阀体机械加工自动化流水线的制作方法

本发明涉及阀体加工自动化设备，具体涉及一种阀体机械加工自动化流水线。

背景技术：

阀体是阀门的主要部件，一些大型的闸阀阀体、截止阀阀体通常都是先铸造成型，然后再对阀体坯件进行机械加工，以达到设计要求。阀体坯件上影响阀门装配性能的机械加工部位有：如图11所示，阀体上设有安装阀杆支架的连接座，需要加工的部位有连接座端面A、沉孔B、环形槽C以及连接座法兰上的螺栓连接通孔D。上述加工部位通常采用普通的车床、铣床、钻床、镗床等机床，由于各个机床都是独立的，在加工时需要进行多次装卡，而且还需要镗孔和铣槽，难以保证连接座上各加工部位的形位公差，造成阀杆支架与阀体装配后阀杆中心偏差较大，产品质量不易控制，使得阀门在使用过程中出现卡死、偏磨等诸多问题；同时也难以形成自动化流水线生产，加工效率低。

技术实现要素：

为了解决现有的普通机床加工阀体上的连接座需要进行多次装卡、形位公差难以保证、阀体质量不易控制及加工效率低的问题，本发明提供一种阀体机械加工自动化流水线，该阀体机械加工自动化流水线采用PLC控制，能够对阀体自动输送、装卡、按次序加工出阀体上连接座的各加工部位，由于采用一次性装卡流水线加工，保证了加工精度，阀体质量易控制，提高了加工效率。

本发明的技术方案是：该阀体机械加工自动化流水线，包括床身及气动升降偏转夹具，所述的床身上安装有沿床身滑动的横向数控滑台，所述的横向数控滑台的一侧设有工件输送滑道、气动机械手及滑移架，气动机械手安装在滑移架上并能够上下升降和水平移动，所述的横向数控滑台的另一侧从左至右依次设有分别安装在纵向滑台上的端面铣削动力头、镗孔动力头、铣槽动力头及钻孔动力头，端面铣削动力头上安装有铣削端面A的铣刀盘，镗孔动力头上安装有镗沉孔B的镗刀，铣槽动力头上安装有铣环形槽C的铣刀，钻孔动力头上安装有钻通孔D的钻头，钻孔动力头固定在转盘上，钻头贯穿转盘并与转盘之间设有间隙，所述转盘与分度头相连接，所述转盘由气动卡紧机构卡紧；所述的横向数控滑台上安装有支撑座，支撑座上方固定有三个V形定位板，三个V形定位板分别与阀体的两端及连接座相对应，支撑座上设有气动升降偏转夹具。

所述的气动升降偏转夹具包括套管、偏转套、压板及气缸，压板固定在偏转套的上端，偏转套的下端连接气缸的活塞杆，偏转套位于套管内并能在套管内转动，套管侧壁上固定有导向销，偏转套侧壁开有导向槽，导向槽由上段和下段的两个轴向直槽和中段的螺旋槽组成，导向销位于导向槽内，压板能够压在阀体的连接座上方。

所述镗孔动力头包括电机、安装座、主轴及回转架，所述的主轴能够相对安装座旋转，主轴上设有中心孔，回转架的一侧安装有镗刀架及进给气缸，镗刀架能够相对回转架沿径向滑动，进给气缸沿径向设置，镗刀架与进给气缸的活塞杆相连；回转架的另一侧设有贯穿中心孔的中心轴，中心轴的伸出端上安装有无限回转供气座，所述的中心轴内部及回转架内部设有第一气孔和第二气孔，第一气孔和第二气孔的一端与进给气缸相通，第一气孔和第二气孔的另一端与无限回转供气座相通。

所述无限回转供气座包括座体、左端盖及右端盖，左端盖与座体之间设有密闭的第一空腔，座体内设有密闭的第二空腔，第一气孔与第一空腔相通，第二气孔与第二空腔相通，第一空腔和第二空腔分别连接换向阀的进气端和回气端。

所述分度头包括分度头座、转轴及伺服电机，转轴安装在分度头座内并能转动，伺服电机与转轴之间通过齿形带传动，转轴与转盘相连接。

所述气动卡紧机构包括上夹钳及下夹钳，上夹钳及下夹钳的一端同铰接点铰接在固定座上，上夹钳及下夹钳的另一端分别铰接上连杆及下连杆，上连杆及下连杆同铰接点铰接在连接块上，所述连接块与夹紧气缸的活塞杆相连，夹紧气缸固定在固定座上。

所述上夹钳及下夹钳的内壁均固定有橡胶衬垫。

所述钻孔动力头为两个且对称设置在转盘上。

所述的气动机械手包括支撑架、提升座及夹臂，支撑架的外侧设有滚轮，提升座上铰接有平衡钩臂，平衡钩臂的下部与夹臂之间设有拉簧，平衡钩臂的下端钩部与阀体上的连接座内孔相对应，平衡钩臂上设有与滚轮相接触面设有直线段及斜线段。

