Koncentrując się na rozwiązaniu problemu precyzyjnej obróbki dolnego czoła otworu uszczelnionego otworu zaworu w korpusie zaworu lotniczego, przeprowadziliśmy niezależne badania i przyjęliśmy zmotoryzowane urządzenie do szlifowania czoła z regulowanym/stabilizowanym dociskiem, precyzyjną parą prowadnic, dopasowanie sferyczne oraz kompensacja błędów transmisji i pozycjonowania. (ZL201820823098.4) Nowa technologia procesowa z powodzeniem rozwiązała problemy techniczne procesu, takie jak płaskość, chropowatość powierzchni i pionowość w oparciu o oś otworu prowadzącego, które wymagają dużej precyzji w przypadku dolnej powierzchni końcowej głębokich otworów, i rozszerzyła wysoką -precyzyjna dolna powierzchnia czołowa głębokich otworów. Technologia przetwarzania ma zalety dużej praktyczności mocowania i wysokiej wydajności przetwarzania.
1 Przedmowa
Określony produkt z serwozaworem ma specjalną konstrukcję. Część zaworu instaluje się w otworze o głębokości φ15H7 94mm w części korpusu zaworu. Zewnętrzna średnica zaworu i wewnętrzna średnica otworu zaworu są połączone przesuwnym uszczelnieniem złącza zaworu (patrz rysunek 1). Kiedy części zaworu zmuszone są do poruszania się w różnych pozycjach, następuje przełączenie obiegu oleju [1]. W stanie normalnie zamkniętym dolna płaszczyzna otworu zaworu jest jednocześnie powierzchnią uszczelniającą. Jego płaskość, chropowatość powierzchni i prostopadłość do osi otworu osiągają poziom IT7 i więcej. Strukturę jego powierzchni dolnej oraz wartości charakterystyczne przedstawiono na rysunku 2.
zdjęcie
a) Położenie zaworu łączącego otwory B i C podczas otwierania
zdjęcie
b) Położenie zaworu łączącego otwory A i B, gdy jest normalnie zamknięty
Rysunek 1 Schemat ideowy uszczelki złącza zaworu suwakowego
zdjęcie
Rysunek 2 Schematyczny diagram dolnej powierzchni czołowej otworu zaworu i konstrukcja otworu zaworu
Jeśli to osiągnięcie techniczne zostanie pomyślnie wdrożone, w oparciu o zasadę szlifowania płaskiego należy opracować urządzenie do szlifowania powierzchni dolnego końca głębokich otworów z precyzyjnym prowadzeniem, małą siłą nacisku i stabilną możliwością sterowania, w oparciu o zasadę szlifowania płaskiego, aby osiągnąć precyzyjną obróbkę powierzchni dolnej końca otworu. Ze względu na blokadę techniczną, jaką narzuca nam zagraniczna technologia lotnicza, trudno jest uzyskać odpowiednią technologię szlifowania. W istniejącej technologii do szlifowania dolnej płaszczyzny otworu powszechnie stosuje się technologię magnetycznego szlifowania ściernego [2], która ma zalety w obróbce wykańczającej skomplikowanych powierzchni zakrzywionych. , wartość chropowatości powierzchni maleje, a wydajność jest wyższa, ale możliwość zmiany lub poprawy dokładności geometrycznej, takiej jak płaskość płaszczyzny podłoża, jest słaba, więc wszechstronność jest słaba. W stanie techniki istnieje również sposób szlifowania dolnej płaszczyzny końcowej otworu za pomocą pręta szlifierskiego z płaszczyzną końcową. Na przykład dokument patentowy CN201361804Y ujawnia narzędzie do szlifowania dna z głębokimi otworami do wytaczarki i frezarki CNC. Jednakże ten składnik mielący nie został jeszcze zastosowany. Może uwzględniać wymagania dotyczące prostopadłości szlifowanej powierzchni końcowej i osi otworu referencyjnego. W rzeczywistym procesie eksploatacji, podczas szlifowania dolnej płaszczyzny końcowej otworów o różnej głębokości, należy wyciągnąć zawleczkę, a następnie oddzielić pręt szlifierski od drążka przekładniowego. Dopiero wtedy można wymienić pręt szlifierski na odpowiednią długość. Jednocześnie obróbka konstrukcji z głębokimi otworami i szczelinami jest uciążliwa, ma niską wydajność w rzeczywistym procesie produkcyjnym i jest niewygodna w montażu [3].
