CN110434562A - 一种气门嘴加工系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种气门嘴加工系统及方法，包括用于加工零件的芯腔的冷镦设备、用于对所述零件的外形进行机加工的车床设备和用于加工所述零件的外螺纹的三轮滚丝设备；所述车床设备包括车床机身和用于机加工所述零件的加工组件，所述加工组件设置在所述车床机身上，且所述加工组件的个数为至少两组。本申请所提供的加工系统，采用冷镦设备对零件的芯腔直接成型，提高精度，节省后道车床设备的加工工序，降低生产报废率，降低成本；并且，采用三轮滚丝设备对外锁紧螺纹进行加工，可以提高效率及提高螺纹强度，消除了数控设备加工外螺纹的时间，采用双头或者多头车床设备机加工，提高效率。

Description

一种气门嘴加工系统及方法

技术领域

本申请涉及气门嘴加工领域，特别是涉及一种气门嘴加工系统及方法。

背景技术

轮胎压力监测系统用气门嘴的加工，一般采用普通数控车加工气门嘴芯腔、内外螺纹及头部形状。

然而，现有技术中在对气门嘴进行加工的过程中，采用的设备是普通数控车床，没有针对性，必须经过多道车加工，工序繁琐，效率低下，成本增加；另外，棒料在机加工时会产生碎屑，导致材料浪费严重。、

现有的加工工艺中，气门嘴的加工效率为3只/分钟，报废率约千分之十左右，车削工序加工效率低下，每组设备整体效率只有1.1只/分钟。

因此，如何有效提高气门嘴加工的效率和质量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

申请内容

本申请的目的是提供一种气门嘴加工系统及方法，用于节省加工工序，降低生产报废率，降低成本。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种气门嘴加工系统，包括用于加工零件的芯腔的冷镦设备、用于对所述零件的外形进行机加工的车床设备和用于加工所述零件的外螺纹的三轮滚丝设备；所述车床设备包括车床机身和用于机加工所述零件的加工组件，所述加工组件设置在所述车床机身上，且所述加工组件的个数为至少两组。

优选的，所述车床设备还包括车床振动盘和用于将所述零件移动至所述加工组件上的装夹部件，所述装夹部件可上下移动以运输所述零件。

优选的，各所述加工组件均包括用于夹紧所述工件的夹头、用于带动所述夹头移动的夹紧气缸、用于带动所述夹头转动的主轴、用于夹持刀具的刀架以及用于安装所述刀架的托架；还包括供所述托架沿X轴方向移动的X轴滑轨，所述托架上设有供所述刀架沿Y轴方向移动的Y轴滑轨。

优选的，所述夹头包括支撑筒和由圆盘分割而成的夹头主体、各所述夹头主体之间设有弹性部件，所述零件可在贯穿所述夹头主体时将各所述夹头主体向中部压缩，并在所述零件套入所述支撑筒后，各所述夹头主体向外弹出；所述夹紧气缸可拉动各所述夹头主体以将所述零件压紧。

优选的，所述夹头包括支撑筒和由至少两个卡爪构成的夹头主体、所述卡爪上设有可与所述零件的端部卡接的卡接部，各所述卡爪可沿所述支撑筒的径向移动，以供所述零件套设在所述支撑筒上，并将所述零件压紧。

优选的，所述三轮滚丝设备包括滚丝机机身、设置在所述滚丝机机身上的滚丝轮组件以及压紧凸轮，所述滚丝轮组件包括至少一个可调滚丝轮传动轴，所述压紧凸轮可压紧所述可调滚丝轮传动轴以加工所述零件，且所述压紧凸轮转动预设角度后，所述可调滚丝轮传动轴可带动对应的滚丝轮远离其他滚丝轮以供所述零件放入或脱落。

