阀座平面的加工设备的制作方法

本实用新型涉及四通换向阀加工制造技术领域，特别涉及一种阀座平面的加工设备。

背景技术：

四通换向阀是热泵型空调器中不可或缺的零部件，用于切换冷媒的流向。四通换向阀包括阀座和主滑阀。阀座与主滑阀相接触的表面为阀座平面，主滑阀可沿阀座平面滑动，从而进行流道的切换，以实现空调器制冷制热的切换。为了保证切换时阀座和主滑阀之间密封良好，对阀座平面的平整度有很高的要求，滑座平面的表面粗糙度需要达到rz0.8。因此，需要对固定在主阀体空腔内的阀座的阀座平面进行拉削加工。

现有技术中，阀座平面的加工设备包括油缸和刀具。油缸为刀具提供动力。油缸驱动刀具的控制方式属于开环控制，且油缸提供的拉力和拉削速度均为定值。

恒力恒速的拉削过程，容易造成拉削不良，使阀座平面上留下波浪纹，容易引发阀座和主滑阀之间密封不良，影响四通换向阀的使用寿命。其主要原因是：1)恒力拉削过程中刀具的负载先大幅波动后小幅波动，导致刀具在拉削过程中受力不均，容易引发刀具振动，刀具振动造成拉削不良；2)恒速拉削过程中，刀具的位移恒定，造成刀具的振动频率恒定，容易引发共振，共振造成拉削不良。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种阀座平面的加工设备，能够根据刀具的负载信息实时控制伺服电机的目标输出；显著减弱刀具在拉削过程中负载的波动，并避免刀具与主阀体产生共振；有利于减弱刀具在拉削过程中的振动，从而有利于避免阀座平面上产生波浪纹，继而有利于提高拉削的合格率。

本实用新型提供了一种阀座平面的加工设备，该阀座平面的加工设备包括伺服电机、刀具和闭环控制机构；所述伺服电机通过连接组件与所述刀具连接以驱动所述刀具加工所述阀座；所述闭环控制机构和所述伺服电机通信连接，所述闭环控制机构根据所述刀具的负载信息闭环控制所述伺服电机的目标输出。利用该阀座平面的加工设备，能够显著减弱刀具在拉削过程中负载的波动，并避免刀具与主阀体产生共振；有利于减弱刀具在拉削过程中的振动，从而有利于避免阀座平面上产生波浪纹，继而有利于提高拉削的合格率。

在一个实施方式中，所述闭环控制机构包括彼此通信连接的可编程逻辑控制器和调节组件，所述调节组件用于采集所述刀具的所述负载信息并发送给所述可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器根据所述负载信息向所述调节组件发送调节指令，所述调节组件根据所述调节指令控制所述伺服电机的目标输出。通过该实施方式，能够形成伺服电机的闭环控制，有利于根据刀具的负载信息控制伺服电机的目标输出；显著减弱刀具在拉削过程中负载的波动，并避免刀具与主阀体产生共振；有利于减弱刀具在拉削过程中的振动，从而有利于避免阀座平面上产生波浪纹，继而有利于提高拉削的合格率。

在一个实施方式中，所述调节组件包括负荷传感器，所述负荷传感器用于采集所述刀具的所述负载信息。通过该实施方式，有利于缓解信息传递的延误，避免伺服电机的目标输出滞后，形成了伺服电机的高效闭环控制，有利于根据刀具的实时负载信息控制伺服电机的目标输出。

在一个实施方式中，所述连接组件包括丝杠和连接夹具；所述刀具与所述连接夹具可拆卸地连接；所述丝杠与所述伺服电机相连以带动所述刀具做直线运动。通过该实施方式，有利于刀具的维护和替换；通过实现刀具的直线运动，有利于刀具顺利地拉削阀座平面。

在一个实施方式中，所述丝杠与所述伺服电机的输出端通过联轴器连接。通过该实施方式，有利于伺服电机的输出高效地传递至丝杠；当联轴器为挠性联轴器时，还可以缓和冲击、吸收振动，有利于进一步地提高阀座平面的加工设备的拉削合格率。

