Tập trung giải quyết vấn đề gia công có độ chính xác cao đối với mặt đáy lỗ của lỗ van kín trong thân van hàng không, chúng tôi đã thực hiện nghiên cứu độc lập và sử dụng thiết bị mặt đầu mài có động cơ với áp suất điều chỉnh/ổn định, cặp dẫn hướng chính xác, phù hợp với hình cầu, và bù lỗi truyền và định vị. (ZL201820823098.4) Công nghệ xử lý mới đã giải quyết thành công các vấn đề kỹ thuật của quy trình như độ phẳng, độ nhám bề mặt và độ thẳng đứng dựa trên trục của lỗ dẫn hướng đòi hỏi độ chính xác cao cho mặt cuối của lỗ sâu và mở rộng phạm vi cao -Mặt đáy chính xác của lỗ sâu. Công nghệ xử lý có ưu điểm là khả năng thực hành cố định mạnh mẽ và hiệu quả xử lý cao.
1 Lời nói đầu
Một sản phẩm van servo nhất định được thiết kế với kết cấu đặc biệt. Một bộ phận van được lắp vào lỗ sâu φ15H{1}}mm ở phần thân van. Đường kính ngoài của van và đường kính trong của lỗ van được nối với nhau bằng phốt khớp nối van trượt (xem Hình 1). Khi các bộ phận của van buộc phải di chuyển ở các vị trí khác nhau thì việc chuyển mạch dầu được thực hiện [1]. Khi thường đóng, mặt phẳng đáy của lỗ van cũng là bề mặt bịt kín. Độ phẳng, độ nhám bề mặt và độ vuông góc với trục lỗ cao từ IT7 trở lên. Cấu trúc bề mặt đáy và các giá trị đặc tính của nó được thể hiện trong Hình 2. được hiển thị.
hình ảnh
a) Vị trí van nối lỗ B và C khi mở
hình ảnh
b) Vị trí các lỗ nối van A và B khi đóng thường
Hình 1 Sơ đồ nguyên lý của phốt khớp nối van trượt
hình ảnh
Hình 2 Sơ đồ mặt cuối của lỗ van và cấu tạo của lỗ van
Nếu thành tựu kỹ thuật này được thực hiện thành công thì phải phát triển một thiết bị mài bề mặt đáy lỗ sâu với hướng dẫn chính xác, lực áp suất thấp và khả năng điều khiển ổn định dựa trên nguyên lý mài phẳng để đạt được độ gia công chính xác của bề mặt đáy lỗ. Do sự phong tỏa kỹ thuật do công nghệ hàng không nước ngoài áp đặt đối với nước ta nên rất khó để có được công nghệ mài phù hợp. Trong công nghệ hiện nay, để mài mặt phẳng đáy của lỗ, người ta thường sử dụng công nghệ mài mòn từ tính [2], có ưu điểm trong việc xử lý hoàn thiện các bề mặt cong phức tạp. , giá trị độ nhám bề mặt giảm và hiệu quả cao hơn, nhưng khả năng thay đổi hoặc cải thiện độ chính xác hình học như độ phẳng của mặt phẳng nền kém nên tính linh hoạt kém. Trong tình trạng kỹ thuật trước đây cũng có phương pháp mài mặt phẳng cuối cùng của lỗ bằng cách sử dụng que mài có mặt phẳng cuối. Ví dụ, tài liệu bằng sáng chế CN201361804Y tiết lộ một công cụ mài đáy lỗ sâu cho máy phay và phay CNC. Tuy nhiên, thành phần mài này vẫn chưa được sử dụng. Có thể tính đến các yêu cầu về độ vuông góc của bề mặt cuối được nối đất và trục của lỗ tham chiếu. Trong quá trình vận hành thực tế, khi mài mặt phẳng đầu dưới của các lỗ có độ sâu lỗ khác nhau cần rút chốt định vị ra rồi tách thanh mài ra khỏi thanh truyền. Chỉ khi đó thanh mài mới có thể được thay thế với chiều dài tương ứng. Đồng thời, việc xử lý các kết cấu lỗ sâu và rãnh rất cồng kềnh, hiệu quả thấp trong quá trình sản xuất thực tế và không thuận tiện khi lắp đặt [3].
