CN104227158A - 双瓣式止回阀支承座定位方槽的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双瓣式止回阀支承座定位方槽的加工方法。该方法采用电解加工工艺来进行阀体上定位方槽的成型加工，其主要步骤：制作工具阴极；配制电解液；将工具阴极和夹具体与电源连接，设定加工参数；安装工件；设定加工位置；开启机床进给系统、电解液泵和电源，按照支承座定位方槽的形状和尺寸制作的阴极头向工件进给，使工件表面依靠阴极头工作端面加工形成定位方槽；工件回转180°加工另一个定位方槽；阴极头退出阀体体腔，完成定位方槽的成型加工；定位方槽局部打磨。本发明的优点：有利于在产品上实现嵌入式的支承座定位和固定结构从而使产品的性能和可靠性得到提升，并且成型速度快、质量好、精度高、成本低，电极无损耗。

Description

双瓣式止回阀支承座定位方槽的加工方法

技术领域

本发明涉及一种阀门零件的制造方法，具体涉及一种双瓣式止回阀阀体上支承座定位方槽的加工方法。

背景技术

双瓣式止回阀由于具有结构紧凑、结构长度短、占用安装空间小、重量轻、采用对夹式连接方式安装方便以及阀瓣启闭较为迅速、回座冲击小、不容易发生水锤现象等优点，因此在一些气液管路系统中有不少应用。双瓣式止回阀主要由阀体、阀瓣、转轴、固定轴、扭簧等零件组成，在阀体的内腔靠下侧有两个对称配置的半圆形密封面，中间由横梁相隔；半圆形阀体密封面之上对应配置有两个半圆形阀瓣，阀瓣通过铰接连接方式安装在转轴上；在转轴的上侧还设置有与转轴平行的固定轴，转轴和固定轴通过一定的方式固定在阀体上，在转轴上套装有两个扭簧，扭簧的一个扭臂压贴在固定轴上，而另一个扭臂分别压紧在两个阀瓣的背面，通过合适的弹簧力来提供初始密封比压和辅助阀瓣快速关闭。阀门使用时，正流的介质会推动两个阀瓣转动并对折到一起而使阀门处于开启状态，介质倒流时则会使两个阀瓣展开形成一个整圆而使阀门关闭。以往的双瓣式止回阀产品，一般都会采用在阀体上开设贯穿阀门体腔的穿透性轴孔来安装转轴和固定轴，孔端用螺塞封闭。这种结构会使阀门存在外泄漏的隐患，尤其是对高压力级的阀门来说，这一问题对阀门使用可靠性的影响表现得更为明显。为了解决外穿销轴结构所存在的这一问题，一些内销轴结构的设计相继被采用，亦即在阀体内设置安装固定于阀体上的支承座，转轴和固定轴均支承和装配在支承座上。

支承座在阀体内腔采用何种安装固定方式，对阀内组件在阀门运行时的可靠性有很大影响，目前内销轴结构的双瓣式止回阀的支承座在阀体内腔的安装结构主要有两种方式，一种方式是采用在阀体体腔内壁相应位置加工圆弧形凹面作为支承座的定位和安装表面，这种方式的一个较明显的缺陷是阀体出口端面上的密封水线面的一部分被去除，不利于阀门在管道上安装后的密封，另外圆弧面定位其定位能力也有所欠缺；另一种方式是保留阀体体腔内壁的完整性而在阀体内腔另外设置支承座的安装定位结构，这种方式的缺点是支承座安装固定的可靠性较差。此外，现行内销轴结构的双瓣式止回阀产品的一个共同的缺点是：支承座沿阀门轴向的限位零件的固定，会采用从阀门出口端面处向内加工螺孔、旋入螺钉的方式，或采用以铁皮制作的可以弯折的夹片或压片来固定限位零件的方式；前一种固定方式所存在的问题是阀门端面上的密封水线面的局部被破坏会给阀门的密封可靠性带来影响，后一种固定方式其缺点是采用铁皮制作的夹片或压片长期使用后夹片或压片容易因受力而发生变形甚至发生开裂损伤，可靠性差。

