CN104002103A - 一种双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法 - Google Patents

一种双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法,属于航空用零件的加工领域,该方法包括以下步骤:备料→粗加工→数铣→钻孔→数车→热处理→精磨→工具铣→数铣→数车→工具铣→数铣→数车→数铣→去工艺块→数铣→钳加工→检测入库。该方法采用多次数铣、数车、工具铣、打磨和抛光,能大幅提升成品工件的精度尺寸和外观,满足高精度、高同轴度、高表面光滑度的要求,成品合格率大幅提升,从传统的30-40%提高到85%以上,大幅减少了废品次品的出现,进而有效保证了成品品质。

Description

一种双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域,尤其涉及一种航空电液控制系统中零件的加工方法,具体是一种双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法。
背景技术
双阀芯电磁先导阀是某无人航空器电液控制系统中的液压系统的主要器件之一,而阀体是该先导阀的主体零件,是用于装配阀芯、先导阀以及单向阀等组件的支撑件,材料为TC6钛合金,该阀体上孔系繁多,有正交、旁通孔系,深孔及盲孔等,尤其是双阀芯的安装孔均为阶梯孔,孔间同轴度要求为0.025mm,孔尺寸公差要求在0.022mm,孔中粗糙度要求为Ra0.8,若不能满足上述要求,加工出来的阀体零件则为报废件;此外,孔内有M16×1-6H的螺纹孔系,粗糙度要求为Ra1.6,同轴度要求为0.025mm,若不能满足螺纹孔系的参数要求,同样视为报废。因此,该阀体零件的加工属于极难加工的种类,传统的加工方法加工的成品合格率仅为30-40%,生产成本很高,且加工周期长,人力和物力消耗大。
发明内容
本发明旨在提供一种双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法,以解决传统加工方法中所存在的精度低、合格率低、制造成本高、加工周期长以及人力物力消耗大的问题。
本发明是通过如下技术方案予以实现的:
一种双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法,该方法包括以下步骤:
(A)备料:将TC6钛合金原料切割成长105mm、宽45mm、高85mm的立方体工件;
(B)粗加工:用铣床铣工件六面,至工件外形尺寸为103mm×41.5mm×80.5mm,然后通过磨床平磨工件六面,使其外形尺寸至102.2±0.05mm×40.7±0.05mm×80.0±0.05mm;
(C)数铣:在工件右端面铣出深6.3mm、高21.5mm且贯穿工件前后两端的平槽,在工件左端铣出宽深18mm、19mm、高15mm的矩形槽;在工件右端铣出两个孔径φ7mm的最右端阶梯孔;
(D)钻孔:从矩形槽左端向右依次钻出内径为φ14mm、φ12mm、φ9mm和φ7mm的四个阶梯孔,这四个阶梯孔右端面与工件左端面的距离依次为40mm、50.5mm、62.5mm和79.5mm;然后在工件右端平槽顶部钻出两个深86mm、内径为φ16的大孔,在工件左端面钻出与大孔同轴的小孔,小孔深10.3mm、内径φ9mm;
(E)数车:从工件左端依次镗阶梯孔,使阶梯孔内径依次为φ8mm、φ10mm、φ13mm和φ15mm,并镗大孔使其内径至φ17mm;
(F)热处理:将工件在880℃及600℃下分别进行1h和2h的双重退火,然后在850℃及550℃下分别进行1h和4h的时效处理,使工件的屈服强度达1227MPa,延伸率达11.9%;
