專利名稱：電加工閥套內(nèi)環(huán)槽工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的閥套與其加工工藝特別是小內(nèi)孔深孔電液伺服閥閥套內(nèi)環(huán)槽的，電火花內(nèi)園磨削加工裝備與方法。
電火花加工基于脈沖放電蝕除金屬，使零件達(dá)到尺寸精度要求。工件工具為導(dǎo)電材料，非接觸性加工，為之，幾乎無(wú)切削力影響，而且工件材料硬度也不受限制，僅改變脈沖放電的電參數(shù)便可在同一設(shè)施上進(jìn)行粗加工，半精加工和精加工。脈沖放電在極微小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，其熱影響區(qū)甚小，工件一般不會(huì)出現(xiàn)加工變形與表面裂紋，加工工件接正極，工具接負(fù)極，陽(yáng)極和陰極表面分別受到電子和離子的轟擊，雖然工件與工具電極均受到電蝕除，但蝕除量不同，這種現(xiàn)象稱為極性效應(yīng)，在加工過(guò)程中極性效應(yīng)愈顯著愈好。
現(xiàn)有的一種內(nèi)孔小深徑比大的電液伺服閥閥套，為Cr12MoVHRc58～62，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)首先是節(jié)流窗與通油窗的結(jié)構(gòu)形式不合理，垂直于閥套軸線的方向在同一橫截面上設(shè)置了四個(gè)盡可能寬的方孔作為節(jié)流窗或通油窗，為了保證閥套有足夠的剛度，方孔不允開(kāi)開(kāi)的太大須留有一定的距離間隔，整個(gè)閥套上有四排方孔，即低精度通油方孔16個(gè)，高精度節(jié)流方孔16個(gè)。伺服閥閥套與同一個(gè)閥芯凸肩配合的四個(gè)方孔均采用電火花加工，由于結(jié)構(gòu)決定了現(xiàn)如工方法難以保證工作要求，同截面上的四個(gè)方孔不可能是同一精度工具一次加工出來(lái)，這就使開(kāi)口工作邊共面度偏差大，造成四個(gè)方孔不能同時(shí)啟閉，而且方孔尖角不易清根，還需分別再精修加工，這不會(huì)造成八個(gè)園角的半徑R＜0.03mm大小不一，因而閥零位附近節(jié)流窗口的寬度變化大，零位特性非線性度增大，使性能曲線不光滑。工作需要閥的作動(dòng)靈敏度越高越好。采用縮短閥芯行程，增加傳遞信號(hào)的反饋桿剛度，可以此提高閥頻帶寬度，但是輸出流量與閥芯閥套之間組成節(jié)流面積成正比，橫向的方孔間有間隔距離，欲達(dá)100L/min的輸出流量，只得將閥芯行程增大到0.8mm，而且反饋剛度由于力矩馬達(dá)功率所限最大只能到1.24kgf/cm。這就使得伺服閥的頻寬過(guò)低，一般只有45～60Hz。再者是使用的工具耐用度差，重修磨2～3次便報(bào)廢，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。通油方孔加工需制造粗加工用電極，一個(gè)電極加工工時(shí)為6.5小時(shí)，節(jié)流窗方孔必須使用精密電極的加工工時(shí)為8～9小時(shí)，一個(gè)電極只能加工半個(gè)零件，每件閥套方孔加工需11道工序60小時(shí)，而且質(zhì)量極不穩(wěn)定伺服性能差。
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)上述不足之處，而改進(jìn)閥套節(jié)流口與通油口的結(jié)構(gòu)形式，使之節(jié)流工作邊位置尺寸一致性——共面度好，提高工作性能增大頻寬，采用適宜的工藝方法，并編制合理的加工參數(shù)和設(shè)制相應(yīng)的設(shè)備與工具，以此提高伺服閥的質(zhì)量、性能和工效。
