CN105345646B - 一种球阀的球体和阀座进行配研加工的工装 - Google Patents
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Abstract
一种球阀中球体和阀座进行配研加工的工装，包括工装本体，工装本体包括底座、支架及数控操作面板，底座上安装球体主轴系统，支架上安装球体顶装装置、研磨剂输送系统以及导轨挂载机构，导轨挂载机构上以所述底座中心线为中心左右对称安装一个左研磨头主轴系统及一个右研磨头主轴系统，支架上安装横梁摇摆机构，横梁摇摆机构与导轨挂载机构铰接。本发明的有益效果是：通过曲柄摇杆机构使得阀座绕球体的中心做往复的摇摆运动，结合球体与阀座各自的旋转运动，合成一个运动轨迹，这种三运动合成的方式使得球体与阀座配研时精度更高，加工效率更快。
Description
技术领域
本发明涉及一种研磨加工技术，特别是涉及一种对球阀中球体与阀座进行配研加工的工装。
背景技术
目前，在对球阀中的球体和阀座进行精整加工时主要是采用研磨的方式。研磨又分人工研磨和机械研磨。人工研磨是利用人力手工将阀座和球体进行配对研磨，这种方式费时费力，效率极低，且研磨精度取决于人员的技能，稳定性差，研磨精度不易控制。机械研磨是采用相应的研磨器具对球体进行研磨，一般有单面式和双面式，单面式获得的研磨精度较低，而且无法控制球体两端的研磨量保持一致；双面式其特点为配研形式，这种方式所获得的研磨精度及效率要比单面式高。
但是现有技术中，球体沿其轴线旋转，两个密封座的阀座分别在与球体旋转轴线垂直的平面内旋转，两个旋转运动合成一个研磨轨迹，这样的研磨轨迹使得球体与阀座的研磨面受到限制，不能实现全方位的配研，对球体与阀座在实际使用过程中的密封性能产生影响。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种能够使得球阀中球体与阀座进行配研时，配研面更广，配研精度、配研效率更高的工装。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种球阀的球体和阀座进行配研加工的工装，包括工装本体，工装本体包括底座、支架及数控操作面板，底座上安装球体主轴系统，支架上安装球体顶装装置、研磨剂输送系统以及导轨挂载机构，导轨挂载机构上以所述底座中心线为中心左右对称安装一个左研磨头主轴系统及一个右研磨头主轴系统，支架上安装横梁摇摆机构，横梁摇摆机构包括曲柄轮、摇杆、伺服电机A及减速箱A，伺服电机A与减速箱A连接，减速箱A固定安装在支架的背面，减速箱A的输出轴穿过支架与曲柄轮固定连接，摇杆的一端与曲柄轮铰接，另一端与导轨挂载机构铰接，伺服电机A通过数控操作面板进行操作控制。
球体主轴系统包括转台、夹紧机构B、伺服电机B、减速箱B以及定位轴，伺服电机B与减速箱B连接，减速箱B固定安装在底座的下表面，减速箱B的输出轴穿过底座与转台固定连接，转台上安装夹紧机构B，夹紧机构B内安装定位轴，伺服电机B通过数控操作面板进行操作控制。
球体顶装装置包括固定连接在支架上的支撑架，支撑架上固定连接导向支座，支撑架上设置有内螺纹孔，内螺纹孔内配合安装螺纹杆，螺纹杆的一端固定安装连接板及手轮，连接板上固定安装一根贯穿所述导向支座的进给轴，进给轴的下端固定连接顶针。
研磨剂输送系统包括研磨剂送料箱及与之相连的研磨剂输送管，研磨剂输送管穿过支架，其出口端可以移动至球体安装位置，研磨剂送料箱固定安装在底座上。
导轨挂载机构包括横梁，其中心位置设置一凸台，凸台通过一连接轴与支架连接，连接轴为一阶梯轴，阶梯轴贯穿支架上的通孔且可在通孔内进行旋转，其轴肩与支架抵接，进行轴向限位，凸台套装在所述阶梯轴上，通过紧固件固定，横梁表面安装导轨，导轨的左右两端分别设置一个左滑块和一个右滑块，左滑块与右滑块分别和进给驱动装置连接，进给驱动装置通过数控面板进行操作控制。
左研磨头主轴系统包括夹紧机构E，夹紧机构E固定安装在左滑块上，夹紧机构E与减速箱C连接，减速箱C上固定连接伺服电机C；右研磨头主轴系统包括夹紧机构F，夹紧机构F固定安装在右滑块上，夹紧机构F与减速箱D连接，减速箱D上固定连接伺服电机D，减速箱C与减速箱D固定安装在导轨上，伺服电机C与伺服电机D通过数控操作面板进行操作控制。
