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新聞詳情
工業(yè)機(jī)械工程中的壓力變送器閥芯孔精密加工探索研究描 述: 一般工業(yè)測量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． 003 mm，圓度在 0． 002 mm 以內(nèi)，圓柱度在0． 003 mm 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。 針對鑄造閥孔只需鉆導(dǎo)引孔、擴(kuò)孔和鉸孔 3 個步驟即可，加工工時可縮短為 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． 02 mm，圓柱度≤0. 01 mm，過程能力指數(shù) cpk≥1． 33，單孔加工工時≤5 min，處于行業(yè)領(lǐng)先水平。 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，每個槽子需要加工 2 ～5 min，類似圖4 沉割槽，每個槽需要加工 5 ～10 min。為提高加工效率，基于加工余量情況，針對 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)動化為刀具轉(zhuǎn)動，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，一次加工一個槽改為一次加工多個槽，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，相對多刃槽銑刀，適用于多倍徑細(xì)長閥孔加工。 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)，多沖程珩磨對于閥孔直線度的保證有優(yōu)勢，單沖程珩鉸對保證閥孔的圓度有優(yōu)勢，兩個工藝單好使用，都很難達(dá)到圓柱度3 μm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． 003 mm，粗糙度≤Ｒa0． 2，圓柱度控制在 3 μm 以內(nèi)，達(dá)到國際先進(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能力和運(yùn)用的效益。
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