Centrant-nos a resoldre el problema del mecanitzat d'alta precisió de la cara de l'extrem inferior del forat d'un forat de vàlvula segellat en un cos de vàlvula d'aviació, vam dur a terme investigacions independents i vam adoptar un dispositiu de cara final de rectificat motoritzat amb pressió ajustable/estabilitzada, parell de guies de precisió, ajust esfèric i compensació d'errors de transmissió i posicionament. (ZL201820823098.4) La nova tecnologia de procés ha resolt amb èxit els problemes tècnics del procés com ara la planitud, la rugositat de la superfície i la verticalitat en funció de l'eix del forat de guia que requereixen una alta precisió per a la cara de l'extrem inferior dels forats profunds, i ha ampliat l'alt nivell. -cara extrema inferior de precisió de forats profunds. La tecnologia de processament té els avantatges d'una forta viabilitat de l'aparell i una alta eficiència de processament.
1 Pròleg
Un determinat producte de servovàlvula està dissenyat amb una estructura especial. Una part de la vàlvula s'instal·la en un forat de φ15H7 94mm de profunditat a la part del cos de la vàlvula. El diàmetre exterior de la vàlvula i el diàmetre interior del forat de la vàlvula estan connectats mitjançant un segell d'acoblament de vàlvula lliscant (vegeu la figura 1). Quan les parts de la vàlvula es veuen obligades a moure's en diferents posicions, es realitza la commutació del circuit d'oli [1]. Quan està normalment tancat, el pla inferior del forat de la vàlvula també és la superfície de segellat. La seva planitud, rugositat superficial i perpendicularitat a l'eix del forat són tan altes com IT7 i superiors. La seva estructura superficial inferior i els valors característics es mostren a la figura 2. es mostra.
imatge
a) La posició de la vàlvula que connecta els forats B i C en obrir-se
imatge
b) Posició de la vàlvula que connecta els forats A i B quan està normalment tancada
Figura 1 Diagrama esquemàtic del segell d'acoblament de la vàlvula de corredissa
imatge
Figura 2 Diagrama esquemàtic de la cara de l'extrem inferior del forat de la vàlvula i l'estructura del forat de la vàlvula
Si aquest assoliment tècnic s'implementa amb èxit, s'ha de desenvolupar un dispositiu de mòlta de la superfície de l'extrem inferior del forat profund amb una guia de precisió, força de baixa pressió i control estable basat en el principi de mòlta plana per aconseguir un mecanitzat de precisió de la superfície final del forat. A causa del bloqueig tècnic imposat per la tecnologia d'aviació estrangera al nostre país, és difícil obtenir la tecnologia de mòlta rellevant. En la tecnologia existent, per rectificar el pla inferior del forat, s'utilitza generalment la tecnologia de rectificat abrasiu magnètic [2], que té avantatges en el processament d'acabat de superfícies corbes complexes. , el valor de la rugositat de la superfície disminueix i l'eficiència és més alta, però la capacitat de canviar o millorar la precisió geomètrica, com ara la planitud del pla de terra, és deficient, de manera que la versatilitat és deficient. En l'art anterior, també hi ha un mètode de mòlta del pla final inferior del forat mitjançant l'ús d'una vareta de mòlta amb un pla final. Per exemple, el document de patent CN201361804Y revela una eina de rectificat de fons de forat profund per a una màquina de mandrinar i fresar CNC. Tanmateix, aquest component de mòlta encara no s'ha utilitzat. Pot tenir en compte els requisits de perpendicularitat de la superfície final a rectificar i l'eix del forat de referència. En el procés d'operació real, quan es tritura el pla final inferior dels forats amb diferents profunditats de forat, cal treure el passador i després separar la barra de mòlta de la vareta de transmissió. Només llavors es pot substituir la barra de mòlta per la longitud corresponent. Al mateix temps, processar forats profunds i estructures ranurades és feixuc, té poca eficiència en el procés de fabricació real i és incòmode d'instal·lar [3].
