阀芯阀杆连接机构及装配方法与流程

1.本发明涉及阀门技术领域，特别涉及一种阀芯阀杆连接机构及装配方法。


背景技术：

2.阀芯阀杆部件作为流量控制的重要零件，在产品中需要不断上下运动来调节流量和压力；使得阀芯阀杆部件的可靠性显得至关重要。现有技术中阀芯阀杆通常采用直销连接，结构特点存在以下不足：
3.直销需要采用过盈配合，在装配时，容易出现过盈量大或者过盈量小的情况，直销装配后容易出现装不进去或者装进去后由于没有过盈量直接掉落从而影响产品质量；如果过盈量过大，则直销难以装配，必要时需要截断，影响产品外观质量；而且在装配好的阀芯阀杆部件中，因现场流体作用，可能出现直销冲出，从而影响阀芯阀杆连接可靠性。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种阀芯阀杆连接机构及装配方法，该连接机构通过膨胀销实现固定连接，膨胀销安装完成后，其两端可通过专用工具扩张形成锥形膨胀结构，使得膨胀销可靠的与销孔配合，不会发生难以装配或者掉落的风险，而且也不会因流体作用使得膨胀销冲出的现象，提高了阀芯阀杆连接的可靠性。
5.本发明提供了一种阀芯阀杆连接机构，包括阀芯和阀杆以及同轴开设于阀芯和阀杆上的销孔，还包括膨胀销，所述膨胀销安装于销孔内使阀芯和阀杆连接，所述销孔的两端具有倒角，所述膨胀销包括销体，所述销体的轴向两端分别设有膨胀孔，所述膨胀孔扩张发生塑性形变，使得销体位于轴向两端的位置呈向外扩大并贴合于销孔倒角角度面上的锥形扩张结构。
6.进一步，所述膨胀销的长度小于销孔的长度，所述膨胀销的两端均位于销孔的孔内，所述膨胀销两端部分别位于相应倒角轴向所在区域内。
7.进一步，所述膨胀销的两端部在销孔内的缩进距离相等。
8.进一步，所述膨胀孔的孔径d1＝d1-βmm，其中β取1～2mm，，所述d1为销体的外径。
9.进一步，所述膨胀销的长度l1＝d2-γmm，其中γ取1.5～2mm，所述d2为阀芯开设销孔位置处的外圆直径。
10.进一步，所述膨胀孔为盲孔，所述膨胀孔的孔深l2＝/2-l3 δ；其中δ取1～2mm，所述l3为阀芯上销孔的倒角底部距离阀芯中轴线的距离。
11.进一步，所述膨胀孔为圆孔，所述膨胀孔与销体同轴设置。
12.进一步，所述倒角的角度α为45
°
～60
°
。
13.本实施例中还提供了一种阀芯阀杆的装配方法，包括以下步骤：
14.s1：组装阀杆和阀芯；将阀杆插装至阀芯上并定位；
15.s2：进行销孔加工，所述销孔最终孔径为d2，首先使用加工孔径小于d2的钻头进行粗加工；然后使用标准d2值的铰刀对已加工孔进行铰孔加工形成销孔；
16.s3：进行倒角加工，对销孔轴向两端进行倒角加工；
17.s4：将膨胀销装入销孔；
18.s5：对膨胀销进行压装，采用两个压装轴分别对膨胀销两端的膨胀孔施加轴向压力，使得膨胀销端部产生永久塑性变形形成向外扩大并贴合于销孔倒角角度面上的锥形扩张结构。
19.本发明的有益效果：
20.本发明中，膨胀结构将销体在销孔内形成轴向限位结构，膨胀销无法轴向窜动，使得膨胀销可靠的与销孔配合，不会发生难以装配或者掉落的风险，对阀芯和阀杆能够起到有效的防松脱作用，而且也不会出现因流体作用使得膨胀销冲出的现象，从而提高阀芯阀杆连接的可靠性；并且降低了在制造过程中配钻孔的公差要求，同时通过压装方式利于提高阀芯和阀杆的装配质量，提高一次组装合格率。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
22.图1为膨胀销结构示意图；
23.图2为阀芯阀杆连接结构示意图；
24.图3为图2的局部放大结构示意图；
25.图4为钻孔结构示意图；
26.图5为倒角加工结构示意图；
27.图6为膨胀销膨胀加工结构示意图1；
28.图7为膨胀销膨胀加工结构示意图2；
具体实施方式
29.本实施例提供了一种阀芯阀杆连接机构，包括阀芯3和阀杆4以及同轴开设于阀芯和阀杆上的销孔5，还包括膨胀销1，所述膨胀销1安装于销孔5内使阀芯和阀杆连接，所述销孔的两端具有倒角5a，所述膨胀销包括销体1，所述销体1的轴向两端分别设有膨胀孔2，所述膨胀孔2扩张发生塑性形变，使得销体1位于轴向两端的位置呈向外扩大并贴合于销孔倒角角度面上的锥形扩张结构。结合图1所示为膨胀销的结构示意图，膨胀销安装于阀芯和阀杆上时，对应于图2所示，膨胀销通过外部作用力使膨胀销位于两端发生永久塑性变形，使得销体1位于膨胀孔的位置处膨胀形成扩张结构，并适形贴合于倒角5a的倒角角度面上，倒角的设置可控制销体膨胀的形状；膨胀结构将销体在销孔内形成轴向限位结构，膨胀销无法轴向窜动，使得膨胀销可靠的与销孔配合，不会发生难以装配或者掉落的风险，对阀芯和阀杆能够起到有效的防松脱作用，而且也不会出现因流体作用使得膨胀销冲出的现象，从而提高阀芯阀杆连接的可靠性；并且降低了在制造过程中配钻孔的公差要求，同时通过压装方式利于提高阀芯和阀杆的装配质量，提高一次组装合格率。