(G)精磨:精磨热处理后的工件六面,使其外形尺寸至101.5mm×40mm×67.5mm;
(H)工具铣:以步骤(C)中铣出的两个φ7mm的最右端阶梯孔为基准,在工件前端面铣出内径为φ4mm的横孔,横孔与工件右端面的距离为2.5mm;
(I)数铣:以步骤(H)中铣出的φ4mm的横孔为基准,在工件右端铣出中心距离横孔中心6mm、孔径φ8mm、深22mm的圆孔;
(J)数车:以步骤(I)中铣出的φ8mm圆孔为基准,从工件左端镗将φ15mm的阶梯孔扩孔至φ17mm,然后将φ13mm的阶梯孔车成φ16mm的螺纹孔,并在右端开设φ16.5mm、长3mm的环形槽;镗φ10mm的阶梯孔使其至φ12mm,镗φ8mm的阶梯孔使其至φ10mm;
(K)工具铣:在工件右端上部铣出高9mm、长4.3mm、宽35mm,且顶端为45°斜角的异形凸台,在异形凸台右端面通体铣出高0.8mm、间隔1.4mm的四个横槽;在异形凸台下方以步骤(H)中铣出的φ4mm的横孔为基准铣出长6mm、宽35mm、高11.5mm的矩形凸台;
(L)数铣:在所述平槽底面中部左端铣出深49.5mm、宽30mm、高8mm的腰形槽,在工件底端铣出宽R3mm×6.5mm的圆弧槽,镗内径φ9mm的小孔至内径φ10mm;
(M)数车:将经步骤(E)处理后的内径φ17mm的两个大孔扩孔至内径φ19mm;
(N)数铣:铣步骤(L)处理后的腰形槽,使其宽为33.3mm、半径为R6mm、高度为11.8mm,铣矩形凸台使其成为两个宽3mm、高10mm、间距28mm的小凸台;在两个小凸台之间铣出长5mm、宽9mm、高3mm的方块;
(O)去工艺块:分别锯除工件中部贯穿工件前后两端的工艺块,工艺块长20mm、深6mm,每锯除一个工艺块后进行铣加工和平磨加工,使去除工艺块形成的凹槽表面粗糙度至Ra1.6;
(P)数铣:在工件底面铣出六个深1.28mm、内径φ7mm的沉孔,再在沉孔中心铣出内径φ2.5mm且与阶梯孔相连通的通孔,在阶梯孔之间铣出深38mm、内径φ2mm的中孔;
(Q)钳加工:在工件前后两端面分别钻出三个内径φ2mm侧孔,侧孔与阶梯孔相连通,在工件右端四角攻出六个M3mm、深7mm的螺孔,两个在工件顶端,四个在工件底端;
(R)检测入库:采用超声波或荧光探测设备对成品进行检测,去除有缺陷的成品,符合标准的成品入库封存。
所述步骤(P)中铣出的六个沉孔两两一组分别置于工件底端中部和底端两侧,其中:底端两侧两组沉孔之间的距离为22mm,同组沉孔间距15.5mm,距离工件右端面8.5mm;底端中部沉孔间距18mm,距离工件右端面15.5mm。
所述步骤(J)在环形槽与φ12mm阶梯孔之间、φ12mm阶梯孔与φ10mm阶梯孔之间、φ10mm阶梯孔与φ8mm阶梯孔之间均开设1.2mm×30°的倒角。
所述步骤(H)、步骤(K)和步骤(M)中处理后的粗糙度均为Ra1.6。
所述步骤(I)和步骤(J)处理后的粗糙度均为Ra0.8。
所述步骤(D)处理后阶梯孔的同轴度≤0.2。
所述步骤(E)处理后阶梯孔的同轴度≤0.05。
所述步骤(J)处理后阶梯孔的同轴度≤0.025。
本发明的有益效果是:
与现有技术相比,本发明提供的双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法,采用多次数铣、数车、工具铣、打磨和抛光,能大幅提升成品工件的精度尺寸和外观,满足高精度、高同轴度、高表面光滑度的要求,成品合格率大幅提升,从传统的30-40%提高到85%以上,大幅减少了废品次品的出现,进而有效保证了成品品质;且能大幅缩短加工周期,人工劳动强度大幅降低,工作时间缩短,生产成本得以降低;同时,成品工件的稳定性和质量明显提升。
附图说明
图1是成品工件的主视图;
图2是图1的左视图;
图3是图1的右视图;
