CN104646959A - 一种控制阀内孔加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电路板制造领域，一种控制阀内孔加工方法，包括的步骤有中心钻孔、中心扩孔、中心铰孔、中心精铰孔、电解抛光，其中电解抛光时在工件内孔插入∮1.5钛丝电极，孔内通电解液在额定工作电压5V，工作温度60o条件下，抛光25-50S，内孔微观突起部分被放电腐蚀使孔壁表面微观突起平均高度0.08-0.06um，即内孔粗糙度可达Ra0.08-0.06um。本发明控制阀内孔加工方法具有不锈钢内孔壁加工后粗糙度达到Ra0.1um以内、孔壁放大3500倍观察、孔壁加工纹路一致、无抛光纹路或凹点、符合半导体行业对流量控制阀体孔壁的检测要求等优点。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢内孔加工，特别涉及一种控制阀内孔加工方法。
背景技术
内孔表面加工的方法较多，常用的有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滚压孔。
1、钻孔：属粗加工，孔的表面质量较差，钻孔可达到的尺寸公差等级为IT13-IT11，粗糙度为Ra50~12.5um；
2、扩孔：属于孔的半精加工方法，常作铰削前的预加工，扩孔可达到的尺寸公差等级为IT11-IT10，粗糙度为Ra12.5~6.3um；
3、铰孔：铰孔是在半精加工的基准上对孔进行的一种精加工方法，铰孔的尺寸公差等级可达IT9-IT6，表面粗糙度值可达Ra3.2-0.2um；
4、 镗孔：镗孔是对已钻出、铸出或锻出的孔做进一步的加工，精镗的尺寸公差等级为IT8-IT7，表面粗糙度值为Ra1.6-0.8um；
5、拉孔：拉孔是一种高效率的精加工方法，拉削圆孔可达的尺寸公差等级为IT9-IT7，表面粗糙度值为Ra1.6-0.4um，主要用于大批大量生产或定型产品的成批加工，且不能加工台阶孔和盲孔；
6、 磨孔：磨孔是孔的精加工方法之一，可达到的尺寸公差等级为IT8-IT6，表面粗糙度值为Ra0.8-0.4um；磨削内孔表面质量和精度不好控制，砂轮磨损快，因此生产效率较低；
7、珩磨：珩磨是用油石条进行孔加工的一种高效率的光整加工方法，加工精度高，珩磨后尺寸公差等级为IT7-IT6，表面粗糙度值为Ra0.2-0.05um，旋转和往复直线运动是珩磨的主要运动，这两种运动的组合，使油石上的磨粒在孔的内表面上的切削轨迹成交叉而不重复的网纹；
8、研磨：研磨是孔常用的一种光整加工方法，需在精镗、精铰或精磨后进行，研磨后尺寸公差等级为IT6-IT5，表面粗糙度值为Ra0.1-0.008um。
上述提到的各种内孔加工方法，除非通过珩磨和研磨孔，一般机械加工表面只能达到粗糙度为Ra0.4um。
发明内容
本发明提供一种通过在不锈钢内孔壁加工后粗糙度达到Ra0.1um以内、孔壁放大3500倍观察、孔壁加工纹路一致、无抛光纹路或凹点、符合半导体行业对流量控制阀体孔壁的检测要求的控制阀内孔加工方法。
本发明的内容为：
一种控制阀内孔加工方法， 对工件上进行内孔加工处理，包括如下步骤：第一步，中心钻孔，通过第一钻头钻孔，精确控制切削速度和进给量；
第二步，中心扩孔，通过第二钻头扩孔，精确控制切削速度和进给量；
第三步，中心铰孔，通过第一四刃球头钻头进行铰孔，精确控制切削速度和进给量，匀速进刀和退刀，保证切削液过滤干净防止铁屑刮伤孔壁；
第四步，中心精铰孔，通过第二四刃球头钻头进行，精确控制切削速度和进给量，慢速进刀和退刀，保证切削液过滤干净防止铁屑刮伤孔壁；
第五步，电解抛光，工件内孔插入钛丝电极，孔内通电解液，电极和工件分别接通电源正负极，在额定工作电压5V，工作温度恒定，抛光，内孔微观突起部分被放电腐蚀，使孔壁表面微观突起平均高度一致，内孔粗糙度可达Ra0.08-0.06um。
进一步地，工件为不锈钢316L VAR。
进一步地，第一四刃球头钻头和第二四刃球头钻头为钨钢钻头，含钴量8-12%。
进一步地，电解液为硫酸加磷酸和水按8：2配制而成。