在一个实施方式中，所述连接夹具包括夹具底座；所述夹具底座上开设有底座通孔，所述丝杠贯穿所述底座通孔，使得所述连接夹具沿所述丝杠的延伸方向做直线运动。通过该实施方式，有利于稳定地将伺服电机的扭矩输出传递至一端固定在连接夹具的刀具；当丝杠为滚珠丝杠时，由于滚珠丝杠的摩擦阻力小，有利于高精度、高效率地将伺服电机的扭矩输出进行转换以带动连接夹具直线运动，从而有利于一端固定在连接夹具内的刀具进行高精度、低损耗的直线运动。

在一个实施方式中，所述连接夹具包括设置在所述夹具底座上的夹具本体；所述夹具本体与所述刀具可拆卸地连接。通过该实施方式，有利于刀具的维护和替换。

在一个实施方式中，所述丝杠远离所述伺服电机的一端安装有限位挡块，所述限位挡块用于防止所述连接夹具脱离所述丝杠。通过该实施方式，有利于有效地避免了刀具坠地等安全事故的发生，有利于提升阀座平面的加工设备的安全性，也有利于保护刀具和连接夹具，避免刀具和连接夹具因坠地发生的损坏。

在一个实施方式中，所述伺服电机还包括陷波滤波器；所述陷波滤波器用于降低所述伺服电机和所述刀具的动力传递过程中产生的振动。通过该实施方式，有利于提高刀具的拉削合格率，也有利于提高工作环境的舒适度。

本申请提供的阀座平面的加工设备，相较于现有技术，具有如下的有益效果；

1、本实用新型能够根据刀具的负载信息实时控制伺服电机的目标输出；显著减弱刀具在拉削过程中负载的波动，并避免刀具与主阀体产生共振；有利于减弱刀具在拉削过程中的振动，从而有利于避免阀座平面上产生波浪纹，继而有利于提高拉削的合格率。

2、刀具与连接夹具的可拆卸连接，有利于刀具的维护和替换。

3、丝杠与伺服电机的输出端通过联轴器连接，有利于伺服电机的输出高效地传递至丝杠；当联轴器为挠性联轴器时，还可以缓和冲击、吸收振动，有利于进一步地提高阀座平面的加工设备的拉削合格率。

4、丝杠远离伺服电机的一端安装有限位挡块，有利于有效地避免了刀具坠地等安全事故的发生，有利于提升阀座平面的加工设备的安全性，也有利于保护刀具和连接夹具，避免刀具和连接夹具因坠地发生的损坏。

5、伺服电机配备有陷波滤波器，有利于提高刀具的拉削合格率，也有利于提高工作环境的舒适度。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本实用新型的目的。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1显示了根据本实用新型一实施方式的阀座平面的加工设备的结构示意图；

图2显示了现有技术的阀座平面的加工设备的结构示意图；

图3显示了根据本实用新型一实施方式的阀座的结构示意图；

图4显示了根据本实用新型一实施方式的刀具的结构示意图；

图5显示了根据本实用新型一实施方式的加工方法的示意性流程图；

图6显示了现有技术的加工方法的示意性流程图；

图7显示了根据本实用新型一实施方式的拉削过程中刀具负载相对拉削位移的变化图；

图8显示了现有技术的拉削过程中刀具负载相对拉削位移的变化图。

附图标记：

100-油缸；

200-刀具；

310-可编程逻辑控制器；

600-主阀体；

1000-伺服电机；

2000-刀具；

2100-固定孔；

3000-闭环控制机构；

3100-可编程逻辑控制器；

3200-调节组件；

4000-连接组件；

4100-丝杠；

4110-限位挡块；

4200-连接夹具；

4210-夹具底座；

4220-夹具本体；

4300-联轴器；

5000-阀座；

5100-阀座平面；

6000-主阀体。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和图5所示，本实施方式提供了一种阀座平面的加工设备，该阀座平面的加工设备包括伺服电机1000、刀具2000和闭环控制机构3000；伺服电机1000通过连接组件4000与刀具2000连接以驱动刀具2000加工阀座5000；闭环控制机构3000和伺服电机1000通信连接，闭环控制机构3000根据刀具2000的负载信息闭环控制伺服电机1000的目标输出。

