CN112589542A - 矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺，包括：1)矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的粗加工并热处理；2)对左端面内孔进行细加工；3)对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的工作外圆进行磨削加工；4)对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面进行磨削加工；5)对左端面进行研磨加工；6)对左端面的内孔进行二次加工；7)成装轴塞，与矩形喷嘴盲孔内径气动测量头一起精磨外圆。本发明提供了一种通过增加、调整工序内容改变主体左端面与内孔制造误差产生逻辑，提高二者的垂直精度，适用于全部尺寸系列测量头主体加工的矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺。

Description

矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺

技术领域

本发明属于机械加工领域，特别是涉及一种矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺。

背景技术

气动测量是一种适用性较广的精密测量方法，气动测量头是气动测量中重要的传感部件。矩形喷嘴盲孔气动测量头，在各类产品型面测量中大量应用，矩形喷嘴是盲孔内径气动测量头实现气动传感测量的重要工作型面。它是靠测量头主体左端面上的方槽与轴塞凸台右端面压合后形成的。对矩形喷嘴的技术要求除尺寸及形位精度外，最重要的是要保证贴合面的密封性。而实现密封性的关键是方槽所在两端面有很好的贴合效果，而贴合效果又与端面与孔、轴的垂直度及其自身表面质量有关。现有制造技术中，轴塞结构简单且贴合面呈开放式结构，可通过常规方法加工完成；而主体形状复杂，加工工艺路线长。其中，主体左端内孔与端面的精加工须在成装轴塞工序后、精磨外圆工序前进行。受主体结构限制，一般加工主体外圆需要使用内孔做基准。原有测量头主体部分，淬火热处理后的工艺路线为：1)磨(研)左端盲孔、2)在左端盲孔处成装带顶孔心棒、3)半精磨外圆、4)拆下心棒、5)磨盲孔端面，保证垂直、6)研盲孔端面，成装轴塞、7)精磨轴塞及主体外圆、8)研磨轴塞及主体外圆。

上述加工方法中，1)～3)阶段的加工质量不稳定。其中，热处理后的盲孔高精度加工，因没有精加工后的基准而产生技术难点；成装质量受内孔加工质量影响，内孔加工误差将加大成装工序误差，进而在外磨工序中体现。半精磨外圆误差值与外圆和内孔长度比例正相关。根据经验，仅当内孔加工质量较好且外圆与内孔长度之比较小(小于等于2：1)时，可较好地保证主体左端面与零件轴向垂直度。某些尺寸的盲孔无法进行磨削加工，需要在车削+热处理工序后由研磨保证，研磨盲孔往往因为研磨器轴向进给空间有限而存在形状误差。当外圆与内孔长度比较大时，使用上述工艺加工的主体端面与内孔的垂直度变差，导致两端面无法紧密贴合造成密封失效。此外，主体左端内孔在精磨工序中有二次使用的问题，堵头的拆卸可能对主体左端内孔的精度造成影响，导致精磨质量变差。

显然，原有工艺的应用有很大的局限性，无法保证全尺寸系列测量头的加工精度。因此，有必要提出一种新的加工方法，改变端面与内孔的垂直度误差产生的逻辑关系，在保证关键型面加工精度的基础上提高主体左端面与内孔的垂直度，进而改善密封效果。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种通过增加半精磨外圆工序后的盲孔磨削工序、调整步骤1)加工余量及精度要求，使原有的加工工艺中，主体左端面与盲孔垂直度受步骤3)半精磨外圆工序后外圆与盲孔同轴度精度影响，变为主体左端面与盲孔垂直度受盲孔二次加工中，直接受该工序磨削盲孔与端面加工精度影响。而盲孔与半精磨外圆的同轴度误差将通过二次磨削修正。该方法适用于全部尺寸系列测量头主体加工的矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺，尤其在仅能使用研磨加工的盲孔及长径比较大的零件中效果最好。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺，其特征在于：所述矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺包括以下步骤：

