من خلال التركيز على حل مشكلة التشغيل الآلي عالي الدقة للوجه السفلي للفتحة لثقب الصمام المحكم في جسم صمام الطيران، قمنا بإجراء بحث مستقل واعتمدنا جهاز طحن الوجه النهائي بمحرك مع ضغط قابل للتعديل/مستقر، وزوج توجيه دقيق، الملاءمة الكروية، وتعويض أخطاء النقل وتحديد المواقع. (ZL201820823098.4) نجحت تقنية المعالجة الجديدة في حل المشكلات الفنية للعملية مثل التسطيح وخشونة السطح والعمودي استنادًا إلى محور ثقب التوجيه الذي يتطلب دقة عالية للوجه السفلي للثقوب العميقة، وتوسيع النطاق العالي - وجه سفلي دقيق للثقوب العميقة. تتميز تكنولوجيا المعالجة بمزايا التطبيق العملي القوي وكفاءة المعالجة العالية.
1 مقدمة
تم تصميم منتج صمام مؤازر معين بهيكل خاص. يتم تركيب جزء الصمام في فتحة بعمق φ15H7 94 مم في جزء جسم الصمام. يتم توصيل القطر الخارجي للصمام والقطر الداخلي لفتحة الصمام بواسطة ختم اقتران الصمام المنزلق (انظر الشكل 1). عندما تضطر أجزاء الصمام إلى التحرك في مواضع مختلفة، يتم تحقيق تبديل دائرة الزيت [1]. عند الإغلاق الطبيعي، يكون المستوى السفلي لفتحة الصمام هو أيضًا سطح الختم. إن تسطيحها وخشونة سطحها وعموديتها على محور الثقب تصل إلى IT7 وما فوق. يظهر الشكل 2 هيكل سطحه السفلي والقيم المميزة.
صورة
أ) موضع الصمام الذي يربط الفتحتين B وC عند الفتح
صورة
ب) موضع الصمام الذي يربط الفتحتين A وB عندما يكون مغلقًا بشكل طبيعي
الشكل 1: رسم تخطيطي لختم اقتران الصمام المنزلق
صورة
الشكل 2: رسم تخطيطي للوجه السفلي لفتحة الصمام وهيكل فتحة الصمام
إذا تم تنفيذ هذا الإنجاز التقني بنجاح، فيجب تطوير جهاز طحن السطح السفلي للفتحة العميقة مع التوجيه الدقيق، وقوة الضغط المنخفض، وإمكانية التحكم المستقرة على أساس مبدأ الطحن المسطح لتحقيق المعالجة الدقيقة لسطح النهاية السفلية للفتحة. بسبب الحصار الفني الذي تفرضه تكنولوجيا الطيران الأجنبية على بلدنا، من الصعب الحصول على تكنولوجيا الطحن ذات الصلة. في التكنولوجيا الحالية، لطحن المستوى السفلي من الحفرة، يتم استخدام تقنية الطحن الكاشطة المغناطيسية بشكل عام [2]، والتي لها مزايا في إنهاء معالجة الأسطح المنحنية المعقدة. ، تنخفض قيمة خشونة السطح وترتفع الكفاءة، لكن القدرة على تغيير أو تحسين الدقة الهندسية مثل استواء المستوى الأرضي تكون ضعيفة، وبالتالي فإن تعدد الاستخدامات ضعيف. في التقنية السابقة، توجد أيضًا طريقة لطحن مستوى النهاية السفلية للفتحة باستخدام قضيب طحن مع مستوى نهائي. على سبيل المثال، وثيقة براءة الاختراع CN201361804Y تكشف عن أداة تجليخ قاع الثقب العميق لآلة التثقيب والطحن CNC. ومع ذلك، لم يتم استخدام عنصر الطحن هذا بعد. يمكن أن تأخذ في الاعتبار متطلبات التعامد للسطح النهائي المراد تأريضه ومحور الثقب المرجعي. في عملية التشغيل الفعلية، عند طحن المستوى السفلي من الثقوب ذات أعماق ثقب مختلفة، من الضروري سحب دبوس الكوتر ثم فصل قضيب الطحن عن قضيب النقل. عندها فقط يمكن استبدال قضيب الطحن بالطول المقابل. في الوقت نفسه، فإن معالجة الهياكل ذات الفتحات العميقة والفتحات أمر مرهق، ولها كفاءة منخفضة في عملية التصنيع الفعلية، وغير مريحة للتثبيت [3].