优选的，还包括安装在所述滚丝机机身上的滚丝机振动盘和用于将所述零件放入所述滚丝机组件内的上料组件，所述滚丝机振动盘与所述上料组件之间设有下料轨道。

优选的，所述上料组件包括推动气缸和上料气缸，所述推动气缸可将所述零件推动至与所述滚丝机组件的位置对应，所述上料气缸可将所述零件推动至所述滚丝机组件内部。

一种气门嘴加工方法，包括以下步骤：

步骤S1：下料，并采用冷镦设备对所述零件胚料进行冷镦加工，形成芯腔；

步骤S2：采用车床设备对所述零件胚料的外周部进行机加工，获得零件半成品；

步骤S3：采用三轴滚丝设备对所述零件半成品加工外螺纹，获得成品。

优选的，所述步骤S1具体为：

下料；芯腔大孔成型；芯腔锥度成型；芯腔小孔成型；头部预成型；头部成型；头部孔径成型；穿孔形成芯腔。

本申请所提供的气门嘴加工系统，包括用于加工零件的芯腔的冷镦设备、用于对所述零件的外形进行机加工的车床设备和用于加工所述零件的外螺纹的三轮滚丝设备；所述车床设备包括车床机身和用于机加工所述零件的加工组件，所述加工组件设置在所述车床机身上，且所述加工组件的个数为至少两组。本申请所提供的加工系统，采用冷镦设备对零件的芯腔直接成型，提高精度，节省后道车床设备的加工工序，降低生产报废率，降低成本；并且，采用三轮滚丝设备对外锁紧螺纹进行加工，可以提高效率及提高螺纹强度，消除了数控设备加工外螺纹的时间，采用双头或者多头车床设备机加工，提高效率。

本申请所提供的气门嘴加工方法，包括以下步骤：步骤S1：获取零件胚料；步骤S2：采用冷镦设备对所述零件胚料进行冷镦加工，形成芯腔；步骤S3：采用车床设备对所述零件胚料的外周部进行机加工，获得零件半成品；步骤S4：采用三轴滚丝机对所述零件半成品加工外螺纹，获得成品。本申请所提供的加工方法，采用冷镦加工，减少了芯腔、外径部分的加工工序，提高了芯腔部位的精度，后道车加工采用双头数控车床设备进行加工，提高了车削工序的效率，外锁紧螺纹采用三轮滚丝设备进行加工，提高了加工效率，同时提高了外锁紧螺纹的强度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。

图1为本申请所提供的气门嘴加工系统中车床设备一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本申请所提供的气门嘴加工系统中车床设备另一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本申请所提供的气门嘴加工系统中三轮滚丝设备一种具体实施方式的结构示意图；

图4为本申请所提供的气门嘴冷锻加工过程示意图；

图5为本申请所提供的气门嘴加工方法的流程图；

其中：车床设备(1)、车床振动盘(1-1)、第一装夹(1-2)、第二装夹(1-3)、第一夹头(1-4)、第二夹头(1-5)、第一夹紧气缸(1-6)、第二夹紧气缸(1-7)、第一主轴(1-8)、第二主轴(1-9)、第一刀架(1-10)、第二刀架(1-11)、托板(1-12)、车床机身(1-13)、三轮滚丝设备(2)、滚丝机振动盘(2-1)、下料轨道(2-2)、压紧凸轮(2-3)、滚丝轮(2-4)、凸轮电机(2-5)、主电机(2-6)、滚丝机机身(2-7)、零件(3)。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种气门嘴加工系统及方法，能够显著的提高气门嘴的加工效率和加工质量。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本申请所提供的气门嘴加工系统中车床设备一种具体实施方式的结构示意图；图2为本申请所提供的气门嘴加工系统中车床设备另一种具体实施方式的结构示意图；图3为本申请所提供的气门嘴加工系统中三轮滚丝设备一种具体实施方式的结构示意图；图4为本申请所提供的气门嘴冷锻加工过程示意图；图5为本申请所提供的气门嘴加工方法的流程图。

