CN111982480B - 改善气缸摩擦力离散性的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本申请揭示了一种改善气缸摩擦力离散性的工艺方法,包括获取气缸的最佳摩擦力范围;获取所述最佳摩擦力范围对应的分量工艺参数的参数范围,所述分量工艺参数包括用于指示气缸内密封圈的至少一种参数;利用数量相同的第一组气缸和第二组气缸对所述分量工艺参数进行验证,所述第一组气缸中的部件的分量工艺参数位于所述参数范围内,所述第二组气缸的部件的分量工艺参数不位于所述参数范围内。本申请突破性地从气缸内的密封圈的工艺参数考量,将气缸内的密封圈的分量工艺参数限定在参数范围内,大大降低了气缸的摩擦力离散性,从而可以在摩擦力技术指标允许的范围内,减少常规损耗性负载,提高摩擦力一致性,并进一步提高系统效率。
Description
技术领域
本申请属于机械设计领域,尤其涉及一种改善气缸摩擦力离散性的工艺方法。
背景技术
一些气缸产品包括伺服阀和作动筒(气缸)两大组件,其中,伺服阀提供指令,控制喷嘴左右摆动,分别向气缸两侧腔体射流,工作压力约在2.2Mpa,气缸中部活塞杆在压力差作用下左右运动,协同连杆等机构最终实现对舵面的角度控制。
产品有频率特性和时域特性要求,对信号的跟随要求较高。产品批产后,一次成品率不稳定,各批数据约在20%-70%波动,且这种波动随机,没有趋势性的规律可循。为此需要在工艺上采取措施,提高产品重要工艺参数的一致性。
发明内容
为了解决相关技术中产品批产后,一次成品率的波动性较大的问题,本申请提供了一种改善气缸摩擦力离散性的工艺方法,具体技术方案如下:
本申请提供的改善气缸摩擦力离散性的工艺方法包括:获取气缸的最佳摩擦力范围;获取所述最佳摩擦力范围对应的分量工艺参数的参数范围,所述分量工艺参数包括用于指示气缸内密封圈的至少一种参数;利用数量相同的第一组气缸和第二组气缸对所述分量工艺参数进行验证,所述第一组气缸中的部件的分量工艺参数位于所述参数范围内,所述第二组气缸的部件的分量工艺参数不位于所述参数范围内。
可选的,所述获取气缸的最佳摩擦力范围,包括:利用预定数量的样本进行摩擦力测试,获取每个样本的摩擦力,所述样本为一次性测试合格的气缸;根据每个样本的摩擦力确定所述最佳摩擦力范围。
可选的,所述根据每个样本的摩擦力确定所述最佳摩擦力范围,包括:利用得到的各个摩擦力的值以及每个摩擦力对应的样本数量,建立预定摩擦力模型,利用所述预定摩擦力模型,输出所述最佳摩擦力范围;或者,将得到的摩擦力中的最小摩擦力和最大摩擦力作为所述最佳摩擦力范围的下限值和上限值,以得到所述最佳摩擦力范围。
可选的,所述获取所述最佳摩擦力范围对应的分量工艺参数的参数范围,包括:对摩擦力位于所述最佳摩擦力范围内的样本进行拆卸,得到所述样本中的密封圈;对得到的各个密封圈的预定分量工艺参数进行测试,根据测试出的每个密封圈的分量工艺参数确定所述分量工艺参数的参数范围。
可选的,所述预定分量工艺参数为单个密封圈的质量,所述对得到的各个密封圈的预定分量工艺参数进行测试,包括:利用精密秤对得到的各个密封圈的质量进行测量,得到每个密封圈的质量值。
可选的,所述单个密封圈的质量的参数范围为1.83g~1.87g。
可选的,所述根据测试出的每个密封圈的分量工艺参数确定所述分量工艺参数的参数范围,包括:利用测试出的每个密封圈的分量工艺参数值以及每个分量工艺参数值对应的样本数量,建立预定工艺参数模型,利用所述预定工艺参数模型,输出所述分量工艺参数的参数范围;或者,将得到的分量工艺参数值中的最小分量工艺参数值和最大分量工艺参数值作为所述参数范围的下限值和上限值,以得到所述分量工艺参数的参数范围。
