八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的制作方法

本发明属于球阀加工技术领域，具体涉及八工位水车式铜质球阀专用加工铣床。

背景技术：

球阀具有流通能力大、密封性能好、结构紧凑等优点，被广泛地应用在机械、化工、制药等行业，特别是铜质球阀的应用领域更广。目前，现用球阀的阀体一般都通过车床加工，在整个加工过程中需要多个工序才可以完成一个阀体的加工，整个加工过程包括不同的加工位置和相应的加工工装，需要流转多次，这样的加工方式存在加工效率及精度低，而且每流转一次就有可能出现磕碰和占用较大的空间。高效，高精度的自动化设备的快速发展，市场迫切需求铜质球阀专用加工铣床这类加工设备。

技术实现要素：

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供八工位水车式铜质球阀专用加工铣床。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

八工位水车式铜质球阀专用加工铣床，包括床架、上料机构、转台、数个加工主轴、出料机构，所述转台转动配合于床架，所述转台沿其周向均匀布设有八个工作夹具；所述上料机构用于将球阀坯体驱动至工作夹具，所述工作夹具用于对球阀坯体进行固定；数个加工主轴沿转台的周向分布以形成至少八个工位，用于对工作夹具上的球阀坯体依序加工至球阀成品，且对各工作夹具上的球阀坯体依次加工；所述出料机构用于将球阀成品输出。

作为优选方案，所述上料机构包括设于床架上的取料气爪、水平气缸、旋转气缸、提拉气爪、升降气缸、翻转气缸、伸缩气缸；所述水平气缸用于驱动取料气爪水平伸出，以抓取一个球阀坯体；当取料气爪抓取球阀坯体后，所述水平气缸还用于驱动取料气爪回退，以使球阀坯体处于提拉气爪的下方；所述旋转气缸用于驱动取料气爪旋转，以使球阀坯体旋转90°；升降气缸用于驱动提拉气爪下降，以抓取取料气爪上的旋转后的球阀坯体；所述升降气缸还用于驱动提拉气爪上升，以使球阀坯体提升至目标位置；所述翻转气缸用于驱动升降气缸以及提拉气爪翻转，以使球阀坯体翻转90°；所述伸缩气缸用于驱动提拉气爪伸出，以使球阀坯体活动至工作夹具的侧向；所述翻转后的升降气缸驱动提拉气爪侧向进料，以使球阀坯体活动至相应的工作夹具内。

作为优选方案，所述上料机构还包括提升机、震动盘、分料槽和推料气缸，所述提升机用于将球阀坯体输送至震动盘内，震动盘用于对球阀坯体有序排列并输送至分料槽，所述推料气缸每次将分料槽中的一个球阀坯体推出，以使取料气爪对球阀坯体进行抓取。

作为优选方案，所述床架内设有数根冷却水管，冷却水管与加工主轴一一对应，以对每个加工主轴的加工位进行水冷。

作为优选方案，所述铣床还包括水箱和排屑通道，所述水箱通过水泵与冷却水管连通，所述排屑通道用于回收水冷的水，所述排屑通道与水箱连通。

作为优选方案，所述水箱包括上下布设的高水位水箱和低水位水箱，所述低水位水箱与高水位水箱连通，且连通处设有过滤器；所述低水位水箱与排屑通道连通，所述高水位水箱通过水泵与冷却水管连通。

作为优选方案，所述数个加工主轴中至少有一个为具有轴向驱动动力头的主轴。

作为优选方案，所述床架具有若干主轴安装孔，所述主轴安装孔用于安装加工主轴；所述主轴安装孔的数量大于加工主轴的数量，未安装加工主轴的主轴安装孔安装有挡板。

作为优选方案，所述主轴安装孔与加工主轴之间安装有密封端盖。

作为优选方案，所述床架上还设有水冷机，所述水冷机用于对转台的力矩电机进行冷却。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

本发明的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床，专用于生产1/2″、3/4″、1″的重型球阀阀体，1/2″、3/4″、1″的轻型球阀阀体以及相应的阀帽，加工效率高；且结构简单，操作迅速，能够节省操作时间。

附图说明

图1是本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的框架结构示意图(未包含外罩)；

图2是本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的床架以其上的安装零部件的结构示意图；

图3是本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的床架及其上的安装零部件的另一侧面的结构示意图；