一种较为可靠的内销轴结构的双瓣式止回阀的支承座在阀体内腔的安装固定方式是，在阀体位于中间横梁两端的上腔内壁相对位置处，设置有长方形凹入的方槽(如图1、图2所示)，装配时支承座被嵌入方槽内而获得稳定可靠的定位。支承座采用这种安装固定方式后与现有结构相比，除了支承座的定位和固定更稳定可靠外，保留了阀门端部密封水线面的完整性因而更有利于改善阀门的密封可靠性，同时因取消了支承座轴向限位零件而使阀门具有更高的可靠性，并且阀体等零件的加工难度降低，产品装配、维修更方便。

从加工工艺方面来说，位于阀体体腔内壁上的长方形凹入的方槽采用通常的机械切削的加工方式来完成是很困难的，因此需要采用新的工艺方法来解决这一加工要求，使上述这种新的阀门结构得以实现从而使内销轴结构的双瓣式止回阀产品的性能和可靠性得到提升。

电解加工属于电化学加工范畴，是一种特种加工技术，它是基于电化学阳极溶解原理、借助工具阴极将工件加工成型的一种工艺方法。相对于其它工艺方法，电解加工工艺具有以下一些优点：1、工具阴极无损耗，在按照合理、正确的工艺和参数进行加工的正常条件下，阴极理论上可永久使用；；2、成型速度快，生产效率高；3、加工表面质量好、尺寸精度高，无应力、无热影响区；4、电解液一般采用氯化钠或硝酸钠水溶液，成本低廉。

电解加工工艺通常在枪、炮管镗线，武器零件，航空、航天发动机叶片和叶轮型面加工等军工和航空航天制造方面有较广泛的应用，在模具制造方面也有一些应用，而在阀门零件和通用机械产品的制造方面则并无应用，但如前所述，电解加工由于具有效率高、质量好、精度高、成本低、电极寿命长等突出优点，因此将其应用于阀门等产品的零件制造并辅之以有针对性的工艺措施以及合理的阴极和夹具设计，能够使零件的加工相对于现行的加工方法具有较显著的优势，或者使产品上能够实现旨在提升产品性能和可靠性的新的结构。

发明内容

为了使内销轴结构的双瓣式止回阀产品能够采用将支承座直接嵌入安装在阀体体腔内壁的定位和固定方式，使双瓣式止回阀产品的性能和可靠性得到提升，本发明提出了一种加工效率高、成型速度快、成型质量好、精度高、生产成本低、电极寿命长的双瓣式止回阀阀体上支承座定位方槽的电解加工成型方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种双瓣式止回阀支承座定位方槽的加工方法，其基本的技术方案和主要技术关键在于：采用电解加工工艺来进行双瓣式止回阀的阀体内腔处的支承座定位方槽的成型加工，加工包含下述几个步骤：(1)制作工具阴极，工具阴极端部带有按照支承座定位方槽的形状和尺寸要求制作的阴极头；(2)加工开始前，配制好电解液；在电解加工设备的阴极安装座上安装好工具阴极，将工具阴极与电源负极连接、工件安装夹具与电源正极连接；设置好加工电压、电极进给速度、电解液压力等加工参数；(3)将待加工的阀体在工件安装夹具上安装固定好；(4)水平进给电解加工设备工作台，使阴极头进入阀体体腔，校正阀体沿工件轴向与阴极头的相对位置；设定好加工进给的始启位置和终点位置；(5)开启电解加工设备的机床进给系统，接通电解液泵，开启工作电源，阴极头向阀体进给，使阀体内腔处依靠阴极头工作端面基于电化学阳极溶解原理加工形成所需的凹入的支承座定位方槽；(6)当槽深达到要求时阴极头停止进给并退回到起始位置，完成阀体内腔一侧支承座定位方槽的成型加工；(7)调整工件安装夹具使阀体回转180°，完成阀体内腔另一侧支承座定位方槽的成型加工。