本发明的有益效果是：通过曲柄摇杆机构使得阀座绕球体的中心做往复的摇摆运动，结合球体与阀座各自的旋转运动，合成一个运动轨迹，这种三运动合成的方式使得球体与阀座配研时精度更高，加工效率更快。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本实施例的主视图；
图2是图1的侧视图。
图中：1. 手轮；2. 进给轴；3. 导向支座；4. 曲柄轮；5. 摇杆；6. 支架；7. 数控操作面板；8. 伺服电机D；9. 减速箱D；10. 横梁；11. 导轨；12. 右滑块；13. 夹紧机构F；14. 定位轴；15. 夹紧机构B；16. 转台；17. 底座；18. 顶针；19. 研磨剂输送管；20. 伺服电机C；21. 减速箱C；22. 左滑块；23. 夹紧机构E；24. 连接板；25. 螺纹杆；26. 研磨剂送料箱；27. 减速箱B；28. 伺服电机B；29. 进给驱动装置；30. 支撑架；31. 伺服电机A；32.减速箱A；33. 连接轴；34. 凸台；35.左阀座；36. 球体；37.右阀座。
具体实施方式
如图1所示，一种球阀的球体和阀座进行配研加工的工装，包括工装本体，工装本体包括底座17、支架6及数控操作面板7，底座17上安装球体主轴系统，支架6上安装球体顶装装置、研磨剂输送系统以及导轨挂载机构，导轨挂载机构上以所述底座17中心线为中心左右对称安装一个左研磨头主轴系统及一个右研磨头主轴系统，支架6上安装横梁摇摆机构，横梁摇摆机构包括曲柄轮4、摇杆5、伺服电机A31及减速箱A32，伺服电机A31与减速箱A32连接，减速箱A32固定安装在支架6的背面，减速箱A32的输出轴穿过支架6与曲柄轮4固定连接，摇杆5的一端与曲柄轮4铰接，另一端与导轨挂载机构铰接，伺服电机A31通过数控操作面板7进行操作控制。
球体主轴系统包括转台16、夹紧机构B15、伺服电机B28、减速箱B27以及定位轴14，伺服电机B28与减速箱B27连接，减速箱B27固定安装在底座17的下表面，减速箱B27的输出轴穿过底座17与转台16固定连接，转台16上安装夹紧机构B15，夹紧机构B15内安装定位轴14，伺服电机B28通过数控操作面板7进行操作控制。
球体顶装装置包括固定连接在支架6上支撑架30， 支撑架30上固定连接导向支座3，支撑架30上设置有内螺纹孔，内螺纹孔内配合安装螺纹杆25，螺纹杆25的一端固定安装连接板24及手轮1，连接板24上固定安装一根贯穿导向支座3的进给轴2，进给轴2的下端固定连接顶针18。
研磨剂输送系统包括研磨剂送料箱26及与之相连的研磨剂输送管19，研磨剂输送管19穿过支架6，其出口端可以移动至球体36安装位置，研磨剂送料箱26固定安装在底座17上。
导轨挂载机构包括横梁10，其中心位置设置一凸台34，通过一连接轴33与支架6连接，连接轴33为一阶梯轴，阶梯轴贯穿支架6上的通孔且可在通孔内进行旋转，其轴肩与支架6抵接，进行轴向限位，凸台34套装在阶梯轴33上，通过紧固件固定，横梁10表面安装导轨11，导轨11的左右两端分别设置一个左滑块22和一个右滑块12，左滑块22与右滑块12分别和进给驱动装置29连接，进给驱动装置29通过数控面板7进行操作控制。
左研磨头主轴系统包括夹紧机构E23，夹紧机构E23固定安装在左滑块22上，夹紧机构E23与减速箱C21连接，减速箱C21上固定连接伺服电机C20；右研磨头主轴系统包括夹紧机构F13，夹紧机构F13固定安装在右滑块12上，夹紧机构F13与减速箱D9连接，减速箱D9上固定连接伺服电机D8，减速箱C21与减速箱D9固定安装在导轨11上，伺服电机C20与伺服电机D8通过数控操作面板进行操作控制。
工作时，先将定位轴14通过夹紧机构B15固定安装，再将球体36安放在定位轴14上，再通过转动手轮1带动进给轴2向下移动，使得顶针18与球体36相抵，即可将球体定位固定；同时将左阀座35及右阀座37分别固定安装在夹紧机构E23及夹紧机构F13内，完成阀座的固定安装。
进行研磨前，先将研磨剂输送管19的出口端调至球体36的安装位置，打开研磨剂送料箱26，在研磨剂输送过程中通过数控操作面板7控制伺服电机B28作低速转动（1~2r/min），以实现研磨剂在球体36上的均匀涂抹。
