CN105290782B - 伺服阀组件限位压装工艺装备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种伺服阀组件限位压装工艺装备及方法，该装备由组装挡板、弹簧管的工装和衔铁组件工装组成，组装挡板、弹簧管的工装由限位座、支撑夹块组成，所述支撑夹块径向对称的分成两瓣，支撑夹块的两瓣合成一体后形成中间台阶孔，其中，台阶孔的大、小直径孔与弹簧管的外圆大、小直径段间隙配合，支撑夹块的两半合成一体后形成的外圆与限位座的定位孔的间隙配合；衔铁组件由基座、定位母体、挡片组成，基座中心轴向位置设有沉孔，沉孔底面至基座底面设有腰形通槽，沉孔与腰形通槽处于同一中心线上，基座上端面上对称设用有用于固定挡片的两个螺孔。本发明实用、有效、可靠，采用的工装结构简捷，制造周期短，成本低。组装后的衔铁组件符合设计要求。

Description

伺服阀组件限位压装工艺装备及方法

技术领域

本发明涉及一种伺服阀组装工装及方法，尤其是一种伺服阀组件限位压装工装及方法。

背景技术

在现代自动化控制发展领域，伺服阀属于该领域的核心产品之一。伺服阀的功能是将输入的电流信号转换成机械信号，最后以放大的液压信号输出。力矩马达（以下简称马达）是伺服阀的主要组成部件，属第一级转换机构，也是伺服阀的核心。其功能是将输入的电流信号转换成磁场信号，由磁场信号转换成机械输出，简称电——磁——机转换过程。

马达部件结构中的磁——机转换过程设计有一项关键的件号——阀座衔铁组件（以下简称组件一），其实现功能的过程是：组件中的衔铁纵向两侧上下固定了线圈组件生成磁力线，同时设计有高磁导率和低矫顽力的上下导磁体位于上下，衔铁的纵向两侧有磁钢增强磁场强度。当输入两组线圈的电流发生变化就会生存交变的磁场，衔铁的纵向位置随磁场的变化产生摇摆，由于弹簧管的内经Ø3（以下的阿拉伯数字的单位全为毫米）、挡板的小直径Ø2.5，所以与衔铁紧配合的挡板也随之摆动。同时弹簧管的薄壁部位则产生弯曲变形产生反作用力，当输入电流变化消除弹簧管的反作用力推动挡板恢复中位（即衔铁也复位）。

该组件以及组成的零件有以下方面的功能、特点：

1、衔铁组件（以下简称组件一）称二次配套组件，如图1，2所示，由挡板1、弹簧管2、衔铁3三种零件组装而成；

2、组件一的零件其功能分别是：

弹簧管2选用沉淀硬化型不锈钢，固溶处理后具有好的弹性，加上其纵向三分之二的中间部位设计成壁厚仅0.12，更呈现设计的弹性特长需求。

挡板1选用沉淀强化型高弹性合金，高的弹性模量、较高的弹性产生的位移量改变流量。

衔铁3选用的是软磁合金，高的磁导率和低矫顽力，提高磁场的转换效率；

3、组件一中的弹簧管和挡板先实施组合，设为过渡组件——弹簧管挡板组件（简称组件二）（图3）。将组件二中与挡板1配合处的弹簧管2外圆与衔铁3内孔实施轴向紧配合后即组装成成组件一。组件一成丁字形状，衔铁即水平一横，弹簧管挡板组件成垂直一竪；

4、组件一设计有尺寸和形状位置误差要求。衔铁3的外表面至挡板2端面的轴向尺寸公差0.1（即垂直于衔铁的弹簧管挡板组件端点至衔铁外侧的尺寸）、至弹簧管另一个Ø4.7外圆外侧端面的尺寸公差±0.1。形状位置误差要求有衔铁3的内侧端面与挡板1厚1.5的平面垂直度0.02，以及其轴向中心线与挡板1厚1.5的平面垂直度≯0.02。

