항공 밸브 본체의 밀봉된 밸브 구멍의 구멍 바닥 끝면의 고정밀 가공 문제를 해결하는 데 중점을 두고 독자적인 연구를 수행하여 조정 가능/안정화된 압력, 정밀 가이드 쌍을 갖춘 전동 연삭 끝면 장치를 채택했습니다. 구형 맞춤, 전송 및 위치 오류 보상. (ZL201820823098.4) 신가공 기술은 깊은 구멍의 하단 단면에 대해 고정밀도가 요구되는 가이드 구멍의 축을 기준으로 평탄도, 표면 거칠기, 수직도 등의 공정 기술적인 문제를 성공적으로 해결하고, 고공을 확대했다. -깊은 구멍의 정밀 하단면. 처리 기술은 강력한 고정 실용성과 높은 처리 효율성이라는 장점을 가지고 있습니다.
1 서문
특정 서보 밸브 제품은 특수한 구조로 설계되었습니다. 밸브 몸체 부분의 깊이 15H7 94mm 구멍에 밸브 부분이 설치됩니다. 밸브 외경과 밸브 구멍 내경은 슬라이딩 밸브 커플링 씰로 연결됩니다(그림 1 참조). 밸브 부품이 강제로 다른 위치로 이동하면 오일 회로 전환이 실현됩니다[1]. 일반적으로 닫혀 있을 때 밸브 구멍의 바닥면도 밀봉 표면입니다. 평탄도, 표면 거칠기, 구멍 축에 대한 직각도는 IT7 이상 수준입니다. 바닥면 구조와 특성값은 그림 2에 나와 있습니다.
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a) 열림 시 밸브 연결 구멍 B와 C의 위치
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b) 평상시 닫혀 있을 때 밸브 연결 구멍 A와 B의 위치
그림 1 슬라이드 밸브 커플링 씰의 개략도
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그림 2 밸브 구멍 하단면의 개략도와 밸브 구멍의 구조
이러한 기술적 성과가 성공적으로 구현된다면, 홀 바닥면의 정밀 가공을 위해서는 평면 연삭 원리를 기반으로 정밀한 유도, 낮은 압력, 안정적인 제어성을 갖춘 깊은 홀 바닥면 연삭 장치가 개발되어야 합니다. 우리나라는 외국의 항공기술에 의한 기술적 봉쇄로 인해 관련 연삭기술을 확보하기가 어렵습니다. 기존 기술에서는 구멍 바닥면을 연삭하기 위해 일반적으로 자기 연마 연삭 기술이 사용됩니다[2]. 이는 복잡한 곡면의 마무리 가공에 장점이 있습니다. , 표면 거칠기 값이 감소하여 효율은 높아지지만, 접지면의 평탄도 등 기하학적 정확도를 변경하거나 향상시키는 능력이 떨어져 범용성이 떨어집니다. 종래 기술에는 끝단면이 있는 연삭봉을 사용하여 구멍의 하단면을 연삭하는 방법도 있다. 예를 들어, CN201361804Y 특허 문서는 CNC 보링 및 밀링 기계용 깊은 구멍 바닥 연삭 공구를 공개합니다. 그러나 이 연삭 부품은 아직 사용되지 않았습니다. 연삭할 끝 표면과 기준 구멍 축의 직각도 요구 사항을 고려할 수 있습니다. 실제 작업 과정에서 구멍 깊이가 다른 구멍의 하단 평면을 연삭할 때는 분할 핀을 뽑은 다음 연삭 막대를 전달 막대에서 분리해야 합니다. 그래야만 연삭 막대를 해당 길이로 교체할 수 있습니다. 동시에, 깊은 구멍과 슬롯형 구조를 가공하는 것은 번거롭고 실제 제조 공정에서 효율성이 낮으며 설치가 불편합니다[3].
본 기술 성과로 독자적으로 개발한 연삭 부품(특허 번호 ZL201820823098.4)은 평탄도, 표면 거칠기, 구멍 하단면의 기준 구멍 축에 대한 직각도 등 품질 요구 사항을 고려할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 구멍 깊이의 표면 연삭에 사용됩니다. , 직접 정지할 수 있으며 해당 연삭 막대를 제거하고 교체할 수 있습니다. 작업이 더욱 편리해지고 연삭 효율을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
기존의 핵심 기술은 모두 해결되었으며, 각종 기술 지표는 설계 품질 요구 사항을 충족했을 뿐만 아니라 국내 선진 수준에 도달했습니다. 이러한 기술적 성과는 다양한 국가 핵심 항공기 모델을 지원하는 서보 밸브 제품용 밸브 본체 부품 생산에 성공적으로 홍보 및 적용되어 상당한 경제적 이익을 창출하고 우리나라 항공산업 발전에 기여하고 있습니다.
