| 工程機(jī)械壓力變送器閥芯孔精密加工探索研究 |
| 信息來源： 壓力變送器 | 2021-11-30 點(diǎn)擊量： 5677 |
摘要:壓力變送器是工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的重要元件之一，用來控制液體流動(dòng)方向、流量大小及壓力高低。而壓力變送器閥芯孔加工質(zhì)量是關(guān)鍵要素，直接影響壓力變送器工作性能及使用壽命。該文首先總結(jié)了壓力變送器閥芯孔3種加工工藝方案，然后根據(jù)探索及驗(yàn)證，提出了閥芯孔成套化鉸孔技術(shù)、閥芯孔沉割槽高效加工技術(shù)、多沖程珩磨+單沖程珩鉸精密加工技術(shù)。
0引言
當(dāng)前，壓力變送器在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，作用也越來越大。壓力變送器是液壓系統(tǒng)的重要元件之一，用來控制液體流動(dòng)方向、流量大小及壓力高低。而壓力變送器閥孔加工質(zhì)量是關(guān)鍵要素，直接影響壓力變送器工作性能及使用壽命。所以，對(duì)壓力變送器閥芯孔加工工藝方案進(jìn)行探究分析，不斷引入新技術(shù)，提高閥芯孔加工質(zhì)量，從根本上保證壓力變送器工作的穩(wěn)定性。
1概述
液壓閥芯孔加工是壓力變送器制造中的關(guān)鍵特征點(diǎn)，也是加工難點(diǎn)之一。閥芯孔加工精度主要有直徑尺寸精度、圓度、圓柱度、表面粗糙度等。一般情況下，我們要求閥芯孔直徑尺寸精度在0～0．003mm，圓度在0．002mm以內(nèi)，圓柱度在0．003mm以內(nèi)，閥芯孔內(nèi)表面粗糙度在Ｒa0．2以內(nèi)。目前液壓閥芯孔加工比較成熟穩(wěn)定的工藝方案主要有3種，見表1～表3。
2閥孔加工技術(shù)
經(jīng)過多年探索及驗(yàn)證，提出幾種液壓閥芯孔加工技術(shù)，主要有閥芯孔成套化鉸孔技術(shù)、閥芯孔沉割槽高效加工技術(shù)、多沖程珩磨+單沖程珩鉸精密加工技術(shù)。
2．1閥芯孔成套化鉸孔技術(shù)
常用閥體主要有兩種類型，一是如圖1鑄造式閥體，二是如圖2連鑄式閥體，兩者閥孔主要的區(qū)別為鑄造式閥體閥孔為預(yù)鑄孔，各臺(tái)階成環(huán)狀分步，連鑄式閥體為實(shí)心孔無預(yù)鑄孔，相交孔較多，且不規(guī)則，加工難度大。
針對(duì)兩種閥孔，傳統(tǒng)加工工藝流程為:一頭鉆孔另一頭鉆孔一頭擴(kuò)孔另一頭擴(kuò)孔粗鏜半精鏜鉆鉸孔導(dǎo)引孔精鉸孔。
傳統(tǒng)工藝存在工序多、加工效率低、圓柱度精度低問題。為解決以上問題，通過不斷驗(yàn)證，開發(fā)了適用于不同液壓閥孔、不同加工效率的加工技術(shù)。改進(jìn)后的加工工藝流程為:鉆(連鑄閥體需要)鉆導(dǎo)引孔擴(kuò)孔鉸孔。
針對(duì)鑄造閥孔只需鉆導(dǎo)引孔、擴(kuò)孔和鉸孔3個(gè)步驟即可，加工工時(shí)可縮短為5分鐘以內(nèi)。技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)1:將擴(kuò)孔導(dǎo)引鉆和鉸孔導(dǎo)引鉆復(fù)合在一起，兩個(gè)導(dǎo)引孔一起加工。
技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)2:擴(kuò)孔鉆、鉸孔鉆采用階梯式切削刃，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔大余量加工擴(kuò)孔加工，與導(dǎo)引孔刀結(jié)合，實(shí)現(xiàn)之前鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔的復(fù)合加工。鉸孔后，閥孔直徑公差0．02mm，圓柱度0.01mm，過程能力指數(shù)cpk1．33，單孔加工工時(shí)5min，處于行業(yè)lingxian水平。
2．2閥芯孔沉割槽高效加工技術(shù)
目前閥體沉割槽有兩種類型，一是如圖3有預(yù)鑄流道小余量沉割槽，二是如圖4無預(yù)鑄孔全加工沉割槽，兩者閥孔主要的區(qū)別為前者加工余量小，加工前端面不規(guī)則，后者需要全部加工，余量大，但加工前端面平整。
傳統(tǒng)加工方法為使用T型槽銑刀(見圖5)加工，類似圖3沉割槽，每個(gè)槽子需要加工2～5min，類似圖4沉割槽，每個(gè)槽需要加工5～10min。為提高加工效率，基于加工余量情況，針對(duì)2種沉割槽，研發(fā)不同的割槽方法，形成成套化的割槽方法，如表4所示。
技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)1:類比車床車槽方案，由工件轉(zhuǎn)動(dòng)化為刀具轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)計(jì)推鏜刀，如圖6所示。技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)2:類比T型槽刀，一次加工一個(gè)槽改為一次加工多個(gè)槽，設(shè)計(jì)多刃槽銑刀，如圖7所示。技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)3:進(jìn)一步優(yōu)化多刃槽銑刀，實(shí)現(xiàn)換刀片式可以漲縮的刀具，如圖8所示，刀桿設(shè)計(jì)剛性更好，相對(duì)多刃槽銑刀，適用于多倍徑細(xì)長(zhǎng)閥孔加工。
2．3多沖程珩磨+單沖程珩鉸精密加工技術(shù)
同行業(yè)閥芯孔的精密加工方案為多沖程珩磨或者單沖程珩鉸，兩種工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)，多沖程珩磨對(duì)于閥孔直線度的保證有優(yōu)勢(shì)，單沖程珩鉸對(duì)保證閥孔的圓度有優(yōu)勢(shì)，兩個(gè)工藝單好使用，都很難達(dá)到圓柱度3μm的設(shè)計(jì)要求。
為解決此問題，通過調(diào)研不同廠家的加工方案，結(jié)合多沖程珩磨與單沖程珩鉸工藝特點(diǎn)，采用多沖加單沖的閥芯孔珩磨工藝多沖程保證直線度，單沖程保證圓度，閥芯孔直徑公差0．003mm，粗糙度Ｒa0．2，圓柱度控制在3μm以內(nèi)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，如表5所示。
3結(jié)束語
液壓閥芯孔加工是壓力變送器制造的關(guān)鍵，在今后的實(shí)際工作中，還需要不斷探尋新刀具、新工藝、新設(shè)備，精益求精，提升壓力變送器制造水平。
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