申请/专利权人：无锡智能自控工程股份有限公司

申请日：2018-02-12

公开（公告）日：2024-05-10

公开（公告）号：CN108161030B

主分类号：B23B5/00

分类号：B23B5/00;B23B5/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.10#授权;2018.07.13#实质审查的生效;2018.06.15#公开

摘要：本发明属于车加工技术领域，涉及一种基于数控车床加工V型半圆阀球的球面加工工装，包括底座和芯棒，所述底座包括圆盘以及固定在圆盘上的固定块和芯座，底座上还设有与固定块和芯座同轴的活动块；所述固定块和芯座上设有内花键，芯棒的中部和头部设有外花键；芯棒的中部插入芯座内，芯棒的头部靠近固定块并套有开口挡圈；所述活动块上设有用以推动芯棒尾部的顶紧结构。本发明切削时间短；断续切削面积少，刀具使用周期长；降低了制造成本；增加了阀座跟球面的密封效果。

主权项：1.一种基于数控车床加工V型半圆阀球的球面加工工装，其特征在于，包括底座（1）和芯棒（2），所述底座（1）包括圆盘（13）以及固定在圆盘（13）上的固定块（11）和芯座（12），底座（1）上还设有与固定块（11）和芯座（12）同轴的活动块（3）；所述固定块（11）和芯座（12）上设有内花键，芯棒（2）的中部和头部设有外花键；芯棒（2）的中部插入芯座（12）内，芯棒（2）的头部靠近固定块（11）并套有开口挡圈（4）；所述活动块（3）上设有用以推动芯棒（2）尾部的顶紧结构（5）；所述芯棒（2）的尾部、活动块（3）及固定块（11）的高度低于V型半圆阀球（7）的旋转中心线高度；所述芯棒（2）头部靠近芯座（12）的一端设有台阶，开口挡圈（4）套在台阶上；所述活动块（3）的上端中心开有螺纹孔，所述顶紧结构（5）为安装在螺纹孔内的螺钉；所述芯棒（2）的尾部设有挡块（21）；V型半圆阀球（7）具有与芯棒（2）的外花键配合的内花键；芯棒（2）的外花键在插入V型半圆阀球（7）内花键时，保证V型半圆阀球（7）靠近V型开口的一端面跟圆盘（13）平行；活动块（3）用六角头螺栓（6）固定在圆盘（13）上，芯棒（2）一端插入开口挡圈（4），最后活动块（3）中间的螺纹孔安置螺钉，拧紧螺钉使其顶住芯棒（2）尾部端面，芯棒（2）则带动开口挡圈（4），开口挡圈（4）则带动V型半圆阀球（7）向前移动，最终使V型半圆阀球（7）顶住固定块（11）一端面无法移动。

