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      閥芯去毛刺工藝研究

      2021-07-01 05:46:42王宗勇邵宗光荊興亞江平
      中國金屬通報(bào) 2021年6期
      關(guān)鍵詞:液壓閥機(jī)加工外圓

      王宗勇,邵宗光,荊興亞,江平

      (徐州阿馬凱液壓技術(shù)有限公司,江蘇 徐州 221004)

      閥芯,作為重要的液壓零件,毛刺的去除是加工工藝中的重要一步。目前,對于機(jī)加工毛刺,常見的去毛刺工藝包括手工去毛刺、高壓水去毛刺、熱能去毛刺、磨粒流去毛刺、電解去毛刺、化學(xué)去毛刺等[1]。

      不同的去毛刺方法,特點(diǎn)和適用范圍也有所區(qū)別。在閥芯整個(gè)加工工藝流程中,各工序產(chǎn)生的毛刺特點(diǎn)不同,去毛刺的要求亦不同,系統(tǒng)考慮閥芯去毛刺問題,設(shè)計(jì)不同的去毛刺工藝,對于經(jīng)濟(jì)、高效地保證去毛刺質(zhì)量尤為重要。

      1 概況

      由于工件材料的機(jī)械性能對毛刺的產(chǎn)生及毛刺形態(tài)有很大影響[2],對于工件不同工序產(chǎn)生的毛刺,應(yīng)安排不同去毛刺工藝。

      因此,考慮毛刺特征和不同去毛刺工藝特點(diǎn),經(jīng)過多輪實(shí)際驗(yàn)證,閥芯加工工藝流程可設(shè)計(jì)為:機(jī)加工→毛刷輪粗去毛刺→手工去刺→清洗→表面處理→粗磨外圓→尼龍輪精去毛刺→精磨→清洗。下面重點(diǎn)介紹幾種去毛刺工藝。

      2 閥芯去毛刺工藝

      在閥芯加工過程中,外圓車削、銑削、鉆孔等機(jī)加工作業(yè)和外圓粗、精磨削作業(yè),都會(huì)產(chǎn)生毛刺。對于機(jī)加工作業(yè)過程中產(chǎn)生的內(nèi)孔過渡處的飛邊、毛刺,常借助手工工具進(jìn)行去除;對于機(jī)加工過程中產(chǎn)生的外圓處飛邊、毛刺,可采用安裝鋼絲輪的通過式去毛刺設(shè)備進(jìn)行粗去毛刺;對于磨削過程中產(chǎn)生的毛刺,可在精磨前,采用安裝尼龍輪的通過式去毛刺設(shè)備進(jìn)行精去毛刺。

      2.1 鋼絲輪去毛刺

      在機(jī)加工過程中,工件未經(jīng)表面處理,表面硬度較低,塑形較強(qiáng),由于材料的塑形變形,在剪切斷面處會(huì)形成飛邊毛刺、擠壓毛刺等,尤其在閥芯節(jié)流槽直角邊緣及槽內(nèi)圓孔集中了較大尺寸的毛刺。

      為提升閥芯去毛刺的效率,對于外圓處產(chǎn)生的機(jī)加工毛刺,可采用通過式去毛刺設(shè)備,該設(shè)備采用無心磨床結(jié)構(gòu)形式,不同之處在于,將砂輪改為鋼絲去毛刺輪。可快速去除外圓毛刺。該設(shè)備可配置上下料裝置,實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化,極大提升加工效率,降低加工成本。