Element szlifierski (numer patentu ZL201820823098.4) opracowany niezależnie dzięki temu osiągnięciu technologicznemu może nie tylko uwzględniać wymagania jakościowe, takie jak płaskość, chropowatość powierzchni i prostopadłość względem osi otworu odniesienia dolnej powierzchni końcowej otworu, ale także może można stosować do szlifowania powierzchni o różnych głębokościach otworów. można go zatrzymać bezpośrednio, a odpowiedni pręt szlifierski można wyjąć i wymienić. Operacja jest wygodniejsza i może jeszcze bardziej poprawić wydajność szlifowania.
Wszystkie istniejące kluczowe technologie zostały rozwiązane, a różne wskaźniki techniczne nie tylko spełniły wymagania jakościowe projektu, ale także osiągnęły krajowy poziom zaawansowany. To osiągnięcie technologiczne zostało z powodzeniem promowane i stosowane w produkcji części korpusów zaworów do serwozaworów, obsługujących różne kluczowe krajowe modele samolotów, generując znaczne korzyści ekonomiczne i przyczyniając się do rozwoju przemysłu lotniczego w moim kraju.
2 Pomysły badawcze
2.1 Analiza trudności procesowych
W przypadku obróbki głębokich otworów obróbka z płaskim dnem jest tradycyjną trudnością w przetwarzaniu. Zwłaszcza w przypadku otworu na zawór w tym projekcie stosunek głębokości otworu do średnicy otworu przekracza 6:1, co należy do obróbki głębokich otworów. Ze względu na słabą sztywność narzędzia oraz duże wibracje i ugięcie narzędzia, tradycyjnym metodom toczenia i wytaczania trudno jest jednocześnie zapewnić chropowatość, płaskość i prostopadłość powierzchni do otworu referencyjnego na dnie głębokich otworów o wysokiej precyzji. Istniejąca technologia szlifowania i polerowania nie jest w stanie uwzględnić trzech kluczowych wskaźników tego projektu, dlatego konieczne jest przeprowadzenie badań technicznych dotyczących szlifowania powierzchni dna otworu.
Dodatkowo kluczowymi cechami tego projektu są płaskość dolnej powierzchni końcowej otworu {{0}}.01mm oraz prostopadłość dolnej powierzchni końcowej otworu i osi zaworu dopasowanej do otworu 0,03 mm, można bezpośrednio wykryć za pomocą współrzędnych trójwymiarowych, ale wartość chropowatości powierzchni dolnej powierzchni czołowej otworu Ra=0,1 μm, ponieważ otwór jest głęboki i miernik chropowatości powierzchni nie może przeprowadzić bezpośredniego wykrywania , dlatego należy szukać niezawodnej pośredniej metody pomiaru.
2.2 Ogólny pomysł
1) Otwór φ15H7 jest dopasowany do mikroluzu zaworu, w pełni wykorzystując technologię precyzyjnego przetwarzania sprzęgła w celu opracowania precyzyjnego słupka prowadzącego i oprzyrządowania tulei prowadzącej, aby spełnić bardzo precyzyjne wymagania dotyczące pionowości i inne wymagania. Następnie czerpiemy z istniejących technologii i zasad szlifowania płaszczyzn oraz doświadczenia, aby opracować regulowaną siłę docisku/stabilizacji i przyjmuje się konstrukcję mechanizmu, taką jak połączenie przegubu kulowego i nieskończony błąd [4], aby uzyskać precyzyjną obróbkę dolnego końca twarz dziury.
2) Szlifowanie jest procesem wykańczającym, odpowiednim do obróbki z niewielkimi naddatkami na mikroobróbkę, a samouszkodzenie narzędzi szlifierskich jest poważne. W celu poprawy efektywności produkcji konieczne jest opracowanie nowego procesu obróbki dna otworu przed szlifowaniem.
3) Ze względu na trudny problem pomiaru wartości chropowatości powierzchni Ra=0,1μm na dolnej powierzchni otworu, do rozwiązania tego problemu przyjęto metodę kontroli skrawania pierwszego elementu.
Dlatego kluczem do sukcesu tego projektu jest opracowane wyposażenie procesu szlifowania, które musi jednocześnie spełniać wymagania dotyczące chropowatości, płaskości i pionowości powierzchni, a także spełniać wymagania dotyczące wydajności produkcji na miejscu.
