一種兩級(jí)同心孔加工找正工裝的設(shè)計(jì)

□ 康劉陽 □ 李 通 □ 何龍飛 □ 劉岳飛

1.鄭州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南鄭州 451450 2.河南航天液壓氣動(dòng)技術(shù)有限公司 河南鄭州 451100

1 存在的問題

在液壓系統(tǒng)中,液壓控制閥起調(diào)節(jié)液流流量、壓力、方向的作用。圓柱滑閥是應(yīng)用最廣泛的一種液壓控制閥結(jié)構(gòu)形式,在各類液壓控制閥中都有體現(xiàn),主要通過閥芯在閥體孔內(nèi)滑動(dòng)改變開口大小,對(duì)液流流量、壓力、方向進(jìn)行控制。

閥體和閥芯是液壓控制閥中最重要的零件。為了保證較小的泄漏量,閥芯外圓與閥體內(nèi)孔之間的間隙要足夠小。為了防止閥芯卡死,兩者之間必須留有一定間隙。對(duì)閥體內(nèi)孔圓柱度和表面粗糙度的要求同樣非常苛刻。由此,閥體主要功能關(guān)鍵點(diǎn)和實(shí)際加工過程中的難點(diǎn)均體現(xiàn)在與閥芯外圓配合的內(nèi)孔上。

加工兩級(jí)同心階梯通孔常用的方法一般有兩種。一種是制作專用的鏜刀或銑刀,另一種是先精加工一端孔,再以此孔為基準(zhǔn)加工另一端孔。采用第一種加工方法,需要制作與階梯孔各段孔直徑相匹配的刀具,階梯孔加工只用一把刀具,能夠使階梯孔一次成型。這種加工方法各直徑孔一次性加工而成,同軸度、圓柱度較高,但需要制作專用刀具,刀具制造復(fù)雜,成本較高,并且無法用于階梯孔較深或階梯孔不規(guī)則的加工情景。采用第二種加工方法,需要對(duì)一端容易加工且精度較高的孔進(jìn)行精加工,以此孔為基準(zhǔn)在機(jī)床上調(diào)頭,加工另一端未加工或未精加工的孔。這種加工方法不需要專用刀具,成本較低,可以加工多種不規(guī)則通孔,但是在機(jī)床上調(diào)頭找正十分困難,特別是對(duì)于同軸度、圓柱度要求較高的零件而言。

▲圖1 某型號(hào)閥體

針對(duì)圖1閥體兩級(jí)同心孔,加工工藝如下:粗加工后,對(duì)φ3.6 mm內(nèi)孔進(jìn)行精加工,加工方式為珩磨;完成后以φ3.6 mm內(nèi)孔為基準(zhǔn),精加工φ12 mm內(nèi)孔,加工方式為銑削加工。此時(shí)φ12 mm內(nèi)孔已粗加工至φ11.5±0.02 mm,精加工之后φ12 mm內(nèi)孔要求相對(duì)于基準(zhǔn)A,即精加工之后φ3.6 mm內(nèi)孔同軸度不大于φ0.02 mm。實(shí)際試加工時(shí)發(fā)現(xiàn),通過常規(guī)加工方法,即通過打表找正φ3.6 mm內(nèi)孔,然后銑削加工φ12 mm孔,加工完成后采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x,兩孔的同軸度為φ0.05 mm～φ0.1 mm,不能滿足設(shè)計(jì)要求。原因?yàn)棣?2 mm內(nèi)孔較深,裝夾后打表找正φ3.6 mm內(nèi)孔比較困難,要保證兩孔同軸度不大于φ0.02 mm,難度比較大。

2 解決思路

針對(duì)上述問題,考慮實(shí)際加工情況,筆者設(shè)計(jì)了一種兩級(jí)同心孔加工找正工裝,用于保證兩孔的同軸度。這一找正工裝的作用在于將不易找正的內(nèi)孔轉(zhuǎn)換為較大的較易找正的特征體,從而達(dá)到提高加工精度和加工效率的目的。

▲圖2 找正工裝

找正工裝加工完成后實(shí)物如圖3所示。在銑削加工閥體φ12 mm內(nèi)孔前,將找正工裝帶錐度端緩緩旋入閥體φ3.6 mm孔內(nèi)。找正φ25 mm外圓和端面C之后，用夾具夾緊閥體，然后緩緩旋出找正工裝。找正工序完成,即可精加工閥體φ12 mm孔。找正工裝使用方法如圖4所示。

▲圖3 找正工裝實(shí)物

▲圖4 找正工裝使用方法

3 應(yīng)用效果

應(yīng)用找正工裝后,閥體的加工效率和加工精度都得到大幅度提高。找正時(shí)間由原來的10 min縮短為1 min,閥體上φ12 mm孔與φ3.6 mm孔的同軸度由之前的φ0.05 mm～φ0.1 mm提高到φ0.02 mm以內(nèi)。某批次閥體兩級(jí)同心孔同軸度三坐標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如圖5所示,同軸度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)后續(xù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),閥芯和閥體配合良好,無明顯卡滯現(xiàn)象,尤其是閥芯閥體對(duì)研之后,兩者相互運(yùn)動(dòng)順暢,滿足實(shí)際需求。

▲圖5 閥體兩級(jí)同心孔同軸度三坐標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

4 結(jié)束語

筆者設(shè)計(jì)的兩級(jí)同心孔加工找正工裝應(yīng)用間接找正的方法,通過找正外圓及端面,即可實(shí)現(xiàn)同軸度要求較高的兩級(jí)同心孔的加工。找正工裝加工成本低,應(yīng)用效果好,為類似兩級(jí)同心孔加工時(shí)的找正問題提供了解決思路。