CN114131299A - 一种耐磨球阀铸件的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于球阀加工技术领域的一种耐磨球阀铸件的加工工艺，工艺基于一种基体表面预处理装置来实现，基体表面预处理装置包括旋转基座、三爪卡盘、预处理球阀、升降组件、球面导向座及捶打组件；工艺方法包括以下步骤：S1、工件表面预处理；S2、提高锤纹深度；S3、喷涂耐磨涂层；S4、加热重熔；S5、冷却打磨。本发明利用升降组件带动球面导向座做圆弧运动，从而使球面导向座上的捶打组件在预处理球阀的球面进行捶打，直至形成布满球面的锤纹，通过添加锤纹的处理方式，不仅有利于提高预处理球阀的密度，增强耐磨性，而且均匀成型的锤纹有利于为后续喷涂粉末材料提供附着点，避免传统粗化方式使得耐磨涂层与基体的结合力较低问题的产生。

Description

一种耐磨球阀铸件的加工工艺

技术领域

本发明涉及球阀加工技术领域，更具体地说，涉及一种耐磨球阀铸件的加工工艺。

背景技术

为了满足球阀的密封面具有很好的耐磨损、耐擦伤、耐高温、耐腐蚀性能，通常在球阀的球体及阀座表面喷涂耐磨材料，一般采用如下两种工艺：（1）氧乙炔火焰喷涂工艺；（2）超音速火焰喷涂工艺。

传统的超音速火焰喷涂是将极高的速度将耐磨材料粉末喷涂到基体材料表面，但耐磨涂层与基体的结合力较低，鉴于此，我们提出一种耐磨球阀铸件的加工工艺。

发明内容

1．要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种耐磨球阀铸件的加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

2.技术方案

一种耐磨球阀铸件的加工工艺，所述工艺基于一种基体表面预处理装置来实现，

所述基体表面预处理装置包括旋转基座、三爪卡盘、预处理球阀、升降组件、球面导向座及捶打组件；

所述三爪卡盘设于旋转基座上，并与所述旋转基座内部的旋转机构输出轴同轴连接，致使三爪卡盘于旋转基座上径向旋转；

所述预处理球阀设于三爪卡盘上，致使所述三爪卡盘夹紧预处理球阀；

所述升降组件相对预处理球阀一侧设于旋转基座上，致使所述升降组件驱动球面导向座调整竖直高度；

所述球面导向座设于升降组件上，致使所述球面导向座带动捶打组件沿预处理球阀表面做圆弧运动；

所述捶打组件设于球面导向座上，致使所述捶打组件对预处理球阀表面进行锤纹处理；

所述工艺方法包括以下步骤：

S1、工件表面预处理：通过基体表面预处理装置对机加工后的预处理球阀进行表面锤纹处理；

S2、提高锤纹深度：通过第一次定位锤击使锤纹布满预处理球阀表面，利用第二次复位锤击沿第一次定位锤击路径反向锤击复位；

S3、喷涂耐磨涂层：采用超音速火焰喷涂工艺将耐磨涂层粉末材料均匀喷涂到预处理球阀；

S4、加热重熔：将喷涂后的预处理球阀放入到真空炉中进行加热重熔；

S5、冷却打磨：将重熔后的预处理球阀冷却后打磨表面至光滑。

优选地，所述旋转基座内设有驱动电机和减速器，所述减速器高速轴与驱动电机输出端连接，所述减速器低速轴穿出旋转基座顶板与三爪卡盘底面连接。

优选地，所述升降组件包括驱动架、伺服电机、丝杆、丝杆套及导向板；所述驱动架相对预处理球阀一侧固设于旋转基座上，所述伺服电机固设于驱动架上，所述丝杆竖直设于驱动架内，且所述丝杆输入端与伺服电机输出端连接，所述丝杆输出端通过丝杆座与旋转基座顶面连接，所述丝杆套套设于丝杆上，所述导向板远离预处理球阀固设于驱动架上，并在所述导向板上开设有与预处理球阀球面适配的圆弧导槽。

优选地，所述丝杆套上间隙设有用于限位球面导向座的限位凸起。

优选地，所述圆弧导槽的半径大于预处理球阀球体半径。

优选地，所述球面导向座由水平垂直焊接的弧形板及限位板组成，所述弧形板与圆弧导槽滑动连接，所述限位板与丝杆套限位套设，所述限位板上开设有供丝杆套水平滑动的弹簧槽，所述弹簧槽内设有与丝杆套抵接的弹簧。