图4是图1的俯视图;
图5是图1的仰视图;
图中:1-工件,2-异形凸台,3-横槽,4-小凸台,5-侧孔,6-大孔,7-小孔,8-腰形槽,9-中孔,10-螺孔,11-圆弧槽,12-沉孔,13-通孔,14-阶梯孔,15-矩形槽,16-方台,17-横孔。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明,但所要求的保护范围并不局限于所述;
实施例:需要使用TC6钛合金加工出如图1-图5所示的电磁先导阀阀体时,首先将TC6钛合金原材料切割成长105mm、宽45mm、高85mm的立方体工件1;用铣床铣工件1六面,至工件1外形尺寸为103mm×41.5mm×80.5mm,然后通过磨床平磨工件1六面,使其外形尺寸至102.2±0.05mm×40.7±0.05mm×80.0±0.05mm;在工件1右端面铣出深6.3mm、高21.5mm且贯穿工件前后两端的平槽,在工件1左端铣出宽深18mm、19mm、高15mm的矩形槽15;在工件1右端铣出两个孔径φ7mm的最右端阶梯孔14;从矩形槽15左端向右依次钻出内径为φ14mm、φ12mm、φ9mm和φ7mm的四个阶梯孔14,阶梯孔14的同轴度≤0.2,这四个阶梯孔14右端面与工件左端面的距离依次为40mm、50.5mm、62.5mm和79.5mm;然后在工件1右端平槽顶部钻出两个深86mm、内径为φ16的大孔6,在工件1左端面钻出与大孔6同轴的小孔7,小孔7深10.3mm、内径φ9mm;从工件1左端依次镗阶梯孔14,使阶梯孔14内径依次为φ8mm、φ10mm、φ13mm和φ15mm,同轴度≤0.05,并镗大孔6使其内径至φ17mm;将工件1在880℃及600℃下分别进行1h和2h的双重退火,然后在850℃及550℃下分别进行1h和4h的时效处理,使工件1的屈服强度达1227MPa,延伸率达11.9%;精磨热处理后的工件1六面,使其外形尺寸至101.5mm×40mm×67.5mm;以两个φ7mm的最右端阶梯孔14为基准,在工件1前端面铣出内径为φ4mm的横孔17,横孔17与工件1右端面的距离为2.5mm,粗糙度为Ra1.6;以φ4mm的横孔17为基准,在工件1右端铣出中心距离横孔17中心6mm、孔径φ8mm、深22mm的圆孔,粗糙度为Ra0.8;以φ8mm圆孔为基准,从工件1左端镗将φ15mm的阶梯孔14扩孔至φ17mm,然后将φ13mm的阶梯孔14车成φ16mm的螺纹孔,并在右端开设φ16.5mm、长3mm的环形槽,环形槽与φ12mm阶梯孔14之间、φ12mm阶梯孔14与φ10mm阶梯孔14之间、φ10mm阶梯孔14与φ8mm阶梯孔14之间均开设1.2mm×30°的倒角,粗糙度均为Ra0.8;镗φ10mm的阶梯孔14使其至φ12mm,镗φ8mm的阶梯孔14使其至φ10mm,同轴度≤0.025;在工件1右端上部铣出高9mm、长4.3mm、宽35mm,且顶端为45°斜角的异形凸台2,在异形凸台2右端面通体铣出高0.8mm、间隔1.4mm的四个横槽3;在异形凸台2下方以φ4mm的横孔17为基准铣出长6mm、宽35mm、高11.5mm的矩形凸台了,粗糙度为Ra1.6;在所述平槽底面中部左端铣出深49.5mm、宽30mm、高8mm的腰形槽8,在工件1底端铣出宽R3mm×6.5mm的圆弧槽11,镗内径φ9mm的小孔7至内径φ10mm;将φ17mm的两个大孔6扩孔至内径φ19mm,粗糙度为Ra1.6;铣腰形槽8,使其宽为33.3mm、半径为R6mm、高度为11.8mm,铣矩形凸台使其成为两个宽3mm、高10mm、间距28mm的小凸台4;在两个小凸台4之间铣出长5mm、宽9mm、高3mm的方块16;分别锯除工件1中部贯穿工件前后两端的工艺块,工艺块长20mm、深6mm,每锯除一个工艺块后进行铣加工和