Фокусирайки се върху решаването на проблема с високопрецизната обработка на долната крайна повърхност на отвора на запечатан вентилен отвор в тяло на авиационен клапан, ние проведохме независими изследвания и приехме моторизирано устройство за шлайфане на крайната повърхност с регулируемо/стабилизирано налягане, двойка прецизни водачи, сферично прилягане и компенсиране на грешката при предаване и позициониране. (ZL201820823098.4) Новата технология на процеса успешно реши техническите проблеми на процеса, като плоскост, грапавост на повърхността и вертикалност въз основа на оста на водещия отвор, които изискват висока точност за долната крайна повърхност на дълбоки отвори, и разшири високата - прецизна долна крайна повърхност на дълбоки отвори. Технологията на обработка има предимствата на силна практичност на приспособлението и висока ефективност на обработка.
1 Предговор
Определен продукт със серво клапан е проектиран със специална структура. Част от клапана е монтирана в отвор с дълбочина φ15H7 94 mm в частта на тялото на клапана. Външният диаметър на клапана и вътрешният диаметър на отвора на клапана са свързани чрез съединително уплътнение на плъзгащ се клапан (вижте Фигура 1). Когато частите на клапана са принудени да се движат в различни позиции, се осъществява превключване на маслената верига [1]. Когато е нормално затворен, долната равнина на отвора на клапана също е уплътняващата повърхност. Неговата плоскост, грапавост на повърхността и перпендикулярност спрямо оста на отвора са толкова високи, колкото IT7 и повече. Структурата на долната му повърхност и характерните стойности са показани на фигура 2.
снимка
a) Положението на свързващите отвори B и C на вентила при отваряне
снимка
b) Позиция на свързващите отвори на клапана A и B, когато са нормално затворени
Фигура 1 Схематична диаграма на съединителното уплътнение на плъзгащия се клапан
снимка
Фигура 2 Схематична диаграма на долната крайна повърхност на отвора на клапана и структурата на отвора на клапана
Ако това техническо постижение бъде успешно приложено, трябва да се разработи устройство за шлайфане на повърхността на долния край на дълбок отвор с прецизно насочване, сила на ниско налягане и стабилна управляемост на базата на принципа на плоско шлайфане, за да се постигне прецизна обработка на повърхността на долния край на отвора. Поради техническата блокада, наложена от чужда авиационна технология на нашата страна, е трудно да се получи подходяща технология за смилане. В съществуващата технология за шлайфане на долната равнина на отвора обикновено се използва технология за магнитно абразивно шлифоване [2], която има предимства при довършителна обработка на сложни извити повърхности. , стойността на грапавостта на повърхността намалява и ефективността е по-висока, но способността за промяна или подобряване на геометричната точност, като плоскостта на равнината на земята, е лоша, така че гъвкавостта е лоша. В предшестващото състояние на техниката има също метод за шлайфане на долната крайна равнина на отвора чрез използване на шлифовъчен прът с крайна равнина. Например, патентният документ CN201361804Y разкрива инструмент за шлифоване на дъното на дълбоки дупки за CNC пробивна и фрезова машина. Този компонент за смилане обаче все още не е използван. Той може да вземе предвид изискванията за перпендикулярност на крайната повърхност, която ще се шлайфа, и оста на референтния отвор. В действителния процес на работа, когато се шлайфа долната крайна равнина на отвори с различни дълбочини на отвора, е необходимо да се извади шплинтът и след това да се отдели шлифовъчният прът от предавателния прът. Едва след това шлифовъчният прът може да бъде сменен със съответната дължина. В същото време обработката на структури с дълбоки отвори и прорези е тромава, има ниска ефективност в реалния производствен процес и е неудобна за инсталиране [3].
Шлифовъчният компонент (номер на патент ZL201820823098.4), независимо разработен от това технологично постижение, може не само да вземе предвид изискванията за качество като плоскост, грапавост на повърхността и перпендикулярност спрямо референтната ос на отвора на долната крайна повърхност на отвора, но също така може да се използва за повърхностно шлайфане на отвори с различна дълбочина. , той може да бъде спрян директно и съответният шлифовъчен прът може да бъде отстранен и сменен. Операцията е по-удобна и може допълнително да подобри ефективността на смилане.
Всички съществуващи ключови технологии са решени и различни технически индикатори не само отговарят на изискванията за качество на дизайна, но също така достигат местно напреднало ниво. Това технологично постижение беше успешно популяризирано и приложено в производството на части на тялото на клапана за продукти със серво клапани, поддържащи различни национални ключови модели самолети, генерирайки значителни икономически ползи и допринасяйки за развитието на авиационната индустрия на моята страна.