作为本发明的优选方案：工件材质为S31603(316L VAR)，以加工孔径∮3.95，深度35mm为例，工件放置工装夹具固定后，经过以下五道工序加工完成；
第一道加工中心钻孔，刀具∮3.5mm第一钻头，切削速度约15m/min，进给量0.08mm/n，加工深度33.5mm；
第二道加工中心扩孔，刀具∮3.65mm第二钻头，切削速度约15m/min，进给量0.04mm/n，加工深度34.8mm；
第三道加工中心铰孔，刀具∮3.8mm第一四刃球头钻头，切削速度约10m/min，进给量0.05mm/n，加工深度34.92mm，要求匀速进刀和退刀，保证切削液过滤干净防止铁屑刮伤孔壁；
第四道加工中心精铰孔，刀具∮3.95mm第二四刃球头钻头，切削速度约10m/min，进给量0.05 mm/n，加工深度35mm，要求慢速进刀和退刀，保证切削液过滤干净防止铁屑刮伤孔壁，可达到粗糙度Ra0.1 um；
第五道电解抛光，工件内孔插入∮1.5钛丝电极，孔内通电解液，电极和工件分别接通电源正负极，在额定工作电压5V，工作温度60o条件下，抛光25-50S，内孔微观突起部分被放电腐蚀，使孔壁表面微观突起平均高度0.08-0.06um，即内孔粗糙度可达Ra0.08-0.06um。
本发明控制阀内孔加工方法针对316L VAR不锈钢内孔加工，通过优化机械加工参数和工艺路线，结合电解抛光，使内孔表面不经机械抛光处理，粗糙度达到Ra0.06-0.08um，符合半导体行业里流量控制阀对内孔壁的检测要求。
附图说明
图1为本发明控制阀内孔加工方法的加工流程孔内结构变化的示意图；
图2为现有的不合格的孔壁结构示意图；
图3为本发明控制阀内孔加工方法的合格的孔壁结构示意图；
图4为本发明控制阀内孔加工方法的工件结构示意图；
图5为图4中经过精铰内孔处理后的内孔壁微观结构示意图；
图6为图4中经过电解抛光处理后的内孔壁微观结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步的描述。
本发明控制阀内孔加工方法，包括如下步骤：
第一步，中心钻孔，通过第一钻头2钻孔，精确控制切削速度和进给量；
第二步，中心扩孔，通过第二钻头3扩孔，精确控制切削速度和进给量；
第三步，中心铰孔，通过第一四刃球头钻头4进行铰孔，精确控制切削速度和进给量，匀速进刀和退刀，保证切削液过滤干净防止铁屑刮伤孔壁；
第四步，中心精铰孔，通过第二四刃球头钻头5进行，精确控制切削速度和进给量，慢速进刀和退刀，保证切削液过滤干净防止铁屑刮伤孔壁；
第五步，电解抛光，工件1内孔插入钛丝电极6，孔内通电解液7，电极和工件分别接通电源9正负极，在额定工作电压5V，工作温度恒定，抛光，内孔微观突起部分被放电腐蚀，使孔壁表面微观突起平均高度一致，内孔粗糙度可达Ra0.08-0.06um。
现以工件1材质为S31603(316L VAR)，以加工孔径∮3.95，深度35mm为例，一种控制阀内孔加工方法，工件放置工装夹具固定后，经过以下五道工序加工完成：
第一道加工中心钻孔，刀具∮3.5mm第一钻头2，切削速度约15m/min，进给量0.08mm/n，加工深度33.5mm；
第二道加工中心扩孔，刀具∮3.65mm第二钻头3，切削速度约15m/min，进给量0.04mm/n，加工深度34.8mm；
第三道加工中心铰孔，刀具∮3.8mm第一四刃球头钻头4（钨钢钻头，含钴量8-12%），切削速度约10m/min，进给量0.05mm/n，加工深度34.92mm，要求匀速进刀和退刀，保证切削液过滤干净防止铁屑刮伤孔壁；
第四道加工中心精铰孔，刀具∮3.95mm第二四刃球头钻头5（钨钢钻头，含钴量8-12%），切削速度约10m/min，进给量0.05 mm/n，加工深度35mm，要求慢速进刀和退刀，保证切削液过滤干净防止铁屑刮伤孔壁，可达到粗糙度Ra0.1 um；
