CN103962665A

CN103962665A - 一种阀门过滤套小滤孔群孔的加工方法

Info

Publication number: CN103962665A
Application number: CN201410163105.9A
Authority: CN
Inventors: 章华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2014-08-06

Abstract

本发明涉及一种阀门过滤套小滤孔群孔的加工方法。该方法的主要步骤：在数控电火花小孔加工机的工作台上安装数控回转变位装置并与机床数控***连接；安装导向器、密封圈和电极；安装待加工的过滤套、调整主轴头的高度、设置好各加工参数；根据加工需要开启旋转头使之转动、开启工作液***、开启加工电源、启动加工程序进行打孔加工；关闭加工电源和工作液***，完成加工。本发明的优点：加工过程稳定可靠、加工效率高、质量好、精度高、成本低、孔端口无毛刺飞边、设备投入少，同时由于实现了小直径滤孔群孔的稳定可靠加工，因而也保证和提高了过滤套的滤阻效果。

Description

一种阀门过滤套小滤孔群孔的加工方法

技术领域

本发明涉及一种阀门零件的制造方法，具体涉及一种阀门过滤套小滤孔群孔的电火花加工方法。

背景技术

高压差盘片式调节阀在使用中面临的一个重要问题是，阀门运行时容易出现盘片的流道槽或孔被介质中包含的杂质所堵塞或者运动部件被杂质卡滞等异常状况，从而影响阀门的正常使用。如火电站给水***中安装使用的给水再循环调节阀(最小流量阀)，由于介质中总会存在一些杂质，特别是在机组建成或检修后启动初期，给水中会含有一些焊渣、焊点、氧化皮或其它杂质，这些杂质极易堵塞迷宫通道，这也是国内一些电厂在使用进口的迷宫式的再循环调节阀时比较头疼的一个问题；另外这些杂质进入阀门后也可能会造成阀芯等零件的动作卡滞甚至完全卡死；此外，在阀门关闭时一旦有杂质卡滞在密封面上造成密封面关闭不严密，也会导致阀门密封面很快受到冲刷和气蚀破坏。要解决这类阀门的杂质堵塞、卡阻等问题，就需要在阀内的入口侧增加过滤套，依靠过滤套上设置的众多小孔来通流介质并阻止杂质进入阀内。从目前国内外这类增加了过滤套的产品的滤孔的设计情况来看，滤孔的孔径都在φ1.5mm以上，而要使过滤结构能够起到较好的滤阻效果，滤孔就要采用较小的孔径才能达到相对较好、能够满足工况使用要求的滤阻效果。现行产品的过滤套之所以会采用孔径较大的滤孔，主要与滤孔的加工工艺有关：滤孔的加工目前是采用机械钻削的方法来进行打孔加工，如果所采用的钻头直径过小，则加工过程中钻头容易折断，尤其是过滤套一般采用不锈钢材料制作，其切削特性相对较差，更易导致钻头在加工中出现问题；而且当孔径较小时，为了保证足够的通流面积以及在一部分滤孔被堵塞后仍然不影响阀门的使用，滤孔需要有足够多的数量，如8”～10”的阀门，当滤孔直径按φ1mm时，为了保证滤孔的总面积满足要求，滤孔的数量会多达二至三万个左右。用直径很小的钻头在一个不锈钢材质的过滤套上钻削如此之多的小孔，钻头在钻削过程中发生折断的几率是较大的，一旦钻头折断在工件内，则会造成工件的报废。除了钻头的折断会造成工件的损伤和报废外，如果用机械钻削的方法加工工件上众多的小孔，加工效率也会很低，导致产品成本增加。此外，采用钻削加工来进行过滤套小滤孔群孔的加工，加工质量以及群孔的位置均匀度往往也难以保证。

电火花小孔加工是电火花加工技术的一种应用，是一种特种加工技术，它是借助于中空棒状电极和工件之间的脉冲性的火花放电来蚀除材料、完成小孔的加工。相对于机械钻削的加工工艺，采用电火花小孔加工技术来加工小孔径的群孔具有以下一些优点：1、加工过程无机械切削力，不存在刀具折断的可能性，加工过程稳定、可持续性好；2、加工速度快，生产效率高，生产成本低；3、加工质量好，尺寸精度高，孔端口无飞边、毛刺；4、设备投入成本小。

电火花小孔加工技术在阀门零件和通用机械产品的制造方面目前还没有得到应用，但如前所述，将电火花小孔加工技术应用于小孔径的群孔的加工能够发挥其加工过程稳定可靠、加工效率高、质量好、精度高、成本低、设备投入少等优点，因此将其应用于阀门过滤套小滤孔群孔的加工并辅之以有针对性的辅助装置和***的设计，能够使零件的加工相对于其它的加工方法具有较显著的优势。

