CN113102851A - 一种阀体多维度斜孔加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阀体多维度斜孔加工方法，所述方法采用三轴电火花机床加工，借助工装底座实现阀体多维度斜孔偏转，通过尺寸转换找正小孔中心实现最终斜孔尺寸和角度的加工。本发明所涉及的二维斜孔加工工装，结构简单，制作方便，对设备要求不高(普通三轴电火花机床)，电极找正准确、快捷，尤其适用于大批量零件生产，具有降低生产成本，提高生产效率的作用。

Description

一种阀体多维度斜孔加工方法
技术领域
本发明涉及一种液压系统阀体电火花加工方法，具体涉及一种阀体多维度斜孔加工方法。
背景技术
阀体作为液压系统中常用的零部件，由于结构和功能需要，其内部多含有细长油道，这些油道大多长细比超过5，而且直径较小，这些孔用铣削加工的方式已经不能实现，只能采用电火花方法加工。
对于斜孔电火花加工目前有三种解决办法：使用工装，改变电极夹头方向；使用装置改变零件方向；制作电极，靠电极的角度保证斜孔的加工。对于多维度斜孔，一般采用五轴电火花机床或者借助多角度转向工装加工。
CN111889828A公开了一种多工位多角度的电火花加工装置，该装置虽然可以实现多维度斜孔的加工，但是太依赖设备，而且角度调整不便。
CN210160546U公开了一种角度便于调节的电火花加工用夹具，CN211564771U公开了一种电火花设备用加工斜孔的装置，上述电火花加工用夹具虽然解决了加工过程中角度不便调节的问题，但是仅能单向偏转，不能实现多维度偏转。
CN207464379U公开一种用于电火花加工的多角度电极夹具，CN205200740U公开了一种多角度放电加工治具，上述夹具通过装置改变零件方向实现电火花加工，对于角度方向改变只能在一维层面上。
CN101774051A公开了一种斜小孔电火花加工装置，该装置根据斜小孔与X轴或Z轴夹角，利用连接体上刻度，调整电极角度实现了多维度电火花加工，但是整体计算过程繁琐，可操作性较差，而且受电极影响误差较大。
CN207508465U公开了一种电火花加工专用主轴偏摆装置，CN106001818A公开了一种适用于电火花机床的万向角度头，该装置与主轴连接可以实现电极偏转，其功能与加工一个复杂电极靠电极保证斜孔角度方向效果类似，这种方法需要对机床编程保证主轴沿电极方向移动才能实现斜孔加工。
CN110064804A公开了一种航空零部件空间角度小孔的加工方法，该方法利用五轴高速电火花机床，采用坐标投影法进行空间角度小孔尺寸的坐标转换，实现了空间小孔的加工，该方法对设备要求较高而且需要坐标系换算。
名称为“一种逆向求证多角度斜面型孔的加工方法”的文献根据计量活门多角度斜面型孔的特征，加工出多角度斜面电极，实现了多角度斜面型孔的加工。
综上所述，使用工装改变电极夹头方向的方法以及凭借电极实现多角度电火花加工的方法，均需要设置程序，保证主轴移动方向与电极方向一致，整体过程繁琐，造价高昂，效率不高；而使用工装改变零件方向的设备仅能实现单向偏转，无法实现二维偏转，而且上述文献中大多没有说明电极找正方法。
发明内容
为了解决阀体多维度斜孔无法用三轴电火花机床直接加工，加工效率低，不利于大批量加工的问题，本发明提供了一种阀体多维度斜孔加工方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种阀体多维度斜孔加工方法，采用三轴电火花机床加工，借助工装底座实现阀体多维度斜孔偏转，通过尺寸转换找正小孔中心实现最终斜孔尺寸和角度的加工，其中：
所述工装底座按照下列原则设计：
S1、底座上下、左右、前后面均与阀体平行且对应；
S2、在底座左右两侧面基础上设计两平行面，该平行面与侧面的夹角等于多维度斜孔中轴线和表面过圆心的法线所组成的面与阀体侧面的夹角α；
S3、在底座下表面设计一斜面，该斜面与底座下表面的夹角等于多维度斜孔中轴线与阀体下表面夹角β的余角π/2-β；
S4、底座上设有便于阀体安装的安装槽，安装槽各面与阀体外形各面平行且对应；
S5、底座上设有便于阀体安装固定的连接螺纹孔，设计阀体与底座固定时，考虑阀体的定位，选阀体中两个相互垂直的面与底座接触定位；
S6、虎钳装夹底座两平行面，两平行面与工作台坐标系中xoz面平行，底座斜底面与工作台坐标系xoy平行；
所述通过尺寸转换找正小孔中心包括以下步骤：
S1、借助原斜孔中心定位尺寸确定偏转后小孔中心的位置尺寸，参考图1中坐标系，设y方向定位尺寸为y0，x方向定位尺寸为x0；
S2、阀体装夹完成后电极在y方向上按尺寸y'找正：
y'＝y0*cosα+d/2 (1)；
式中，y'为y方向找正尺寸；y0为y方向原定位尺寸；d为电极直径；α为多维度斜孔中轴线和表面过圆心的法线所组成的面与阀体侧面的夹角；
S3、阀体装夹完成后电极在x方向上按尺寸x'找正：
Figure BDA0003034095380000041
式中，x'为x方向找正尺寸；x0为x向原定位尺寸；d为电极直径；β为多维度斜孔中轴线与阀体下表面夹角；
S4、找正完成后电极向下加工预定深度，即可完成多维度斜孔的加工。
相比于现有技术，本发明具有如下优点：
本发明所涉及的二维斜孔加工工装，结构简单，制作方便，对设备要求不高(普通三轴电火花机床)，电极找正准确、快捷，尤其适用于大批量零件生产，具有降低生产成本，提高生产效率的作用。
附图说明
图1是多维度斜孔电火花加工工装装配图；
图2是阀体主视图；
图3是阀体沿小孔剖视图；
图4是阀体后视图；
图5是底座主视图；
图6是底座俯视图；
图7是底座立体图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
本发明提供了一种多维度斜孔电火花加工工装，如图1-7所示，所述工装整体由阀体1、底座2、内六角螺钉3(2个)组成，所述阀体1靠面1-9和面1-10和面1-8定位，由内六角螺钉3紧固在底座2上；所述底座2底面与工作台底面平齐接触，底座底面与阀体底面的夹角为斜孔与阀体底面夹角β的余角，底座2两侧面靠虎钳定位，底座侧面与阀体侧面的夹角等于斜孔中轴线和表面过圆心的法线所组成的面与阀体侧面的夹角α；所述内六角螺钉3用来将阀体1紧固在底座2上面。具体结构如下：
所述阀体1中，整体外形为长方体，参照图1方位，阀体面1-3为前面，面1-8为后面，面1-6为上面，面1-7为下面，面1-5为左面，在此基础上有“耳朵特征”用于安装，面1-9和面1-10平齐并均与面1-6平行，1-1和1-2为两安装孔；
所述阀体1中含有一多维度斜孔1-4，孔直径为Φd1，该斜孔中轴线和面1-6过圆心的法线所组成的面与阀体面1-5的夹角为α，孔中轴线与阀体底面1-6的夹角为β；
所述底座2中，整体外形为长方体，参照图1方位，底座面2-6为上面，面2-10为下面，面2-4为右面，在此基础上，面2-5与底座底面2-4之间的二面角为α，面2-9与面2-10之间的夹角为π/2-β，中间槽为阀体安装槽，槽特征与阀体外形对应，底座孔2-1和孔2-2之间的中心距与阀体孔1-1和孔1-2之间的中心距相等。
安装方法如下：
所述阀体1中，阀体面1-8(非面1-3)和底座面2-8接触定位，阀体面1-9、面1-10和底座面2-6接触定位，孔1-1和孔1-2为阀体安装孔，该实施例中以该两处孔为安装孔，通过底座螺纹孔2-1、螺纹孔2-2，利用螺钉3将阀体1紧固在底座2上面，阀体面1-7和底座面2-3不接触，两者之间存在一定间隙；
装夹时，底座面2-9与工作台面贴紧平齐，即与工作台坐标系xoy面平行，底座面2-5和面2-7通过虎钳装夹在工作台上，装夹时需保证底座面2-5和面2-7与工作台坐标系xoz面平行。
找正方法如下：斜孔所在凸台直径为ΦD，找正时，通过电极触碰，找到该圆上与阀体面1-8距离最近的点，将电火花机床主轴沿z轴向上移动，而后沿x向靠近圆心方向移动距离m，该处向下投影即为小孔中心。
m＝d/2+D/2*sinβ (3)
电极对刀，向下按预定深度加工即可得到要求斜孔。