在该实施方式中，气门嘴加工系统包括冷镦设备、车床设备1和三轮滚丝设备2，该气门嘴优选为TPMS轮胎压力监测系统用铝合金气门嘴。

其中，冷镦设备用于加工零件3的芯腔，芯腔一体冷镦成型，车床设备1用于对零件3的外形进行机加工，三轮滚丝设备2用于加工零件3的外螺纹。

进一步，车床设备1包括车床机身1-13和用于机加工零件3的加工组件，加工组件设置在车床机身1-13上，且加工组件的个数为至少两组，即车床设备1为双头或多头。

本申请所提供的加工系统，采用冷镦设备对零件3的芯腔直接成型，提高精度，节省后道车床设备1的加工工序，降低生产报废率，降低成本；并且，采用三轮滚丝设备2对外锁紧螺纹进行加工，可以提高效率及提高螺纹强度，消除了数控设备加工外螺纹的时间，采用双头或者多头车床设备1机加工，提高效率。

在上述各实施方式的基础上，车床设备1还包括车床振动盘1-1装夹部件，装夹部件用于将零件3移动至加工组件上，装夹部件可上下移动以运输零件3。

具体的，装夹部件包括夹持部和可沿Z轴方向伸缩的装夹气缸，零件3从车床振动盘1-1上移动至夹持部，装夹气缸带动夹持部移动至与加工组件的夹头对应的位置。

在上述各实施方式的基础上，车床振动盘1-1上安装有供零件3滑落至装夹部件上的滑轨，便于零件3的滑落，实现自动送料的目的。

在上述各实施方式的基础上，各加工组件均包括用于夹紧工件的夹头、用于带动夹头移动的夹紧气缸、用于带动夹头转动的主轴、用于夹持刀具的刀架以及用于安装刀架的托架。

进一步，加工组件还包括供托架沿X轴方向移动的X轴滑轨，托架上设有供刀架沿Y轴方向移动的Y轴滑轨。

在加工过程中，零件3被推动至夹头上，夹紧气缸驱动夹头将零件3夹紧，刀架在X轴滑轨和Y轴滑轨上移动，使得刀具与零件3的位置对应，主轴带动夹头转动进行加工。

在上述各实施方式的基础上，如图1所示，夹头包括支撑筒和由圆盘分割而成的夹头主体、各夹头主体之间设有弹性部件，零件3可在贯穿夹头主体时将各夹头主体向中部压缩，并在零件3套入支撑筒后，各夹头主体向外弹出；夹紧气缸可拉动各夹头主体以将零件3压紧。

优选的，夹头主体的外周部设有弧形面，或者斜面，在初始状态下，各夹头主体处于分离状态，中间具有间隙，在零件3与夹头主体的弧形面或者斜面接触时，可以驱使各夹头主体向中间移动，压缩弹性部件，当零件3贯穿各夹头主体后，套设在支撑筒上，此时弹性部件复位，带动各夹头主体复位，然后，夹紧气缸拉动各夹头主体，使得各夹头主体的边部压紧零件3的端部。

在上述各实施方式的基础上，如图2所示，夹头包括支撑筒和由至少两个卡爪构成的夹头主体、卡爪上设有可与零件3的端部卡接的卡接部，各卡爪可沿支撑筒的径向移动，以供零件3套设在支撑筒上，并将零件3压紧。

具体的，卡爪上设有收起部件，例如气缸，在零件3需要套入支撑筒之前，先将各卡爪向中间聚拢，零件3安装完成后，卡爪向周边移动至与零件3的端部重叠，夹紧气缸拉动各卡爪，使得各卡爪的边部压紧零件3的端部即可。

进一步，本实施例所提供的加工系统，其车床设备1上优选设置有两个加工组件，即加工组件包括第一加工组件和第二加工组件，第一加工组件包括第一夹头1-4、第一夹紧气缸1-6、第一主轴1-8和第一刀架1-10，第二加工组件包括第二夹头1-5、第二夹紧气缸1-7、第二主轴1-9和第二刀架1-11，其中，第一刀架1-10和第二刀架1-11可以安装在同一个托板1-12上。具体的，装夹部件包括第一装夹1-2和第二装夹1-3，第一装夹1-2与第一夹头1-4配合使用，第二装夹1-3与第二夹头1-5配合使用。

