Med fokus på att lösa problemet med högprecisionsbearbetning av hålets nedre ändyta av ett förseglat ventilhål i en flygventilkropp, utförde vi oberoende forskning och antog en motoriserad slipande ändyta med justerbart/stabiliserat tryck, precisionsstyrpar, sfärisk passning och transmissions- och positioneringsfelkompensation. (ZL201820823098.4) Den nya processteknologin har framgångsrikt löst processtekniska problem såsom planhet, ytjämnhet och vertikalitet baserat på styrhålets axel som kräver hög precision för djupa håls nedre ändyta, och utökat den höga -precision undersidan av djupa hål. Bearbetningstekniken har fördelarna med stark fixtur genomförbarhet och hög bearbetningseffektivitet.
1 Förord
En viss servoventilprodukt är utformad med en speciell struktur. En ventildel installeras i ett φ15H7 94mm djupt hål i ventilkroppsdelen. Ventilens yttre diameter och ventilhålets innerdiameter är förbundna med en glidande ventilkopplingstätning (se figur 1). När ventildelarna tvingas röra sig i olika lägen realiseras oljekretsbytet [1]. När det är normalt stängt är ventilhålets bottenplan också tätningsytan. Dess planhet, ytjämnhet och vinkelräthet mot hålaxeln är så hög som IT7 och uppåt. Dess bottenytas struktur och karakteristiska värden visas i figur 2. visas.
bild
a) Placeringen av ventilens anslutningshål B och C vid öppning
bild
b) Placering av ventilens anslutningshål A och B när de är normalt stängda
Figur 1 Schematiskt diagram av slidventilens kopplingstätning
bild
Figur 2 Schematisk bild av ventilhålets nedre ändyta och strukturen på ventilhålet
Om denna tekniska prestation genomförs framgångsrikt måste en djuphålsslipanordning för bottenändyta med precisionsstyrning, lågtryckskraft och stabil styrbarhet utvecklas baserat på planslipningsprincipen för att uppnå precisionsbearbetning av hålets bottenändyta. På grund av den tekniska blockad som utländsk flygteknik ålagt vårt land är det svårt att få fram relevant slipteknik. I den befintliga tekniken, för slipning av hålets bottenplan, används vanligtvis magnetisk slipteknik [2], vilket har fördelar vid efterbehandling av komplexa krökta ytor. , sjunker ytråhetsvärdet och effektiviteten är högre, men förmågan att ändra eller förbättra den geometriska noggrannheten, såsom jordplanets planhet, är dålig, så mångsidigheten är dålig. I känd teknik finns det också ett förfarande för att slipa hålets nedre ändplan genom att använda en slipstav med ett ändplan. Till exempel visar patentdokumentet CN201361804Y ett djuphålsslipverktyg för en CNC-borr- och fräsmaskin. Denna malningskomponent har dock ännu inte använts. Den kan ta hänsyn till vinkelräthetskraven för ändytan som ska slipas och referenshålets axel. I själva driftprocessen, när man slipar bottenplanet av hål med olika håldjup, är det nödvändigt att dra ut saxpinnen och sedan separera slipstången från transmissionsstången. Först då kan slipstaven ersättas med motsvarande längd. Samtidigt är bearbetning av djuphåliga och slitsade strukturer besvärlig, har låg effektivitet i själva tillverkningsprocessen och är obekväm att installera [3].
Slipkomponenten (patentnummer ZL201820823098.4) som utvecklats oberoende av denna tekniska prestation kan inte bara ta hänsyn till kvalitetskrav som planhet, ytjämnhet och vinkelräthet i förhållande till referenshålsaxeln för hålets nedre ändyta, utan kan också användas för ytslipning av olika håldjup. , kan den stoppas direkt och motsvarande slipstav kan tas bort och bytas ut. Operationen är bekvämare och kan ytterligare förbättra slipningseffektiviteten.
Alla befintliga nyckelteknologier har lösts, och olika tekniska indikatorer har inte bara uppfyllt designkvalitetskraven, utan också nått den inhemska avancerade nivån. Denna tekniska prestation har framgångsrikt främjats och tillämpats i produktionen av ventilkroppsdelar för servoventilprodukter som stödjer en mängd olika nationella nyckelflygplansmodeller, vilket genererar betydande ekonomiska fördelar och bidrar till utvecklingen av mitt lands flygindustri.