平磨加工,使去除工艺块形成的凹槽表面粗糙度至Ra1.6;在工件1底面铣出六个深1.28mm、内径φ7mm的沉孔12,六个沉孔12两两一组分别置于工件1底端中部和底端两侧,其中:底端两侧两组沉孔12之间的距离为22mm,同组沉孔12间距15.5mm,距离工件11右端面8.5mm;底端中部沉孔12间距18mm,距离工件1右端面15.5mm,再在沉孔12中心铣出内径φ2.5mm且与阶梯孔14相连通的通孔18,在阶梯孔14之间铣出深38mm、内径φ2mm的中孔9;在工件1前后两端面分别钻出三个内径φ2mm侧孔5,侧孔5与阶梯孔14相连通,在工件1右端四角攻出六个M3mm、深7mm的螺孔10,两个在工件顶端,四个在工件底端;采用超声波或荧光探测设备对成品进行检测,去除有缺陷的成品,符合标准的成品入库封存。
采用本发明提供的加工方法加工的电磁先导阀阀体,其成品合格率从传统的30-40%大幅提升至85%以上,能有效降低加工成本,减少废品次品的出现,进而有效保证了成品品质,并能有效缩短加工周期,降低人力物力的消耗。

Claims (8)

1.一种双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
(A)备料:将TC6钛合金原料切割成长105mm、宽45mm、高85mm的立方体工件(1);
(B)粗加工:用铣床铣工件(1)六面,至工件(1)外形尺寸为103mm×41.5mm×80.5mm,然后通过磨床平磨工件(1)六面,使其外形尺寸至102.2±0.05mm×40.7±0.05mm×80.0±0.05mm;
(C)数铣:在工件(1)右端面铣出深6.3mm、高21.5mm且贯穿工件前后两端的平槽,在工件(1)左端铣出宽深18mm、19mm、高15mm的矩形槽(15);在工件(1)右端铣出两个孔径φ7mm的最右端阶梯孔(14);
(D)钻孔:从矩形槽(15)左端向右依次钻出内径为φ14mm、φ12mm、φ9mm和φ7mm的四个阶梯孔(14),这四个阶梯孔(14)右端面与工件左端面的距离依次为40mm、50.5mm、62.5mm和79.5mm;然后在工件(1)右端平槽顶部钻出两个深86mm、内径为φ16的大孔(6),在工件(1)左端面钻出与大孔(6)同轴的小孔(7),小孔(7)深10.3mm、内径φ9mm;
(E)数车:从工件(1)左端依次镗阶梯孔(14),使阶梯孔(14)内径依次为φ8mm、φ10mm、φ13mm和φ15mm,并镗大孔(6)使其内径至φ17mm;
(F)热处理:将工件(1)在880℃及600℃下分别进行1h和2h的双重退火,然后在850℃及550℃下分别进行1h和4h的时效处理,使工件(1)的屈服强度达1227MPa,延伸率达11.9%;
(G)精磨:精磨热处理后的工件(1)六面,使其外形尺寸至101.5mm×40mm×67.5mm;
(H)工具铣:以步骤(C)中铣出的两个φ7mm的最右端阶梯孔(14)为基准,在工件(1)前端面铣出内径为φ4mm的横孔(17),横孔(17)与工件(1)右端面的距离为2.5mm;
(I)数铣:以步骤(H)中铣出的φ4mm的横孔(17)为基准,在工件(1)右端铣出中心距离横孔(17)中心6mm、孔径φ8mm、深22mm的圆孔;
(J)数车:以步骤(I)中铣出的φ8mm圆孔为基准,从工件(1)左端镗将φ15mm的阶梯孔(14)扩孔至φ17mm,然后将φ13mm的阶梯孔(14)车成φ16mm的螺纹孔,并在右端开设φ16.5mm、长3mm的环形槽;镗φ10mm的阶梯孔(14)使其至φ12mm,镗φ8mm的阶梯孔(14)使其至φ10mm;