本发明的有益效果是：有利于在内销轴结构的双瓣式止回阀产品上实现嵌入式的支承座定位和固定结构从而使产品的性能和可靠性得到提升，该成型方法成型速度快、加工效率高，成型质量好、精度高，生产成本低，电极寿命长。

附图说明

图1是双瓣式止回阀阀体体腔内壁处设置了支承座定位方槽的阀体示意图。

图2是图1在A-A剖面处剖切的左视图。

图3是本发明所提出的采用电解加工方法来进行双瓣式止回阀的阀体内腔处的支承座定位方槽成型加工的示意图。

图4是图3中电解加工部位的局部放大图。

图5是阴极头工作端面上一种通液槽的示意图。

图6是阴极头工作端面上另一种通液槽的示意图。

图7是阴极头工作端面上通液孔的示意图。

图中，1、控制系统；2、机床进给系统；3、工作电源；4、短路保护系统；5、电解液净化装置；6、电解液供液装置；7、绝缘垫；8、角铁架；9、阀体；10、支承座定位方槽；11、阴极头；12、加强筋；13、工具阴极；14、回转盘；15、三爪卡盘；16、阴极安装座；17、抽风机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的阐述。

如图1和图2所示的双瓣式止回阀阀体(9)体腔内壁处的长方形凹入的支承座定位方槽(10)，是难以采用通常的机械切削的加工方式来完成的，而采用本发明所提出的加工方法就可以完成加工。

加工方法如图3、图4所示。主要技术方案为：采用电解加工工艺来进行阀体(9)体腔内壁处的支承座定位方槽(10)的成型加工，加工过程的主要步骤包括：(a)制作工具阴极(13)，工具阴极(13)端部带有按照支承座定位方槽(10)的形状和尺寸要求制作的阴极头(11)；(b)加工开始前，配制好电解液；在电解加工设备的阴极安装座(16)上安装好工具阴极(13)，将工具阴极(13)与电源负极连接、工件安装夹具与电源正极连接；设置好加工电压、电极进给速度、电解液压力等加工参数；(c)将待加工的阀体(9)在工件安装夹具上进行安装固定：工件安装夹具由角铁架(8)、回转盘(14)、三爪卡盘(15)组成，回转盘(14)安装在角铁架(8)的垂直面上用于阀体(9)上的两个支承座定位方槽(10)加工时的回转变位，三爪卡盘(15)用于装夹工件；(d)水平进给电解加工设备工作台，使阴极头(11)进入阀体(9)的体腔，校正阀体(9)沿工件轴向与阴极头(11)的相对位置；设定好加工进给的始启位置和终点位置；(e)通过操作控制系统(1)开启电解加工设备的机床进给系统(2)，启动电解液供液装置(6)，开启工作电源(3)，阴极头(11)向阀体(9)进给，使阀体内腔处依靠阴极头(11)工作端面基于电化学阳极溶解原理加工形成所需的凹入的支承座定位方槽(10)；(f)当槽深达到要求时阴极头(11)停止进给并退回到起始位置，完成阀体内腔一侧支承座定位方槽(10)的成型加工；(g)调整回转盘(14)使阀体回转180°，完成阀体内腔另一侧支承座定位方槽(10)的成型加工；(h)水平进给电解加工设备工作台，使阴极头(11)退出阀体体腔，完成阀体(9)上支承座定位方槽(10)的成型加工；(i)用打磨工具将阀体上加工出的支承座定位方槽(10)内的由于阴极头(11)端面上通液槽或通液孔的原因所形成的略为凸出的部位打磨平或略为凹入。

阴极头(11)的下端面为工作端面，在阴极头(11)下端面的合适位置处开有与工具阴极(13)的内腔贯通的通液槽或通液孔，电解液的流向采用正流式，由通液槽或通液孔内向加工面流动并流出加工面。通液槽的形式如图5、6所示，图5所示的通液槽形式其优点是流场分布简单、规则，缺点是四角处流量偏小，采用图6所示的形式时，虽然流场会变得复杂些，但四角处的流场状况会得到改善；也可以采用图7所示的以居中的一排均布的通液孔作为电解液流出通道的形式。