组件一的二次配套过程，二处形状位置误差要求的实施过程，必须采用较复杂的工艺和配置精密的工艺装备及方法，方能满足组件一的最后成品实物设计要求。

发明内容

本发明是要提供一种伺服阀组件限位压装工艺装备及方法，用于组装衔铁组件，以满足组装后的成品实物符合设计要求、配套需求。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种伺服阀组件限位压装工艺装备，由组装挡板、弹簧管的工装和衔铁组件工装组成，所述组装挡板、弹簧管的工装由限位座、支撑夹块组成，所述支撑夹块径向对称的分成两瓣，支撑夹块的两瓣合成一体后形成中间台阶孔，其中，台阶孔的大、小直径孔与弹簧管的外圆大、小直径段间隙配合，小直径孔和大直径孔之间的台阶用于支撑弹簧管的两外圆间的台阶，保护弹簧管的薄壁部位，支撑夹块的两瓣合成一体后形成的外圆与限位座的定位孔间隙配合；所述衔铁组件工装由基座、定位母体、挡片组成，所述基座中心轴向位置设有沉孔，沉孔底面至基座底面设有腰形通槽，沉孔与腰形通槽处于同一中心线上，基座上端面上对称设有用于固定挡片的两个螺孔。

所述支撑夹块的中间台阶孔的大直径孔与弹簧管的Ø4.7 mm外圆配合间隙≯0.015 mm，其小直径孔与弹簧管的Ø3.24 mm外圆配合间隙在0.03～0.1 mm之间，支撑夹块的两瓣合成一体后形成的外圆与限位座的定位孔的间隙≯0.02 mm。

所述基座的高度为30mm，两端面与外圆的垂直度＜0.015 mm，基座中心轴上的沉孔的直径为Ø5 mm、深度为22 mm；所述腰形通槽的外径为Ø5 mm，腰形通槽的槽宽为与基座外圆的对称度为0.01 mm。

一种伺服阀组件限位压装工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、首先实施衔铁组件的组装，将两瓣支撑夹块上大的内圆弧面，合并夹持弹簧管的Ø4.7 mm外圆，弹簧管两外圆间的台阶落实到支撑夹块的内孔台阶上，然后一起垂直放入限位座的定位孔内，取挡板垂直、1.5 mm厚扁平面朝下放入弹簧管孔内，当挡板的Ø3mm外圆与弹簧管Ø3 mm孔接触后，用压力机将挡板凸出部分压入弹簧管齐平，取出弹簧管挡板组件，压装结束；

步骤二、接着实施衔铁和弹簧管挡板组件的组装，先将定位母体的圆柱形部位插入基座孔内，当顶部1.5 mm厚的两平面进入基座的腰型槽极限位后，用两挡片靠紧定位母体的四方体纵向两侧面，然后通过螺钉旋入螺孔紧固两挡片。接着取出定位母体放置衔铁，将弹簧管挡板组件垂直、1.5 mm厚的两平面朝下，穿过衔铁孔后进入基座孔；当弹簧管挡板组件顶部1.5 mm厚的两平面进入腰型槽、弹簧管挡板组件的上端Ø4.7 mm外圆接触到衔铁的Ø4.7 mm内孔时，用压力机将弹簧管挡板组件的凸出部分压入衔铁齐平，卸去两挡片取出弹簧管挡板组件，压装结束。

