阀门零件工艺规程编制的原则及方法

阀门制造工艺规程是组织阀门生产企业中各种生产活动和计划的主要依据。按照工艺规程进行生产，可以保证阀门产品质量，并取得较高的生产效率和较好的经济性。因此，编制工艺规程就成阀门生产企业技术准备工作中的一个重要环节。

1.工艺规程的编制原则

工艺规程的编制原则是：在一定生产条件下，以最少的生产费用及最高的劳动生产率，可靠地加工出符合图样要求的零件。

编制工艺规程时，首先要了解阀门生产企业的设备状况、设备的精度状况、现有的工艺装备情况、以及现有的检测手段和工人的技术水平，然后选择能够可靠地保证零件的加工质量的工艺方案。要尽量采用新工艺、新技术，靠机床和工艺装备来保证零件的加工精度和表面粗糙度，而较少地依靠工人的技术水平来保证零件的质量，以减少不合格品和提高加工质量的稳定性。

在保证零件加工精度的前提下，应选择最经济的加工工艺方案。一般来说，高效的加工方法是比较经济的，但也不能盲目地追求高精度和高效率，当生产批量很小时，选用价格昂贵的高精度、高效率机床和采用复杂的夹具在经济上并不合理。在这种情况下，选用普通万能机床和简易的工艺装备，采用“蚂蚁啃骨头”的方法，既能保证零件质量，又能降低产品的生产成本。通常是以几个工艺方案进行经济分析、对比的办法来选择经济上最合理的工艺方案。

编制的工艺规程还应保证工人具有良好的、安全的劳动条件。要注意采用数控机床或自动化等措施，减轻工人的劳动强度，不断提高生产过程的自动化水平。

2.阀门零件工艺规程的编制方法

（1）熟悉阀门生产企业的现状 要想编制好切实可行的工艺规程，首先要了解阀门生产企业的现状，如现有的设备状况，车床、铣床、钻床、刨床、数控机床、镗床等各有多台；其机床精度如何；毛坯是否自己生产（铸件或锻件）；有无焊接设备、热处理设备（品种）、试压设备、喷砂和涂装设备等。所有这些都必须十分了解，才能为工艺规程的编制打下良好基础，即哪些工序本企业做，哪些工序需外协，才能保证编制出的工艺规程切实可行。

（2）了解阀门生产企业的工人配备情况 必须对阀门生产企业的工人配备情况有所了解，工人的技术水平、各工种人员的配备（如车工、铣工、钻工、磨工、镗工、立车工、焊工、热处理工、辅助人员的配备及他们的工作能力及技术水平都必须有所了解，便于在编制工艺过程中，把某道工序安排在哪台机床，由谁来完成，才能保证工序质量。这样编制出的工艺规程产品质量才有所保证）。

（3）进行零件的工艺分析 不同结构、不同材质和不同技术要求的阀门零件，其工艺过程是不同的。即使是同一个零件，由于材质、生产条件和生产类型的不同，其工艺过程也不一定相同。因此，在编制工艺规程时，必须对零件的材质、结构和技术要求进行分析，并结合工厂具体的生产条件和零件的生产类型，来选择零件的毛坯种类，拟定各加工表面的加工方法和加工顺序及确定零件的装夹方法等。这些过程的总和在阀门生产企业中习惯称为零件的工艺分析。

进行工艺分析时，不仅要选择毛坯和制定工艺路线，以便于确定工序具体内容和填写工艺文件，而且要提出工艺分析单和工装设计任务书，以作为编制零件铸、锻、热处理及焊接工艺和制订材料消耗定额的依据，并作为设计工装的依据。

为了缩短生产技术准备工作的周期，编制零件机械加工、铸锻件加工、焊接、热处理工艺文件和材料消耗定额以及设计工装的过程应尽可能同时进行。必要时，应先作焊接和热处理的工艺评定（如全焊接球阀的焊接及热处理），经评定合格的焊接及热处理工艺，才能正式作为工艺文件。而工艺分析正是与这些过程密切联系，并协调其正常进行的，因此，工艺分析不仅是编制机械加工工艺过程的重要阶段，而且是零件整个工艺准备工作中的首要环节。

