CN203003659U - 一种关于球阀中球体与阀座配研加工的机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种关于球阀中球体与阀座配研加工的机床，它包含设有导轨的横梁、左、右研磨头主轴总成、左、右主轴进给滚珠丝杆驱动系统、球体运动控制装置和阀座装夹工装，左、右研磨头主轴总成设置在导轨上，左、右主轴进给滚珠丝杆驱动系统的输出端分别接在左、右研磨头主轴总成上；球体运动控制装置设置在左、右研磨头主轴总成之间的空间位置上述阀座装夹工装安装于左、右研磨头主轴总成输出端的万向头上。其目的是为了设计一种能够对球阀中球体与阀座进行配研加工且能获得更高研磨精度、效率更高的机床，与现有的技术相比，具有研磨量及研磨精度可控，加工效率高，使球体与阀座的配合能完全符合硬密封的要求。

Description

一种关于球阀中球体与阀座配研加工的机床

技术领域

本实用新型涉及球面研磨加工技术，特别是一种对球阀中球体与阀座进行配研加工的机床。

背景技术

目前，球阀中球体与阀座的研磨加工主要有以下两种方式：

其一、人工研磨，利用研磨布进行人工表面精整研磨，其特点是效率低；

其二、利用相应研具，采用单头型式对球体进行研磨，其特点是其为非配研型式，这种方式所获得的研磨精度及效率相比本实用新型要低。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种关于球阀中球体与阀座配研加工的机床，使其能够对球阀中球体与阀座进行配研加工且能获得更高研磨精度、效率更高。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术解决方案：一种关于球阀中球体与阀座配研加工的机床，其特征在于它包含横梁、左、右研磨头主轴总成、左、右主轴进给滚珠丝杆驱动系统和球体运动控制装置，其中：

在所述横梁设有导轨，所述左、右研磨头主轴总成设置在导轨上；

所左、右主轴进给滚珠丝杆驱动系统的输出端分别接在所述左、右研磨头主轴总成上；

所述的右研磨头主轴总成或左研磨头主轴总成，它包括主轴输出端万向头、压缩弹簧、滚动花键副、主轴、主轴箱体和主轴驱动电机，所述主轴经相匹配之轴承安装于所述主轴箱体内，所述滚动花键副安装于所述主轴内，所述主轴输出端万向头安装于所述滚动花键副上，所述压缩弹簧安装于所述滚动花键副上并置于所述主轴输出端万向头与所述主轴之间；

所述的球体运动控制装置设置在所述的左、右研磨头主轴总成之间的空间位置上，它包含数控转台、三爪卡盘，所述三爪卡盘安装于所述数控转台上。

本实用新型为了安装方便和方便调试左、右研磨头主轴的轴线与数控转台的旋转轴线之间的关系，实现左、右研磨头主轴的轴线与数控转台的旋转轴线保持在同一平面上，对技术方案作进一步设置：

本实用新型还设有横梁、数控转台的安装固定台面，它包括底座和横梁垫台；所述底座设置在机床最底部，其上设置有横梁垫台安装台面和数控转台安装台面，所述横梁垫台设置在所述横梁垫台安装台面上，所述的数控转台设置于所述数控转台安装台面上，所述横梁安装固定于所述横梁垫台上。

本实用新型为了使球体和阀座安装和加工方便，实现对球阀中多规格球体、阀座的配研，对技术方案作进一步设置：

本实用新型还设有左、右阀座装夹工装和球体装夹固定轴，所述左、右阀座装夹工装分别安装在左、右的所述主轴输出端万向头上；所述球体装夹固定轴下端装夹于所述三爪卡盘上，所述球体装夹固定轴上端与配研的球体相连接。

在本实用新型中，底座上的数控转台以低速(1-2r/min)驱动经三爪卡盘及球体装夹固定轴装夹的球体作回旋运动，在球体上适量涂抹研磨介质研磨膏。左/右研磨头主轴总成在左/右主轴进给滚珠丝杆驱动系统的驱动下，将安装在阀座装夹工装上的阀座驱动至与球体的相匹配位置，使左/右两侧的阀座与球体在两侧研磨头主轴总成内的压缩弹簧的作用下形成弹性压力。当左/右两侧主轴经驱动电机以低速(2-3r/min)驱动后，由于研磨头主轴输出端万向头及压缩弹簧的同时作用，阀座与球体形成柔性且阀座主体带摆动的交互运动，在研磨介质研磨膏的作用下，实现球体与阀座的精整加工，从而达成本实用新型的最终目标：球体与阀座实现研配精整加工。

