CN107350810B - 一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置 - Google Patents

Abstract

一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，包括床身、Z轴平台、模夹机构、立柱、刀库、气缸、Y轴主轴、刀具冷却机构及操控***；通过模夹机构实现多工位车铣成型，并通过刀具冷却机构实现减小刀具与车铣面车铣发热且可自冷却。从而在车铣成型加工中心的运行成本及人力管理成本上节省较大，满足了工件车铣表面质量、性能要求，同时降低了刀具的更换频率，延长了刀具的使用寿命，实现了节能降耗，保质增产的目的。

Description

一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型 装置

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置。

背景技术

现有加工中应用到阀门加工领域的夹头，无论工件的大小，大多数为单个弹性或液压夹头，此类夹头行程小，一种装夹夹头只能生产适应一种规格阀门阀体或阀盖的加工，而且每次只能装夹一只，根据加工中心x、y、z轴轴距计算，500mm行程长度，一般最大加工行程范围在450mm，对传统DN100mm以内的球阀阀体、阀盖加工来说，每次装夹加工一只工件，从加工中心的运行成本及人力管理成本上计算浪费非常大。采用加工中心加工的作用与效果与一般数控车床相比，只能体现在同时能够满足车、铣、钻三个功能。其成型速度、加工精度、节能降耗方面的优势并不明显。

为此，本发明为解决此类型问题，开发了一种球阀阀体、阀盖多工位装夹夹具。在开发多工位装夹夹具的同时，必须考虑加工中心一次加工时间延长4-10倍，加工刀尖与工件的摩擦系数过大、冷却时间过短、刀尖发热、疲劳等现象，致使车铣面的效果能否达到每次装夹车铣一只工件的效果。至此，在其开发一种球阀阀体、阀盖多工位车铣成型装夹的同时，还得开发一套能减小刀具与车铣面车铣发热且自带冷却的装置，用以保障阀门工件车铣面的效果及刀具的使用寿命。

发明内容

1、要解决的技术问题

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，以实现阀门阀体、阀盖工件增产、同时保障其工件表面车铣质量，减少刀具使用量，从而降低加工中心运营成本和节能降耗。

2、技术方案

为达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，包括床身、Z轴平台、模夹机构、立柱、刀库、气缸、Y轴主轴、刀具冷却机构及操控***；所述模夹机构包括模夹底座、模夹侧板Ⅰ、模夹侧板Ⅱ、阀门工装定位固定头、阀门工装卡夹及液压气缸，所述模夹底座、模夹侧板Ⅰ及模夹侧板Ⅱ的长度均小于所述Z轴平台的长度，所述模夹底座固定在所述Z轴平台上；所述模夹侧板Ⅰ 固定在所述模夹底座的一侧，所述模夹侧板Ⅰ内侧设置多个阀门工装定位固定头；所述模夹侧板Ⅱ固定在所述模夹底座的另一侧，所述模夹侧板Ⅱ上设置多个孔洞，所述孔洞与所述阀门工装定位固定头平行对应；所述阀门工装卡夹及所述液压气缸通过所述孔洞固定在所述模夹侧板Ⅱ上，所述阀门工装卡夹设置在所述模夹侧板Ⅱ内侧并与所述阀门工装定位固定头平行对应；所述液压气缸通过所述操控***控制所述阀门工装卡夹；所述刀具冷却机构包括：刀杆7、刀具、增压泵、Y轴主轴及拉爪机构；所述刀杆轴心设置刀杆轴心通孔，所述刀具设置有尾端通孔，当所述刀具装与所述刀杆时，所述尾端通孔与所述刀杆轴心通孔相对并相通，形成流向。

进一步的，所述模夹底座上设置有螺栓孔位，使用螺栓将所述模夹底座固定在所述Z轴平台上，使得所述模夹底座与所述Z轴平台保持绝对的平衡，无松动无偏移。

进一步的，所述模夹侧板Ⅰ焊接固定在所述模夹底座上，所述模夹侧板Ⅰ与所述模夹底座形成平行对称90度平衡角，所述阀门工装定位固定头在所述模夹侧板Ⅰ上对称且尺寸平均的设置。

