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技术新进展

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伺服阀精密加工技术新进展


1.孔加工技术

1.1  底孔高效加工技术

  对于伺服阀壳体、阀套、底座等零件配合安装及部分油路孔,为满足底孔较高直线度、同轴度要求以及提高孔加工效率,在具有高压冷却能力的机床(加工中心、数控车、专用深孔机床等)上采用高压内冷钻(主要有U钻,加工孔径在13.5mm以上/长径比8以下;带内冷孔的整体硬质合金涂层钻头、最大长径比12枪钻,加工孔径一般1.5~20mm等)加工,孔直线度可达0.02mm以内,也可用于挡板零件深小孔加工。技术要点包括工艺余量设计、加工参数、刀具刃磨等。


1.2  高精密孔珩磨技术

  对于壳体、阀套、底座等零件精密配合孔,可实现高精密加工的一种方法是采用定尺寸珩磨,相对于涨刀式珩磨,刀具类似于手工修研用研磨套,加工中不涨缩(尺寸一定)、芯轴不开槽(可提高刚性、利于直线度提高),尺寸余量顺序逐渐去除(也叫顺序珩磨法),圆柱度可达0.002mm以下、粗糙度Ra0.05、尺寸一致性0.002mm以内。技术包括孔加工余量分配、浮动夹具设计、加工路径及参数调整等内容。

1.3  小直径孔珩磨技术

  对于底座、衔铁、弹簧管、挡板等零件ϕ4以下精密孔,可采用一种砂条与磨头本体用粘合剂粘合成一体的可扩展的珩磨头,解决传统涨刀珩磨芯轴直径小开槽及安装推杆困难、砂条与本体之间易卡死问题,可解决直径0.6mm以上至70mm高精度内孔加工,圆度小于0.001mm、粗糙度Ra0.2以内,孔径尺寸一致性(达到0.001~0.002mm),为偶件互换加工打下基础。


1.4  微小孔加工技术

  对于喷嘴、节流孔等零件微小孔加工,为提高小孔流量一致性及射流质量,采用微孔电火花加工、微孔光整、射流质量检测、环带工具磨(磨锥面保证环带尺寸及同轴)/研磨等技术,实现孔径公差0.01mm、环带同轴0.01mm、流量一致性±3%以内。微孔射流研磨与传统磨粒流加工原理大体相同,是将较小颗粒磨料放入一定黏度的液体中单向通过小孔,去除交叉孔处毛刺、使其圆滑过渡,提高内孔表面粗糙度,同时可实现小孔流量一致性控制。

2. 行面加工技术

2.1  精密平面自动珩磨技术

  针对各种垫片等平面度要求更高的零件,采用自动研磨设备,替代手工研磨方法,质量好、效率高。典型应用为偏导射流式伺服阀核心零件——射流盘,射流盘零件尺寸小、厚度薄、具有开口精密微小型腔,加工时容易变形。采用自动研磨设备,多变翻面、控制加载压力、设计特殊工装等方法,达到平面度0.001mm、平行度0.002mm、粗糙度Ra0.05。现伺服零件精密平面基本实现了自动研磨加工。


2.2 精密圆角数控磨削技术

  针对弹簧管零件精密过渡圆角要求,利用数控磨床砂轮圆角精密修整能力,解决手工修整砂轮方法存在的圆角不规则、质量不高问题,通过数控机床加工的弹簧管圆角过渡精确、粗糙度得到提高。该方法中砂轮牌号选用(磨粒材质、粒度、结合剂、硬度等)也十分重要。

3.精密微小型腔加工技术

3.1  精密型腔线切割加工技术

  针对阀套节流窗口、偏导射流式伺服阀反馈杆V型口/射流盘微小型腔现采用精密慢走丝线切割加工方法,要点是加工装夹工装设计、加工路径及参数优化等,现方孔、V型口加工还存在合格率低问题,改进方向是具有精密回转轴(A轴)的线切割加工机床、解决方孔加工二次装夹降低共面度、锥度精确调整困难问题。

3.2  精密型腔电火花加工技术

  针对小流量阀壳体节流窗口(方孔)、全开口阀套节流边等精密型腔,应用电火花成型加工技术,重点是电极材质选用及加工,降低电极损耗、提高重复装夹精度,机床的电源、平动功能及方式也是实现精密加工(尤其是内角尺寸控制)保障条件。


4.测试技术

4.1  搭接量测试

  滑阀副搭接量现已全部采用液动测试,解决了测试精度和一致性问题,液动测试同时能够实现滑阀副性能的独立评价,包括压力增益、泄漏、中位压力等指标,现正总结寻找其评价指标,制定搭接量性能曲线合格判定标准模板,达到提前控制滑阀副质量目标。


4.2  小孔流量及射流质量检测

  小孔流量及射流质量对喷嘴档板阀性能及稳定性有直接影响,现小孔流量检测方法已成熟,新研制了小孔射流质量检查装置,在稳定的测试压力下(4MPa)通过高速摄影实时显示小孔射流状态,要求50mm以内光滑圆柱状。


4.3  弹性零件刚度测试

  我们研制了多台套接触式刚度测试仪,通过测试仪改进、测试工装优化、测试校准及操作细化等解决刚度测试稳定性及一致性问题。

5.结论

  伺服阀精密加工技术虽然已经取得一定的进步,但整体上同国外先进产品相比还存在较大差距,主要是技术认知水平需要提高,关键重要零件质量一致性保障方法还需研究,在今后研制中将继续不断改进,提高产品质量,满足型号研制需要。

  作者简介:丁忠军(1973-),男,吉林省吉林市人,高级工程师,研究生,主要从事精密加工工作。

  文章来源:2016-08-29 液压气动与密封


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