CN116117548B - 一种阀体加工定位装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于阀体机加工领域，尤其涉及一种阀体加工定位装置及方法，包括固定座与第一工作台，固定座位于第一工作台的一侧且还固定连接在地面上，固定座的上方固定连接有立式铣床，立式铣床用于加工阀体的三个法兰端部，第一工作台转动连接在地面上，第一工作台的顶面周向等间距连接有若干组第二工作台，第二工作台上设置有第一夹持机构，第一夹持机构用于定位阀体的三个法兰端部，第一工作台的中心设置有第二夹持机构，第二夹持机构用于定位阀体的中法兰端部，第二夹持机构还用于驱动阀体且通过立式铣床依次加工阀体的相对法兰端。整体上，本申请通过定位装置能够根据基准面找正阀体的加工面，又能够有效提升加工效率，最终达到保质保量的目的。

Description

一种阀体加工定位装置及方法
技术领域
本发明属于阀体机加工领域，尤其涉及一种阀体加工定位装置及方法。
背景技术
阀门主要用于管道介质(如物料、水、蒸汽、空气和油品等)的切断、节流、调压和改变流向，阀门在工业、农业、能源及日常生活中应用极为广泛，同时因为在使用中，阀门的开启和关闭较为频繁，所以阀门的使用寿命不长，是一种易耗产品。目前在管道连接中应用较为广泛的是具有三个法兰的阀体，其中位于阀体两端的法兰为侧法兰(相对法兰)，位于中间的法兰为中法兰，目前的大部分企业均采用数控机床加工阀体的中法兰，阀体的生产类型为大批量生产，但是在阀体加工中仍有很多需要人工找正后才能放入数控机床中加工的情况，难以满足现代化工厂的自动化高效率的要求。因此，亟需一种能够快速根据基准面找正阀体的加工面，又能够有效提升加工效率的阀体加工定位装置及方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种阀体加工定位装置及方法，以解决上述问题，达到提高定位效率以及加工效率的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种阀体加工定位装置，包括固定座与第一工作台，所述固定座位于所述第一工作台的一侧且还固定连接在地面上，所述固定座的上方固定连接有立式铣床，所述立式铣床用于加工阀体的三个法兰端部，所述第一工作台转动连接在地面上，所述第一工作台的顶面周向等间距连接有若干组第二工作台，所述第二工作台上设置有第一夹持机构，所述第一夹持机构用于定位所述阀体的三个法兰端部，所述第一工作台的中心设置有第二夹持机构，所述第二夹持机构用于定位所述阀体的中法兰端部，所述第二夹持机构还用于驱动所述阀体且通过所述立式铣床依次加工所述阀体的相对法兰端。
优选的，所述第一夹持机构包括转动调节部，所述转动调节部连接在所述第二工作台的顶面内，所述转动调节部的顶部工作面与所述第二工作台的顶面共面设置，所述转动调节部的顶部工作面上通过螺栓固定连接有第四工作台，所述第四工作台的顶面对称固定连接有第一V型块，所述法兰的相对法兰端分别对应放置在两组所述第一V型块上，所述第四工作台与所述第二工作台上连接有第一限位单元，所述第一限位单元用于限制所述法兰的三个法兰端部。
优选的，所述第一限位单元包括第一丝杠，所述第一丝杠转动连接在所述第四工作台的顶面上，所述第一丝杠的轴心与所述转动调节部的转动轴心平行设置，所述第四工作台的顶面对称滑动连接有定位块，两组所述定位块分别位于两组所述第一V型块的背离侧，所述第一丝杠的两端分别贯穿两组所述第一V型块，两组所述定位块分别螺纹套设在所述第一丝杠上，所述第一丝杠的中端传动连接有顶部限位部，所述顶部限位部用于限定所述法兰的中法兰端部，所述第二工作台与所述第一工作台上连接有驱动部，所述驱动部的输出端与所述第一丝杠的一端对应设置。
