硬密封蝶阀加工过程中的累积误差控制探讨

唐卫平

摘 要： 蝶阀常用在管路系统中实现流量的控制以及系统的通断，在水电、化工等多个领域都有着广泛的应用。基于此，本文首先分析了硬密封蝶阀的加工过程，然后分析了蝶阀累积误差控制方法，从碟板和阀座两个方面展开了具体的分析。

关键词： 硬密封蝶阀；加工过程；累积误差；误差控制

引言：在硬密封蝶阀的调试中，常会因为累积误差过大，造成密封效果的不好，影响到蝶阀的正常应用效果。为解决这样的问题，需要加强对硬密封蝶阀的误差控制研究，可以有效的提高蝶阀管道范围，减少阀门的更换时间，让管道维修费用得到减少，提高管道使用年限。

一、硬密封蝶閥的加工过程

（一）硬密封蝶阀

蝶阀使用的是一种圆盘式的启闭件进行垂直宣传，来进行流体通道的阀门调节。蝶阀最主要的优点在于结构较为简单，占地面积比较小，加工材料使用比较小，安装尺寸也比较小，操作方式十分简单迅速，同时也具有流量调节功能以及密封特性。根据结构形式的不同可以分成中线、单偏心、双偏心以及三偏心三种形式。根据连接形式的不同又可以分成法兰式、对夹式以及支耳式多种形式。本文研究的是双偏心的法兰式硬密封蝶阀。根据蝶阀部件的影响因素，在进行加工的过程中，阀体设计数据以及加工因素没有密切的关联。在碟板中，主要受到阀座面积、摩擦以及开关时间的影响。在密封面上受到的作用力会影响到阀座设计。阀座尺寸以及粗糙程度也会影响到设计效果。

（二）碟板加工方法以及产生误差原因

在普通车床中使用常规加工方法加工，首先要进行定位校正，以毛坯面作为标准进行校平工作，毛坯面也就是毛坯铸造面，无法避免误差的出现。其次要进行尺寸加工，要将碟板作为毛坯面之后校平，确定中径和尺寸之后，进行碟板平面的粗加工，然后进行碟板密封面的精加工，最后进行抛光打磨。经过对加工过程和数据的分析，可以发现造成误差的原因在于：一是定位误差，人工视觉定位方式存在误差。由于定位的不准确，给加工尺寸造成了误差。二是不可控因素出现的固定误差，如机床出现了磨损、刀具精度差一级量具精度差等原因，都会造成误差的出现。三是加工过程出现的误差。例如：工件安装出现误差、工人操作出现误差以及累积误差等。

（三）阀座加工方法以及产生误差原因

首先将钢板下料卷成圆筒，将圆筒焊接成筒体，把筒体焊接在加工工装上。在焊接之后，直接在车床上抓卡和固定[1]。再进行粗加工，达到外部的平整。然后进行精加工，先从外部再到内部，将阀座切掉。在加工完成之后，对外径、内径、角度以及壁厚进行测量，降低误差出现的可能性。经过对加工过程和数据的分析，可以发现造成误差的原因在于：一是在安装过程中出现误差，例如：车床、刀具以及夹具等，在安装过程中出现误差。二是在体筒内部出现应力或者受热的作用出现了变形。三是人工原因造成的误差。例如：人工更换加工位置和加工方向的时候，会产生一定的误差。

二、蝶阀累积误差控制方法

（一）碟板误差控制方法

1.控制思路

在蝶阀加工过程中，使用现代设计的方法进行蝶阀结构的改进，在碟板加工的过程中关键技术尺寸主要是尖角尺寸以及中径尺寸，球面的加工多使用车削加工对累积误差控制多使用目标优化的方法进行，将减少累积误差设定为优化目标[2]。采取适当的加工工艺，提高碟板加工过程的稳定，来减少误差，主要从两个方面进行：一方面，需要对车削工艺进行完善，选择合适的工装结构，改进加工顺序，将定位尺寸从视觉定位方法改变为机械加工校准。另一方面，改变加工方法，对人为误差进行控制。

