CN112676769A - 一种基于产品性能的球面配合副的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于产品性能的球面配合副的加工方法。为了解决采用的传统加工方法不能很好地保障球面配合副的实际耦合质量的问题，主要包括车削球面，保证球径差；球面对研；着色，检查球面贴合度；球头与球窝珩研的步骤，在保证球面配合副尺寸及各要素的同时，从产品性能调试需求出发，研究精密球面配合副的工艺方法和工艺流程，实现精密核心件不但“合格”而且“好用”的目标，同时为同结构配合副零件的加工提供方法论和事实依据。

Description

一种基于产品性能的球面配合副的加工方法

技术领域

本发明涉及一种基于产品性能的球面配合副的加工方法。

背景技术

精密球面配合副的结构广泛应用于航空燃油调节器、柱塞泵的核心功能件中。基于航空产品对零部件的精密度要求较高以及使用寿命较长等特点，所以对应用在此类产品中的精密球面配合副的球面尺寸公差、形位公差、粗糙度一般要求都很高，使得加工难度很大。

目前采用的传统加工方法，能够保证球面配合副各零件的尺寸要素但是球面配合副的实际耦合质量却不一定得到很好地保障。

发明内容

为了解决采用的传统加工方法不能很好地保障球面配合副的实际耦合质量的问题，本发明提供一种基于产品性能的精密小球面配合副的加工方法。在保证球面配合副尺寸及各要素的同时，从产品性能调试需求出发，研究精密球面配合副的工艺方法和工艺流程，实现精密核心件不但“合格”而且“好用”的目标，同时为同结构配合副零件的加工提供方法论和事实依据。

本发明通过对航空燃油调节器调试过程中频繁出现高温参数摆动的故障原因进行分析，发现参数不稳定的原因可能是摆锤飞重组件中的顶针球面与顶针座球窝的配合质量不好。如图1所示，该结构中顶针两端球头分别与摆锤座与摆锤组件、转速传感器组件中顶针座的球窝配合、运动，因此保证球面配合副的实际质量是稳定产品性能参数的关键。顶针球面和顶针座球窝分别保证配合尺寸及要素，理论状态下实物能够完全满足产品性能要求，但顶针两端球面分别与各自配合球窝的自找中心运转状态存在一定偏差，导致飞重组件、摆活门组件、顶针三件套组件结构(见图1)不稳定，这就需要球面配合副在满足各自尺寸要求的同时还应满足配合状态的实际需求。

本发明的技术方案是提供一种基于产品性能的精密小球面配合副的加工方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1、车削球面，保证球径差；

分别车削加工球头及与球头配合的球窝，保证球头与球窝的直径差在0.03-0.07mm之间；

步骤2、球面对研；

将球头与其配合的球窝直接对研；

步骤3、着色，检查球面贴合度；

将着色溶液涂覆在球头及球窝配合的球面上，检查球面配合副的着色率，若着色率达到设定要求，则进入步骤4，否则返回步骤2，直至着色率达到设定要求；

步骤4、球头与球窝珩研；

将球头和与其配合的球窝分别在珩研机上珩研5-10分钟；消除手工对研受力不均产生的缺陷。

进一步地，为了提高产品性能调试的合格率，上述步骤之后还包括：

步骤5、球头与球窝预磨合；

将球头分别与与其配合的球窝在钻床上进行磨合试验，模拟球面配合副在产品中的工作状态；

步骤6、根据球头、球窝的磨合痕迹判定球面配合副的耦合质量，并建立形貌标准样件，作为磨合试验质量检验的依据。

通过步骤5与步骤6将产品调试中可能存在的问题提前暴露，并预先解决，减少产品调试故障的产生。配合副参照产品运转过程中的工作状态，根据磨合的均匀性、磨合位置的合理性来判定，根据产品性能调试反馈的返工率、合格率来确定磨合判定依据，并制定标准样件，是磨合质量判定依据标准化、规范化。