图4是本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的转台与加工主轴的相对位置的结构示意图；

图5是本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的转台的结构示意图；

图6是本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的床架的安装架的结构示意图；

图7是本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的上料机构的部分结构示意图；

图8是本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的上料机构的局部结构示意图；

图9是本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的出料机构的结构示意图；

图10是本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的结构示意图；

图11是本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的另一侧面的结构示意图；

图12是本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的基座与排屑通道的结构示意图；

图13是本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床的另一侧面的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的示例，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，并获得其他的实施方式。另外，以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

本发明的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床，专用于生产1/2″、3/4″、1″的重型球阀阀体，1/2″、3/4″、1″的轻型球阀阀体以及相应的阀帽。

具体地，如图1-13所示，本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床，包括床架1、上料机构2、转台3、九个加工主轴4(数量不限于九个)、出料机构5。如图2所示，本发明实施例的床架1包括基座11和安装在基座上方的安装架12，安装架12用于安装以及支承其它零部件的作用，床架整体结构为钢结构，保证铣床整体结构的结构强度和稳定性。其中，基座11和安装架12为轴对称结构，保证结构的对称性；采用分体式设计，便于运输。

本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床生产球阀的球阀坯体，将球阀坯体加工成球阀成品需要八道工序，其中，八道工序根据球阀的成型工艺确定，即八工位。

本发明实施例的转台3转动安装在床架1内，即转台3转动配合于床架1。其中，如图5所示，转台3沿其周向均匀布设有八个工作夹具，具体包括沿转台的顺时针方向依次布设的第一夹具31、第二夹具32、第三夹具33、第四夹具34、第五夹具35、第六夹具36、第七夹具37、第八夹具38，每个工作夹具用于固定一个球阀坯体，即转台3提供了八个球阀坯体的固定位置，便于对数个球阀坯体进行加工，提供加工效率；本实施例的工作夹具为同步夹具，便于对待加工的球阀坯体进行固定。

本发明实施例的九个加工主轴4安装在床架1上，使得九个加工主轴4沿转台3的周向分布以形成至少八个工位，用于对工作夹具上的球阀坯体依序加工至球阀成品，且对各工作夹具上的球阀坯体依次加工；具体地，如图6所示，床架1具有数个主轴安装孔13，主轴安装孔用于安装加工主轴；其中，主轴安装孔13的数量大于加工主轴的数量(即九个)，便于后续增设加工主轴，以匹配不同的成型工艺，适应性好。安装有加工主轴的主轴安装孔与其上的加工主轴之间安装有密封端盖，保证密封性，防止床架1内加工环境的液体溢出；而且，未安装加工主轴的主轴安装孔安装有挡板，避免加工阀体产生的杂物从未安装加工主轴的主轴安装孔飞出床架1之外。

另外，如图4所示，加工主轴的具体安装位置为：由于第一夹具31所处的位置为进料位置，故第一夹具31对应的位置处不设置加工主轴，其中，第一夹具31所处的位置处于转台的正前方；第二夹具32所处的位置的正对的左侧和下侧分别安装一个加工主轴；第三夹具33所处的位置的正对的右侧安装一个加工主轴，其中，第三夹具33所处的位置处于转台的正下方；第四夹具34所处的位置的正对的左侧和下侧分别安装一个加工主轴；第五夹具35所处的位置的正对的右侧安装一个加工主轴；第六夹具36所处的位置的正对的左侧和右侧分别安装一个加工主轴；第七夹具37所处的位置的正上方安装一个加工主轴，其中，第七夹具37所处的位置处于转台的正上方；第八夹具38为出料位置，也不设置加工主轴，便于球阀的出料。上述各夹具所处的位置均是相对位置关系，在转台转动时随之而变。其中，第七夹具37所处的位置的正上方安装的加工主轴为具有轴向驱动动力头的主轴，实现轴向驱动，便于对球阀坯体进行加工，具有轴向驱动动力头的主轴的具体结构可以参照申请人先前的专利文献cn207616204u，在此不赘述。