1)矩形喷嘴盲孔内径气动测量头主体的粗加工并热处理；

2)热处理后对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔进行细加工；

3)对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的工作外圆进行磨削加工；

4)用V形夹持矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的工作外圆，对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面进行磨削加工；

5)对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的左端面进行研磨加工；

6)对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面的内孔进行二次加工，需要保证盲孔与端面垂直度及与外圆的同轴度；

7)成装轴塞，保证轴塞与矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的端面贴合，与矩形喷嘴盲孔内径气动测量头一起精磨外圆。

上述步骤1)的具体实现方式是：

车削加工，当矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的直径大于等于φ8mm，所述矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的粗加工方式是在左端内(盲)孔留加工余量0.4-0.5mm；

当矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的直径小于φ8mm时，所述矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的粗加工方式是在左端内孔留加工余量0.08-0.1mm。

上述步骤2)的具体实现方式是：

当矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面盲孔的直径大于等于8mm时，所述矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的细加工方式是在左端面内孔进行内磨加工留0.1±0.01mm余量；

当矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的直径小于8mm时，所述矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的细加工方式是在左端面内孔进行研磨加工留0.05±0.01mm余量。

上述步骤3)的具体实现方式是：在完成步骤2)加工的内孔中成装带顶孔堵头，保证堵头与内孔连接牢固；抛光堵头与主体右端顶孔，磨外圆留精磨余量。

上述步骤4)的具体实现方式是：(磨削)加工矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面与矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的工作外圆垂直度误差不大于0.005mm。

上述步骤5)中对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的左端面进行研磨后的左端面平面度及与外圆的垂直误差不高于0.003mm。

上述步骤6)的具体实现方式是用V形夹持步骤3)加工完成的外圆，将V形装夹于坐标磨平台上，调整V形，找平步骤5)加工后的端面0.002mm以内，用坐标磨床磨削步骤2)加工后的内孔，使内孔获得0.005mm以内的圆柱度，及其与端面0.005mm以内的垂直度，与外圆φ0.005mm以内的同轴度。

本发明的优点是：

1、通过坐标磨找正端面对内孔二次磨削加工，使内孔获得了很高的圆柱度精度及其与端面的高垂直度精度，高垂直度有利于提高轴塞与主体端面的贴合性，改善密封效果。

2、本发明突破了主体左端内孔加工方法带来的精度限制，同时消除了主体工作圆与左端内孔长度比例大于2：1时，对外圆加工质量和端面对内孔垂直度的影响，使高垂直度特性可应用于全尺寸系列盲孔气动内径测量头。盲孔加工较通孔加工困难，精度不易保证，往往易产生加工误差。而使用盲孔做外圆磨削的基准面，即以较短的基准面加工较长的外圆，存在加工外圆时将内孔误差方法的问题，且这种误差随工作圆长度与盲孔长度比例增大而增大。通过改变关键型面加工的基准关系，使得由原有的盲孔与外圆同轴度误差造成盲孔与端面误差，变为盲孔与端面误差仅有盲孔的二次加工工序质量决定，使得加工质量得到改善。

3、在粗、精磨气动测量头工作外圆前，分别对主体内孔进行加工。相较原有工艺一次加工内孔，粗、精磨外圆二次应用的方法，提高了内孔的型面精度(堵头的拆卸会使内孔产生形状误差，二次加工后可消除这种误差。)更有利于提高外磨基准精度提高，使精磨外圆获得更高的加工精度。

具体实施方式

选取D圆尺寸范围18～24的矩形喷嘴盲孔气动测量头主体(HB6803)，进行说明：

1)对主体进行粗加工：车全部，各型面留加工余量。

以上(含

)左端内孔留内磨余量0.4-0.5mm，

以下左端内孔留研磨余量0.08-0.1mm。

2)热处理后对主体左端内孔进行加工：

以上(含

)左端内孔进行内磨加工留0.1±0.01mm余量，

以下左端内孔进行研磨加工并留0.05±0.01mm余量，内孔圆柱度不大于0.015mm；

3)对主体工作外圆进行磨削加工：在完成步骤2)加工的内孔中成装带顶孔堵头，保证堵头与内孔连接牢固。抛光堵头与主体右端顶孔，半精磨外圆留精磨余量，外圆跳动不大于0.01mm；