进一步的，所述模夹侧板Ⅱ焊接固定在所述模夹底座上，所述模夹侧板Ⅱ与所述模夹底座形成平行对称90度平衡角，并与所述模夹侧板Ⅰ平行对应。

进一步的，所述液压气缸和所述阀门工装卡夹设置多个，其个数与所述孔洞对应，所述液压气缸从所述模夹侧板Ⅱ外侧以所述孔洞为对应口完成与阀门工装卡夹的组装，所述液压气缸和所述阀门工装卡夹通过螺栓固定在所述模夹侧板Ⅱ上。

进一步的，所述多个液压气缸通过铜管连接所述成型装置的原液压装置，并与操控***连接，阀门工件预装夹时，通过操控***发出指令，通过所述成型装置的原液压装置泄压，阀门工装卡夹回缩张开；待工件放置在阀门工装定位固定头上时，通过操控***发出指令，通过所述成型装置的原液压装置增压，阀门工装卡夹延伸将工件定型在阀门工装定位固定头上，并抱死，使工件不会左右移动或晃动。

进一步的，所述尾端通孔为以所述刀杆轴心通孔为中心，延所述刀具的径向向刀尖位置延伸的多个通孔。

进一步的，所述尾端通孔为连接所述刀杆轴心通孔，并与径向呈一定角度的多个通孔。

进一步的，所述尾端通孔以所述刀杆轴心通孔为中心，并延所述刀具的径向向刀尖方向延伸一定距离后以一定角度偏离径向继续向外延伸至刀尖。

进一步的，所述Y轴主轴中心设置主轴中心通孔，所述Y轴主轴一端与增压泵出水铜管相连接，并由高压密封活套及密封圈密封。

进一步的，当所述刀杆***所述Y轴主轴时，所述刀杆的刀杆轴心通孔与所述Y轴主轴的主轴中心通孔相通，所述Y轴主轴与所述刀杆连接端设置有密封圈，并通过拉爪机构固定连接。

进一步的，所述增压泵与所述成型装置的操控***连接，当所述成型装置作业时，增压泵增压，将车铣润滑、冷却的混合液增压后，泵入所述Y轴主轴的主轴中心通孔、刀杆的刀杆轴心通孔至刀具上的尾端通孔排出。

3、有益效果：

本发明通过上述装置的开发与应用，从加工中心的运行成本及人力管理成本上节省较大，满足了工件车铣表面质量、性能要求，同时降低了刀具的更换频率，延长了刀具的使用寿命，实现了节能降耗，保质增产的目的。

附图说明

图1是本发明的成型装置的整体结构示意图。

图2是本发明的刀具冷却机构的结构示意图。

图3是本发明实施例一的刀具尾端通孔的结构示意图。

图4是本发明实施例二的刀具尾端通孔的结构示意图。

图5是本发明实施例三的刀具尾端通孔的结构示意图。

图中：1-模夹底座，2-模夹侧板Ⅰ，3-模夹侧板Ⅱ，4-阀门工装定位固定头，5-阀门工装卡夹，6-液压气缸，7-刀杆，8-刀具，9-Z轴平台，10- Y轴主轴，11-拉爪机构，12-主轴中心通孔，13-立柱，14-气缸，15-刀库，16-床身，17-刀杆轴心通孔，18-尾端通孔。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本发明的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本发明，并能够实施本发明。在不违背本发明原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。

图1示出了依照本发明优选实施例构成的一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置。如图1所示，一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，包括床身16、Z轴平台9、模夹机构、立柱13、刀库15、气缸14、Y轴主轴10、刀具冷却机构及操控***；

如图1所示，所述模夹机构包括模夹底座1、模夹侧板Ⅰ2、模夹侧板Ⅱ3、阀门工装定位固定头4、阀门工装卡夹5及液压气缸6。

模夹底座1、模夹侧板Ⅰ2及模夹侧板Ⅱ3的长度小于该成型装置的加工中心Z轴平台的长度，且在模夹底座1上设置与Z轴平台连接的螺栓孔位，并用螺栓能将其固定在Z轴平台之上，并与Z轴平台保持绝对的平衡，并且无松动偏移；

模夹侧板Ⅰ2焊接在模夹底座1的一侧，并且，其一侧与模夹底座1形成平行对称90度平衡角，并在模夹侧板Ⅰ2上焊接多个对称并尺寸平均的阀门工装定位固定头4；

模夹侧板Ⅱ3焊接在模夹底座1的一侧，其一侧与模夹底座1形成平行对称90度平衡角，与模夹侧板Ⅰ2平行对应。并在模夹侧板Ⅱ3切削多个对称并尺寸平均的孔洞，孔洞与模夹侧板Ⅰ2上阀门工装定位固定头4平行对应；