为了实现球阀坯体的自动进料，如图7、8和11所示，本发明实施例的上料机构2用于将球阀坯体驱动至相应的工作夹具。具体地，上料机构包括提升机20、振动盘21以及安装在床架1上的取料气爪22、水平气缸23、旋转气缸24、提拉气爪25、升降气缸26、翻转气缸27、伸缩气缸28；其中，提升机20用于将球阀坯体输送至震动盘21内，震动盘21用于对球阀坯体有序排列，振动盘21的出口设有分料槽(图中未示出)，分料槽为滑梯结构，且分料槽的入口处设有传感器，当传感器检测到一个球阀坯体落入分料槽，传感器发出触发信号以控制振动盘暂停，保证只有一个落入分料槽内；推料气缸每次将分料槽中的一个球阀坯体推出至分料槽的出口，以使取料气爪22对球阀坯体进行抓取。

水平气缸23用于驱动取料气爪22水平伸出(即朝分料槽的出口方向驱动)，以便抓取分料槽出口的一个球阀坯体；当取料气爪22抓取球阀坯体后，水平气缸23还用于驱动取料气爪回退，以使球阀坯体处于提拉气爪25的下方；同时，触发振动盘继续运行。当球阀坯体处于提拉气爪25的下方，旋转气缸24用于驱动取料气爪22旋转，使得球阀坯体旋转90°；球阀坯体旋转90°后，升降气缸26用于驱动提拉气爪25下降，以抓取取料气爪22上的旋转后的球阀坯体；提拉气爪25抓取球阀坯体后，取料气爪22松开并复位以进行下一次取料，同时，升降气缸26还用于驱动提拉气爪25上升，以使球阀坯体提升至目标位置；翻转气缸27用于驱动升降气缸26以及上升后的提拉气爪25翻转，以使球阀坯体翻转90°，此时，升降气缸26处于水平面；然后，伸缩气缸28用于驱动提拉气爪25朝工作夹具所处的方向伸出，以使翻转后的球阀坯体活动至工作夹具的侧向；最后，翻转后的升降气缸26驱动提拉气爪25侧向进料，以使球阀坯体活动至相应的工作夹具内。其中，侧向进料的设计解决了正向直接进料的不便之处，因为工作夹具的正向开口空间受限。

具体地，上料机构的具体活动流程如下：提升机将一批球阀坯体输送至振动盘，震动盘对球阀坯体进行有序排列并输出至分料槽，分料槽对球阀坯体进行分料，保证每次只有一个球阀坯体进料；此时，水平气缸驱动取料气爪水平伸出以抓取一个球阀坯体；当取料水平气爪抓取球阀坯体后，水平气缸驱动取料气爪回退至提拉气爪的下方；接着，旋转气缸驱动取料气爪旋转90°以使球阀坯体旋转90°；然后，升降气缸驱动提拉气爪下降以抓取取料气爪上的球阀坯体，取料气爪松开并复位以待下一取料过程；同时，升降气缸驱动提拉气爪上升以使球阀坯体提升至目标位置；接着，翻转气缸驱动升降气缸以及提拉气爪翻转90°，以使球阀坯体翻转90°；然后，伸缩气缸驱动提拉气爪伸出以使翻转后的球阀坯体活动至工作夹具的侧向；最后，翻转后的升降气缸驱动提拉气爪侧向进料，使球阀坯体活动至第一夹具内，从而实现球阀坯体的上料。

当球阀坯体上料至第一夹具后，转台顺时针转动，第一夹具活动至原第二夹具所处的位置，此时，其左侧和下侧的加工主轴伸出分别对球阀坯体进行加工，加工完成后，加工主轴回退，同时，第八夹具可以进行上料；

转台继续顺时针转动，第一夹具活动至原第三夹具所处的位置，此时，其右侧的加工主轴伸出对球阀坯体进行加工，加工完成后，加工主轴回退，同时，第七夹具可以进行上料；

转台继续顺时针转动，第一夹具活动至原第四夹具所处的位置，此时，其左侧和下侧的加工主轴伸出分别对球阀坯体进行加工，加工完成后，加工主轴回退，同时，第六夹具可以进行上料；

转台继续顺时针转动，第一夹具活动至原第五夹具所处的位置，此时，其右侧的加工主轴伸出对球阀坯体进行加工，加工完成后，加工主轴回退，同时，第五夹具可以进行上料；

转台继续顺时针转动，第一夹具活动至原第六夹具所处的位置，此时，其左侧和右侧的加工主轴伸出分别对球阀坯体进行加工，加工完成后，加工主轴回退，同时，第四夹具可以进行上料；

