CN112894629A - 一种用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置及方法，涉及阀体表面处理领域，包括：转台，安装在工作舱内，转台上安装有用于夹持工件的夹具；砂机构，包括分别连通喷砂供应机构的多条喷砂支路，喷砂支路输出端分别连接有喷砂嘴；喷砂支架，安装在三轴运动机构上，喷砂支架设有呈夹角布置的多条悬臂杆，喷砂嘴一一对应安装在悬臂杆末端；转台和/或三轴运动机构动作时能够使喷砂嘴对工件外表面和/或探入工件内部对内表面喷砂；对工件内壁喷砂通过三轴运动机构带动喷砂支架移动，喷砂支架将其悬臂杆末端的喷砂嘴送入待喷砂加工的工件内部，作用范围覆盖工件内壁，结合喷砂嘴位于工件外部时对工件外壁的喷砂，满足工件全面喷砂的需求。

Description

一种用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置及方法
技术领域
本公开涉及阀体表面处理领域，特别涉及一种用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置及方法。
背景技术
阀门是用来开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数(温度、压力和流量)的管路附件。铸造成型是阀门生产过程中应用最为广泛的成型方式，凡铸造、热处理和表面处理的零件大都要经过喷砂来清除表面氧化皮、粘砂、旧镀层、熔盐热，锈蚀等。
发明人发现，针对铸造后消除阀体表面和内部残余砂，喷漆前内外表面喷砂处理等问题，现有喷砂方法多是采用喷砂嘴位于阀体外部朝向阀体进行喷砂，虽然能够良好的作用于阀体表面，但是对于阀体内部的喷砂处理，尤其是小型阀体内部喷砂，受到角度限制砂流进入阀体内时，无法对阀体内壁实现全面覆盖，导致部分区域难以进行喷砂处理；而对于一些高精度上装式球阀、侧装式球阀、闸阀或蝶阀的阀体，其需要对阀体内部进行全面的喷砂处理，可以通过调整阀体夹具改变阀体与喷洒嘴的角度，增大喷砂作用的覆盖范围，但是仍会受限于小型阀体的孔径，位于阀体内部的区域仍无法覆盖，难以满足阀体的全面喷砂需求。
发明内容
本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置及方法，通过三轴运动机构带动喷砂支架移动，喷砂支架将其悬臂杆末端的喷砂嘴送入待喷砂加工的工件内部，作用范围覆盖工件内壁，结合喷砂嘴位于工件外部时对工件外壁的喷砂，满足工件全面喷砂的需求。
本公开的第一目的是提供一种用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置，采用以下技术方案：包括：
转台，安装在工作舱内，转台上安装有用于夹持工件的夹具；
喷砂机构，包括分别连通喷砂供应机构的多条喷砂支路，喷砂支路输出端分别连接有喷砂嘴；
喷砂支架，安装在三轴运动机构上，喷砂支架设有呈夹角布置的多条悬臂杆，喷砂嘴一一对应安装在悬臂杆末端；
转台和/或三轴运动机构动作时能够使喷砂嘴对工件外表面和/或探入工件内部对内表面喷砂。
进一步地，所述喷砂嘴设有多个喷砂出口，同一喷砂嘴的不同喷砂出口的作用区域相异。
进一步地，所述喷砂供应机构包括回流箱、磨液泵、气动管路，磨液泵入口端连通回流箱底部，出口端一路连通回流箱,另一路通过出口管路连通喷枪，气动管路连通喷枪，喷枪输出端连通喷砂支路。
进一步地，所述回流箱布置在工作舱内,顶部开口朝向转台,并通过溢流管连接溢流箱,溢流箱底部通过管路连通磨液泵入口端。
进一步地，所述出口管路通过流砂管路连通旋流器,旋流器连接收砂桶,流砂管路上设有阀门。
进一步地，所述出口管路连通喷枪，气动管路通过气阀连通喷枪，喷枪出口通过砂阀连通喷砂支路。
