Concentrându-ne pe rezolvarea problemei prelucrării de înaltă precizie a feței de capăt inferioare a găurii a unui orificiu de supapă etanșat într-un corp de supapă de aviație, am efectuat cercetări independente și am adoptat un dispozitiv motorizat de șlefuire cu presiune reglabilă/stabilizată, pereche de ghidare de precizie, potrivire sferică și compensare a erorilor de transmisie și poziționare. (ZL201820823098.4) Noua tehnologie de proces a rezolvat cu succes problemele tehnice ale procesului, cum ar fi planeitatea, rugozitatea suprafeței și verticalitatea pe baza axei găurii de ghidare, care necesită o precizie ridicată pentru partea de jos a găurilor adânci și a extins -față de capăt inferioară de precizie a găurilor adânci. Tehnologia de procesare are avantajele practicabilitatii puternice a dispozitivului de fixare și eficiența ridicată a procesării.
1 Prefață
Un anumit produs servovalvă este proiectat cu o structură specială. O piesă de supapă este instalată într-un orificiu adânc de φ15H7 94mm în partea corpului supapei. Diametrul exterior al supapei și diametrul interior al orificiului supapei sunt conectate printr-o garnitură de cuplare a supapei glisante (vezi Figura 1). Când piesele supapei sunt forțate să se miște în poziții diferite, se realizează comutarea circuitului de ulei [1]. Când este închis în mod normal, planul inferior al orificiului supapei este, de asemenea, suprafața de etanșare. Planeitatea, rugozitatea suprafeței și perpendicularitatea pe axa găurii sunt la fel de mari ca IT7 și mai sus. Structura suprafeței sale inferioare și valorile caracteristice sunt prezentate în Figura 2.
imagine
a) Poziția supapei care leagă orificiile B și C la deschidere
imagine
b) Poziția supapei care leagă orificiile A și B când este normal închis
Figura 1 Schema schematică a etanșării cuplajului supapei glisante
imagine
Figura 2 Diagrama schematică a feței de capăt inferioare a găurii supapei și a structurii găurii supapei
Dacă această realizare tehnică este implementată cu succes, trebuie dezvoltat un dispozitiv de șlefuire a suprafeței de capăt cu găuri adânci, cu ghidare de precizie, forță de presiune scăzută și control stabil, pe baza principiului șlefuirii plane pentru a obține prelucrarea de precizie a suprafeței de capăt a găurii. Din cauza blocajului tehnic impus de tehnologia aviației străine asupra țării noastre, este dificil să se obțină o tehnologie de șlefuire relevantă. În tehnologia existentă, pentru șlefuirea planului inferior al găurii, se utilizează în general tehnologia de șlefuire abrazivă magnetică [2], care prezintă avantaje în prelucrarea de finisare a suprafețelor curbe complexe. , valoarea rugozității suprafeței scade și eficiența este mai mare, dar capacitatea de a schimba sau îmbunătăți acuratețea geometrică, cum ar fi planeitatea planului de masă, este slabă, astfel încât versatilitatea este slabă. În stadiul tehnicii, există de asemenea o metodă de șlefuire a planului de capăt inferior al găurii prin utilizarea unei tije de șlefuit cu un plan de capăt. De exemplu, documentul de brevet CN201361804Y dezvăluie o unealtă de șlefuit cu găuri adânci pentru o mașină de alezat și frezat CNC. Cu toate acestea, această componentă de măcinare nu a fost încă utilizată. Se poate lua în considerare cerințele de perpendicularitate ale suprafeței de capăt care urmează a fi șlefuită și axa găurii de referință. În procesul de operare propriu-zisă, atunci când șlefuiți planul de capăt inferior al găurilor cu adâncimi diferite de găuri, este necesar să scoateți știftul și apoi să separați tija de șlefuit de tija de transmisie. Numai atunci tija de șlefuit poate fi înlocuită cu lungimea corespunzătoare. În același timp, prelucrarea structurilor cu găuri adânci și fante este greoaie, are o eficiență scăzută în procesul de fabricație propriu-zis și este incomod de instalat [3].