1）毛坯选择。机械加工中常用的毛坯有铸件、锻件、型材及焊接件等。不同的毛坯种类以及毛坯的精度，表面粗糙度和硬度等对机械加工工艺过程有着直接的影响。

选择毛坯时应考虑如下的一些因素：

①零件的材料及对材料的组织和性能要求。设计图样上规定的零件材料，大体上就决定了毛坯的种类。例如，零件的材料为WCB、CF8等就必须用铸造的方法来制造毛坯，又如零件的材料为A105、F304、F316等就必须用锻造的方法来制造毛坯。对于某些钢制零件，在选择毛坯时应考虑对材料力学性能要求。例如，高、中压阀门的阀杆一般应尽量选用锻件，以保证材料具有良好的力学性能。

②零件的结构形状和外形尺寸。零件的结构形状是影响毛坯选择的重要因素。例如，结构形状复杂的阀体可选用铸件；尺寸大的阀体可选用砂型铸造或板焊结构；公称尺寸小的阀体可采用熔模铸造或模锻。对于某些非承压件如填料压盖、手轮、DN150以下的支架等应尽量选择无切屑和少切屑的精密铸造。

③生产纲领的大小。零件的生产纲领愈大，采用高效率和精度较高的毛坯制造方法经济效益愈好。如API602的锻钢阀阀体采用带法兰的模锻件要比加工后再焊法兰的模锻件经济效益和产品质量都好。

④毛坯制造条件。应根据阀门生产企业的设备状况和工艺水平来选择毛坯，并考虑到发展前景而逐步采用先进的毛坯制造方法。

2）拟定机械加工工艺路线。在拟定零件的机械加工工艺路线时，首先应根据该零件各表面的形状、尺寸、精度要求和表面粗糙度来选择适当的加工方法，然后再确定零件的加工顺序。对主要发展方向的产品的主要零件，可拟定若干个工艺路线方案，并根据精度、经济性和生产效率等要求进行全面的对比分析，从而确定合理的工艺方案。

①加工方法的选择。一个表面可以由几种不同的加工方法来获得。正确的加工方法应能保证加工表面的精度和表面粗糙度，并满足零件产量的要求和具有良好的经济性。选择加工方法时，除应考虑现有的生产条件外，还必须根据表面的精度及表面粗糙度要求，结合零件的形状、尺寸及材料的热处理状态等，采用与零件精度和表面粗糙度相适应的经济的加工方法。其次，选择的加工方法应与零件的生产类型相适应。大批大量生产时可采用高效率的加工方法。这样不仅能满足零件产量的要求，还可收到良好的经济效果。加工方法的选择除应符合上述的要求外，还必须考虑到现有加工方法的改进和发展，新工艺的推广使用，毛坯制造技术的发展等。

②加工顺序的确定。在确定零件各表面的加工顺序时，首先应根据工件变形对加工精度的影响程度来考虑零件的工艺过程是否需要划分阶段，以及划分的严格程度。然后采用工序集中或工序分散的原则来划分工序的数目，并安排热处理、焊接等工序在工艺路线中的位置。

为了保证零件的加工精度及表面粗糙度和合理地使用设备，通常将较复杂零件的加工过程划分为粗加工、精加工和光整加工三个阶段。粗加工阶段的切削余量、切削力和切削热均较大，由于内应力的重新分布等因素，使工件变形较大，所以一般在大功率和精度不高的机床上进行。精加工的加工余量较小，工件的变形也小，可以得到较高的加工精度和表面粗糙度，通常使用较精密的机床。光整加工是在高精度的机床上进行的，可以获得很高的精度和表面粗糙度。在阀门生产中，除阀座、阀瓣、闸板、球体、蝶板等零件外，大多数阀门零件由于精度和表面粗糙度要求不很高而不采用光整加工。

工序集中就是将零件的加工集中在少数工序内来完成。反之，则为工序分散。工序集中时，由于减少了零件的装夹次数，不仅可缩短辅助时间及减少夹具的数量，而且易保证在一次安装中加工的各表面的相对位置精度。工序分散时，使用的设备与工艺装备比较简单，调整方便，对工人的技术水平要求也较低。在拟定工艺路线时，必须根据零件的生产类型、结构特点及技术要求，并结合现场的生产条件来决定采用哪种原则。

在安排热处理等工序在工艺路线中的位置时，应考虑热处理的目的。一般退火工序安排在粗加工之前或焊接工序之后；调质工序安排在零件粗加工之后；深冷处理工序安排在粗加工之后；淬火通常安排在半精加工之后；零件的氮化、镀镍磷、镀铬、发黑以及沉淀硬化钢的冷处理等一般均安排在工艺过程的最后。