在上述各实施方式的基础上，三轮滚丝设备2包括滚丝机机身2-7、设置在滚丝机机身2-7上的滚丝轮组件以及压紧凸轮2-3。

其中，滚丝轮组件包括至少一个可调滚丝轮传动轴，压紧凸轮2-3可压紧可调滚丝轮传动轴以加工零件3，且压紧凸轮2-3转动预设角度后，可调滚丝轮传动轴复位，进而带动对应的滚丝轮2-4远离其他滚丝轮2-4以供零件3放入或脱落。

具体的，滚丝轮组件还包括滚丝轮2-4和与滚丝轮2-4连接的固定滚丝轮传动轴或可调滚丝轮传动轴，滚丝轮传动轴或可调滚丝轮传动轴之间的距离可在压紧凸轮2-3转动的过程中改变。

进一步，三轮滚丝设备2还包括用于带动压紧凸轮2-3转动的凸轮电机2-5，和用于带动固定滚丝轮传动轴和可调滚丝轮传动轴转动的主电机2-6，三轮滚丝设备2上优选设有三个滚丝轮2-4，固定滚丝轮传动轴的个数为两个，可调滚丝轮传动轴的个数为一个，各连接有一个滚丝轮2-4；可调滚丝轮传动轴上与滚丝机机身2-7之间可设置弹性复位部件，在压紧凸轮2-3转动至未压紧可调滚丝轮传动轴时，弹性复位部件可带动可调滚丝轮传动轴远离其他固定滚丝轮传动轴。

在上述各实施方式的基础上，还包括安装在滚丝机机身2-7上的滚丝机振动盘2-1和用于将零件3放入滚丝机组件内的上料组件，滚丝机振动盘2-1与上料组件之间设有下料轨道2-2。

具体的，上料组件包括推动气缸和上料气缸，推动气缸可将零件3推动至与滚丝机组件的位置对应，上料气缸可将零件3推动至滚丝机组件内部，推动气缸与上料气缸的延伸方向垂直。

除上述气门嘴加工系统外，本申请还提供了一种气门嘴加工方法。

该气门嘴加工方法包括以下步骤：

步骤S1：下料，并采用冷镦设备对零件胚料进行冷镦加工，形成芯腔；

步骤S2：采用车床设备1对零件胚料的外周部进行机加工，获得零件半成品，该车床设备1可以为本实施例所提供车床设备1；

步骤S3：采用三轴滚丝设备2对零件半成品加工外螺纹，获得成品，外螺纹的尺寸可以为10V2。

本申请所提供的加工方法，采用冷镦加工，减少了芯腔、外径部分的加工工序，提高了芯腔部位的精度，后道车加工采用双头数控车床设备1进行加工，提高了车削工序的效率，外锁紧螺纹采用三轮滚丝设备2进行加工，提高了加工效率，同时提高了外锁紧螺纹的强度。

优选的，如图4所示，步骤S1具体为：

下料；芯腔大孔成型；芯腔锥度成型；芯腔小孔成型；头部预成型；头部成型；头部孔径成型；穿孔形成芯腔。

具体的，为了实现对零件3芯腔的一体成型，芯腔内螺纹的孔径为5v1，芯腔内密封部分的内壁相当于轴线的倾角为16-18°，芯腔颈孔直径为3.8-4.0mm，气门嘴的进出气孔径为4.3-4.7mm。

本实施例所提供的气门嘴加工系统和方法，加工效率为80只/分钟，报废率万分之五左右，效率提升至8只/分钟，并且，该系统和方法采用冷镦设备芯腔成型，作用为减少后续加工工序，冷镦将气门嘴芯腔成型，不再进行后续芯腔车加工，解决了传统车加工的效率问题，降低了不良率，切提升了芯腔光洁度及尺寸的稳定性，铝合金材质经过冷镦加工后，也使材料硬度整体提高；采用双头或多头数控车床加工的设备采用，打破了传通加工使用的普通数控，结合冷镦工艺，使数控加工可以一次装夹2只产品，并减少了芯腔孔径加工，双头数控的采用使加工效率提升3倍以上；并且，外锁紧螺纹采用三轮滚丝加工的工艺，滚丝工艺的采用使螺纹交工效率提升至20倍以上，而且滚丝加工工艺可以提高螺纹硬度，螺纹尺寸更加饱满，使螺纹强度有很大的提升。