进一步地，所述喷砂支架上设有三条悬臂杆，三条悬臂杆呈T型结构布置，三个喷砂嘴对应安装在T型结构的三个末端上，喷砂嘴用于沿工件内壁轴向探入工件内。
本公开的第二目的是提供一种用于铸造阀体表面后处理的喷砂方法，利用如上所述的用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置，包括以下步骤：
转动和/或三轴运动机构动作，改变夹具所夹持工件与喷砂嘴的相对位置，至少一个喷砂嘴的轴线与工件一个孔的轴线平行，并使工作的喷砂嘴探入工件内；
工作的喷砂嘴沿工件加工孔轴向移动，对应的喷砂支路工作并通过喷砂嘴喷射砂流作用于工件内壁，非工作喷砂嘴的喷砂支路无砂流喷射；
调整喷砂嘴与工件的相对位置，使至少一个喷砂嘴轴心与对工件的另一孔轴线平行，对该孔进行喷砂，依次完成工件所有待喷砂位置的处理。
进一步地，改变工件与喷砂嘴的相对位置，使一个喷砂嘴朝向工件的外壁，对应的喷砂支路工作通过喷砂嘴喷射砂流作用于工件外壁，对工件外壁进行喷砂处理。
进一步地，对工件内壁喷砂工作过程中，喷砂嘴在三轴运动机构作用下沿阀体孔轴向或垂直阀体孔轴向运动。
与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：
(1)通过三轴运动机构带动喷砂支架移动，喷砂支架将其悬臂杆末端的喷砂嘴送入待喷砂加工的工件内部，作用范围覆盖工件内壁，结合喷砂嘴位于工件外部时对工件外壁的喷砂，满足工件全面喷砂的需求；
(2)三轴运动机构能够带动位于悬臂杆结构末端的喷砂嘴运动，使得喷砂嘴能够随悬臂杆探入阀体工件的内部，在阀体内部进行喷砂处理，相较于传统的从外部喷砂作用阀体内壁，探入阀体内靠近阀体内壁进行喷砂能够提高喷砂作用范围，解决外部喷砂受限于阀体开口阻挡产生的死角问题；
(3)通过转台调整工件的转动角度，使其能够适应对工件外部喷砂时的角度需求，协同三轴运动机构的动作，调节喷砂嘴位置和工件位置，实现对工件的内外的全面喷砂处理。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例1、2中喷砂装置的整体结构示意图；
图2为本公开实施例1、2中喷砂装置的后视示意图；
图3为本公开实施例1、2中喷砂装置的俯视示意图；
图4是本公开实施例1、2中喷砂装置工作舱内的结构示意图；
图5是本公开实施例1、2中喷砂装置的三轴运动机构的结构示意图；
图6是本公开实施例1、2中喷砂装置的三轴运动机构和转台的配合示意图；
图7是本公开实施例1、2中定位夹具、阀体夹具的结构示意图。
图中，1、工作舱，2、雨刷，3、显示器，4、溢流箱，5、旋流器，6、收砂桶，7、除尘法兰，8、电磁气阀，9、气动管路，10、磨液泵，11、照明灯，12、通风口，13、喷枪，14、电磁砂阀，15、喷砂嘴，16、三轴龙门模组，17、定位夹具，18、阀体夹具，19、转台，20、回流箱，21、喷砂支架。
具体实施方式
正如背景技术中所介绍的，现有技术中通过调整阀体夹具改变阀体与喷洒嘴的角度，增大喷砂作用的覆盖范围，但是仍会受限于小型阀体的孔径，位于阀体内部的区域仍无法覆盖，难以满足阀体的全面喷砂需求；针对上述问题，本公开提出了一种用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置及方法。
实施例1
本公开的一种典型的实施方式中，如图1-图7所示，提供一种用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置。
包括喷砂机构、喷砂供应机构、工作舱1、三轴运动机构和夹具转台19；
喷砂供应机构通过管路穿过工作舱1外壁连通位于工作舱1内部的喷砂机构，三轴运动机构、夹具转台19位于工作舱1内，夹具转台19与喷砂机构相对布置，喷砂机构朝向夹具转台19上的工件，输出砂流对工件进行喷砂，转台19下方设有回流箱20，承接回收使用后的砂流。