优选地，所述捶打组件包括沿切点垂直穿设于弧形板上的活塞筒，所述活塞筒远离预处理球阀一侧的大头端内部设有曲轴，所述曲轴与活塞筒外壁上的减速电机同轴连接，所述曲轴曲柄上连接有在活塞筒内部做功的活塞，所述活塞筒靠近预处理球阀一侧的下头端内部开设有钢珠腔，所述钢珠腔内设有钢珠，且所述钢珠腔一侧通过限位球槽与活塞做功的活塞腔连通，所述钢珠腔另一侧通过撞击口与外部连通。

优选地，所述钢珠球面通过撞击口与预处理球阀球面接触。

优选地，所述限位球槽相对活塞腔一侧为窄口，所述限位球槽相对钢珠腔一侧为宽口，所述宽口内嵌设有由导向环支撑的橡胶圈。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本发明通过由旋转基座、三爪卡盘、升降组件、球面导向座及捶打组件组成的一种基体表面预处理装置对预处理球阀的球面进行加纹处理，利用升降组件带动球面导向座做圆弧运动，从而使球面导向座上的捶打组件在预处理球阀的球面进行捶打，直至形成布满球面的锤纹，通过添加锤纹的处理方式，不仅有利于提高预处理球阀的密度，增强耐磨性，而且均匀成型的锤纹有利于为后续喷涂粉末材料提供附着点，避免传统粗化方式使得耐磨涂层与基体的结合力较低问题的产生。

附图说明

图1为本发明的整体结构立体示意图；

图2为本发明的整体结构侧面示意图；

图3为本发明的部分结构示意图；

图4为本发明中球面导向座与丝杆套连接结构拆分示意图；

图5为本发明中捶打组件剖面结构示意图；

图6为本发明中钢珠腔及其连接结构拆分示意图；

图中标号说明：1、旋转基座；2、三爪卡盘；3、预处理球阀；4、升降组件；5、球面导向座；6、捶打组件；

401、驱动架；402、伺服电机；403、丝杆；404、丝杆套；405、导向板；406、圆弧导槽；

501、弧形板；502、限位板；503、弹簧槽；504、弹簧；

601、活塞筒；602、曲轴；603、减速电机；604、活塞；605、钢珠腔；606、钢珠；607、限位球槽；608、撞击口；609、橡胶圈。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1-6,本发明提供一种技术方案：

一种耐磨球阀铸件的加工工艺，工艺基于一种基体表面预处理装置来实现，

基体表面预处理装置包括旋转基座1、三爪卡盘2、预处理球阀3、升降组件4、球面导向座5及捶打组件6；

三爪卡盘2设于旋转基座1上，并与旋转基座1内部的旋转机构输出轴同轴连接，致使三爪卡盘2于旋转基座1上径向旋转；

预处理球阀3设于三爪卡盘2上，致使三爪卡盘2夹紧预处理球阀3；

升降组件4相对预处理球阀3一侧设于旋转基座1上，致使升降组件4驱动球面导向座5调整竖直高度；

球面导向座5设于升降组件4上，致使球面导向座5带动捶打组件6沿预处理球阀3表面做圆弧运动；

捶打组件6设于球面导向座5上，致使捶打组件6对预处理球阀3表面进行锤纹处理；

本发明通过由旋转基座1、三爪卡盘2、升降组件4、球面导向座5及捶打组件6组成的一种基体表面预处理装置对预处理球阀3的球面进行加纹处理，利用升降组件4带动球面导向座5做圆弧运动，从而使球面导向座5上的捶打组件6在预处理球阀3的球面进行捶打，直至形成布满球面的锤纹，通过添加锤纹的处理方式，不仅有利于提高预处理球阀3的密度，增强耐磨性，而且均匀成型的锤纹有利于为后续喷涂粉末材料提供附着点，避免传统粗化方式使得耐磨涂层与基体的结合力较低问题的产生。

