CN103286366B - 锻钢闸阀闸板导槽加工设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锻钢闸阀加工设备及加工方法，提供了一种结构简单，可在保证闸阀闸板导槽加工质量的前提下大幅提高加工效率的锻钢闸阀闸板导槽加工设备及方法，解决了现有技术中存在的锻钢闸阀闸板导槽加工质量差，效率低，加工精度难以保证等的技术问题，它包括液压机，在液压机上设有可垂直升降的主油缸，在主油缸的下方设有工作台，在所述主油缸的下端设有成型插刀，在与成型插刀对应的工作台上设有夹持闸阀阀体的夹具，成型插刀又包括刀柄及固定于刀柄上的刀体，刀体为横截面呈矩形的柱体结构，在刀体的底面转角处切割形成三棱锥状的刀刃，在刀刃的内侧斜面与刀体的底面间设有排屑槽，且排屑槽的两端导通于刀刃对应的刀体两侧面。

Description

锻钢闸阀闸板导槽加工设备及方法

技术领域

本发明涉及一种锻钢闸阀加工设备及加工方法，尤其涉及一种加工精度和生产效率高的锻钢闸阀闸板导槽加工设备及方法。

背景技术

闸阀广泛的应用于石油化工、管道运输等行业的各种供水、供气管路上，起到控制管道内的介质流通和关闭的作用，其具有流阻小、启闭灵活、寿命长、结构紧凑、安全可靠等特点，随着工业的快速发展及出口市场的开发，锻钢闸阀的需求量与日巨增。其中闸阀阀体上的导向槽是用于约束闸板运动方向的结构，它确保闸板只能沿着导向槽上下移动，以实现闸板的开启和关闭，因此闸板导槽的加工质量是决定锻钢闸阀质量的重要因素之一。现有的闸板导槽的加工方法是先车阀体中腔孔及台阶尺寸，然后将阀体用夹具固定在插床的工作台上，用插刀一刀一刀插出来，这种加工方法有以下缺点：其一、加工速度慢，对于一只25口径的阀体来说，需要5分钟才能完成；其二、加工精度难以保证。由于这种加工方法其加工精度要靠工人的技术水平来保证，所以易出现偏、歪、大小不一等缺陷，直接影响闸阀的质量。

中国专利公开了一种夹角调整方便的闸阀加工设备（CN201316821Y），它包括床身，所述的床身上安装有两个动力头和夹具，每个动力头均连接有闸阀密封面加工用阀体刀，所述的两个动力头的轴心线均呈水平布置，每个动力头的轴心线与闸阀阀体中心线垂直的夹角相等且可调。虽然此加工设备通过改变动力头的安装方式，同时改变闸阀阀体的安装位置，将原先调整十分困难的夹角变得简单方便，从而可大大缩短刀具的调整装夹时间，但此加工设备只适用于闸阀进出水端口的加工，无法用于闸阀闸板导槽的加工。

发明内容

本发明主要是提供了一种结构简单，可在保证闸阀闸板导槽加工质量的前提下大幅提高加工效率的锻钢闸阀闸板导槽加工设备及方法，解决了现有技术中存在的锻钢闸阀闸板导槽加工质量差，效率低，加工精度难以保证等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种锻钢闸阀闸板导槽加工设备，包括液压机，在液压机上设有可垂直升降的主油缸，在主油缸的下方设有工作台，在所述主油缸的下端设有成型插刀，在与成型插刀对应的工作台上设有夹持闸阀阀体的夹具，成型插刀又包括刀柄及固定于刀柄上的刀体，刀体为横截面呈矩形的柱体结构，在刀体的底面转角处切割形成三棱锥状的刀刃，在刀刃的内侧斜面与刀体的底面间设有排屑槽，且排屑槽的两端导通于刀刃对应的刀体两侧面。液压机与传统的冲压工艺相比，液压成形工艺在减轻重量、减少零件数量和模具数量、提高刚度与强度、降低生产成本等方面具有明显的技术和经济优势，它具有独立的动力机构和电气系统，采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种工作方式，工作压力、压制速度，空载快下行和减速的行程和范围，均可根据工艺需要进行调整，并能完成顶出工艺，且又为定压，定程两种工艺动作选择，定压成型工艺在压制后具有顶出延时及自动回程，通过在液压机的工作台上设置用于夹持闸阀阀体的夹具，再通过主油缸带动成型插刀下移，一次完成闸阀闸板导槽的加工，加工效率高；矩形横截面的刀体与闸板导槽的横截面形状及大小一致，通过在刀体底面的四个转角上分别切割形成一个三棱锥状的刀刃后，闸阀阀体上的闸板导槽即为一次定位加工，不仅提高了加工效率，且闸板导槽尺寸一致性好，即闸板导槽的尺寸精度由四个刀刃的尺寸保证，因此闸板导槽的加工质量易控制；在刀体的下端部切割后形成刀刃，插刀结构简单，制作方便；通过在刀刃内侧对应的切割斜面与刀体的底面间设置排屑槽，即可通过排屑槽顺利排出加工过程中产生的铁屑，同时易于刀刃内侧斜面的磨削加工，确保插刀刀刃锋利，保证闸板导槽的加工质量。