2 Forskningsidéer
2.1 Analys av processsvårigheter
För djuphålsbearbetning är bearbetning med platt botten en traditionell bearbetningssvårighet. Speciellt för ventilhålet i detta projekt överstiger förhållandet mellan håldjup och håldiameter 6:1, vilket hör till djuphålsbearbetning. På grund av dålig verktygsstyvhet och kraftiga verktygsvibrationer och avböjning är det svårt för traditionella svarvnings- och borrprocessmetoder att samtidigt säkerställa ytjämnheten, planheten och vinkelrät mot referenshålet i botten av djupa hål med hög precision. Den befintliga slip- och poleringstekniken kan inte ta hänsyn till de tre nyckelindikatorerna i detta projekt, så det är nödvändigt att utföra teknisk forskning om slipning av hålets bottenyta.
Dessutom är de viktigaste egenskaperna för detta projekt, planheten hos hålets nedre ändyta {{0}}.01 mm och vinkelrätheten hos hålets nedre ändyta och axeln för ventilens matchande hål 0,03 mm, kan detekteras direkt med hjälp av tredimensionella koordinater, men ytojämnhetsvärdet för hålets nedre ändyta Ra=0.1μm, på grund av att hålet är djupt och ytjämnhetsmätaren kan inte utföra direkt detektering , så en pålitlig indirekt mätmetod måste sökas.
2.2 Allmän idé
1) φ15H7-hålet är matchat med ventilens mikro-clearance, vilket gör full användning av precisionskopplings-subprocesseringsteknologi för att utveckla en precisionsstyrstolpe och styrbussningsverktyg för att möta högprecisions vertikalitet och andra krav. Sedan använder vi befintlig teknik och planslipningsprinciper och erfarenhet för att utveckla en justerbar tryck/stabiliserande kraft appliceras och mekanismdesignen som kulledsanslutning och oändligt fel antas [4] för att uppnå precisionsbearbetning av bottenänden hålets yta.
2) Slipning är en efterbehandlingsprocess, lämplig för bearbetning med små mikrobearbetningstillägg, och självskadan av slipverktyg är allvarlig. För att förbättra produktionseffektiviteten är det nödvändigt att utveckla en ny process för bearbetning av botten av hålet före slipning.
3) Med tanke på det svåra problemet med att mäta ytråhetsvärdet Ra=0.1μm på hålets bottenyta, används metoden för skärinspektion i första delen för att lösa problemet.
Därför ligger nyckeln till framgången för detta projekt i den utvecklade slipverktygsprocessutrustningen, som samtidigt måste uppfylla kraven på ytjämnhet, planhet och vertikalitet, och uppfylla kraven för produktionseffektivitet på plats.
2.3 Tekniska lösningar
(1) Utveckling av slipanordningstabell: Utveckla självständigt en ny typ av motoriserad hålslipanordning för bottenändytan. För att uppnå högkvalitativ och effektiv slipbearbetning av hålets bottenändyta och uppfylla de slutliga kraven för produkten, är det viktigaste hålets bottenändytasslipning. Slipanordningen måste ta hänsyn till planheten och ytråheten hos hålets nedre ändyta, såväl som kraven på vertikalitet i förhållande till referenshålets axel, och använda högprecisionsmatchande hål som styrningar. För att säkerställa detta kvalitetskrav utvecklade projektgruppen självständigt en slipanordning (slipkomponent ZL201820823098 .4).
Att slipa planet i botten av hålet är inte bara för att få ett mindre ytråhetsvärde, utan ännu viktigare, för att få en högre plannoggrannhet [5]. Ju mindre planhetsfelvärde, desto bättre, och det är nödvändigt att minska den (traditionella) malningsoperationen. Förlitan på högutbildade operatörer under processen minskar arbetsintensiteten och förbättrar därmed slipningseffektiviteten.
(2) Slipanordningens struktur: Den konstruerade och tillverkade slipanordningen är en motoriserad hålslipanordning (se figur 3), som ger tillförlitlig kraft med hjälp av steglös hastighetsjustering och begränsad verktygshöjd (såsom koordinatborrning) maskiner och annan utrustning). Slipanordningen består av 4 delar: en spänningsreglerande/stabiliserande mekanism, en hjälptransmissionsmekanism med kulhuvud, ett styrpar och en slipstav. Spänningsreglerande/stabiliserande mekanism, kontrollerbar fjäderkompression för att stabilisera kraften på slipytan. Kulhuvudets extra transmissionsmekanism underlättar kopplingsmanövreringen. Kulhuvudets funktion är att korrigera och kompensera för vertikalitetsfelet mellan ändytan på slipstaven och spindelaxeln när den är installerad, vilket säkerställer att slipstavens arbetsändyta och ändytan som ska slipas är i pålitlig passform. Detta är nyckeln. Den yttre omkretsytan på stiftet är utformad för att vara lägre än mitten av kulhuvudet. Styrparet är lämpligt för styrning vid slipning av botten av djupa hål för att säkerställa vinkelräthetskraven mellan ändytan som ska slipas och referenshålet. Vid utformning av en slipanordning för grunda hål på bottenytan, finns det inget behov av att utforma en styrning, och kulhuvudet kan automatiskt riktas direkt så att slipstavens arbetsändyta passar ändytan som ska slipas. Själva slipstaven kräver hög tillverkningsprecision. Till exempel krävs planheten hos slipändytan och vinkelrätheten hos slipändytan i förhållande till rotationsreferensaxeln för att nå mikronnivån. Samtidigt påverkar ändytans venstorlek malningskvaliteten och effektiviteten. Det är också enormt. Designupplevelsen av "brunn" spår (spårets bredd 0,25 mm, djup 0,5~1 mm, avstånd 1 mm och jämnt fördelade) som erhålls genom experimentell verifiering har effekten av att förbättra kvaliteten och effektiviteten vid slipning den nedre ändytan av φ15H7-hålet med ett djup på 94 mm. Bättre (se figur 4 och figur 5).