工艺方法包括以下步骤：

S1、工件表面预处理：通过基体表面预处理装置对机加工后的预处理球阀3进行表面锤纹处理；

S2、提高锤纹深度：通过第一次定位锤击使锤纹布满预处理球阀3表面，利用第二次复位锤击沿第一次定位锤击路径反向锤击复位；

S3、喷涂耐磨涂层：采用超音速火焰喷涂工艺将耐磨涂层粉末材料均匀喷涂到预处理球阀3；

S4、加热重熔：将喷涂后的预处理球阀3放入到真空炉中进行加热重熔；

S5、冷却打磨：将重熔后的预处理球阀3冷却后打磨表面至光滑。

具体的，旋转基座1内设有驱动电机和减速器，减速器高速轴与驱动电机输出端连接，减速器低速轴穿出旋转基座1顶板与三爪卡盘2底面连接。

进一步的，升降组件4包括驱动架401、伺服电机402、丝杆403、丝杆套404及导向板405；驱动架401相对预处理球阀3一侧固设于旋转基座1上，伺服电机402固设于驱动架401上，丝杆403竖直设于驱动架401内，且丝杆403输入端与伺服电机402输出端连接，丝杆403输出端通过丝杆座与旋转基座1顶面连接，丝杆套404套设于丝杆403上，导向板405远离预处理球阀3固设于驱动架401上，并在导向板405上开设有与预处理球阀3球面适配的圆弧导槽406。

再进一步的，丝杆套404上间隙设有用于限位球面导向座5的限位凸起。通过限位凸起的设计不仅为球面导向座5提供支撑力，也避免球面导向座5的滑落。

更进一步的，圆弧导槽406的半径大于预处理球阀3球体半径。本发明利用球面导向座5带动捶打组件6在预处理球阀3外侧进行布纹，具体通过捶打组件6中的钢珠606不断撞击预处理球阀3球面形成，因此，圆弧导槽406的半径的必须大于预处理球阀3球体半径，为捶打组件6的安装提供空间。

值得说明的是，球面导向座5由水平垂直焊接的弧形板501及限位板502组成，弧形板501与圆弧导槽406滑动连接，限位板502与丝杆套404限位套设，限位板502上开设有供丝杆套404水平滑动的弹簧槽503，弹簧槽503内设有与丝杆套404抵接的弹簧504。本发明在通过升降组件4带动球面导向座5时，伺服电机402驱动丝杆403转动，与丝杆403螺纹连接的丝杆套404受弹簧槽503的限位（限位板502不可转动），使得其只能在丝杆403上线性移动，当丝杆套404向下推动限位板502使得，与限位板502水平垂直焊接的弧形板501沿圆弧导槽406滑动，进而做圆弧运动，此时，丝杆套404与弹簧槽503发生水平位置的相对移动（由圆弧半径造成），继而使丝杆套404挤压弹簧槽503内的弹簧504开始蓄力（该蓄力为后续复位时，球面导向座5的复位提供弹力），并且弹簧槽503的长度满足弧形板501于竖直位置的水平距离。

值得注意的是，捶打组件6包括沿切点垂直穿设于弧形板501上的活塞筒601，活塞筒601远离预处理球阀3一侧的大头端内部设有曲轴602，曲轴602与活塞筒601外壁上的减速电机603同轴连接，曲轴602曲柄上连接有在活塞筒601内部做功的活塞604，活塞筒601靠近预处理球阀3一侧的下头端内部开设有钢珠腔605，钢珠腔605内设有钢珠606，且钢珠腔605一侧通过限位球槽607与活塞604做功的活塞腔连通，钢珠腔605另一侧通过撞击口608与外部连通。

除此之外，钢珠606球面通过撞击口608与预处理球阀3球面接触。本发明利用球面导向座5带动捶打组件6在预处理球阀3外侧进行布纹，具体通过捶打组件6中的钢珠606不断撞击预处理球阀3球面形成。

除此之外，限位球槽607相对活塞腔一侧为窄口，限位球槽607相对钢珠腔605一侧为宽口，宽口内嵌设有由导向环支撑的橡胶圈609。本发明中通过减速电机603持续转动带动曲轴602，进而使曲轴602往复不断的推动活塞604做功，在活塞604做功中钢珠腔605内不断实现进气与排气工作，在进气阶段，钢珠606被气流吸进限位球槽607内，并与橡胶圈609过盈配合，在排气阶段，气压突破橡胶圈609与钢珠606的过盈配合，使得该过程具有顺时爆发，从而使爆发的气流推动钢珠606向撞击口608移动，直至钢珠606与预处理球阀3球面碰撞接触，并连续不断重复上述工作过程，直至在预处理球阀3球面留下锤纹。

本发明中涉及到电路和电子元器件以及模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于内部结构和方法的改进。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种耐磨球阀铸件的加工工艺，所述工艺基于一种基体表面预处理装置来实现，其特征在于：