30.本实施例中，所述膨胀销1的长度小于销孔的长度，所述膨胀销1的两端均位于销孔的孔内，所述膨胀销两端部分别位于相应倒角轴向所在区域内。结合图3所示，膨胀销经塑性变形后不超出销孔孔口位置，优选膨胀销1端部位于销孔的孔口内侧，避免膨胀销1与外部零件发生干涉；
31.本实施例中，所述膨胀销1的两端部在销孔内的缩进距离相等。缩进距离为膨胀销1端部距离销孔的孔口距离，由于膨胀销1的两端部缩进距离相等，且销孔的两端倒角结构相同，则膨胀销1和销孔的装配结构在图2中为上下对称结构，利于保证良好的连接效果。
32.本实施例中，所述膨胀孔2的孔径d1＝d1-βmm，其中β取1～2mm，，所述d1为销体1的外径。β的取值可依据d1的尺寸大小选择，该结构使得销体1位于膨胀孔处的壁厚在设定范围内，利于销体1两端受外部作用力产生塑性形变。
33.本实施例中，所述膨胀销1的长度l1＝d2-γmm，其中γ取1.5～2mm，所述d2为阀芯开设销孔位置处的外圆直径。γ的取值可依据d2的尺寸大小选择，该结构使得膨胀销压装好后不露出销孔，避免膨胀销1与外部零件发生干涉；
34.本实施例中，所述膨胀孔为盲孔，所述膨胀孔的孔深l2＝l1/2-l3 δ；其中δ取1～2mm，所述l1为销体长度，所述l3为阀芯上销孔的倒角底部距离阀芯中轴线的距离。结合图1所示，销体的中心处距离膨胀孔孔底的距离为l1/2-l2，将l2带入换算后，得出该距离为l3-δ，再结合图2可知，膨胀销安装于销孔内后，使得膨胀孔的孔底低于倒角，使膨胀销塑性变形后能够完全贴合在倒角角度面上，其中l3距离的设定自然确定了倒角的轴向尺寸。
35.本实施例中，所述膨胀孔2为圆孔，所述膨胀孔2与销体1同轴设置。该结构使得销体1位于膨胀孔处的壁厚均匀，利于均匀塑性形变。
36.本实施例中，所述倒角5a的角度α为45
°
～60
°
。结合图5所示，倒角α角度的限定，则使得倒角处投影的中心角b的值为60
°
～90
°
，可依据中心角b的值设定倒角的大小，该结构使得销体1位于膨胀孔处在设定角度范围内形变，既保证可靠的塑性形变，同时也防止销体1形变处开裂。
37.本实施例还提供了一种阀芯阀杆的装配方法，包括以下步骤：
38.s1：组装阀杆和阀芯；将阀杆插装至阀芯上并定位；结合图4所示，阀杆4前端设计有标准外螺纹，与之匹配阀芯3内孔有对应规格的内螺纹，阀杆通过旋入后进行机械拧紧，完成阀杆和阀芯组装；
39.s2：进行销孔加工，所述销孔最终孔径为d2，首先使用加工孔径小于d2的钻头进行粗加工；然后使用标准d2值的铰刀对已加工孔进行铰孔加工形成销孔；结合图4所示，此处的销孔是同步开设于阀芯和阀杆上，粗加工优选使用比d2值小0.1mm的钻头，粗加工完成后通过铰刀7精加工形成销孔，销孔的孔径d2与膨胀销的外径d2相同，且实现过渡配合或者间隙配合。
40.s3：进行倒角加工，对销孔轴向两端进行倒角加工；结合图5所示，采用适配于角度b的倒角钻头8对阀芯3上内径为d2的销孔进行倒角加工，形成最终的销孔；倒角深度可依据实际实用工况确定；由于l3值确定，则倒角深度自动确定。
41.s4：将膨胀销装入销孔；结合图6所示，将膨胀销装入销孔，为保证膨胀销位于销孔的中部位置，则通过下方的压装轴9支撑膨胀销的位置，且可调节膨胀销销孔内的位置，使得膨胀销的两端分别距离销孔的两端口距离相等。
42.s5：对膨胀销进行压装，采用两个压装轴分别对膨胀销两端的膨胀孔2施加轴向压力，使得膨胀销端部产生永久塑性变形形成向外扩大并贴合于销孔倒角角度面上的锥形扩张结构。此处的轴向是以销轴为基准而言，其中压装轴具有压装头，压装头的圆台结构，结合图6和图7所示，两个压装轴于膨胀销同轴设置并同步径向向内施加压力，可通过气压、液
压等设备作用于压装轴以提供所需要的轴向压力，作用于膨胀销上的压强大于膨胀销材料屈服强度σs，使得膨胀销端部产生永久塑性变形；对应膨胀孔2的内径d1和孔深l2的设计以满足f/s＞σs，f为施加在压装轴的作用力，s为压装轴9与膨胀孔内壁最大接触面面积；压装轴的压桩头内套于膨胀孔内并使得膨胀孔物理扩张，进而使得膨胀销端部产生永久塑性变形，通过该结构使得膨胀销轴向锁定于销孔内，确保膨胀销不会自行脱落，保证阀芯和阀杆连接的可靠性。
43.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。