全文数据：一种基于数控车床加工V型半圆阀球的球面加工工装技术领域[0001]本发明属于车加工技术领域，涉及一种V型半圆阀球球面的加工工装，具体的说是一种基于数控车床加工V型半圆阀球的球面加工工装。背景技术[0002]近年来球阀种类呈多元化，其中V型球阀中的阀球呈V型半圆结构，不仅可以切断、还可以实现对流体的调节功能。随着科技领域日新月异的发展，传统的加工技术己经很难适应现代制造的需求。V型半圆阀球的毛坯状态通常采用铸造方式，传统的球面加工方式先采用球车粗加工及半精加工，装夹方式采用穿芯棒一夹一顶方式。最后使用球磨机床球面精加工，装夹方式采用穿芯棒双顶方式。以上的球面加工方式存在以下缺点：1•加工时间长。采用一夹一顶方式，车加工时刀具的切削长度约为二分之一圆周长；2•刀具磨损严重、球面粗糙度差及球面圆度差。因球的结构为半圆V型，采用穿芯棒一夹一顶加工方式，加工时整个切削过程都存在断续加工，工件与刀具产生间歇性的碰撞，刀尖容易磨损。[0003]3.球面的（V型中心线位置度难以保证。球面位置难以寻找已加工的面作为精基准，只能以毛坯的球面作为基准。导致球阀装配过程中从动轴需要修配。[0004]4.工序多、制造成本高。使用球车加工球面，因表面粗糙度、球面圆度差从而导致球面与阀座密封效果差，故需要增加球磨工序，两道工序增加了工件制造成本。[0005]5.阀球跟阀座的密封效果差。当阀球跟阀座采用金属硬密封时，因阀座的密封面加工纹路跟阀球的球面加工纹路不一致，密封时容易产生泄露。阀球跟阀座需要使用研磨膏一起配合研磨。[0006]传统的球面加工技术不仅影响生产周期及成本，还影响了球阀的密封效果。发明内容[0007]本发明的目的在于解决以上问题，提供一种基于数控车床加工V型半圆阀球的球面加工工装，利用数控机床结合工装，在车床上一次装夹，球面直接加工到位，能够克服球面加工时间长、球面生产工序多、球面圆度及表面粗糙度差导致的密封效果差等问题。[0008]根据本发明的技术方案，所述基于数控车床加工V型半圆阀球的球面加工工装，包括底座和芯棒，所述底座包括圆盘以及固定在圆盘上的固定块和芯座，底座上还设有与固定块和芯座同轴的活动块;所述固定块和芯座上设有内花键，芯棒的中部和头部设有外花键;芯棒的中部插入芯座内，芯棒的头部靠近固定块并套有开口挡圈;所述活动块上设有用以推动芯棒尾部的顶紧结构。[0009]进一步的，所述芯棒的尾部、活动块及固定块的高度低于V型半圆阀球的旋转中心线高度。[0010]进一步的，所述芯棒头部靠近芯座的一端设有台阶，开口挡圈套在台阶上。[0011]进一步的，所述活动块的上端中心开有螺纹孔，所述顶紧结构为安装在螺纹孔内的螺钉。[0012]进一步的，所述芯棒的尾部设有挡块。[0013]进一步的，所述开口挡圈形状为环形U式。[0014]本发明与现有技术相比，具有以下优点：切削时间短:刀具切削长度约为四分之一圆周长;断续切削面积少，保证密封范围的圆弧面不存在断续切削，刀具使用周期长;V型半圆阀球球面的（V型中心线位置靠固定块跟底座中心的距离得以保证;利用数控车床数字信息及刀具补偿原理，粗精加工在同一个工序上完成，减少了磨削工序，降低了制造成本；球面的粗糙度及圆度不仅得以保证，且球面的切削纹路跟阀座密封面纹路保持一致，增加了阀座跟球面的密封效果。附图说明[0015]图1为本发明的结构示意图。[0016]图2为本发明的底座结构示意图。[0017]图3为图2的左视图。[0018]图4为本发明芯棒结构示意图。[0019]图5为本发明开口挡圈示意图。[0020]图6为本发明加工阀球的轴测示意图。[0021]图7为V型半圆阀球示意图。[0022]附图标记说明：1-底座、11-固定块、12-芯座、13-圆盘、2-芯棒、21-挡块、3-活动块、4-开口挡圈、5-顶紧结构、6-六角头螺栓、7-V型半圆阀球。具体实施方式[0023]下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。[0024]如图所示:基于数控车床加工V型半圆阀球的球面加工工装，包括底座1和芯棒2，底座1包括圆盘13以及固定在圆盘13上的固定块11和芯座12,底座1上还设有与固定块11和芯座12同轴的活动块3。固定块11和芯座12上设有内花键，芯棒2的中部和头部设有外花键；芯棒2的中部插入芯座12内，芯棒2的头部靠近固定块11并套有开口挡圈4。在活动块3上设有用以推动芯棒2尾部的顶紧结构5,具体的，在活动块3的上端中心开有螺纹孔，顶紧结构5为安装在螺纹孔内的螺钉。芯棒2的尾部设有挡块21，方便顶紧结构5顶推。为保证V型半圆阀球7球面切削无干涉，芯棒2的尾部、活动块3及固定块11的高度低于V型半圆阀球7的旋转中心线高度。芯棒2头部靠近芯座12的一端设有台阶，开口挡圈4套在台阶上，避免其位置移动。开口挡圈4形状为环形U式，方便装配和拆卸。[0025]工作过程:本发明配合数控车床使用，车床型号由车床卡盘能否夹持工装圆盘13而定，V型半圆阀球7其他工序都已完成，只留球面未加工，球面呈铸造面。工装底座1安装在数控车床卡盘上，用百分表校正底座1外圆，使卡盘中心跟底座1的外圆同心，最后卡爪夹紧。[0026]以底座1外圆作为机床X轴的对刀点。将芯棒2插入芯座12中，以芯棒2外圆表面最高点作为Z轴对刀点。在机床参数中设置阀球在工装上的坐标。[0027]如图6所示，将V型半圆阀球7的花键中心对准工装固定动块11，芯座12的内花键中心，然后将带有外花键的芯棒2插入其中，同时保证芯棒2尾部一端面跟圆盘i面平行，芯棒2的外花键在插入V型半圆阀球7内花键时，保证V型半圆阀球7靠近开口V的一端面跟圆盘1面平行。活动块3用六角头螺栓6固定在圆盘I3上，芯棒2—端插入开口挡圈4,最后活动块3中间的螺纹孔安置顶紧结构5即螺钉。拧紧此螺钉使其顶住芯棒2尾部端面，芯棒2则带动开口挡圈4,开口挡圈4则带动V型半圆阀球7向前移动，最终使V型半圆阀球7顶住固定块11一端面无法移动。此时V型半圆阀球7在工装中已完全定位，六个自由度均无法移动。[0028]因加工是工件旋转加工，切削力是向四周扩散，靠内螺钉传递的力足够保证V型半圆阀球7在切削时不振刀不松动现象。编辑四分之一圆程序可加工球面，其中只有V型开口一段距离存在断续切削，保证了球面密封范围内不存在断续切削。利用数控系统可编辑为粗加工及精加工程序，保证球面粗糙度及球面圆度。球面切削纹路跟阀座的密封面纹路方向一致，提高阀球跟阀座的密封效果。加工结束后，松掉活动块3上的所有螺丝，取出开口挡圈4及芯棒2,最后得到一个已加工好的阀球。[0029]本发明用芯棒把阀球、芯座连接一起。当芯棒受到推力，芯棒带动开口挡圈，使其推动V型半圆阀球，V型半圆阀球轴孔端面靠紧固定块定位面无法移动，最终使阀球完全固定在工装上。利用数控机床结合工装加工球面，在提高生产效率、保证质量的同时，加工出来的球面跟阀座还具有更好的密封效果。