可选的,所述分量工艺参数包括密封圈的质量、体积、厚度、密度中的至少一种。
可选的,所述利用数量相同的第一组气缸和第二组气缸对所述分量工艺参数进行验证,包括:对所述第一组气缸和所述第二组气缸的摩擦力进行测试,分别获取两组气缸的一次成品率;将所述第一组气缸的一次成品率和所述第二组气缸的一次成品率进行对比;当所述第一组气缸的一次成品率大于所述第二组气缸的一次成品率时,则判定所述分量工艺参数的参数范围符合验证预期。
通过上述技术特征,本申请至少可以实现如下有益效果:
在精密伺服系统中气缸摩擦力作为系统常规双向负载,对伺服指标产生明显影响时,应用本申请提供的工艺方法突破性地从气缸内的密封圈的工艺参数考量,将气缸内的密封圈的分量工艺参数限定在参数范围内,大大降低了气缸的摩擦力离散性,从而可以在摩擦力技术指标允许的范围内,减少常规损耗性负载,提高摩擦力一致性,并进一步提高系统效率。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本申请一个实施例中提供的改善气缸摩擦力离散性的工艺方法的流程图;
图2是本申请另一个实施例中提供的改善气缸摩擦力离散性的工艺方法的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请研发人员在研发过程中发现:相对于气缸4000N以上的动力,气缸摩擦力虽然只有15-26N,但作为系统的常规双向负载,在测量频率特性、时域特性——气缸加速启动、转向时,直接影响到系统反应的灵敏度;而气缸中含有多个非金属密封圈,摩擦力离散性较大,始终未得到良好控制,经大量分析验证,认为摩擦力离散性是影响产品质量的重要因素之一。
针对于此,本申请提供了一种改善气缸摩擦力离散性的工艺方法,请参见图1所示,其是本申请一个实施例中提供的改善气缸摩擦力离散性的工艺方法的流程图,该工艺方法包括如下步骤:
步骤101,获取气缸的最佳摩擦力范围;
步骤102,获取最佳摩擦力范围对应的分量工艺参数的参数范围,分量工艺参数可以包括用于指示气缸内密封圈的至少一种参数。
密封圈的参数包括质量、体积、厚度、密度中的至少一种。
需要说明的是,气缸内密封圈的参数对气缸的摩擦力离散性的影响,是本申请研发人员在长期研发过程中做出的突破性设想并着手进行验证的。
步骤103,利用数量相同的第一组气缸和第二组气缸对分量工艺参数进行验证,第一组气缸中的部件的分量工艺参数位于参数范围内,第二组气缸的部件的分量工艺参数不位于参数范围内。
综上所述,本申请提供的改善气缸摩擦力离散性的工艺方法,在精密伺服系统中气缸摩擦力作为系统常规双向负载,对伺服指标产生明显影响时,应用本申请提供的工艺方法突破性地从气缸内的密封圈的工艺参数考量,将气缸内的密封圈的分量工艺参数限定在参数范围内,大大降低了气缸的摩擦力离散性,从而可以在摩擦力技术指标允许的范围内,减少常规损耗性负载,提高摩擦力一致性,并进一步提高系统效率。
请参见图2所示,其是本申请另一个实施例中提供的改善气缸摩擦力离散性的工艺方法的流程图,该工艺方法包括如下步骤:
步骤201,利用预定数量的样本进行摩擦力测试,获取每个样本的摩擦力;
这里所讲的样本为一次性测试合格的气缸。
这里的预定数量可以根据实际测试需要进行确定,比如100台、500台、1000台等,本申请中不对预定数量的具体数值进行限定。
步骤202,根据每个样本的摩擦力确定最佳摩擦力范围;
在获取气缸的最佳摩擦力范围时,可以利用预定数量的样本进行摩擦力测试,获取每个样本的摩擦力,然后根据每个样本的摩擦力确定最佳摩擦力范围。
而在根据每个样本的摩擦力确定最佳摩擦力范围时可以通过多种方式,如下罗列了两种方式:
