一种黄铜温控阀芯加工装置及其加工工艺的制作方法

本发明涉及一种加工装置及其工艺，尤其是涉及一种黄铜温控阀芯加工装置及其加工工艺。

背景技术：

温度控制阀简称温控阀是流量调节阀在温度控制领域的典型应用，其基本原理是通过控制换热器、空调机组或其他用热、冷设备、一次热(冷)媒入口流量，以达到控制设备出口温度。当负荷产生变化时，通过改变阀门开启度调节流量，以消除负荷波动造成的影响，使温度恢复至设定值。

温控阀的阀芯是控制冷热水温度平衡的重要零件,其加工复杂，精度要求高。如图1为所需生产加工的温控阀阀芯的正视图，如图2所示为温控阀阀芯的左侧视图，温控阀阀芯为圆筒状结构，其左侧设置有相互之间成120°的三角支板20、温控阀阀芯的右端部设置有四个腰形孔26，四个腰形孔26环绕着温控阀阀芯的中心轴设置，四个腰形孔26的两侧分别设置有左挡环与右挡环，右挡环的右侧设置有外螺纹24。

上述的温控阀阀芯通道垂直交错位置度要求高，尺寸精度要求高。若采用通用的加工设备，逐步进行生产加工，则加工工艺路线长；在加工设备上需要重复定位，积累误差大，零件尺寸精度与位置精度难以保证，不适应大批量生产。上述温控阀阀芯材料要求为无铅抗脱锌黄铜材料,耐脱锌腐蚀性条件为切片试样1.5MM内,取5个最大脱锌点,最大脱锌平均值不超过100UM。其中最大值不超过150UM。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种黄铜温控阀芯加工装置及其加工工艺，设置了有针对性的黄铜温控阀芯的加工装置，实现了多种加工工序一体化自动加工，减少节省了人力、设备资源节约了加工成本；减少工件了转序装夾次数，避免了重复定位误差，提高了产品的位置公差，适应规模化量产。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种黄铜温控阀芯加工装置，包括动力组件与设置有纵向导轨的机身，纵向导轨上安装有主轴箱与拖板，所述的主轴箱上设置有固定待加工工件的工装，所述的拖板上设置有横向导轨，所述的横向导轨上分别安装有轴向动力头与径向动力头，所述的轴向动力头靠近主轴箱的端部设置有圆盘铣刀，轴向动力头的侧面设置有固定刀架，所述的固定刀架上安装有外圆车刀与圆弧车刀，所述的径向动力头上设置有圆弧车刀。

本发明进一步的优选方案：所述的工装端部设置有圆锥内胀式三爪卡盘，所述的圆盘铣刀与外圆铣刀平行于工件的轴向设置，所述的圆弧车刀与键槽铣刀垂直于工件的轴向设置。设置胀式三爪卡盘去固定半成品工件，在不影响工件加工的同时，又能够保证固定的稳定性。

本发明进一步的优选方案：所述的圆盘铣刀包括均匀分布的五个刀片，所述的五个刀片位于同一个圆周上。圆盘铣刀是通过高速旋转来对工件进行铣削，设置多个刀片有限提高加工效率。相比于单个刀片进行铣削，设置多个刀片能够减少刀片的损耗。

一种黄铜温控阀芯加工工艺，包括如下步骤：

1)取直径为45mm的连铸铜棒，通过闭式单点压力机对连铸铜棒进行锻造，锻造温度为650~720℃，并对锻造得到的锻件进行模切；

2)通过箱式电阻炉对步骤1中的锻件设定回火温度与保温时间进行热处理，得到直径为53mm的圆柱部且右端设置有直径为60mm圆台部的锻件。

3)通过数控机床以步骤2中得到的锻件的外周四点以及左端面的一点进行定位，通过数控机床上的刀具工作对产品的右端面进行切割得到直径为49mm的第一内孔，刀具继续工作对第一内孔的底面进行切割得到直径为45.6mm的第二内孔，刀具继续工作对第二内孔底面进行扩孔得到直径为4.5mm的第三内孔；

4)通过数控机床对锻件右端外侧加工得到M55×1.5的外螺纹，至此得到半成品的工件；

5)将步骤4得到的工件通过黄铜温控阀芯加工装置上的工装以第一内孔的内周四点以及右端面的一点进行定位行定位，动力组件工作，工装带动工件高速旋转，外圆车刀移动对工件右端的外周面进行切削得到直径为53mm的圆柱体并将工件的右端面切削平整；

6)动力组件工作，外圆车刀退离工件，圆弧车刀靠近工件右端的外周，对工件右端的外表面切削得到一个90°的圆弧槽，圆弧车刀退离工件；

7)工装停止旋转并将工件径向水平定位锁紧，轴向动力头带动高速旋转的圆盘铣刀轴向进给铣削，将工件的右端部铣削掉半径为30mm、弧度为120°的圆弧块，完成后圆盘铣刀退离；