2.3 Rozwiązania techniczne
(1) Opracowanie stołu urządzenia szlifującego: Niezależnie opracuj nowy typ urządzenia do szlifowania powierzchni dolnego końca otworu z napędem silnikowym. Aby uzyskać wysokiej jakości i wydajną obróbkę szlifowania powierzchni dolnego końca otworu i spełnić ostateczne wymagania produktu, najważniejsze jest szlifowanie powierzchni dolnego końca otworu. Urządzenie szlifierskie musi uwzględniać płaskość i chropowatość powierzchni dolnej powierzchni czołowej otworu, a także wymagania dotyczące pionowości w stosunku do osi otworu referencyjnego i wykorzystywać wysoce precyzyjne otwory pasujące jako prowadnice. Aby spełnić te wymagania jakościowe, zespół projektowy samodzielnie opracował urządzenie szlifierskie (element szlifierski ZL201820823098 .4).
Szlifowanie płaszczyzny u dna otworu ma na celu nie tylko uzyskanie mniejszej wartości chropowatości powierzchni, ale przede wszystkim uzyskanie większej dokładności płaszczyzny [5]. Im mniejsza wartość błędu płaskości, tym lepiej i konieczne jest ograniczenie (tradycyjnej) operacji szlifowania. Poleganie na wysoko wykwalifikowanych operatorach podczas procesu zmniejsza pracochłonność, a tym samym poprawia wydajność szlifowania.
(2) Budowa urządzenia szlifierskiego: Zaprojektowane i wyprodukowane urządzenie szlifierskie to napędzane silnikiem urządzenie do szlifowania powierzchni dolnego końca otworów (patrz rysunek 3), które zapewnia niezawodną moc za pomocą bezstopniowej regulacji prędkości i ograniczonej wysokości narzędzia (np. wytaczanie współrzędnościowe maszyny i inny sprzęt). Urządzenie szlifierskie składa się z 4 części: mechanizmu regulującego/stabilizującego napięcie, pomocniczego mechanizmu przekładniowego z głowicą kulową, pary prowadzącej i pręta szlifierskiego. Mechanizm regulujący/stabilizujący napięcie, kontrolowany docisk sprężyny w celu stabilizacji siły działającej na powierzchnię szlifującą. Pomocniczy mechanizm przekładni z głowicą kulową ułatwia obsługę sprzęgła. Zadaniem głowicy kulowej jest korygowanie i kompensowanie błędu pionowości pomiędzy powierzchnią końcową pręta szlifierskiego a osią wrzeciona po jego zamontowaniu, zapewniając, że robocza powierzchnia końcowa pręta szlifierskiego i powierzchnia końcowa przeznaczona do szlifowania są zgodne w niezawodnym dopasowaniu. To jest klucz. Zewnętrzna powierzchnia obwodowa sworznia jest zaprojektowana tak, aby znajdowała się niżej niż środek główki kulistej. Para prowadząca nadaje się do prowadzenia podczas szlifowania dna głębokich otworów, aby zapewnić wymagania dotyczące prostopadłości pomiędzy szlifowaną powierzchnią końcową a otworem referencyjnym. Projektując urządzenie do szlifowania powierzchni dolnego końca z płytkim otworem, nie ma potrzeby projektowania prowadnicy, a głowicę kulową można automatycznie ustawić bezpośrednio tak, aby robocza powierzchnia końcowa pręta szlifierskiego pasowała do szlifowanej powierzchni końcowej. Sam pręt szlifierski wymaga dużej precyzji wykonania. Na przykład, aby osiągnąć poziom mikronów, wymagana jest płaskość szlifowanej powierzchni końcowej i prostopadłość szlifowanej powierzchni końcowej względem osi odniesienia obrotu. Jednocześnie wielkość żył na powierzchni czołowej pręta szlifierskiego wpływa na jakość i wydajność szlifowania. Jest też ogromny. Doświadczenie w projektowaniu „studniowych” rowków (szerokość rowka 0,25 mm, głębokość 0,5 ~ 1 mm, odstęp 1 mm i równomierne rozmieszczenie) uzyskane w wyniku weryfikacji eksperymentalnej ma wpływ na poprawę jakości i wydajności podczas szlifowania dolna powierzchnia czołowa otworu φ15H7 o głębokości 94mm. Lepiej (patrz Rysunek 4 i Rysunek 5).