将多个阀门工装卡夹5放置在模夹侧板Ⅱ3内侧与模夹侧板Ⅰ2上阀门工装定位固定头4平行对应，然后将多个液压气缸6从模夹侧板Ⅱ3外侧以侧板孔洞为对应口完成与阀门工装卡夹5的组装，并将多个液压气缸6和阀门工装卡夹5用螺栓固定在模夹侧板Ⅱ3上。

多个液压气缸6通过铜管连接该成型装置加工中心的原液压装置，并与操控***进行连接，阀门工件预装夹时，通过操控***发出指令，通过加工中心的原液压装置泄压，阀门工装卡夹5回缩张开；待工件放置在阀门工装定位固定头4上时，通过操控***发出指令，通过加工中心的原液压装置增压，阀门工装卡夹5延伸将工件定型在阀门工装定位固定头4上，并抱死，使工件不会左右移动或晃动而影响加工精度和质量。加工完成后，流程跟上述阀门工件预装夹时相同。

如图1、图2所示，减小刀具与车铣面车铣发热且自带冷却的装置及刀具冷却机构包括：刀杆7、刀具8、增压泵、Y轴主轴10、拉爪机构11。

刀杆7轴心设置刀杆轴心通孔17，刀具8上围绕刀尖位同样设置多个尾端通孔18，当刀具8装与刀杆7时，刀具8尾端通孔18与刀杆7轴心相对并相通，形成流向。

Y轴主轴10中心设置主轴中心通孔12，Y轴主轴10尾部与增压泵出水铜管相连接，并由高压密封活套及密封圈密封，形成能够活动自如，且能很好密封不会造成中部连接位泄漏发生的连接结构。

刀杆7轴心通孔17与Y轴主轴10中心通孔12相通，且Y轴主轴10中心通孔12与刀杆7轴心通孔连接端设置有密封圈，当刀杆7***Y轴主轴10 通孔自动对接，然后用扳手将拉爪机构11锁死，使刀杆7 固定Y轴主轴10 上，同时在密封圈的作用下，机床内介质不会泄流。

增压泵与该成型装置加工中心车铣动力操控***相互连接，当加工中心作业时，增压泵增压，将车铣润滑、冷却的混合液增压后，泵入Y轴主轴10 中心通孔、通过刀杆7轴心通孔至刀具8上尾端通孔18高压排出。

为达到刀具尖端润滑、冷却的最佳效果，对刀具8的尾端通孔18的混合液排出方向提出了要求，使排出孔朝向刀具的运行方向，能够起到提前润滑、及时冷却的效果，本发明提出以下三个具体方案以提供不同的润滑、冷却效果。

如图3所示为实施例一中刀具8尾端通孔18的结构，刀具8尾端通孔18设置为以刀杆轴心通孔17为中心，延刀具8的径向向刀尖位置延伸的多个通孔。

如图4所示为实施例二中刀具8尾端通孔18的结构，尾端通孔18为连接所述刀杆轴心通孔17，并与径向呈一定角度的多个通孔。

如图5所示为实施例三中刀具8尾端通孔18的结构，尾端通孔18以刀杆轴心通孔17为中心，并延刀具8的径向向刀尖方向延伸一定距离后以一定角度偏离径向继续向外延伸至刀尖。

此刀具冷却机构的设计的主要好处有三：一是有效降低刀具8刀尖与工件车铣面摩擦致使温度高而造成的应力疲劳；二是能够快速冷却及车铣润滑，使刀具8刀尖和工件车铣面的温度下降并进行车铣润滑，有效降低并延迟了刀尖与车铣面的摩擦发热，延长了刀尖的使用寿命；三是通过车削液高压喷出，使工件加工面上不会残留车铣残屑或车铣后的残丝包绕刀具而划伤工件表面的情况发生。

尽管在上文中参考特定的实施例对本发明进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本发明公开的原理和范围内，可以针对本发明公开的配置和细节做出许多修改。本发明的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。

Claims (12)

