一种球阀芯及其加工方法与流程

本发明属于阀门技术领域，涉及一种球阀芯，尤其涉及一种球阀芯及其加工方法。

背景技术：

球阀在我们日常生活中接触较为频繁，其主要作用是控制管路的启闭。其中球阀芯作为球阀的主要零部件其需求量十分巨大。普通球阀芯的生产过程基本分为如下几步：1、下料机对圆环形管进行下料即切成一小段一小段的毛胚料；2、对毛胚料外径进行夹持通过车床镗出内孔；3、更换机床进行内撑夹持对毛胚料的外表面进行车圆；4、更换机床再次进行内撑夹持车出与阀杆配合的顶槽；5、更换机床对毛胚料外径夹持车出底槽；6、球面抛光处理。上述步骤中每一步都需要更换车床进行加工，每次更换都需要重新夹持定位操作麻烦，都需要人工对车床进行上料和下料其生产成本过高。而且每次外径夹持过后球阀芯的球面都会受到夹具夹持而损伤，球面抛光的成本较大。

按照上述生产出来的球阀芯为了满足与阀杆配合的要求其顶槽车削不可避免，阀杆通过伸入顶槽内与球阀芯配合，在加工时候由于球阀芯外周面为弧形为了防止顶槽过大通常将顶槽车削成弧形其作用是用于加大槽的深度使得阀杆能更好的卡合，但是带来的是生产效率的降低。

底槽的开设有主要作用是为了降低球阀芯的质量回收部分材料从而降低生产成本。由于球阀芯在市场上的使用量极其庞大，所以在不影响使用的情况下回收部分材料能起到大大降低生产成本的作用，但是车削底槽则伴随着人工和车床使用成本的增加，其实际降低的成本也不尽如人意，而且加工工序的增加也会拉长生产周期。所以解决上述存在的问题是当下刻不容缓要处理的事情。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种球阀芯及其加工方法。它所解决的是现有球阀芯生产成本高且生产效率低的技术问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种球阀芯的加工方法，其特征在于，所述方法按照以下步骤进行：

第一步拉丝：采用模具拉丝得到异形管，所述异形管径向截面呈方形且具有中心孔，所述异形管的一外侧面上具有沿其长度方向凸起的一条或两条的凸筋；

第二步定位：在车床上通过夹具对异形管进行夹持，且所述异形管的一端部分伸出夹具外；

第三步车外圆：通过车床上的刀具对伸出夹具外的所述异形管外表面进行车削且车削后的该工位的异形管呈球形轮廓状；

第四步镗内孔：通过刀具对球形轮廓状一端的异形管中心孔进行镗孔，所述刀具自中心孔孔口处进入且其进入深度与异形管上球形轮廓的长度相同；

第五步切料：通过刀具将球形轮廓状的所述异形管切下形成成品球阀芯。

在车床上通过夹具对异形管进行整管夹持，并将异形管的一端部分伸出夹具外。裸露在外的异形管一端即为待加工位对该待加工位进行加工即可，本方法通过一次夹持定位即可完成球阀芯加工的全过程，减少了人工成本和车床的使用成本，大大降低了生产成本的同时提高了生产效率。而且由于本方法待加工位从开始加工到加工完成被切下之前始终连接在异形管上，夹具不与待加工位直接接触避免了多次夹持定位损伤球阀芯外表面，在球阀芯生产完之后不需要进行抛光处理，进一步降低了生产成本的同时提高了生产效率。加工完的异形管切下即为成品球阀芯然后夹具松开将后端异形管再推出一个待加工位至夹具外再进行加工，省去了下料的步骤和反复装夹毛胚料的过程，适合流水线生产提高了生产效率。

异形管径向截面呈方形且具有中心孔，异形管的一外侧面上具有凸起的凸筋，凸筋沿该面长度方向分布。凸筋呈长条形且其长度与异形管的外侧面长度相同，当凸筋只有一条时，异形管的径向截面呈凸字形。当凸筋具有两条时两条凸筋相互平行且其间具有间隙槽。在第三步车外圆时，车出来的球形轮廓的外周面上具有由异形管外侧面形成的四个平面，这样设置使得加工出来的球阀芯用料得到大幅度下降，其生产成本大大降低。而凸筋车削过程中在球形轮廓上也保留了一小段随后随着切断保留球阀芯上其作用是用于与阀杆配合，直接一步到位车削外圆的同时即加工出了省料的平面又加工出了与阀杆配合的凸筋，优化了加工步骤使得生产成本进一步降低，生产效率得到大幅度提升。