(K)工具铣:在工件(1)右端上部铣出高9mm、长4.3mm、宽35mm,且顶端为45°斜角的异形凸台(2),在异形凸台(2)右端面通体铣出高0.8mm、间隔1.4mm的四个横槽(3);在异形凸台(2)下方以步骤(H)中铣出的φ4mm的横孔(17)为基准铣出长6mm、宽35mm、高11.5mm的矩形凸台;
(L)数铣:在所述平槽底面中部左端铣出深49.5mm、宽30mm、高8mm的腰形槽(8),在工件(1)底端铣出宽R3mm×6.5mm的圆弧槽(11),镗内径φ9mm的小孔(7)至内径φ10mm;
(M)数车:将经步骤(E)处理后的内径φ17mm的两个大孔(6)扩孔至内径φ19mm;
(N)数铣:铣步骤(L)处理后的腰形槽(8),使其宽为33.3mm、半径为R6mm、高度为11.8mm,铣矩形凸台使其成为两个宽3mm、高10mm、间距28mm的小凸台(4);在两个小凸台(4)之间铣出长5mm、宽9mm、高3mm的方块(16);
(O)去工艺块:分别锯除工件(1)中部贯穿工件前后两端的工艺块,工艺块长20mm、深6mm,每锯除一个工艺块后进行铣加工和平磨加工,使去除工艺块形成的凹槽表面粗糙度至Ra1.6;
(P)数铣:在工件(1)底面铣出六个深1.28mm、内径φ7mm的沉孔(12),再在沉孔(12)中心铣出内径φ2.5mm且与阶梯孔(14)相连通的通孔(18),在阶梯孔(14)之间铣出深38mm、内径φ2mm的中孔(9);
(Q)钳加工:在工件(1)前后两端面分别钻出三个内径φ2mm侧孔(5),侧孔(5)与阶梯孔(14)相连通,在工件(1)右端四角攻出六个M3mm、深7mm的螺孔(10),两个在工件顶端,四个在工件底端;
(R)检测入库:采用超声波或荧光探测设备对成品进行检测,去除有缺陷的成品,符合标准的成品入库封存。
2.根据权利要求1所述的双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法,其特征在于:所述步骤(P)中铣出的六个沉孔(12)两两一组分别置于工件(1)底端中部和底端两侧,其中:底端两侧两组沉孔(12)之间的距离为22mm,同组沉孔(12)间距15.5mm,距离工件(11)右端面8.5mm;底端中部沉孔(12)间距18mm,距离工件(1)右端面15.5mm。
3.根据权利要求1所述的双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法,其特征在于:所述步骤(J)在环形槽与φ12mm阶梯孔(14)之间、φ12mm阶梯孔(14)与φ10mm阶梯孔(14)之间、φ10mm阶梯孔(14)与φ8mm阶梯孔(14)之间均开设1.2mm×30°的倒角。
4.根据权利要求1所述的双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法,其特征在于:所述步骤(H)、步骤(K)和步骤(M)中处理后的粗糙度均为Ra1.6。
5.根据权利要求1所述的双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法,其特征在于:所述步骤(I)和步骤(J)处理后的粗糙度均为Ra0.8。
6.根据权利要求1所述的双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法,其特征在于:所述步骤(D)处理后阶梯孔(14)的同轴度≤0.2。
7.根据权利要求1所述的双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法,其特征在于:所述步骤(E)处理后阶梯孔(14)的同轴度≤0.05。
8.根据权利要求1所述的双阀芯电磁先导阀阀体的加工方法,其特征在于:所述步骤(J)处理后阶梯孔(14)的同轴度≤0.025。
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