一種兩級同心孔加工找正工裝的設計

□ 康劉陽 □ 李 通 □ 何龍飛 □ 劉岳飛

1.鄭州電力職業技術學院 河南鄭州 451450 2.河南航天液壓氣動技術有限公司 河南鄭州 451100

1 存在的問題

在液壓系統中,液壓控制閥起調節液流流量、壓力、方向的作用。圓柱滑閥是應用最廣泛的一種液壓控制閥結構形式,在各類液壓控制閥中都有體現,主要通過閥芯在閥體孔內滑動改變開口大小,對液流流量、壓力、方向進行控制。

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。對閥體內孔圓柱度和表面粗糙度的要求同樣非常苛刻。由此,閥體主要功能關鍵點和實際加工過程中的難點均體現在與閥芯外圓配合的內孔上。

加工兩級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,刀具制造復雜,成本較高,并且無法用于階梯孔較深或階梯孔不規則的加工情景。采用第二種加工方法,需要對一端容易加工且精度較高的孔進行精加工,以此孔為基準在機床上調頭,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,可以加工多種不規則通孔,但是在機床上調頭找正十分困難,特別是對于同軸度、圓柱度要求較高的零件而言。

▲圖1 某型號閥體

針對圖1閥體兩級同心孔,加工工藝如下:粗加工后,對φ3.6 mm內孔進行精加工,加工方式為珩磨;完成后以φ3.6 mm內孔為基準,精加工φ12 mm內孔,加工方式為銑削加工。此時φ12 mm內孔已粗加工至φ11.5±0.02 mm,精加工之后φ12 mm內孔要求相對于基準A,即精加工之后φ3.6 mm內孔同軸度不大于φ0.02 mm。實際試加工時發現,通過常規加工方法,即通過打表找正φ3.6 mm內孔,然后銑削加工φ12 mm孔,加工完成后采用三坐標測量儀,兩孔的同軸度為φ0.05 mm～φ0.1 mm,不能滿足設計要求。原因為φ12 mm內孔較深,裝夾后打表找正φ3.6 mm內孔比較困難,要保證兩孔同軸度不大于φ0.02 mm,難度比較大。

2 解決思路

針對上述問題,考慮實際加工情況,筆者設計了一種兩級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孔轉換為較大的較易找正的特征體,從而達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物如圖3所示。在銑削加工閥體φ12 mm內孔前,將找正工裝帶錐度端緩緩旋入閥體φ3.6 mm孔內。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 找正工裝實物

▲圖4 找正工裝使用方法

3 應用效果

應用找正工裝后,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。某批次閥體兩級同心孔同軸度三坐標檢測結果如圖5所示,同軸度均達到設計要求。經后續試驗發現,閥芯和閥體配合良好,無明顯卡滯現象,尤其是閥芯閥體對研之后,兩者相互運動順暢,滿足實際需求。

▲圖5 閥體兩級同心孔同軸度三坐標檢測結果

4 結束語

筆者設計的兩級同心孔加工找正工裝應用間接找正的方法,通過找正外圓及端面,即可實現同軸度要求較高的兩級同心孔的加工。找正工裝加工成本低,應用效果好,為類似兩級同心孔加工時的找正問題提供了解決思路。