专利名称：电加工阀套内环槽工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的阀套与其加工工艺特别是小内孔深孔电液伺服阀阀套内环槽的，电火花内园磨削加工装备与方法。
电火花加工基于脉冲放电蚀除金属，使零件达到尺寸精度要求。工件工具为导电材料，非接触性加工，为之，几乎无切削力影响，而且工件材料硬度也不受限制，仅改变脉冲放电的电参数便可在同一设施上进行粗加工，半精加工和精加工。脉冲放电在极微小区域内进行，其热影响区甚小，工件一般不会出现加工变形与表面裂纹，加工工件接正极，工具接负极，阳极和阴极表面分别受到电子和离子的轰击，虽然工件与工具电极均受到电蚀除，但蚀除量不同，这种现象称为极性效应，在加工过程中极性效应愈显著愈好。
现有的一种内孔小深径比大的电液伺服阀阀套，为Cr12MoVHRc58～62，实践中发现首先是节流窗与通油窗的结构形式不合理，垂直于阀套轴线的方向在同一横截面上设置了四个尽可能宽的方孔作为节流窗或通油窗，为了保证阀套有足够的刚度，方孔不允开开的太大须留有一定的距离间隔，整个阀套上有四排方孔，即低精度通油方孔16个，高精度节流方孔16个。伺服阀阀套与同一个阀芯凸肩配合的四个方孔均采用电火花加工，由于结构决定了现如工方法难以保证工作要求，同截面上的四个方孔不可能是同一精度工具一次加工出来，这就使开口工作边共面度偏差大，造成四个方孔不能同时启闭，而且方孔尖角不易清根，还需分别再精修加工，这不会造成八个园角的半径R＜0.03mm大小不一，因而阀零位附近节流窗口的宽度变化大，零位特性非线性度增大，使性能曲线不光滑。工作需要阀的作动灵敏度越高越好。采用缩短阀芯行程，增加传递信号的反馈杆刚度，可以此提高阀频带宽度，但是输出流量与阀芯阀套之间组成节流面积成正比，横向的方孔间有间隔距离，欲达100L/min的输出流量，只得将阀芯行程增大到0.8mm，而且反馈刚度由于力矩马达功率所限最大只能到1.24kgf/cm。这就使得伺服阀的频宽过低，一般只有45～60Hz。再者是使用的工具耐用度差，重修磨2～3次便报废，生产周期长。通油方孔加工需制造粗加工用电极，一个电极加工工时为6.5小时，节流窗方孔必须使用精密电极的加工工时为8～9小时，一个电极只能加工半个零件，每件阀套方孔加工需11道工序60小时，而且质量极不稳定伺服性能差。
本发明的目的在于避免现有技术上述不足之处，而改进阀套节流口与通油口的结构形式，使之节流工作边位置尺寸一致性——共面度好，提高工作性能增大频宽，采用适宜的工艺方法，并编制合理的加工参数和设制相应的设备与工具，以此提高伺服阀的质量、性能和工效。
本发明的任务是以如下方式完成的，首先将电液伺服阀阀套方孔形式的节流窗与通油窗改制成内环槽结构形式，使开孔不受阀套内孔刚度的限制，内环槽可一次加工成形，以此消除四个一排方孔形成的不共面度问题，以及八个方孔角园半径不一致所造成零位非线性的不利影响，内环槽过流面积大可以缩短阀的行程，随之反馈杆刚度得以加大，这样便提高了伺服阀的频宽，使阀工作灵敏、稳定、可靠。其次是改变加工方法，由于阀套内孔小而深，5mm深52mm；6.5深76mm；8mm深76mm深径比大约为10，有的还超过10，改进成内环槽的节流口与通油口宽度很窄，只有1.9mm而且要保持工作边锐边无毛刺，尺缇扔胂喽晕恢镁纫蠖己芨撸虼瞬捎眯 极还可以横向、纵向进刀。加工时，阀套工件接正极并中速旋转，工具电极接负极并作超过万转地高速旋转，这种加工方法减少了放电通道间的放电时间，增加放电频率，使工件表面在单位时间、面积上的放电次数提高很多倍，电极间放电时间缩短使工具电极电蚀除量极微小，高速旋转电极放电使电蚀效应显著，而且排屑通畅，电极表面不易积碳，减少放电通道中二次放电，旋转加强了对冷却液的搅拌，使高温放电区充分迅速冷却，加工性能稳定、电极耗损量小，提高了工件表面质量与加工效率。为了顺利进行加工，设制了相应的工具与设备，工具(图4)有制成70°一角的挖槽刀，和方头、阶梯柱形、台阶套形的电极，设制配备调试电器对刀装置，先用块规对好尺寸，用千分表控制吃刀深度及轴向尺寸，在进给手轮上安装上微进机构，边加工边测量检验，设备采用RCL电源，电火花加工内园磨机床主要是由电机(1)，支架(2)，电刷组件(3)，电极杆(4)，紧固螺母(5)，电极(6)，绝缘套(7)，底座(8)，支板(9)，过渡套(10)，阀套(11)，调整螺钉(12)，床头电刷组件(13)，机床绝缘套(14)，冷却液管(15)等组成，电刷组件M、N连接RCL电源两端，加工电流为0.4～0.6A，工件内环槽工作边留有一定地加工余量为0.1mm左右，加工分粗、半精、精、光整四个工步进行合理地选择电参数匹配用量，内环槽宽1.8mm以上则先使用弯刀含70°角挖槽，否则直接用旋转电极进行电火花内园磨削加工。