涂抹完毕后关闭研磨剂送料箱26，通过数控操作面板7控制进给驱动装置29，使之驱动左滑块22与右滑块12的移动，从而使得左阀座35、右阀座37与球体36贴紧，根据球体、阀座材料和尺寸的不同及研磨剂的粒度不同，通过数控操作面板7来调整其接触面压力的大小。
通过数控操作面板7的控制，使得伺服电机A31、伺服电机B28、伺服电机C20及伺服电机D8的开始工作，从而实现左研磨头主轴系统及右研磨头主轴系统的旋转运动、球体主轴系统的旋转运动以及导轨挂载机构的上下摆动，也就是伺服电机A31控制曲柄轮4及与之连接的摇杆5进行旋转，摇杆5带动横梁10的一侧进行上下摇摆运动，即实现了安装在横梁10上的左阀座35和右阀座37的上下摇摆运动；伺服电机B28控制转台16进行旋转运动，从而带动了安装在转台16上的球体36进行旋转运动；伺服电机C20及伺服电机D8带动与之连接的夹紧机构E23及夹紧机构F13作旋转运动，从而带动分别安装在夹紧机构E23及夹紧机构F13上的左阀座35和右阀座37的旋转运动，此处的伺服电机C20及伺服电机D8可作同向转动也可作反向转动。
以上的运动过程合成一个配研面更广的运动轨迹，同时也使得球体与阀座配研时精度更高、效率更高。
同时，数控操作面板7上设有数字计时器，可以设定精密研磨加工的时间，时间一到机床自动停止，操作人员也可以通过操作数控操作面板7上的开关进行人工停止。
Claims (5)
1.一种球阀的球体和阀座进行配研加工的工装，包括工装本体，所述工装本体包括底座、支架及数控操作面板，所述底座上安装球体主轴系统，所述支架上安装球体顶装装置、研磨剂输送系统以及导轨挂载机构，所述导轨挂载机构上以所述底座中心线为中心左右对称安装一个左研磨头主轴系统及一个右研磨头主轴系统，其特征在于：所述支架上安装横梁摇摆机构，所述横梁摇摆机构包括曲柄轮、摇杆、伺服电机A及减速箱A，所述伺服电机A与所述减速箱A连接，所述减速箱A固定安装在所述支架的背面，所述减速箱A的输出轴穿过所述支架与所述曲柄轮固定连接，所述摇杆的一端与所述曲柄轮铰接，另一端与所述导轨挂载机构铰接，所述伺服电机A通过数控操作面板进行操作控制；
所述导轨挂载机构包括横梁，其中心位置设置一凸台，所述凸台通过一连接轴与所述支架连接，所述连接轴为一阶梯轴，阶梯轴贯穿支架上的通孔且可在通孔内进行旋转，其轴肩与支架抵接，进行轴向限位，所述凸台套装在所述阶梯轴上，通过紧固件固定，所述横梁表面安装导轨，导轨的左右两端分别设置一个左滑块和一个右滑块，所述左滑块与右滑块分别和进给驱动装置连接，所述进给驱动装置通过数控面板进行操作控制。
2.根据权利要求1所述的球阀的球体和阀座进行配研加工的工装，其特征在于：所述球体主轴系统包括转台、夹紧机构B、伺服电机B、减速箱B以及定位轴，所述伺服电机B与所述减速箱B连接，所述减速箱B固定安装在所述底座的下表面，所述减速箱B的输出轴穿过所述底座与所述转台固定连接，所述转台上安装夹紧机构B，所述夹紧机构B内安装定位轴，所述伺服电机B通过数控操作面板进行操作控制。
3.根据权利要求1所述的球阀的球体和阀座进行配研加工的工装，其特征在于：所述球体顶装装置包括固定连接在所述支架上的支撑架，所述支撑架上固定连接导向支座，支撑架上设置有内螺纹孔，内螺纹孔内配合安装螺纹杆，螺纹杆的一端固定安装连接板及手轮，所述连接板上固定安装一根贯穿所述导向支座的进给轴，所述进给轴的下端固定连接顶针。
4.根据权利要求1所述的球阀的球体和阀座进行配研加工的工装，其特征在于：所述研磨剂输送系统包括研磨剂送料箱及与之相连的研磨剂输送管，所述研磨剂输送管穿过支架，其出口端可以移动至球体安装位置，所述研磨剂送料箱固定安装在底座上。
5.根据权利要求1所述的球阀的球体和阀座进行配研加工的工装，其特征在于：所述左研磨头主轴系统包括夹紧机构E，所述夹紧机构E固定安装在所述左滑块上，所述夹紧机构E与减速箱C连接，减速箱C上固定连接伺服电机C；所述右研磨头主轴系统包括夹紧机构F，所述夹紧机构F固定安装在所述右滑块上，所述夹紧机构F与减速箱D连接，减速箱D上固定连接伺服电机D，所述减速箱C与减速箱D固定安装在所述导轨上，所述伺服电机C与伺服电机D通过数控操作面板进行操作控制。
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