由于本中心孔为异形管自带的中心孔，所以其粗糙度和孔径大小需要通过刀具进行加工，镗大即可，镗大的同时也回收了部分材料，中心孔加大之后将这个工位的异形管切下即为成品球阀芯，保证加工效率的同时生产成本也得到降低。

在上述的一种球阀芯的加工方法中，所述第一步中的拉丝包括第一次拉丝得到异形管毛料和第二次拉丝得到成品异形管。

异形管毛料的尺寸要比成品异形管略大，两者中心孔的大小是相同的。两次拉丝得到的异形管外表面更加光滑和平整，不需要抛光，生产成本得到了降低。

在上述的一种球阀芯的加工方法中，第二步中所述的夹具为弹簧夹头，所述异形管自弹簧夹头的夹持槽伸入且所述弹簧夹头径向收缩对异形管进行夹持。

弹簧夹头夹持端通过径向收缩或扩张夹持异形管，弹簧夹头夹持方便且稳定性高，利于生产加工，当其径向收缩时其夹持端内侧面与异形管的外侧面抵靠接触，接触面积更大，不会损伤到异形管的外侧面，一定程度上降低了生产成本。

一种球阀芯，包括呈球形轮廓状的本体，所述本体上开设有通孔，本体外周面上还设有三个与通孔的中心线相平行的平面，其特征在于，所述本体外周面上设有一根或两根凸起的凸肋，所述凸肋的顶面为与本体的球形相一致的球形面，所述本体上位于凸肋两侧均设有切面，切面与凸肋侧面之间均形成凹口。

本球阀芯的外周面上的三个平面直接由异形管的三个外侧面车外圆后形成，这样设置大大提高了生产效率的同时使得本球阀芯的质量较小使用原材料较少其生产成本得到大幅度下降。本球阀芯的凸肋由异形管上的凸筋在车外圆时得到，所以凸肋的顶面呈与球形轮廓状的本体外周面的弧度相同的球形面状。凸肋可直接用于与阀杆配合，在保证球阀芯使用的前提下大大方便了球阀芯的生产。当具有两条凸筋的异形管车外圆得到的球阀芯上即具有两根凸肋，凸肋与凸肋之间的凹口用于配合固定阀杆。该凹口由原异形管上两条平行的凸筋之间的间隙槽直接通过车外圆时形成，大大提高了生产球阀芯的效率。本球阀芯上的切面实际为异形管上的凸筋所在的侧面，也不需要额外加工，在车外圆时即可一并得到该切面，切面与凸肋侧面之间形成的凹口也是本身加工后就带有的，这样设置大大提高了生产效率。凸肋和切面的组合用于与阀杆配合，大大提高了生产效率。凸肋的顶面呈弧形是由于刀具车外圆时将异形管外表面车削成球形所以也将凸筋顶面一并切削形成弧形，弧形顶面在装配球阀时与阀杆更好配合，方便装配。本球阀芯上的通孔即为异形管镗内孔之后形成，也具有提高了生产效率和降低生产成本的作用。

在上述的一种球阀芯中，所述凸肋长度方向与通孔的中心线相平行。

在上述的一种球阀芯中，所述凸肋高度由中间至两侧逐渐减小至与本体外周面齐平。

由于本体的外周面是球状的，凸筋中间高两端逐渐减小至与本体外周面齐平，这样设置使得本球阀更好装入阀体内且更加顺畅的与阀杆配合，便于装配。

在上述的一种球阀芯中，相邻两所述平面之间相互垂直。

在上述的一种球阀芯中，所述切面与通孔的中心线相平行，且切面还与其相邻的平面垂直。

与现有技术相比，本产品的优点在于：

1、通过一次夹持定位即可完成球阀芯加工的全过程，且夹具不与待加工位的异形管直接接触避免了多次夹持定位损伤球阀芯外表面大大降低了生产成本的同时提高了生产效率。

2、本球阀芯的外周面上的三个平面直接由异形管的三个外侧面车外圆后形成，这样设置大大提高了生产效率的同时使得本球阀芯的质量较小使用原材料较少其生产成本得到大幅度下降。

