一种空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用u型管导正销及其加工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销及其加工工艺，导正销的两端设置为锥形体，导正销的中间部分设置为具有台阶面的轴体，所述轴体包括第一导向轴和第二导向轴。自动插管机利用导正销进行U型管的自动插管，解决了空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机在插管工序中U型管自动导正的问题，减少了U型管对翅片的破坏及U型管自身的磨损；同时改变了导正销的加工工艺，提高了导正销的加工效率，使得导正销的品质更好，保证了自动插管机在插管过程中的可靠性。
【专利说明】一种空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销
及其加工工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销及其加工工艺，属于空调冷凝器和蒸发器翅片U型管自动化插管【技术领域】。
【背景技术】
[0002]空调器中使用的冷凝器和蒸发器多为铜管翅片式热交换器，空调外机普遍采用双排冷凝器，铜管一般采用光滑圆管或内螺纹管，翅片通常由铝箔制成。空调冷凝器和蒸发器翅片U型管插管是空调冷凝器成型的关键工序，其插管质量直接影响空调冷凝器热交换性能。当前U型管插管主要是通过人工操作实现的，U型管单次单根插入，无导向装置。人工插管存在冷凝器质量不稳定、废品率高、效率低、劳动力成本高等诸多问题。
[0003]空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机可代替人工实现U型管的自动插管，与人工插管比较，可高效、可靠、较低成本的实现插管自动化。在U型管自动插管工序中，U型管导正销用于U型管插入翅片组过程中的自动导正，可减少U型管对翅片的破坏及U型管自身的磨损。
[0004]根据现有空调冷凝器和蒸发器翅片成型技术及U型管成型技术，导正销设计应满足空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机的使用要求，具有良好的导向性能、耐磨性能、抗弯强度，同时不能对空调翅片产生破坏。
[0005]为使U型管顺畅地穿入与穿出空调翅片组，需要均衡地设置粗细、长短合适的导正销。U型管内径尺寸较小，安装于U型管口的导正销具有长径比(L/D)很大的特点。常规加工细长导正销时，由于其刚性差，在切削力和切削热的作用下，导正销很容易产生弯曲变形，这样就破坏了刀具和零件相对运动的准确性，严重影响导正销的加工精度。同时导正销产生弯曲变形后，还会引起工艺系统振动，影响导正销的粗糙度。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明提供一种空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销。
[0007]本发明还提供一种制造上述空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销的加工工艺。
[0008]本发明的技术方案如下:
[0009]一种空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销，所述导正销的两端设置为锥形体，所述导正销的中间部分设置为具有台阶面的轴体，所述轴体包括第一导向轴和第二导向轴。
[0010]根据本发明，优选的，所述导正销两端的锥形体均设置为长为30?40mm、锥端直径为Φ2?Φ2.5mm、锥度为1:10的锥形体；所述第一导向轴的长度为40?50mm、直径为
Φ6.2±0.02臟，所述第二导向轴的长度为15?25mm、直径为Φ7.?Γ?_。
[0011]进一步优选的，所述第一导向轴和第二导向轴的表面粗糙度均为1.6μπι;所述锥形体的锥端设置有过渡圆弧，所述过渡圆弧的半径为0.5mm。此设计的好处在于，将锥形体的锥端设置为圆滑过渡的圆弧，能够避免导正销在穿插过程中造成U型管和翅片组的摩擦刮划，同时光滑过渡的锥端有利于导正销的导进和拔出。
[0012]一种制造上述空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销的加工工艺，包括预处理阶段、热处理阶段、轴体磨削阶段及锥形体磨削阶段，步骤如下，
[0013]预处理阶段:选用Crl2MoV合金工具钢作为加工导正销的原料，将原料加热至1150?1180°C后，保温8?10分钟；保温结束后进行油淬，原料冷却至300°C以下，接着将原料在750±10°C下回火2?3小时，以作备用；
[0014]热处理阶段:将预处理后的原料加热至1020?1040°C后，保温40分钟；保温结束后进行气冷，持续气冷60?90s后原料冷却至950?1000°C，接着将原料放入50?100°C油中进行搅拌淬火，以形成加工备料，所得加工备料的硬度为HRC58?62 ；