本发明具有如下有益效果：由于采取上述技术方案，阀体在工件输送滑道上连接座朝下排列，阀体滑到工件输送滑道的末端时停止，气动机械手夹持阀体并将其输送至V形定位板上方并放置在V形定位板上，气动机械手升起并回到初始位置。接下来气动升降偏转夹具夹紧阀体，横向数控滑台从左向右移动，使阀体经过端面铣削动力头，完成端面A铣削加工，横向数控滑台移动至镗孔动力头处时停止，对沉孔B进行镗孔，横向数控滑台再向右移动至铣槽动力头处停止，铣刀在沉孔B的底面铣出环形槽C，最后，横向数控滑台移动至钻孔动力头处停止，进行多次钻孔，由分度头进行分度，直至加工完通孔D，钻孔前转盘由气动卡紧机构卡紧能够避免钻孔动力头产生振动，有效保证了钻孔质量。本发明采用PLC控制，能够对阀体自动输送、装卡、按次序加工出阀体上连接座的各加工部位，由于采用一次性装卡流水线加工，保证了加工精度，阀体质量易控制，提高了加工效率。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是图1的俯视图。

附图3是图1的左视图。

附图4是图1中镗孔动力头7的结构示意图。

附图5是图4中无限回转供气座79的结构剖视图。

附图6是图4中镗刀11的安装结构示意图。

附图7是图1中铣槽动力头8的结构示意图。

附图8是图1中钻孔动力头9的结构示意图。

附图9是图1中气动卡紧机构16的结构示意图。

附图10图1中气动升降偏转夹具19的结构示意图。

附图11本发明所加工的阀体的结构示意图。

图中1-床身，2-横向数控滑台，3-工件输送滑道，4-气动机械手，41-支撑架，42-提升座，43-夹臂，44-滚轮，45-平衡钩臂，46-直线段，47-斜线段，48-拉簧，5-滑移架，6-端面铣削动力头，7-镗孔动力头，71-电机，72-安装座，73-主轴，74-回转架，75-中心孔，76-镗刀架，77-进给气缸，78-中心轴，79-无限回转供气座，791-座体，792-左端盖，793-右端盖，794-第一空腔，795-第二空腔，710-第一气孔，711-第二气孔，8-铣槽动力头，9-钻孔动力头，10-铣刀盘，11-镗刀，12-铣刀，13-钻头，14-转盘，15-分度头，151-分度头座，152-转轴，153-伺服电机，154-齿形带，16-气动卡紧机构，161-上夹钳，162-下夹钳，163-固定座，164-上连杆，165-下连杆，166-连接块，167-夹紧气缸，168-橡胶衬垫，17-支撑座，18-V形定位板，19-气动升降偏转夹具，20-套管，21-偏转套，22-压板，23-气缸，24-导向销，25-导向槽, 26-直槽，27-螺旋槽，28-纵向滑台，A-端面，B-沉孔，C-环形槽，D-通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1～图11所示，该阀体机械加工自动化流水线，包括床身1及气动升降偏转夹具19，所述的床身1上安装有沿床身1滑动的横向数控滑台2，所述的横向数控滑台2的一侧设有工件输送滑道3、气动机械手4及滑移架5，气动机械手4安装在滑移架5上并能够上下升降和水平移动，所述的横向数控滑台2的另一侧从左至右依次设有分别安装在纵向滑台28上的端面铣削动力头6、镗孔动力头7、铣槽动力头8及钻孔动力头9，端面铣削动力头6上安装有铣削端面A的铣刀盘10，镗孔动力头7上安装有镗沉孔B的镗刀11，铣槽动力头8上安装有铣环形槽C的铣刀12，钻孔动力头9上安装有钻通孔D的钻头13，钻孔动力头9固定在转盘14上，钻头13贯穿转盘14并与转盘14之间设有间隙，所述转盘14与分度头15相连接，所述转盘14由气动卡紧机构16卡紧；所述的横向数控滑台2上安装有支撑座17，支撑座17上方固定有三个V形定位板18，三个V形定位板18分别与阀体的两端及连接座相对应，支撑座17上设有气动升降偏转夹具19。由于采取上述技术方案，阀体在工件输送滑道3上连接座朝下排列，阀体滑到工件输送滑道3的末端时停止，气动机械手4夹持阀体并将其输送至V形定位板18上方并放置在V形定位板18上，气动机械手4升起并回到初始位置。接下来气动升降偏转夹具19夹紧阀体，横向数控滑台2从左向右移动，使阀体经过端面铣削动力头6，完成端面A铣削加工，横向数控滑台2移动至镗孔动力头7处时停止，对沉孔B进行镗孔，横向数控滑台2再向右移动至铣槽动力头8处停止，铣刀12在沉孔B的底面铣出环形槽C，最后，横向数控滑台2移动至钻孔动力头9处停止，进行多次钻孔，由分度头15进行分度，直至加工完通孔D，钻孔前转盘14由气动卡紧机构16卡紧能够避免钻孔动力头9产生振动，有效保证了钻孔质量。本发明采用PLC控制，能够对阀体自动输送、装卡、按次序加工出阀体上连接座的各加工部位，由于采用一次性装卡流水线加工，保证了加工精度，阀体质量易控制，提高了加工效率。