作为优选，所述刀刃的高为1.5 mm至2.5mm，刀刃的内侧斜面与刀体的底面间的夹角为75°至85°。合理的刀刃尺寸既保证了刀具的强度又保证了刀刃的切削性能，利于提高加工效率和质量，以及延长刀具的使用寿命。

作为优选，所述排屑槽的底面与对应的刀刃内侧斜面垂直。当排屑槽的底面与对应的刀刃内侧斜面垂直时，即可在通过砂轮磨削加工刀刃的内侧斜面时自动加工形成排屑槽，简化加工工序，节约加工成本。

作为优选，在所述刀体的下端部向外同轴延伸有刀头，刀头为下端大上端小的四棱锥体，且刀头与刀体为圆弧过渡连接，刀刃设于刀头的下端面上。通过在刀体的下端部延伸设置四棱锥形状的刀头，并将刀刃设于刀头的下端面上，即可在保证刀具强度的前提下，通过四棱锥形状的刀头减少刀具下行切割阻力，节约能耗及延长刀具的使用寿命。

作为优选，包括底板及设于底板上的左立板和右立板，以及横设在左立板和右立板间的上定位板，在所述上定位板上设有与阀体上的闸板导入端口互配的上定位夹套，上定位夹套的中孔连通于上定位板上方与阀体的内腔之间，在底板上设有可将阀体夹紧在上定位夹套上的纵向夹紧机构，在左立板或右立板上设有水平夹紧机构，在水平夹紧机构的内侧端设有与阀体上的输入端口或输出端口互配的侧定位板，侧定位板水平顶接在阀体上。由底板、左右立板和上定位板共同围合成方形的框架结构，又在上定位板上垂直安装上定位夹套，在与上定位夹套相对的底板上设有纵向夹紧机构，加工闸阀闸板导槽时，通过纵向夹紧机构将闸阀夹向上设在上定位夹套上，由于上定位夹套与阀体上的闸板导入端口互配，由此使闸阀与上定位夹套同轴，当用于加工闸阀闸板导槽的插刀自上定位夹套的中孔向下进入闸阀内腔加工时，闸阀与上定位夹套的同轴定位即保证了闸板导槽不会出现偏歪现象，同时又通过水平夹紧机构使阀体上的输入端口和输出端口横向水平定位，即确保闸板导槽在圆周方向不会偏斜现象，沿X、Y、Z轴三个方向全方位精准定位，定位精度高，保证了闸阀的加工质量；使用时，纵向夹紧机构推动闸阀向上后使阀体上的闸板导入端口与上定位夹套互配，再转动阀体，使水平夹紧机构上的侧定位板与阀体上的输入端口或输出端口互配压紧，最后再通过纵向夹紧机构推动闸阀向上顶紧在上定位夹套上即可进行加工，加工完毕后，纵向夹紧机构反向移动后即可拆除闸阀，装夹方便快捷，省时省力，提高了闸阀闸板导槽的加工效率和质量。

