配备六角锁紧螺母

本发明的优点在于：采用侧面开槽焊接盘片的方法制造调节阀芯包，避免传统胶粘剂堵塞迷宫槽；芯包的多层盘片通过同一个圆柱坯料线切割分切而成，同时，盘片在加工迷宫槽时通过数次铣削制成，减少加工过程中的变形量，确保盘片堆叠后的吻合度，避免盘片之间的间隙引起泄漏；多焊道连接更加可靠。

附图说明

图1为调节阀迷宫式芯包的结构示意图。

图2为本发明中迷宫槽铣削专用夹具中夹具体俯视图。

图3为本发明中迷宫槽铣削专用夹具中夹具体剖面图。

图4为本发明中迷宫槽铣削专用夹具压盖结构示意图。

图5为本发明中迷宫槽铣削专用夹具夹装盘片俯视图。

图6为本发明中迷宫槽铣削专用夹具夹装盘片剖面图。

图7为本发明中专用焊接工装装夹结构示意图。

具体实施方式

本发明中的调节阀多层级迷宫型芯包的制造方法步骤包括：

第一步：制毛坯，根据芯包的尺寸选择钢料下料，将其锻造成合适尺寸的圆柱坯料。

第二步：粗车，对圆柱坯料进行钻中孔、车外圆、车中孔以及车齐端面，并在圆柱坯料的外表面铣削数道在周向上均匀分布且沿轴向延伸的焊接槽，焊接槽的数量跟迷宫芯包的外径大小进行调整。

第三步：热处理，对圆柱坯料进行淬火和回火处理。

第四步：线切割，将热处理后的圆柱坯料线切割成若干盘片。

第五步：铣削迷宫槽，采用迷宫槽铣削专用夹具装夹定位盘片。

本工序中涉及的迷宫槽铣削专用夹具结构为：如图2、3所示，包括一正方形夹具体11，夹具体11的上表面设置有定位盘片中孔的定位凸台13，定位凸台13中心开有螺纹通孔12，在夹具体11上呈环形均匀分布有与盘片焊接槽对应的盘片定位螺纹孔14，盘片定位螺纹孔14配备有定位螺栓15，夹具体11的四角设置有用于与铣床固定的连接螺栓16；另外，还包括一用于固定盘片的压盖17，如图4所示，该压盖17具有一个可与螺纹通孔12螺纹连接的前端部，还具有一个六角螺母形状的后端部。

夹装盘片时，将盘片1置于夹具体11的定位凸台13上，将盘片1的焊接槽正对盘片定位螺孔14，在盘片定位螺孔14内旋上定位螺栓15进而将盘片1进行周向辅助定位，防止迷宫片铣削时移位偏转；再旋上压盖17，通过压盖17固定住盘片后，夹具体11通过连接螺栓16或者电磁吸盘固定到数控铣床上，根据迷宫槽的深度在数控铣床上采用小直径铣刀按照编制程序走刀，控制单次切削深度，一般分2-3次在盘片上加工出迷宫槽。

第六步：对铣削后的盘片进行清理，去除表面的毛刺。

第七步：氮化处理，对盘片表面进行氮化处理，并对盘片的焊接槽处氮化层进行打磨。

第八步：平面磨削，对最上方和最下方的盘片端面进行磨削。

第九步： 通过专用焊接工装将各盘片根据设计要求按顺序对正装配并夹紧成一个芯包。

本工序中涉及的专用焊接工装结构为：包括一芯轴21，芯轴21上套装与其滑动配合的左夹板22、右夹板23，左夹板21外侧的芯轴21上设置限位台阶24，右夹板23外侧的芯轴21上设置螺纹段，螺纹段配备六角锁紧螺母25。另外，该芯轴21在外径设计时须与盘片内径紧配合，保证组装后的同心度，

夹装盘片时，先套装左夹板22，将盘片根据设计要求按顺序套装在芯轴21上，再装上右夹板23，旋紧锁紧螺母25，并确保个盘片的焊接槽对应，且盘片之间无间隙。

夹装后将芯轴21左端夹持于回转工作台侧面夹爪中，然后在由盘片组成的芯包各焊接槽处进行焊接，焊接注意相对槽口依次焊接，避免变形和焊接应力不均匀。

第十步：最后精车芯包的外圆、中孔、端面及端面定位止口至设计尺寸。

Claims (2)

1.一种调节阀多层级迷宫型芯包制造方法，其特征在于，步骤包括：

a)制毛坯，根据芯包的尺寸选择钢料下料，将其锻造成合适尺寸的圆柱坯料；

b)粗车，对圆柱坯料进行钻中孔、车外圆、车中孔以及车齐端面，并在圆柱坯料的外表面铣削若干在周向上均匀分布且沿轴向延伸的焊接槽；

c)热处理，对圆柱坯料进行淬火和回火处理；

d)线切割，将热处理后的圆柱坯料线切割成若干盘片；

e)铣削迷宫槽，采用迷宫槽铣削专用夹具装夹定位盘片，根据迷宫槽的深度在数控铣床上分2-3次在盘片上加工出迷宫槽；

f)氮化处理，对盘片表面进行氮化处理，并对盘片的焊接槽处氮化层进行打磨；

g)平面磨削，对最上方和最下方的盘片端面进行磨削；

h)通过专用焊接工装将各盘片根据设计要求按顺序对正装配并夹紧成一个芯包，然后在由盘片叠装组成的芯包各焊接槽处进行焊接，焊接时相对槽口依次焊接；

i)最后精车芯包的外圆、中孔、端面及端面定位止口至设计尺寸；

所述的专用夹具包括一正方形夹具体，夹具体的上表面设置有定位盘片中孔的定位凸台，定位凸台中心开有螺纹通孔，在夹具体上呈环形均匀分布有与盘片焊接槽对应的盘片定位螺纹孔，盘片定位螺纹孔配备有定位螺栓，夹具体的四角设置有用于与铣床固定的连接螺栓；还包括一压盖，该压盖具有一个可与螺纹通孔螺纹连接的前端部，还具有一个六角螺母形状的后端部；

所述的专用焊接工装包括一芯轴，芯轴上套装与其滑动配合的左、右夹板，左夹板外侧的芯轴上设置限位台阶，右夹板外侧的芯轴上设置螺纹段，螺纹段配备六角锁紧螺母。

2.根据权利要求1所述的调节阀多层级迷宫型芯包制造方法，其特征在于：在氮化处理工序前，对铣削后的盘片进行清理，去除表面的毛刺。