摘要：现如今，我国的科技在快速的发展进步，管道测压阀是阀门整体装置中的重要零件，主要用于石油、天然气的长距离管线输送和城市煤气管道系统。为了保证管道测压阀体零件的加工精度，提高加工效率，制定了阀体的机械加工工艺规程，并研制出一套钻铣专用夹具。
关键词：管道测压阀；工艺规程；夹具
引言
阀体是阀门整体装置的重要零件之一，用于连接或支撑中心部分，承受一定的静载荷。由于阀体与整个机体连接，并且中心部分的结合面是通过螺纹连接，所以螺纹连接处承受了一定的动载荷以及冲击力。管道测压阀主要用于石油、天然气的长距离管线输送和城市煤气管道系统，由于长管线输送阀的独有特征，因此阀体的加工质量不仅影响运动精度和装配精度，而且会影响其承受管道应力的能力，以及安全可靠性和长期耐候性。为了保证阀体零件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，本文对管道测压阀体进行了工艺分析，并设计了专用钻铣夹具。
1管道测压阀零件的主要技术要求分析
图１为管道测压阀零件图。该阀体属于回转体零件，右端包括直径为Φ６９．９的外圆、端面及Ｃ３倒角，在Φ６９．９的外圆周上有尺寸代号为１／８－２７ＮＰＴ美制密封管螺纹和尺寸代号为１０／２４ＵＮＣ美制粗牙螺纹，定位尺寸分别为２５．４和１３．４９，这两个螺纹孔的定位尺寸要求比较高，为了保证尺寸的精度要求，两个螺纹孔留到最后一起加工。右端还包括一组阶梯孔，分别是直径Φ２５．６的内孔及２０°倒角、Φ４４．５８的内孔及端面、Φ４８．５１的内孔、Ｃ１．５倒角及宽度５．７７的退刀槽、Ｍ５０Ｈ７的内螺纹。中间部分包括直径为Φ１５９．５的外圆、端面及Ｃ１．５倒角，在Φ１５９．５的外圆周上有一组同轴的孔，分别是Φ１４．４的盲孔，深度为２０．３，尺寸代号为３／８－１８ＮＰＴ美制密封管螺纹，定位尺寸为２６．６，在其底部下端是Φ３．２的通孔。在Φ１５９．５的外圆同一个截面上有另一组同轴的孔，分别是Φ１４．４的盲孔，深度为２０．３，尺寸代号为３／８－１８ＮＰＴ美制密封管螺纹，定位尺寸为２６．６，在其底部下端是Φ３．２的盲孔，深度为４７．８。零件左端包括直径为Φ１０１．６的外圆、Φ８８．６５的外圆、端面及Ｃ１．５倒角、Φ８３．３４外圆槽，宽度为４．８８；另外还有一组阶梯孔，分别是直径为Φ５２．３的内孔、Φ３６．５１的内孔、Φ３７．６２的内割槽，宽度为０．７９、Φ３５的内孔及３２．６６°倒角。从Ａ向视图可以看出，在Φ１５９．５的外圆端面上均匀分布了６个Φ１７．４６的通孔，位置度为Φ１２０．６５。关于阀体表面粗糙度，主要是对Φ３５的内孔有较高的要求，粗糙度为Ｒａ＝１．６，这是由于内孔承受了较高的工作压力，因此它的配合度较高，这样才能满足零件工作时的需要。其余各加工表面的粗糙度为Ｒａ３．２，由此可见，阀体各加工表面粗糙度的要求很高。通过以上分析可以得出：零件的加工要素较多，并且相互间有一定的加工要求，所以合理的工艺安排和夹具设计对零件加工质量起着至关重要的作用。
2阀体加工工艺规程的设计
2.1各组成件的设计及其功能