2.控制方法

对碟板加工的主要位置是密封面，在加工过程中以下铸造面作为标准，装卡的时候使用四爪卡盘，让背面夹紧以便于校正，碟板平面开始进行加工。在下铸造面出现的误差中，进行定位需要人工实施。这种加工方式最大的优势就是讲碟板作为桁架板，让下铸造面更加适用于爪卡，在装车之后能够进行加工。这种加工方式也存在水平校准有误差、铸造面不平整的缺点，影响到密封蝶阀的效果。对加工工艺的改变主要从环境、设备、材料、人员以及工艺五个方面进行，其中对工艺方法要加强控制，才能保证碟板基准面得到准确的校准，更有利于加工的进行，是对误差控制的关键环节。

分析碟板形状和加工要求，碟板球面的加工要保证对称性，通过计算尺寸和方式的基础上，对碟板的加工要展开逆向加工以达到尺寸要求，更有利于提高定位精准度。例如：首先需要根据毛坯面展开定位，在碟板上进行平面的加工。其次将碟板平面设定为基准，对碟板密封面进行定位，确定好尺寸定位之后沿着碟板平面向着碟板尖角位置进行施工。这种定位的基准作为加工的基准，可以有效提高基准面精准度。在加工过程中，只需要做出定位碟板位置即可。在这个基准面上，碟板堆焊硬质合金之前，可以提前进行碟板毛坯面的加工，不会受到工序影响，导致工作效率的低下。

（二）阀座误差控制方法

1.控制思路

对阀座的加工事实上需要是圆形体筒的加工，除了底盘之外，整个加工过程都没有经过加工工装，全部依靠车床加工精度以及技术能力。对加工过程的控制，需要保证加工过程的平稳，这也是对阀座误差控制的主要因素。在不锈钢体的筒车削加工中，可能会出现韧性过大，切屑难以切离的问题。切屑具有较强的粘附性，极容易产生积屑瘤，造成表面的粗糙。由于热导率比较低，切屑热不容易传播。加工的表面容易发生硬化，刀具也容易磨损。对以上问题的控制，和加工工艺关系不大，保证车削加工的稳定性，降低人工控制次数是主要控制误差方法。对阀座的控制需要做种减少加工尺寸的误差。

2.控制方法

对加工过程展开良好的控制，有利于过程误差的减小，避免避免不稳定因素出现。例如：使用数控编程的方式加工，取代人工加工的方式。如在阀座表面的加工中，阀座表面是L型，依据加工顺序可以对加工余量进行调整。在数控编程中线进行粗加工，在内腔预留出0.6毫米的余量，在外部预留出1.25毫米。也就是在内腔到x坐标580，而外部到x坐标602，使用G01直线插补进行编程。使用数控加工能够让生产人员的工作时间缩短，并且能够保证加工使用的是最佳切削参数和路线，避免了认为因素造成了走刀误差。使用数控加工明显提高了加工精度，让加工质量得到稳定。机床根据加工设定程序自动加工，人工还能对加工精度进行校正。同时数控加工具有更加优越的灵活性和适应性，改变程序就能生产其他产品。

结论：综上所述，本文首先分析了硬密封蝶阀的加工过程，简单阐述了硬密封蝶阀，后分析了碟板加工方法以及产生误差原因，和阀座加工方法以及产生误差原因。然后研究了蝶阀累积误差的控制方法，先分析了碟板误差控制方法，提出了控制思路和控制方法，后分析了阀座误差控制方法，提出了控制思路和控制方法，以此控制累积误差，提高蝶阀的应用效果。

参考文献

[1]张韶宇，崔红力，李志强，牛龙.钛合金硬密封三偏心蝶阀的研制[J].国防制造技术，2017（03）：26-29+17.

[2]胡顺志. 垂直板三偏心金属密封碟阀的数控加工技术研究[D].兰州理工大学，2017.