由于需要加工的支承座定位方槽(10)位于阀体(9)体腔内，因此工具阴极(13)制作成角式结构，可以伸入阀体(9)内进行加工；为了改善工具阴极(13)的刚性、保证加工精度，在工具阴极(13)的角式结构处采用加强筋(12)加强。

由于电解加工时的极间间隙较小而工作电流较大，为防止短路而烧伤电极和工件加工表面或烧坏工作电源，在电解加工的工作电源(3)上需要配置带有检测和快速切断功能的短路保护系统(4)；在夹具安装时，需要在角铁架(8)和工作台之间放置绝缘垫(7)；电解液净化装置(5)的作用是将排出的电解液在去除金属、非金属夹杂物和金属氢氧化物后再进行循环：电解加工过程中析出的氢气，通过抽风机(17)和抽风管排出。

电解加工结束后，完成加工的定位方槽(10)内，会存在由于阴极头(11)工作端面上凹进的通液槽或通液孔所导致的略为凸出的一些部位，需要用打磨工具打磨平整或略为凹入底平面，以保证支承座安装时能有准确的定位；也可以不进行打磨而将支承座的相应部位设计为凹入、用铣刀铣槽以避让定位方槽(10)内凸出的部位。

电解加工时的工作参数：加工电压U＝16V，电极进给速度v＝1.7mm/min，电流密度i＝130A/cm²，间隙Δ＝0.15～0.20mm，电解液采用14％NaCl，电解液压力P＝1.3MPa，温度T＝30～40℃。

根据加工深度的不同，一个支承座定位方槽的电解时间在3～10分钟左右，具有较高的加工效率，同时加工精度也能较好地满足支承座的定位精度要求。

采用上述的电解加工工艺来进行支承座定位方槽的成型加工的另一个好处是，可以完成支承座定位方槽在形状方面的一些特殊要求，如定位方槽的底面采用圆柱面(圆柱面轴线方向与阀体轴线方向一致)，采用圆柱面底面会与阀体内腔形态更为楔合同时受力也更合理；再如定位方槽的底面与四侧面的相交处以及四侧面的顶角处均采用圆角过渡(如图1、2所示)，以保证阀体在受压后局部不会产生超过材料强度的过高应力。上述的这些对定位方槽的形状要求，只需要按相应的要求制作阴极头便能解决。

以上结合附图和实施例对本发明的技术方案作了具体的说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围。本技术领域的技术人员应该知晓，本发明不受上述实施例和附图的限制，其保护范围由所附的权利要求书所界定，任何在不超出本发明权利要求书所界定的范围内的各种改动、变型所形成的技术方案，都没有偏离本发明的精神和技术实质，仍然会属于本发明的权利要求范围之内。

Claims (1)

1.一种双瓣式止回阀支承座定位方槽的加工方法，其特征在于：采用电解加工工艺来进行双瓣式止回阀的阀体内腔处的支承座定位方槽的成型加工，加工包含下述几个步骤：(1)制作工具阴极，工具阴极端部带有按照支承座定位方槽的形状和尺寸要求制作的阴极头；(2)加工开始前，配制好电解液；在电解加工设备的阴极安装座上安装好工具阴极，将工具阴极与电源负极连接、工件安装夹具与电源正极连接；设置好加工电压、电极进给速度、电解液压力等加工参数；(3)将待加工的阀体在工件安装夹具上安装固定好；(4)水平进给电解加工设备工作台，使阴极头进入阀体体腔，校正阀体沿工件轴向与阴极头的相对位置；设定好加工进给的始启位置和终点位置；(5)开启电解加工设备的机床进给系统，接通电解液泵，开启工作电源，阴极头向阀体进给，使阀体内腔处依靠阴极头工作端面基于电化学阳极溶解原理加工形成所需的凹入的支承座定位方槽；(6)当槽深达到要求时阴极头停止进给并退回到起始位置，完成阀体内腔一侧支承座定位方槽的成型加工；(7)调整工件安装夹具使阀体回转180°，完成阀体内腔另一侧支承座定位方槽的成型加工。