本实用新型可以通过左/右主轴进给滚珠丝杆驱动系统控制左/右研磨头主轴的进给量，并在两侧研磨头主轴总成内的压缩弹簧的作用下，间接实现对左/右两侧阀座与球体配研压力的控制，通过对研磨介质研磨膏的选择及球体与阀座各自转速的控制，最终可以实现对球体与阀座配研的研磨量及研磨精度的控制。

由于本实用新型设有独立的阀座装夹工装，因此，可配置多套阀座与球体的装夹工装，实现对球阀中多规格球体、阀座的配研。

附图说明

图1为本实施例的立体结构图。

图2为本实施例的结构正视图。

图3为图1的俯视图。

图4为图1的右视图。

图5为本实施例中左/右研磨头主轴总成结构图。

图中：1.横梁；2.右研磨头主轴总成；2′.左研磨头主轴总成；3.右阀座装夹工装；3′.左阀座装夹工装；4.右主轴进给滚珠丝杆驱动系统；4′.左主轴进给滚珠丝杆驱动系统；5.导轨；6.滚珠丝杆驱动系统安装座；7.主轴输出端万向头；8.压缩弹簧；9.滚动花键副；10.主轴；11.主轴箱体；12.主轴驱动电机；13.数控转台；14.三爪卡盘；15.球体装夹固定轴；16.底座；17.横梁垫台；18.横梁垫台安装台面；19.数控转台安装台面；20.球体；21.阀座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步进行详细说明。

如图1-图4所示，本实施例包含横梁1、左、右研磨头主轴总成2′、2、左、右主轴进给滚珠丝杆驱动系统4′、4、球体运动控制装置和左、右阀座装夹工装3′、3，其中：

在所述横梁1的正面设有导轨5和滚珠丝杆驱动系统安装座6，所述左、右研磨头主轴总成2′、2设置在导轨5上，所述左、右主轴进给滚珠丝杆驱动系统4′、4设置在所述滚珠丝杆驱动系统安装座6上，所左、右主轴进给滚珠丝杆驱动系统4′、4的输出端分别接在所述左、右研磨头主轴总成2′、2上。

所述左、右主轴进给滚珠丝杆驱动系统4′、4控制左、右研磨头主轴总成的移动进给，其一、可保证工件具有上、下装卸的适当空间，方便加工工件上、下装卸；其二、可保证加工工件球体与阀座配研加工需获得的适当弹性压力，以满足配研加工的要求。

如图5所示，所述的右研磨头主轴总成2′或左研磨头主轴总成2，它包括主轴输出端万向头7、压缩弹簧8、滚动花键副9、主轴10、主轴箱体11和主轴驱动电机12，所述主轴10经相匹配之轴承安装于所述主轴箱体11内，所述滚动花键副9安装于所述主轴10内，所述主轴输出端万向头7安装于所述滚动花键副9上，所述压缩弹簧8安装于所述滚动花键副9上并置于所述主轴输出端万向头7与所述主轴10之间。通过这一步的实施，其目的是使研磨头主轴形成其一沿X轴线回转运动；其二，配研时，研磨头主轴输出端可在弹簧压力作用下可形成沿轴线的线性运动。

再如图1-图4所示，所述左、右阀座装夹工装3′、3分别安装在左、右的所述主轴输出端万向头7上。

所述的球体运动控制装置设置在所述的左、右研磨头主轴总成2′、2之间的空间位置上，它包含数控转台13、三爪卡盘14和球体装夹固定轴15，所述三爪卡盘安装于所述数控转台13上，所述球体装夹固定轴15下端装夹于所述三爪卡盘14上，所述球体装夹固定轴15上端与配研球体20相连接。

此外，再如图4所示，本实施例还设有横梁、数控转台的安装固定台面，它包括底座16和横梁垫台17；所述底座16设置在机床最底部，其上设置有横梁垫台安装台面18和数控转台安装台面19，所述横梁垫台17设置在所述横梁垫台安装台面18上，所述的数控转台13设置于所述数控转台安装台面20上，所述横梁1安装固定于所述横梁垫台17上。通过上述技术方案的设置，使左、右研磨头主轴的轴线与数控转台的旋转轴线之间关系得到方便调试，实现左、右研磨头主轴的轴线与数控转台的旋转轴线保持同一平面上。