所述基体表面预处理装置包括旋转基座（1）、三爪卡盘（2）、预处理球阀（3）、升降组件（4）、球面导向座（5）及捶打组件（6）；

所述三爪卡盘（2）设于旋转基座（1）上，并与所述旋转基座（1）内部的旋转机构输出轴同轴连接，致使三爪卡盘（2）于旋转基座（1）上径向旋转；

所述预处理球阀（3）设于三爪卡盘（2）上，致使所述三爪卡盘（2）夹紧预处理球阀（3）；

所述升降组件（4）相对预处理球阀（3）一侧设于旋转基座（1）上，致使所述升降组件（4）驱动球面导向座（5）调整竖直高度；

所述球面导向座（5）设于升降组件（4）上，致使所述球面导向座（5）带动捶打组件（6）沿预处理球阀（3）表面做圆弧运动；

所述捶打组件（6）设于球面导向座（5）上，致使所述捶打组件（6）对预处理球阀（3）表面进行锤纹处理；

所述工艺方法包括以下步骤：

S1、工件表面预处理：通过基体表面预处理装置对机加工后的预处理球阀（3）进行表面锤纹处理；

S2、提高锤纹深度：通过第一次定位锤击使锤纹布满预处理球阀（3）表面，利用第二次复位锤击沿第一次定位锤击路径反向锤击复位；

S3、喷涂耐磨涂层：采用超音速火焰喷涂工艺将耐磨涂层粉末材料均匀喷涂到预处理球阀（3）；

S4、加热重熔：将喷涂后的预处理球阀（3）放入到真空炉中进行加热重熔；

S5、冷却打磨：将重熔后的预处理球阀（3）冷却后打磨表面至光滑。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨球阀铸件的加工工艺，其特征在于：所述旋转基座（1）内设有驱动电机和减速器，所述减速器高速轴与驱动电机输出端连接，所述减速器低速轴穿出旋转基座（1）顶板与三爪卡盘（2）底面连接。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨球阀铸件的加工工艺，其特征在于：所述升降组件（4）包括驱动架（401）、伺服电机（402）、丝杆（403）、丝杆套（404）及导向板（405）；所述驱动架（401）相对预处理球阀（3）一侧固设于旋转基座（1）上，所述伺服电机（402）固设于驱动架（401）上，所述丝杆（403）竖直设于驱动架（401）内，且所述丝杆（403）输入端与伺服电机（402）输出端连接，所述丝杆（403）输出端通过丝杆座与旋转基座（1）顶面连接，所述丝杆套（404）套设于丝杆（403）上，所述导向板（405）远离预处理球阀（3）固设于驱动架（401）上，并在所述导向板（405）上开设有与预处理球阀（3）球面适配的圆弧导槽（406）。

4.根据权利要求3所述的一种耐磨球阀铸件的加工工艺，其特征在于：所述丝杆套（404）上间隙设有用于限位球面导向座（5）的限位凸起。

5.根据权利要求3所述的一种耐磨球阀铸件的加工工艺，其特征在于：所述圆弧导槽（406）的半径大于预处理球阀（3）球体半径。

6.根据权利要求3所述的一种耐磨球阀铸件的加工工艺，其特征在于：所述球面导向座（5）由水平垂直焊接的弧形板（501）及限位板（502）组成，所述弧形板（501）与圆弧导槽（406）滑动连接，所述限位板（502）与丝杆套（404）限位套设，所述限位板（502）上开设有供丝杆套（404）水平滑动的弹簧槽（503），所述弹簧槽（503）内设有与丝杆套（404）抵接的弹簧（504）。

7.根据权利要求6所述的一种耐磨球阀铸件的加工工艺，其特征在于：所述捶打组件（6）包括沿切点垂直穿设于弧形板（501）上的活塞筒（601），所述活塞筒（601）远离预处理球阀（3）一侧的大头端内部设有曲轴（602），所述曲轴（602）与活塞筒（601）外壁上的减速电机（603）同轴连接，所述曲轴（602）曲柄上连接有在活塞筒（601）内部做功的活塞（604），所述活塞筒（601）靠近预处理球阀（3）一侧的下头端内部开设有钢珠腔（605），所述钢珠腔（605）内设有钢珠（606），且所述钢珠腔（605）一侧通过限位球槽（607）与活塞（604）做功的活塞腔连通，所述钢珠腔（605）另一侧通过撞击口（608）与外部连通。

8.根据权利要求7所述的一种耐磨球阀铸件的加工工艺，其特征在于：所述钢珠（606）球面通过撞击口（608）与预处理球阀（3）球面接触。

9.根据权利要求7所述的一种耐磨球阀铸件的加工工艺，其特征在于：所述限位球槽（607）相对活塞腔一侧为窄口，所述限位球槽（607）相对钢珠腔（605）一侧为宽口，所述宽口内嵌设有由导向环支撑的橡胶圈（609）。

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