（1）定位元件设计分析定位装置主要由固定座8、菱形定位销2、圆柱定位销3等零件组成。在铣泵盖上顶面及钻铰各小孔（第三道工序）时，利用第一道工序车削加工出来的K面和第二道工序加工出来的2－8．5孔作为定位基准面。根据泵盖结构，在该工序加工时，采用的是一面两销的定位方案。固定座8上开设的一大支承平面与泵盖零件K面贴合，限制了泵盖的三个自由度；圆柱定位销3与泵盖其中一个8．5孔配合，限制了泵盖的两个自由度；菱形定位销2与泵盖另一个8．5孔配合，限制了泵盖的一个自由度，实现工件的完全定位。其中，需注意各定位元件的制造精度，以保证定位精度和可靠性。（2）夹紧装置设计分析夹紧装置主要由动力装置（薄型气缸7）、夹紧元件（压板5）和中间传力机构（气缸连接杆6及螺钉4）组成。为了更好地减少辅助安装时间，降低劳动强度，选用气动夹紧，将泵盖安装到夹具的定位装置上之后，夹紧元件在气压的作用下可以将泵盖零件拉住，起到夹紧作用。气缸的控制采用手动阀，安装固定在气缸旁边，方便操作。
2.2制定工艺路线
制订工艺路线的出发点应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。管道测压阀在大批量生产中，为简化生产管理应将工序适当集中。本加工选择ＯＫＵＭＡ ＯＨＴ－Ｕ１０Ｌ型号的数控车床和ＨＡＳＳ ＶＦ－１型号的立式加工中心并辅以工夹具组织流水线生产。这样，在保证产品质量的前提下，提高了生产效率、降低了成本，并且能够充分利用现有的生产条件。根据以上分析制定的工艺路线如下：锻造毛坯。热处理。工序１：粗车Φ６９．９ｍｍ的外圆、端面，精车Φ６９．９ｍｍ的外圆及倒角Ｃ３。工序２：粗车Φ１５９．５ｍｍ的外圆、端面，精车Φ１５９．５ｍｍ的外圆及倒角Ｃ１．５。工序３：粗镗Φ２５．６ｍｍ的内孔，粗镗Φ４４．５８ｍｍ的内孔，粗镗Φ４８．５１ｍｍ的内孔，精镗Φ２５．６ｍｍ的内孔及倒角，精镗Φ４４．５８ｍｍ的内孔，精镗Φ４８．５１ｍｍ的内孔及倒角Ｃ１．５，车退刀槽及Ｍ５０Ｈ７的内螺纹。工序４：粗车Φ８８．６５ｍｍ的外圆、端面，粗车Φ１０１．６ｍｍ的外圆，精车Φ８８．６５ｍｍ的外圆及倒角Ｃ１．５，车外圆槽（掉头加工）。工序５：粗镗Φ３５ｍｍ的内孔，粗镗Φ３６．５１ｍｍ的内孔，粗镗Φ５２．３ｍｍ的内孔，半精镗Φ３６．５１ｍｍ的内孔，精镗Φ３５ｍｍ的内孔及倒角，车内割槽。工序６：钻６—Φ１７．４６ｍｍ孔，钻Φ３．２的孔并与Φ１５９．５的外圆Φ３．２孔轴线相交。工序７：钻Φ３．２ｍｍ的通孔，钻Φ１４．４ｍｍ的盲孔，深度为２０．３，粗铣３／８－１８ＮＰＴ密封管螺纹，精铣３／８－１８ＮＰＴ密封管螺纹。工序８：钻Φ３．２ｍｍ的通孔，深度为４７．８，钻Φ１４．４ｍｍ的盲孔，深度为２０．３，粗铣３／８－１８ＮＰＴ密封管螺纹，精铣３／８－１８ＮＰＴ密封管螺纹。工序９：钻Φ８．３ｍｍ的底孔，攻１／８－２７ＮＰＴ密封管螺纹。工序１０：钻Φ３．８１ｍｍ的底通孔，攻１０－２４ＵＮＣ美制粗牙螺纹。工序１１：去毛刺。工序１２：检验。工序１３：入库。
图１ 管道测压阀
结语
本文针对较复杂零件管道测压阀进行了详细的工艺流程分析，并结合实际生产中加工中心的工作特点，设计了一套钻铣专用夹具，经验证，使用效果良好，产能明显提高。
参考文献：
［１］ 申东东．矿车轮加工的液塑夹具设计［Ｊ］．煤矿机械，２０１１，３２（８）：１０６－１０７．
［２］ 郭飚．台车架体焊接组对夹具的设计及应用［Ｊ］．煤矿机械，２０１１，３２（９）：１１８－１２０．
论文作者:肖春景
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
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