工作时，底座上的数控转台以低速(1-2r/min)驱动经三爪卡盘及球体装夹固定轴装夹的球体作回旋运动，在球体上适量涂抹研磨介质研磨膏。左、右研磨头主轴总成2′、2在左、右主轴进给滚珠丝杆驱动系统4′、4的驱动下，将安装在阀座装夹工装3′、3上的阀座21驱动至与球体20的相匹配位置，使左、右两侧的阀座与球体在两侧研磨头主轴总成内的压缩弹簧的作用下形成弹性压力。当左、右两侧主轴经驱动电机以低速(2-3r/min)驱动后，由于研磨头主轴输出端万向头7及压缩弹簧8的同时作用，阀座21与球体20形成柔性且阀座主体带摆动的交互运动，在研磨介质研磨膏的作用下实现球体与阀座的精整加工，从而达成本实用新型的最终目标：球体与阀座实现研配精整加工。

本实用新型可以通过左、右主轴进给滚珠丝杆驱动系统控制左、右研磨头主轴的进给量，并在两侧研磨头主轴总成内的压缩弹簧的作用下，间接实现对左、右两侧阀座与球体配研压力的控制，通过对研磨介质研磨膏的选择及球体与阀座各自转速的控制，最终可以实现对球体与阀座配研的研磨量及研磨精度的控制。

综上所述，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、设备刚性高、动态性能良好。由于床身部分导轨采用预加负荷的滚动导轨副，各数控轴交流伺服电机及滚珠丝杆副驱动，刚性高、动态性能良好。

2、提高球体与阀座的硬密封水平。本实用新型采用阀座与球体双头一对一直接配研加工模式，工艺先进，配研精度高及加工效率高，使球体与阀座的配合能完全符合硬密封的要求。

3、研磨量及研磨精度可控。本实用新型通过左、右主轴进给滚珠丝杆驱动系统控制左、右研磨头主轴的进给量，并在两侧研磨头主轴总成内的压缩弹簧的作用下，间接实现对左/右两侧阀座与球体配研压力的控制，通过对研磨介质研磨膏的选择及球体与阀座各自转速的控制，实现对球体与阀座配研的研磨量及研磨精度的控制。

4、可适用多规格球体、阀座的配研。由于本实用新型设有独立的阀座装夹工装，可配置多套阀座与球体的装夹工装，实现对球阀中多规格球体、阀座的配研。

Claims (3)

1.一种关于球阀中球体与阀座配研加工的机床，其特征在于它包含横梁(1)、左、右研磨头主轴总成(2′、2)、左、右主轴进给滚珠丝杆驱动系统(4′、4)和球体运动控制装置，其中： 

在所述横梁(1)的正面设有导轨(5)，所述左、右研磨头主轴总成(2′、2)设置在导轨(5)上； 

所左、右主轴进给滚珠丝杆驱动系统(4′、4)的输出端分别接在所述左、右研磨头主轴总成(2′、2)上； 

所述的右研磨头主轴总成(2′)或左研磨头主轴总成(2)，它包括主轴输出端万向头(7)、压缩弹簧(8)、滚动花键副(9)、主轴(10)、主轴箱体(11)和主轴驱动电机(12)，所述主轴(10)经相匹配之轴承安装于所述主轴箱体(11)内，所述滚动花键副(9)安装于所述主轴(10)内，所述主轴输出端万向头(7)安装于所述滚动花键副(9)上，所述压缩弹簧(8)安装于所述滚动花键副(9)上并置于所述主轴输出端万向头(7)与所述主轴(10)之间； 

所述的球体运动控制装置设置在所述的左、右研磨头主轴总成(2′、2)之间的空间位置上，它包含数控转台(13)、三爪卡盘(14)，所述三爪卡盘安装于所述数控转台(13)上。 

2.根据权利要求1所述的一种关于球阀中球体与阀座配研加工的机床，其特征在于还设有横梁、数控转台的安装固定台面，它包括底座(16)和横梁垫台(17)；所述底座(16)设置在机床最底部，其上设置有横梁垫台安装台面(18)和数控转台安装台面(19)，所述横梁垫台(17)设置在所述横梁垫台安装台面(18)上，所述的数控转台(13)设置于所述数控转台安装台 面(20)上，所述横梁(1)安装固定于所述横梁垫台(17)上。 

3.根据权利要求2所述的一种关于球阀中球体与阀座配研加工的机床，其特征在于还设有左、右阀座装夹工装(3′、3)和球体装夹固定轴(15)，所述左、右阀座装夹工装(3′、3)分别安装在左、右的所述主轴输出端万向头(7)上；所述球体装夹固定轴(15)下端装夹于所述三爪卡盘(14)上，所述球体装夹固定轴(15)上端与配研的球体(20)相连接。 

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