إن مكون الطحن (رقم براءة الاختراع ZL201820823098.4) الذي تم تطويره بشكل مستقل بواسطة هذا الإنجاز التكنولوجي لا يمكنه فقط أن يأخذ في الاعتبار متطلبات الجودة مثل التسطيح وخشونة السطح والعمودية بالنسبة لمحور الثقب المرجعي للسطح الطرفي السفلي للثقب، ولكن يمكنه أيضًا يمكن استخدامها لطحن الأسطح بأعماق ثقب مختلفة. ، يمكن إيقافه مباشرة ويمكن إزالة قضيب الطحن المقابل واستبداله. العملية أكثر ملاءمة ويمكن أن تزيد من تحسين كفاءة الطحن.
لقد تم حل جميع التقنيات الرئيسية الحالية، ولم تلبي المؤشرات الفنية المختلفة متطلبات جودة التصميم فحسب، بل وصلت أيضًا إلى المستوى المتقدم المحلي. وقد تم تعزيز هذا الإنجاز التكنولوجي وتطبيقه بنجاح في إنتاج أجزاء جسم الصمامات لمنتجات الصمامات المؤازرة التي تدعم مجموعة متنوعة من نماذج الطائرات الرئيسية الوطنية، مما يولد فوائد اقتصادية كبيرة ويساهم في تطوير صناعة الطيران في بلدي.
2 أفكار بحثية
2.1 تحليل صعوبات العملية
بالنسبة لمعالجة الحفرة العميقة، تعتبر المعالجة ذات القاع المسطح من صعوبة المعالجة التقليدية. خاصة بالنسبة لفتحة الصمام في هذا المشروع، فإن نسبة عمق الثقب إلى قطر الثقب تتجاوز 6:1، والتي تنتمي إلى معالجة الفتحة العميقة. نظرًا لضعف صلابة الأداة والاهتزاز الشديد للأداة وانحرافها، فإنه من الصعب على طرق المعالجة والتثقيب التقليدية ضمان خشونة السطح والتسطيح والعمودية على الفتحة المرجعية في الجزء السفلي من الثقوب العميقة عالية الدقة في نفس الوقت. لا يمكن لتكنولوجيا الطحن والتلميع الحالية أن تأخذ في الاعتبار المؤشرات الرئيسية الثلاثة لهذا المشروع، لذلك من الضروري إجراء بحث تقني حول طحن السطح السفلي للفتحة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الخصائص الرئيسية لهذا المشروع هي استواء الوجه السفلي للفتحة {{0}}.01 ملم وعمودية الوجه السفلي للفتحة ومحور فتحة الصمام المتطابقة 0.03 مم، يمكن اكتشافها مباشرة باستخدام إحداثيات ثلاثية الأبعاد، لكن قيمة خشونة السطح للوجه السفلي للفتحة Ra=0.1μm، نظرًا لأن الحفرة عميقة ولا يمكن لمقياس خشونة السطح إجراء الكشف المباشر لذلك يجب البحث عن طريقة قياس غير مباشرة يمكن الاعتماد عليها.
2.2 الفكرة العامة
1) يتم مطابقة الثقب φ15H7 مع الخلوص الدقيق للصمام، مما يجعل الاستفادة الكاملة من تكنولوجيا المعالجة الفرعية للاقتران الدقيق لتطوير عمود توجيه دقيق وأدوات جلبة توجيه لتلبية العمودية عالية الدقة والمتطلبات الأخرى. بعد ذلك، نعتمد على التكنولوجيا الحالية ومبادئ الطحن المستوي والخبرة لتطوير قوة الضغط/التثبيت القابلة للتعديل، ويتم اعتماد تصميم الآلية مثل توصيل الوصلة الكروية والخطأ اللانهائي [4] لتحقيق معالجة دقيقة للطرف السفلي وجه الحفرة.
2) الطحن هو عملية تشطيب، ومناسبة للمعالجة مع بدلات صغيرة من الآلات الدقيقة، والضرر الذاتي لأدوات الطحن خطير. من أجل تحسين كفاءة الإنتاج، من الضروري تطوير عملية جديدة لمعالجة الجزء السفلي من الحفرة قبل الطحن.
3) في ضوء المشكلة الصعبة المتمثلة في قياس قيمة خشونة السطح Ra=0.1μm على السطح السفلي للثقب، تم اعتماد طريقة فحص القطع للقطعة الأولى لحل المشكلة.
ولذلك، فإن مفتاح نجاح هذا المشروع يكمن في معدات عملية أدوات الطحن المطورة، والتي يجب أن تلبي في نفس الوقت متطلبات خشونة السطح، والتسطيح والعمودية، وتلبية متطلبات كفاءة الإنتاج في الموقع.
