电加工阀套内环槽工艺.pdf

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。

    本发明地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。

    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。