Componenta de șlefuire (număr de brevet ZL201820823098.4) dezvoltată independent de această realizare tehnologică poate ține cont nu numai de cerințe de calitate, cum ar fi planeitatea, rugozitatea suprafeței și perpendicularitatea față de axa găurii de referință a suprafeței de capăt inferioare a găurii, dar poate și poate fi utilizat pentru șlefuirea suprafețelor de diferite adâncimi de găuri. , poate fi oprit direct și tija de șlefuit corespunzătoare poate fi îndepărtată și înlocuită. Operația este mai convenabilă și poate îmbunătăți și mai mult eficiența măcinarii.
Toate tehnologiile cheie existente au fost rezolvate, iar diverși indicatori tehnici nu numai că au îndeplinit cerințele de calitate a designului, ci au atins și nivelul avansat intern. Această realizare tehnologică a fost promovată și aplicată cu succes în producția de părți ale corpului de supapă pentru produse de servovalve care susțin o varietate de modele naționale de aeronave cheie, generând beneficii economice considerabile și contribuind la dezvoltarea industriei aviației din țara mea.
2 Idei de cercetare
2.1 Analiza dificultăților procesului
Pentru prelucrarea găurilor adânci, prelucrarea cu fund plat este o dificultate tradițională de prelucrare. În special pentru orificiul supapei din acest proiect, raportul dintre adâncimea orificiului și diametrul orificiului depășește 6:1, care aparține procesării orificiilor adânci. Din cauza rigidității slabe a sculei și a vibrațiilor și a deformarii severe a sculei, este dificil pentru metodele tradiționale de strunjire și alezare să asigure simultan rugozitatea suprafeței, planeitatea și perpendicularitatea la orificiul de referință din partea inferioară a găurilor adânci de înaltă precizie. Tehnologia existentă de șlefuire și lustruire nu poate ține cont de cei trei indicatori cheie ai acestui proiect, așa că este necesar să se efectueze cercetări tehnice privind șlefuirea suprafeței de fund a găurii.
În plus, caracteristicile cheie ale acestui proiect, planeitatea feței de capăt inferioare a găurii {{0}},01 mm și perpendicularitatea feței de capăt inferioare a găurii și axa găurii de potrivire a supapei 0,03 mm, poate fi detectat direct utilizând coordonatele tridimensionale, dar valoarea rugozității suprafeței feței de capăt inferioare a găurii Ra=0.1μm, din cauza Gaura este adâncă și contorul de rugozitate a suprafeței nu poate efectua detectarea directă , deci trebuie căutată o metodă de măsurare indirectă fiabilă.
2.2 Idee generală
1) Orificiul φ15H7 se potrivește cu micro-degajarea supapei, utilizând pe deplin tehnologia de sub-procesare a cuplajului de precizie pentru a dezvolta un post de ghidare de precizie și unelte pentru bucșă de ghidare pentru a îndeplini verticalitatea de înaltă precizie și alte cerințe. Apoi, ne bazăm pe tehnologia existentă și pe principiile și experiența de șlefuire plană pentru a dezvolta o presiune/forță de stabilizare reglabilă, iar designul mecanismului, cum ar fi conexiunea articulată sferică și eroarea infinită, este adoptat [4] pentru a obține prelucrarea de precizie a capătului inferior. faţa găurii.
2) Slefuirea este un proces de finisare, potrivit pentru prelucrare cu mici cote de micro-prelucrare, iar autodeteriorarea sculelor de șlefuit este gravă. Pentru a îmbunătăți eficiența producției, este necesar să se dezvolte un nou proces de prelucrare a fundului găurii înainte de șlefuire.
3) Având în vedere problema dificilă de măsurare a valorii rugozității suprafeței Ra=0.1μm pe suprafața inferioară a găurii, pentru a rezolva problema se adoptă metoda de inspecție de tăiere a primei piese.
Prin urmare, cheia succesului acestui proiect constă în echipamentele de procesare a sculelor de șlefuire dezvoltate, care trebuie să îndeplinească simultan cerințele de rugozitate a suprafeței, planeitate și verticalitate și să îndeplinească cerințele de eficiență a producției la fața locului.