优选的，所述顶部限位部包括第二丝杠，所述第二丝杠转动连接在第四工作台的顶面，所述第四工作台的顶面对称滑动连接有滑块，所述两组所述滑块的上方分别固定连接有第二V型块，两组所述第二V型块的开口端相对设置，所述第二丝杠的中端通过传动组件与所述第一丝杠传动连接。
优选的，所述传动组件包括固定壳体，所述固定壳体固定连接在所述第四工作台的顶面中心，所述第一丝杠与所述第二丝杠分别贯穿所述固定壳体，所述第一丝杠垂直设置在所述第二丝杠的下方，所述固定壳体内转动连接有蜗轮，所述蜗轮周向套设在所述第二丝杠的外侧，所述第一丝杠啮合在所述蜗轮的下方，所述蜗轮与所述第二丝杠通过调节套筒传动连接。
优选的，所述调节套筒穿过所述固定壳体的一侧壁，所述调节套筒位于所述固定壳体内的一端面周向等间距固定连接有若干凸起，所述蜗轮靠近所述调节套筒的一端面周向等间距开设有若干键槽，若干所述凸起分别适配于若干所述键槽内。
优选的，所述转动调节部包括转动台，所述转动台转动连接在所述第二工作台的顶面内，所述转动台的顶面与所述第二工作台的顶面共面设置，所述转动台的顶面通过螺栓与所述第四工作台固定连接，所述第二工作台的顶面固定连接有第一电机，所述第一电机的旋转轴与所述转动台的转动轴通过齿轮传动连接。
优选的，所述第二夹持机构包括竖向固定连接在地面上的第三工作台，所述第三工作台与所述第一工作台的内侧壁转动连接，所述第三工作台的上方竖向固定连接有立柱，所述立柱上滑动连接有直线电机，所述直线电机的一侧水平固定连接有固定臂，所述固定臂内固定连接有液压缸，所述液压缸的伸缩端固定连接有铰接端头，所述铰接端头通过若干导向杆与所述固定臂滑动连接，所述铰接端头远离所述固定臂的一端连接有夹持单元。
优选的，所述夹持单元包括铰接臂，所述铰接臂的一端铰接在所述铰接端头远离所述固定臂的一端，所述铰接臂上固定连接有第三电机，所述第三电机的旋转轴与所述铰接臂的铰接轴同轴心固定连接，所述铰接臂远离所述第三电机的一端设置有机械爪，所述机械爪的中心转动连接有基准块，所述基准块与所述法兰的中法兰端面对应设置。
一种阀体加工定位方法，应用于所述的阀体加工定位装置，包括如下操作步骤：
步骤一、通过第一夹持机构手动限制待加工的阀体；
步骤二、通过立式铣床对阀体的中法兰端面进行加工处理，完成粗加工，并以中法兰端面为定位基准面；
步骤三、通过第二夹持机构自动夹持中法兰端部，通过立式铣床依次对阀体的相对法兰端部进行加工处理，完成粗加工；
步骤四、通过步骤一重新限制阀体的相对法兰端部，完成阀体的中法兰端面的精加工处理；
步骤五、通过步骤三重新限制阀体的中法兰端部，完成阀体的相对法兰端部的精加工处理；
步骤六、阀体精加工完成后通过第二夹持机构放置在第一夹持机构上。
本发明具有如下技术效果：第一夹持机构的主要作用是同时定位阀体的三个法兰端部，便于立式铣床对位于上方的中法兰端部进行加工处理；第二夹持机构的主要作用是限制、定位法兰的中法兰端部，一方面便于通过中法兰端部确定阀体的基准面，另一方面便于通过基准面使立式铣床完成对阀体的相对法兰端部进行加工处理；通过第一夹持机构与第二夹持机构能够快速找到阀体的基准面，有利于保证加工精度；设置若干组第一夹持机构的主要作用是便于放置多组阀体，加工完成后便于放置新的阀体，有效提升加工效率。整体上，本申请通过定位装置能够根据基准面找正阀体的加工面，又能够有效提升加工效率，满足批量生产的需求，最终达到保质保量的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明定位装置俯视方向示意图；