第一种方式,利用得到的各个摩擦力的值以及每个摩擦力对应的样本数量,建立预定摩擦力模型,利用预定摩擦力模型,输出最佳摩擦力范围。
这里的预定摩擦力模型属于本领域技术人员可以实现的,这里就不再赘述。
第二种方式,将得到的摩擦力中的最小摩擦力和最大摩擦力作为最佳摩擦力范围的下限值和上限值,以得到最佳摩擦力范围。
为确定对产品最终指标有利的最佳摩擦力范围,对性能优良一次性测试合格的产品逐台测试,测试结果:摩擦力在15~17.5N之间,在同批次中(15~26N)处于较低波动范围。
本申请实验验证中,确定的最佳摩擦力范围:15~17.5N。
步骤203,对摩擦力位于最佳摩擦力范围内的样本进行拆卸,得到样本中的密封圈;
影响气缸摩擦力的因素主要有密封圈和活塞杆,通过对比,活塞杆精加工尺寸0.1%的波动,对摩擦力的影响较小。而用传统方法对密封圈摩擦力进行测量,其摩擦力大小变化较大。
步骤204,对得到的各个密封圈的预定分量工艺参数进行测试;
这里所讲的分量工艺参数包括密封圈的质量、体积、厚度、密度中的至少一种。
在研发中,研发人员发现,密封圈的分离工艺参数直接决定了密封圈摩擦力的大小,而气缸摩擦力的离散性又对气缸摩擦力有影响,因此本申请中可以通过限定密封圈的上述分量工艺参数中的至少一种,来限定摩擦力离散性。
而在实际应用中,对于密封圈的质量测试是较为简单的一种测试方式。本申请在验证时,选用了精度0.001g的珠宝秤对单只密封圈称重,同批密封圈重量在1.81~2.01g之间波动,相差达到11.04%。
因此,在预定分量工艺参数为单个密封圈的质量时,本申请对得到的各个密封圈的预定分量工艺参数进行测试时,利用精密秤对得到的各个密封圈的质量进行测量,得到每个密封圈的质量值。
步骤205,根据测试出的每个密封圈的分量工艺参数确定分量工艺参数的参数范围;
本申请在根据测试出的每个密封圈的分量工艺参数确定分量工艺参数的参数范围时,至少可以通过如下两种方式实现:
第一种方式,利用测试出的每个密封圈的分量工艺参数值以及每个分量工艺参数值对应的样本数量,建立预定工艺参数模型,利用预定工艺参数模型,输出分量工艺参数的参数范围。
第二种方式,将得到的分量工艺参数值中的最小分量工艺参数值和最大分量工艺参数值作为参数范围的下限值和上限值,以得到分量工艺参数的参数范围。
确定最佳摩擦力范围:15~17.5N,对应的单只密封圈重量范围为:1.83~1.87g。显然,对于不同批次的气缸,气缸内密封圈的数量可能不同,密封圈的材质、体积等也可能不同,对应的单只密封圈的重量范围也可能不同。本申请验证中仅以通过实验得出的最佳摩擦力范围15~17.5N,其测试出的对应的单只密封圈的重量范围1.83~1.87g进行验证。
在执行步骤201-步骤205之后,得到了最佳摩擦力范围以及分量工艺参数的参数范围,下面通过步骤206-步骤208对上述分量工艺参数的参数范围进行验证。
步骤206,对第一组气缸和第二组气缸的摩擦力进行测试,分别获取两组气缸的一次成品率;
在验证中,第一组气缸和第二组气缸数量相同,比如均为100台、或均为200台、或均为300台等。且第一组气缸中的部件的分量工艺参数位于参数范围内,第二组气缸的部件的分量工艺参数不位于参数范围内。
也就是说,密封圈在装配前,除进行外观检查外,均要按照重量进行分组筛选,剔除重量不符合要求的密封圈。针对密封圈质量进行分组装配试验,将密封圈按照重量的大小进行分组,将符合范围的1.83~1.87g密封圈设为第一组,其余在1.83~2.01g之间(排出密封圈质量差别过大所造成的一次成品率差异的情况),且不在1.83~1.87g为第二组。
步骤207,将第一组气缸的一次成品率和第二组气缸的一次成品率进行对比;
步骤208,当第一组气缸的一次成品率大于第二组气缸的一次成品率时,则判定分量工艺参数的参数范围符合验证预期。
