CN106363216A - 精度圆柱液压阀类分油槽的铣削加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种高精度圆柱液压阀类分油槽的铣削加工方法，旨在提供一种加工效率高，质量稳定，能够有效保证高精度铣削加工圆柱液压阀类分油槽的方法。本发明通过下述技术方案予以实现：采用弹性定位锁紧原理，制备一个轴向定位夹具(3)，先通过初始压力调整螺钉(7)调整定位夹具(3)初始锁紧压力，然后把轴向定位夹具(3)固定在CNC数轴数控转台(4)上，找正轴向定位夹具夹具(3)中心位置在0.002mm以内，再将工件(1)沿轴向压向液压弹簧夹头(5)通过锁紧调节螺钉(6)锁紧；找正工件(1)和机床主轴在0.002mm以内，用T型铣刀(2)进行粗、精铣，T型铣刀在数控程序控制下，用高精度加工中心中进行铣削加工，确保工件上分油槽高精度±0.001mm。

Description

精度圆柱液压阀类分油槽的铣削加工方法
技术领域
本发明涉及一种机械领域高精度圆柱液压阀类分油槽的铣削加工方法。
背景技术
作为操纵飞机飞行姿态的主要部件的助力器，性能决定飞机飞行安全与驾驶员的操作舒适性。国际上直升机用助力器产品起分油作用的阀类工件一般选用圆柱转阀结构，可以获得良好的尺寸空间和分油性能。直升机用助力器分油阀类采用高压转阀结构，***工作压力21Mpa。转阀分油槽沿径向均匀分布在圆周上，尺寸精度(±0.001mm)、位置精度(对称度、垂直度0.001mm)、表面粗糙度(Ra0.8)要求极高，国内无现有方法可借鉴，国际上通常采用精密数控电火花成型加工，但是加工效率不高，质量不稳定，通过电火花成型加工后工件表面电蚀残渣去除一直是难题，一者工件表面电蚀层去除不干净，影响工件寿命，特别是主副阀采用高硬度轴承钢，对电蚀层要求更为苛刻；二是通过机械方法去除工件表面电蚀层，极易改变分油槽形状、位置精度，影响分油性能；三是采用精密电火花成型加工，效率极其低下，不能满足批生产任务需求。
发明内容
本发明是为解决上述高精度圆柱转阀分油槽加工难题，提供一种加工效率高，质量稳定，能够有效保证高精度圆柱液压阀类分油槽精度的铣削加工方法。
本发明解决技术问题采用的技术方案是：一种高精度圆柱液压阀类分油槽的铣削加工方法，其特征在于包括如下步骤：采用弹性定位锁紧原理，制备一个装夹圆柱液压阀类分油槽工件的轴向定位夹具3，先用初始压力调整螺钉7调整定位夹具3初始锁紧压力，然后把轴向定位夹具3固定在数轴CNC数控转台4上，找正轴向定位夹具3夹具，在把工件1通过轴向定位夹具3台阶端面的中心孔，夹持在所述中心孔端面内侧台阶孔装配的非金属衬套和弹簧夹头5内，将工件沿轴向压向弹簧夹头5，内贴紧衬套平面，待工件贴紧定位平面后通过锁紧调节螺钉6锁紧；找正工件1和加工中心机床主轴，用T型铣刀2进行粗、精铣，T型铣刀2在数控程序控制下，用高精度加工中心中进行铣削加工，确保工件上分油槽高精度±0.001mm。
本发明与传统的加工方法相比具有如下有益效果：
加工效率高，质量稳定。本发明通过精密铣削的方式获得较高的工件精度，通过选用精密加工中心、精密CNC数控转台4、设计制作专用精密轴向定位夹具3、特殊设计的T型铣刀2)，和精心设计试验获得的铣削数控程序、工艺参数的优良匹配，配合合适数控程序和工艺参数确保工件精度，将铣削加工能够获得精度极限充分发挥，使铣削方式代替精密成型技术，极大提高生产效率，降低成本，获得较高的工件精度和质量稳定性。此工艺方法能够保证高硬度轴承钢(GCr15)材料精密分油槽高效率、高质量稳定性的加工。