[0015]轴体磨削阶段:将热处理后的加工备料，利用无心磨床进行轴体的磨削加工，将加工备料磨削出的第一导向轴和第二导向轴；
[0016]锥形体磨削阶段:加工备料的轴体磨削完成后，利用带分度盘的外圆磨床对加工备料进行锥形体的磨削，将加工备料两端磨削出锥形体，磨削完成后得到导正销。
[0017]根据本发明，优选的，所述热处理阶段使用双室真空炉进行加热。
[0018]根据本发明，优选的，所述热处理阶段气冷过程所使用的气体为高纯氮气。
[0019]根据本发明，优选的，所述外圆磨床包括床身、工作台、头架、三爪卡盘、砂轮、磨架、尾座和设置有分度盘的导向滑板，所述工作台设置在床身上，所述头架和尾座设置在工作台上表面的两端，所述头架与三爪卡盘固定连接，所述导向滑板设置在尾座的一侧，所述导向滑板包括导轨和丝杠，所述磨架通过丝杆实现在导轨上的移动，所述砂轮固定设置在磨架上，尾座上设置有顶尖轴。当进行工件磨削加工时，将工件的一端夹装于三爪卡盘，另一端通过顶尖轴顶住工件将工件固定好，通过调整导向滑板的分度盘，调整好导正销锥度加工所需角度后锁紧分度盘，利用导向滑板导轨导向、丝杠传递动力，实现导正销锥度磨削的稳定连续进给。
[0020]进一步优选的，所述外圆磨床还包括支撑锥度卡套，所述支撑锥度卡套设置为一圆柱体，所述圆柱体的一端开口形成一空腔，所述圆柱体的另一端设置有一个与锥形体适应的锥形孔。此设计的好处在于，所述支撑锥度卡套一端空腔套装于外圆磨床尾座顶尖轴上，另一端的锥形孔套装于导正销的锥形体，支撑锥度卡套随外圆磨床尾座顶尖轴一起转动，增设的支撑锥度卡套相应地提高了导正销在加工过程中的刚性，保证了导正销加工件在砂轮高速旋转下的加工精度，同时对导正销加工件进行分段锥度磨削。
[0021]根据本发明，优选的，所述锥形体磨削阶段采用分段锥度磨削的加工方式。在此加工过程中，将导正销工件第一次装夹于三爪卡盘，调整导向滑板通过砂轮磨削15mm锥度；第一次磨削完成后，将支撑锥度卡套上的锥形孔第二次装夹1mm锥度处通过砂轮磨削20mm锥度，第二次磨削完成后，将支撑锥度卡套上的锥形孔第三次装夹25mm锥度处通过砂轮磨削剩余锥度，锥度磨削用量应保证一次磨削完锥度后留有0.05mm的磨削余量,然后再精磨达到图纸要求。
[0022]本发明的有益效果在于:
[0023]1.本发明空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销，解决了空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机在插管工序中U型管自动导正的问题，减少了 U型管对翅片的破坏及U型管自身的磨损。
[0024]2.本发明根据导正销的使用要求，针对导正销加工典型缺陷和问题，在加工工艺、机具等方面进行了系统性的探讨，形成了一套较为合理的加工工艺，且该加工工艺操作简单经济，加工品质易于保证。
[0025]3.本发明采用常规机床加工导正销工件，改造原有机床，通过制作低成本工装夹具完善加工过程，操作简单快捷，提高了导正销的加工效率。
[0026]4.本发明空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销使用方便，效果显著，具有良好的经济效益和社会效益，值得推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明导正销的结构示意图；
[0028]图2为本发明导正销与U形管相配合的结构示意图；
[0029]图3为图2中局部视图1的方大图；
[0030]图4为U型管穿入翅片组的运动过程示意图；
[0031]图5为图4中局部视图1I的放大图；
[0032]图6为无心磨床磨削导正销外径时的示意图；
[0033]图7为改造后的外圆磨床结构示意图；
[0034]图8为导正销第一次装夹于三爪卡盘时的结构示意图；
[0035]图9为导正销第二次装夹于支撑锥度卡套时的结构示意图；
[0036]图10为导正销第三次装夹于支撑锥度卡套时的结构示意图；
[0037]图11为本发明导正销的加工工艺流程图。
[0038]其中:1为第一导向轴,2为第二导向轴，3为锥形体,4为锥形体,5为U型管,6为翅片组，7为导正销工件,8为磨削砂轮,9为第一导轮，10为第二导轮，11为头架，12为三爪卡盘，13为砂轮，14为磨架，15为导向滑板，16为尾座，17为床身，18为工作台，19为工件，20为支撑锥度卡套，21为分度盘，22为第一支撑锥度卡套，23为第二支撑锥度卡套。
【具体实施方式】
[0039]下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
[0040]实施例1:
[0041]一种空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销，导正销的两端设置为锥形体，即锥形体3和锥形体4，导正销的中间部分设置为具有台阶面的轴体，轴体包括第一导向轴I和第二导向轴2,如图1所不。
