CN101362281A - 一种球阀阀芯的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种球阀阀芯的制作方法，属于阀门制造技术领域。它解决了现有的球阀阀芯制造所用材料较多，成本高，次品率高的问题。这种球阀阀芯的制作方法，通过下列步骤来实现：a.制作外球壳，b.装入内直管，c.表面处理。本发明不仅大幅节省了材料，降低了球阀阀芯的成本；而且制作的球阀阀芯精度、厚度、完整性都可以得到保证，阀杆连接座和阀杆连接处的强度得到提高；制作方法可靠性较好，成品率较高；制作方法工艺过程简化，制作出的球阀阀芯外表美观，比较完美；如果选用不锈钢材料制作球阀阀芯，不需要电镀，环保性较好。

Description

一种球阀阀芯的制作方法

技术领域

本发明涉及一种阀门阀芯的制作方法，尤其涉及一种球阀阀芯的制作方法；属于阀门制造技术领域。

背景技术

阀门在现代社会被广泛的应用。特别是在水暖管件技术领域，现有技术的阀门有很多种，主要有球阀、角阀、截止阀等，其中球阀结构较为简单，主要是球阀的阀芯比较简单。球阀的阀芯整体上呈对称的球状结构，中间有一个贯通整体的圆柱状通孔，在阀芯的外球面中心位置处横向开有一个和阀杆相连接阀杆槽，工作的时候，转动阀杆使阀芯的圆柱状通孔对准球阀的进出口，停止工作的时候，反向转动阀杆使阀芯的球面对准球阀的进出口。由于球阀的结构比较简单，操作方便。所以在阀门技术领域应用的非常广泛。

现有技术的球阀阀芯的外球壳和内直管都是通过环缝焊接的方式固连在一起。如中国专利申请(公开号：CN1908481A)一种球阀阀芯及其制作方法，该球阀阀芯是通过制作外球壳，然后在外球壳坯体中间切割缝隙，用冲床向内冲压变形成阀杆槽，然后在外球壳中装配内直管，并在其两端相接的连接部分处进行环缝焊接，得到阀芯坯体，最后经过表面处理后得成品。通过上述方法制作的球阀阀芯虽然较翻砂铸造制作的球阀阀芯的防水性和密封性好，节省材料；但是将内直管和外球壳的连接部分通过环缝焊接固连在一起，因环缝焊接要保证管壁不被电流击穿及焊接本身要有足够垫充料的需要，故内直管选用的金属管材较厚，成本较大；焊接后由于焊接点正好在密封面处，采用该方法在产品加工完后发现虚焊、气孔、填料不足形成凹陷等缺陷后，由于表面已没有加工余量而无法补救，所以加工工艺极不可靠，次品率较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术所存在的缺陷，提供一种节省材料、成本较低；加工工艺可靠，成品率高的球阀阀芯的制作方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实施的：一种球阀阀芯的制作方法，该方法包括以下步骤：

a、制作外球壳：将金属圆管切割成所需的长度后，冲压或挤压成球形的外球壳坯体，在外球壳坯体上加工出阀杆连接机构，得到外球壳；

b、装入内直管：选用外径略微小于外球壳通孔内径的金属管子，将金属管子切割成其长度与外球壳通孔的长度相同，成为内直管，然后把内直管装入在上述的外球壳通孔中，通过扩张内直管形成紧配合使内直管与外球壳固连在一起，得到阀芯坯体；

c、表面处理：将上述的阀芯坯体经过表面抛光、去毛刺后，得到成品。

本发明可以将金属圆管放入模具中通过对金属圆管两端挤压收缩，中部稍微扩张为球形，从而它整体形成一个球壳。也可以将金属圆管用冲床冲压，管的两端仍然保留圆孔的形状，管的中部被冲压为球形。

本发明通过对外球壳通孔及两端面的加工(内直管选用较薄的金属管材，只要有足够抗压强度即可)。然后内直管和外球壳通过扩张内直管形成紧配合固连在一起。因选用金属管材薄，配合点刚好转移到非密封面的两端面上，故而排除了现有工艺环缝焊接待表面处理完球面后发现虚焊、气孔、填料不足形成凹陷等缺陷时因已没有了加工余量而无法补救的不可靠性，在节省材料、简化工艺流程的同时大幅度提高了成品率，步骤c中选用的金属管子可以是不锈钢管或铜管，其外径略微小于外球壳通孔的内径，这样便于将其顺利装入到外球壳通孔中；所述的金属管子的外径略微小于外球壳通孔内径0.01mm～0.05mm即可，步骤d中的阀芯坯体先经过车削后，然后通过表面处理得到成品。

在上述的球阀阀芯的制作方法中，步骤a中所述的金属圆管的制作过程为：选择金属板材，然后将金属板材弯曲成U形，通过冲床或冲压机冲压形成金属圆管坯体，坯体焊好管缝后即得金属圆管。采用金属板材制成金属圆管可以有效的控制板材的厚度，在一般情况下金属板材的厚度选择1～1.5mm左右就可达到要求；所述的金属板材为不锈钢板材或铜板材。