基于铸造成型类最常见的三开口阀体零件(例如上装式球阀)的特点，本实施例中，喷砂机构包括三条喷砂支路，喷砂支路的输出端分别连接有对应的喷砂嘴15，喷砂支架21安装在三轴运动机构上，喷砂支架上设有对应的三条悬臂杆，悬臂杆一端固定在喷砂支架上，另一端向外延伸，形成悬臂结构，喷砂嘴一一对应安装在悬臂杆的末端，能够随悬臂杆探入狭小空间内。
结合附图6，喷砂支架上设有三条悬臂杆，一条悬臂杆位于喷砂支架的右侧、一条悬臂杆位于喷砂支架的左侧、一条悬臂杆位于喷砂支架的下方，从而使三条悬臂杆呈T型结构布置，三个喷砂嘴对应安装在T型结构的三个末端上，喷砂嘴用于沿工件内壁轴向探入工件内。
通过悬臂杆结构，在转台19、三轴运动机构的共同作用下，调整喷砂嘴与阀体的相对位置，三个喷砂嘴能够从阀体的左侧、右侧和上侧探入阀体内部，从内部靠近阀体内壁的位置输出砂流实现喷砂加工。
在转台19、三轴运动机构的共同作用下，喷砂嘴还能够调整至阀体的外部，朝向阀体外壁，输出砂流对阀体外壁进行喷砂加工。
通过转台19调整工件的转动角度，使其能够适应对工件外部喷砂时的角度需求，协同三轴运动机构的动作，调节喷砂嘴位置和工件位置，实现对工件的内外的全面喷砂处理。
为了扩大单个喷砂嘴的作用范围，每个喷砂嘴设有多个喷砂出口，同一喷砂嘴的不同喷砂出口的作用区域相异。
在本实施例中，每个喷砂嘴设有三个喷砂出口，三个喷砂出口在圆周方向上呈120°夹角布置，以扩大喷砂区域在圆周方向覆盖范围；可以理解的是，对于喷砂出口还可以采用其他数目，比如2个、4个等，喷砂出口在喷砂嘴上的布置位置也可以进行相应的调整，在保证每个喷砂出口的作用效果的基础上，尽可能扩大喷砂区域的作用范围，提高单次喷砂过程的作用范围，减少加工次数。
当然，对于喷砂支路数目的选择，根据所加工的阀体结构进行选择，至少布置两个喷砂支路，以满足阀体结构带有不同方向开孔的喷砂需求，喷砂支路的布置角度根据阀体的结构进行适应性配置；
在对阀体内部进行加工时，进入阀体内部的喷砂嘴轴线应与对应的阀体孔轴线平行，避免喷砂嘴在移动过程中碰撞阀体工件引起损伤。
在进行阀体外表面的喷砂加工时，选择合适的喷砂嘴朝向阀体外侧表面，转台19通过夹具带动工件阀体动作，使得阀体整周旋转，完成阀体外表面的喷砂处理。
对于喷砂供应机构，包括提供供料动力的磨液泵10，磨液泵10第一条入口端连接工作舱1磨液回流箱20底部。第二条入口端经由手动球阀连接溢流箱4，溢流箱4入口端连接工作舱1磨液回流箱20高位，溢流箱4主要用于控制磨液回流箱20内部液位。
磨液泵10第一条出口管路与磨液回流箱20中部相连，用于实现磨液的均匀混合；
磨液泵10第二条出口管路与三通管路相连，三通管路第一条出口管路连接蝶阀，蝶阀另一端经由流砂管路与旋流器5相连，旋流器5通过离心作用进行固液分离，液体排出装置，砂粒流入收砂桶6中；
三通管路第二条出口管路通过法兰经过喷砂管路与出砂四通管路连接，出砂四通管路三个出口端均依次通过变径接头、喷枪13、电磁砂阀14与三条喷砂支路软管相连，三条喷砂支路软管另一端分别连接喷砂嘴形成了上、左、右三路喷砂管路。
回流箱20布置在工作舱1内,顶部开口朝向转台19,并通过溢流管连接溢流箱4,溢流箱4底部通过管路连通磨液泵10入口端。
每个喷枪13的一个入口端连通出砂四通管路的一个出口端，喷枪13另一入口端连接由电磁气阀8控制气体流量大小的气动管路9，气体作为磨液喷射的加速动力，实现液体喷砂，减少喷砂过程中的粉尘污染。
三条气动管路9入口端通过四通汇合后串联电磁气阀8，电磁气阀8入口端连接空气压缩机，实现高压气体的供给。
