阀块加工工艺研究

杨立山，仇凤报

（湖南三一港口机械有限公司，湖南 长沙 410100）

由于阀块是一个多孔的零件，并且各孔位置精度要求较高，孔的深度要求较准确，并且有些孔还有很高的配合精度要求，在加工过程中，遇到过一些产品品质问题。为彻底解决问题，我们对阀块加工过程进行了详细的分析研究，取得了一系列成果，具有较好的实际指导意义。

1 现状分析

阀块主要加工工序为：锻造毛坯→铣六面→粗磨六面→划线→钻孔→数控加工→钻孔→倒角→电镀。

为全面的排查造成加工品质的问题，追寻原因，我们从影响品质的5M1E因素（人、机、料、法、环、测）进行逐项分析调查，得出影响阀块加工品质和效率的主要因素如下：

（1）加工设备。目前，阀块腔孔的攻丝工序，采用的设备为普通的摇臂钻床，在整个加工过程中，全部需要人工控制，对操作者的个人素质要求很高，且要求加工时保持精神高度集中，因而劳动强度也非常大。

（2）加工刀具。在阀块腔孔攻丝时，使用的是高速钢丝锥，其使用寿命和耐磨性能都不是很好，导致在加工过程中需要不断地对刀具进行修磨；且普通的丝锥不带自排屑功能，加工效率低下。

（3）找正装夹。阀块在加工中心上的装夹方式，使用的是普通的压板或老虎钳装夹零件，无法准确定位，工人需要手工划线，并且一件一件地找正，加工效率低下，定位精度有限。

（4）周边倒棱。阀块的周边倒棱，采用牛头刨床刨削加工或铣床铣削加工，需要多次翻边装夹，且刨床本身的工作效率不高，因而效率非常低下。

（5）孔口倒角。阀块的各类孔非常多，目前在摇臂钻床上使用大一号的钻头倒角，或者没有实行倒角，而毛刺一般是用锉刀打磨等方法去除，其效率低下，且倒角的品质很差。

（6）腔孔攻丝品质。阀块的腔孔在钻孔后，要转到摇臂钻床上攻丝，由于二次装夹，定位精度难以保证；且在加工过程中，由于钻床主轴刚性差，而产生主轴跳动，导致螺纹攻丝的表面粗糙度差。

（7）表面处理品质。阀块表面处理之前，都采用的镀镍工艺，存在硬度不高、耐磨性差、耐腐蚀性能差的问题。

由于产品使用环境较为恶劣，在客户机上使用不长时间后，阀块即出现严重锈蚀，因而导致客户抱怨和投诉，严重影响公司的品牌形象。

2 改善对策

通过对阀块加工过程现状的充分分析调查，我们有针对性地提出了改善措施。具体阐述如下：

（1）针对原插装阀孔需转至钻床攻丝的问题，改进为在立式加工中心上使用螺纹铣刀铣削加工螺纹。

（2）采用复合镗刀取代原来的复合成型刀，加工尺寸较大的插装阀腔孔。

（3）通过引进强力电磁吸盘，并针对阀块加工特性设计制作阀块定位装夹工装，节约找正时间，定位更加精确。

（4）采购专用倒角钻头，可在电动工具上使用，也可以直接安装在钻床上使用，解决原来直接采用钻头倒角品质差的问题。

（5）引进简易砂轮倒角机，取代以往使用刨床、打磨机或是锉刀对阀块周边倒棱，在效率和品质上有了很大提升。

（6）开发镀锌铁合金工艺，耐蚀性十分优异。取代原来的镀镍工艺，提高阀块的耐腐蚀性能。

3 改善效果

通过实施以上改善对策，阀块的加工效率和产品品质得到了明显的提升。具体改善情况如下。

（1）设备的改善。采用立式加工中心，来加工插装阀孔螺纹，将阀块腔孔螺纹在立式加工中心上一次钻孔——铣螺纹成型，既保证了螺纹和底孔的同轴度，也提高了螺纹的精度和表面粗糙度。

（2）刀具的改善。其一，是采用螺纹铣刀代替专用丝锥加工插装阀孔螺纹，提高了螺纹尺寸精度和螺纹的粗糙度；其二，是采用复合镗刀代替原来的复合成型钻、铰刀加工插装阀底孔，复合镗刀相比复合钻和复合铰刀，具有刀具损耗小、加工效率高、加工精度高、加工尺寸稳定等优点，可以通过更换刀片重复使用，大大降低了刀具使用成本；其三，选用专用倒角钻头，提高倒角去毛刺的效率和品质，减少工人劳动强度。

（3）工装的改善。通过设计制作定位工装，并配合强力电磁吸盘使用，大幅提高装夹效率，减少找正时间；同时阀块加工自动化程度得到进一步的提升，装夹时减轻工人劳动强度。

（4）阀块倒棱的改善。选型灵活小巧的砂轮倒角机，进行阀块倒棱，并且持续改善，配套制作专用工作台，大幅提高了阀块倒棱的效率和品质。

（5）表面处理的改善。开展镀锌铁合金工艺研究，锌铁合金镀层较纯锌镀层结晶更均匀、致密，具有薄镀层、高防护性、低氢脆性、易钝化的特点，经装车使用后，客户反映效果良好。

4 结束语

通过对加工刀具的不断研究应用、加工设备的合理选用和改造，可优化加工工序、提升加工品质。如使用螺纹铣刀加工腔孔螺纹，可大幅提升加工效率，减少搬运浪费；采用复合镗刀代替复合成型刀，可在提高加工效率的同时大幅降低刀具采购成本。

加强“三新”技术研究，可有效提高产品品质，提升品牌竞争力。如采用镀锌铁合金工艺取代镀镍工艺，对阀块进行表面处理，可大幅提高阀块的耐腐蚀性能，提高客户的满意度。

通过系统的分析研究，解决了产品使用过程中的重大品质问题。这种系统分析解决问题的方法，是一种科学的、行之有效的方法，在以后的工作当中，具有一定的推广应用价值。

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