在上述的球阀阀芯制作方法中，步骤a中所述的阀杆连接机构为阀杆槽，其加工方式为：在外球壳坯体两通孔的中间位置开出直缝后冲压出一凹槽成为阀杆槽。此外本发明的阀杆槽还可以通过以下方式加工而成：选择金属板材，在金属板材上冲压出一凹槽成为阀杆槽，然后将金属板材弯曲成U形，通过冲床或冲压机冲压形成金属圆管坯体，坯体焊好管缝后即得金属圆管，金属圆管通过冲压或挤压成球形的外球壳。

在上述的的球阀阀芯制作方法中，步骤a中所述的阀杆连接机构另一加工方式为：在外球壳坯体中间外表面通过锯片铣刀铣安装孔，单独制作具有阀杆槽的阀杆连接座，将阀杆连接座嵌入到上述的安装孔中并对两者的连接处进行焊接。所述的安装孔也可以预先在制成外球壳坯体的金属板材上冲压形成。外球壳坯体外表面上的安装孔可以通过冲床冲压形成，也可以通过锯片铣刀铣形成，用锯片铣刀铣安装孔可以保证安装孔的弧度，将阀杆连接座嵌入安装孔是能够保证焊接余量，从而便于阀杆连接座的安装。

本发明将具有阀杆槽的阀杆连接座和外球壳坯体分别单独制作，可以大大节省了材料，降低产品的成本。其中外球壳选用的金属圆管材料的厚度较薄，只要满足所需的强度即可，阀杆连接座选用较厚的金属材料单独制作。既满足阀杆在其中频繁转动的要求，而整个球阀阀芯的精度、厚度、完整性都可以得到保证，强度反而得到提高。

阀杆连接座和外球壳上的安装孔弧度一致，便于阀杆连接座嵌入外球壳上的安装孔内，焊接可以使阀杆连接座比较牢固的固连在安装孔中。

在上述的球阀阀芯的制作方法中，步骤a中所述的阀杆连接座的制作过程为：按照阀杆连接座的形状及尺寸选择金属板材，通过冲床冲压变形后直接得到阀杆连接座成品或阀杆槽留有余量的阀杆连接座坯体，坯体用铣床铣削至所需的尺寸，即得阀杆连接座成品。为了保证阀杆连接座的强度，本发明制作阀杆连接座所用金属板材的厚度较制作外球壳金属板材的厚度要厚，一般在1.5mm～2.0mm左右。采用金属板材通过冲床冲压形成阀杆连接座可以达到一次成型的目的，工艺比较简单，精度较高，次品率较低。

在上述的球阀阀芯的制作方法中，步骤b中采用冲床或冲压机上的锥形冲头冲压扩张内直管形成紧配合使内直管与外球壳固连在一起。本发明的内直管两端通过锥形冲头冲压扩张，两端的锥形冲头同时冲压，同时退出，也可以先用锥形冲头冲压扩张内直管一端后，在冲压扩张内直管另一端。锥形冲头的锥度在1：20左右，锥形冲头冲压扩张内直管，同时外球壳有一定的向心力，从而使内直管与外球壳紧密固连在一起。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、本发明解决了现有技术在球阀阀芯加工完后发现虚焊、气孔、填料不足形成凹陷等缺陷后，由于表面已没有加工余量而无法补救，加工工艺极不可靠，次品率较高的缺陷；制作方法可靠性较好，成品率较高。

2、本球阀阀芯的制作方法不仅大幅节省了材料，降低了球阀阀芯的成本；而且制作的球阀阀芯精度、厚度、完整性都可以得到保证，阀杆连接座和阀杆连接处的强度得到提高。

3、本球阀阀芯的制作方法工艺过程简化，制作出的球阀阀芯外表美观，比较完美；如果选用不锈钢材料制作球阀阀芯，不需要电镀，环保性较好。

附图说明

图1是制作本球阀阀芯所选用的金属板材结构示意图；

图2是图1的金属板材上冲压安装孔的结构示意图；

图3是图2的金属板材弯曲成U形的结构示意图；

图4是图3中的U形金属板材冲压形成的金属圆管的结构示意图；

图5是图4中的金属圆管冲压形成的外球壳坯体的结构示意图；

图6是外球壳坯体分体结构示意图；

图7是图6中的外球壳装入内直管后的结构示意图；

图8是通过锥形冲头冲压扩张内直管形成紧配合结构示意图；

图9是本发明制作的球阀阀芯经过表面处理后的结构示意图。

图中，1、外球壳；11、安装孔；13、通孔；2、阀杆连接座；21、阀杆槽；3、内直管；4、板材；5、圆管；51、焊缝；6、锥形冲头。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明；但是本发明并不限于这些实施例。

实施例1

本球阀阀芯的制作方法中，选用制作本发明球阀阀芯的外球壳1的金属板材4为不锈钢板材4，不锈钢板材的厚度在1mm～1.5mm左右，按照球阀阀芯的尺寸用切割机将其切割成所需的长度其结构示意图如图1所示，在不锈钢板材中间位置上通过冲床冲压出安装孔11，其结构示意图如图2所示。