[0042]其中，导正销两端的锥形体3和锥形体4均设置为长为33.25mm、锥端直径为Φ2.5mm、锥度为1:10的锥形体；第一导向轴I的长度为40mm，直径为Φ6.2±0.02臟，第二导向轴2的长度为20mm，直径为φ第一导向轴I和第二导向轴2的表面粗糙度均为1.6 μ m ;锥形体3和锥形体4的锥端设置有过渡圆弧,所述过渡圆弧的半径为0.5_。导正销与U型管的配合接触过程如图2和图3所示，U型管与翅片组的装配过程如图4和图5所示。
[0043]实施例2:
[0044]一种空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销，结构如实施例1所述，其不同之处在于，所述导正销两端的锥形体均设置为长为30mm、锥端直径为Φ2πιπι、锥度为1:10的锥形体；所述第一导向轴I的长度为50mm、直径为Φ6.2±0.02mm,所述第二导向轴
2的长度为15謹、直径为φ 7.15°.03mm。
[0045]实施例3:
[0046]—种空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销，结构如实施例1所述，其不同之处在于，所述导正销两端的锥形体均设置为长为40mm、锥端直径为Φ2.5mm、锥度为1:10的锥形体；所述第一导向轴I的长度为40mm、直径为Φ6.2±0.02mm,所述第二导向轴2的长度为25mm、直径为φ7.1tf ^mni。
[0047]实施例4:
[0048]一种制造上述空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销的加工工艺，包括预处理阶段、热处理阶段、轴体磨削阶段及锥形体磨削阶段，步骤如下，
[0049]一预处理阶段:选用Crl2MoV合金工具钢作为加工导正销的原料，将原料加热至1180°C后，保温8分钟；保温结束后进行油淬，原料冷却至300°C以下，接着将原料在760V下回火2小时，以作备用；
[0050]一热处理阶段:将预处理后的原料使用双室真空炉加热至1030°C后，保温40分钟；保温结束后进行高纯氮气气冷，持续气冷60s后原料冷却至1000°C，接着将原料放入60°C机油中进行搅拌淬火，以形成加工备料，所得加工备料的硬度为HRC62 ；
[0051]一轴体磨削阶段:将热处理后的加工备料，利用无心磨床进行轴体的磨削加工，将加工备料磨削出直径为Φ6.2mm长度为40mm的第一导向轴和直径为Φ7.1mm长度为20mm的第二导向轴，如图6所示；
[0052]一锥形体磨削阶段:加工备料的轴体磨削完成后，利用带分度盘的外圆磨床对加工备料进行锥形体的磨削，将加工备料两端的锥形体磨削成长为33.25mm、锥端直径为Φ2.5mm、锥度为1:10的锥形体,磨削完成后得到导正销。
[0053]如图7所示，所述外圆磨床包括床身17、工作台18、头架11、三爪卡盘12、砂轮13、磨架14、尾座16和设置有分度盘21的导向滑板15，所述工作台18设置在床身17上，所述头架11和尾座16设置在工作台18上表面的两端，所述头架11与三爪卡盘12固定连接，所述导向滑板15设置在尾座的一侧，所述导向滑板15包括导轨和丝杠，所述磨架14通过丝杆实现在导轨上的移动，所述砂轮13固定设置在磨架14上，尾座16上设置有顶尖轴。当进行工件磨削加工时，将工件的一端夹装于三爪卡盘，另一端通过顶尖轴顶住工件将工件固定好，通过调整导向滑板的分度盘，调整好导正销锥度加工所需角度后锁紧分度盘，利用导向滑板导轨导向、丝杠传递动力，实现导正销锥度磨削的稳定连续进给。
[0054]实施例5:
[0055]一种制造上述空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销的加工工艺，其工艺步骤如实施例4所述，其不同之处在于，所述外圆磨床还包括第一支撑锥度卡套22和第二支撑锥度卡套23，所述支撑锥度卡套为一圆柱体，所述圆柱体的一端开口形成一空腔，所述圆柱体的另一端设置有一个与锥形体适应的锥形孔。
[0056]其中，所述锥形体磨削阶段采用分段锥度磨削的加工方式，加工过程中，将导正销工件第一次装夹于三爪卡盘，调整导向滑板通过砂轮磨削15mm锥度，如图8所示；第一次磨削完成后，将第一支撑锥度22卡套上的锥形孔第二次装夹1mm锥度处通过砂轮磨削20mm锥度，如图9所示；第二次磨削完成后，将第二支撑锥度卡套23上的锥形孔第三次装夹25mm锥度处通过砂轮磨削剩余锥度，如图10所示，锥度磨削用量应保证一次磨削完锥度后留有0.05mm的磨削余量，然后再精磨达到图纸要求。
[0057]实施例6:
[0058]一种制造上述空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销的加工工艺，其工艺步骤如实施例4所述，其不同之处在于，在预处理阶段，将原料加热至1150°C后，保温10分钟；回火温度在740°C下进行回火3小时。
