伺服反馈杆及其加工方法
【专利摘要】伺服反馈杆，包括杆体，其中，杆体一端设置有成品上球头，另一端设置有成品下球头，并在成品上球头下方设置有成品球头脖颈；杆体中部设置有成品上台阶部，成品上台阶部下方的杆体上设置有回转中心孔，通过回转中心孔与调整螺钉配合安装，在伺服缸移动时，反馈杆旋转带动伺服阀套旋转，从而关闭控制油路，实现伺服缸的定点制动，以提高伺服系统的能效；而回转中心孔两侧分别设置有成品锥部与成品颈部过渡上台阶；成品下球头上方设置有半成品球头下脖颈和成品颈部过渡下台阶，均用于防止反馈杆与伺服阀体产生干涉；同时杆体部件之间按照既定装配间隙与尺寸装配，不仅有效降低运行噪音，而且保证各个组件的传动性能，有效延长伺服反馈杆的使用寿命。
【专利说明】伺服反馈杆及其加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及伺服控制系统【技术领域】，尤其涉及一种伺服反馈杆及其加工方法。
【背景技术】
[0002]伺服阀作为伺服控制系统的核心转换元件，其性能直接影响整个控制系统的精度和稳定性，而反馈杆安装于伺服阀体的调整螺钉上，当伺服缸收到控制油路作用而移动时，反馈杆将被带动围绕调整螺钉旋转，进而带动伺服阀套旋转。然而在运行过程中，反馈杆与伺服阀体易产生干涉，从而影响伺服控制系统的稳定性；且不能在运行过程中实现伺服缸的定点制动，导致伺服系统能效低。此外，在反馈杆装配过程中，各个组件之间的装配间隙与尺寸也是同等的重要，装配间隙过大，运行时产生的噪声大，不仅造成环境污染，而且也影响各个组件之间的传动性能；装备间隙过小，直接导致反馈杆内部组件损坏，易出现故障。
【发明内容】
[0003]本发明所解决的技术问题在于提供一种伺服反馈杆及其加工方法，以解决上述【背景技术】中的缺点。
[0004]本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0005]伺服反馈杆，包括杆体，杆体一端设置有用于和伺服缸间隙配合的成品上球头，另一端设置有用于和伺服阀套间隙配合的成品下球头，并在成品上球头下方设置有成品球头脖颈；杆体中部设置有成品上台阶部，成品上台阶部下方的杆体上设置有回转中心孔，用于调整螺钉配合安装，而回转中心孔两侧分别设置有成品锥部与成品颈部过渡上台阶，在反馈杆围绕调整螺钉旋转时，防止反馈杆与伺服阀体产生干涉；成品下球头上方设置有半成品球头下脖颈和成品颈部过渡下台阶，用于防止反馈杆拨动伺服阀套旋转时产生干涉，杆体通过回转中心孔安装于调整螺钉内，在成品上球头端伺服缸的带动下围绕其旋转，成品下球头安装在伺服阀套内，伺服缸通过反馈杆拨动伺服阀套旋转，起到反馈信号的作用。
[0006]在本发明中，成品上台阶部与成品球头脖颈之间设置有成品上端面，用于保证反馈杆的整体强度。
[0007]在本发明中，杆体上还设置有成品下端面，与成品上端面作用一致，用于保证反馈杆的整体强度。
[0008]在本发明中，回转中心孔的孔口设置有孔口倒角，便于装入调整螺钉。
[0009]在本发明中，杆体一端设置有用于和伺服缸间隙配合的成品上球头，另一端设置有用于和伺服阀套间隙配合的成品下球头，当伺服缸收到控制油路作用而移动时，反馈杆将被带动围绕调整螺钉旋转，进而带动伺服阀套旋转，从而关闭控制油路，使伺服缸停止运动，进而实现伺服缸的定点制动，提高伺服系统的能效。
[0010]在本发明中，杆体具备耐磨、耐腐蚀及耐冲击和韧性等特性，且根据实际使用需要，部分结构需要较高的加工精度，回转中心孔的尺寸精度为0mm?+0.01mm，表面粗糙度为0.8 μ-- ;成品上球头和成品下球头的尺寸精度为+0.002mm?+0.012mm，表面粗糙度为0.8 μπι ;回转中心孔相对于成品上球头和成品下球头的位置精度为0.035mm,其余结构表面为机加工要求IT6级精度要求。