本发明的有益效果：

衔铁组件的组装工艺实用、有效、可靠，采用的工装结构简捷，制造周期短，成本低。组装后的衔铁组件符合设计要求。

伺服阀属于高、精、尖的产品，高科技领域应用广泛，技术含量高、价值昂贵。伺服阀的功能主要由两级组成，第一级的信号转换和第二级的功率放大，功率放大又可设置几级放大，以致伺服阀可控制输出力达几十、上百、甚至上千吨的执行机构。衔铁组件的功能“磁——机械”是马达“电——磁——机械”转换过程中的重要一环，并且“磁——机械”转换环节的组件和零件质量对工艺和管理的敏感程度要高于伺服阀的其它组件和零件，如软磁合金的半成品对管理的要求特别严格，不能磕碰、撞击和实施机械加工的。所以衔铁组件的组装以及组件的3种零件中有2种列入工艺、管理等工作的关键项次。“磁——机械”转换功能稳定，为马达的功能稳定奠定了基础。

本发明的方法操作简单、明了、方便、易掌握。

附图说明

图1为衔铁组件主视图；

图2为图1的仰视图；

图3为弹簧管挡板组件示意图；

图4为挡板、弹簧管压装工装示意图；

图5为衔铁组件压装工装示意图；

图6为挡板与弹簧管组装过程示意图；

图7为挡板弹簧管与衔铁组装过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图4，5所示，一种伺服阀组件限位压装工艺装备，由组装挡板、弹簧管的工装和衔铁组件工装组成。

组装挡板、弹簧管的工装由限位座5、支撑夹块4组成。支撑夹块4径向对称的分成两瓣，支撑夹块4的两瓣合成一体后形成了台阶孔，其大直径孔与弹簧管的Ø4.7 mm外圆配合间隙≯0.015 mm，其小直径孔与弹簧管2的Ø3.24 mm外圆配合间隙在0.03～0.1 mm之间，两孔间的台阶支撑弹簧管2的两外圆间的台阶，保护了弹簧管2的薄壁部位。支撑夹块4的两瓣合成一体后形成的外圆与限位座5的定位孔间隙≯0.02 mm。（参见图4）

衔铁组件（即衔铁与挡板衔铁组装）的工装（简称工装二）由基座6、定位母体7、挡片8组成。基座6高度为30mm，两端面与外圆的垂直度＜0.015 mm。基座6中心轴向位置设计了直径Ø5 mm深度22 mm的沉孔，深度22 mm以下至基座底面设计有腰形通槽，腰形通槽的外径Ø5 mm，腰形通槽的对边距离为mm，与基座外圆的对称度0.01 mm。基座直径Ø5 mm孔口端面上与腰形通槽纵向一致的中心线上，对称设计有两个螺孔以固定挡片。设计成丁字形的定位母体7（即工艺样件），外形尺寸与衔铁组件一致，水平体的尺寸31 mm×mm×3.5 mm，与31 mm×10.5 mm平面中心垂直的是Ø4.8 mm的外圆、高28.5 mm。Ø4.8 mm的外圆顶部8.5 mm范围加工成厚度的对称平面，31 mm×10.5 mm平面对1.5 mm对称平面的垂直度0.01 mm，同时31 mm×10.5 mm平面的纵向中心线与1.5 mm对称平面的垂直度≯0.01 mm。（参见图5）

组装实施步骤如下：

步骤一、首先实施衔铁组件的组装，将两瓣支撑夹块4上大的内圆弧面，合并夹持弹簧管2的Ø4.7 mm外圆（完整外圆一端），弹簧管2两外圆间的台阶落实到支撑夹块4的内孔台阶上，然后一起垂直放入限位座5的定位孔内，取挡板1垂直、1.5 mm厚扁平面朝下放入弹簧管2孔内，当挡板1的Ø3 mm外圆与弹簧管Ø3 mm孔接触后，用压力机将挡板1凸出部分压入弹簧管2齐平，取出弹簧管挡板组件（暂称组件三）压装结束。（参见图6）

