CN114714111B - 一种封泵器阀板的加工装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种封泵器阀板的加工装置和方法，属于石油井下工具加工制造领域，包括第一加工件，所述第一加工件构造成能够夹持并加工封泵器阀板的正面的曲面；以及第二加工件，所述第二加工件构成能够夹持并加工封泵器阀板的背面的曲面。所述方法包括：将代待加工的封泵器阀板安装在第一加工件的第一安装槽内，并通过紧固螺钉固定，对封泵器阀板的正面加工密封曲面、阀板连接柄以及连接孔；将封泵器阀板从第一加工件卸下，并安装在第二加工件的第二安装槽内，并对封泵器阀板的背面加工背部曲面、背部平面。

Description

一种封泵器阀板的加工装置和方法

技术领域

本发明涉及一种封泵器阀板的加工装置和方法，属于石油井下工具加工制造领域。

背景技术

随着科技的发展，加工中心在机械加工中应用越来越广泛，曲面异形特征体零件的加工种类也越来越多。曲面异形特征体具有结构复杂、装夹困难、加工繁琐、质量难以控制等生产技术难题。在加工一些曲面异形特征体零件时必须有一套完善的加工工艺和合理的装夹装置，才能保证加工出合格的产品零件。

阀板是固井工具中的关键零件之一，是一种带有双曲面的异形特征零件。该工件较薄，只有23.5mm厚度且前后都有曲面，阀板柄部与曲面又有一定的位置要求，因此加工过程中质量难以控制。

传统方法加工该异形曲面零件时，加工完成一端曲面后另一端面无法装夹。传统加工方式采用直径200mm长棒料加工，预留有一定的夹持部分，棒料与工件连接的部分取背面的一个小平面，车出一个大的让刀槽至连接面，背面加工采用加长铣刀小吃刀一个面一个面地逐步铣削，最后用长切刀切断完成。由于加长铣刀刚性较差，因此加工出来的零件质量一般、加工效率较低、材料浪费严重。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种封泵器阀板的加工装置，提高阀板的加工质量和加工效率，降低生产成本。

本发明的一个方面，提出了一种封泵器阀板的加工装置，包括：

一种封泵器阀板的加工装置，其特征在于，包括：

第一加工件，所述第一加工件构造成能够夹持并加工封泵器阀板的正面的曲面；以及

第二加工件，所述第二加工件构成能够夹持并加工封泵器阀板的背面的曲面。

本发明的进一步改进在于，所述第一加工件包括第一加工件本体，所述第一加工件本体的后端设置有第一连接柄；

所述第一加工件本体的前端设置有用于连接封泵器阀板的第一安装槽。

本发明的进一步改进在于，所述第一加工件本体上设置有凹槽，所述凹槽由沿第一加工件本体的轴向的平面和径向的平面组成。

本发明的进一步改进在于，所述第一加工件本体的安装槽的边缘沿径向设置有若干螺孔，所述螺孔内设置紧固螺钉；

当所述封泵器阀板安装在所述第一安装槽内时，通过所述紧固螺钉使所述封泵器固定。

本发明的进一步改进在于，所述第二加工件包括第二加工件本体，以及与所述第二加工本体配合的夹紧件；

其中，所述第二加工件本体的后端设置有第二连接柄；并且所述第二加工件本体的前端设置有第二安装槽。

本发明的进一步改进在于，所述第二加工件本体的前端沿径向和轴向方向分别开设一个平面，两个平面组成连接槽，所述连接槽用于连接所述夹紧件。

本发明的进一步改进在于，所述第二加工件本体的两侧和顶端分别设置有用于连接夹紧件的第一连接板。

本发明的进一步改进在于，所述夹紧件包括半圆柱形的夹紧件本体，所述夹紧件本体的两侧和顶部分别设置有用于连接所述第一连接板的第二连接板。

本发明的进一步改进在于，所述第二加工件本体的前端的下部设置有下弧形支撑件，所述夹紧件本体的前端的上部设置有上弧形支撑件，所述下弧形支撑件和所述上弧形支撑件共同构成所述第二安装槽。