1.一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，包括床身、Z轴平台、模夹机构、立柱、刀库、气缸、Y轴主轴、刀具冷却机构及操控***；其特征在于所述模夹机构包括模夹底座、模夹侧板Ⅰ、模夹侧板Ⅱ、阀门工装定位固定头、阀门工装卡夹及液压气缸，所述模夹底座、模夹侧板Ⅰ及模夹侧板Ⅱ的长度均小于所述Z轴平台的长度，所述模夹底座固定在所述Z轴平台上；所述模夹侧板Ⅰ固定在所述模夹底座的一侧，所述模夹侧板Ⅰ内侧设置多个阀门工装定位固定头；所述模夹侧板Ⅱ固定在所述模夹底座的另一侧，所述模夹侧板Ⅱ上设置多个孔洞，所述孔洞与所述阀门工装定位固定头平行对应；所述阀门工装卡夹及所述液压气缸通过所述孔洞固定在所述模夹侧板Ⅱ上，所述阀门工装卡夹设置在所述模夹侧板Ⅱ内侧并与所述阀门工装定位固定头平行对应；所述液压气缸通过所述操控***控制所述阀门工装卡夹；所述刀具冷却机构包括：刀杆、刀具、增压泵、Y轴主轴及拉爪机构；所述刀杆轴心设置刀杆轴心通孔，所述刀具设置有尾端通孔，当所述刀具装与所述刀杆时，所述尾端通孔与所述刀杆轴心通孔相对并相通，形成流向。

2.如权利要求1所述的一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，其特征在于，所述模夹底座上设置有螺栓孔位，使用螺栓将所述模夹底座固定在所述Z轴平台上，使得所述模夹底座与所述Z轴平台保持绝对的平衡，无松动无偏移。

3.如权利要求2所述的一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，其特征在于，所述模夹侧板Ⅰ焊接固定在所述模夹底座上，所述模夹侧板Ⅰ与所述模夹底座形成平行对称90度平衡角，所述阀门工装定位固定头在所述模夹侧板Ⅰ上对称且尺寸平均的设置。

4.如权利要求3所述的一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，其特征在于，所述模夹侧板Ⅱ焊接固定在所述模夹底座上，所述模夹侧板Ⅱ与所述模夹底座形成平行对称90度平衡角，并与所述模夹侧板Ⅰ平行对应。

5.如权利要求4所述的一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，其特征在于，所述液压气缸和所述阀门工装卡夹设置多个，其个数与所述孔洞对应，所述液压气缸从所述模夹侧板Ⅱ外侧以所述孔洞为对应口完成与阀门工装卡夹的组装，所述液压气缸和所述阀门工装卡夹通过螺栓固定在所述模夹侧板Ⅱ上。

6.如权利要求5所述的一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，其特征在于，所述多个液压气缸通过铜管连接所述成型装置的原液压装置，并与操控***连接，阀门工件预装夹时，通过操控***发出指令，通过所述成型装置的原液压装置泄压，阀门工装卡夹回缩张开；待工件放置在阀门工装定位固定头上时，通过操控***发出指令，通过所述成型装置的原液压装置增压，阀门工装卡夹延伸将工件定型在阀门工装定位固定头上，并抱死，使工件不会左右移动或晃动。

7.如权利要求6所述的一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，其特征在于，所述Y轴主轴中心设置主轴中心通孔，所述Y轴主轴一端与增压泵出水铜管相连接，并由高压密封活套及密封圈密封。

8.如权利要求7所述的一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，其特征在于，当所述刀杆（7）***所述Y轴主轴（10）时，所述刀杆（7）的刀杆轴心通孔（17）与所述Y轴主轴（10）的主轴中心通孔（12）相通，所述Y轴主轴（10）与所述刀杆（7）连接端设置有密封圈，并通过拉爪机构（11）固定连接。

9.如权利要求8所述的一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，其特征在于，所述增压泵与所述成型装置的操控***连接，当所述成型装置作业时，增压泵增压，将车铣润滑、冷却的混合液增压后，泵入所述Y轴主轴的主轴中心通孔、刀杆的刀杆轴心通孔至刀具上的尾端通孔排出。

10.如权利要求1-9之一所述的一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，其特征在于，所述尾端通孔为以所述刀杆轴心通孔为中心，延所述刀具的径向向刀尖位置延伸的多个通孔。

11.如权利要求1-9之一所述的一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，其特征在于，所述尾端通孔为连接所述刀杆轴心通孔，并与径向呈一定角度的多个通孔。

12.如权利要求1-9之一所述的一种球阀阀体及阀盖的车铣面自带冷却的多工位车铣成型装置，其特征在于，所述尾端通孔以所述刀杆轴心通孔为中心，并延所述刀具的径向向刀尖方向延伸一定距离后以一定角度偏离径向继续向外延伸至刀尖。