本發(fā)明的任務(wù)是以如下方式完成的，首先將電液伺服閥閥套方孔形式的節(jié)流窗與通油窗改制成內(nèi)環(huán)槽結(jié)構(gòu)形式，使開(kāi)孔不受閥套內(nèi)孔剛度的限制，內(nèi)環(huán)槽可一次加工成形，以此消除四個(gè)一排方孔形成的不共面度問(wèn)題，以及八個(gè)方孔角園半徑不一致所造成零位非線性的不利影響，內(nèi)環(huán)槽過(guò)流面積大可以縮短閥的行程，隨之反饋桿剛度得以加大，這樣便提高了伺服閥的頻寬，使閥工作靈敏、穩(wěn)定、可靠。其次是改變加工方法，由于閥套內(nèi)孔小而深，5mm深52mm；6.5深76mm；8mm深76mm深徑比大約為10，有的還超過(guò)10，改進(jìn)成內(nèi)環(huán)槽的節(jié)流口與通油口寬度很窄，只有1.9mm而且要保持工作邊銳邊無(wú)毛刺，尺緹扔胂嘍暈恢鎂紉蠖己芨擼虼瞬捎瞇 極還可以橫向、縱向進(jìn)刀。加工時(shí)，閥套工件接正極并中速旋轉(zhuǎn)，工具電極接負(fù)極并作超過(guò)萬(wàn)轉(zhuǎn)地高速旋轉(zhuǎn)，這種加工方法減少了放電通道間的放電時(shí)間，增加放電頻率，使工件表面在單位時(shí)間、面積上的放電次數(shù)提高很多倍，電極間放電時(shí)間縮短使工具電極電蝕除量極微小，高速旋轉(zhuǎn)電極放電使電蝕效應(yīng)顯著，而且排屑通暢，電極表面不易積碳，減少放電通道中二次放電，旋轉(zhuǎn)加強(qiáng)了對(duì)冷卻液的攪拌，使高溫放電區(qū)充分迅速冷卻，加工性能穩(wěn)定、電極耗損量小，提高了工件表面質(zhì)量與加工效率。為了順利進(jìn)行加工，設(shè)制了相應(yīng)的工具與設(shè)備，工具(圖4)有制成70°一角的挖槽刀，和方頭、階梯柱形、臺(tái)階套形的電極，設(shè)制配備調(diào)試電器對(duì)刀裝置，先用塊規(guī)對(duì)好尺寸，用千分表控制吃刀深度及軸向尺寸，在進(jìn)給手輪上安裝上微進(jìn)機(jī)構(gòu)，邊加工邊測(cè)量檢驗(yàn)，設(shè)備采用RCL電源，電火花加工內(nèi)園磨機(jī)床主要是由電機(jī)(1)，支架(2)，電刷組件(3)，電極桿(4)，緊固螺母(5)，電極(6)，絕緣套(7)，底座(8)，支板(9)，過(guò)渡套(10)，閥套(11)，調(diào)整螺釘(12)，床頭電刷組件(13)，機(jī)床絕緣套(14)，冷卻液管(15)等組成，電刷組件M、N連接RCL電源兩端，加工電流為0.4～0.6A，工件內(nèi)環(huán)槽工作邊留有一定地加工余量為0.1mm左右，加工分粗、半精、精、光整四個(gè)工步進(jìn)行合理地選擇電參數(shù)匹配用量，內(nèi)環(huán)槽寬1.8mm以上則先使用彎刀含70°角挖槽，否則直接用旋轉(zhuǎn)電極進(jìn)行電火花內(nèi)園磨削加工。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步的詳細(xì)描述

圖1是原閥套方孔節(jié)流、通油窗結(jié)構(gòu)形式。
圖2是具有方孔形節(jié)流、通油窗閥套的電液伺服閥零位性能曲線圖3是內(nèi)環(huán)槽式節(jié)流、通油窗的閥套。
圖4是加工內(nèi)環(huán)槽使用的工具。
圖5是內(nèi)環(huán)槽伺服閥零位性能曲線，圖6閥套內(nèi)孔與環(huán)槽的加工設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，圖7設(shè)備電路簡(jiǎn)圖。
參照?qǐng)D6，閥套在粗加工后磨外園、光端面。以外園定位，端面為基準(zhǔn)，用挖槽刀加工內(nèi)環(huán)槽，(如果內(nèi)環(huán)槽特別窄則直接用電內(nèi)磨加工)，將閥套淬火HRc58～62，裝夾在過(guò)渡套(10)上，加工時(shí)閥套以300～400轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)動(dòng)，電極以1～2萬(wàn)轉(zhuǎn)/分以上轉(zhuǎn)動(dòng)，并作縱、橫向進(jìn)刀進(jìn)行電內(nèi)磨加工內(nèi)環(huán)槽工作邊，磨削余量留0.1～0.15mm，太多則效率不高，余量留太小了又無(wú)法修正變形量，整個(gè)加工只需一次裝夾，相對(duì)位置精度加工便提高了，加工分四個(gè)工步只要進(jìn)行變更參數(shù)匹配即可，具體參數(shù)匹配如下表中
加工完成后不須再進(jìn)行整修研磨。