作为更优选，所述纵向夹紧机构包括垂直固定在底板上左支撑板、右支撑板及横设在左支撑板和右支撑板间的水平导向板，在水平导向板上垂直滑动连接有可顶接在阀体下端面上的夹紧柱，在夹紧柱下方对应的底板上水平滑动连接有斜面推板，夹紧柱的下端面与斜面推板的斜面互配并滑动顶接在斜面推板上。通过在水平导向板插接可垂直升降的夹紧柱，在夹紧柱下侧对应的底板上设置一块可沿底板水平滑动的斜面推板，夹紧柱的下端为斜面并与斜面推板滑动互配，当斜面推板前移时，即可推动夹紧柱向上后将闸阀阀体夹紧在上定位夹套上，当斜面推板后移动时，夹紧柱在重力的作用下自动下移，从而解除对阀体的夹紧，结构简单，构思巧妙，装夹方便快捷。

作为更优选，所述水平夹紧机构包括滑动插接在左立板或右立板上的横向顶杆，侧定位板设于横向顶杆的内侧端，在左立板或右立板外侧对应的横向顶杆上设有挡片，在左立板或右立板内侧对应的横向顶杆上套设有压缩弹簧。横向顶杆水平滑动插接在左、右立板上，侧定位板同轴设于横向顶杆的内侧端，装夹时拉动侧定位板向外，压缩弹簧压缩，阀体轴向定位后，侧定位板再通过压缩弹簧的恢复力压紧在阀体上的输入端口或输出端口上水平定位，阀体定位准确，拆装夹操作简单方便。