3）确定零件的装夹方法。确定零件的装夹方法时，应根据零件的精度要求和生产类型选定零件的定位方式和正确地选择零件的定位基准。

①零件定位方式的选择。零件的定位有直接按零件的某些表面找正、按划线找正以及采用夹具定位等三种方式。选择零件的定位方式时，首先应考虑零件的精度要求。单件小批生产多采用直接找正和按划线找正的定位方式；成批大量生产广泛使用夹具定位。根据不同的生产类型来选择不同的定位方式，可以获得较好的经济效果。

②定位基准的选择。选择粗基准时应注意使加工表面对不加工表面具有一定的位置精度，并使各加工表面具有合理的加工余量。(www.xing528.com)

在选择精基准时，为了避免基准不重合误差，应选择加工表面的设计基准作为定位基准（基准重合原则）。当零件上有几个相互位置精度要求较高的表面，而这些表面又不能在一次安装中加工出来时，为了保证其精度要求，在加工过程的各次安装中应采用同一个定位基准（基准统一原则）。此外，所选择的定位基准应便于工件的装夹与加工，并使夹具的结构尽量简单。

4）填写工艺分析单和工装设计任务书

①工艺分析单。工艺分析单是编写铸、锻、热处理及焊接工艺文件和制定材料消耗定额的依据。工艺分析单除了要注明零件的毛坯类型和周转路线外，还应反映出对毛坯的工艺要求（如对铸件要求铸出工艺用凸台，对锻件要求连锻，对型材要求留夹头等）以及对热加工的工艺要求（如机械加工前退火的硬度等）。

②工装设计任务书。工装设计任务书是设计专用工艺装备的依据。工装设计任务书应注明零件的定位面、夹紧面和加工表面（量具应注明其测量基面及测量面），必要时应绘制工装草图。此外，对于工艺装备有关的其他要求（如对夹具的定位夹紧方式及平衡要求等）也需注明。

（4）确定工序的具体内容 经工艺分析后，零件的机械加工工艺路线已经确定下来，这时必须具体确定零件在每道工序中使用的机床、夹具、刀具和量具，确定各工序的加工尺寸及偏差，以便填写工艺文件。

1）机床与工艺装备的选择

①机床的选择。机床的规格尺寸应与零件的轮廓尺寸相适应。小型零件选用小机床，大型零件选用大机床，要避免“大马拉小车”的现象，做到设备的合理使用。加工较大阀体、阀盖等回转直径大、长度较短的零件，应优先选择立式车床。即使采用卧式车床，也应安排在床身短的机床上加工。此外，夹具的回转直径往往比零件的回转直径大，选择机床时应予以注意，否则可能出现夹具与床身干涉的情况。

机床的精度应与工序要求的精度相适应。阀体、阀瓣、闸板、球体、阀座支承圈、阀盖、左右体等零件大多为铸、锻件，加工余量较大，粗加工时要选用精度较低的机床。精加工密封面时，要求的形状公差值较小和表面粗糙度Ra值小，应选用精度高的机床。不要使用精度高的机床来进行粗加工，否则将破坏机床的精度。

机床的生产效率要与工件的生产类型相适应。单件小批生产时可选用普通万能机床；大、中批生产时应选用高效率的数控机床和加工中心及专用机床。

②工艺装备的选择。单件小批生产时，在保证加工精度及表面粗糙度的前提下，要尽量选用机床备有的通用夹具（如卡盘、花盘、台虎钳、回转工作台、分度头等）或组合夹具。

要尽量采用标准刀具，只有在不能使用标准刀具时才使用专用刀具。

量具的精度应与加工精度相适应。在单件小批生产时可采用游标卡尺、百分尺等通用量具；在大批大量生产中，除使用通用的卡尺、百分尺外，应尽量选用极限量规（光面塞规、光面卡规、螺纹塞规、螺纹环规等）和一些高效率的专用量具。

2）确定工序尺及其偏差。工序尺寸是工件在加工过程中各道工序应保证的加工尺寸。确定工序尺寸首先要确定加工余量。工序加工余量的大小，应能使被加工表面经过此工序加工后，不再留有上一工序的加工痕迹和缺陷。此外还要考虑前一工序的工序尺寸偏差、形状位置方向公差及本工序的安装误差。