如图2和图6所示，现有的阀座平面加工设备包括油缸100、刀具200和开环控制机构。油缸通过连接夹具与刀具200连接以驱动刀具200。在油缸油压的作用下，刀具200对阀座平面5100进行拉削。开环控制机构包括可编程逻辑控制器310，可编程逻辑控制器310和油缸100通信连接，用于控制油缸的输出，使得油缸提供的拉力和拉削速度均为定值。恒力恒速的拉削过程，容易造成拉削不良，使阀座平面5100上留下波浪纹，容易引发阀座5000和主滑阀之间密封不良，影响四通换向阀的使用寿命。

图4显示出了阀座5000的结构，以及阀座平面5100在阀座5000中的位置。在拉削过程中，阀座5000固定在主阀体6000内部。

本实施方式中的阀座平面的加工设备包括伺服电机1000、刀具2000和闭环控制机构3000。伺服电机1000可以将电压输入信号快速转化为精准的转矩、转速输出以驱动刀具2000进行拉削。

伺服电机1000通过连接组件4000与刀具2000连接以驱动刀具2000加工阀座5000。伺服电机1000的输出为转矩和转速，而刀具2000需要直线运动以拉削阀座平面5100，因此连接组件4000在具有连接作用的同时，还需要将伺服电机1000的扭矩输出进行转换以带动所述刀具2000直线运动。

闭环控制机构3000和伺服电机1000通信连接，闭环控制机构3000根据刀具2000的负载信息闭环控制伺服电机1000的目标输出。闭环控制机构3000的作用在于采集、分析刀具2000的实时负载信息，并根据刀具2000的实时负载信息计算、控制伺服电机1000的目标输出，使得伺服电机1000实时调整目标输出。其中，目标输出包括但不限于伺服电机1000的转矩和转速。

如图5所示，由于伺服电机1000的转矩输出可以根据负载信息进行实时调节，如图7和图8所示，有利于显著减弱刀具2000在拉削过程中负载的波动，使得刀具2000在拉削过程中受力均匀，有利于减弱刀具2000在拉削过程中的振动，从而有利于避免阀座平面5100上产生波浪纹，继而有利于提高拉削的合格率。其中，图7为本实施方式的拉削过程中刀具2000负载相对拉削位移的变化图；图8为现有技术的拉削过程中刀具200负载相对拉削位移的变化图。通过比较图7和图8，可以观察到本实施方式中刀具2000在拉削过程中负载的波动远小于现有技术中刀具200在拉削过程中负载的波动。

又由于伺服电机1000的转速输出可以根据负载信息进行实时调节，有利于实时改变刀具2000的速度，避免刀具2000在等距刀齿作用下的振动与主阀体6000的振动发生共振，有利于减弱刀具2000在拉削过程中的振动，从而有利于避免阀座平面5100上产生波浪纹，继而有利于提高拉削的合格率。图4为刀具2000的结构示意图，可以观察到多个刀齿等距分布。

另外，磨损的刀齿在拉削过程中，受力不均，更容易造成刀具2000振动，降低拉削的合格率。因此，应该对刀具2000进行定期维护。

本实施方式由于采用了阀座平面的加工设备包括伺服电机1000、刀具2000和闭环控制机构3000；伺服电机1000通过连接组件4000与刀具2000连接以驱动刀具2000加工阀座5000；闭环控制机构3000和伺服电机1000通信连接，闭环控制机构3000根据刀具2000的负载信息闭环控制伺服电机1000的目标输出的技术手段，显著减弱刀具2000在拉削过程中负载的波动，并避免刀具2000与主阀体6000产生共振；有利于减弱刀具2000在拉削过程中的振动，从而有利于避免阀座平面5100上产生波浪纹，继而有利于提高拉削的合格率。