作为优选，在所述夹具上设有用于控制成型插刀行程的行程开关。行程开关用于精确控制插刀的下行距离，即闸板导槽的深度。

一种锻钢闸阀闸板导槽加工方法，包括如下步骤：

1）将成型插刀同轴固定在主油缸的下端部；

2）将夹具固定在工作台上；

3）调节夹具的位置，使夹具的中心线与成型插刀的中心线重合；

4）将闸阀的阀体放置在夹具上夹紧定位；

5）启动液压机；

其中的步骤1）和步骤2）可以互换，步骤3）至步骤5）在步骤1）和步骤2）之后顺序进行。

阀体夹紧定位在夹具上即可一次性完成闸板导槽的加工，生产效率高，产品一致性好。

作为优选，在所述步骤3）中，调节成型插刀的中心面与阀体上对应的中心面重合。二者对应的中心面重合时，避免闸板导槽出现圆周方向的偏斜。

因此，本发明的锻钢闸阀闸板导槽加工设备及方法具有下述优点：

 实践证明，新的加工方法降低了生产成本，大大地提高了劳动生产效率，促进了企业的发展。

附图说明：

图1是本发明的锻钢闸阀闸板导槽加工设备的结构示意图；

图2是成型插刀的放大图；

图3是图2所示B处的放大图；

图4是图3所示的A-A剖视图；

图5是图2的左视图；

图6是图2的仰视图；

图7是夹具的结构示意图；

图8是夹紧柱的放大图；

图9是图8所示C处的放大图。

具体实施方D式：

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例： 

如图1所示，本发明的一种锻钢闸阀闸板导槽加工设备，包括一台四柱液压机1，在液压机1的上方固定一个可垂直升降的主油缸4，在主油缸4下端对应的活动横梁上同轴固定一个成型插刀5，成型插刀5的下方水平设置一个工作台2，在工作台2上固定一个用来夹持闸阀阀体的夹具3，夹具3与成型插刀5同轴向对，且在夹具3上装有用于控制成型插刀5行程的行程开关，如图2、图5和图6所示，其中的成型插刀5包括刀柄51及固定在刀柄51上的柱状结构的刀体52，刀体52由白钢制成，其横截面为矩形，刀柄51呈法兰状，其法兰面通过螺栓平行固定在液压机1的活动横梁下方，刀体52与主油缸4同轴，在刀柄51的中部开有矩形的刀体定位孔，刀体52的上端与刀体定位孔互配并嵌装在刀体定位孔内，如图3所示，在刀体52的下端部向外同轴延伸形成一体式连接的刀头55，刀头55为下端大上端小的四棱锥体形状，刀头55的侧面与刀体52轴心线的夹角为1°，且刀头55与刀体52的连接处为圆弧过渡，如图4所示，在刀头55的下端面的四个转角处分别切割加工成一个三棱锥状的刀刃53，在刀刃53的内侧斜面与刀头55下端面间分别开有一个排屑槽54，排屑槽54在砂轮磨削内侧斜面时自动形成，其宽度与砂轮厚度一致，排屑槽54的两端导通于刀刃53对应的刀体52两侧面，且排屑槽54与相邻刀刃53的顶角连线相平行，其底面与对应的刀刃53内侧斜面相垂直，使加工后的刀刃53高为2mm，内侧斜面与刀体2的底面间的夹角为80°。如图7所示，其中的夹具3包括水平放置的底板31，在底板31表面的左侧通过螺钉垂直固定一块方形的左立板32、右侧垂直固定一块方形的右立板33，左立板32和右立板33大小相同且相互平行，在左立板32和右立板33的顶端横设一块上定位板34，上定位板34的两端分别通过螺钉紧固定在左立板32和右立板33上，在上定位板34的中部开有一通孔，在通孔内嵌装一个法兰状的上定位夹套35，上定位夹套35的四周边沿通过螺钉紧固定在上定位板34的下表面上，上定位夹套5的下端面向下延伸形成环形定位凸台，环形定位凸台延伸至阀体内并与阀体上的闸板导入端口互配，从而使成型插刀5可以从上定位夹套35的中孔穿过并进入阀体的内腔进行闸板导槽加工，在与上定位夹套35同轴相对的底板31上有一个可将阀体夹紧在上定位夹套35上的纵向夹紧机构，纵向夹紧机构包括左支撑板71和右支撑板72，两者均与左立板32和右立板33平行并通过螺钉垂直固定在底板31上，左支撑板71和右支撑板72大小相同，在左支撑板71和右支撑板72的顶端横设一块水平导向板73，水平导向板73的两端分别通过螺钉紧固定在左支撑板71和右支撑板72上，在水平导向板73的中部垂直滑动连接一个夹紧柱74，夹紧柱74与上定位夹套35同轴，夹紧柱74向上滑动时可顶接在阀体下端面上，在夹紧柱74下方对应的底板31上水平滑动连接一块斜面推板75斜面推板75的斜面在上并与底面呈5°夹角，如图8所示，夹紧柱74的下端面也是倾角为5°的斜面，其与斜面推板75的斜面互配并滑动顶接在斜面推板75上，夹紧柱74的顶面中部开有一个弧面凹槽77，如图9所示，夹弧面凹槽77的边沿分布有锯齿状的摩擦定位槽78，在斜面推板75的一端转动连接一个U形连接头，U形连接头的开口端水平转动连接在斜面推板75的两侧，U形连接头的另一端通过螺纹连接在液压机1的副油缸上。如图7所示，在右立板33上带有水平夹紧机构，水平夹紧机构包括滑动插接在右立板33上的横向顶杆81，在横向顶杆81的内侧端同轴一体式连接一块圆形的侧定位板36，在右立板33外侧对应的横向顶杆81端部套装一块挡片82，在右立板33内侧对应的横向顶杆81上套装一根压缩弹簧83，在侧定位板36的内侧面同轴一体式连接一个定位凸台61，定位凸台61延伸至阀体内并与阀体上的输入端口或输出端口互配。

使用时，首先将成型插刀5的刀柄51固定在液压机1主油缸4上的活动横梁上，拉动横向顶杆81向外，取待加工闸阀阀体6，并使阀体6上的闸板导入端口与上定位夹套35下表面的环形定位凸台互配，启动液压机1推动斜面推板75向前，夹紧柱74顶持在阀体6下方，再转动阀体6，释放横向顶杆81，使侧定位板36内侧的定位凸台61与阀体6上的输入端口或输出端口互配压紧，最后再启动液压机1推动斜面推板75向前，夹紧柱74将阀体6夹紧在上定位夹套35上，成型插刀5自上定位夹套55中孔向下即可对阀体6进行闸板导槽加工，加工完毕后，液压机1拉动斜面推板75向后，夹紧柱74在重力作用下下移，自横向顶杆81上拆除阀体6即可。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。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。

Claims (10)