本发明的有益效果是：

通过本发明提供的精密球面配合副的加工方法，使球面的各要素在满足设计要求的同时，更接近于球面配合副在产品中的工作状态，节约了球面配合副在产品中的磨合步骤，实现了“拿来即用”的原则；同时结合工程验证，创新了球面配合副的加工方法及加工流程，统一、规范了同类结构精密件的工艺技术和操作流程，真正实现了“合格好用”的目标。

附图说明

图1为航空燃油调节器结构示意图；

图2为本发明方法流程图；

图3为实施例中调节器三件套结构示意图。其中b为沿a中B-B线的剖视图；

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步地描述。

本实施例以某调节器中三件套为例进行说明：

如图3所示，本实施例调节器三件套中顶针球面SR3、配合面轮廓度为0.005、粗糙度为Ra0.1，且球面上开有油槽，要求球面配合副贴合率不小于75％。该结构球面尺寸精度高、加工难度大、产品性能调试困难(在组件中装配、工作见图1)返工率达到75％以上频繁，严重影响生产交付任务。

使用本发明提供的工艺方法进行加工：

1、车球面：分别保证顶针两端球头与顶针座球窝的直径差在0.03-0.07mm之间；

2、对研球面：为了保证球面配合副的贴合率不小于75％、且球面能够精密配合，采用顶针球头与顶针座球窝直接对研，保证配合副的尺寸要求；对研质量由普鲁士兰着色检查质量判定。若着色率达到设定要求，则进入步骤4，否则返回步骤2，直至着色率达到设定要求；

3、珩研球面：在立式珩研机上采用抛光膏或抛光液，将顶针两端球头分别与顶针座球窝直接珩研5-10分钟，修正手工对研力道不同产生的形状缺陷，同时保证球面贴合率；

4、配合球面预磨合：为了模拟球面配合副在产品中的工作状态，将顶针装夹在钻床上，顶针两端球头分别与手持的顶针座球窝以800r/min的转速磨合1min,使用干净的机油润滑。根据球头、球窝的磨合痕迹判定球面配合副的耦合质量，并建立形貌标准样件，作为磨合试验质量检验的依据。

通过采用本发明提供的工艺流程及工艺方法，提前发现可能导致产品性能不合格的风险点，优化工艺流程及要素，使各工艺要素实现工艺内控，能够更好地满足产品需求。使球面配合副的返工率降低到25％，提高了核心性能件的制造能力和生产效率，同时使核心件的关键技术得到提升，也为球面配合副核心件的生产制造提供统一、规范的方法论。本发明属于通用工艺技术范畴，在产品生产中广泛应用，实现精密球面配合副核心件不但“合格”而且“好用”的目标，同时为同结构配合副零件的加工提供方法论和事实依据，在技术能力提升、批量生产中意义重大。

Claims (2)

1.一种基于产品性能的球面配合副的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、车削球面，保证球径差；

分别车削球头及与球头配合的球窝，保证球头与球窝的直径差在0.03-0.07mm之间；

步骤2、球面对研；

将球头与与其配合的球窝直接对研；

步骤3、着色，检查球面贴合度；

将着色溶液涂覆在球头及球窝配合的球面上，检查球面配合副的着色率，若着色率达到设定要求，则进入步骤4，否则返回步骤2，直至着色率达到设定要求；

步骤4、球头与球窝珩研；

将球头和与其配合的球窝分别在珩研机上珩研5-10分钟；消除手工对研受力不均产生的缺陷。

2.根据权利要求1所述的基于产品性能的球面配合副的加工方法，其特征在于，还包括步骤5与步骤6：

步骤5、球头与球窝预磨合；

将球头分别与与其配合的球窝在钻床上进行磨合试验，模拟球面配合副在产品中的工作状态；

步骤6、根据球头、球窝的磨合痕迹判定球面配合副的耦合质量，并建立形貌标准样件，作为磨合试验质量检验的依据。

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