对于三轴运动机构，在本实施例中，是由XYZ三轴构成的三轴龙门模组16，其通过工字钢固定于工作舱1内部；工作舱1内部固定伺服转台19，以提供阀体外表面加工过程中的旋转。
可以理解的是，三轴龙门模组16可移动型材、三头喷砂嘴可根据不同阀体尺寸、加工要求具体设计更换，增大了装置的适用范围，可以灵活应对多种工况；
获得喷射位置精准的高速磨液流，并且可以针对不同的加工表面，通过控制高压气流流量、喷嘴尺寸、型材进给速度使阀体不同表面均获得一定的清洁度和不同的粗糙度。
转台19上设有阀体夹紧装置与定位装置，以确保阀体与龙门模组相对位置。
对于转台19上布置的阀体夹具18、定位夹具17，如图6所示，定位夹具为相对呈间隔设置的两个定位板，定位板上设有适应阀体端面法兰的定位柱，通过定位柱定位阀体位置后，通过阀体夹具夹持阀体以实现其稳定；
对于阀体夹具，其包括夹爪，通过控制夹爪动作实现对阀体的夹紧或释放，夹爪的结构适应阀体的外部结构。
可以理解的是，在对阀体进行定位夹持后，所述定位夹具调整位置以对后续的喷砂过程中喷砂嘴的工作位置进行避让，方便喷砂工作的进行。
工作舱1顶部设有通风口12，以保证工作舱1内部压力平衡；工作舱内部顶面上设有照明灯11，用于对工作舱的工作区域进行照明，工作舱后面板上设有除尘法兰7，用于对接外部除尘设备，工作舱1前面板上设有观察视窗，视窗配合有雨刷2，用于清理溅射到视窗上的污物。
数控箱设于工作舱1内部，用于集成电路控制系统，外接显示器3。
三轴运动机构能够带动位于悬臂杆结构末端的喷砂嘴运动，使得喷砂嘴能够随悬臂杆探入阀体工件的内部，在阀体内部进行喷砂处理；相较于传统的从外部喷砂作用阀体内壁，探入阀体内靠近阀体内壁进行喷砂能够提高喷砂作用范围，解决外部喷砂受限于阀体开口阻挡产生的死角问题。
实施例2
本公开的另一典型实施方式中，如图1-图7所示，提出了一种用于铸造阀体表面后处理的喷砂方法，利用如实施例1中所述的用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置。
包括以下步骤：
混合喷砂料：
将砂粒通过舱门加入磨液回流箱20中，通过进水管路向工作舱1内部加入水后磨液初步混合，磨液泵10启用磨液内循环，磨液依次经由磨液泵10与磨液回流箱20实现水与砂料均匀混合。
喷砂加工：
喷砂料混合均匀后，磨液泵10启用磨液外循环，此时磨液泵10用于提供供料动力，经四通管路将磨液输送到三条喷砂软管喷枪13处；
气动管路9用于提供高压气流，高压气流作为磨液的加速动力，具有合适压力的高压气流由空气压缩机输入气动管路9，控制系统根据不同表面加工条件通过电磁气阀8调节各喷砂管路气流流量；
高压气流进入喷枪13，此时对应的电磁砂阀14开启，流量恒定的磨液经喷砂软管在喷砂嘴处加速，通过三轴龙门模组16控制喷砂嘴在xyz轴的移动，通过伺服转台19控制阀体的旋转，将喷砂嘴对准加工区域喷射。
喷砂嘴固定于三轴龙门模组16可移动型材端，由于经铸造成型的阀体内外表面均需进行表面后处理，可移动型材端针对铸造阀体结构设计，其三个朝向的支架既可配合转台19进行铸造阀体外表面全面精密喷砂处理，也可携喷嘴探入阀体内部进行喷砂处理。
阀体内部喷砂加工：
改变夹具所夹持阀体工件与喷砂嘴的相对位置，至少一个喷砂嘴的轴线与阀体工件一个孔的轴线平行，并使工作的喷砂嘴探入阀体工件内；
工作的喷砂嘴沿阀体工件加工孔轴向移动，对应的喷砂支路工作并通过喷砂嘴喷射砂流作用于阀体工件内壁，非工作喷砂嘴的喷砂支路无砂流喷射；
对工件内壁喷砂工作过程中，喷砂嘴在三轴运动机构作用下沿阀体孔轴向或垂直阀体孔轴向运动。
三个支架携喷砂嘴先后依次探入铸造阀体的上、左、右三个空腔进行喷砂处理，该过程由电磁砂阀14控制每条喷砂软管砂料供给情况，确保工作管路砂流喷射正常且非工作管路无砂流喷射。
阀体外部喷砂加工：