El component de mòlta (número de patent ZL201820823098.4) desenvolupat de manera independent per aquest assoliment tecnològic no només pot tenir en compte requisits de qualitat com ara la planitud, la rugositat de la superfície i la perpendicularitat en relació amb l'eix del forat de referència de la superfície final inferior del forat, sinó que també pot s'utilitza per rectificar superfícies de diferents profunditats de forats. , es pot aturar directament i es pot treure i substituir la vareta de mòlta corresponent. L'operació és més còmoda i pot millorar encara més l'eficiència de mòlta.
S'han resolt totes les tecnologies clau existents i diversos indicadors tècnics no només han complert els requisits de qualitat del disseny, sinó que també han arribat al nivell avançat nacional. Aquest assoliment tecnològic s'ha promogut i aplicat amb èxit en la producció de peces de cos de vàlvules per a productes de servovàlvules que donen suport a una varietat de models d'avions clau nacionals, generant beneficis econòmics considerables i contribuint al desenvolupament de la indústria aeronàutica del meu país.
2 Idees de recerca
2.1 Anàlisi de les dificultats del procés
Per al processament de forats profunds, el processament de fons pla és una dificultat de processament tradicional. Especialment per al forat de la vàlvula d'aquest projecte, la relació entre la profunditat del forat i el diàmetre del forat supera els 6:1, que pertany al processament del forat profund. A causa de la poca rigidesa de l'eina i de la vibració i deflexió severa de l'eina, és difícil que els mètodes tradicionals de procés de tornejat i avorrit garanteixin simultàniament la rugositat, la planitud i la perpendicularitat de la superfície amb el forat de referència a la part inferior dels forats profunds d'alta precisió. La tecnologia de rectificat i poliment existent no pot tenir en compte els tres indicadors clau d'aquest projecte, per la qual cosa cal dur a terme una investigació tècnica sobre el rectificat de la superfície del fons del forat.
A més, les característiques clau d'aquest projecte, la planitud de la cara de l'extrem inferior del forat {{0}},01 mm i la perpendicularitat de la cara de l'extrem inferior del forat i l'eix del forat de coincidència de la vàlvula 0,03 mm, es pot detectar directament mitjançant coordenades tridimensionals, però el valor de rugositat de la superfície de la cara inferior del forat Ra=0.1μm, a causa del forat és profund i el mesurador de rugositat de la superfície no pot realitzar una detecció directa , per la qual cosa s'ha de buscar un mètode de mesura indirecte fiable.
2.2 Idea general
1) El forat φ15H7 es combina amb el micro-lliurament de la vàlvula, fent un ús total de la tecnologia de subprocessament d'acoblament de precisió per desenvolupar un pal de guia de precisió i eines de casquillo de guia per satisfer la verticalitat d'alta precisió i altres requisits. A continuació, ens basem en la tecnologia existent i els principis i l'experiència de mòlta plana per desenvolupar una força ajustable de pressió/estabilització i s'adopta el disseny del mecanisme, com ara la connexió de la rótula i l'error infinit [4] per aconseguir un mecanitzat de precisió de l'extrem inferior. cara del forat.
2) La mòlta és un procés d'acabat, adequat per al processament amb petites quantitats de micromecanitzat, i l'auto-dany de les eines de mòlta és greu. Per tal de millorar l'eficiència de la producció, és necessari desenvolupar un nou procés per processar la part inferior del forat abans de moldre.
3) Tenint en compte el difícil problema de mesurar el valor de rugositat superficial Ra=0.1μm a la superfície inferior del forat, s'adopta el mètode d'inspecció de tall de la primera peça per resoldre el problema.
Per tant, la clau de l'èxit d'aquest projecte rau en l'equip de procés d'eines de mòlta desenvolupat, que ha de complir simultàniament els requisits de rugositat, planitud i verticalitat de la superfície i complir els requisits d'eficiència de producció in situ.