以上对本申请所提供的气门嘴加工系统及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气门嘴加工系统，其特征在于，包括用于加工零件(3)的芯腔的冷镦设备、用于对所述零件(3)的外形进行机加工的车床设备(1)和用于加工所述零件(3)的外螺纹的三轮滚丝设备(2)；所述车床设备(1)包括车床机身(1-13)和用于机加工所述零件(3)的加工组件，所述加工组件设置在所述车床机身(1-13)上，且所述加工组件的个数为至少两组。

2.根据权利要求1所述的气门嘴加工系统，其特征在于，所述车床设备(1)还包括车床振动盘(1-1)和用于将所述零件(3)移动至所述加工组件上的装夹部件，所述装夹部件可上下移动以运输所述零件(3)。

3.根据权利要求1所述的气门嘴加工系统，其特征在于，各所述加工组件均包括用于夹紧所述工件的夹头、用于带动所述夹头移动的夹紧气缸、用于带动所述夹头转动的主轴、用于夹持刀具的刀架以及用于安装所述刀架的托架；还包括供所述托架沿X轴方向移动的X轴滑轨，所述托架上设有供所述刀架沿Y轴方向移动的Y轴滑轨。

4.根据权利要求3所述的气门嘴加工系统，其特征在于，所述夹头包括支撑筒和由圆盘分割而成的夹头主体、各所述夹头主体之间设有弹性部件，所述零件(3)可在贯穿所述夹头主体时将各所述夹头主体向中部压缩，并在所述零件(3)套入所述支撑筒后，各所述夹头主体向外弹出；所述夹紧气缸可拉动各所述夹头主体以将所述零件(3)压紧。

5.根据权利要求3所述的气门嘴加工系统，其特征在于，所述夹头包括支撑筒和由至少两个卡爪构成的夹头主体、所述卡爪上设有可与所述零件(3)的端部卡接的卡接部，各所述卡爪可沿所述支撑筒的径向移动，以供所述零件(3)套设在所述支撑筒上，并将所述零件(3)压紧。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的气门嘴加工系统，其特征在于，所述三轮滚丝设备(2)包括滚丝机机身(2-7)、设置在所述滚丝机机身(2-7)上的滚丝轮组件以及压紧凸轮(2-3)，所述滚丝轮组件包括至少一个可调滚丝轮传动轴，所述压紧凸轮(2-3)可压紧所述可调滚丝轮传动轴以加工所述零件(3)，且所述压紧凸轮(2-3)转动预设角度后，所述可调滚丝轮传动轴可带动对应的滚丝轮(2-4)远离其他滚丝轮(2-4)以供所述零件(3)放入或脱落。

7.根据权利要求6所述的气门嘴加工系统，其特征在于，还包括安装在所述滚丝机机身(2-7)上的滚丝机振动盘(2-1)和用于将所述零件(3)放入所述滚丝机组件内的上料组件，所述滚丝机振动盘(2-1)与所述上料组件之间设有下料轨道(2-2)。

8.根据权利要求7所述的气门嘴加工系统，其特征在于，所述上料组件包括推动气缸和上料气缸，所述推动气缸可将所述零件(3)推动至与所述滚丝机组件的位置对应，所述上料气缸可将所述零件(3)推动至所述滚丝机组件内部。

9.一种气门嘴加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：下料，并采用冷镦设备对所述零件胚料进行冷镦加工，形成芯腔；

步骤S2：采用车床设备(1)对所述零件胚料的外周部进行机加工，获得零件半成品；

步骤S3：采用三轴滚丝设备(2)对所述零件半成品加工外螺纹，获得成品。

10.根据权利要求9所述的气门嘴加工方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

下料；芯腔大孔成型；芯腔锥度成型；芯腔小孔成型；头部预成型；头部成型；头部孔径成型；穿孔形成芯腔。