zdjęcie
Rysunek 3 Budowa urządzenia szlifierskiego
zdjęcie
Rysunek 4 Żyły na powierzchni końcowej pręta szlifierskiego
zdjęcie
Rysunek 5 Porównanie wyników efektów szlifowania
Wymagania produkcyjne stawiane temu urządzeniu są również bardzo wysokie. Podczas konstruowania procesu części łączące z pasującą szczeliną wynoszącą {{0}}.004 do 0,006 mm muszą być honowane/szlifowane w celu obróbki otworu wewnętrznego oraz szlifowania bezkłowego/szlifowania cylindrycznego w celu obróbki cylindryczny luz precyzyjny spełniający funkcje pozycjonowania i prowadzenia. W przypadku zespołów, w których wymagana jest szczelina dopasowania wynosząca 0,03 mm, stosuje się techniki przetwarzania, takie jak rozwiercanie/toczenie, aby spełnić wymagania montażowe (patrz rysunek 6).
zdjęcie
Rysunek 6 Rzeczywista odzież robocza
Praktyczne kroki w zakresie oprzyrządowania są następujące.
1) Określ wielkość ściśnięcia sprężyny na podstawie siły sprężystości sprężyny (patrz rysunek 7), narysuj linię zaznaczającą na zewnętrznej powierzchni pręta prowadzącego (wystarczy czerwony marker) i wstępnie dokręć śrubę rozporową, aby zamocować To.
zdjęcie
Rysunek 7 Stopień ściągnięcia sprężyny
2) Uchwyt obrabiarki podtrzymuje mechanizm regulujący/stabilizujący napięcie, jak pokazano na rysunku 8.
zdjęcie
Rysunek 8 Test oprzyrządowania
3) Umieścić część prawidłowo lub zamocować ją za pomocą uchwytu tak, aby szlifowana powierzchnia znajdowała się w stanie poziomym.
4) Wyreguluj obrabiarkę lub części tak, aby wklęsła kulista powierzchnia pręta prowadzącego pasowała do wypukłej kulistej powierzchni pręta szlifierskiego i sprawdź, czy montaż jest na miejscu, poluzowując śrubę podnośnikową.
5) Nałóż pastę ścierną o jednakowej grubości na końcową powierzchnię pręta szlifierskiego, umieść pręt szlifierski w odpowiednim otworze i ręcznie sprawdź, czy instalacja jest na swoim miejscu.
6) Włóż pręt sworznia do otworu odpowiadającego główce pręta szlifierskiego, tak aby odsłonięte długości obu końców pręta szlifierskiego były w przybliżeniu równe i ręcznie sprawdź, czy połączenie jest niezawodne.
7) Ustawić parametry obrabiarki, uruchomić obrabiarkę do operacji szlifowania i zatrzymać po szlifowaniu na pojedynczy czas.
Należy przystąpić do kolejnego cyklu operacyjnego, aż jakość szlifowanej powierzchni końcowej zostanie zakwalifikowana. Należy pamiętać, że przy wyjmowaniu pręta szlifierskiego po każdym cyklu szlifowania należy zastosować wodny papier ścierny w celu oczyszczenia otaczających go zadziorów.
Urządzenie to spełnia potrzeby produkcyjne w zakresie ciągłych i stabilnych operacji szlifowania. Nie tylko umożliwia jakość powierzchni szlifowania zgodną z wymaganiami jakościowymi projektu, ale także poprawia wydajność szlifowania ponad 5 razy w porównaniu z tradycyjnym szlifowaniem ręcznym. W szczególności wymagania dotyczące poziomu umiejętności operatora są znacznie zmniejszone i nie ma potrzeby wyznaczania techników-monterów i personelu o wyższym poziomie umiejętności do obsługi (wystarczająca jest umiejętność obsługi sprzętu) znacznie zmniejsza pracochłonność operatorów.
Rysunek 9 przedstawia test szlifowania, a parametry empiryczne uzyskano w wyniku wielokrotnych testów. Dane doświadczalne dla powierzchni szlifierskiej φ15mm 1: prędkość wrzeciona 60obr/min, elastyczność sprężyny 4,6N·mm, powłoka W5 grubość warstwy pasty szlifierskiej około 0,2mm, czas szlifowania 15s/czas. Dane doświadczalne dla powierzchni szlifierskiej φ15mm 2: prędkość wrzeciona 60 obr./min, siła sprężystości sprężyny 4,6 N·mm, powłoka M5 grubość warstwy pasty szlifierskiej około 0,4 mm, czas szlifowania 2,5 s/czas. Należy zauważyć, że niezależnie od zastosowanej metody istnieje ryzyko zarysowania zarysowań, jeśli limit czasu będzie zbyt długi. Pastę szlifierską należy w odpowiednim czasie wymienić, a operację cyklu prowadzić do czasu kwalifikacji części.