本发明的进一步改进在于，所述上弧形支撑件的前端设置有定位块。

根据本发明的另一个方面，还提出了一种加工封泵器阀板的方法，包括：

包括：

将待加工的封泵器阀板安装在第一加工件的第一安装槽内，并通过紧固螺钉固定，对封泵器阀板的正面加工密封曲面、阀板连接柄以及连接孔；

将封泵器阀板从第一加工件卸下，并安装在第二加工件的第二安装槽内，并对封泵器阀板的背面加工背部曲面、背部平面。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明所述一种封泵器阀板的加工装置，分成两个部分，分别加工封泵器阀板的两个面。加工完成一个面后，通过第二加工件能够夹持具有曲面的封泵器阀板，对封泵器另一个面进行加工。通过两个加工件使用，提高阀板的加工质量和加工效率，降低生产成本。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1所示为本发明的一个实施例的封泵器阀板的正面结构示意图；

图2所示为本发明的一个实施例的封泵器阀板的背面结构示意图；

图3所示为本发明的一个实施例的第一加工件的结构示意图，显示了加工封泵器阀板的状态；

图4所示为本发明的一个实施例的第一加工件本体的结构示意图；

图5所示为本发明的一个实施例的紧固螺钉的结构示意图；

图6所示为本发明的一个实施例的第二加工件的结构示意图，显示了加工封泵器阀板的状态；

图7所示为本发明的一个实施例的第二加工件本体的结构示意图；

图8所示为本发明的一个实施例的夹紧件的结构示意图

图9所示为本发明的一个实施例的螺栓的结构示意图。

附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

在附图中各附图标记的含义如下：1、第一加工件，2、第二加工件，3、封泵器阀板，11、第一加工件本体，12、第一连接柄，13、第一安装槽，14、凹槽，15、紧固螺钉，20、第二加工件本体，21、连接槽，22、夹紧件，23、第二连接柄，24、第一连接板，25、第二连接板，26、下弧形支撑件，27、定位块，28、上弧形支撑件，29、螺栓，31、密封曲面，32、背部平面，33、背部曲面，34、阀板连接柄。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

图3和图6示意性地显示了根据本发明的一个实施例的一种封泵器阀板的加工装置，包括第一加工件1和第二加工件2。第一加工件1和第二加工件2分别用于加工封泵器阀板3的不同面，第一加工件1能够夹持封泵器阀板3，并用于加工封泵器阀板3的正面（如图3所示）；第二加工件2能够从另外一个角度夹持封泵器阀板3，并且，第二加工件2设置有与加工完正面的封泵器阀板3相连的第二安装槽，第二安装槽设置有与封泵器阀板3的正面的曲面相配合的凹曲面。这样，可以加工封泵器阀板3的背面（如图6所示）。

在本实施例中，如图1所示，封泵器阀板3为近似柱状或圆饼形的结构，其两侧分别设置有两个面，分别为正面和背面。其中，如图1所示，正面为平滑的密封曲面31；如图2所示，背面为一个背部平面32和对称设置的若干背部曲面33构成。封泵器阀板3的侧边设置有阀板连接柄34，阀板连接柄34上设置有连接孔。

在一个实施例中，如图4所示，所述第一加工件1包括第一加工件本体1，用于安装封泵器阀板3；第一加工件本体1的后端设置有第一连接柄12，用于夹持或固定第一加工件本体1。其中，第一加工件本体1的主体为圆柱形的结构，第一连接柄12为杆状或柱状的结构。在本实施例中，第一加工件本体11的前端设置有用于连接封泵器阀板3的第一安装槽13。第一安装槽13为圆环形的槽，其尺寸与封泵器阀板3的尺寸相对应，比封泵器阀板3稍大，保证封泵器阀板3能够放置在第一安装槽13内。

在根据本实施例所述装置中，第一加工件本体11采用圆钢或管材加工而成，以保证其刚性。其中，后端的第一连接柄12的长度为50mm左右的夹持部位，保证能够适用于在加工中心上加工。

在一个优选的实施例中，所述第一加工件本体11上铣出一个本体平面，所述本体平面与第一加工件本体11的中心轴平行，并且高于中心轴。本体平面的内侧形成一个与中心轴垂直的平面，两个平面相互垂直，在第一加工件本体11上形成一个弧形的柱状凹槽14。