如图5所示，可选地，本实施方式的闭环控制机构3000包括彼此通信连接的可编程逻辑控制器3100和调节组件3200，调节组件3200用于采集刀具2000的负载信息并发送给可编程逻辑控制器3100，可编程逻辑控制器3100根据负载信息向调节组件3200发送调节指令，调节组件3200根据调节指令控制伺服电机1000的目标输出。

如图5所示，调节组件3200采集刀具2000的负载信息并将负载信息转换为信号输入至可编程逻辑控制器3100。可编程控制器通过分析和计算得到伺服电机1000的目标输出，并将目标输出转换为信号输出至调节组件3200。调节组件3200将信号转换为电压信号输出至伺服电机1000，伺服电机1000将电压输入信号快速转化为精准的转矩、转速输出以驱动刀具2000进行拉削。

上述信息传递过程形成了伺服电机1000的闭环控制，有利于根据刀具2000的负载信息控制伺服电机1000的目标输出；显著减弱刀具2000在拉削过程中负载的波动，并避免刀具2000与主阀体6000产生共振；有利于减弱刀具2000在拉削过程中的振动，从而有利于避免阀座平面5100上产生波浪纹，继而有利于提高拉削的合格率。

本实施方式由于采用了闭环控制机构3000包括彼此通信连接的可编程逻辑控制器3100和调节组件3200，调节组件3200用于采集刀具2000的负载信息并发送给可编程逻辑控制器3100，可编程逻辑控制器3100根据负载信息向调节组件3200发送调节指令，调节组件3200根据调节指令控制伺服电机1000的目标输出的技术手段，形成了伺服电机1000的闭环控制，有利于根据刀具2000的负载信息控制伺服电机1000的目标输出；显著减弱刀具2000在拉削过程中负载的波动，并避免刀具2000与主阀体6000产生共振；有利于减弱刀具2000在拉削过程中的振动，从而有利于避免阀座平面5100上产生波浪纹，继而有利于提高拉削的合格率。

可选地，本实施方式的调节组件3200包括负荷传感器，负荷传感器用于采集刀具2000的负载信息。

负荷传感器可以精确地测量刀具2000的受力，并将刀具2000的实时负载信息转换为信号实时输送至可编程控制器，有利于可编程控制器快速分析和计算，得到伺服电机1000的目标输出，有利于缓解信息传递的延误，避免伺服电机1000的目标输出滞后，形成了伺服电机1000的高效闭环控制，有利于根据刀具2000的实时负载信息控制伺服电机1000的目标输出；显著减弱刀具2000在拉削过程中负载的波动，并避免刀具2000与主阀体6000产生共振；有利于减弱刀具2000在拉削过程中的振动，从而有利于避免阀座平面5100上产生波浪纹，继而有利于提高拉削的合格率。

本实施方式由于采用了调节组件3200包括负荷传感器，负荷传感器用于采集刀具2000的负载信息的技术手段，有利于缓解信息传递的延误，避免伺服电机1000的目标输出滞后，形成了伺服电机1000的高效闭环控制，有利于根据刀具2000的实时负载信息控制伺服电机1000的目标输出；显著减弱刀具2000在拉削过程中负载的波动，并避免刀具2000与主阀体6000产生共振；有利于减弱刀具2000在拉削过程中的振动，从而有利于避免阀座平面5100上产生波浪纹，继而有利于提高拉削的合格率。

如图1所示，可选地，本实施方式的连接组件4000包括丝杠4100和连接夹具4200；刀具2000与连接夹具4200可拆卸地连接；丝杠4100与伺服电机1000相连以带动刀具2000做直线运动。

刀具2000与连接夹具4200可拆卸地连接，有利于刀具2000的维护和替换。例如，当刀具2000磨损后，只需要替换刀具2000，而无需更换连接夹具4200，从而降低刀具2000替换的成本。同样地，当连接夹具4200发生损坏，也只需要替换连接夹具4200，而无需更换刀具2000。

丝杠4100与伺服电机1000相连以带动刀具2000做直线运动。固定有刀具2000的连接夹具4200可在丝杠4100的带动下沿丝杆的延伸方向直线运动，从而实现刀具2000的直线运动，有利于刀具2000顺利地拉削阀座平面5100。