Bộ phận mài (số bằng sáng chế ZL201820823098.4) được phát triển độc lập bởi thành tựu công nghệ này không chỉ có thể tính đến các yêu cầu về chất lượng như độ phẳng, độ nhám bề mặt và độ vuông góc so với trục lỗ tham chiếu của bề mặt cuối đáy của lỗ mà còn có thể được sử dụng để mài bề mặt có độ sâu lỗ khác nhau. , nó có thể được dừng trực tiếp và thanh mài tương ứng có thể được tháo ra và thay thế. Hoạt động thuận tiện hơn và có thể cải thiện hơn nữa hiệu quả mài.
Tất cả các công nghệ chủ chốt hiện có đã được giải quyết, các chỉ số kỹ thuật khác nhau không chỉ đáp ứng yêu cầu về chất lượng thiết kế mà còn đạt đến trình độ tiên tiến trong nước. Thành tựu công nghệ này đã được phát huy và ứng dụng thành công trong việc sản xuất các bộ phận thân van cho các sản phẩm van servo hỗ trợ nhiều loại mẫu máy bay trọng điểm quốc gia, mang lại lợi ích kinh tế đáng kể và góp phần phát triển ngành hàng không nước ta.
2 Ý tưởng nghiên cứu
2.1 Phân tích những khó khăn trong quá trình
Đối với xử lý lỗ sâu, xử lý đáy phẳng là một khó khăn trong xử lý truyền thống. Đặc biệt đối với lỗ van trong dự án này, tỷ lệ giữa độ sâu lỗ và đường kính lỗ vượt quá 6:1, thuộc về quá trình xử lý lỗ sâu. Do độ cứng của dụng cụ kém cũng như độ rung và độ lệch của dụng cụ nghiêm trọng, các phương pháp xử lý tiện và doa truyền thống khó có thể đồng thời đảm bảo độ nhám bề mặt, độ phẳng và độ vuông góc với lỗ tham chiếu ở đáy của các lỗ sâu có độ chính xác cao. Công nghệ mài và đánh bóng hiện tại không thể tính đến ba chỉ số chính của dự án này nên cần tiến hành nghiên cứu kỹ thuật mài bề mặt đầu lỗ.
Ngoài ra, các đặc điểm chính của dự án này là độ phẳng của mặt đầu dưới của lỗ {{0}}.01mm và độ vuông góc của mặt đầu dưới của lỗ và trục của lỗ khớp van 0,03mm, có thể được phát hiện trực tiếp bằng tọa độ ba chiều, nhưng giá trị độ nhám bề mặt của mặt cuối của lỗ Ra=0.1μm, do Lỗ sâu và máy đo độ nhám bề mặt không thể thực hiện phát hiện trực tiếp , vì vậy cần phải tìm kiếm một phương pháp đo gián tiếp đáng tin cậy.
2.2 Ý tưởng chung
1) Lỗ φ15H7 được khớp với khe hở vi mô của van, tận dụng tối đa công nghệ xử lý phụ khớp nối chính xác để phát triển trụ dẫn hướng chính xác và dụng cụ ống lót dẫn hướng nhằm đáp ứng độ thẳng đứng có độ chính xác cao và các yêu cầu khác. Sau đó, chúng tôi dựa trên công nghệ hiện có cũng như nguyên lý mài phẳng và kinh nghiệm để phát triển lực ổn định/áp suất có thể điều chỉnh được áp dụng và thiết kế cơ chế như kết nối khớp bi và sai số vô hạn được áp dụng [4] để đạt được độ chính xác gia công ở đầu dưới mặt của lỗ.
2) Mài là một quá trình hoàn thiện, thích hợp để xử lý với các khoản phụ cấp gia công vi mô nhỏ và khả năng tự hư hỏng của dụng cụ mài là nghiêm trọng. Để nâng cao hiệu quả sản xuất, cần phát triển quy trình mới xử lý đáy lỗ trước khi mài.
3) Do vấn đề khó khăn trong việc đo giá trị độ nhám bề mặt Ra=0.1μm trên bề mặt đáy của lỗ, phương pháp kiểm tra cắt mảnh đầu tiên đã được áp dụng để giải quyết vấn đề.
Do đó, chìa khóa thành công của dự án này nằm ở thiết bị xử lý dụng cụ mài được phát triển, phải đồng thời đáp ứng các yêu cầu về độ nhám bề mặt, độ phẳng và độ thẳng đứng, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về hiệu quả sản xuất tại chỗ.