根据本实施例所述的封泵器阀板3加工装置中，本体平面与封泵器阀板3的连接柄相对应，为保证装夹可靠铣出的平面应高于圆柱中心；所述本体平面应与阀板的连接柄部重合，为防止刀具在加工过程中产生干涉，平面铣削深度在50mm-55mm范围内。

在一个实施例中，如图3所示，所述第一加工件本体11的外壁到安装槽的内壁之间形成环形或弧形的边缘。所述边缘上沿径向设置有若干螺孔，所述螺孔内设置紧固螺钉15。当所述封泵器阀板3安装在所述第一安装槽13内时，通过所述紧固螺钉15使所述封泵器固定。

在根据本实施例所述的封泵器阀板3加工装置中，如图5所示，所述紧固螺钉15也可以是螺杆、螺栓等带有螺纹的连接件。当封泵器阀板3安装在第一安装槽13内后，在第一加工件本体11的边缘螺孔内安装所述紧固螺钉15，使旋进去的紧固螺钉15的端部能够抵在封泵器阀板3的侧边，使其固定在第一安装槽13内。

优选地，所述第一加工件本体11与封泵器阀板3配合的紧固螺钉15的数量为7个，紧固螺钉15中心距离本体端面5mm；所述阀板装配至第一安装槽13内，7个均匀分布的紧固螺钉15将阀板夹紧实现对正面密封曲面31、连接柄及连接孔的加工。

在一个实施例中，如图6所示，所述第二加工件2包括第二加工件本体20，以及与所述第二加工件本体20配合的夹紧件22。所述封泵器阀板3安装在第二加工件本体20上时，通过夹紧件22固定所述封泵器阀板3，使其背面朝外从而便于加工。所述第二加工件本体20和所述夹紧件22组合形成柱状的结构，两者组合的结构前端设置第二安装槽，用于安装所述封泵器阀板3。

在一个优选的实施例中，如图7所示，第二加工件本体20的前端设置有连接槽21，所述连接槽21用于连接夹紧件22，后端设置有第二连接柄23，用于手持或固定所述第二加工件2。所述连接槽21为两个相互垂直的面组成，分别为沿第二加工件本体20的径向设置的面和沿第二加工件本体20轴向的面。

所述连接槽21的两侧和顶端分别设置有第一连接板24，第一连接板24上设置有通孔或螺孔，用于连接所述夹紧件22。

在一个实施例中，如图8所示，所述夹紧件22包括半圆柱形的夹紧件本体，所述夹紧件本体的两侧和顶端分别设置有第二连接板25。第二连接板25上设置有通孔或螺孔，与第一连接板24上的通孔或螺孔相对设置，并通过螺栓29相连（如图9所示）。

优选地，所述第二加工件本体20的前端的下部设置有下弧形支撑件26，作为第二安装槽的下部。所述夹紧体本体的前端的上部设置有上弧形支撑件28，与所述下弧形支撑件26共同构成第二安装槽。所述上弧形支撑件28和下弧形支撑件26分别支撑封泵器阀板3的上部和下部，并且其内侧的形状与封泵器阀板3正面相匹配。

在一个优选的实施例中，所述夹紧件22的弧形支撑件上设置有定位块27，所述定位块27用于固定所述封泵器阀板3上的阀板连接柄34。

在根据本实施例所述装置中，所述第二加工件本体20用圆钢或管材加工而成，以保证其刚性；所述第二连接柄23的长度为50mm左右，保证能够适用于在加工中心上加工。第二加工件本体20和夹紧件22用同一圆钢加工完成，为了防止在工件加工过程中产生干涉，端面形状加工成与零件成品的外圆形状一致。所述第二加工件本体20和夹紧件22采用线切割方式切割，切割时从本体端面中心处沿轴向进给40mm将夹紧件22切下以保证装夹精度；所述本体和夹紧件上部同时钻螺纹孔并用螺栓29连接以保证定位精度。夹紧件22的定位块27与通过与阀板连接柄34配合实现对阀板的定位。