bild
Figur 3 Slipanordningens struktur
bild
Figur 4 Ådror på ändytan av slipstaven
bild
Figur 5 Jämförelseresultat av slipeffekter
Produktionskraven för denna enhet är också mycket höga. Under processkonstruktion måste kopplingsdelar med ett matchande gap på {{0}}.004 till 0,006 mm slipas/slipas för att bearbeta det inre hålet, och centerlös slipning/cylindrisk slipning för att bearbeta det cylindriska precisionsspelet för att möta positionerings- och styrfunktionerna. För sammansättningar med ett matchande gap på 0,03 mm används bearbetningstekniker som brotschning/svarvning för att uppfylla monteringskraven (se figur 6).
bild
Figur 6 Verkliga arbetskläder
De praktiska stegen för verktyg är följande.
1) Bestäm mängden fjäderkompression baserat på fjäderns elastiska kraft (se figur 7), rita en markeringslinje på styrstångens yttre yta (det räcker med en röd markering) och dra åt domkraften för att fixera Det.
bild
Figur 7 Fjäderkompressionsmängd
2) Maskinchucken håller den spänningsreglerande/stabiliserande mekanismen, som visas i figur 8.
bild
Figur 8 Verktygstest
3) Placera delen korrekt eller fixera den med en fixtur så att ytan som ska slipas är i horisontellt tillstånd.
4) Justera verktygsmaskinen eller delarna så att den konkava sfäriska ytan på styrstången passar den konvexa sfäriska ytan på slipstången, och kontrollera om installationen är på plats genom att lossa domkraftsskruven.
5) Applicera en jämn tjocklek av slippasta på slipytan på slipstaven, placera slipstaven i motsvarande hål och bekräfta manuellt att installationen är på plats.
6) Sätt in stiftstången i hålet som motsvarar kulhuvudet på slipstången, så att de exponerade längderna på båda ändarna av stiftstången är ungefär lika, och bekräfta manuellt att anslutningen är tillförlitlig.
7) Ställ in verktygsmaskinens parametrar, starta verktygsmaskinen för slipning och stoppa efter slipning under en enda tid.
Gå in i nästa arbetscykel tills kvaliteten på markändytan är kvalificerad. Det bör noteras att när man tar ut slipstaven efter varje slipcykel, bör vattensandpapper användas för att rengöra de omgivande graderna.
Denna enhet uppfyller produktionsbehoven för kontinuerliga och stabila slipoperationer. Det möjliggör inte bara kvaliteten på slipytan att uppfylla designkvalitetskraven, utan förbättrar också slipeffektiviteten med mer än 5 gånger jämfört med traditionell manuell slipning. Speciellt reduceras kraven på operatörens kompetensnivå avsevärt, och inget behov av att utse montörstekniker och personal med kompetensnivåer ovan för att arbeta (det räcker för att kunna använda utrustningen) minskar operatörernas arbetsintensitet avsevärt.
Figur 9 visar malningstestet och de empiriska parametrarna erhölls genom flera tester. Erfarenhetsdata för φ15 mm slipyta 1: spindelhastighet 60r/min, fjäderelasticitet 4,6N·mm, beläggning W5 slippastafilmtjocklek ca 0.2mm, sliptid 15s/tid. Erfarenhetsdata för φ15mm slipyta 2: spindelhastighet 60r/min, fjäder elastisk kraft 4,6N·mm, beläggning M5 slippasta filmtjocklek ca 0,4mm, sliptid 2,5s/tid. Det bör noteras att oavsett vilken metod som används finns det risk för sliprepor om timeouten är för lång. Slippastan bör bytas ut i tid och cykeloperationen bör utföras tills delarna är kvalificerade.
