CN110936196A - 一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，包括装夹转盘，装夹转盘上联动设置有定位框架，定位框架包括上依次连接并形成闭环的上定位板、右定位板、下定位板及左定位板，下定位板上转动设置有用于放置阀体的底座，底座上设有用于夹紧阀体的夹紧机构；所述底座上沿底座的转动方向开设有多个定位孔，下定位板上设有用于穿设在其中一个定位孔中并将底座定位的定位机构。本发明不仅装夹牢固，安全可靠，而且加工效率高，装夹定位准确，确保了阀体加工精度。

Description

一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具
技术领域
本发明涉及一种阀门加工技术领域，特别是涉及一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具。
背景技术
阀门的阀体与两端的管道连接，阀体通常还与阀盖连接，因此，阀体通常有三个连接端，阀体的加工通常需要加工这三个连接端。对于法兰连接阀门，通常是以一个端法兰作为装夹定位基准来加工另一个端法兰，然后反转阀体，以另一个端法兰为装夹定位基准来加工。而阀体中法兰的加工通常是以阀体下端作为装夹定位基准。这样阀体的加工需要三次变更装夹定位基准，不仅费工费时，而且每一次变更定位基准，需要重新调整和校准，因此采用传统阀体装夹定位夹具不仅效率低，而且加工精度不能保证。
高压阀门为了确保阀门与管道的可靠连接，通常采用对焊连接，与法兰端的装夹相比较，对焊端的装夹难度更大，装夹定位难，可靠性低。另一方面，由于高压阀体重量大，装夹部位远离阀体重心，阀体加工时的快速旋转危险性很大，因此，对于对焊连接高压阀门的阀体加工，采用传统的装夹定位夹具和方法，不仅加工效率更低，加工精度更差，而且还存在很大的安全风险。因此，市场上亟需一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，本发明不仅装夹牢固，安全可靠，而且加工效率高，装夹定位准确，确保了阀门加工精度。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，包括装夹转盘，装夹转盘上联动设置有定位框架，定位框架包括上依次连接并形成闭环的上定位板、右定位板、下定位板及左定位板，下定位板上转动设置有用于放置阀体的底座，底座上设有用于夹紧阀体的夹紧机构；所述底座上沿底座的转动方向开设有多个定位孔，下定位板上设有用于穿设在其中一个定位孔中并将底座定位的定位机构。
优选的，所述夹紧机构包括压板，压板设置在阀体上相对于底座的另一侧，压板上传设有多个长螺栓，所述长螺栓的一端与底座相铰接，长螺栓的另一端螺纹连接有锁紧螺母，并且压板经锁紧螺母锁紧压在阀体上。
优选的，所述上定位板上穿设有第一紧定螺钉和第二紧定螺钉，所述阀体上设有压块，所述第一紧定螺钉的底端抵在压块上并将压块压在阀体上，所述第二紧定螺钉的底端抵在压板上。
优选的，所述压板与阀体相接触的一侧为与阀体表面相贴合的弧面状。
优选的，所述底座上设有上中心孔，下定位板上设有与上中心孔等径同轴的下中心孔，上中心孔和下中心孔内穿设有转轴，转轴位的内端设有限位台阶，上中心孔的内端设有与限位台阶相适配的限位槽，转轴的外端经螺钉固定有限位板，并且限位板抵在下定位板上。
优选的，所述定位机构包括压套、弹簧、挡圈、轴销及拉手，所述下定位板上设有多个与定位孔相对应的安装孔，所述压套固定在所述安装孔中，轴销轴向贯穿压套并且轴销的内端伸入对应的定位孔中，并且所述定位孔内设有与轴销内端相适配的定位锥套；所述压套内设有作用于轴销的弹簧，并且弹簧套设在轴销上；所述挡圈固定于轴销上用于轴销的限位，所述拉手固定于轴销的外端。