2 Изследователски идеи
2.1 Анализ на трудностите на процеса
За обработка на дълбоки отвори обработката с плоско дъно е традиционна трудност при обработката. Специално за отвора на клапана в този проект, съотношението на дълбочината на отвора към диаметъра на отвора надвишава 6:1, което принадлежи към обработката на дълбоки отвори. Поради слабата твърдост на инструмента и силните вибрации и деформация на инструмента, за традиционните методи на процес на струговане и пробиване е трудно едновременно да осигурят грапавостта на повърхността, плоскостта и перпендикулярността спрямо референтния отвор на дъното на високопрецизни дълбоки отвори. Съществуващата технология за шлайфане и полиране не може да вземе предвид трите ключови показателя на този проект, така че е необходимо да се извършат технически изследвания за шлайфане на повърхността на долния край на отвора.
В допълнение, ключовите характеристики на този проект, плоскостта на долната крайна повърхност на отвора {{0}}.01 mm и перпендикулярността на долната крайна повърхност на отвора и оста на съвпадащия отвор на клапана 0,03 mm, може да се открие директно с помощта на триизмерни координати, но стойността на грапавостта на повърхността на долния край на отвора Ra=0.1μm, поради Дупката е дълбока и измервателят на грапавостта на повърхността не може да извърши директно откриване , така че трябва да се търси надежден индиректен метод за измерване.
2.2 Обща идея
1) Отворът φ15H7 е съчетан с микроклирънса на клапана, като се използва пълноценно технологията за подобработка на прецизно съединяване, за да се разработи прецизен направляващ стълб и инструменти за направляваща втулка, за да се отговори на високопрецизната вертикалност и други изисквания. След това използваме съществуваща технология и принципи на равнинно шлайфане и опит, за да разработим регулируема. Прилага се натиск/стабилизираща сила и се възприема конструкцията на механизма, като връзка със сферично съединение и безкрайна грешка [4], за да се постигне прецизна обработка на долния край лицето на дупката.
2) Шлифоването е довършителен процес, подходящ за обработка с малки допуски за микрообработка и самоповреждането на шлифовъчните инструменти е сериозно. За да се подобри ефективността на производството, е необходимо да се разработи нов процес за обработка на дъното на отвора преди смилане.
3) С оглед на трудния проблем за измерване на стойността на грапавостта на повърхността Ra=0.1μm върху долната повърхност на отвора, за решаване на проблема се приема методът на инспекция на рязане на първа част.
Следователно ключът към успеха на този проект се крие в разработеното технологично оборудване за шлифовъчни инструменти, което трябва едновременно да отговаря на изискванията за грапавост на повърхността, плоскост и вертикалност и да отговаря на изискванията за ефективност на производството на място.
2.3 Технически решения
(1) Разработване на маса за шлифовъчно устройство: Независимо разработване на нов тип моторизирано устройство за шлайфане на долния край на дупката. За да се постигне висококачествена и ефективна обработка на шлайфане на долната крайна повърхност на отвора и да се изпълнят крайните изисквания на продукта, най-важното е шлайфането на долната крайна повърхност на отвора. Шлифовъчното устройство трябва да вземе предвид плоскостта и грапавостта на повърхността на долния край на отвора, както и изискванията за вертикалност спрямо оста на референтния отвор и да използва високопрецизни съвпадащи отвори като водачи. За да се гарантира това изискване за качество, екипът на проекта независимо разработи устройство за смилане (компонент за смилане ZL201820823098 .4).
Шлифоването на равнината в дъното на отвора е не само за получаване на по-малка стойност на грапавостта на повърхността, но по-важното е да се получи по-висока точност на равнината [5]. Колкото по-малка е стойността на грешката при плоскост, толкова по-добре и е необходимо да се намали (традиционната) операция на смилане. Разчитането на висококвалифицирани оператори по време на процеса намалява интензивността на труда и по този начин подобрява ефективността на смилане.
(2) Структура на шлифовъчното устройство: Проектираното и произведено шлифовъчно устройство е моторизирано устройство за шлайфане на долния край на отвора (вижте Фигура 3), което осигурява надеждна мощност с помощта на безстепенно регулиране на скоростта и ограничена височина на инструмента (като координатно пробиване машини и друго оборудване). Устройството за смилане се състои от 4 части: механизъм за регулиране/стабилизиране на напрежението, допълнителен трансмисионен механизъм със сферична глава, водеща двойка и шлифовъчен прът. Механизъм за регулиране/стабилизиране на напрежението, контролируема компресия на пружината за стабилизиране на силата върху шлайфащата повърхност. Допълнителният трансмисионен механизъм със сферична глава улеснява работата на съединителя. Функцията на сферичната глава е да коригира и компенсира вертикалната грешка между крайната повърхност на шлифовъчния прът и оста на шпиндела, когато е монтирана, като гарантира, че работната крайна повърхност на шлифовъчния прът и крайната повърхност, която трябва да се шлайфа, са в надеждно прилягане. Това е ключът. Външната периферна повърхност на щифта е проектирана да бъде по-ниска от центъра на сферичната глава. Водещата двойка е подходяща за водене при шлайфане на дъното на дълбоки отвори, за да се осигурят изискванията за перпендикулярност между крайната повърхност, която трябва да се шлайфа, и референтния отвор. Когато проектирате устройство за шлайфане на долната крайна повърхност с плитък отвор, няма нужда да проектирате водач и сферичната глава може автоматично да се подравни директно, така че работната крайна повърхност на шлифовъчния прът да пасне на крайната повърхност, която ще се шлайфа. Самият шлифовъчен прът изисква висока производствена точност. Например, плоскостта на шлифоващата крайна повърхност и перпендикулярността на шлифоващата крайна повърхност спрямо референтната ос на въртене са необходими, за да се достигне микронно ниво. В същото време размерът на вената на края на шлифовъчния прът влияе върху качеството и ефективността на смилане. Освен това е огромен. Опитът при проектиране на "ямкови" канали (ширина на канала 0.25 mm, дълбочина 0.5~1 mm, разстояние 1 mm и равномерно разпределени), получен чрез експериментална проверка, има ефект на подобряване на качеството и ефективността при смилане долната крайна повърхност на отвор φ15H7 с дълбочина 94 mm. По-добре (вижте Фигура 4 и Фигура 5).