[0011]伺服反馈杆加工方法，具体步骤如下:
[0012]1)选取基体材料，基体材料选用调质磨光棒料，加工所有半成品设置结构，采用双动力主轴自动车床加工，得反馈杆坯体；并在双动力主轴自动车床内安装有生产动态抽检检测仪，检测关键尺寸，以保证批量生产的加工精度，有效控制报废率；且回转中心孔在麻花钻钻孔后采用铰刀做半精加工，留后续精加工余量，半成品上球头和半成品下球头均留加工余量，半成品各设置要素均一次性装夹加工获得，各要素之间的相对位置精度由机床自身控制精度；
[0013]2)在步骤1)中获得的反馈杆坯体上加工半成品上台阶外圆与半成品下台阶外圆，同时夹持半成品上台阶外圆与半成品下台阶外圆，再加工反馈杆坯体两端设置的半成品上球头和半成品下球头；
[0014]3)以步骤1)中加工的回转中心孔及半成品外轮廓为定位基准线切割反馈杆坯体生成成品上端面、成品下端面及周边各成形面，得杆体；
[0015]4)对步骤3)中获得的杆体进行表面气体氮化处理，磨削前表面硬度不低于600HV0.2，渗层深度0.2mm?0.3mm，渗层深度不得超过0.3mm，避免局部高度硬化导致反馈杆失去韧性；
[0016]5)对步骤4)中表面气体氮化处理完毕的杆体，其两端设置的成品上球头和成品下球头进行轮廓成形精抛，并对回转中心孔进行抛珩，成形精抛和抛珩后硬度不低于550HV0.2，渗层深度不低于0.15mm ；
[0017]6)对步骤5)中精抛和抛珩完毕的杆体采用热能方式去除毛刺；
[0018]7)对步骤6)中去除毛刺完毕的杆体进行抽样检测，抽检率不低于5%，样品检测为全检；
[0019]8)对步骤7)中检测合格的杆体进行清洗防蚀去磁处理，得反馈杆；
[0020]9)对步骤8)中进行清洗防蚀去磁处理完毕的反馈杆外观检测合格后，封装入库。
[0021]在本发明中，步骤2)中半成品上球头和半成品下球头为高精车削加工，采用高精硬车削数控机床，车削刀具为高精密陶瓷球形刀具，可有效保证车削球头的连贯性及球面轮廓精度和尺寸精度，该道加工半成品上球头和半成品下球头车削至规定尺寸的公差内，并走下偏差。
[0022]有益效果:本发明中杆体通过回转中心孔与调整螺钉配合安装，在伺服缸移动时，反馈杆被带动围绕调整螺钉旋转，进而带动伺服阀套旋转，从而关闭控制油路，促使伺服缸停止运动，从而实现伺服缸的定点制动，以提高伺服系统的能效；而回转中心孔两侧分别设置有成品锥部与成品颈部过渡上台阶，用于防止反馈杆与伺服阀体产生干涉；同时杆体部件之间按照既定装配间隙与尺寸装配，不仅有效降低运行时产生的噪音，而且可保证各个组件的传动性能，有效延长伺服反馈杆的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明的较佳实施例的主视图。
[0024]图2为本发明的较佳实施例的轴测图。
[0025]图3为本发明的较佳实施例的仰视图。
[0026]图4为本发明的较佳实施例伺服反馈杆坯体主视图。
[0027]图5为本发明的较佳实施例伺服反馈杆坯体轴测图。
【具体实施方式】
[0028]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0029]参见图1?图3的伺服反馈杆，包括半成品球头下脖颈6、成品上球头12、成品上台阶部13、回转中心孔14、成品锥部15、成品颈部过渡下台阶16、成品下球头17、孔口倒角18、成品颈部过渡上台阶19、成品上端面20、成品球头脖颈21及成品下端面22。