2.3 الحلول التقنية
(1) تطوير طاولة جهاز الطحن: تطوير نوع جديد من جهاز طحن السطح السفلي للفتحة الآلية بشكل مستقل. من أجل تحقيق معالجة طحن عالية الجودة وفعالة للسطح الطرفي السفلي للفتحة وتلبية المتطلبات النهائية للمنتج، فإن الشيء الأكثر أهمية هو طحن السطح السفلي للفتحة. يجب أن يأخذ جهاز الطحن في الاعتبار التسطيح وخشونة السطح للوجه السفلي للفتحة، بالإضافة إلى متطلبات العمودية بالنسبة لمحور الثقب المرجعي، واستخدام فتحات مطابقة عالية الدقة كدليل. من أجل ضمان متطلبات الجودة هذه، قام فريق المشروع بشكل مستقل بتطوير جهاز طحن (مكون الطحن ZL201820823098 .4).
إن طحن المستوى الموجود في قاع الحفرة لا يهدف فقط إلى الحصول على قيمة خشونة سطح أصغر، ولكن الأهم من ذلك هو الحصول على دقة مستوى أعلى [5]. كلما كانت قيمة خطأ التسطيح أصغر، كلما كان ذلك أفضل، ومن الضروري تقليل عملية الطحن (التقليدية). إن الاعتماد على المشغلين ذوي المهارات العالية أثناء العملية يقلل من كثافة اليد العاملة وبالتالي يحسن كفاءة الطحن.
(2) هيكل جهاز الطحن: جهاز الطحن المصمم والمصنع عبارة عن جهاز طحن السطح السفلي للفتحة بمحرك (انظر الشكل 3)، والذي يوفر طاقة موثوقة بمساعدة ضبط السرعة بدون خطوات وارتفاع الأداة المحدود (مثل الحفر المنسق الآلات والمعدات الأخرى). يتكون جهاز الطحن من 4 أجزاء: آلية تنظيم/تثبيت الجهد، وآلية نقل مساعدة برأس كروي، وزوج توجيه وقضيب طحن. آلية تنظيم/تثبيت الجهد، ضغط زنبركي يمكن التحكم فيه لتثبيت القوة على سطح الطحن. تعمل آلية النقل المساعدة ذات الرأس الكروي على تسهيل تشغيل القابض. وظيفة رأس الكرة هي تصحيح وتعويض الخطأ العمودي بين السطح النهائي لقضيب الطحن ومحور المغزل عند تثبيته، مما يضمن أن سطح نهاية العمل لقضيب الطحن والسطح النهائي المراد طحنه في نوبة موثوقة. هذا هو المفتاح. تم تصميم السطح المحيطي الخارجي للدبوس ليكون أقل من مركز رأس الكرة. يعتبر زوج الدليل مناسبًا للتوجيه عند طحن الجزء السفلي من الثقوب العميقة لضمان متطلبات التعامد بين السطح النهائي المراد طحنه والفتحة المرجعية. عند تصميم جهاز طحن السطح السفلي بفتحة ضحلة، ليست هناك حاجة لتصميم دليل، ويمكن محاذاة رأس الكرة تلقائيًا بشكل مباشر بحيث يتناسب سطح نهاية العمل لقضيب الطحن مع السطح النهائي المراد طحنه. يتطلب قضيب الطحن نفسه دقة تصنيع عالية. على سبيل المثال، يلزم تسطيح وجه نهاية الطحن وعمودية وجه نهاية الطحن بالنسبة للمحور المرجعي للدوران للوصول إلى مستوى الميكرون. في الوقت نفسه، يؤثر حجم الوريد لوجه نهاية قضيب الطحن على جودة وكفاءة الطحن. إنها أيضًا ضخمة. إن تجربة تصميم الأخاديد "البئرية" (عرض الأخدود 0.25 مم، العمق 0.5~1 مم، التباعد 1 مم والموزعة بشكل موحد) التي تم الحصول عليها من خلال التحقق التجريبي لها تأثير في تحسين الجودة والكفاءة عند الطحن الوجه السفلي للفتحة φ15H7 بعمق 94 مم. أفضل (انظر الشكل 4 والشكل 5).