图2为本发明定位装置主视方向局部示意图；
图3为图2中的A局部放大示意图；
图4为本发明第一夹持机构俯视方向结构示意图；
图5为本发明蜗轮示意图；
其中，1、固定座；2、立式铣床；3、第一工作台；4、第二工作台；5、固定臂；6、第三工作台；7、转动台；8、第四工作台；9、第二丝杠；10、滑块；11、第二V型块；12、调节套筒；13、固定壳体；14、第一丝杠；15、第一V型块；16、定位块；17、第一电机；18、第二电机；19、气缸；20、蜗轮；21、直线电机；22、液压缸；23、导向杆；24、铰接端头；25、铰接臂；26、机械爪；27、第三电机；28、键槽。
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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-5所示，本发明提供了一种阀体加工定位装置，包括固定座1与第一工作台3，固定座1位于第一工作台3的一侧且还固定连接在地面上，固定座1的上方固定连接有立式铣床2，立式铣床2用于加工阀体的三个法兰端部，第一工作台3转动连接在地面上，第一工作台3的顶面周向等间距连接有若干组第二工作台4，第二工作台4上设置有第一夹持机构，第一夹持机构用于定位阀体的三个法兰端部，第一工作台3的中心设置有第二夹持机构，第二夹持机构用于定位阀体的中法兰端部，第二夹持机构还用于驱动阀体且通过立式铣床2依次加工阀体的相对法兰端。
第一夹持机构的主要作用是同时定位阀体的三个法兰端部，便于立式铣床2对位于上方的中法兰端部进行加工处理；第二夹持机构的主要作用是限制、定位法兰的中法兰端部，一方面便于通过中法兰端部确定阀体的基准面，另一方面便于通过基准面使立式铣床2完成对阀体的相对法兰端部进行加工处理；通过第一夹持机构与第二夹持机构能够快速找到阀体的基准面，有利于保证加工精度；设置若干组第一夹持机构的主要作用是便于放置多组阀体，加工完成后便于放置新的阀体，有效提升加工效率。整体上，本申请通过定位装置能够根据基准面找正阀体的加工面，又能够有效提升加工效率，满足批量生产的需求，最终达到保质保量的目的。
进一步优化方案，第一夹持机构包括转动调节部，转动调节部连接在第二工作台4的顶面内，转动调节部的顶部工作面与第二工作台4的顶面共面设置，转动调节部的顶部工作面上通过螺栓固定连接有第四工作台8，第四工作台8的顶面对称固定连接有第一V型块15，法兰的相对法兰端分别对应放置在两组第一V型块15上，第四工作台8与第二工作台4上连接有第一限位单元，第一限位单元用于限制法兰的三个法兰端部。
首先手动放置阀体于两组第一V型块15上，通过第一限位单元限制阀体的位置，通过立式铣床2完成中法兰端面的加工后，通过转动调节部调整阀体的位置，便于第二夹持机构通过中法兰端面快速限制阀体，从而便于下一工序的加工。
进一步优化方案，第一限位单元包括第一丝杠14，第一丝杠14转动连接在第四工作台8的顶面上，第一丝杠14的轴心与转动调节部的转动轴心平行设置，第四工作台8的顶面对称滑动连接有定位块16，两组定位块16分别位于两组第一V型块15的背离侧，第一丝杠14的两端分别贯穿两组第一V型块15，两组定位块16分别螺纹套设在第一丝杠14上，第一丝杠14的中端传动连接有顶部限位部，顶部限位部用于限定法兰的中法兰端部，第二工作台4与第一工作台3上连接有驱动部，驱动部的输出端与第一丝杠14的一端对应设置。