能够可靠稳定的保证高精度圆柱液压阀类分油槽精度(±0.001mm)和效率。通过调试精密CNC数控转台4与轴向定位夹具3的匹配关系，采用特殊T型铣刀2精密铣削加工圆柱转阀类工件分油槽，保证工件精度，能够获得尺寸精度最高在±0.001mm内，表面粗糙度Ra0.8以内，形状位置公差在±0.001mm以内，并且减少了电火花成型技术的附加产物去除电蚀层工序，有效降低成本，提高效率，获得极高的工件合格率，工序交检合格率达到95％以上。通过铣削方式加工，工件装夹方便快捷，生产准备周期大大缩短，实际铣削加工时间比电火花成型方式大大缩短，铣削加工时间为：20分钟/件，而电火花成型方式加工时间为：240分钟/件，效率提高12倍。
本发明采用弹性定位锁紧原理制备的轴向定位铣床夹具3)，弹性元件工作正常，锁紧可靠。
附图说明
图1是本发明轴向定位夹具装夹在数控机床立式加工中心上的结构示意图。
图中：1.工件、2.T型铣刀、3.轴向定位夹具、4.CNC数控转台、5.液压弹簧夹头、6.锁紧调节螺钉、7.初始压力调整螺钉
具体实施方式
参阅图1，根据本发明，采用弹性定位锁紧原理，制备一个装夹圆柱液压阀类分油槽工件的轴向定位夹具3，先用初始压力调整螺钉7调整定位夹具3初始锁紧压力，然后把轴向定位夹具3固定在CNC数轴数控转台4上，找正轴向定位夹具3夹具，在把工件1通过轴向定位夹具3台阶端面的中心孔，夹持在所述中心孔端面内侧台阶孔装配的非金属衬套和弹簧夹头5内，将工件沿轴向压向弹簧夹头5，内贴紧衬套平面，待工件贴紧定位平面后通过锁紧调节螺钉6锁紧；找正工件1和加工中心机床主轴，用T型铣刀2进行粗、精铣，T型铣刀2在数控程序控制下，用高精度加工中心中进行铣削加工，确保工件上分油槽高精度±0.001mm。
下面以具体GCr15轴承钢材料粗加工成工件半成品为例，夹圆柱液压阀类分油槽工件各台阶外圆精密磨削后留精加工余量。然后按照如下步骤进行加工：
1.工序加工前准备工作：
1.1工件准备：精密外圆磨削后工件，去除定位面细微毛刺，外圆径向跳动量小于0.001mm。
1.2机床、夹具准备：选用重复定位精度0.002mm,主轴切削扭矩稳定值在75N.m以上，主轴带热平衡补偿功能，带光栅闭环控制的立式加工中心的数控机床。
CNC数轴数控转台4选择高精度分度转台，分度时重复定位精度不大于5秒，回转时，径向跳动小于0.002mm。
轴向定位夹具3固定在CNC数控转台4上，找正中心跳动小于0.002mm,端面跳动小于0.002mm
1.3刀具准备：专用粗、精铣刀各4把，刀具号：16D153/0004，加工前筛选刀具，刀齿外圆、端面对轴线跳动量不大于0.005mm。
1.4试切试棒准备：材料、硬度、精度按工件准备，用于正式铣削工件前试切，调整程序、刀补，校正刀具、夹具。
2.铣刀的夹紧与对刀：
2.1铣刀分别用八个刀柄装夹，装在到刀库中，并编号。
2.2八把刀具用激光对刀仪对刀，并记录刀具实际尺寸，用于编制数控程序刀补依据。
3.数控程序准备：
3.1编制数控程序，分粗、精铣进行，粗铣沿半径方向留0.03-0.05mm精密铣削余量。
3.2通过试切，获得合适各槽粗、精铣参数，刀补量按试棒实测值及激光对刀仪获得刀具数据进行调整。
