一种三通阀门内孔光整加工用仿形磨粒流夹具

1.本发明属于一种精密加工技术领域，尤其是一种三通阀门内孔加工用夹具，具体地说是一种三通阀门内孔光整加工用仿形磨粒流夹具。


背景技术：

2.三通阀门在铸造完成后，由于阀体内腔形状复杂且铸造表面质量不均匀因而难以保证工件形面精度和表面质量一致性，而作为液体输送管道其内表面粗糙度要求较高，传统手磨加工不仅效率低下且打磨困难，亟须一种高效抛光复杂内腔的加工方法。而磨粒流光整加工对复杂流道内各处的材料去除和光整加工具有很大的优势，但磨粒流光整加工在复杂流道内各处的材料去除量较难控制，同时由于三通阀门内部流道复杂，普通机床无法直接对三通阀体进行磨料流加工，因此设计一种与磨料流机床配套的三通阀门内腔加工夹具是解决此类零件内腔光整加工的唯一途径。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有磨粒流光整加工在复杂流道内各处的材料去除量较难控制问题，提供一种三通阀门内腔光整加工用仿形磨粒流夹具。
4.本发明的技术方案是：一种用于三通阀门的仿形磨粒流夹具，主要由大上压盖、支撑环、底部大盖板、底部小盖板、大端芯模、小端芯模、底部芯模、l型柱、侧板组成。
5.所述大上压盖为圆盘形，其端面与磨粒流机床的上磨料缸紧密接触，上有多个扇形孔，用于磨料的进出；上盖板上有台阶状的凸起，用于与支撑环的定位；所述支撑环为圆筒形，支撑环直径与大上压盖和底部大盖板凸起直径相等，紧密配合防止磨料溢出。
6.所述底部大盖板为圆盘形，凸起与支撑环配合，中间开有圆形凹槽用于放置底部小盖板。
7.所述底部小盖板为圆盘形，外侧圆孔用于连接底部大盖板，内侧圆孔用于连接底部芯模，且开有四个圆周槽口用于磨料流通。
8.所述大端芯模为阀体内壁的仿形结构，其端面开有圆孔用于连接侧板，所述大端芯模的远端为防止与底部芯模干涉其结构为圆柱组合删减。
9.所述小端芯模为阀体内壁的仿形结构，其端面开有圆孔用于连接侧板。
10.所述底部芯模为阀体内壁的部分仿形结构，其端面开有圆孔用于连接底部小盖板。
11.所述l型柱与底部大盖板和大上压盖配合，从而夹紧侧板，进而固定阀体。
12.所述侧板其上开有圆孔用于固定大小端芯模，且有圆周槽口用于磨料流通，所述侧板与l型柱紧密配合从而起到固定阀体的目的。
13.进一步的，所述大端芯模、小端芯模、底部芯模材料为3d打印树脂。所述阀体为铸
造成型，材料为炭素钢。
14.进一步的，所述底部大盖板材料为45钢，上开有4个 l型槽口用于安装l型柱。
15.进一步的，所述底部大盖板上有多个螺纹孔用于连接底部小盖板。
16.进一步的，所述侧板的圆周孔中心到底面的距离等于所在阀门端口（大端、小端）的中心到底部大盖板的距离。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过加装仿形芯模，对流经阀体内壁的磨料流速和压力都有增加，提高了材料去除率。且减少了流经阀门内腔的流道面积，从而提高了加工效率。
18.相对于不加装芯模，阀体内壁材料去除率更加均匀且不会产生局部过抛现象，在满足加工要求的同时保证了零件的完整性。
19.使用仿形磨粒流夹具，可以实现阀体内壁面的光整加工，实现表面粗糙度的降低，达到ra0.8~1.6，同时获得具有更好光洁度的阀体内壁面。
附图说明
20.图1是本发明的仿形磨粒流夹具总图。
21.图2是本发明的大上压盖示意图。
22.图3是本发明的支撑环的结构示意图。
23.图4是本发明的底部大盖板示意图。
24.图5是本发明的底部小盖板示意图。
25.图6是本发明的大端芯模示意图。
26.图7是本发明的小端芯模示意图。
27.图8是本发明的底部芯模示意图。
28.图9是本发明的l型柱示意图。
29.图10是本发明的侧板示意图。
30.图中：7为大上压盖，10为支撑环，12为底部大盖板，11为底部小盖板，9为大端芯模，4为小端芯模，6为底部芯模、1为l型柱，3为侧板。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
32.本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征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。
33.本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
34.本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例
如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
35.如图1所示。