以下结合附图作进一步的详细描述
图1是原阀套方孔节流、通油窗结构形式。
图2是具有方孔形节流、通油窗阀套的电液伺服阀零位性能曲线图3是内环槽式节流、通油窗的阀套。
图4是加工内环槽使用的工具。
图5是内环槽伺服阀零位性能曲线，图6阀套内孔与环槽的加工设备结构图，图7设备电路简图。
参照图6，阀套在粗加工后磨外园、光端面。以外园定位，端面为基准，用挖槽刀加工内环槽，(如果内环槽特别窄则直接用电内磨加工)，将阀套淬火HRc58～62，装夹在过渡套(10)上，加工时阀套以300～400转/分转动，电极以1～2万转/分以上转动，并作纵、横向进刀进行电内磨加工内环槽工作边，磨削余量留0.1～0.15mm，太多则效率不高，余量留太小了又无法修正变形量，整个加工只需一次装夹，相对位置精度加工便提高了，加工分四个工步只要进行变更参数匹配即可，具体参数匹配如下表中
加工完成后不须再进行整修研磨。
本发明收到优良效果，以FF106型为例，阀套内孔8mm，深76mm，节流方孔横截面宽总共21.4mm，内环槽宽为25.1mm，增大了流通量，反馈杆刚度由1.24kgf/cm增加到1.47kgf/cm，在100L/min流量时阀芯行程从0.8mm减少到0.69mm，动态频宽由45～60Hz增大到70～98Hz，伺服零位性能曲线性良好(图5)，加工阀套工时由63小时/件缩短到13.5小时/件，工效提高4倍以上，工具电极耗损量也大大降低，一个方孔节流窗阀套加工需用二个电极才能完成，而内环槽加工时一个电极可以加工3～5个阀套，方孔精加工电极需11道工序9个小时，而加工内环槽10×03～05mm电极仅需1道工序0.5小时，而且重修磨后仍可使用，加工阀套每件便节省300元以上，而且加工精度高质量好，使电液伺服阀的工作性能超过原有产品。
权利要求
1.一种电加工内孔小而深的电液伺服阀阀套节流、通油窗的工艺，其特征在于①阀套节流窗、通油窗为内环槽结构形式，②采用高速旋转电极进行内环槽电火花内园磨削的加工方法。③加工内环槽及其工作边工具为70°弯头刀与方头或台阶柱形或套环形电极(图5)。④旋转电极电火花内园磨的设备由电机(1)，支架(2)，电刷组件(3)，电极杆(4)，螺母(5)，电极(6)，绝缘套(7)，底座(8)，支板(9)，过渡(10)，阀套(11)，调整螺钉(12)，床头电刷组(13)，机床绝缘套(14)，冷却液管(15)组成。
2.根据权利要求1所述的电加工阀套节流、通油窗的工艺，其特征是电极以1～2万转/分以上速度旋转，工件阀套则以300～400转/分速度旋转，进行对内环槽电火花内园磨削加工。
3.根据权利要求1或2所述的电加工阀套节流、通油窗的工艺，其特征是内环槽宽1.9mm以上用70°弯头刀先挖槽加工，窄的槽直接用电极加工，采用RCL电源，电流0.4～0.6A四个工步加工参数匹配是粗加工是去除余量0.02mm，加工1分钟，采用0.01亨，0.5KΩ，0.02μf，220V。半精加工是去除余量0.01mm，加工5分钟采用0.01亨，0.5KΩ，002μf，220V。精、光整加工是去除余量0.005mm加工10-20分钟，采用0.03亨，15KΩ，0.001μf，200～100V。
全文摘要
本发明提供了一种深径比≥10的小内孔电液伺服阀阀套的节流(通油)孔，以内环槽形取代了四个方孔形的结构形，采用高速旋转电极进行电火花内圆磨的加工方法，并设置相应的工具与设备，使得阀动态频宽增加到70～98Hz，加工一个阀套工效提高4倍多，加工电极由9个小时缩短到0.5小时，由两个电极加工一件阀套改进为一个电极可加工3～5个阀套，而且加工质量好，精度高，阀伺服性能超过原有产品。
文档编号B23H5/04GK1035071SQ89100110
公开日1989年8月30日 申请日期1989年1月11日 优先权日1989年1月11日
发明者庞淑云 申请人:航空航天工业部第609研究所