2.3 Solucions tècniques
(1) Desenvolupament de la taula de dispositius de mòlta: desenvolupeu de manera independent un nou tipus de dispositiu de mòlta de superfície final de forat motoritzat. Per tal d'aconseguir un processament de mòlta d'alta qualitat i eficient de la superfície de l'extrem inferior del forat i complir els requisits finals del producte, el més important és la mòlta de la superfície del fons del forat. El dispositiu de mòlta ha de tenir en compte la planitud i la rugositat de la superfície de la cara inferior del forat, així com els requisits de verticalitat en relació amb l'eix del forat de referència, i utilitzar forats coincidents d'alta precisió com a guies. Per tal de garantir aquest requisit de qualitat, l'equip del projecte va desenvolupar de manera independent un dispositiu de mòlta (component de mòlta ZL201820823098 .4).
La rectificació del pla a la part inferior del forat no és només per obtenir un valor de rugositat superficial més petit, sinó, el més important, per obtenir una precisió del pla més gran [5]. Com més petit sigui el valor d'error de planitud, millor, i és necessari reduir l'operació de mòlta (tradicional) La dependència d'operaris altament qualificats durant el procés redueix la intensitat del treball i, per tant, millora l'eficiència de mòlta.
(2) Estructura del dispositiu de mòlta: el dispositiu de mòlta dissenyat i fabricat és un dispositiu de mòlta de la superfície de l'extrem inferior del forat motoritzat (vegeu la figura 3), que proporciona una potència fiable amb l'ajuda d'un ajust continu de la velocitat i una alçada limitada de l'eina (com ara la perforació de coordenades). màquines i altres equips). El dispositiu de mòlta consta de 4 parts: un mecanisme de regulació/estabilització de tensió, un mecanisme de transmissió auxiliar de capçal de bola, un parell de guia i una vareta de mòlta. Mecanisme de regulació/estabilització de tensió, compressió de molla controlable per estabilitzar la força a la superfície de mòlta. El mecanisme de transmissió auxiliar del capçal de bola facilita el funcionament de l'embragatge. La funció del capçal de bola és corregir i compensar l'error de verticalitat entre la superfície final de la vareta de mòlta i l'eix de l'eix quan s'instal·la, assegurant que la superfície final de treball de la vareta de mòlta i la superfície final a tallar estiguin en ajust fiable. Aquesta és la clau La superfície circumferencial exterior del passador està dissenyada per ser més baixa que el centre de la bola. El parell de guies és adequat per guiar quan es tritura la part inferior de forats profunds per garantir els requisits de perpendicularitat entre la superfície final que s'ha de tallar i el forat de referència. Quan es dissenya un dispositiu de mòlta de la superfície de l'extrem inferior del forat poc profund, no cal dissenyar una guia, i el capçal de bola es pot alinear automàticament directament de manera que la superfície de treball de la vareta de mòlta s'ajusti a la superfície final a tallar. La pròpia vareta de mòlta requereix una alta precisió de fabricació. Per exemple, la planitud de la cara de l'extrem de mòlta i la perpendicularitat de la cara de l'extrem de mòlta en relació amb l'eix de referència de rotació són necessàries per assolir el nivell de micres. Al mateix temps, la mida de la vena de la cara de l'extrem de la vareta afecta la qualitat i l'eficiència de la mòlta. També és enorme. L'experiència de disseny de ranures "bé" (amplada de ranura 0,25 mm, profunditat 0},5 ~ 1 mm, espai d'1 mm i distribuïts uniformement) obtinguda mitjançant la verificació experimental té l'efecte de millorar la qualitat i l'eficiència en la mòlta la cara final inferior del forat φ15H7 amb una profunditat de 94 mm. Millor (vegeu la figura 4 i la figura 5).
imatge
Figura 3 Estructura del dispositiu de rectificat
imatge
Figura 4 Venes a la superfície final de la vareta de mòlta
imatge
Figura 5 Resultats de la comparació d'efectes de mòlta
Els requisits de producció d'aquest dispositiu també són molt elevats. Durant la construcció del procés, les peces d'acoblament amb una bretxa coincident de {{0}}.{004 a 0,006 mm s'han de polir/esmolar per processar el forat interior, i la mòlta sense centre/la rectificació cilíndrica per processar l'espai lliure de precisió cilíndric per complir amb les funcions de posicionament i guia. Per als conjunts amb un requisit d'espai coincident de 0,03 mm, s'adopten tècniques de processament com ara escariat/tornejat per complir els requisits de muntatge (vegeu la figura 6).
imatge
Figura 6 Roba de treball real
Els passos pràctics per a l'eina són els següents.