优选的，所述下定位板上设有配重块，配重块经螺丝与底座固定在一起，配重块相对装夹转盘的一侧为弧面。
优选的，所述底座上设有用于与阀体焊接端部外周边相契合的焊端弧形槽及与阀体颈部相契合的颈部弧形槽。
优选的，所述上定位板和下定位板均为平直的形状，所述左定位板和右定位板均为朝远离阀体方向凸起的圆弧形状。
优选的，所述装夹转盘上设有用于支撑下定位板的加强板。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明的装夹转盘固定于机床上，装夹转盘前部具有定位框架，底座可转动的设置在定位框架的下定位板上，将阀体设置在底座上，并用夹紧机构对阀体进行夹紧，可根据阀体连接端的数目以及连接端之间的排布角度在底座上开设对应的定位孔，下定位板的定位机构穿设于其中一个定位孔中实现底座的定位，装夹牢固，安全可靠。更换阀体端面进行加工时，只需将定位机构拉出定位孔，使底座带动阀体旋转相应的角度，再将定位机构插入对应的定位孔中实现底座的定位，在切换阀体加工端面时无需对装夹进行重新校准，加工效率高，并且由于定位孔的数量及位置是预先根据阀体连接端的数目以及连接端之间的排布角度设置的，使得阀体的装夹定位更加准确，确保了阀门加工精度。
2、本发明的夹紧机构是通过将压板放在阀体上相对与底座的另一侧，压板上贯穿长螺栓，长螺栓的底部与底座相铰接，长螺栓的上部旋入锁紧螺母并使锁紧螺母抵在压板上，从而使压板压在阀体上实现阀体的夹紧，调节夹紧机构只需调整锁紧螺母即可，使得阀体的装夹十分方便快速。
3、本发明通过在定位板上设置第一紧定螺钉和第二紧定螺钉，并旋紧第一紧定螺钉和第二紧定螺钉使第一紧定螺钉和第二紧定螺钉的底端分别抵在压块和压板上，从而使阀体及底座牢牢固定于下定位板上，提高阀体装夹的稳定性和安全性。
4、本发明压板与阀体相接触的一侧设计成与阀体表面相贴合的弧面状，从而增大压板与阀体的接触面，增强阀体的固定效果。
5、本发明的通过在下定位板上设置转轴，使底座绕转轴转动，从而实现底座带动阀体转动，方便切换阀体需要加工的连接端。此外，转轴的内端具有抵在下定位板限位槽上的限位台阶，转轴的外端经螺钉连接限位板并且该限位板抵在下定位板上，从而实现转轴的轴向定位，并且该限位结构也起到了将底座与下定位板固定在一起的作用。
6、本发明的定位机构包括压套、弹簧、挡圈、轴销及拉手，当需要解除定位机构的对底座的定位作用时，只需下拉拉手，拉手带动轴销往外移动，直至轴销的内端移出定位孔，再适当松开紧定螺钉即可转动底座；当底座转动到加工位置时，此时轴销与对应的新的定位孔同轴心，放开拉手，轴销在弹簧的回复力作用下推入定位孔中，再次对底座进行定位，再旋紧紧定螺钉，重新完成了阀体的装夹，从而方便对阀体的另一个端面的加工，调节十分方便，不需要对装夹重新进行校准，能大大提高工作效率。
7、本发明将底座与配重块固定在一起，装夹转盘带动底座及配重块转动时，配重块能消除因离心力引起的振动，从而避免影响阀体的加工精度。另外，配重块相对装夹转盘的一侧为弧面，能使底座带动转盘旋转时不受装夹转盘干扰。
8、本发明通过在底座上设置用于与阀体焊接端部外周边相契合的焊端弧形槽及与阀体颈部相契合的颈部弧形槽，能使阀体放置更加平稳，提高阀体的固定效果。
9、本发明上定位板为平直的形状，方便穿设紧定螺钉进行，下定位板为平直的形状，方便底座的安装，左定位板和右定位板均为朝远离阀体方向凸起的圆弧形状，使得由上定位板、右定位板、下定位板及左定位板组成的定位框架内部具有更大的空间，从而使底座带动阀体旋转时不受干涉。
10、本发明在装夹转盘上设置用于支撑下定位板的加强板，加强板提高下定位板的强度，能增强下定位板的承重能力。
附图说明
图1为本发明整体的结构示意图；
图2为本发明的剖视图；