4.夹具的使用和工件的装夹：
4.1清理干净夹具定位面，找正轴向定位夹具3，确保工件和机床X、Y轴倾斜45度，锁紧在工作台面上。
4.2检查工件定位面，清理干净工件，特别注意定位面尖边毛刺应去除干净，工件外圆跳动量不大于0.001。
4.3工件1用液压弹簧夹头(5)夹紧，用锁紧调节螺钉(6)锁紧，将工件沿轴向压向弹簧夹头内贴紧衬套平面，以保证工件贴紧定位平面。
5.工件的对刀与找正
因工件的精度高，虽然用轴向定位夹具3夹紧，但还需用杠杆千分表找正工件轴线和数控机床主轴圆柱度在0.002mm以内，把杠杆千分表装在数控机床主轴上，表头绕工件转一圈，在4个方向均应控制在0.001mm以内。
6.铣槽：
先用对刀试棒试加工，对刀件经中心计量室计量合格后进行正式工件加工；切削参数:粗铣铣刀转速200-300转/分，精铣铣刀转速300-400转/分，进给量：粗铣10mm/分，精铣20mm/分，铣刀进到终点坐标时停顿4秒钟，然后退出工件。

Claims (6)

1.一种高精度圆柱液压阀类分油槽的铣削加工方法，其特征在于包括如下步骤：采用弹性定位锁紧原理，制备一个装夹圆柱液压阀类分油槽工件的轴向定位夹具(3)，先用初始压力调整螺钉(7)调整定位夹具(3)初始锁紧压力，然后把轴向定位夹具(3)固定在数轴CNC数控转台(4)上，找正轴向定位夹具(3)夹具，在把工件(1)通过轴向定位夹具(3)台阶端面的中心孔，夹持在所述中心孔端面内侧台阶孔装配的非金属衬套和弹簧夹头(5)内，将工件沿轴向压向弹簧夹头(5)，内贴紧衬套平面，待工件贴紧定位平面后通过锁紧调节螺钉(6)锁紧；找正工件(1)和加工中心机床主轴，用T型铣刀(2)进行粗、精铣，T型铣刀(2)在数控程序控制下，用高精度加工中心中进行铣削加工，确保工件上分油槽高精度±0.001mm。
2.如权利要求1所述的高精度圆柱液压阀类分油槽的铣削加工方法，其特征在于：选用重复定位精度0.002mm,主轴切削扭矩稳定值在75N.m以上，主轴带热平衡补偿功能，带光栅闭环控制的立式加工中心的数控机床。
3.如权利要求1所述的高精度圆柱液压阀类分油槽的铣削加工方法，其特征在于：CNC数轴数控转台选择高精度分度转台，分度时重复定位精度不大于5秒，回转时，径向跳动小于0.002mm。
4.如权利要求1所述的高精度圆柱液压阀类分油槽的铣削加工方法，其特征在于：轴向定位夹具(3)固定在数轴数控转台(4)上，找正中心跳动小于0.002mm,端面跳动小于0.002mm如权利要求1所述的高精度圆柱液压阀类分油槽的铣削加工方法，其特征在于：编制数控程序，分粗、精铣进行，粗铣沿半径方向留0.03-0.05mm精密铣削余量。
5.如权利要求1所述的高精度圆柱液压阀类分油槽的铣削加工方法，其特征在于：用杠杆千分表找正工件轴线和数控机床主轴圆柱度在0.002以内，把杠杆千分表装在数控机床主轴上，表头绕工件转一圈，在4个方向均控制在0.001以内。
6.如权利要求1所述的高精度圆柱液压阀类分油槽的铣削加工方法，其特征在于：先用对刀试棒试加工，对刀件经中心计量室计量合格后进行正式工件加工；切削参数:粗铣铣刀转速200-300转/分，精铣铣刀转速300-400转/分，进给量：粗铣10mm/分，精铣20mm/分，铣刀进到终点坐标时停顿4秒钟，然后退出工件。
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