发明内容

现有的阀门过滤套滤孔群孔采用机械钻削方法来进行加工时存在下述一些缺点：易出现钻头折断造成工件损伤和报废、加工效率低、生产周期长、成本高、加工质量不佳、孔口有毛刺飞边，以及受机械加工工艺的制约难以采用较小的滤孔孔径从而影响过滤套的滤阻效果。为了解决这一问题，本发明提供了一种加工过程稳定可靠、加工效率高、质量好、精度高、成本低、孔端口无毛刺飞边、有助于保证过滤套滤阻效果的阀门过滤套小滤孔群孔的加工方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种阀门过滤套小滤孔群孔的加工方法，其技术关键为：采用电火花小孔加工技术来进行阀门过滤套小滤孔群孔的加工，并在数控电火花小孔加工机的工作台上安装一以交流伺服电机驱动或步进电机驱动、轴线为水平方向的数控回转变位装置来作为阀门过滤套群孔电火花打孔时过滤套回转变位的执行装置，所述的数控回转变位装置的动作也由机床数控***控制；过滤套小滤孔群孔加工时，在预先编好和输入加工程序、启动机床后，机床在数控***控制下按过滤套加工要求分别进行旋转头和电极的Z轴垂直进给、回转变位装置和过滤套绕工件轴线的A轴回转变位、以及工作台和过滤套沿过滤套轴线方向的X轴水平进给变位，自动完成过滤套上全部小滤孔的加工；加工过程包含下述几个步骤：(1)加工开始前，在电火花小孔加工机的工作台上安装好数控回转变位装置，并找正数控回转变位装置轴线与旋转头、导向器轴线的相对位置使两轴线相交；将数控回转变位装置与机床数控***进行电气连接；(2)根据过滤套滤孔孔径选择相应直径的电极、密封圈和导向器并安装好；(3)在数控回转变位装置前端的过滤套安装装置上安装好待加工的过滤套；调整好主轴头的高度；设置好各加工参数；(4)根据加工需要开启旋转头使之转动；开启工作液***；开启加工电源；启动加工程序进行打孔加工；(5)全部滤孔加工结束后，关闭加工电源和工作液***，完成加工。

本发明的有益效果是：采用本发明所提出的小滤孔群孔的加工方法来加工阀门过滤套的小滤孔群孔，加工过程稳定可靠、加工效率高、质量好、精度高、成本低、孔端口无毛刺飞边、设备投入少，同时由于实现了小直径滤孔群孔的稳定可靠加工，因而也保证和提高了过滤套的滤阻效果。

附图说明

图1是本发明所提出的阀门过滤套小滤孔群孔采用电火花小孔加工技术加工的示意图。

图2是采用本发明所提出的过滤套小滤孔群孔加工方法进行加工的阀门过滤套。

图中，1、工作液***；2、工作台；3、数控回转变位装置；4、过滤套安装装置；5、过滤套；6、电极；7、导向器；8、机床数控***；9、钻夹头；10、旋转头；11、主轴头。

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2所示，是火力发电厂300MW亚临界机组给水***使用的4”给水再循环调节阀上配套的过滤套。该件中部需要加工滤孔部分的外径为φ200mm，壁厚为2.75mm，滤孔直径φ1mm，每圈270个孔、共有44圈、相邻两圈错开半个孔位，共计11880个孔，过滤套材料为2Cr13。

滤孔加工的技术方案如下：

采用电火花小孔加工技术来进行该过滤套小滤孔群孔的加工。电火花小孔加工机采用三轴数控电火花高速小孔加工机，三个数控轴分别为工作台左右进给的X轴、工作台前后进给的Y轴和电极向下进给加工的Z轴。另需在小孔加工机的工作台上安装一轴线为水平方向的数控回转变位装置来作为电火花打孔时过滤套回转变位的执行装置-A轴；该数控回转变位装置可以由交流伺服电机驱动，也可以由步进电机驱动，由于交流伺服电机的运动速度比步进电机快得多、走位精度也更高，为了提高加工效率、保证加工质量，本例选择了以交流伺服电机驱动的数控回转装置来作为过滤套钻孔加工过程中回转变位的执行装置。