所述的气动升降偏转夹具19包括套管20、偏转套21、压板22及气缸23，压板22固定在偏转套20的上端，偏转套20的下端连接气缸23的活塞杆，偏转套21位于套管20内并能在套管20内转动，套管20侧壁上固定有导向销24，偏转套21侧壁开有导向槽25，导向槽25由上段和下段的两个轴向直槽26和中段的螺旋槽27组成，导向销24位于导向槽25内，压板22能够压在阀体的连接座上方。夹紧时，气缸23驱动偏转套21下降，在螺旋槽27和导向销24的作用下，偏转套21顺时针转动，直槽26滑到导向销24位置时，偏转套21停止偏转并带动压板22垂直下落并压在阀体的连接座处；松开时与夹紧过程相反。采用气动升降偏转夹具19能够实现在自动夹紧阀体，压板22能够偏转让开V形定位板18的上方空间，利于气动机械手4将阀体输送到V形定位板18上。

所述镗孔动力头7包括电机71、安装座72、主轴73及回转架74，所述的主轴73能够相对安装座72旋转，主轴73上设有中心孔75，回转架74的一侧安装有镗刀架76及进给气缸77，镗刀架76能够相对回转架74沿径向滑动，进给气缸77沿径向设置，镗刀架76与进给气缸77的活塞杆相连；回转架74的另一侧设有贯穿中心孔75的中心轴78，中心轴78的伸出端上安装有无限回转供气座79，所述的中心轴78内部及回转架74内部设有第一气孔710和第二气孔711，第一气孔710和第二气孔711的一端与进给气缸77相通，第一气孔710和第二气孔711的另一端与无限回转供气座79相通。工作时，镗刀架76上安装镗刀，镗孔动力头7沿纵向滑台28移动使镗刀伸入到连接座的内孔，电机71带动主轴73转动，中心轴78的一端与主轴73之间采用莫式锥度配合，中心轴78的另一端利用螺母将中心轴78拉紧，使得中心轴78能够与主轴73同轴心连接，中心轴78带动回转架74随同主轴73一起旋转；进给气缸77上的两个供气孔分别连通第一气孔710和第二气孔711，进给气缸77工作使镗刀架76沿径向向外移动，镗刀加工出沉孔B。

所述无限回转供气座79包括座体791、左端盖792及右端盖793，左端盖792与座体791之间设有密闭的第一空腔794，座体791内设有密闭的第二空腔795，第一气孔710与第一空腔794相通，第二气孔711与第二空腔795相通，第一空腔794和第二空腔795分别连接换向阀的进气端和回气端。座体791和左端盖792上均设置有气路接口，中心轴78旋转时，能够保持气路相通，实现对进给气缸77供气。

所述分度头15包括分度头座151、转轴152及伺服电机153，转轴152安装在分度头座151内并能转动，伺服电机153与转轴152之间通过齿形带154传动，转轴152与转盘14相连接。伺服电机153转动能够通过齿形带154带动转轴152转动一定的角度，按次序加工出连接座上法兰的通孔D，由通孔D的数量计算分度角度。

所述气动卡紧机构16包括上夹钳161及下夹钳162，上夹钳161及下夹钳162的一端同铰接点铰接在固定座163上，上夹钳161及下夹钳162的另一端分别铰接上连杆164及下连杆165，上连杆164及下连杆165同铰接点铰接在连接块166上，所述连接块166与夹紧气缸167的活塞杆相连，夹紧气缸167固定在固定座163上。夹紧气缸167动作时能够上夹钳161及下夹钳162张开或合拢，钻孔时转盘14被夹紧，能够有效减小振动，提高钻孔质量；分度时，161及下夹钳162张开，转盘14能够自动转动。

所述上夹钳161及下夹钳162的内壁均固定有橡胶衬垫168。橡胶衬垫168以防护作用，增加了上夹钳161及下夹钳162与转盘14之间的摩擦力，夹紧转盘14更可靠。

所述钻孔动力头9为两个且对称设置在转盘14上。在钻孔时阀体受力均匀，同时也减少了分度次数，提高了工作效率。

所述的气动机械手4包括支撑架41、提升座42及夹臂43，支撑架41的外侧设有滚轮44，提升座42上铰接有平衡钩臂45，平衡钩臂45的下部与夹臂43之间设有拉簧48，平衡钩臂45的下端钩部与阀体上的连接座内孔相对应，平衡钩臂45上设有与滚轮44相接触面设有直线段46及斜线段47。上提阀门时，平衡钩臂45随同提升座42向上运动，当直线段46与滚轮44接触时，平衡钩臂45的下端钩部刚好钩住阀门连接座的内孔，使阀门提起时不会因重力作用使连接座一端向下偏转，阀门保持水平状态输送至V形定位板18；放下阀门时，提升座42下降，平衡钩臂45也向下滑移，斜线段47与滚轮44接触时，平衡钩臂45张开，平衡钩臂45的下端钩部脱离阀门连接座的内孔。