改变工件与喷砂嘴的相对位置，使一个喷砂嘴朝向工件的外壁，对应的喷砂支路工作通过喷砂嘴喷射砂流作用于工件外壁，对工件外壁进行喷砂处理。
三轴运动机构驱动喷砂嘴在铸造阀体外部配合转台19旋转实现阀体外表面的喷砂处理。
针对铸造阀体设计的三轴运动机构和转台19，可以满足在阀体一次装夹的情况下实现阀体内外表面的喷砂处理需求。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置，其特征在于，包括：
转台，安装在工作舱内，转台上安装有用于夹持工件的夹具；
喷砂机构，包括分别连通喷砂供应机构的多条喷砂支路，喷砂支路输出端分别连接有喷砂嘴；
喷砂支架，安装在三轴运动机构上，喷砂支架设有呈夹角布置的多条悬臂杆，喷砂嘴一一对应安装在悬臂杆末端；
转台和/或三轴运动机构动作时能够使喷砂嘴对工件外表面和/或探入工件内部对内表面喷砂。
2.如权利要求1所述的用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置，其特征在于，所述喷砂嘴设有多个喷砂出口，同一喷砂嘴的不同喷砂出口的作用区域相异。
3.如权利要求1所述的用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置，其特征在于，所述喷砂供应机构包括回流箱、磨液泵、气动管路，磨液泵入口端连通回流箱底部，出口端一路连通回流箱,另一路通过出口管路连通喷枪，气动管路连通喷枪，喷枪输出端连通喷砂支路。
4.如权利要求3所述的用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置,其特征在于,所述回流箱布置在工作舱内,顶部开口朝向转台,并通过溢流管连接溢流箱,溢流箱底部通过管路连通磨液泵入口端。
5.如权利要求3所述的用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置,其特征在于,所述出口管路通过流砂管路连通旋流器,旋流器连接收砂桶,流砂管路上设有阀门。
6.如权利要求3所述的用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置，其特征在于，所述出口管路连通喷枪，气动管路通过气阀连通喷枪，喷枪出口通过砂阀连通喷砂支路。
7.如权利要求1所述的用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置，其特征在于，所述喷砂支架上设有三条悬臂杆，三条悬臂杆呈T型结构布置，三个喷砂嘴对应安装在T型结构的三个末端上，喷砂嘴用于沿工件内壁轴向探入工件内。
8.一种用于铸造阀体表面后处理的喷砂方法，利用如权利要求1-7任一项所述的用于铸造阀体表面后处理的喷砂装置，其特征在于，包括以下步骤：
转动和/或三轴运动机构动作，改变夹具所夹持工件与喷砂嘴的相对位置，至少一个喷砂嘴的轴线与工件一个孔的轴线平行，并使工作的喷砂嘴探入工件内；工作的喷砂嘴沿工件加工孔轴向移动，对应的喷砂支路工作并通过喷砂嘴喷射砂流作用于工件内壁，非工作喷砂嘴的喷砂支路无砂流喷射；
调整喷砂嘴与工件的相对位置，使至少一个喷砂嘴轴心与对工件的另一孔轴线平行，对该孔进行喷砂，依次完成工件所有待喷砂位置的处理。
9.如权利要求8所述的用于铸造阀体表面后处理的喷砂方法，其特征在于，改变工件与喷砂嘴的相对位置，使一个喷砂嘴朝向工件的外壁，对应的喷砂支路工作通过喷砂嘴喷射砂流作用于工件外壁，对工件外壁进行喷砂处理。
10.如权利要求8所述的用于铸造阀体表面后处理的喷砂方法，其特征在于，对工件内壁喷砂工作过程中，喷砂嘴在三轴运动机构作用下沿阀体孔轴向或垂直阀体孔轴向运动。
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