1.一种锻钢闸阀闸板导槽加工设备，包括液压机（1），在液压机（1）上设有可垂直升降的主油缸（4），在主油缸（4）的下方设有工作台（2），其特征在于：在所述主油缸（4）的下端设有成型插刀（5），在与成型插刀（5）对应的工作台（2）上设有夹持闸阀阀体的夹具（3），成型插刀（5）又包括刀柄（51）及固定于刀柄（51）上的刀体（52），刀体（52）为横截面呈矩形的柱体结构，在刀体（52）的底面转角处切割形成三棱锥状的刀刃（53），在刀刃（53）的内侧斜面（531）与刀体（52）的底面间设有排屑槽（54），且排屑槽（54）的两端导通于刀刃（53）对应的刀体（52）两侧面。

2.根据权利要求1所述的锻钢闸阀闸板导槽加工设备，其特征在于：所述刀刃（53）的高为1.5 mm至2.5mm，刀刃（53）的内侧斜面（531）与刀体（52）的底面间的夹角为75°至85°。

3.根据权利要求1或2所述的锻钢闸阀闸板导槽加工设备，其特征在于：所述排屑槽（54）的底面与对应的刀刃（53）内侧斜面（531）垂直。

4.根据权利要求1或2所述的锻钢闸阀闸板导槽加工设备，其特征在于：在所述刀体（52）的下端部向外同轴延伸有刀头（55），刀头（55）为下端大上端小的四棱锥体，且刀头（55）与刀体（52）为圆弧过渡连接，刀刃（53）设于刀头（55）的下端面上。

5.根据权利要求1或2所述的锻钢闸阀闸板导槽加工设备，其特征在于：所述夹具（3）包括底板（31）及设于底板（31）上的左立板（32）和右立板（33），以及横设在左立板（32）和右立板（33）间的上定位板（34），在上定位板（34）上设有与阀体上的闸板导入端口互配的上定位夹套（35），上定位夹套（35）的中孔连通于上定位板（34）上方与阀体的内腔之间，在底板（31）上设有可将阀体夹紧在上定位夹套（35）上的纵向夹紧机构，在左立板（32）或右立板（33）上设有水平夹紧机构，在水平夹紧机构的内侧端设有与阀体上的输入端口或输出端口互配的侧定位板（36），侧定位板（36）水平顶接在阀体上。

6.根据权利要求5所述的锻钢闸阀闸板导槽加工设备，其特征在于：所述纵向夹紧机构包括垂直固定在底板（31）上的左支撑板（71）、右支撑板（72）及横设在左支撑板（71）和右支撑板（72）间的水平导向板（73），在水平导向板（73）上垂直滑动连接有可顶接在阀体下端面上的夹紧柱（74），在夹紧柱（74）下方对应的底板（31）上水平滑动连接有斜面推板（75），夹紧柱（74）的下端面与斜面推板（75）的斜面互配并滑动顶接在斜面推板（75）上。

7.根据权利要求5所述的锻钢闸阀闸板导槽加工设备，其特征在于：所述水平夹紧机构包括滑动插接在左立板（32）或右立板（33）上的横向顶杆（81），侧定位板（36）设于横向顶杆（81）的内侧端，在左立板（32）或右立板（33）外侧对应的横向顶杆（81）上设有挡片（82），在左立板（32）或右立板（33）内侧对应的横向顶杆（81）上套设有压缩弹簧（83）。

8.根据权利要求1或2所述的锻钢闸阀闸板导槽加工设备，其特征在于：在所述夹具（3）上设有用于控制成型插刀（5）行程的行程开关。

9.一种采用权利要求1所述的锻钢闸阀闸板导槽加工设备的锻钢闸阀闸板导槽加工方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）将成型插刀（5）同轴固定在主油缸（4）的下端部；

2）将夹具（3）固定在工作台（2）上；

3）调节夹具（3）的位置，使夹具（3）的中心线与成型插刀（5）的中心线重合；

4）将闸阀的阀体（6）放置在夹具（3）上夹紧定位；

5）启动液压机（1）；

其中的步骤1）和步骤2）顺序进行或者逆序进行，步骤3）至步骤5）在步骤1）和步骤2）之后顺序进行。

10.根据权利要求9所述的锻钢闸阀闸板导槽加工方法，其特征在于：在所述步骤3）中，调节成型插刀（5）的中心面与阀体（6）上对应的中心面重合。