صورة
الشكل 3: هيكل جهاز الطحن
صورة
الشكل 4: عروق على السطح النهائي لقضيب الطحن
صورة
الشكل 5: نتائج مقارنة تأثيرات الطحن
متطلبات الإنتاج لهذا الجهاز مرتفعة جدًا أيضًا. أثناء إنشاء العملية، يلزم شحذ/طحن أجزاء التوصيل ذات الفجوة المطابقة {{0}}.004 إلى 0.006 مم لمعالجة الثقب الداخلي، والطحن غير المركزي/الطحن الأسطواني للمعالجة الخلوص الدقيق الأسطواني لتلبية وظائف تحديد المواقع والتوجيه. بالنسبة للتجميعات التي تتطلب فجوة مطابقة تبلغ 0.03 مم، يتم اعتماد تقنيات المعالجة مثل التوسيع/الخراطة لتلبية متطلبات التجميع (انظر الشكل 6).
صورة
الشكل 6: ملابس العمل الفعلية
الخطوات العملية للأدوات هي كما يلي.
1) تحديد مقدار ضغط الزنبرك بناءً على القوة المرنة للزنبرك (انظر الشكل 7)، ورسم خط تحديد على السطح الخارجي لقضيب التوجيه (علامة حمراء تكفي)، ثم قم بإحكام ربط الرافعة مسبقًا للتثبيت هو - هي.
صورة
الشكل 7: كمية ضغط الربيع
2) يحمل ظرف الأداة الآلية آلية تنظيم/تثبيت الجهد، كما هو موضح في الشكل 8.
صورة
الشكل 8: اختبار الأدوات
3) ضع الجزء بشكل صحيح أو ثبته بمثبت بحيث يكون السطح المراد تأريضه في حالة أفقية.
4) اضبط أداة الآلة أو أجزائها بحيث يتناسب السطح الكروي المقعر لقضيب التوجيه مع السطح الكروي المحدب لقضيب الطحن، وتحقق مما إذا كان التثبيت في مكانه عن طريق فك برغي الرافعة.
5) ضع سمكًا موحدًا من المعجون الكاشطة على سطح نهاية الطحن لقضيب الطحن، ثم ضع قضيب الطحن في الفتحة المقابلة، وتأكد يدويًا من أن التثبيت في مكانه.
6) أدخل قضيب الدبوس في الفتحة المقابلة لرأس الكرة لقضيب الطحن، بحيث تكون الأطوال المكشوفة لطرفي قضيب الدبوس متساوية تقريبًا، وتأكد يدويًا من أن الاتصال موثوق به.
7) اضبط معلمات أداة الآلة، وابدأ تشغيل أداة الآلة لعملية الطحن، وتوقف بعد الطحن لمدة واحدة.
أدخل دورة التشغيل التالية حتى تصبح جودة سطح الأرض مؤهلة. تجدر الإشارة إلى أنه عند إخراج قضيب الطحن بعد كل دورة طحن، يجب استخدام ورق الصنفرة المائي لتنظيف النتوءات المحيطة.
يلبي هذا الجهاز احتياجات الإنتاج لعمليات الطحن المستمرة والمستقرة. فهو لا يمكّن جودة سطح الطحن من تلبية متطلبات جودة التصميم فحسب، بل يعمل أيضًا على تحسين كفاءة الطحن بأكثر من 5 مرات مقارنة بالطحن اليدوي التقليدي. على وجه الخصوص، يتم تقليل متطلبات مستوى المهارة للمشغل بشكل كبير، ولا حاجة لتعيين فنيين مؤهلين وموظفين يتمتعون بمستويات مهارة أعلى للتشغيل (يكفي أن يكونوا قادرين على تشغيل المعدات) مما يقلل بشكل كبير من كثافة اليد العاملة للمشغلين.
ويبين الشكل 9 اختبار الطحن، وتم الحصول على المعلمات التجريبية من خلال اختبارات متعددة. بيانات التجربة لسطح الطحن φ15 مم 1: سرعة المغزل 60r/min، مرونة الزنبرك 4.6N·mm، طلاء W5 سمك طبقة معجون الطحن حوالي 0.2 مم، مدة الطحن 15 ثانية/الوقت. بيانات الخبرة لسطح الطحن φ15 مم 2: سرعة المغزل 60 دورة/دقيقة، القوة المرنة الزنبركية 4.6 نيوتن · مم، طلاء طبقة معجون الطحن M5 سمك حوالي 0.4 مم، مدة الطحن 2.5 ثانية/الوقت. تجدر الإشارة إلى أنه بغض النظر عن الطريقة المستخدمة، هناك خطر حدوث خدوش حادة إذا كانت المهلة طويلة جدًا. يجب استبدال معجون الطحن في الوقت المناسب ويجب تنفيذ الدورة حتى تصبح الأجزاء مؤهلة.