本發(fā)明收到優(yōu)良效果，以FF106型為例，閥套內(nèi)孔8mm，深76mm，節(jié)流方孔橫截面寬總共21.4mm，內(nèi)環(huán)槽寬為25.1mm，增大了流通量，反饋桿剛度由1.24kgf/cm增加到1.47kgf/cm，在100L/min流量時(shí)閥芯行程從0.8mm減少到0.69mm，動(dòng)態(tài)頻寬由45～60Hz增大到70～98Hz，伺服零位性能曲線性良好(圖5)，加工閥套工時(shí)由63小時(shí)/件縮短到13.5小時(shí)/件，工效提高4倍以上，工具電極耗損量也大大降低，一個(gè)方孔節(jié)流窗閥套加工需用二個(gè)電極才能完成，而內(nèi)環(huán)槽加工時(shí)一個(gè)電極可以加工3～5個(gè)閥套，方孔精加工電極需11道工序9個(gè)小時(shí)，而加工內(nèi)環(huán)槽10×03～05mm電極僅需1道工序0.5小時(shí)，而且重修磨后仍可使用，加工閥套每件便節(jié)省300元以上，而且加工精度高質(zhì)量好，使電液伺服閥的工作性能超過(guò)原有產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種電加工內(nèi)孔小而深的電液伺服閥閥套節(jié)流、通油窗的工藝，其特征在于①閥套節(jié)流窗、通油窗為內(nèi)環(huán)槽結(jié)構(gòu)形式，②采用高速旋轉(zhuǎn)電極進(jìn)行內(nèi)環(huán)槽電火花內(nèi)園磨削的加工方法。③加工內(nèi)環(huán)槽及其工作邊工具為70°彎頭刀與方頭或臺(tái)階柱形或套環(huán)形電極(圖5)。④旋轉(zhuǎn)電極電火花內(nèi)園磨的設(shè)備由電機(jī)(1)，支架(2)，電刷組件(3)，電極桿(4)，螺母(5)，電極(6)，絕緣套(7)，底座(8)，支板(9)，過(guò)渡(10)，閥套(11)，調(diào)整螺釘(12)，床頭電刷組(13)，機(jī)床絕緣套(14)，冷卻液管(15)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電加工閥套節(jié)流、通油窗的工藝，其特征是電極以1～2萬(wàn)轉(zhuǎn)/分以上速度旋轉(zhuǎn)，工件閥套則以300～400轉(zhuǎn)/分速度旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行對(duì)內(nèi)環(huán)槽電火花內(nèi)園磨削加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電加工閥套節(jié)流、通油窗的工藝，其特征是內(nèi)環(huán)槽寬1.9mm以上用70°彎頭刀先挖槽加工，窄的槽直接用電極加工，采用RCL電源，電流0.4～0.6A四個(gè)工步加工參數(shù)匹配是粗加工是去除余量0.02mm，加工1分鐘，采用0.01亨，0.5KΩ，0.02μf，220V。半精加工是去除余量0.01mm，加工5分鐘采用0.01亨，0.5KΩ，002μf，220V。精、光整加工是去除余量0.005mm加工10-20分鐘，采用0.03亨，15KΩ，0.001μf，200～100V。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種深徑比≥10的小內(nèi)孔電液伺服閥閥套的節(jié)流(通油)孔，以內(nèi)環(huán)槽形取代了四個(gè)方孔形的結(jié)構(gòu)形，采用高速旋轉(zhuǎn)電極進(jìn)行電火花內(nèi)圓磨的加工方法，并設(shè)置相應(yīng)的工具與設(shè)備，使得閥動(dòng)態(tài)頻寬增加到70～98Hz，加工一個(gè)閥套工效提高4倍多，加工電極由9個(gè)小時(shí)縮短到0.5小時(shí)，由兩個(gè)電極加工一件閥套改進(jìn)為一個(gè)電極可加工3～5個(gè)閥套，而且加工質(zhì)量好，精度高，閥伺服性能超過(guò)原有產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B23H5/04GK1035071SQ89100110
公開(kāi)日1989年8月30日 申請(qǐng)日期1989年1月11日 優(yōu)先權(quán)日1989年1月11日
發(fā)明者龐淑云 申請(qǐng)人:航空航天工業(yè)部第609研究所