转台继续顺时针转动，第一夹具活动至原第七夹具所处的位置，此时，其正上方的加工主轴伸出对球阀坯体进行加工，加工完成后得到球阀成品，加工主轴回退，同时，第三夹具可以进行上料；

转台继续顺时针转动，第一夹具活动至原第八夹具所处的位置，此时，出料机构将第一夹具夹持的球阀成品进行出料，同时，第二夹具可以进行上料。具体地，如图9所示，出料机构5包括出料气缸51、出料气爪52、出料轨道53，出料气爪52安装在出料气缸51的伸缩端，出料气缸51用于驱动出料气爪52的伸出或回退；出料气爪52为凸形结构，相应地，各个夹具上具有与出料气爪的凸形结构相配的凹形结构，便于出料气爪52抓取球阀成品。当第一夹具活动至原第八夹具所处的位置，此时，出料气缸51驱动出料气爪52伸出，出料气爪52抓取球阀成品，第一夹具松开，出料气缸51驱动出料气爪52回退至出料轨道53的上方；此时，出料气爪52松开，球阀成品掉落在出料轨道53，出料轨道53为倾斜轨道结构，通过出料轨道53输出至输送带6，通过输送带6输送至所需的位置。其中，出料气缸51的伸缩端还设有直线导轨511，保证出料气爪52伸出的直线度，从而实现出料气爪52与工作夹具之间的精确配合。

由于各加工主轴在对球阀坯体进行加工时伴随着高温的产生以及铜屑的生成，故需要对加工位置进行冷却处理以及铜屑的及时处理。因此，如图10-12所示，本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床还包括水箱6、排屑通道7和冷却水管，每个加工主轴的加工头对应设置一根或多根冷却水管，冷却水管贯穿安装架上的贯穿孔至安装架之外并通过水泵与水箱连通，使得水箱内的水能够通过冷却水管对其对应的加工主轴的加工头进行水冷，降低温度。另外，加工过程中生成的铜屑通过排屑通道7排出，具体地，基座11内具有安装排屑通道7的空间110(如图2和3所示)，基座11的上表面的中部具有开口111(如图12所示)，排屑通道7通过开口111与安装架12的内部空间连通(即与各加工主轴的加工空间连通)，使得加工过程中生成的铜屑由于重力作用掉落在排屑通道7内；而且，水冷过程的水也掉落在排屑通道7内，连同铜屑一同排出。而且，排屑通道7的出口与水箱连通，使得水和铜屑一同回流至水箱6内，实现水的循环使用，节约水资源。

如图1所示，本发明实施例的水箱6包括上下布设的高水位水箱61和低水位水箱62，低水位水箱62与高水位水箱61连通，且连通处设有过滤器70，实现对铜屑等杂质的过滤；低水位水箱62与排屑通道7的出口连通，高水位水箱61通过水泵8与冷却水管连通。采用高水位水箱与低水位水箱的组合，能有效过滤铜屑等杂质。本发明实施例的水泵8采用高压水泵，本发明实施例的过滤器70采用精过滤器。

如图13所示，本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床还包括水冷机9，水冷机9用于对转台的力矩电机进行冷却，由于转台长时间运行，其力矩电机产热较高，故需要配置水冷机对其冷却，保证转台的正常运行。

如图13所示，本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床还包括液压站10，液压站10内具有多路电磁阀，分别用于对九个加工主轴以及其它驱动机构进行液压驱动，保证各加工主轴以及其它驱动机构具有足够的驱动力。

本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床还包括电气柜，为铣床内各工作器件的运行以及控制提供电气的保障；其中，电气柜的两侧配置有空调，保证电气柜内的温度状态处于合适的温度区间，有利于电气柜内各电子元器件的正常运行。

另外，本发明实施例的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床还包括钣金外罩a、位于安装架的开口侧14的视窗b(前后均有)、位于钣金外罩前后两侧的网格栅踏板c、以及操控触摸屏d，便于对铣床进行操控。而且，钣金外罩的左右两侧为侧开门结构e，便于对钣金外罩内的各个工作器件进行更换以及维保。

本发明的八工位水车式铜质球阀专用加工铣床，专用于生产1/2″、3/4″、1″的重型球阀阀体，1/2″、3/4″、1″的轻型球阀阀体以及相应的阀帽，加工效率高；且结构简单，操作迅速，能够节省操作时间。

以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。