权利要求：i.一种基于数控车床加工V型半圆阀球的球面加工工装，其特征在于，包括底座（1和芯棒⑵，所述底座⑴包括圆盘（13以及固定在圆盘（13上的固定块（11和芯座（12，底座⑴上还设有与固定块（11和芯座（12同轴的活动块⑶；所述固定块11和芯座（12上设有内花键，芯棒2的中部和头部设有外花键;芯棒2的中部插入芯座（12内，芯棒2的头部靠近固定块（11并套有开口挡圈（4;所述活动块3上设有用以推动芯棒2尾部的顶紧结构5。2.根据权利要求1所述的基于数控车床加工V型半圆阀球的球面加工工装，其特征在于，所述芯棒2的尾部、活动块3及固定块（丨1的高度低于V型半圆阀球7的旋转中心线高度。3.根据权利要求1所述的基于数控车床加工V型半圆阀球的球面加工工装，其特征在于，所述芯棒2头部靠近芯座12的一端设有台阶，开口挡圈4套在台阶上。4.根据权利要求1所述的基于数控车床加工V型半圆阀球的球面加工工装，其特征在于，所述活动块3的上端中心开有螺纹孔，所述顶紧结构为安装在螺纹孔内的螺钉。5.根据权利要求1所述的基于数控车床加工V型半圆阀球的球面加工工装，其特征在于，所述芯棒2的尾部设有挡块21。6.根据权利要求1所述的基于数控车床加工V型半圆阀球的球面加工工装，其特征在于，所述开口挡圈（4形状为环形U式。

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