[0030]在本实施例中，杆体两端分别设置有成品上球头12和成品下球头17，成品上球头12用于和伺服缸间隙配合，成品下球头17用于和伺服阀套间隙配合，靠近成品上球头12端设置有成品球头脖颈21，杆体中部设置有成品上台阶部13，两者均用于防止伺服缸带动反馈杆围绕回转中心孔14旋转时与伺服缸产生干涉，成品球头脖颈21和成品上台阶部13之间的设置有成品上端面20用于保证反馈杆的整体强度，杆体上设置的回转中心孔14用于和调整螺钉配合安装，且在回转中心孔14孔口设置有孔口倒角18，便于装入调整螺钉，靠近回转中心孔14的两侧分别设置有成品锥部15和成品颈部过渡上台阶19，在反馈杆围绕调整螺钉旋转时，防止反馈杆与伺服阀体产生干涉，靠近成品下球头17端设置有半成品球头下脖颈6和成品颈部过渡下台阶16，同样用于防止反馈杆拨动伺服阀套旋转时的干涉，整个反馈杆通过回转中心孔14安装于调整螺钉内，在成品上球头12端伺服缸的带动下围绕其旋转，成品下球头17端安装在伺服阀套内，伺服缸通过反馈杆拨动伺服阀套旋转，起到反馈信号的作用。
[0031]在本实施例中，该反馈杆需具备耐磨、耐腐蚀及耐冲击和韧性等特性，且根据实际使用需要，部分结构需要较高的加工精度，回转中心孔14的尺寸精度为0mm?+0.01mm ;成品上球头12和成品下球头17的尺寸精度为-0.002mm?-0.012mm ;且三处的表面粗糙度为0.8 μπι，回转中心孔14相对于成品上球头12和成品下球头17的位置精度为0.035mm,其余结构表面为机加工要求IT6级精度要求。
[0032]参见图4?图5的伺服反馈杆坯体，包括半成品上球头1、半成品上台阶外圆2、半成品下台阶外圆3、半成品支撑部外圆4、半成品支撑部锥面一 5、半成品球头下脖颈6、半成品下球头7、半成品脖颈过渡台阶8、半成品支撑部锥面二 9、半成品台阶外圆三10、半成品球头脖颈二 11及回转中心孔14。
[0033]在本实施例中，伺服反馈杆加工方法，具体步骤如下:
[0034]1)选取基体材料，基体材料选用调质磨光棒料，加工所有半成品设置结构，采用双动力主轴自动车床加工，得反馈杆坯体；并在双动力主轴自动车床内安装有生产动态抽检检测仪，检测关键尺寸，以保证批量生产的加工精度，有效控制报废率；且回转中心孔14在麻花钻钻孔后采用铰刀做半精加工，留后续精加工余量，半成品上球头1和半成品下球头7均留加工余量，半成品各设置要素均一次性装夹加工获得，各要素之间的相对位置精度由机床自身控制精度；
[0035]2)在步骤1)中获得的反馈杆坯体上加工半成品上台阶外圆2与半成品下台阶外圆3，同时夹持半成品上台阶外圆2与半成品下台阶外圆3，再加工反馈杆坯体两端设置的半成品上球头1和半成品下球头7 ;
[0036]3)以步骤1)中加工的回转中心孔14及半成品外轮廓为定位基准线切割反馈杆坯体生成成品上端面20、成品下端面22及周边各成形面，得杆体，参见图2所示的外形轮廓；
[0037]4)对步骤3)中获得的杆体进行表面气体氮化处理，磨削前表面硬度不低于600HV0.2，渗层深度0.2mm?0.3mm，渗层深度不得超过0.3mm，避免局部高度硬化导致反馈杆失去韧性；
[0038]5)对步骤4)中表面气体氮化处理完毕的杆体，其两端设置的成品上球头12和成品下球头17进行轮廓成形精抛，并对回转中心孔14进行抛珩，成形精抛和抛珩后硬度不低于550HV0.2，渗层深度不低于0.15mm ；
[0039]6)对步骤5)中精抛和抛珩完毕的杆体采用热能方式去除毛刺；
[0040]7)对步骤6)中去除毛刺完毕的杆体进行抽样检测，抽检率不低于5%，样品检测为全检；
[0041]8)对步骤7)中检测合格的杆体进行清洗防蚀去磁处理，得反馈杆；