当阀体手动放置在两组第一V型块15上，启动驱动部，使两组定位块16向阀体的相对端部移动，并产生抵接关系，通过顶部限位部，对阀体的中法兰端部进行限位，便于立式铣床2加工中法兰端部。
进一步优化方案，顶部限位部包括第二丝杠9，第二丝杠9转动连接在第四工作台8的顶面，第四工作台8的顶面对称滑动连接有滑块10，两组滑块10的上方分别固定连接有第二V型块11，两组第二V型块11的开口端相对设置，第二丝杠9的中端通过传动组件与第一丝杠14传动连接。
进一步优化方案，传动组件包括固定壳体13，固定壳体13固定连接在第四工作台8的顶面中心，第一丝杠14与第二丝杠9分别贯穿固定壳体13，第一丝杠14垂直设置在第二丝杠9的下方，固定壳体13内转动连接有蜗轮20，蜗轮20周向套设在第二丝杠9的外侧，第一丝杠14啮合在蜗轮20的下方，蜗轮20与第二丝杠9通过调节套筒12传动连接。
驱动第一丝杠14的通过蜗轮20与第一丝杠14啮合，同时使两组第二V型块11与两组定位块16向阀体靠近，并实现限位的目的，针对不同尺寸的中法兰端部，可以首先通过调节套筒12调节两组第二V型块11的距离，实现与两组定位块16实现同步限位的目的。
进一步优化方案，调节套筒12穿过固定壳体13的一侧壁，调节套筒12位于固定壳体13内的一端面周向等间距固定连接有若干凸起，蜗轮20靠近调节套筒12的一端面周向等间距开设有若干键槽28，若干凸起分别适配于若干键槽28内。
当需要调节两组第二V型块11的距离时，手动操作调节套筒12，使若干凸起脱离若干键槽28，手动转动调节套筒12带动第二丝杠9转动的同时，带动两组第二V型块11相互靠近或远离，然后操作调节套筒12重新使若干凸起适配于若干键槽28内，这样设置，防止影响两组第二V型块11与两组定位块16同步向阀体靠近的效果。
进一步优化方案，转动调节部包括转动台7，转动台7转动连接在第二工作台4的顶面内，转动台7的顶面与第二工作台4的顶面共面设置，转动台7的顶面通过螺栓与第四工作台8固定连接，第二工作台4的顶面固定连接有第一电机17，第一电机17的旋转轴与转动台7的转动轴通过齿轮传动连接。
通过启动第一电机17驱动转动台7，改变加工完成中法兰端部的阀体的角度，便于第二夹持机构对中法兰端部的限定和夹持。
进一步优化方案，第二夹持机构包括竖向固定连接在地面上的第三工作台6，第三工作台6与第一工作台3的内侧壁转动连接，第三工作台6的上方竖向固定连接有立柱，立柱上滑动连接有直线电机21，直线电机21的一侧水平固定连接有固定臂5，固定臂5内固定连接有液压缸22，液压缸22的伸缩端固定连接有铰接端头24，铰接端头24通过若干导向杆23与固定臂5滑动连接，铰接端头24远离固定臂5的一端连接有夹持单元。
进一步优化方案，夹持单元包括铰接臂25，铰接臂25的一端铰接在铰接端头24远离固定臂5的一端，铰接臂25上固定连接有第三电机27，第三电机27的旋转轴与铰接臂25的铰接轴同轴心固定连接，铰接臂25远离第三电机27的一端设置有机械爪26，机械爪26的中心转动连接有基准块，基准块与法兰的中法兰端面对应设置。
一种阀体加工定位方法，应用于阀体加工定位装置，包括如下操作步骤：
步骤一、通过第一夹持机构手动限制待加工的阀体；具体的，首先对阀体的三个法兰端进行初步定位；
步骤二、通过立式铣床2对阀体的中法兰端面进行加工处理，完成粗加工，并以中法兰端面为定位基准面，便于进行下一工序的加工精度；