阀门生产企业通常采用估计法或查表法来确定工序加工余量。估计法应由具有丰富生产经验的技术人员或工人进行比较才可靠，但有时也会受经验所限，使确定的余量不够精确。这种方法仅在单件、小批生产中运用。查表法是以手册或企业标准中推荐的加工余量数据为基础，并结合具体的加工情况修改后得出加工余量数值。这种方法得出的加工余量比较可靠，在成批生产中应用较广。

工序尺寸及其偏差的确定与工序余量的大小、工序尺寸的标注方法以及定位基准的选择有关。当零件在加工过程中出现工艺基准与设计基准不重合的情况下，可运用尺寸链的基本理论来分析计算各加工表面的工序尺寸及偏差。

（5）填写工艺文件

1）工艺文件的种类和用途。阀门生产企业常用的工艺文件有：零件周转路线平、工艺过程卡片、工艺卡片、工序卡片、工装明细表、材料消耗定额等。

①零件周转路线平。零件周转路线单是反映一种产品的所有自制零件从毛坯到加工完成所经过的路线（包括毛坯制造、热处理、机械加工、焊接、检验、工序外协等），并反映产品的外协零件和外购零件。它是编制生产作业计划和组织生产的依据。不论生产纲领的大小，所有的阀门产品均需填写零件周转路线单。

②工艺过程卡片。工艺过程卡片列出了零件机械加工所经过的路线，并注明毛坯种类，机械加工各工序（包括中间热处理等工序）的工序内容、每一工序使用的设备及工装等。它是制定工序卡片的基础，也是帮助车间管理人员掌握零件加工过程的主要文件，在单件或小批生产时，则用来指导工人进行生产。工艺过程卡片的应用比较普遍。

③工艺卡片。工艺卡片中详细地说明了各道工序的具体内容和要求，并注明零件的工艺特性（材料、质量、加工表面及其精度和表面粗糙度要求等）。为了便于说明工序的具体内容，在工艺卡片上附有零件草图，并将各加工表面编注加工表面号。工艺卡片主要用来指导工人进行生产。在成批生产时，对重要的零件需编制工艺卡片。

④工序卡片。工序卡片是用来具体指导工人进行生产的一种工艺文件，它是根据过程卡片对零件每个工序制定的。工序卡片中详细记载了该工序加工时所需的资料，如安装方法、定位夹紧、工序尺寸及偏差、切削用量、机床、夹具、刀具、量具、辅助工具等。工序卡片上一般均绘有加工草图，并标明零件的定位面和加工表面等。

在大批、大量生产时，零件除编制工艺过程卡片外，尚需编制工序卡片。

⑤工装明细表。工装明细表列出了一种阀门产品所有自制零件加工时所需的全部工装，包括专用工具、通用及标准工具、外购工具等。工装明细表是生产准备工作的重要依据之一。工具准备人员根据工装明细表提出外购工具计划、专用工艺装备制作计划以及核查库存通用及标准工装。每种阀门产品均需编制工装明细表。

⑥材料消耗定额。材料消耗定额列出了每一压力等级每个规格阀门产品单台所消耗的全部材料。包括铸件、锻件毛坯、型材及下料的尺寸和每一下料尺寸长度内所加工出的零件数、标准件、外购件及所用的辅助材料。包括材料的种类及牌号。材料消耗定额是制定工艺卡片和工序卡片的基础。是确定刀具和选择切削用量的依据，也是企业进行经济核算成本的重要原始依据。因此，制定好材料消耗定额是企业提高生产率、降低产品成本的重要途径。

2）填写工艺文件的要求。工艺文件是指导生产和进行生产准备工作的依据。为了避免产生误解而造成生产上的损失，要使用已公布的简化汉字。文句要通顺、简洁、明确、科学并使用专业术语，不要使用含糊不清和可做多种解释的词句。文件中的产品型号、名称、零件编号、材料牌号等应与产品图样或标准一致。设备和工艺装备的名称可以简化，以简化后的名称能表达清楚为原则。但设备型号和工艺装备的编号不能简化。

为了统一工艺文件中的工艺装备名称和工艺术语，对通用工艺装备名称（如花盘、弯板、划针盘、千斤顶等）、零件各部位的名称（如法兰、导向筋、密封面、止口、开挡、中体、左右体、球体、蝶板、凸面等）以及常用的工艺术语（如划线、锪平面、攻螺塞孔、剔油槽、套螺纹、铣键槽、打顶尖孔等）可制订推荐名称和典型术语的标准，零件各部位的名称按行业标准JB/T 2765—1981《阀门 名词术语》，以作为工艺人员填写工艺文件的依据。