图3为图2中A部的放大结构示意图；
图4为图2中B部的放大结构示意图；
图5为本发明底座及配重块的仰视图；
图6为本发明底座及配重块的立体图。
图中：1、装夹转盘；2、定位框架；3、阀体；4、上定位板；5、右定位板；6、下定位板；7、左定位板；8、底座；9、夹紧机构；10、压板；11、长螺栓；12、锁紧螺母；13、加强板；14、压块；15、第一紧定螺钉；16、第二紧定螺钉；17、配重块；18、转轴；19、定位机构；20、上中心孔；21、下中心孔；22、限位槽；23、限位台阶；24、限位板；25、定位孔；26、安装孔；27、轴销；28、定位锥套；29、弹簧；30、压套；31、挡圈；32、拉手；33、焊端弧形槽；34、颈部弧形槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如附图1-6所示的一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，包括装夹转盘1，装夹转盘1上联动设置有定位框架2，定位框架2包括上依次连接并形成闭环的上定位板4、右定位板5、下定位板6及左定位板7，通过螺钉将装夹装盘、上定位板4、右定位板5、下定位板6及左定位板7牢固的固定在一起，下定位板6上转动设置有用于放置阀体3的底座8，底座8上设有用于夹紧阀体3的夹紧机构9；所述底座8上沿底座8的转动方向开设有多个定位孔25（本实施例中为三个定位孔25，三个定位孔25沿底座8的转动方向间隔90°布置），下定位板6上设有用于穿设在其中一个定位孔25中并将底座8定位的定位机构19。
如附图1和附图2所示，所述夹紧机构9包括压板10，压板10设置在阀体3上相对于底座8的另一侧，压板10上传设有多个长螺栓11，所述长螺栓11的一端与底座8相铰接，长螺栓11的另一端螺纹连接有锁紧螺母12，并且压板10经锁紧螺母12锁紧压在阀体3上，从而使压板10压在阀体3上实现阀体3的夹紧，调节夹紧机构9只需调整锁紧螺母12即可，使得阀体3的装夹十分方便快速。所述上定位板4上穿设有第一紧定螺钉15和第二紧定螺钉16，所述阀体3上设有压块14，所述第一紧定螺钉15的底端抵在压块14上并将压块14压在阀体3上，所述第二紧定螺钉16的底端抵在压板10上，从而使阀体3及底座8牢牢固定于下定位板6上，提高阀体3装夹的稳定性和安全性。所述压板10与阀体3相接触的一侧为与阀体3表面相贴合的弧面状，从而增大压板10与阀体3的接触面，增强阀体3的固定效果。
如附图3、附图5及附图6所示，所述底座8上设有上中心孔20，下定位板6上设有与上中心孔20等径同轴的下中心孔21，上中心孔20和下中心孔21内穿设有转轴18，转轴18位的内端设有限位台阶23，上中心孔20的内端设有与限位台阶23相适配的限位槽22，转轴18的外端经螺钉固定有限位板24，并且限位板24抵在下定位板6上，从而实现转轴18的轴向定位，并且该限位结构也起到了将底座8与下定位板6固定在一起的作用。底座8绕转轴18转动，从而实现底座8带动阀体3转动，方便切换阀体3需要加工的连接端。
如附图4所示，所述定位机构19包括压套30、弹簧29、挡圈31、轴销27及拉手32，所述下定位板6上设有多个与定位孔25相对应的安装孔26，所述压套30固定在所述安装孔26中，轴销27轴向贯穿压套30并且轴销27的内端伸入对应的定位孔25中，并且所述定位孔25内设有与轴销27内端相适配的定位锥套28；所述压套30内设有作用于轴销27的弹簧29，并且弹簧29套设在轴销27上（压套30与轴销27之间形成供弹簧29活动的腔体）；所述挡圈31固定于轴销27上用于轴销27的限位，所述拉手32固定于轴销27的外端（通过螺纹连接固定）。当需要解除定位机构19的对底座8的定位作用时，只需下拉拉手32，拉手32带动轴销27往外移动，直至轴销27的内端移出定位孔25，再适当松开紧定螺钉即可转动底座8；当底座8转动到加工位置时，此时轴销27与对应的新的定位孔25同轴心，放开拉手32，轴销27在弹簧29的回复力作用下推入定位孔25中，再次对底座8进行定位，再旋紧紧定螺钉，重新完成了阀体3的装夹，从而方便对阀体3的另一个端面的加工，调节十分方便，不需要对装夹重新进行校准，能大大提高工作效率。