根据本发明的另一个方面，还提出了一种封泵器阀板的加工方法。所述方法包括以下步骤：

将待加工的封泵器阀板3安装在第一加工件1的第一安装槽13内，并通过紧固螺钉15固定，对封泵器阀板3的正面加工密封曲面31、阀板连接柄34以及连接孔；

将封泵器阀板3从第一加工件1卸下，并安装在第二加工件2的第二安装槽内，并对封泵器阀板3的背面加工背部曲面33、背部平面32。

在根据本实施例所述方法中，封泵器阀板3安装在第一加工件1的第一安装槽13内时，通过紧固螺钉15与其固定，这样能够稳定地加工封泵器阀板3的正面。由于加工完正面后，封泵器阀板3的正面为突出的曲面，通过第一加工件1不能夹持封泵器阀板3的另一面。第二加工件2通过第二加工件本体20和夹紧件22组合的方式夹持所述封泵器阀板3，第二安装槽内为与封泵器阀板3的曲面相配合的凹曲面，这样能够夹持住所述封泵器阀板3，便于加工。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种封泵器阀板的加工装置，其特征在于，包括：

第一加工件（1），所述第一加工件（1）构造成能够夹持并加工封泵器阀板（3）的正面的曲面；所述第一加工件（1）包括第一加工件本体（11），所述第一加工件本体（11）的前端设置有用于连接封泵器阀板（3）的第一安装槽（13）；所述第一加工件本体（11）上设置有凹槽（14），所述凹槽（14）由沿第一加工件本体（11）的轴向的平面和径向的平面组成，使第一安装槽构造成半圆形槽；所述第一加工件本体（11）的第一安装槽的边缘沿径向设置有若干螺孔，所述螺孔内设置紧固螺钉（15）；所述第一安装槽（13）与所述封泵器阀板（3）之间设置有垫件；以及

第二加工件（2），所述第二加工件（2）构成能够夹持并加工封泵器阀板（3）的背面的曲面；所述第二加工件（2）包括第二加工件本体（20），以及与所述第二加工件本体配合的夹紧件（22）；所述第二加工件本体（20）的后端设置有第二连接柄（23）；并且所述第二加工件本体（20）的前端设置有第二安装槽；所述夹紧件包括半圆柱形的夹紧件本体；

所述第二加工件本体（20）的前端的下部设置有下弧形支撑件（26），所述夹紧件本体的前端的上部设置有上弧形支撑件（28），所述下弧形支撑件（26）和所述上弧形支撑件（28）共同构成第二安装槽；所述上弧形支撑件（28）的前端设置有定位块（27）；所述第二加工件本体（20）的前端沿径向和轴向方向分别开设一个平面，两个平面组成连接槽（21），所述连接槽（21）用于连接所述夹紧件（22）。

2.根据权利要求1所述的封泵器阀板的加工装置，其特征在于，所述第一加工件本体（11）的后端设置有第一连接柄（12）。

3.根据权利要求2所述的封泵器阀板的加工装置，其特征在于，

当所述封泵器阀板（3）安装在所述第一安装槽（13）内时，通过所述紧固螺钉（15）使所述封泵器固定。

4.根据权利要求3所述的封泵器阀板的加工装置，其特征在于，所述第二加工件本体（20）的两侧和顶端分别设置有用于连接夹紧件（22）的第一连接板（24）。

5.根据权利要求4所述的封泵器阀板的加工装置，其特征在于，所述夹紧件本体的两侧和顶部分别设置有用于连接所述第一连接板（24）的第二连接板（25）。

6.一种根据权利要求1至5中任一项所述的封泵器阀板的加工装置来加工封泵器阀板的方法，其特征在于，包括：

将待加工的封泵器阀板（3）安装在第一加工件（1）的第一安装槽（13）内，并通过紧固螺钉（15）固定，对封泵器阀板（3）的正面加工密封曲面（31）、阀板连接柄（34）以及连接孔；

将封泵器阀板（3）从第一加工件（1）卸下，并安装在第二加工件（2）的第二安装槽内，并对封泵器阀板（3）的背面加工背部曲面（33）、背部平面（32）。