步骤三、通过第二夹持机构自动夹持中法兰端部，通过立式铣床2依次对阀体的相对法兰端部进行加工处理，完成粗加工；
步骤四、通过步骤一重新限制阀体的相对法兰端部，完成阀体的中法兰端面的精加工处理；
步骤五、通过步骤三重新限制阀体的中法兰端部，完成阀体的相对法兰端部的精加工处理；
步骤六、阀体精加工完成后通过第二夹持机构放置在第一夹持机构上。
整体上，以中法兰端面为加工基准，首先对中法兰端面进行粗加工，再以中法兰端面为基准粗加工相对法兰端，然后以粗加工的相对法兰端面为夹持面，对中法兰端面进行精加工；最后再以中法兰端面为基准，对相对法兰端面进行精加工，这样便实现对阀体的所有的法兰端面的加工处理。
进一步优化方案，驱动部包括第二电机18与气缸19，第二电机18沿第一丝杠14的轴心方向滑动连接在第二工作台4的顶面，气缸19固定连接在第一工作台3的顶面，气缸19的伸缩端与第二电机18固定连接，第二电机18的输出端与第一丝杠14的一端对应设置。
进一步优化方案，第一工作台3通过第四电机驱动，第四电机设置在第一工作台3与地面之间。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，而不是指示或暗示所指的装置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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种阀体加工定位装置，其特征在于：包括固定座(1)与第一工作台(3)，所述固定座(1)位于所述第一工作台(3)的一侧且还固定连接在地面上，所述固定座(1)的上方固定连接有立式铣床(2)，所述立式铣床(2)用于加工阀体的三个法兰端部，所述第一工作台(3)转动连接在地面上，所述第一工作台(3)的顶面周向等间距连接有若干组第二工作台(4)，所述第二工作台(4)上设置有第一夹持机构，所述第一夹持机构用于定位所述阀体的三个法兰端部，所述第一工作台(3)的中心设置有第二夹持机构，所述第二夹持机构用于定位所述阀体的中法兰端部，所述第二夹持机构还用于驱动所述阀体且通过所述立式铣床(2)依次加工所述阀体的相对法兰端；
所述第一夹持机构包括转动调节部，所述转动调节部连接在所述第二工作台(4)的顶面内，所述转动调节部的顶部工作面与所述第二工作台(4)的顶面共面设置，所述转动调节部的顶部工作面上通过螺栓固定连接有第四工作台(8)，所述第四工作台(8)的顶面对称固定连接有第一V型块(15)，所述法兰的相对法兰端分别对应放置在两组所述第一V型块(15)上，所述第四工作台(8)与所述第二工作台(4)上连接有第一限位单元，所述第一限位单元用于限制所述法兰的三个法兰端部；
所述第一限位单元包括第一丝杠(14)，所述第一丝杠(14)转动连接在所述第四工作台(8)的顶面上，所述第一丝杠(14)的轴心与所述转动调节部的转动轴心平行设置，所述第四工作台(8)的顶面对称滑动连接有定位块(16)，两组所述定位块(16)分别位于两组所述第一V型块(15)的背离侧，所述第一丝杠(14)的两端分别贯穿两组所述第一V型块(15)，两组所述定位块(16)分别螺纹套设在所述第一丝杠(14)上，所述第一丝杠(14)的中端传动连接有顶部限位部，所述顶部限位部用于限定所述法兰的中法兰端部，所述第二工作台(4)与所述第一工作台(3)上连接有驱动部，所述驱动部的输出端与所述第一丝杠(14)的一端对应设置；
