活門骨架空心尺寸的加工及檢測(cè)

南京機(jī)電液壓工程研究中心 （江蘇 211106） 張文麗

航空環(huán)控壓調(diào)系統(tǒng)中有很多活門類產(chǎn)品，其中某重點(diǎn)型號(hào)排氣活門中的活門骨架是個(gè)難加工件，在我中心科研生產(chǎn)實(shí)踐中很常見。它是一種材料為J15500的鐵鎳系軟磁合金，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，利用我中心現(xiàn)有的加工設(shè)備，積極探索出加工該類零件較好的工藝方案及其尺寸的檢測(cè)方法。

圖 1

1. 骨架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工難點(diǎn)

該活門骨架為鐵鎳系軟磁合金，這種合金材料比較軟，有較好的防銹性能和冷加工切磨削性能。該零件形狀結(jié)構(gòu)小、尺寸精度高，特別是1mm、10.2mm、11±0.01mm和15.2mm均以φ14mm孔的圓心為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，這些尺寸的加工和計(jì)量檢測(cè)有很大的技術(shù)難度；尺寸保證不好，導(dǎo)致裝配時(shí)轉(zhuǎn)子與成對(duì)的兩骨架左右繞組間隙大、磁通路不穩(wěn)定而漏磁現(xiàn)象嚴(yán)重，影響產(chǎn)品整體使用性能。設(shè)計(jì)圖樣要求骨架要成對(duì)加工，并做好配對(duì)標(biāo)記；在成對(duì)的兩個(gè)零件割開后，去除余量較大，極易產(chǎn)生變形。

2. 骨架工藝方案分析

毛坯選用棒料，采用先粗后精的工藝方案，制定總體流程大致如下：

毛坯→粗銑→粗磨→坐標(biāo)磨→研基準(zhǔn)孔→精磨→線切割→工具磨。

粗銑粗磨：銑出大致六方輪廓及內(nèi)孔，粗磨六方。

坐標(biāo)磨和研孔：以已磨端面為準(zhǔn)，坐標(biāo)磨和研磨基準(zhǔn)孔。

精磨：以基準(zhǔn)孔為準(zhǔn)，平磨四面。

線切割：割圖1中A－B、C－D、E－F三段等，并留0.1mm工具磨余量；成對(duì)的兩件割開后，做好配對(duì)記錄。

工具磨：磨圖1中A－B、C－D、E－F三段達(dá)圖，要求質(zhì)檢員到現(xiàn)場(chǎng)跟檢。

3. 萬能工具磨床上加工步驟

骨架在萬能工具磨床上具體加工步驟如下：

（1）確定加工余量 質(zhì)檢員在工作臺(tái)上用專用對(duì)比量規(guī)（見圖2）并配合專用心軸（見圖3）作為尺寸樣板測(cè)量每個(gè)工件A－B、C－D和E－F段以φ14mm孔圓心為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的尺寸實(shí)際加工余量，并對(duì)每個(gè)加工余量在記錄本上做好詳細(xì)的記錄，在工件上用彩筆做好對(duì)應(yīng)標(biāo)記。

（2）工件裝夾和找正 將工件放在工具磨床工作臺(tái)上，用小虎鉗夾端面固定，用杠桿千分表將其中的一側(cè)面找正拉直，將專用心軸（見圖3）放在φ14mm圓上，用杠桿千分表找正心軸以找正內(nèi)孔，保證跳動(dòng)量在0.002mm以內(nèi)。兩件割開后φ14mm孔的實(shí)際圓弧段很小，很難直接找正φ14mm圓心。

圖2 對(duì)比量規(guī)

圖3 專用心軸

（3）工具磨床上加工A－B、C－D和E－F段參照所記錄的每個(gè)工件加工余量，磨削圖1中零件A－B、C－D和E－F段到圖樣尺寸要求。

（4）檢驗(yàn)尺寸是否加工到位 用專用對(duì)比量規(guī)對(duì)照檢驗(yàn)A－B、C－D和E－F段尺寸是否滿足圖樣尺寸要求，如不滿足要求則重復(fù)以上的步驟，直到尺寸滿足為止。

4. 檢測(cè)量具的設(shè)計(jì)

對(duì)比量規(guī)的工作尺寸為 L＋R

零件尺寸的公差帶 δ＝b－a

量規(guī)的制造公差，即量規(guī)制造時(shí)所應(yīng)標(biāo)注的尺寸為：

新制量規(guī)：Lx＝（L＋R）±10%（±5%）×δ

磨損量規(guī)：Lm＝（L＋R）±8%×δ

圖2所示尺寸均是按新制量規(guī)的公差計(jì)算給定，專用心軸和對(duì)比量規(guī)通過計(jì)量室三坐標(biāo)檢測(cè)儀檢測(cè)尺寸均滿足圖樣設(shè)計(jì)要求。當(dāng)對(duì)比量規(guī)重復(fù)使用時(shí)，工作面通過計(jì)量檢測(cè)所磨損后的尺寸在磨損量規(guī)公差范圍內(nèi)時(shí)，仍視為合格量規(guī)。其中φ14mm孔在割開前尺寸控制在φ14.01mm，而心軸尺寸為φ（14.01±0.001）mm，故對(duì)比量規(guī)的尺寸公差可忽略此孔和軸的配合公差。因加工和測(cè)量尺寸多，設(shè)計(jì)圖2這種組合量規(guī)可避免使用的檢具和標(biāo)準(zhǔn)量塊太多，積累的誤差大、效率低、很難保證產(chǎn)品的質(zhì)量等缺點(diǎn)，操作和使用起來比較方便。

測(cè)量時(shí)將對(duì)比量規(guī)和工件放在工作臺(tái)上，將心軸與工件中基準(zhǔn)孔φ14mm配合，用杠桿千分表來找正心軸上端母線高度尺寸和對(duì)比量塊上端面進(jìn)行比較，以對(duì)比量塊上端面為零平面，兩者之差Δh（有正負(fù)之分，設(shè)千分表以工件尺寸向下偏置為正）即為此件工件的中心高度誤差；然后用對(duì)比量規(guī)作為尺寸樣板來確定磨削量：量規(guī)上所測(cè)尺寸高度設(shè)為h0，骨架上對(duì)應(yīng)的尺寸高度設(shè)為h，則每個(gè)尺寸上磨削加工余量為h +Δh – h0；質(zhì)檢員檢驗(yàn)所加工的尺寸是否合格時(shí)，先將對(duì)比量規(guī)上對(duì)應(yīng)尺寸高度用杠桿千分表設(shè)為零平面，再測(cè)量零件上對(duì)應(yīng)尺寸，杠桿千分表的偏置為Δh＋（b－a）時(shí)加工尺寸為合格。否則再次測(cè)量工件每個(gè)尺寸加工余量，磨削后直至尺寸合格為止。

5. 結(jié)語

經(jīng)過近年來多批次加工實(shí)踐表明，該方法加工出來的零件尺寸保證好，在很大程度上減小了零件變形，表面粗糙度值和平面度有很大的改善；以φ14mm孔圓心為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的尺寸都進(jìn)行了有效的計(jì)量檢測(cè)，能更好地滿足設(shè)計(jì)圖樣要求，解決了這種設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的尺寸難以加工和測(cè)量的難題，也解決了產(chǎn)品因裝配間隙大而漏磁的現(xiàn)象，較好地保證了產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，生產(chǎn)效率高且質(zhì)量穩(wěn)定。