尖边、毛刺对伺服阀产品的危害
1 影响装配精度
尖边、毛刺的存在明显影响阀体尺寸的测量。阀体上精密安装孔较多,有过盈配合、间隙配合。因此尖边、毛刺导致的测量偏差直接影响装配精度,从而导致产品可靠性降低。
2 影响零件装配,引起密封失效
阀体通常起油路沟通、阻断、转换等功能,因此需要安装密封胶圈,有些油路间密封直接由小间隙隔断,但如果有尖边、毛刺存在,在安装时尖边、毛刺会划伤甚至切割胶圈,会划伤密封面,从而导致密封失效。
3 造成产品污染,导致产品失效
阀体内装有喷嘴、节流孔等流量控制零件,功能孔仅有0.2mm左右,因此阀体如果有0.2mm左右的微小毛刺,毛刺脱落就有可能引起产品故障,导致产品失效。
去除尖边、毛刺的主要难点
伺服阀阀体由于结构限制,小孔、深孔多,孔相交的位置地方毛刺难以观察。由于结构局限性,在毛刺去除时,工具难以到达毛刺位置,工具可达性差。去除时由于活动空间小,操作困难。
尖边、毛刺光整加工方法
1 表面孔口
表面孔口尖边、毛刺主要是铣削、车削加工孔与磨削表面后形成,孔口毛刺较大,但是由于在表面易于观察,容易操作,因此易于去除,但是由于阀体有些孔口需要安装密封圈,因此在加工时要注意孔口尺寸大小与粗糙度要求。一般有两种要求,一种是功能孔或油孔孔口要求倒角或倒圆,一种是胶圈槽口要求保持尖边无毛刺。要达到指标要求需要采取不同的加工方法。
对于需要倒圆、倒角的采取以下方式:(1)用刮刀或合适的倒角刀去除大毛刺;(2)用油石去除二次毛刺;(3)用抛光纸或钻床(牙钻)夹抛光轮抛光孔口。
对于要求保持尖边孔口去毛刺采取以下步骤:
(1)用刮刀去除大毛刺,去除时要保证刮刀刃面与尖边环面垂直,避免将尖边倒角;(2)用油石平推平面去除二次毛刺;(3)用抛光纸抛光孔口。经过以上3个步骤,毛刺就由大变小、变细小,最后去除干净。在去除胶圈槽口毛刺一定要注意,槽底、槽壁是密封工作部分,在去除毛刺的过程中,不能划伤、碰伤工作面。
2 内部相交孔、沟通槽处
阀体油路沟通孔很多,相交关系复杂,有孔与孔相交、孔与槽相交,位置、相交处形状因孔、环槽的大小、角度、加工方法而不同,主要有4种类型的毛刺:环型槽、相交孔、螺纹收尾处、电火花沟通孔毛刺,由于产生机理、形式不同,因此去毛刺方法、工具也不同。
2.1环形槽光整加工方法
环形槽加工一般在数控铣床或数控车床上采用T型铣刀或镗槽刀加工而成,对于铣削加工的环槽,槽底R由刀具角度保证,但是与功能孔过度部分R难以保证,车削环槽可以通过刀具和程序加工槽底及过渡部分R,而环槽R的作用是在装配时防止划伤胶圈,因此相当重要。
铣削加工槽环形槽光整加工采取以下步骤:(1)用DB型毛刷从功能孔中往复运动去除飞边、毛刺,同时倒圆过渡部分,一般铝阀体选择转数 500r/min,往复3次;(2)用百洁布或抛光纸抛光。
2.2 相交孔处光整加工方法
相交孔一般是由铣削、车削、钻削加工孔后形成,尖边、毛刺比较大,且入口、出口在孔内部,很难观察,去除非常困难,采用机械方法与其他去毛刺方法结合使用,才能使毛刺由大变小,逐步去除干净。
机械方法一般采用钳工方法去除,由于位置在孔内,且许多孔很小,因此在进行加工时首先需要解决观察问题,其次还需要针对不同部位制作一些专用工具。
根据毛刺位置、大小等特点制作工具形状以及确定切削刃的方向,主要解决工具可达性,同时要确保不能划伤、蹭伤功能孔。另外,各种尺寸、形状、不同材质的动力刷可以作为去除大毛刺后的抛光工具,国内成都工具研究所及美国善能公司这方面的产品种类比较齐全。
加工方法一般按以下步骤进行:
(1)用内窥镜观察相交孔毛刺情况;(2)用与孔尺寸相应的钻头,按顺序把每一个孔过一遍;(3)用自制工具去除小毛刺;(4)用DB型毛刷去除细小毛刺;(5)用抛光纸去除微细毛刺;(6)用压缩空气吹干净孔;(7)用冷光源和内窥镜检查毛刺去除效果。采取以上手工加工去除毛刺后,为了确保阀体毛刺去除干净,还可以采用磨粒流方法去除毛刺,磨料流加工是含磨料的流动状态的磨料介质,在一定压力下强迫在被加工表面流过,靠磨粒的刮削作用去除工件表面微观不平材料毛刺的工艺方法。在加工时需要按照孔的位置、沟通情况,设计专用的工装,使磨粒按照设定的流向流动,去除微细毛刺,起到进一步光整加工的目的。
2.3 螺纹收尾处毛刺
在阀体上有些螺纹孔由数铣、车削加工,在螺纹收尾处易产生环状切屑,必须去除,去除方法一般分两步,首先用钩状工具沿螺纹底部运动去除铁屑,然后用DB型毛刷去除螺纹上小毛刺。
2.4 电火花沟通孔
在阀体上有两种功能的电火花沟通孔,一种是精度很高节流方孔,一种是简单的油路沟通孔。对这两功能沟通孔,需要采取不同的光整加工方法。
节流方孔由于需要保持节流边为尖边,工作边在功能孔内,因此在整个加工方案上就需要前后工序协调,电加工时要采用精密加工参数加工,这样毛刺就会非常微细,后续工序只需要微小的余量就可以去除,采用研磨功能孔的方法进行光整加工,一般在进行电火花加工时,功能孔为 后续光整加工留0.01mm左右的余量。
简单油路沟通孔,首先用专用工具去除毛刺,口部形成小R或倒角,然后用抛光纸或百洁布抛光即可。
其他注意事项
阀体孔的位置精度要求比较高,孔入口、出口在保证了位置精度的情况下,孔口的形状、大小影响也很大,孔口倒圆或倒角过小,在装配时会导致装配困难或者划伤胶圈等,如果过大,就有可能导致密封失效,因此需要严格控制大小。
在采用机械方法去毛刺时,要注意采取保护措施,例如工具柄上用胶布、塑料等柔软材料缠裹,防止划伤孔壁。
DB型及其他动力工具在抛光孔时,要选择合适规格,太小起不到抛光作用,太大有可能使孔划伤。同时在使用时一定要注意转速和进给次数,防止孔径尺寸超差(尤其阀体材料为高强度铝)。
结束语
尖边、毛刺光整加工对液压伺服阀阀体极其重要。由于阀体结构的特殊性,尖边、毛刺光整加工效率比较低,因此在研究尖边、毛刺光整加工方法的同时,还需要研究少毛刺甚至无毛刺加工方法,以期在加工过程中少产生乃至不产生毛刺,从而提高产品的可靠性和使用寿命。
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