3、本球阀芯的凸肋、切面和凹口均由异形管本身的侧面与凸筋在车外圆时得到，且凸肋和凹口的组合可直接用于与阀杆配合，在保证球阀芯使用的前提下大大方便了球阀芯的生产。

附图说明

图1是本发明实施例一的异形管部分结构示意图；

图2是本发明实施例一的夹具夹持异形管的示意图；

图3是本发明的异形管车外圆后的结构示意图；

图4是本发明实施例一的球阀芯结构示意图；

图5是本发明实施例一的球阀芯正视图；

图6是本发明实施例二的异形管部分结构示意图；

图7是本发明实施例二的夹具夹持异形管的结构示意图；

图8是本发明实施例二的球阀芯结构示意图；

图9是本发明实施例二的球阀芯正视图。

图中，1、异形管；11、中心孔；12、凸筋；2、弹簧夹头；21、夹持槽；3、本体；31、平面；32、切面；33、凹口；34、通孔；35、凸肋。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图4和图5所示的一种球阀芯，包括呈球形轮廓状的本体3，本体3最大直径所在位置上开设有一呈圆形的通孔34，通孔34对应本体3上具有两个孔口，两个孔口分别为进口和出口，本球阀芯的通孔34的进口和出口均在同一中心线上。本体3外周面上具有与通孔34中心线平行的三个平面31即平面一、平面二和平面三，平面一和平面三相互平行且对称，平面二与平面一和平面三均垂直。平面二与平面一和平面三之间的间距相同。三个平面31的设置使得本球阀在不影响结构强度和使用的情况下使用材料得到了节省，大大降低了生产成本。

与平面二正对的本体3上设有凸起的凸肋35，凸肋35沿通孔34的中心线方向分布，凸肋35高度由中间至两端逐渐减小至与本体3外周面齐平，凸肋35顶面呈弧形。凸肋35的两侧的本体3上还设有切面32，切面32与凸肋35侧面形成凹口33，即凸肋35的两个侧面均具有凹口33，凸肋35和凹口33组合的作用是用于与阀杆配合。阀杆的下端面上具有一字型开口直槽。由于凹口33的存在，凸肋35直接裸露在外安装本球阀芯的时候只需要将球阀芯推入阀体内凸肋35即可进入阀杆上的直槽内卡合形成周向限位，而阀杆下端面也抵靠在切面32上，一步到位完成装配，大大提高了本球阀芯的装配效率。由于凸肋35呈现中间高两端低，使得凸肋35能顺着其顶面弧度随着推送进入到阀杆上的凹槽位内，没有阻隔有效防止凸肋35偏位与阀杆不好卡合，进一步提高了球阀芯装配效率。

图1-图5所示，本球阀芯是通过如下方法加工而成：第一步拉丝：分两次拉丝得到成品异形管1，即第一次使用拉丝模具拉丝得到尺寸较大的异形管1毛料，再使用内径小点拉丝模具对毛料进一步拉丝得到异形管1。这样分两次拉出来的异形管1表面更加均匀且光滑，使得其外表面不需要抛光处理，降低生产成本。以上拉丝出来的异形管1径向截面呈方形且其内具有中心孔11即异形管1具有四个外侧面。异形管1的上侧面还具有凸起的一根凸筋12，凸筋12在异形管1上侧面中心位置且沿该面长度方向分布并与异形管1等长。

第二步定位：将异形管1整管由弹簧夹头2的夹持槽21伸入露出比一个成品球阀芯长度略大的异形管1即可，然后弹簧夹头2径向收缩夹持异形管1。常规的弹簧夹头2其上具有四个能相互远离或靠近的夹持部，四个夹持部包围形成一个呈方形的夹持槽21，通过夹持部的相互靠近或远离来改变夹持槽21的大小来对异形管1进行夹持。本弹簧夹头2上的夹持部上还具有一个可以容纳凸筋12的槽位，防止由于夹持破坏凸筋12的形状。夹持时凸筋12位于槽位内，弹簧夹头2夹持方便且稳定性高，利于生产加工，且弹簧夹头2夹持端径向收缩或扩张通过其加持端内侧面与异形管1的外侧面抵靠接触，接触面积更大，不会损伤到异形管1的外侧面，一定程度上降低了生产成本。在车床上通过夹具对异形管1进行整管夹持，将待加工位裸露在夹具外然后对该待加工位进行加工即可，通过一次夹持定位即可完成球阀芯加工的全过程，减少了人工成本和车床的使用成本，大大降低了生产成本的同时提高了生产效率。本方法采用整管夹持，待加工一端裸露在夹具外，夹具不与待加工位直接接触避免了多次夹持定位损伤球阀芯外表面，在球阀芯生产完之后不需要进行抛光处理，进一步降低了生产成本的同时提高了生产效率。加工完异形管1裸露在夹具外的一端后切下即为成品球阀芯，后弹簧夹头2扩张松开异形管1再将后端异形管1推出一个工位即略大于一个成品球阀芯的长度至夹具外再进行加工，省去了反复上下料的步骤，适合流水线生产提高了生产效率。