2 연구 아이디어
2.1 프로세스 어려움 분석
깊은 구멍 가공의 경우 평평한 바닥 가공은 전통적인 가공의 어려움입니다. 특히 이 프로젝트의 밸브 구멍의 경우 구멍 깊이 대 구멍 직경의 비율이 6:1을 초과하며 이는 깊은 구멍 가공에 속합니다. 공구 강성이 낮고 공구 진동 및 편향이 심하기 때문에 전통적인 선삭 및 보링 가공 방법으로는 고정밀 깊은 구멍 바닥의 기준 구멍에 대한 표면 거칠기, 평탄도 및 직각도를 동시에 보장하기가 어렵습니다. 기존 연삭 및 연마 기술은 본 프로젝트의 세 가지 핵심 지표를 고려할 수 없으므로 구멍 바닥면 연삭에 대한 기술 연구를 수행해야 합니다.
또한, 이 프로젝트의 주요 특징은 구멍 하단면의 평탄도 {{0}}.01mm와 구멍 하단면과 밸브 일치 구멍 축의 직각도입니다. 0.03mm는 3차원 좌표를 이용하여 직접 검출이 가능하지만, 구멍이 깊어서 표면 거칠기 측정기로는 구멍 하단면의 표면 거칠기 값 Ra=0.1μm가 직접 검출이 불가능합니다. , 따라서 신뢰성 있는 간접 측정 방법을 모색할 필요가 있다.
2.2 일반 아이디어
1) Φ15H7 구멍은 밸브의 미세 간격과 일치하여 정밀 커플링 하위 처리 기술을 최대한 활용하여 고정밀 수직 및 기타 요구 사항을 충족하는 정밀 가이드 포스트 및 가이드 부싱 툴링을 개발합니다. 그런 다음 기존 기술과 평면 연삭 원리 및 경험을 활용하여 조정 가능한 압력/안정화 힘을 적용하고 볼 조인트 연결 및 무한 오차와 같은 메커니즘 설계를 채택[4]하여 하단 끝의 정밀 가공을 구현합니다. 구멍의 얼굴.
2) 연삭은 마무리 공정으로 미세 가공 여유가 적은 가공에 적합하며 연삭 공구의 자체 손상이 심각합니다. 생산 효율성을 높이기 위해서는 연삭 전 구멍 바닥을 가공하는 새로운 공정 개발이 필요하다.
3) 홀 바닥면의 표면 거칠기 값 Ra{1}}.1μm을 측정하는 것이 어려운 문제를 해결하기 위해 첫 번째 조각 절단 검사 방법을 채택합니다.
따라서 이 프로젝트 성공의 열쇠는 표면 거칠기, 평탄도 및 수직성에 대한 요구 사항을 동시에 충족하고 현장 생산 효율성에 대한 요구 사항을 충족해야 하는 개발된 연삭 툴링 공정 장비에 있습니다.
2.3 기술 솔루션
(1) 연삭 장치 테이블 개발 : 새로운 유형의 전동 구멍 바닥면 연삭 장치를 자체 개발합니다. 홀 바닥면의 고품질 및 효율적인 연삭 가공을 달성하고 제품의 최종 요구 사항을 충족시키기 위해 가장 중요한 것은 홀 바닥면 연삭입니다. 연삭 장치는 구멍 하단 끝면의 평탄도와 표면 거칠기뿐만 아니라 기준 구멍 축에 대한 수직 요구 사항을 고려해야 하며 고정밀 일치 구멍을 가이드로 사용해야 합니다. 이러한 품질 요구 사항을 보장하기 위해 프로젝트 팀은 연삭 장치(연삭 구성 요소 ZL201820823098 .4)를 독립적으로 개발했습니다.
구멍 바닥의 평면을 연삭하는 것은 더 작은 표면 거칠기 값을 얻을 뿐만 아니라 더 중요한 것은 더 높은 평면 정확도를 얻는 것입니다[5]. 평탄도 오차 값이 작을수록 좋으며, (전통적인) 연삭 작업을 줄여야 합니다. 공정 중 고도로 숙련된 작업자에 의존하면 노동 강도가 줄어들어 연삭 효율성이 향상됩니다.
(2) 연삭 장치의 구조 : 설계 및 제작된 연삭 장치는 전동식 홀 바닥면 연삭 장치(그림 3 참조)로 무단계 속도 조절 및 제한된 공구 높이(예: 좌표 보링)를 통해 안정적인 출력을 제공합니다. 기계 및 기타 장비). 연삭 장치는 전압 조절/안정화 메커니즘, 볼 헤드 보조 전송 메커니즘, 가이드 쌍 및 연삭 막대의 4개 부분으로 구성됩니다. 전압 조절/안정화 메커니즘, 제어 가능한 스프링 압축으로 연삭 표면의 힘을 안정화합니다. 볼 헤드 보조 변속기 메커니즘은 클러치 작동을 용이하게 합니다. 볼 헤드의 기능은 연삭 막대의 끝 표면과 설치 시 스핀들 축 사이의 수직 오차를 수정하고 보상하여 연삭 막대의 작업 끝 표면과 연삭할 끝 표면이 일치하도록 하는 것입니다. 믿을 수 있는 핏으로. 이것이 핵심입니다. 핀의 외주면이 볼 헤드의 중심보다 낮게 설계되었습니다. 가이드 쌍은 깊은 구멍의 바닥을 연삭할 때 연삭할 끝 표면과 기준 구멍 사이의 직각도 요구 사항을 보장하는 데 적합합니다. 얕은 구멍 바닥면 연삭 장치 설계 시 가이드 설계가 필요 없으며, 연삭봉의 작업 단면이 연삭할 단면에 맞도록 볼 헤드를 자동으로 직접 정렬할 수 있습니다. 연삭봉 자체에는 높은 제조 정밀도가 요구됩니다. 예를 들어, 미크론 수준에 도달하려면 연삭 끝면의 평탄도와 회전 기준축에 대한 연삭 끝면의 직각도가 필요합니다. 동시에, 연삭 막대 끝면의 정맥 크기는 연삭 품질과 효율성에 영향을 미칩니다. 그것은 또한 거대하다. 실험적 검증을 통해 얻은 "웰" 그루브(그루브 폭 0.25mm, 깊이 0.5~1mm, 간격 1mm 및 균일하게 분포)의 설계 경험은 연삭 시 품질 및 효율성을 향상시키는 효과가 있습니다. 깊이 94mm의 ø15H7 구멍 하단 끝면. 더 좋습니다(그림 4 및 그림 5 참조).