36.一种三通阀门内腔光整加工用仿形磨粒流夹具，主要由大上压盖7、支撑环10、底部大盖板12、底部小盖板11、大端芯模9、小端芯模4、底部芯模6、l型柱1、侧板3组成。，所述大上压盖7为圆环形，其端面与磨粒流机床的上磨料缸紧密接触，用于磨料的进出，大上压盖7上有台阶状的凸起，用于与支撑环10的定位；所述支撑环10为圆筒形，支撑环10直径与大上压盖7和底部大盖板12凸起直径相等，紧密配合防止磨料溢出；所述底部大盖板12为圆盘形，凸起与支撑环10配合，中间开有圆形凹槽用于放置底部小盖板11，凹槽内开有若干螺纹孔，用于固定底部小盖板11；所述底部小盖板11为圆盘形，外侧圆孔用于连接底部大盖板12，内侧圆孔用于连接底部芯模6，且开有四个圆周槽口用于磨料流通；所述大端芯模9为阀体内壁的仿形结构，其端面开有圆孔用于连接侧板3，所述大端芯模9的远端为防止与底部芯模6干涉其结构为圆柱组合删减结构；所述小端芯模4为阀体内壁的仿形结构，其端面开有圆孔用于连接侧板）；所述底部芯模6为阀体内壁的部分仿形结构，其端面开有圆孔用于连接底部小盖板（11）；所述l型柱（1）与底部大盖板12和大上压盖7配合，从而夹紧侧板3，进而固定阀体；所述侧板3其上开有圆孔2(8)用于固定大端芯模9和小端芯模4，且有扇形孔用于磨料流通，所述侧板3与l型柱1紧密配合从而起到固定阀体的目的。
37.如图2所示，大上压盖7为圆环形，其端面与磨粒流机床的上磨料缸紧密接触，有台阶状的凸起，用于与支撑环10的定位；如图3所示，支撑环10为圆筒形，支撑环10直径与大上压盖7和底部大盖板12凸起直径相等，三者紧密配合防止磨料溢出。
38.如图4所示，底部大盖板12为圆盘形，凸起与支撑环10配合，中间开有圆形凹槽用于放置底部小盖板11，且凹槽内有若干螺纹孔用于连接底部小盖板。底部大盖板12上还有四个l型凹槽用于配合l型柱。
39.如图5所示，底部小盖板11为圆盘形，外环的若干圆孔用于与底部大盖板12进行连接，内环的若干圆孔用于连接底部芯模6，底部小盖板11还开有四个扇形孔用于磨料的流通。
40.如图6所示，大端芯模9为阀体内壁的仿形结构，其端面开有四个圆孔用于与侧板3进行螺纹连接，为了防止与底部芯模6干涉，所述大端芯模9的远端结构为圆柱组合删减。
41.如图7所示，小端芯模4为阀体内壁的仿形结构，其端面开有螺纹孔用于连接侧板。
42.如图8所示，所述底部芯模6为阀体内壁的部分仿形结构，其端面开有螺纹孔用于连接底部小盖板11。
43.如图9所示，所述l型柱1一端嵌入底部大盖板12的l型凹槽内，另一端被大上压盖7压紧，所述l型柱1共四根，与侧板3紧密配合，进而实现阀体5的定位。
44.如图10所示，所述侧板3其上开有圆孔2（8）用于固定大小端芯模9、4，所述侧板3其上还开有扇形孔13用于磨料流通，所述侧板3与l型柱1紧密配合从而固定阀体。
45.所述大端芯模9、小端芯模4、底部芯模6材料为3d打印树脂。所述阀体为铸造成型，
材料为炭素钢。
46.所述底部大盖板12材料为45钢，上开有4个 l型槽口用于安装l型柱1。
47.所述底部大盖板12上有多个螺纹孔用于连接底部小盖板11。
48.所述侧板3的圆周孔中心到底面的距离等于所在阀门端口（大端、小端）的中心到底部大盖板12的距离。
49.详述如下：如图1所示，加工零件以dn100口径铸造三通阀门为例，其材料为碳素钢。零件为三通孔的复杂型腔阀体，用于管道连接，由于阀体内腔形状复杂且铸造表面质量不均匀因而难以保证工件形面精度和表面质量一致性，最终需采用磨粒流加工，粗糙度要求保证ra0.8~1.6。
50.三通阀门仿形磨粒流夹具由大上压盖7、支撑环10、底部大盖板12、底部小盖板11、大端芯模9、小端芯模4、底部芯模6、l型柱1、侧板3组成。
51.如图1所示，本发明所述夹具的使用方法如下：1）首先将底部芯模6和底部小盖板11用若干螺栓连接起来，再将底部小盖板11和底部大盖板12螺栓连接，并将底部大盖板12放置在磨粒流机床的下磨料缸上。
52.2）调整阀体5与底部芯模6的相对位置使其正确配合，将阀体5置于底部大盖板12上，将大端芯模9与小端芯模4分别用螺栓与侧板3连接并放入阀体内腔，侧板3底部置于底部大盖板上12，将四个l型柱1嵌入底部大盖板12的l型槽口中，使l型柱1与侧板3紧贴以保证阀体定位。
53.3）将支撑环10置于底部大盖板12上，并将大上压盖7置于支撑环10和l型柱1上。
54.4）仿形磨粒流夹具装配完成后，磨粒流机床将磨料从下磨料缸挤出，磨料沿着底部大盖板12的4个扇形孔进入阀体内腔直接加工，在芯模的引流下，从大小两端所安装侧板的扇形孔流出，并进入到支撑环10内，之后经过大上压盖7进入到上磨料缸。同理，在机床的下行程中，磨料从上磨料缸挤出进入支撑环再从大小两端扇形孔进入阀体内腔，通过阀体底端后进入下磨料缸。多次反复加工，直至阀体内壁抛光达到技术要求。
55.最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
56.本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