选择合适的制作金属圆管5的模具，将不锈钢板材放在模具上将其弯曲成U形，然后在模具上用冲床或冲压机将U形板材冲压成不锈钢圆管5其结构示意图如图3和图4所示；用焊机将不锈钢圆管5的管缝焊好形成焊缝51，焊缝51正对着安装孔11，将不锈钢圆管51放入球形成型模具中通过对圆管两端挤压收缩，中部稍微扩张为球形，从而它整体形成一个外球壳1坯体。其结构示意图如图5所示。

按照阀杆连接座2的形状及尺寸选择不锈钢板材，为了保证阀杆和阀杆连接座2连接处的强度，所选用的不锈钢板材的厚度一般在1.5mm～2.0mm左右，然后通过冲床冲压变形后成阀杆连接座2成品或阀杆槽21留有余量的阀杆连接座2坯体，坯体用铣床铣削至所需的尺寸，即得阀杆连接座2成品。

将阀杆连接座2嵌入到外球壳坯体的安装孔11内；并对两者的连接处进行焊接，该焊接点在非密封面上，得到外球壳1，其分体结构示意图如图6所示。

在外球壳1上加工通孔13及两端面，外径略微小于0.01mm～0.05mm外球壳通孔内径的不锈钢管，将不锈钢管切割成其长度与外球壳通孔13的长度相同，成为内直管3。然后将内直管3放入外球壳通孔13内，其结构示意图如图7所示，将锥形冲头6安装到冲床上，内直管3两端通过锥形冲头6冲压扩张，然后两端的锥形冲头6同时冲压，同时退出，锥形冲头6的锥度在1：20左右，锥形冲头6冲压扩张内直管3，同时外球壳1具有一定向心力，从而使内直管3与外球壳1紧密固连在一起。得到球阀阀芯坯体；其结构示意图如图8所示。为了防止车削球面时打滑，紧配合后对配合处点焊加固。

将上述的球阀阀芯坯体进行车削后，再通过表面抛光、去毛刺处理后，即制作成本发明的球阀阀芯；其结构示意图如图9所示。

实施例2

选择的不锈钢板材4没有通过冲床冲压出安装孔11，没有单独制作阀杆连接座2，而是在外球壳坯体两通孔的中间位置通过锯片铣刀切割出直缝，然后用变形模具冲压制得阀杆槽21，它与球阀的阀杆相配。其它制作过程同实施例1，不在赘述。

本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了外球壳1、安装孔11、通孔13、阀杆连接座2、阀杆槽21、内直管3、板材4、圆管5、锥形冲头6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种球阀阀芯的制作方法，其特征在于，该工艺包括如下步骤：

a、制作外球壳(1)：将金属圆管(5)切割成所需的长度后，冲压或挤压成球形的外球壳(1)坯体，在外球壳(1)坯体上加工出阀杆连接机构，得到外球壳(1)；

b、装入内直管(3)：选用外径略微小于外球壳(1)通孔(13)内径的金属管子，将金属管子切割成其长度与外球壳(1)通孔(13)的长度相同，成为内直管(3)，然后把内直管(3)装入在上述的外球壳(1)通孔(13)中，通过扩张内直管(3)形成紧配合使内直管(3)与外球壳(1)固连在一起，得到阀芯坯体；

c、表面处理：将上述的阀芯坯体经过表面抛光、去毛刺后，得到成品。

2.根据权利要求1所述的球阀阀芯的制作方法，其特征在于，所述的步骤a中的金属圆管(5)的制作过程为：选择金属板材(4)，然后将金属板材(4)弯曲成U形，通过冲床或冲压机冲压形成金属圆管(5)坯体，坯体焊好管缝后即得金属圆管(5)。

3.根据权利要求1所述的球阀阀芯的制作方法，其特征在于，所述的步骤a中的阀杆连接机构为阀杆槽(21)，其加工方式为：在外球壳(1)坯体两通孔(13)的中间位置开出直缝后冲压出一凹槽成为阀杆槽(21)。

4.根据权利要求1所述的球阀阀芯的制作方法，其特征在于，所述的步骤a中的阀杆连接机构加工方式为：在外球壳(1)坯体中间外表面通过锯片铣刀铣安装孔(11)，单独制作具有阀杆槽(21)的阀杆连接座(2)，将阀杆连接座(2)嵌入到上述的安装孔(11)中并对两者的连接处进行焊接。

5.根据权利要求4所述的球阀阀芯的制作方法，其特征在于，所述的步骤a中的阀杆连接座(2)的制作过程为：按照阀杆连接座(2)的形状及尺寸选择金属板材(4)，通过冲床冲压变形后直接得到阀杆连接座(2)成品或阀杆槽(21)留有余量的阀杆连接座(2)坯体，坯体用铣床铣削至所需的尺寸，即得阀杆连接座(2)成品。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的球阀阀芯的制作方法，其特征在于，所述的步骤b中采用冲床或冲压机上的锥形冲头(6)冲压扩张内直管(3)形成紧配合使内直管(3)与外球壳(1)固连在一起。

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