Claims (3)

1.一种阀体多维度斜孔加工方法，其特征在于所述方法采用三轴电火花机床加工，借助工装底座实现阀体多维度斜孔偏转，通过尺寸转换找正小孔中心实现最终斜孔尺寸和角度的加工，其中：
所述工装底座按照下列原则设计：
S1、底座上下、左右、前后面均与阀体平行且对应；
S2、在底座左右两侧面基础上设计两平行面，该平行面与侧面的夹角等于多维度斜孔中轴线和表面过圆心的法线所组成的面与阀体侧面的夹角α；
S3、在底座下表面设计一斜面，该斜面与底座下表面的夹角等于多维度斜孔中轴线与阀体下表面夹角β的余角π/2-β；
S4、底座上设有便于阀体安装的安装槽，安装槽各面与阀体外形各面平行且对应；
S5、底座上设有便于阀体安装固定的连接螺纹孔，设计阀体与底座固定时，考虑阀体的定位，选阀体中两个相互垂直的面与底座接触定位；
S6、虎钳装夹底座两平行面，两平行面与工作台坐标系中xoz面平行，底座斜底面与工作台坐标系xoy平行；
所述通过尺寸转换找正小孔中心包括以下步骤：
S1、借助原斜孔中心定位尺寸确定偏转后小孔中心的位置尺寸，参考图1中坐标系，设y方向定位尺寸为y0，x方向定位尺寸为x0；
S2、阀体装夹完成后电极在y方向上按尺寸y'找正；
S3、阀体装夹完成后电极在x方向上按尺寸x'找正；
S4、找正完成后电极向下加工预定深度，即可完成多维度斜孔的加工。
2.根据权利要求1所述的阀体多维度斜孔加工方法，其特征在于所述y的计算公式如下：
y'＝y0*cosα+d/2；
式中，y'为y方向找正尺寸；y0为y方向原定位尺寸；d为电极直径。
3.根据权利要求1所述的阀体多维度斜孔加工方法，其特征在于所述x'的计算公式如下：
Figure FDA0003034095370000021
式中，x'为x方向找正尺寸；x0为x向原定位尺寸；d为电极直径。
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