技术特征：
1.一种三通阀门内孔光整加工用仿形磨粒流夹具，其特征在于：它包括大上压盖（7）、支撑环（10）、底部大盖板（12）、底部小盖板（11）、大端芯模（9）、小端芯模（4）、底部芯模（6）、l型柱（1）和侧板（3），所述大上压盖（7）为圆环形，其端面与磨粒流机床的上磨料缸紧密接触，用于磨料的进出，大上压盖（7）上有台阶状的凸起，用于与支撑环（10）的定位；所述支撑环（10）为圆筒形，支撑环（10）直径与大上压盖（7）和底部大盖板（12）凸起直径相等，紧密配合防止磨料溢出；所述底部大盖板（12）为圆盘形，凸起与支撑环（10）配合，中间开有圆形凹槽用于放置底部小盖板（11），凹槽内开有若干螺纹孔，用于固定底部小盖板（11）；所述底部小盖板（11）为圆盘形，外侧圆孔用于连接底部大盖板（12），内侧圆孔用于连接底部芯模（6），且开有四个圆周槽口用于磨料流通；所述大端芯模（9）为阀体内壁的仿形结构，其端面开有圆孔用于连接侧板（3），所述大端芯模（9）的远端为防止与底部芯模（6）干涉其结构为圆柱组合删减结构；所述小端芯模（4）为阀体内壁的仿形结构，其端面开有圆孔用于连接侧板（3）；所述底部芯模（6）为阀体内壁的部分仿形结构，其端面开有圆孔用于连接底部小盖板（11）；所述l型柱（1）与底部大盖板（12）和大上压盖（7）配合，从而夹紧侧板（3），进而固定阀体；所述侧板（3）其上开有圆孔（2，8）用于固定大端芯模（9）和小端芯模（4），且有扇形孔用于磨料流通，所述侧板（3）与l型柱（1）紧密配合从而起到固定阀体的目的。2.根据权利要求1所述的仿形磨粒流夹具，其特征在于所述大端芯模（9）、小端芯模（4）、底部芯模（6）材料为3d打印树脂；所述阀体为铸造成型，材料为碳素钢。3.根据权利要求1所述的仿形磨粒流夹具，其特征在于所述底部大盖板（12）材料为45#钢，上开有4个 l型槽口用于安装l型柱（1）。4.根据权利要求1所述的仿形磨粒流夹具，其特征在于所述底部大盖板（12）上有多个螺纹孔用于连接底部小盖板（11）。5.根据权利要求1所述的仿形磨粒流夹具，其特征在于所述侧板（3）的圆周孔中心到底面的距离等于所在阀门端口的中心到底部大盖板（12）的距离。

技术总结
一种三通阀门内孔光整加工用仿形磨粒流夹具，其特征是它包括大上压盖、支撑环、底部大盖板、底部小盖板、大端芯模、小端芯模、底部芯模、L型柱、侧板，通过在阀门流道内放置芯模，形成跟随阀体内壁面的磨料流道，使得流经阀体内壁面的磨料流速更快、压力更大，从而提高了材料去除率。通过加装具有仿形结构的芯模，可以提高磨料加工阀体内壁面的均匀性，从而获得更好的内壁面质量。磨料在阀体内部反复循环加工，从而去除铸造缺陷，增加表面光洁度的同时也能得到较低的阀体内壁表面粗糙度。本发明有效地提高了磨粒流对阀体内腔的加工效率和加工精度，为阀门的精加工提供了新方法。为阀门的精加工提供了新方法。为阀门的精加工提供了新方法。


技术研发人员：孙玉利 刘彦磊 杨范轩 范武林 孙超越 左敦稳
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2023.08.04
技术公布日：2023/10/19