本实施方式由于采用了连接组件4000包括丝杠4100和连接夹具4200；刀具2000与连接夹具4200可拆卸地连接；丝杠4100与伺服电机1000相连以带动刀具2000做直线运动的技术手段；通过刀具2000与连接夹具4200可拆卸地连接，有利于刀具2000的维护和替换；通过实现刀具2000的直线运动，有利于刀具2000顺利地拉削阀座平面5100。

如图1所示，可选地，本实施方式的丝杠4100与伺服电机1000的输出端通过联轴器4300连接。

联轴器4300连接了丝杠4100与伺服电机1000的输出端，使得丝杠4100可与伺服电机1000的输出端一同旋转，有利于伺服电机1000的输出高效地传递至丝杠4100。联轴器4300可以是刚性联轴器4300，或是挠性联轴器4300。刚性联轴器4300结构简单、安装成本低、制造成本低、维护方便，有利于本实施方式的阀座平面的加工设备的推广应用。挠性联轴器4300可以缓和冲击、吸收振动，有利于进一步地提高阀座平面的加工设备的拉削合格率。

本实施方式由于采用了丝杠4100与伺服电机1000的输出端通过联轴器4300连接的技术手段，有利于伺服电机1000的输出高效地传递至丝杠4100；当联轴器4300为挠性联轴器4300时，还可以缓和冲击、吸收振动，有利于进一步地提高阀座平面的加工设备的拉削合格率。

如图1所示，可选地，本实施方式的连接夹具4200包括夹具底座4210；夹具底座4210上开设有底座通孔，丝杠4100贯穿底座通孔，使得连接夹具4200沿丝杠4100的延伸方向做直线运动。

夹具底座4210上开设有底座通孔，丝杠4100贯穿底座通孔，即连接夹具4200套设在丝杠4100上，相比于半周连接的连接夹具4200和丝杠4100，有利于稳定地将伺服电机1000的扭矩输出传递至一端固定在连接夹具4200的刀具2000。可选地，丝杠4100可以是滚珠丝杠4100，由于滚珠丝杠4100的摩擦阻力小，有利于高精度、高效率地将伺服电机1000的扭矩输出进行转换以带动连接夹具4200直线运动，从而有利于一端固定在连接夹具4200内的刀具2000直线运动。

另外，滚珠丝杠4100可以包括螺母和螺杆；可在夹具底座4210上设置螺母座，与滚珠丝杠4100的螺母相适配，从而实现夹具底座4210沿螺杆的直线运动，从而有利于一端固定在连接夹具4200内的刀具2000直线运动。

本实施方式由于采用了连接夹具4200包括夹具底座4210；夹具底座4210上开设有底座通孔，丝杠4100贯穿底座通孔，使得连接夹具4200沿丝杠4100延伸的方向做直线运动的技术手段，有利于稳定地将伺服电机1000的扭矩输出传递至一端固定在连接夹具4200的刀具2000；当丝杠4100为滚珠丝杠4100时，由于滚珠丝杠4100的摩擦阻力小，有利于高精度、高效率地将伺服电机1000的扭矩输出进行转换以带动连接夹具4200直线运动，从而有利于一端固定在连接夹具4200内的刀具2000进行高精度、低损耗的直线运动。

如图1所示，可选地，本实施方式的连接夹具4200包括设置在夹具底座4210上的夹具本体4220；夹具本体4220与刀具2000可拆卸地连接。

夹具本体4220与刀具2000可拆卸地连接，有利于刀具2000的维护和替换。例如，当刀具2000磨损后，只需要替换刀具2000，而无需更换连接夹具4200，从而降低刀具2000替换的成本。同样地，当夹具本体4220发生损坏，也只需要替换连接夹具4200，而无需更换刀具2000。