2.3 Soluții tehnice
(1) Dezvoltarea tabelului dispozitivelor de șlefuit: Dezvoltați independent un nou tip de dispozitiv de șlefuire a suprafeței de capăt cu găuri motorizate. Pentru a obține o prelucrare de șlefuire de înaltă calitate și eficientă a suprafeței de capăt a găurii și pentru a îndeplini cerințele finale ale produsului, cel mai important lucru este șlefuirea suprafeței de fund a găurii. Dispozitivul de șlefuire trebuie să țină cont de planeitatea și rugozitatea suprafeței feței de capăt inferioare a găurii, precum și de cerințele de verticalitate în raport cu axa găurii de referință și să folosească găuri de înaltă precizie potrivite ca ghidaje. Pentru a asigura această cerință de calitate, echipa de proiect a dezvoltat independent un dispozitiv de șlefuit (componentă de șlefuit ZL201820823098 .4).
Slefuirea planului la baza gaurii nu este doar pentru a obtine o valoare mai mica a rugozitatii suprafetei, ci mai important, pentru a obtine o precizie a planului mai mare [5]. Cu cât valoarea erorii de planeitate este mai mică, cu atât este mai bine și este necesar să se reducă operația de șlefuire (tradițională) Dependența de operatorii cu înaltă calificare în timpul procesului reduce intensitatea muncii și, prin urmare, îmbunătățește eficiența șlefuirii.
(2) Structura dispozitivului de șlefuit: Dispozitivul de șlefuit proiectat și fabricat este un dispozitiv motorizat de șlefuire a suprafeței de la capătul inferioară a găurii (a se vedea figura 3), care oferă o putere fiabilă cu ajutorul ajustării continue a vitezei și al înălțimii limitate a sculei (cum ar fi alezarea coordonată). mașini și alte echipamente). Dispozitivul de șlefuit este format din 4 părți: un mecanism de reglare/stabilizare a tensiunii, un mecanism de transmisie auxiliar cu cap sferic, o pereche de ghidare și o tijă de șlefuit. Mecanism de reglare/stabilizare a tensiunii, compresie controlabilă a arcului pentru a stabiliza forța pe suprafața de șlefuire. Mecanismul de transmisie auxiliar cu cap sferic facilitează funcționarea ambreiajului. Funcția capului sferic este de a corecta și compensa eroarea de verticalitate dintre suprafața de capăt a tijei de șlefuit și axa axului atunci când este instalat, asigurându-se că suprafața de capăt de lucru a tijei de șlefuit și suprafața de capăt care urmează să fie șlefuită sunt în potrivire fiabilă. Aceasta este cheia Suprafața circumferențială exterioară a știftului este proiectată să fie mai mică decât centrul capului bilei. Perechea de ghidare este potrivită pentru ghidare la șlefuirea fundului găurilor adânci pentru a asigura cerințele de perpendicularitate între suprafața de capăt care trebuie șlefuită și gaura de referință. Când proiectați un dispozitiv de șlefuire a suprafeței de capăt inferioare cu gaură mică, nu este nevoie să proiectați un ghid, iar capul sferic poate fi aliniat automat direct, astfel încât suprafața de lucru a tijei de șlefuit să se potrivească cu suprafața de capăt care urmează să fie șlefuită. Tija de șlefuit în sine necesită o precizie ridicată de fabricație. De exemplu, planeitatea feței de capăt de șlefuire și perpendicularitatea feței de capăt de șlefuire față de axa de referință de rotație sunt necesare pentru a atinge nivelul micronului. În același timp, dimensiunea nervurii feței capătului tijei de măcinare afectează calitatea și eficiența măcinarii. De asemenea, este uriaș. Experiența de proiectare a canelurilor „bună” (lățimea canelurii 0.25mm, adâncimea 0}.5~1mm, distanță 1mm și distribuite uniform) obținută prin verificarea experimentală are ca efect îmbunătățirea calității și eficienței la șlefuire faţa de capăt inferioară a găurii φ15H7 cu o adâncime de 94 mm. Mai bine (vezi Figura 4 și Figura 5).