1) Determineu la quantitat de compressió de la molla en funció de la força elàstica de la molla (vegeu la figura 7), dibuixeu una línia de marcatge a la superfície exterior de la vareta guia (n'hi haurà prou amb un marcador vermell) i premeu el cargol per fixar-lo. això.
imatge
Figura 7 Quantitat de compressió de molla
2) El mandril de la màquina-eina conté el mecanisme de regulació/estabilització de tensió, tal com es mostra a la figura 8.
imatge
Figura 8 Prova d'eines
3) Col·loqueu la peça correctament o fixeu-la amb un aparell perquè la superfície a rectificar estigui en estat horitzontal.
4) Ajusteu la màquina-eina o les peces de manera que la superfície esfèrica còncava de la vareta de guia s'ajusti a la superfície esfèrica convexa de la vareta de mòlta i comproveu si la instal·lació està al seu lloc afluixant el cargol.
5) Apliqueu un gruix uniforme de pasta abrasiva a la superfície de l'extrem de mòlta de la vareta de mòlta, col·loqueu la vareta de mòlta al forat corresponent i confirmeu manualment que la instal·lació està al seu lloc.
6) Introduïu la vareta del passador al forat corresponent al capçal de bola de la vareta de mòlta, de manera que les longituds exposades dels dos extrems de la vareta del pin siguin aproximadament iguals i confirmeu manualment que la connexió és fiable.
7) Establiu els paràmetres de la màquina-eina, engegueu la màquina-eina per a l'operació de mòlta i s'atura després de la mòlta durant una sola durada.
Introduïu el següent cicle d'operació fins que la qualitat de la superfície del sòl estigui qualificada. Cal tenir en compte que en treure la vareta de mòlta després de cada cicle de mòlta, s'ha d'utilitzar paper de vidre d'aigua per netejar les rebaves circumdants.
Aquest dispositiu satisfà les necessitats de producció d'operacions de mòlta contínues i estables. No només permet que la qualitat de la superfície de mòlta compleixi els requisits de qualitat del disseny, sinó que també millora l'eficiència de mòlta més de 5 vegades en comparació amb la mòlta manual tradicional. En particular, els requisits de nivell d'habilitat de l'operador es redueixen considerablement i no cal designar tècnics d'instal·lació i personal amb nivells d'habilitat superiors per operar (n'hi ha prou amb poder operar l'equip) redueix en gran mesura la intensitat laboral dels operadors.
La figura 9 mostra la prova de mòlta, i els paràmetres empírics es van obtenir mitjançant múltiples proves. Dades de l'experiència per a la superfície de mòlta φ15 mm 1: velocitat de l'eix 60r/min, elasticitat de la molla 4,6 N·mm, gruix de pel·lícula de pasta de mòlta W5 d'uns 0,2 mm, durada de mòlta 15 s/temps. Dades d'experiència per a la superfície de mòlta φ15 mm 2: velocitat de l'eix 60r/min, força elàstica de molla 4,6 N·mm, gruix de pel·lícula de pasta de mòlta M5 d'uns 0,4 mm, durada de mòlta 2,5 s/temps. Cal tenir en compte que, independentment del mètode que s'utilitzi, hi ha el risc de ratllar-se si el temps d'espera és massa llarg. La pasta de mòlta s'ha de substituir a temps i l'operació del cicle s'ha de dur a terme fins que les peces estiguin qualificades.
