自动配磨技术

一．伺服阀滑阀副配磨的技术要求

       伺服阀滑阀副液压放大路是借阀芯与阀套的相对运动改变节流孔的面积以达到对液流进行控制的目的。滑阀副的配磨是以阀套孔径及阀套方窗轴向位置尺寸为基准，对阀芯径向尺寸和控制边的轴向尺寸进行配磨，以达到既定的技术要求，如图1所示。

图1：滑阀副示意图

阀套作为基准已经加工完成，需要对图2所示阀芯相应尺寸进行精密配对，阀芯加工关键技术要求如下：

图2：阀芯示意图

1. 阀芯圆柱度要求≦0.0015，圆度≦0.001；

2. a 、b 、C 、d四边跳动≦0.001；

3. a 、b 、C 、d四边确保锐边无毛刺；

4. 阀芯与阀套间隙6-8μ( 公差2μ 以内)；

5. 工作边搭接量2-4μ( 公差2μ 以内)。

二．传统阀芯配磨工方法及存在问题

1. 阀芯阀套无法实现锥度配磨，配合间隙不稳定:

       作为基准的阀套内孔精加工后必定存在一定锥度(微米级)，传统的磨削方法是使用进口的瑞士超精密外圆磨床，测量阀套内孔一个位置的尺寸控制阀芯的外径无法实现锥度的配合，只能根据经验选定；无法按照阀套内孔锥度的大小及阀芯配磨阀芯；圆柱度的控制只能通过手工进行微调；故此种情况下的间隙配磨，不能*控制全行程内滑阀副间隙的一致。

2.工作边毛刺状态不受控：

       只能手工去毛刺，一般是技术人员采用金相砂纸对外圆和端面进行反复的按压处理去毛刺，手感检测毛刺状态，不能实现稳定可靠的毛刺去除方法。

3.搭接量配磨效率低下，废昂率非常高:

       任意一个限流边的搭接量只能采用反复通过液力配磨台测量然后磨削的方式完成。工作量大、效率低，基准变换频率高，质量稳定性差，对技术人员个人素质依赖过大；液力配磨台曲线存在人工判断误差，无可靠、稳定的检测反馈法，对技术人员个人素质依赖过大。

三．国内同行现状

据调查了解，国内基本没有研究出对此三大核心问题的系统解决方案，基本都是采用以上传统工艺方法。

伺服阀在国外已经有非常长的研制和批量生产历史，瑞士克林伯格公司在本公司TSCHUDIN 机床上针对阀滑阀副的配磨提出了一揽子的解决方案，可以实现伺服阀阀芯的在线自动配磨，并且无毛刺产生，一次装夹磨削中，既保证了配合尺寸合格，又获得了可控的锐边质量，、稳定、可控的解决伺服阀滑阀副配磨的一系列问题。

四．TSCHUDIN磨床滑阀副在线自动配磨系统

1.TSCHUDIN高精度数控外圆磨床

设备尺寸精密、稳定性要求高的圆柱类零件的磨削。

采用关键技术及规格参数如下：

       高刚性超级稳定床身、静压导轨技术、高速高刚性高精度在砂轮架，与磨削专家共同开发定制的专业数控系统。

2.径向在线测量系统和轴向在线测量系统

       径向采用两个测头，测量重复精度小于0.1μ；轴向采用两个测头，测量重复精度小于0.1μ.。轴向测量系统，安装在与Z轴平行的数控轴上，与系统集成，对搭接边进行在线测量和反馈。以上均能通过磨前、磨中、磨盾的测量实现100%的磨削过程控制。

3.锥度自动精密微调系统

       采用液压驱动尾座，可以通过系统驱动，对锥度进行精密调整，分辨率0.1μ，配合外圆的两个在线测头，实现锥度配磨。

4.无毛刺同步磨削系统

       采用安装在头架或者尾架上的同步磨削装置，实现同步磨削或者无毛刺磨削，确保稳定的锐边质量。

· 加工过程描述 ·

       工序1：根据阀套内孔自动配磨间隙及锥度

       根据与机床控制系统连接的磨前测量系统测量阀套内孔及锥度，数据自动传输到机床控制系统，自动配磨阀芯的尺寸及锥度。

磨前测量台

在线配磨

磨削结果：自动配磨后间隙公差< 1μm；圆度< 0.5μm；直线度< 05μm

       工序2 : 精密配磨限流边，确保轴向尺寸、限流边的尖边及无毛刺

       根据液力配磨实验台进行位置流量特性测试，使用两组轴向测量仪，配磨轴向尺寸，同时无毛刺磨削装置进行无毛剌磨削。

实际磨削效果图

工序2达到的结果:

确保轴向尺寸的公差< 1μm

确保限流边的理论尖边及无毛刺：下图为经过300×电子显微镜测量后的比较

传统去除毛刺后效果      

 无毛刺同步磨削后效果     

五．KELLENBERGER公司TSCHUDIN伺服滑阀方案自动配磨技术总结

测量技术：

■  通过完整的磨前、在线及磨后测量技术实现100%过程及质量控制

■  磨削实现在线控制，确保精度要求

■ 在线控制径向及轴向尺寸

■  测量及定位采用气动及动态压力测量技术

■  整个工艺可优化至：

       自动分组、自动配对,尺寸及公差的趋势控制，磨削结果分析，连接*计算机及通讯，实现与液力配磨台的数据通讯等等。

选配上下料装置：

■  可使用全自动内置上下料装置或独立的上下料装置

■  零件的装入及移出滑轨可集成于机床

■  模块化、高柔性上下料装置

■  高度自动化