第五道电解抛光，工件1内孔插入∮1.5钛丝电极5，孔内通电解液6（硫酸+磷酸和水按8：2配制），电极和工件分别接通电源9正负极，在额定工作电压5V，工作温度60o条件下，抛光25-50S，内孔微观突起部分被放电腐蚀(参考原理图)，使孔壁表面微观突起平均高度0.08-0.06um，即内孔粗糙度可达Ra0.08-0.06um。
内孔经过上述特殊加工工艺，满足以下检测要求：在5*5um检测表面内，放大3500倍，孔壁表面光滑，加工纹路一致；反之，一般机械加工和机械抛光的表面则带轻微凹点或加工纹路交叉不规则。
Claims (5)
1.一种控制阀内孔加工方法，对工件（1）上进行内孔加工处理，其
特征在于包括如下步骤：
第一步，中心钻孔，通过第一钻头（2）钻孔，精确控制切削速度和进给量；
第二步，中心扩孔，通过第二钻头（3）扩孔，精确控制切削速度和进给量；
第三步，中心铰孔，通过第一四刃球头钻头（4）进行铰孔，精确控制切削速度和进给量，匀速进刀和退刀，保证切削液过滤干净防止铁屑刮伤孔壁；
第四步，中心精铰孔，通过第二四刃球头钻头（5）进行，精确控制切削速度和进给量，慢速进刀和退刀，保证切削液过滤干净防止铁屑刮伤孔壁；
第五步，电解抛光，工件1内孔插入钛丝电极（6），孔内通电解液（7），电极和工件分别接通电源（9）正负极，在额定工作电压5V，工作温度恒定，抛光，内孔微观突起部分被放电腐蚀，使孔壁表面微观突起平均高度一致，内孔粗糙度可达Ra0.08-0.06um。
2.2根据权利要求1所述的控制阀内孔加工方法，其特征在于：工件（1）为不锈钢316L VAR。
3. 根据权利要求2所述的控制阀内孔加工方法，其特征在于：第一四刃球头钻头（4）和第二四刃球头钻头（5）为钨钢钻头，含钴量8-12%。
4. 根据权利要求3所述的控制阀内孔加工方法，其特征在于：电解液（7）为硫酸加磷酸和水按8：2配制而成。
5. 根据权利要求1-4任一项权利要求所述的控制阀内孔加工方法，其特征在于：工件1材质为不锈钢316L VAR，以加工孔径∮3.95，深度35mm，工件放置工装夹具固定后，经过以下五道工序加工完成；
第一道加工中心钻孔，刀具∮3.5mm第一钻头2，切削速度15m/min，进给量0.08mm/n，加工深度33.5mm；
第二道加工中心扩孔，刀具∮3.65mm第二钻头3，切削速度15m/min，进给量0.04mm/n，加工深度34.8mm；
第三道加工中心铰孔，刀具∮3.8mm第一四刃球头钻头4，切削速度10m/min，进给量0.05mm/n，加工深度34.92mm，要求匀速进刀和退刀，保证切削液过滤干净防止铁屑刮伤孔壁；
第四道加工中心精铰孔，刀具∮3.95mm第二四刃球头钻头5，切削速度约10m/min，进给量0.05 mm/n，加工深度35mm，要求慢速进刀和退刀，保证切削液过滤干净防止铁屑刮伤孔壁，可达到粗糙度Ra0.1 um；
第五道电解抛光，工件1内孔插入∮1.5钛丝电极5，孔内通电解液6，电极和工件分别接通电源9正负极，在额定工作电压5V，工作温度60o条件下，抛光25-50S，内孔微观突起部分被放电腐蚀，使孔壁表面微观突起平均高度0.08-0.06um，即内孔粗糙度可达Ra0.08-0.06um。
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|---|---|---|---|---|
| CN105345406A (zh) * | 2015-11-28 | 2016-02-24 | 贵州凯星液力传动机械有限公司 | 一种精密阀孔的高效加工方法 |
| CN106048706A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-10-26 | 沈阳航天新光集团有限公司 | 不锈钢零件内孔电化学抛光工装 |
| CN111266799A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-12 | 江麓机电集团有限公司 | 一种阀体的高精度阀孔加工方法 |
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