תוך התמקדות בפתרון הבעיה של עיבוד דיוק גבוה של הקצה התחתון של החור של חור שסתום אטום בגוף שסתומים תעופה, ביצענו מחקר עצמאי ואימצנו התקן קצה קצה שחיקה ממונע עם לחץ מתכוונן/מיוצב, זוג מוביל מדויק, התאמה כדורית, ופיצוי שגיאות העברה ומיקום. (ZL201820823098.4) טכנולוגיית התהליך החדשה פתרה בהצלחה את הבעיות הטכניות בתהליך כגון שטוחות, חספוס פני השטח ואנכיות בהתבסס על הציר של חור ההנחיה הדורשים דיוק גבוה עבור הקצה התחתון של חורים עמוקים, והרחיבה את הרמה הגבוהה - קצה תחתון מדויק של חורים עמוקים. לטכנולוגיית העיבוד יש את היתרונות של יכולת ביצוע חזקה של מתקן ויעילות עיבוד גבוהה.
1 הקדמה
מוצר מסוים של שסתום סרוו מתוכנן עם מבנה מיוחד. חלק שסתום מותקן בחור עמוק של φ15H7 94mm בחלק גוף השסתום. קוטר השסתום החיצוני והקוטר הפנימי של חור השסתום מחוברים על ידי אטם צימוד שסתום הזזה (ראה איור 1). כאשר חלקי השסתומים נאלצים לנוע במיקומים שונים, מיתוג מעגל השמן מתממש [1]. כאשר הוא סגור בדרך כלל, המישור התחתון של חור השסתום הוא גם משטח האיטום. השטיחות, חספוס פני השטח והניצב לציר החור גבוהים כמו IT7 ומעלה. מבנה המשטח התחתון והערכים האופייניים שלו מוצגים באיור 2. מוצג.
תְמוּנָה
א) מיקום השסתום המחבר את החורים B ו-C בעת הפתיחה
תְמוּנָה
ב) מיקום השסתום המחבר את חורים A ו-B כשהוא סגור בדרך כלל
איור 1 תרשים סכמטי של אטם צימוד שסתום שקוף
תְמוּנָה
איור 2 תרשים סכמטי של הקצה התחתון של חור השסתום והמבנה של חור השסתום
אם הישג טכני זה מיושם בהצלחה, יש לפתח מכשיר השחזה של משטח קצה תחתון של חור עמוק עם הנחייה מדויקת, כוח לחץ נמוך ויכולת שליטה יציבה על בסיס עקרון השחזה המישורית כדי להשיג עיבוד מדויק של משטח הקצה התחתון של החור. בשל המצור הטכני שמטילה טכנולוגיית התעופה הזרה על ארצנו, קשה להשיג טכנולוגיית שחיקה רלוונטית. בטכנולוגיה הקיימת, לטחינת המישור התחתון של החור, נעשה שימוש בדרך כלל בטכנולוגיית שחיקה שוחקת מגנטית [2], שיש לה יתרונות בעיבוד גימור של משטחים מעוקלים מורכבים. , ערך החספוס של פני השטח יורד והיעילות גבוהה יותר, אך היכולת לשנות או לשפר את הדיוק הגיאומטרי כגון השטיחות של מישור ההארקה ירודה, ולכן הרבגוניות ירודה. בטכנולוגיה הקודמת, ישנה גם שיטה לטחינת מישור הקצה התחתון של החור באמצעות מוט שחיקה עם מישור קצה. לדוגמה, מסמך הפטנט CN201361804Y חושף כלי שחיקה תחתון של חורים עמוקים עבור מכונת קידוח וכרסום CNC. עם זאת, עדיין לא נעשה שימוש ברכיב השחזה הזה. זה יכול לקחת בחשבון את דרישות הניצב של משטח הקצה שיש לקרקע ואת הציר של חור הייחוס. בתהליך הפעולה בפועל, כאשר טוחנים את מישור הקצה התחתון של חורים עם עומקי חורים שונים, יש צורך לשלוף את סיכת הדק ולאחר מכן להפריד את מוט השחזה ממוט ההילוכים. רק אז ניתן להחליף את מוט השחזה באורך המתאים. יחד עם זאת, עיבוד חורים עמוקים ומבנים מחורצים הוא מסורבל, בעל יעילות נמוכה בתהליך הייצור בפועל, ואינו נוח להתקנה [3].