[0042]9)对步骤8)中进行清洗防蚀去磁处理完毕的反馈杆外观检测合格后，封装入库。
[0043]在本实施例中，步骤2)中半成品上球头1和半成品下球头7为高精车削加工，采用高精硬车削数控机床，车削刀具为高精密陶瓷球形刀具，可有效保证车削球头的连贯性及球面轮廓精度和尺寸精度，该道加工半成品上球头1和半成品下球头7车削到规定尺寸的公差内，并走下偏差。
[0044]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.伺服反馈杆，包括杆体，其特征在于，杆体一端设置有用于和伺服缸间隙配合的成品上球头，另一端设置有用于和伺服阀套间隙配合的成品下球头，并在成品上球头下方设置有成品球头脖颈；杆体中部设置有成品上台阶部，成品上台阶部下方的杆体上设置有回转中心孔，而回转中心孔两侧分别设置有成品锥部与成品颈部过渡上台阶；成品下球头上方设置有半成品球头下脖颈和成品颈部过渡下台阶；此外，回转中心孔相对于成品上球头和成品下球头的位置精度为0.035mm。
2.根据权利要求1所述的伺服反馈杆，其特征在于，成品上台阶部与成品球头脖颈之间设置有成品上端面。
3.根据权利要求1所述的伺服反馈杆，其特征在于，杆体上还设置有成品下端面。
4.根据权利要求1所述的伺服反馈杆，其特征在于，回转中心孔的孔口设置有孔口倒角。
5.根据权利要求1所述的伺服反馈杆，其特征在于，回转中心孔的尺寸精度为Omm?+0.0lmm,表面粗糙度为0.8 μ m。
6.根据权利要求1所述的伺服反馈杆，其特征在于，成品上球头和成品下球头的尺寸精度为-0.002mm?-0.012mm,表面粗糙度为0.8 μ m。
7.伺服反馈杆加工方法，其特征在于，具体步骤如下: 1)选取基体材料，基体材料选用调质磨光棒料，加工所有半成品设置结构，采用双动力主轴自动车床加工，得反馈杆坯体；并在双动力主轴自动车床内安装有生产动态抽检检测仪；且回转中心孔在麻花钻钻孔后采用铰刀做半精加工，留后续精加工余量，半成品上球头和半成品下球头均留加工余量； 2)在步骤I)中获得的反馈杆坯体上加工半成品上台阶外圆与半成品下台阶外圆，同时夹持半成品上台阶外圆与半成品下台阶外圆，再加工反馈杆坯体两端设置的半成品上球头和半成品下球头； 3)以步骤I)中加工的回转中心孔及半成品外轮廓为定位基准，线切割反馈杆坯体生成成品上端面、成品下端面及周边各成形面，得杆体； 4)对步骤3)中获得的杆体进行表面气体氮化处理，磨削前表面硬度不低于600HV0.2，渗层深度0.2mm?0.3mm，渗层深度不得超过0.3mm，避免局部高度硬化导致反馈杆失去韧性； 5)对步骤4)中表面气体氮化处理完毕的杆体，其两端设置的成品上球头和成品下球头进行轮廓成形精抛，并对回转中心孔进行抛珩，成形精抛和抛珩后硬度不低于550HV0.2，渗层深度不低于0.15mm ； 6)对步骤5)中精抛和抛珩完毕的杆体采用热能方式去除毛刺； 7)对步骤6)中去除毛刺完毕的杆体进行抽样检测，抽检率不低于5%，样品检测为全检； 8)对步骤7)中检测合格的杆体进行清洗防蚀去磁处理，得反馈杆。
8.根据权利要求7所述的伺服反馈杆加工方法，其特征在于，步骤2)中半成品上球头和半成品下球头为高精车削加工。
【文档编号】F15B13/02GK104454731SQ201410714872
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月29日 优先权日:2014年11月29日
【发明者】张祝, 陈力航, 沈陆明, 吴斯灏, 童成前 申请人:南京萨伯工业设计研究院有限公司