步骤二、接着实施衔铁和组件三的组装，先将定位母体7的圆柱形部位插入基座6孔内，当顶部1.5 mm厚的两平面进入基座的腰型槽极限位后，用两挡片8靠紧定位母体7的四方体纵向两侧面，然后通过螺钉旋入螺孔紧固两挡片8。接着取出定位母体7放置衔铁3，将组件三（即弹簧管挡板组件）垂直、1.5 mm厚的两平面朝下，穿过衔铁孔后进入基座孔。当组件三顶部1.5 mm厚的两平面进入腰型槽、组件三的上端Ø4.7 mm外圆接触到衔铁3的Ø4.7mm内孔时（下端圆直径比上端的小），用压力机将组件三的凸出部分压入衔铁3齐平，卸去两挡片8取出组件三压装结束。（参见图7）。

Claims (2)

1.一种伺服阀组件限位压装工艺装备，由组装挡板、弹簧管的工装和衔铁组件工装组成，其特征在于：所述组装挡板、弹簧管的工装由限位座(5)、支撑夹块(4)组成，所述支撑夹块(4)径向对称的分成两瓣，支撑夹块(4)的两瓣合成一体后形成中间台阶孔，其中，台阶孔的大、小直径孔与弹簧管(2)的外圆大、小直径段间隙配合，小直径孔和大直径孔之间的台阶用于支撑弹簧管(2)的两外圆间的台阶，保护弹簧管(2)的薄壁部位，支撑夹块(4)的两瓣合成一体后形成的外圆与限位座(5)的定位孔间隙配合；所述衔铁组件工装由基座(6)、定位母体(7)、挡片(8)组成，所述基座(6)中心轴向位置设有沉孔，沉孔底面至基座底面设有腰形通槽，沉孔与腰形通槽处于同一中心线上，基座(6)上端面上对称设有用于固定挡片(8)的两个螺孔；所述支撑夹块(4)的中间台阶孔的大直径孔与弹簧管(2)的Ø4.7 mm外圆配合间隙≯0.015 mm，其小直径孔与弹簧管(2)的Ø3.24 mm外圆配合间隙在0.03～0.1 mm之间，支撑夹块(4)的两瓣合成一体后形成的外圆与限位座(5)的定位孔的间隙≯0.02 mm；所述基座(6)的高度为30mm，两端面与外圆的垂直度＜0.015 mm，基座(6)中心轴上的沉孔的直径为Ø5 mm、深度为22 mm；所述腰形通槽的外径为Ø5 mm，腰形通槽的槽宽为与基座(6)外圆的对称度为0.01 mm。

2.一种伺服阀组件限位压装工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、首先实施衔铁组件的组装，将两瓣支撑夹块(4)上大的内圆弧面，合并夹持弹簧管(2)的Ø4.7 mm外圆，弹簧管(2)两外圆间的台阶落实到支撑夹块(4)的内孔台阶上，然后一起垂直放入限位座(5)的定位孔内，取挡板(1)垂直、1.5 mm厚扁平面朝下放入弹簧管(2)孔内，当挡板(1)的Ø3 mm外圆与弹簧管(2)的Ø3 mm孔接触后，用压力机将挡板(1)凸出部分压入弹簧管(2)齐平，取出弹簧管挡板组件，压装结束；

步骤二、接着实施衔铁和弹簧管挡板组件的组装，先将定位母体(7)的圆柱形部位插入基座(6)孔内，当顶部1.5 mm厚的两平面进入基座(6)的腰型槽极限位后，用两挡片(8)靠紧定位母体(7)的四方体纵向两侧面，然后通过螺钉旋入螺孔紧固两挡片(8)，接着取出定位母体(7)放置衔铁(3)，将弹簧管挡板组件垂直、1.5 mm厚的两平面朝下，穿过衔铁(3)孔后进入基座(6)孔；当弹簧管挡板组件顶部1.5 mm厚的两平面进入腰型槽、弹簧管挡板组件的上端Ø4.7 mm外圆接触到衔铁(3)的Ø4.7 mm内孔时，用压力机将弹簧管挡板组件的凸出部分压入衔铁(3)齐平，卸去两挡片(8)取出弹簧管挡板组件，压装结束。