1.插裝閥及其閥孔結構
近年來,插裝閥在航空航天產品中得到了廣泛應用。應用的元件有電磁換向閥、單向閥、溢流閥、減壓閥、流量控制閥和壹些相關的比例閥,如圖1所示。在使用中,螺紋插裝閥可以簡化管道連接,減少泄漏路徑,降低汙染物進入的可能性。插裝閥無需拆卸管接頭即可輕松更換,維修方便。螺紋插裝閥的裝配如圖2所示。螺旋插裝閥及其閥孔的加工和生產已經標準化。
圖1普通螺紋插裝閥
圖2螺紋插裝閥裝配示意圖
插孔按結構分為兩腔、三腔、四腔和五腔。圖3顯示了Viggs C-10-3的三腔孔。螺紋插裝閥的型腔尺寸和表面粗糙度要求比較高,各孔的同軸度等幾何公差壹般在0.02mm以內,孔與孔之間的過渡壹般有小圓角。因此,對加工技術提出了更高的要求。
a)尺寸要求
b)結構示意圖
圖3 Viggs C-10-3三腔孔
插孔多為多腔半封閉結構。由於結構的限制,加工時切屑不易排出,切屑和刀具容易擠壓,形成積屑瘤,影響表面質量。另外,由於受工具、設備、加工方法的綜合影響,加工精度不易控制。為了解決加工這類型腔的瓶頸問題,本文主要討論了刀具的選擇、軟件編程、宏程序編制和加工參數的優化。
2.優化處理方法
以鋁閥塊為例,型腔孔的原加工流程為:制中心孔→鉆孔→鉸孔→粗加工型腔孔→半精加工型腔孔→精加工型腔孔→加工螺紋→去除飛邊和溝道雜質。
從圖3可以看出,插裝閥的腔孔是壹組階梯孔,每個孔的過渡都是倒角和圓角。過去采用手工編程,過渡點的倒角和倒圓程序編制困難,對壹般操作人員工作量大。如圖4所示,壹般情況下,粗加工時,各孔過渡處的余量未去除,導致刀具切削力極大,機床負荷急劇上升,半精加工時最高可達40% ~ 50%。半精加工和精加工時,載荷過大,容易導致刀具損壞或加重刀具磨損。另外,刀具在半封閉狀態下切削,由於容屑空間有限,排屑效果不好,精加工型腔孔時負荷過大,容易造成刀具振動,或沿軸線產生壹定偏差,產生“喇叭孔”現象,最終導致型腔孔孔徑誤差。
圖4是傳統腔體加工方法的示意圖。
根據以上所述,需要有效地去除腔孔的底部余量。可使用自動編程軟件進行編程,在加工前生成型腔程序。半精加工型腔孔時,直接加工形成第壹沈孔,不需要進壹步加工。每個孔壁和底面壹側的公差為0.15毫米。型腔孔加工軌跡如圖5所示,加工效果如圖6所示。
圖5型腔孔加工軌跡示意圖
圖6型腔孔的加工效果
3.工具選擇及註意事項
閥塊材料為7A04-T6鋁合金,為超硬鋁,切削性能好。選擇硬質合金刀具進行加工。硬質合金刀具具有高硬度、高耐磨性、高彈性模量和良好的化學穩定性。另外,由於零件表面質量要求高,為了保證沒有刀具連接的痕跡,最好選擇整體硬質合金銑刀,壹次性加工。整體硬質合金銑刀具有以下特點:①切削刃規整,直線度好,容易獲得較高的形狀精度。②剛性好,強度高,容易獲得較高的加工精度和表面質量。(3)切削刃長,精加工時可壹次成型零件輪廓,加工效率高。