снимка
Фигура 3 Структура на устройството за смилане
снимка
Фигура 4 Вени на крайната повърхност на шлифовъчния прът
снимка
Фигура 5 Резултати от сравнението на ефектите на смилане
Изискванията за производство на това устройство също са много високи. По време на конструирането на процеса, съединителните части със съвпадаща междина от {{0}}.004 до 0,006 mm трябва да бъдат шлифовани/шлайфани за обработка на вътрешния отвор и безцентрово шлайфане/цилиндрично шлайфане за обработка цилиндричната прецизна хлабина, за да отговаря на функциите за позициониране и насочване. За сглобки с изискване за съвпадаща междина от 0,03 mm се приемат техники за обработка като разширяване/струговане, за да отговарят на изискванията за сглобяване (вижте Фигура 6).
снимка
Фигура 6 Действително работно облекло
Практическите стъпки за инструментална екипировка са както следва.
1) Определете степента на компресия на пружината въз основа на еластичната сила на пружината (вижте Фигура 7), начертайте маркираща линия върху външната повърхност на водещия прът (червен маркер ще бъде достатъчен) и предварително затегнете винта на крика, за да го фиксирате то.
снимка
Фигура 7 Степен на компресия на пружината
2) Патронникът на машинния инструмент държи механизма за регулиране/стабилизиране на напрежението, както е показано на фигура 8.
снимка
Фигура 8 Тест на инструменти
3) Поставете детайла правилно или го фиксирайте с приспособление, така че повърхността, която ще се шлайфа, да е в хоризонтално състояние.
4) Регулирайте машинния инструмент или частите така, че вдлъбнатата сферична повърхност на водещия прът да пасва на изпъкналата сферична повърхност на шлифовъчния прът и проверете дали инсталацията е на място, като разхлабите винта на крика.
5) Нанесете абразивна паста с еднаква дебелина върху шлифовъчната крайна повърхност на шлифовъчния прът, поставете шлифовъчния прът в съответния отвор и ръчно потвърдете, че инсталацията е на място.
6) Поставете щифтовия прът в отвора, съответстващ на сферичната глава на шлифовъчния прът, така че откритите дължини на двата края на щифтовия прът да са приблизително еднакви, и ръчно потвърдете, че връзката е надеждна.
7) Задайте параметрите на машинния инструмент, стартирайте машинния инструмент за операция на шлайфане и спрете след шлайфане за еднократна продължителност.
Въведете следващия работен цикъл, докато качеството на шлайфаната крайна повърхност бъде квалифицирано. Трябва да се отбележи, че когато изваждате шлифовъчния прът след всеки цикъл на шлайфане, трябва да използвате водна шкурка, за да почистите околните неравности.
Това устройство отговаря на производствените нужди от непрекъснати и стабилни операции на смилане. Той не само позволява качеството на повърхността за смилане да отговаря на изискванията за качество на дизайна, но също така подобрява ефективността на смилане с повече от 5 пъти в сравнение с традиционното ръчно смилане. По-специално, изискванията за ниво на умения на оператора са значително намалени и липсата на необходимост Назначаването на монтьори и персонал с по-високи нива на умения за работа (достатъчно е да можете да управлявате оборудването) значително намалява интензивността на труда на операторите.
Фигура 9 показва теста за смилане, а емпиричните параметри са получени чрез множество тестове. Данни от опита за φ15mm шлифовъчна повърхност 1: скорост на шпиндела 60r/min, еластичност на пружината 4,6N·mm, покритие W5 с дебелина на филма от шлайфаща паста около 0.2mm, продължителност на шлайфане 15s/време. Данни от опита за φ15mm шлифовъчна повърхност 2: скорост на шпиндела 60r/min, еластична сила на пружината 4,6N·mm, покритие M5 с дебелина на филма от шлифовъчна паста около 0,4mm, продължителност на шлайфане 2,5s/време. Трябва да се отбележи, че без значение кой метод се използва, съществува риск от смилане на драскотини, ако времето за изчакване е твърде дълго. Шлифовъчната паста трябва да се смени навреме и операцията по цикъла трябва да се извърши, докато частите бъдат квалифицирани.