[0059]实施例7:
[0060]一种制造上述空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销的加工工艺，其工艺步骤如实施例4所述，其不同之处在于，在热处理阶段，将预处理后的原料加热至1020°C后，保温40分钟；保温结束后进行气冷，持续气冷90s后原料冷却至950°C，接着将原料放入50°C油中进行搅拌淬火，以形成加工备料，所得加工备料的硬度为HRC58 ；
[0061]实施例8:
[0062]一种制造上述空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销的加工工艺，其工艺步骤如实施例4所述，其不同之处在于，在热处理阶段，将预处理后的原料加热至1040°C后，保温40分钟；保温结束后进行气冷，持续气冷90s后原料冷却至950°C，接着将原料放入100°C油中进行搅拌淬火，以形成加工备料，所得加工备料的硬度为HRC58。
【权利要求】
1.一种空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销，其特征在于，所述导正销的两端设置为锥形体，所述导正销的中间部分设置为具有台阶面的轴体，所述轴体包括第一导向轴和第二导向轴。
2.如权利要求1所述的空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销，其特征在于，所述导正销两端的锥形体均设置为长为30?40mm、锥端直径为Φ2?Φ2.5mm、锥度为1:10的锥形体；所述第一导向轴的长度为40?50mm、直径为Φ6.2±0.02mm,所述第二导向轴的长度为15?25mm、直径为Φ7, if G3mm。
3.如权利要求2所述的空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销，其特征在于，所述第一导向轴和第二导向轴的表面粗糙度均为1.6μπι;所述锥形体的锥端设置有过渡圆弧，所述过渡圆弧的半径为0.5mm。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销的加工工艺，包括预处理阶段、热处理阶段、轴体磨削阶段及锥形体磨削阶段，步骤如下， 预处理阶段:选用Crl2MoV合金工具钢作为加工导正销的原料，将原料加热至1150?1180°C后，保温8?10分钟；保温结束后进行油淬，原料冷却至300°C以下，接着将原料在750±10°C下回火2?3小时，以作备用； 热处理阶段:将预处理后的原料加热至1020?1040°C后，保温40分钟；保温结束后进行气冷，持续气冷60?90s后原料冷却至950?1000°C，接着将原料放入50?100°C油中进行搅拌淬火，以形成加工备料，所得加工备料的硬度为HRC58?62 ； 轴体磨削阶段:将热处理后的加工备料，利用无心磨床进行轴体的磨削加工，将加工备料磨削出的第一导向轴和第二导向轴； 锥形体磨削阶段:加工备料的轴体磨削完成后，利用带分度盘的外圆磨床对加工备料进行锥形体的磨削，将加工备料两端磨削出锥形体，磨削完成后得到导正销。
5.如权利要求4所述的空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销的加工工艺，其特征在于，所述热处理阶段使用双室真空炉进行加热。
6.如权利要求4所述的空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销的加工工艺，其特征在于，所述热处理阶段气冷过程所使用的气体为高纯氮气。
7.如权利要求4所述的空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销的加工工艺，其特征在于，所述外圆磨床包括床身、工作台、头架、三爪卡盘、砂轮、磨架、尾座和设置有分度盘的导向滑板，所述工作台设置在床身上，所述头架和尾座设置在工作台上表面的两端，所述头架与三爪卡盘固定连接，所述导向滑板设置在尾座的一侧，所述导向滑板包括导轨和丝杠，所述磨架通过丝杆实现在导轨上的移动，所述砂轮固定设置在磨架上，尾座上设置有顶尖轴。
8.如权利要求7所述的空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销的加工工艺，其特征在于，所述外圆磨床还包括支撑锥度卡套，所述支撑锥度卡套设置为一圆柱体，所述圆柱体的一端开口形成一空腔，所述圆柱体的另一端设置有一个与锥形体适应的锥形孔。
9.如权利要求4所述的空调冷凝器和蒸发器翅片自动插管机用U型管导正销的加工工艺，其特征在于，所述锥形体磨削阶段采用分段锥度磨削的加工方式。
【文档编号】F16B19/02GK104196849SQ201410429075
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】周军, 李卫, 高新彪, 王中纲, 范维康 申请人:山东大学