2.3 Giải pháp kỹ thuật
(1) Phát triển bàn thiết bị mài: Độc lập phát triển một loại thiết bị mài bề mặt đầu cuối có lỗ cơ giới mới. Để đạt được chất lượng cao và hiệu quả quá trình mài bề mặt đáy lỗ và đáp ứng các yêu cầu cuối cùng của sản phẩm, điều quan trọng nhất là mài bề mặt đáy lỗ. Thiết bị mài phải tính đến độ phẳng và độ nhám bề mặt của mặt đáy của lỗ, cũng như các yêu cầu về độ thẳng đứng so với trục của lỗ tham chiếu và sử dụng các lỗ khớp có độ chính xác cao làm hướng dẫn. Để đảm bảo yêu cầu chất lượng này, nhóm dự án đã độc lập phát triển một thiết bị mài (bộ phận mài ZL201820823098 .4).
Việc mài mặt phẳng ở đáy lỗ không chỉ để thu được giá trị độ nhám bề mặt nhỏ hơn mà quan trọng hơn là đạt được độ chính xác mặt phẳng cao hơn [5]. Giá trị sai số độ phẳng càng nhỏ thì càng tốt và cần giảm thao tác mài (truyền thống). Việc phụ thuộc vào những người vận hành có tay nghề cao trong quá trình này sẽ làm giảm cường độ lao động và từ đó cải thiện hiệu quả mài.
(2) Cấu trúc của thiết bị mài: Thiết bị mài được thiết kế và chế tạo là một thiết bị mài bề mặt đầu cuối lỗ có động cơ (xem Hình 3), cung cấp năng lượng đáng tin cậy với sự trợ giúp của việc điều chỉnh tốc độ vô cấp và chiều cao dụng cụ giới hạn (chẳng hạn như doa tọa độ máy móc và thiết bị khác). Thiết bị mài gồm 4 bộ phận: cơ cấu điều chỉnh/ổn định điện áp, cơ cấu truyền động phụ trợ đầu bi, cặp dẫn hướng và thanh mài. Cơ chế điều chỉnh/ổn định điện áp, điều khiển lực nén lò xo giúp ổn định lực tác dụng lên bề mặt mài. Cơ cấu truyền động phụ trợ đầu bi tạo điều kiện cho hoạt động ly hợp. Chức năng của đầu bi là khắc phục và bù sai số thẳng đứng giữa bề mặt đầu của thanh mài và trục trục chính khi lắp đặt, đảm bảo bề mặt đầu làm việc của thanh mài và bề mặt cuối được mài trong sự phù hợp đáng tin cậy. Đây chính là điểm mấu chốt Bề mặt chu vi bên ngoài của chốt được thiết kế thấp hơn tâm của đầu bi. Cặp dẫn hướng thích hợp để dẫn hướng khi mài đáy các lỗ sâu để đảm bảo yêu cầu về độ vuông góc giữa bề mặt cuối được mài và lỗ tham chiếu. Khi thiết kế thiết bị mài bề mặt đầu dưới lỗ nông, không cần thiết kế thanh dẫn hướng, đầu bi có thể tự động căn chỉnh trực tiếp sao cho bề mặt đầu làm việc của thanh mài vừa khít với bề mặt đầu cần mài. Bản thân thanh mài đòi hỏi độ chính xác chế tạo cao. Ví dụ, cần phải có độ phẳng của mặt đầu mài và độ vuông góc của mặt đầu mài so với trục tham chiếu quay để đạt đến mức micron. Đồng thời, kích thước gân của mặt đầu thanh mài ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu quả mài. Nó cũng rất lớn. Kinh nghiệm thiết kế các rãnh "giếng" (chiều rộng rãnh 0.25mm, độ sâu 0.5~1mm, khoảng cách 1mm và phân bố đồng đều) thu được qua xác minh thực nghiệm có tác dụng nâng cao chất lượng và hiệu quả khi mài mặt cuối của lỗ φ15H7 có độ sâu 94mm. Tốt hơn (xem Hình 4 và Hình 5).