8)工装带动工件旋转120°后重复步骤7，工装再次带动工件旋转120°后再次重复步骤120°；

9)工装以步骤7中的定位位置为基准旋转20°；

10)径向动力头带动键槽铣刀高速旋转，键槽铣刀移动铣削得到15*31.5mm的腰形孔；

11)工装旋转90°，重复步骤10，工装再旋转90°，重复步骤10，工装再旋转90°，重复步骤10，得到四个腰形孔；

12)至此完成了所有的加工步骤，黄铜温控阀芯加工装置恢复初始位置，停止工作，得到了成品的黄铜温控阀芯。

本发明进一步的优选方案：黄铜温控阀芯加工工艺，步骤3之后还设置有如下步骤后才进行步骤4的加工：

1)通过数控机床对锻件的圆台部右端进行加工得到宽度为8.6mm、直径为59mm的螺纹外径；

2)对锻件的圆台部的外周面进行切割宽度为16mm的外槽；

3)对螺纹外径、端部进行精加工并加工得到倒角；

4)对外槽进行精加工并加工得到倒角；

5)对第一内孔、第二内孔进行精加工，对第三内孔进行精扩。

与现有技术相比，本发明的优点在于首先通过下料、模锻、热处理得到黄铜温控阀芯的加工元件。然后通过普通的数控加工车床，对锻件内进行扩孔钻孔，对锻件的外表面进行外螺纹的加工，得到半成品工件。最后通过黄铜温控阀芯加工装置对半成品工件进行加工。本发明针对黄铜温控阀芯加工装工序，设计了黄铜温控阀芯加工装置，将车削Φ53外圆、平端面；车削90°圆孤槽；圆盘铣刀轴向进给铣削；键槽铣刀铣削圆孤槽等步骤在一个加工装置中得以完成，避免了传统逐步进行生产加工，导致的加工工艺路线长，在加工设备上需要重复定位，积累误差大，零件尺寸精度与位置精度难以保证，不适应大批量生产等问题。

附图说明

图1为为所需生产加工的温控阀阀芯的正视图；

图2为所需生产加工的温控阀阀芯的左侧视图；

图3为黄铜温控阀芯加工装置的结构示意图；

图4为半成品工件的结构示意图；

图5为图2中AA截面的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图5所示：一种黄铜温控阀芯加工装置，包括动力组件与设置有纵向导轨的机身11，纵向导轨13上安装有主轴箱1与拖板10，主轴箱1上设置有固定待加工工件4的工装3，拖板10上设置有横向导轨13，横向导轨13上分别安装有轴向动力头12与径向动力头9，轴向动力头12靠近主轴箱1的端部设置有圆盘铣刀2，轴向动力头12的侧面设置有固定刀架6，固定刀架6上安装有外圆车刀5与圆弧车刀7，径向动力头9上设置有圆弧车刀7。

工装3端部设置有圆锥内胀式三爪卡盘，圆盘铣刀2与外圆铣刀平行于工件4的轴向设置，圆弧车刀7与键槽铣刀8垂直于工件4的轴向设置。

圆盘铣刀2包括均匀分布的五个刀片，五个刀片位于同一个圆周上。

一种黄铜温控阀芯加工工艺，包括如下步骤：

1)取直径为45mm的连铸铜棒，通过闭式单点压力机对连铸铜棒进行锻造，锻造温度为650~720℃，并对锻造得到的锻件进行模切；

2)通过箱式电阻炉对步骤1中的锻件设定回火温度与保温时间进行热处理，得到直径为53mm的圆柱部且右端设置有直径为60mm圆台部的锻件。

3)通过数控机床以步骤2中得到的锻件的外周四点以及左端面的一点进行定位，通过数控机床上的刀具工作对产品的右端面进行切割得到直径为49mm的第一内孔21，刀具继续工作对第一内孔21的底面进行切割得到直径为45.6mm的第二内孔22，刀具继续工作对第二内孔22底面进行扩孔得到直径为4.5mm的第三内孔23；

4)通过数控机床对锻件右端外侧加工得到M55×1.5的外螺纹24，至此得到半成品的工件4；

5)将步骤4得到的工件4通过黄铜温控阀芯加工装3置上的工装3以第一内孔21的内周四点以及右端面的一点进行定位行定位，动力组件工作，工装3带动工件4高速旋转，外圆车刀5移动对工件4右端的外周面进行切削得到直径为53mm的圆柱体并将工件4的右端面切削平整；

6)动力组件工作，外圆车刀5退离工件4，圆弧车刀7靠近工件4右端的外周，对工件4右端的外表面切削得到一个90°的圆弧槽25，圆弧车刀7退离工件4；

7)工装3停止旋转并将工件4径向水平定位锁紧，轴向动力头12带动高速旋转的圆盘铣刀2轴向进给铣削，将工件4的右端部铣削掉半径为30mm、弧度为120°的圆弧块，完成后圆盘铣刀2退离；

8)工装3带动工件4旋转120°后重复步骤7，工装3再次带动工件4旋转120°后再次重复步骤120°；

9)工装3以步骤7中的定位位置为基准旋转20°；

10)径向动力头9带动键槽铣刀8高速旋转，键槽铣刀8移动铣削得到15*31.5mm的腰形孔26；

11)工装3旋转90°，重复步骤10，工装3再旋转90°，重复步骤10，工装3再旋转90°，重复步骤10，得到四个腰形孔26；

12)至此完成了所有的加工步骤，黄铜温控阀芯加工装3置恢复初始位置，停止工作，得到了成品的黄铜温控阀芯。

黄铜温控阀芯加工工艺，步骤3之后还设置有如下步骤后才进行步骤4的加工：

1)通过数控机床对锻件的圆台部右端进行加工得到宽度为8.6mm、直径为59mm的螺纹外径；

2)对锻件的圆台部的外周面进行切割宽度为16mm的外槽27；

3)对螺纹外径、端部进行精加工并加工得到倒角；

4)对外槽27进行精加工并加工得到倒角；

5)对第一内孔21、第二内孔22进行精加工，对第三内孔23进行精扩。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。