      圖1 通過式去毛刺設(shè)備布局圖

      圖2 通過式去毛刺設(shè)備去毛刺部分和鋼絲輪示意圖

      由于不同的鋼絲線徑、鋼絲長度和密度,去毛刺的效果也會(huì)不同,線徑越大,剛性越強(qiáng),去毛刺作用越強(qiáng),去毛刺后表面越粗糙,線徑過大,容易產(chǎn)生劃傷。鋼絲長度越短,剛性越強(qiáng),去毛刺作用越強(qiáng),但使用壽命越短。鋼絲密度越大,去毛刺作用越強(qiáng),但密度太大,會(huì)對節(jié)流槽側(cè)邊的毛刺去除效果產(chǎn)生不利影響。經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證,采用鋼絲線徑0.15mm、鋼絲長度40mm、密度2000根/cm2的鋼絲輪,去除外圓處產(chǎn)生的機(jī)加工毛刺效果較好。

      圖3 閥芯外圓處毛刺

      圖4 閥芯外圓去除毛刺后效果

      2.2 手工去毛刺

      由于鋼絲輪去毛刺對于外圓處毛刺的去除效果較好,對于內(nèi)孔處的毛刺,一般采用手工去除的方式更為經(jīng)濟(jì)、有效。常用的手工去毛刺工具包括高速鋼鉆頭、刮刀、銼刀等,同時(shí)可采用氣動(dòng)或電動(dòng)工具,提升手工去毛刺效率。手工去毛刺實(shí)際效果受操作者熟練程度影響很大,對于手工去毛刺方法、去除范圍,去除程度,應(yīng)根據(jù)毛刺狀態(tài)和去毛刺要求,制作具體的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

      圖5 手工去毛刺工具

      2.3 尼龍輪去毛刺

      如閥芯工藝流程所示,閥芯經(jīng)表面處理后,需進(jìn)行粗磨外圓和精磨外圓加工,閥芯表面處理后表面硬度可達(dá)52-58HRC,粗磨產(chǎn)生的毛刺較小,經(jīng)顯微觀察測量,粗磨后的閥芯毛刺尺寸約為20μm~50μm。

      圖6 毛刺微觀圖像

      對于這類毛刺,手工去除較為困難,且效果難以保證。經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證,采用通過式去毛刺設(shè)備,效果較好。此處去毛刺設(shè)備,同樣為無心磨床結(jié)構(gòu),砂輪改為尼龍輪。尼龍輪目數(shù)越小,硬度越高,去毛刺作用越強(qiáng),去毛刺后表面越粗糙,邊緣形成的圓角越大。經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證,尼龍輪目數(shù)一般采用240#,硬度為7P。

      為更好的保證去毛刺效果,尼龍輪為5片組合,每片之間設(shè)置一定間隔,起到容納鐵屑的作用,可以避免在去毛刺過程中劃傷表面。尼龍輪去毛刺工序產(chǎn)生的圓角,對于避免在液壓閥使用過程中的閥芯劃傷、卡滯,提升閥芯的使用壽命,亦有助益。

      圖7 通過式去毛刺設(shè)備去毛刺部分和尼龍輪示意圖

      由于閥芯對于尺寸精度和圓柱度要求較高,一般為2μm。精磨工序作為決定尺寸精度和形狀精度的最終工序,加工余量較??;而尼龍輪去毛刺工序可產(chǎn)生約0.05mm的圓角,可有效防止精磨工序毛刺的產(chǎn)生,因此,一般精磨工序之后不再安排單獨(dú)的去毛刺工序。

      圖8 車削形成的尖角(×500)

      圖9 去毛刺形成的圓角(×500)

      3 結(jié)語

      工程機(jī)械液壓閥芯的加工質(zhì)量,是影響液壓閥性能和使用壽命的關(guān)鍵因素,閥芯對尺寸精度、形狀精度和粗糙度有著極高的要求,同樣,毛刺的控制和去除直接影響閥芯質(zhì)量,是保證閥芯在液壓閥壽命周期使用性能和壽命的關(guān)鍵。通常我們對閥芯加工精度尤為重視,對于毛刺的控制,一定程度有所忽略。因此系統(tǒng)研究閥芯不同工序毛刺狀態(tài),并有針對性設(shè)計(jì)去毛刺工序,對于提升液壓閥的質(zhì)量和使用壽命,意義重大。

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