如图1所示，数控回转变位装置(3)在工作台(2)上安装好后，首先手工点动机床数控***(8)的Y轴(工作台前后进给方向)，找正数控回转变位装置(3)轴线与旋转头(10)、导向器(7)轴线的相对位置，使两轴线相交；完成找正后将数控回转变位装置(3)与机床数控***(8)进行电气连接，在机床数控***(8)上将Y轴连接端口替换为A轴连接端口，并在控制程序中做相应调整。

过滤套(5)滤孔加工时，在预先编好和输入加工程序、启动机床后，机床在机床数控***(8)控制下按工件加工要求分别进行旋转头(10)和电极(6)的Z轴垂直进给、数控回转变位装置(3)和过滤套(5)绕工件轴线的A轴回转变位、以及工作台(2)和过滤套(5)沿工件轴线方向的X轴水平进给变位，自动完成过滤套(5)上全部滤孔的加工。

加工过程包含下述几个步骤：(a)加工开始前，在三轴数控电火花高速小孔加工机的工作台(2)上安装好数控回转变位装置(3)，并找正数控回转变位装置(3)轴线与旋转头(10)、导向器(7)轴线的相对位置使两轴线相交；将数控回转变位装置(3)与机床数控***(8)进行电气连接，将机床数控***(8)上执行工作台(2)前后方向进给的Y轴置换为由A轴执行；(b)根据过滤套(5)滤孔孔径选择相应直径的电极(6)、密封圈和导向器(7)并安装好，锁紧钻夹头(9)；(c)在数控回转变位装置(3)前端的过滤套安装装置(4)上安装好待加工的过滤套(5)；调整好主轴头(11)的高度；设置好各加工参数；(d)根据加工需要开启旋转头(10)使之转动；开启工作液***(1)；开启加工电源；启动加工程序进行打孔加工；(e)全部滤孔加工结束后，关闭加工电源和工作液***(1)，完成加工。

电极采用φ1黄铜中空电极，加工参数：加工电压：20V，加工电流：12A，工作液压力：6MPa，是否旋转；Yes，Ton：3，Toff：2，Ip：5。

采用上述电火花加工过滤套小滤孔群孔的技术方案，钻孔加工的节拍大约为6秒/孔，完成一个过滤套全部11880个滤孔的加工约需20小时左右，加工效率比采用机械钻削方式提高2.5～3倍，再加上电火花打孔加工的加工过程较为稳定可靠，加工过程对人工监控和干预的依赖相对较小，仅在更换电极时需要人工进行操作但操作过程也简单、快捷，因此一个操作工可以同时管理多台设备，从而使加工效率得到了很大的提高，生产成本有较大下降，也缩短了生产周期；加工质量方面，与采用机械钻削加工形成的孔相比，孔壁粗糙度下降2～3个等级，群孔位置的均匀性和孔径的一致性也有较大提高，尤其是孔的两端口不存在切削毛刺并且为电火花加工自然形成的圆钝边，外表美观，而数量众多的小直径群孔在采用机械钻削方法加工后需要进行去毛刺且去毛刺的操作也较为繁琐、复杂。

以上结合附图和实施例对本发明的具体应用作了说明，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

1.一种阀门过滤套小滤孔群孔的加工方法，其特征在于：采用电火花小孔加工技术来进行阀门过滤套小滤孔群孔的加工，并在数控电火花小孔加工机的工作台上安装一以交流伺服电机驱动或步进电机驱动、轴线为水平方向的数控回转变位装置来作为阀门过滤套群孔电火花打孔时过滤套回转变位的执行装置，所述的数控回转变位装置的动作也由机床数控***控制；过滤套小滤孔群孔加工时，在预先编好和输入加工程序、启动机床后，机床在数控***控制下按过滤套加工要求分别进行旋转头和电极的Z轴垂直进给、回转变位装置和过滤套绕工件轴线的A轴回转变位、以及工作台和过滤套沿过滤套轴线方向的X轴水平进给变位，自动完成过滤套上全部小滤孔的加工；加工过程包含下述几个步骤：(1)加工开始前，在电火花小孔加工机的工作台上安装好数控回转变位装置，并找正数控回转变位装置轴线与旋转头、导向器轴线的相对位置使两轴线相交；将数控回转变位装置与机床数控***进行电气连接；(2)根据过滤套滤孔孔径选择相应直径的电极、密封圈和导向器并安装好；(3)在数控回转变位装置前端的过滤套安装装置上安装好待加工的过滤套；调整好主轴头的高度；设置好各加工参数；(4)根据加工需要开启旋转头使之转动；开启工作液***；开启加工电源；启动加工程序进行打孔加工；(5)全部滤孔加工结束后，关闭加工电源和工作液***，完成加工。