所述顶部限位部包括第二丝杠(9)，所述第二丝杠(9)转动连接在第四工作台(8)的顶面，所述第四工作台(8)的顶面对称滑动连接有滑块(10)，所述两组所述滑块(10)的上方分别固定连接有第二V型块(11)，两组所述第二V型块(11)的开口端相对设置，所述第二丝杠(9)的中端通过传动组件与所述第一丝杠(14)传动连接；
所述传动组件包括固定壳体(13)，所述固定壳体(13)固定连接在所述第四工作台(8)的顶面中心，所述第一丝杠(14)与所述第二丝杠(9)分别贯穿所述固定壳体(13)，所述第一丝杠(14)垂直设置在所述第二丝杠(9)的下方，所述固定壳体(13)内转动连接有蜗轮(20)，所述蜗轮(20)周向套设在所述第二丝杠(9)的外侧，所述第一丝杠(14)啮合在所述蜗轮(20)的下方，所述蜗轮(20)与所述第二丝杠(9)通过调节套筒(12)传动连接；
所述转动调节部包括转动台(7)，所述转动台(7)转动连接在所述第二工作台(4)的顶面内，所述转动台(7)的顶面与所述第二工作台(4)的顶面共面设置，所述转动台(7)的顶面通过螺栓与所述第四工作台(8)固定连接，所述第二工作台(4)的顶面固定连接有第一电机(17)，所述第一电机(17)的旋转轴与所述转动台(7)的转动轴通过齿轮传动连接。
2.根据权利要求1所述的阀体加工定位装置，其特征在于：所述调节套筒(12)穿过所述固定壳体(13)的一侧壁，所述调节套筒(12)位于所述固定壳体(13)内的一端面周向等间距固定连接有若干凸起，所述蜗轮(20)靠近所述调节套筒(12)的一端面周向等间距开设有若干键槽(28)，若干所述凸起分别适配于若干所述键槽(28)内。
3.根据权利要求1所述的阀体加工定位装置，其特征在于：所述第二夹持机构包括竖向固定连接在地面上的第三工作台(6)，所述第三工作台(6)与所述第一工作台(3)的内侧壁转动连接，所述第三工作台(6)的上方竖向固定连接有立柱，所述立柱上滑动连接有直线电机(21)，所述直线电机(21)的一侧水平固定连接有固定臂(5)，所述固定臂(5)内固定连接有液压缸(22)，所述液压缸(22)的伸缩端固定连接有铰接端头(24)，所述铰接端头(24)通过若干导向杆(23)与所述固定臂(5)滑动连接，所述铰接端头(24)远离所述固定臂(5)的一端连接有夹持单元。
4.根据权利要求3所述的阀体加工定位装置，其特征在于：所述夹持单元包括铰接臂(25)，所述铰接臂(25)的一端铰接在所述铰接端头(24)远离所述固定臂(5)的一端，所述铰接臂(25)上固定连接有第三电机(27)，所述第三电机(27)的旋转轴与所述铰接臂(25)的铰接轴同轴心固定连接，所述铰接臂(25)远离所述第三电机(27)的一端设置有机械爪(26)，所述机械爪(26)的中心转动连接有基准块，所述基准块与所述法兰的中法兰端面对应设置。
5.一种阀体加工定位方法，应用于权利要求1-4任一所述的阀体加工定位装置，其特征在于：包括如下操作步骤：
步骤一、通过第一夹持机构手动限制待加工的阀体；
步骤二、通过立式铣床(2)对阀体的中法兰端面进行加工处理，完成粗加工，并以中法兰端面为定位基准面；
步骤三、通过第二夹持机构自动夹持中法兰端部，通过立式铣床(2)依次对阀体的相对法兰端部进行加工处理，完成粗加工；
步骤四、通过步骤一重新限制阀体的相对法兰端部，完成阀体的中法兰端面的精加工处理；
步骤五、通过步骤三重新限制阀体的中法兰端部，完成阀体的相对法兰端部的精加工处理；
步骤六、阀体精加工完成后通过第二夹持机构放置在第一夹持机构上。
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