第三步车外圆：夹具在转轴的带动下周向转动，车床上的刀具逐渐靠近异形管1裸露在弹簧夹头2外的中心孔11孔口，刀具从异形管1中心孔11孔口处开始走刀对伸出夹具头外的异形管1外表面进行车削且车削后的异形管1待加工一端呈球形轮廓状即毛胚，由于刀具没有将该毛胚与异形管1车断所以该毛胚还与异形管1连成一体。由于异形管1径向截面呈方形且具有中心孔11，异形管1的一外侧面上具有凸起的凸筋12，凸筋12沿该面长度方向分布。所以车出来的毛胚的外周面上具有由异形管1外侧面形成的三个平面31即为球阀芯的平面31，这样设置使得加工出来的球阀芯用料得到大幅度下降，加工步骤变少，其生产成本大大降低。其中异形管1上的凸筋12在车外圆时也一起将整根凸筋12车削成球阀芯与阀杆配合的顶面呈弧形的凸肋35，加工步骤少生产成本低。凸肋12可直接用于与阀杆配合，在保证球阀芯使用的前提下大大方便了球阀芯的生产，提高了效率。本球阀芯上的切面32实际为异形管1上的凸筋12所在的异形管1的一侧面，也不需要额外加工，在车外圆时即可一并得到该切面32，切面32与凸筋12侧面之间形成的凹口33也是本身车外圆加工后就带有的，这样设置大大提高了生产效率。凸筋12的顶面呈与本体3的外周面弧度相同的球形面是由于刀具走刀将异形管1外表面车削成球形轮廓状时也将凸筋12一并切削形成与球形轮廓状的本体3的外周面弧度相同的顶面，弧形的顶面在装配球阀时与阀杆更好配合。凸肋35与凹口33直接通过车外圆得到且直接能用于与阀杆配合，一步到位，大大提高了加工效率，适合流水线生产。

第四步镗内孔：夹具周向转动带动球形轮廓一端周向转动，车床上的刀具自中心孔11孔口开始向中心孔11内车削，刀具走刀路线与中心孔11中心线平行，且伸入中心孔11内一个待加工位即毛胚其内的中心孔11深度，这样加工出来的中心孔11孔径均匀且更大利于过水，且其中心孔11的内周面满足粗糙度要求的同时也回收了部分材料，生产成本进一步降低。

第五步切断并收集球阀芯：在中心孔11加工完毕退刀后，刀具靠近毛胚与异形管1连接的位置，刀具顺着异形管1的端面切下将毛胚与异形管1分离，然后接住掉下的成品球阀芯。异形管1上的凸筋12在球阀芯上形成凸肋35；镗大后的中心孔11形成通孔34；异形管11四个外侧面分别形成球阀芯上的平面31和切面32。本球阀加工方法步骤精简在方便生产提高生产效率的同时也降低了生产成本。

对于一些对成品球阀芯精度或品质要求较高的客户，可以对成品球阀芯的外表面进行除毛刺，毛刺是由于第三步和第五步加工时候产生，可以通过对成品球阀芯进行内撑夹持定位再通过刀具对其外表面进行精车削去除。对于大部分客户不需要去除毛刺的成品球阀芯已经可以进行直接安装使用。当然去除毛刺的成品球阀芯其表面更加平整，外观更加精致。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于：如图6-图9所示本实施例中，拉丝出来的异形管1一侧面上具有两根沿异形管1长度方向分布的凸筋12。所以车外圆后车出的球阀芯上具有两根凸肋35。两根凸肋35相互平行且其间具有间隔所以本体3上具有三个切面32，切面32与凸肋35侧面之间形成三个凹口33，其中两根凸筋12之间的凹口33是用于阀杆安装即将本球阀芯推入阀体内，阀杆下端会卡入两根凸肋35之间的凹口33内形成周向限位。凸肋35、切面32和凹口33也都是在车外圆时直接形成，提高了生产效率的同时生产成本得到降低。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。