如附图2所示，所述下定位板6上设有配重块17，配重块17经螺丝与底座8固定在一起，装夹转盘1带动底座8及配重块17转动时，配重块17能消除因离心力引起的振动，从而避免影响阀体3的加工精度。配重块17相对装夹转盘1的一侧为弧面，能使底座8带动转盘旋转时不受装夹转盘1干扰。
如附图6所示，所述底座8上设有2个用于与阀体3焊接端部外周边相契合的焊端弧形槽33及1个与阀体3颈部相契合的颈部弧形槽34，能使阀体3放置更加平稳，提高阀体3的固定效果。
如附图1所示，所述上定位板4和下定位板6均为平直的形状，所述左定位板7和右定位板5均为朝远离阀体3方向凸起的圆弧形状。上定位板4为平直的形状，方便穿设紧定螺钉进行，下定位板6为平直的形状，方便底座8的安装，左定位板7和右定位板5均为朝远离阀体3方向凸起的圆弧形状，使得由上定位板4、右定位板5、下定位板6及左定位板7组成的定位框架2内部具有更大的空间，从而使底座8带动阀体3旋转时不受干涉。
另外，所述装夹转盘1上设有用于支撑下定位板6的加强板13，加强板13提高下定位板6的强度，能增强下定位板6的承重能力。
工作原理：本发明的装夹转盘1固定于机床上，装夹转盘1前部具有定位框架2，底座8可转动的设置在定位框架2的下定位板6上，将阀体3设置在底座8上，并用夹紧机构9对阀体3进行夹紧，下定位板6上定位机构19的轴销27穿设于对应的定位孔25中实现底座8的定位，同时，将旋紧第一紧定螺钉15和第二紧定螺钉16，对阀体3及底座8进行加固，装夹牢固，安全可靠，阀体3安装固定完毕后，随着装夹转盘1的转动，即可进行阀体3一个端面的加工，一个端面加工完毕后，适当松开第一紧定螺钉15和第二紧定螺钉16，并通过下拉定位机构19的拉手32，使轴销27脱离定位锥套28，此时，可以将阀体3、底座8及夹紧机构9整体旋转90°，放开拉手32，轴销27在弹簧29的作用下与另一个定位锥套28紧密配合，使阀体3精确的旋转90°，然后将第一紧定螺钉15和第二紧定螺钉16旋紧，重新完成阀体3的装夹，从而可以对阀体3的顶一个端面进行加工。同样的方法可以完成阀体3第三个连接端的加工。在加工的过程中不需要将整个工装夹具从机床上拆卸下来，也不需要对装夹进行校准，只需将阀体3等零部件进行90°的旋转即可，工件90°的旋转由定位机构19来保证精度。因此，采用本发明加工对焊连接高压阀门的阀体3，阀体3的装夹牢固，安全可靠。阀体3在加工过程中不需要对装夹重新进行校准，加工效率高，阀体3的装夹定位准确，确保了阀门的加工精度。

Claims (10)

1.一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，其特征在于：包括装夹转盘(1)，装夹转盘(1)上联动设置有定位框架(2)，定位框架(2)包括上依次连接并形成闭环的上定位板(4)、右定位板(5)、下定位板(6)及左定位板(7)，下定位板(6)上转动设置有用于放置阀体(3)的底座(8)，底座(8)上设有用于夹紧阀体(3)的夹紧机构(9)；所述底座(8)上沿底座(8)的转动方向开设有多个定位孔(25)，下定位板(6)上设有用于穿设在其中一个定位孔(25)中并将底座(8)定位的定位机构(19)。