4)磨左端面：平面磨床上，用V形夹持完成步骤3)加工的外圆，对主体左端面进行磨削加工，要求端面与外圆垂直度达0.005mm；

5)精研端面：对主体左端面进行研磨加工，保证端面平面度及其与外圆垂直度0.003mm以内，同时保证方槽深度；

6)对内孔进行二次精磨加工：在坐标磨床上，用V形夹持步骤3)加工完成的外圆，将V形装夹于坐标磨平台上，调整V形，找平步骤5)加工后的端面0.002mm以内，用坐标磨床磨削步骤2)加工后的内孔，使内孔获得0.005mm以内的圆柱度，及其与端面0.005mm以内的垂直度，与外圆同轴度不大于φ0.005mm。

7)成装轴塞，保证端面贴合，与主体一起精磨、研磨外圆。

与原有工艺方案对比，增加了步骤6)，通过坐标磨设备加工盲孔，使之与端面的垂直度、与外圆的同轴度精度达0.005mm以内。原有工艺方案中，步骤2)、3)加工后盲孔与外圆的同轴度难以控制，在L尺寸为120mm，D圆尺寸在φ18mm时，同轴度误差在0.02mm以上，加工盲孔左端面与内孔垂直度达不到0.005mm以内技术要求，压合后存在漏气问题。

Claims (7)

1.一种矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺，其特征在于：所述矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺包括以下步骤：

1)矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的粗加工并热处理；

2)热处理后对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔进行细加工；

3)对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的工作外圆进行磨削加工；

4)用V形夹持矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的工作外圆，对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面进行磨削加工；

5)对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的左端面进行研磨加工；

6)对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面的内孔进行二次加工，确保盲孔与端面垂直度及与外圆的同轴度；

7)成装轴塞，保证轴塞与矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的端面贴合，与矩形喷嘴盲孔内径气动测量头一起精磨外圆。

2.根据权利要求1所述的矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺，其特征在于：所述步骤1)的具体实现方式是：

当矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的直径不小于8mm时，所述矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的粗加工方式是在左端内孔留内磨余量0.4-0.5mm；

当矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的直径小于8mm时，所述矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的粗加工方式是在左端内孔留内磨余量0.08-0.1mm。

3.根据权利要求2所述的矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺，其特征在于：所述步骤2)的具体实现方式是：

当矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的直径不小于8mm时，所述矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的细加工方式是在左端面内孔进行内磨加工留0.1±0.01mm余量；

当矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的直径小于8mm时，所述矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面内孔的细加工方式是在左端面内孔进行内磨加工留0.05±0.01mm余量。

4.根据权利要求3所述的矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺，其特征在于：所述步骤3)的具体实现方式是：在完成步骤2)加工的内孔中成装带顶孔堵头，保证堵头与内孔连接牢固；抛光堵头与主体右端顶孔，磨外圆留精磨余量。

5.根据权利要求4所述的矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺，其特征在于：所述步骤4)中矩形喷嘴盲孔内径气动测量头左端面与矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的工作外圆垂直度不低于0.005mm。

6.根据权利要求5所述的矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺，其特征在于：所述步骤5)中对矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的左端面进行研磨后的左端面平面度不高于0.003mm。

7.根据权利要求6所述的矩形喷嘴盲孔内径气动测量头的加工工艺，其特征在于：所述步骤6)的具体实现方式是用V形夹持步骤3)加工完成的外圆，将V形装夹于坐标磨平台上，调整V形，找平步骤5)加工后的端面0.002mm以内，用坐标磨床磨削步骤2)加工后的内孔，使内孔获得0.005mm以内的圆柱度，及其与端面0.005mm以内的垂直度，与外圆φ0.005mm以内的同轴度。