如图4所示，可选地，刀具2000的一端可以开设有固定孔2100，固定孔2100可以为通孔。固定孔2100有利于协助夹具本体4220固定刀具2000。

可选地，固定孔2100可以为椭圆形，夹具本体4220可以分为本体上部和本体下部，本体上部可以设置有限位凸起，本体下部与限位凸起对应的位置上设置有限位槽，限位凸起穿过刀具2000的固定孔2100与限位槽插接，从而将刀具2000的一端安装在夹具本体4220内。再通过向本体上部和本体下部施加压力，从而将刀具2000的一端固定在夹具本体4220内。

本实施方式由于采用了连接夹具4200包括设置在夹具底座4210上的夹具本体4220；夹具本体4220与刀具2000可拆卸地连接的技术手段，有利于刀具2000的维护和替换。

如图1所示，可选地，本实施方式的丝杠4100远离伺服电机1000的一端安装有限位挡块4110，限位挡块4110用于防止连接夹具4200脱离丝杠4100。

可选地，丝杠4100包括螺杆，限位挡块4110将连接夹具4200的运动范围限制在了丝杠4100的螺杆上，有效地避免了连接夹具4200在丝杠4100的带动下脱离丝杠4100，从而有效地避免了刀具2000坠地等安全事故的发生，有利于提升阀座平面的加工设备的安全性，也有利于保护刀具2000和连接夹具4200，避免刀具2000和连接夹具4200因坠地发生的损坏。

本实施方式由于采用了丝杠4100远离伺服电机1000的一端安装有限位挡块4110，限位挡块4110用于防止连接夹具4200脱离丝杠4100的技术手段，有利于有效地避免了刀具2000坠地等安全事故的发生，有利于提升阀座平面的加工设备的安全性，也有利于保护刀具2000和连接夹具4200，避免刀具2000和连接夹具4200因坠地发生的损坏。

可选地，本实施方式的伺服电机1000还包括陷波滤波器；陷波滤波器用于降低伺服电机1000和刀具2000的动力传递过程中产生的振动。

可选地，陷波滤波器可以自动检测并响应伺服电机1000和刀具2000的动力传递过程中产生的振动，有利于避免因机械共振所产生的振动和噪音，从而有利于提高刀具2000的拉削合格率，也有利于提高工作环境的舒适度。

本实施方式由于采用了伺服电机1000还包括陷波滤波器；陷波滤波器用于降低伺服电机1000和刀具2000的动力传递过程中产生的振动的技术手段，有利于提高刀具2000的拉削合格率，也有利于提高工作环境的舒适度。

如图5所示，本实施方式还提供了一种加工方法，该方法包括以下步骤：闭环控制机构3000采集刀具2000的负载信息；闭环控制机构3000根据负载信息，调节伺服电机1000的目标输出；伺服电机1000以目标输出驱动刀具2000以对阀座平面5100进行加工。

可选地，闭环控制机构3000使用负荷传感器采集刀具2000的实时负载信息，负荷传感器将负载信息转换为信号输入至闭环控制机构3000的可编程逻辑控制器3100。可编程控制器通过分析和计算得到伺服电机1000的目标输出，并将目标输出转换为信号输出至闭环控制机构3000的调节组件3200。调节组件3200将信号转换为电压信号输出至伺服电机1000，伺服电机1000将输入的电压信号快速转化为精准的转矩、转速输出。伺服电机1000的输出通过联轴器4300带动丝杠4100的螺杆转动，以驱动套设在螺杆上的连接夹具4200直线运动。直线运动的连接夹具4200带动一端固定在连接夹具4200内的刀具2000对阀座平面5100进行拉削。

本实施方式由于采用了一种加工方法，该方法包括以下步骤：闭环控制机构3000采集刀具2000的负载信息；闭环控制机构3000根据负载信息，调节伺服电机1000的目标输出；伺服电机1000以目标输出驱动刀具2000以对阀座平面5100进行加工的技术手段，形成了伺服电机1000的闭环控制，能够根据刀具2000的负载信息控制伺服电机1000的目标输出；显著减弱刀具2000在拉削过程中负载的波动，并避免刀具2000与主阀体6000产生共振；有利于减弱刀具2000在拉削过程中的振动，从而有利于避免阀座平面5100上产生波浪纹，继而有利于提高拉削的合格率。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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实用新型的限制。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。