imagine
Figura 3 Structura dispozitivului de șlefuire
imagine
Figura 4 Vene pe suprafața de capăt a tijei de șlefuit
imagine
Figura 5 Comparația rezultatelor efectelor de măcinare
Cerințele de producție pentru acest dispozitiv sunt, de asemenea, foarte mari. În timpul construcției procesului, cuplarea pieselor cu un spațiu corespunzător de {{0}}.{004 până la 0,006 mm trebuie șlefuit/slefuit pentru a procesa gaura interioară și șlefuire fără centre/slefuire cilindric pentru procesare jocul de precizie cilindric pentru a îndeplini funcțiile de poziționare și ghidare. Pentru ansamblurile cu o cerință de distanță de potrivire de 0,03 mm, tehnicile de prelucrare precum alezarea/strunjirea sunt adoptate pentru a îndeplini cerințele de asamblare (vezi Figura 6).
imagine
Figura 6 Hainele de lucru reale
Pașii practici pentru scule sunt următorii.
1) Determinați cantitatea de compresie a arcului pe baza forței elastice a arcului (vezi Figura 7), trageți o linie de marcare pe suprafața exterioară a tijei de ghidare (un marcator roșu va fi suficient) și strângeți în prealabil șurubul pentru fixare. aceasta.
imagine
Figura 7 Cantitatea de compresie a arcului
2) Mandrina mașinii-unelte ține mecanismul de reglare/stabilizare a tensiunii, așa cum se arată în Figura 8.
imagine
Figura 8 Testul sculelor
3) Așezați corect piesa sau fixați-o cu un dispozitiv de fixare, astfel încât suprafața de șlefuit să fie în stare orizontală.
4) Reglați mașina-unealtă sau piesele astfel încât suprafața sferică concavă a tijei de ghidare să se potrivească cu suprafața sferică convexă a tijei de șlefuit și verificați dacă instalația este pe loc prin slăbirea șurubului cric.
5) Aplicați o grosime uniformă de pastă abrazivă pe suprafața capătului de șlefuire a tijei de șlefuit, puneți tija de șlefuit în orificiul corespunzător și confirmați manual că instalația este la locul său.
6) Introduceți tija de știft în orificiul corespunzătoare capului sferic al tijei de șlefuit, astfel încât lungimile expuse ale ambelor capete ale tijei de știft să fie aproximativ egale și confirmați manual că conexiunea este fiabilă.
7) Setați parametrii mașinii-unelte, porniți mașina unealtă pentru operația de șlefuire și opriți-vă după șlefuire pentru o singură durată.
Introduceți următorul ciclu de funcționare până când calitatea suprafeței de la capătul solului este calificată. Trebuie remarcat faptul că atunci când scoateți tija de șlefuit după fiecare ciclu de șlefuire, trebuie folosit hârtie abrazivă cu apă pentru a curăța bavurile din jur.
Acest dispozitiv răspunde nevoilor de producție ale operațiunilor de măcinare continue și stabile. Nu numai că permite ca suprafața de șlefuire să îndeplinească cerințele de calitate a designului, dar îmbunătățește și eficiența de șlefuire de peste 5 ori în comparație cu șlefuirea manuală tradițională. În special, cerințele de nivel de calificare ale operatorului sunt mult reduse și nu este nevoie de desemnarea tehnicienilor montatori și a personalului cu niveluri de calificare mai sus pentru a opera (este suficient să poți opera echipamentul) reduce foarte mult intensitatea muncii operatorilor.
Figura 9 prezintă testul de măcinare, iar parametrii empilici au fost obținuți prin teste multiple. Datele experienței pentru suprafața de șlefuire φ15mm 1: viteza axului 60r/min, elasticitatea arcului 4,6N·mm, strat W5 grosimea filmului de pastă de șlefuit aproximativ 0.2mm, durata de șlefuire 15s/timp. Datele experienței pentru suprafața de șlefuire φ15mm 2: viteza axului 60r/min, forța elastică a arcului 4.6N·mm, stratul de pastă de șlefuire M5 grosimea filmului de aproximativ 0.4mm, durata de șlefuire 2.5s/timp. Trebuie remarcat faptul că, indiferent de metoda folosită, există riscul de șlefuire a zgârieturilor dacă timpul de expirare este prea lung. Pasta de măcinat trebuie înlocuită la timp și operațiunea ciclului trebuie efectuată până când piesele sunt calificate.