经测试对比,第一组气缸的一次成品率为95.4%,而第二组气缸的一次成品率为52.8%。
从数据看,通过对密封圈质量的控制,以达到对摩擦力大小的控制,对产品一次成品率的影响明显。
综上所述,本申请提供的改善气缸摩擦力离散性的工艺方法,在精密伺服系统中气缸摩擦力作为系统常规双向负载,对伺服指标产生明显影响时,应用本申请提供的工艺方法突破性地从气缸内的密封圈的工艺参数考量,将气缸内的密封圈的分量工艺参数限定在参数范围内,大大降低了气缸的摩擦力离散性,从而可以在摩擦力技术指标允许的范围内,减少常规损耗性负载,提高摩擦力一致性,并进一步提高系统效率。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (6)
1.一种改善气缸摩擦力离散性的工艺方法,其特征在于,所述工艺方法包括:
获取气缸的最佳摩擦力范围;其中,根据每个样本的摩擦力确定所述最佳摩擦力范围包括:利用预定数量的样本进行摩擦力测试,获取每个样本的摩擦力,所述样本为一次性测试合格的气缸;根据每个样本的摩擦力确定所述最佳摩擦力范围;
获取所述最佳摩擦力范围对应的分量工艺参数的参数范围,所述分量工艺参数包括用于指示气缸内密封圈的至少一种参数;其中,所述获取所述最佳摩擦力范围对应的分量工艺参数的参数范围包括:对摩擦力位于所述最佳摩擦力范围内的样本进行拆卸,得到所述样本中的密封圈;对得到的各个密封圈的预定分量工艺参数进行测试,根据测试出的每个密封圈的分量工艺参数确定所述分量工艺参数的参数范围;
利用数量相同的第一组气缸和第二组气缸对所述分量工艺参数进行验证,所述第一组气缸中的部件的分量工艺参数位于所述参数范围内,所述第二组气缸的部件的分量工艺参数不位于所述参数范围内;其中,所述利用数量相同的第一组气缸和第二组气缸对所述分量工艺参数进行验证包括:对所述第一组气缸和所述第二组气缸的摩擦力进行测试,分别获取两组气缸的一次成品率;将所述第一组气缸的一次成品率和所述第二组气缸的一次成品率进行对比;当所述第一组气缸的一次成品率大于所述第二组气缸的一次成品率时,则判定所述分量工艺参数的参数范围符合验证预期。
2.根据权利要求1所述的工艺方法,其特征在于,所述根据每个样本的摩擦力确定所述最佳摩擦力范围,包括:
利用得到的各个摩擦力的值以及每个摩擦力对应的样本数量,建立预定摩擦力模型,利用所述预定摩擦力模型,输出所述最佳摩擦力范围;
或者,
将得到的摩擦力中的最小摩擦力和最大摩擦力作为所述最佳摩擦力范围的下限值和上限值,以得到所述最佳摩擦力范围。
3.根据权利要求1所述的工艺方法,其特征在于,所述预定分量工艺参数为单个密封圈的质量,所述对得到的各个密封圈的预定分量工艺参数进行测试,包括:
利用精密秤对得到的各个密封圈的质量进行测量,得到每个密封圈的质量值。
4.根据权利要求3所述的工艺方法,其特征在于,所述单个密封圈的质量的参数范围为1.83g~1.87g。
5.根据权利要求1所述的工艺方法,其特征在于,所述根据测试出的每个密封圈的分量工艺参数确定所述分量工艺参数的参数范围,包括:
利用测试出的每个密封圈的分量工艺参数值以及每个分量工艺参数值对应的样本数量,建立预定工艺参数模型,利用所述预定工艺参数模型,输出所述分量工艺参数的参数范围;
或者,
将得到的分量工艺参数值中的最小分量工艺参数值和最大分量工艺参数值作为所述参数范围的下限值和上限值,以得到所述分量工艺参数的参数范围。
6.根据权利要求1所述的工艺方法,其特征在于,所述分量工艺参数包括密封圈的质量、体积、厚度、密度中的至少一种。
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