2.根据权利要求1所述的一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，其特征在于：所述夹紧机构(9)包括压板(10)，压板(10)设置在阀体(3)上相对于底座(8)的另一侧，压板(10)上传设有多个长螺栓(11)，所述长螺栓(11)的一端与底座(8)相铰接，长螺栓(11)的另一端螺纹连接有锁紧螺母(12)，并且压板(10)经锁紧螺母(12)锁紧压在阀体(3)上。
3.根据权利要求2所述的一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，其特征在于：所述上定位板(4)上穿设有第一紧定螺钉(15)和第二紧定螺钉(16)，所述阀体(3)上设有压块(14)，所述第一紧定螺钉(15)的底端抵在压块(14)上并将压块(14)压在阀体(3)上，所述第二紧定螺钉(16)的底端抵在压板(10)上。
4.根据权利要求2所述的一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，其特征在于：所述压板(10)与阀体(3)相接触的一侧为与阀体(3)表面相贴合的弧面状。
5.根据权利要求1所述的一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，其特征在于：所述底座(8)上设有上中心孔(20)，下定位板(6)上设有与上中心孔(20)等径同轴的下中心孔(21)，上中心孔(20)和下中心孔(21)内穿设有转轴(18)，转轴(18)位的内端设有限位台阶(23)，上中心孔(20)的内端设有与限位台阶(23)相适配的限位槽(22)，转轴(18)的外端经螺钉固定有限位板(24)，并且限位板(24)抵在下定位板(6)上。
6.根据权利要求1所述的一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，其特征在于：所述定位机构(19)包括压套(30)、弹簧(29)、挡圈(31)、轴销(27)及拉手(32)，所述下定位板(6)上设有多个与定位孔(25)相对应的安装孔(26)，所述压套(30)固定在所述安装孔(26)中，轴销(27)轴向贯穿压套(30)并且轴销(27)的内端伸入对应的定位孔(25)中，并且所述定位孔(25)内设有与轴销(27)内端相适配的定位锥套(28)；所述压套(30)内设有作用于轴销(27)的弹簧(29)，并且弹簧(29)套设在轴销(27)上；所述挡圈(31)固定于轴销(27)上用于轴销(27)的限位，所述拉手(32)固定于轴销(27)的外端。
7.根据权利要求1所述的一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，其特征在于：所述下定位板(6)上设有配重块(17)，配重块(17)经螺丝与底座(8)固定在一起，配重块(17)相对装夹转盘(1)的一侧为弧面。
8.根据权利要求1所述的一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，其特征在于：所述底座(8)上设有用于与阀体(3)焊接端部外周边相契合的焊端弧形槽(33)及与阀体(3)颈部相契合的颈部弧形槽(34)。
9.根据权利要求1所述的一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，其特征在于：所述上定位板(4)和下定位板(6)均为平直的形状，所述左定位板(7)和右定位板(5)均为朝远离阀体(3)方向凸起的圆弧形状。
10.根据权利要求1所述的一种对焊连接高压阀门的阀体加工工装夹具，其特征在于：所述装夹转盘(1)上设有用于支撑下定位板(6)的加强板(13)。
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