hình ảnh
Hình 3 Cấu tạo thiết bị mài
hình ảnh
Hình 4 Gân trên bề mặt đầu của thanh mài
hình ảnh
Hình 5 Kết quả so sánh hiệu ứng mài
Yêu cầu sản xuất thiết bị này cũng rất cao. Trong quá trình thi công, các bộ phận khớp nối có khe hở phù hợp là {{0}}.004 đến 0,006 mm cần được mài/mài để xử lý lỗ bên trong và mài không tâm/mài hình trụ để xử lý khe hở chính xác hình trụ để đáp ứng các chức năng định vị và dẫn hướng. Đối với các cụm lắp ráp có yêu cầu khe hở phù hợp là 0,03mm, các kỹ thuật xử lý như doa/tiện được áp dụng để đáp ứng các yêu cầu lắp ráp (xem Hình 6).
hình ảnh
Hình 6 Quần áo làm việc thực tế
Các bước thực tế cho công cụ như sau.
1) Xác định mức độ nén của lò xo dựa trên lực đàn hồi của lò xo (xem Hình 7), vẽ một đường đánh dấu trên mặt ngoài của thanh dẫn hướng (dấu đỏ là đủ) và siết chặt vít kích trước để cố định Nó.
hình ảnh
Hình 7 Mức nén của lò xo
2) Mâm cặp máy công cụ giữ cơ cấu điều chỉnh/ổn định điện áp, như trên Hình 8.
hình ảnh
Hình 8 Kiểm tra dụng cụ
3) Đặt bộ phận chính xác hoặc cố định bằng vật cố định sao cho bề mặt cần mài ở trạng thái nằm ngang.
4) Điều chỉnh máy công cụ hoặc các bộ phận sao cho bề mặt hình cầu lõm của thanh dẫn hướng vừa với bề mặt hình cầu lồi của thanh mài và kiểm tra xem việc lắp đặt đã đúng vị trí hay chưa bằng cách nới lỏng vít kích.
5) Phủ một lớp keo mài mòn có độ dày đồng đều lên bề mặt đầu mài của thanh mài, đặt thanh mài vào lỗ tương ứng và xác nhận thủ công rằng việc lắp đặt đã được thực hiện.
6) Chèn thanh chốt vào lỗ tương ứng với đầu bi của thanh mài, sao cho chiều dài lộ ra của cả hai đầu của thanh chốt xấp xỉ bằng nhau và xác nhận thủ công rằng kết nối là đáng tin cậy.
7) Thiết lập các thông số của máy công cụ, khởi động máy công cụ để vận hành mài và dừng sau khi mài trong một khoảng thời gian.
Bước vào chu kỳ vận hành tiếp theo cho đến khi chất lượng mặt đất đạt yêu cầu. Cần lưu ý khi lấy que mài ra sau mỗi chu kỳ mài nên dùng giấy nhám nước để làm sạch các gờ xung quanh.
Thiết bị này đáp ứng nhu cầu sản xuất hoạt động mài liên tục và ổn định. Nó không chỉ giúp chất lượng bề mặt mài đáp ứng yêu cầu chất lượng thiết kế mà còn cải thiện hiệu quả mài hơn 5 lần so với mài thủ công truyền thống. Đặc biệt, yêu cầu về trình độ kỹ năng của người vận hành giảm đi rất nhiều và không cần chỉ định kỹ thuật viên và nhân viên lắp đặt có trình độ kỹ năng trên để vận hành (đủ để có thể vận hành thiết bị) giúp giảm đáng kể cường độ lao động của người vận hành.
Hình 9 thể hiện thử nghiệm mài và các thông số thực nghiệm thu được qua nhiều thử nghiệm. Dữ liệu thực nghiệm cho bề mặt mài φ15mm 1: tốc độ trục chính 60vòng/phút, độ đàn hồi của lò xo 4,6N·mm, lớp phủ W5 có độ dày màng sơn mài khoảng 0.2mm, thời gian mài 15 giây/lần. Dữ liệu thực nghiệm cho bề mặt mài φ15mm 2: tốc độ trục chính 60r/phút, lực đàn hồi của lò xo 4,6N·mm, lớp phủ màng mài M5 có độ dày khoảng 0,4mm, thời gian mài 2,5s/lần. Cần lưu ý rằng dù sử dụng phương pháp nào cũng có nguy cơ bị mài xước nếu thời gian chờ quá lâu. Bột mài phải được thay thế kịp thời và quá trình vận hành theo chu trình phải được thực hiện cho đến khi các bộ phận đủ tiêu chuẩn.