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그림 3 연삭 장치의 구조
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그림 4 연삭 막대 끝 표면의 정맥
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그림 5 분쇄 효과 비교 결과
이 장치의 생산 요구 사항도 매우 높습니다. 공정 구성시 간격이 {{0}}.004~0.006mm인 커플링 부품을 연마/연삭하여 내부 구멍을 가공하고, 센터리스 연삭/원통 연삭을 가공하여 가공합니다. 포지셔닝 및 안내 기능을 충족시키기 위한 원통형 정밀 클리어런스. 0.03mm의 간격 요구 사항이 일치하는 어셈블리의 경우 어셈블리 요구 사항을 충족하기 위해 리밍/터닝과 같은 처리 기술이 채택됩니다(그림 6 참조).
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그림 6 실제 작업복
툴링의 실제 단계는 다음과 같습니다.
1) 스프링의 탄성력에 따라 스프링 압축량을 결정하고(그림 7 참조), 가이드 로드의 외부 표면에 표시선을 그리고(빨간색 표시이면 충분함) 잭스크류를 미리 조여 고정합니다. 그것.
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그림 7 스프링 압축량
2) 공작기계 척은 그림 8과 같이 전압 조절/안정화 메커니즘을 보유합니다.
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그림 8 툴링 테스트
3) 연삭면이 수평이 되도록 부품을 정확하게 위치시키거나 고정구로 고정하십시오.
4) 가이드로드의 오목구면과 연삭봉의 볼록구면이 맞도록 공작기계나 부품을 조정하고, 잭스크류를 풀어서 설치가 제대로 되었는지 확인합니다.
5) 연삭봉의 연삭 끝면에 균일한 두께의 연마 페이스트를 바르고 연삭봉을 해당 구멍에 넣은 다음 설치가 제자리에 있는지 수동으로 확인하십시오.
6) 핀로드의 양쪽 끝 노출 길이가 거의 동일하도록 연삭봉의 볼 헤드에 해당하는 구멍에 핀로드를 삽입하고 연결이 확실한지 수동으로 확인하십시오.
7) 공작 기계 매개변수를 설정하고, 연삭 작업을 위해 공작 기계를 시작하고, 단일 기간 동안 연삭 후 중지합니다.
연삭면의 품질이 검증될 때까지 다음 작업 주기를 입력합니다. 각 연삭 주기 후에 연삭 막대를 꺼낼 때 물 사포를 사용하여 주변 버를 청소해야 한다는 점에 유의해야 합니다.
이 장치는 지속적이고 안정적인 연삭 작업의 생산 요구 사항을 충족합니다. 이는 연삭 표면의 품질을 설계 품질 요구 사항에 맞게 충족시킬 뿐만 아니라 기존 수동 연삭에 비해 연삭 효율을 5배 이상 향상시킵니다. 특히, 작업자의 기술 수준 요구 사항이 크게 줄어들고 더 이상 작동할 수 있는 기술 수준(장비를 작동할 수 있으면 충분함)을 갖춘 기술자 및 인력을 지정할 필요가 없으므로 작업자의 노동 강도가 크게 줄어듭니다.
그림 9는 Grinding 시험을 보여주며, 여러 번의 시험을 통해 실증적 변수를 구하였다. Ø15mm 연삭면 1에 대한 경험 데이터: 스핀들 속도 60r/min, 스프링 탄성 4.6N·mm, 코팅 W5 연삭 페이스트 필름 두께 약 0.2mm, 연삭 지속 시간 15s/시간. Ø15mm 연삭면 2의 경험 데이터: 스핀들 속도 60r/min, 스프링 탄성력 4.6N·mm, 코팅 M5 연삭 페이스트 필름 두께 약 0.4mm, 연삭 지속 시간 2.5s/시간. 어떤 방법을 사용하더라도 타임아웃이 너무 길면 긁힘이 생길 위험이 있으므로 주의해야 합니다. 연삭 페이스트는 적시에 교체되어야 하며 부품이 자격을 갖추게 될 때까지 주기 작업을 수행해야 합니다.