רכיב השחזה (מספר פטנט ZL201820823098.4) שפותח באופן עצמאי על ידי הישג טכנולוגי זה יכול לא רק לקחת בחשבון דרישות איכות כגון שטוחות, חספוס פני השטח וניצב ביחס לציר חור הייחוס של משטח הקצה התחתון של החור, אלא גם יכול לקחת בחשבון. לשמש לטחינת משטח של עומקי חורים שונים. , ניתן לעצור אותו ישירות וניתן להסיר ולהחליף את מוט השחזה המתאים. הפעולה נוחה יותר ויכולה לשפר עוד יותר את יעילות הטחינה.
כל טכנולוגיות המפתח הקיימות נפתרו, ואינדיקטורים טכניים שונים לא רק עמדו בדרישות איכות העיצוב, אלא גם הגיעו לרמה המתקדמת המקומית. הישג טכנולוגי זה קודם ויושם בהצלחה בייצור חלקי גוף שסתומים עבור מוצרי שסתומי סרוו התומכים במגוון דגמי מפתח לאומיים של מטוסים, מייצרים יתרונות כלכליים ניכרים ותורם לפיתוח תעשיית התעופה של ארצי.
2 רעיונות מחקר
2.1 ניתוח קשיי תהליך
עבור עיבוד חורים עמוקים, עיבוד תחתית שטוחה הוא קושי עיבוד מסורתי. במיוחד עבור חור השסתום בפרויקט זה, היחס בין עומק החור לקוטר החור עולה על 6:1, השייך לעיבוד חורים עמוקים. בשל קשיחות הכלים ירודה ורטט והטיית הכלים הקשים, קשה לשיטות הפיתוח וההקדמות המסורתיות להבטיח בו-זמנית את חספוס פני השטח, השטיחות והניצב לחור הייחוס בתחתית חורים עמוקים בעלי דיוק גבוה. טכנולוגיית ההשחזה והליטוש הקיימת אינה יכולה לקחת בחשבון את שלושת האינדיקטורים המרכזיים של פרויקט זה, ולכן יש צורך לבצע מחקר טכני על השחזה של משטח הקצה התחתון של החור.
בנוסף, המאפיינים העיקריים של פרויקט זה, השטיחות של הקצה התחתון של החור {{0}}.01 מ"מ והניצב של הקצה התחתון של החור וציר החור התואם של השסתום 0.03 מ"מ, ניתן לזהות ישירות באמצעות קואורדינטות תלת מימדיות, אך ערך החספוס של פני השטח של הקצה התחתון של החור Ra=0.1μm, עקב החור עמוק ומד החספוס של פני השטח אינו יכול לבצע זיהוי ישיר , אז צריך לחפש שיטת מדידה עקיפה אמינה.
2.2 רעיון כללי
1) החור φ15H7 מותאם למיקרו-פינוי של השסתום, תוך שימוש מלא בטכנולוגיית עיבוד משנה של צימוד מדויק לפיתוח עמוד מדריך מדויק ותותב מדריך כדי לעמוד בדרישות אנכיות מדויקות ובדרישות אחרות. לאחר מכן, אנו מסתמכים על הטכנולוגיה הקיימת ועל עקרונות שחיקה מישוריים וניסיון כדי לפתח כוח מתכוונן. הלחץ/כוח הייצוב מופעל, ועיצוב המנגנון כגון חיבור מפרק כדור ושגיאה אינסופית מאומץ [4] כדי להשיג עיבוד מדויק של הקצה התחתון פני החור.
2) השחזה הוא תהליך גימור, מתאים לעיבוד עם קצבאות קטנות של מיקרו-עיבוד, והנזק העצמי של כלי השחזה הוא חמור. על מנת לשפר את יעילות הייצור, יש צורך לפתח תהליך חדש לעיבוד תחתית החור לפני השחזה.
3) לאור הבעיה הקשה של מדידת ערך חספוס פני השטח Ra=0.1μm על המשטח התחתון של החור, שיטת בדיקת החיתוך של החלק הראשון מאומצת כדי לפתור את הבעיה.
לכן, המפתח להצלחת פרויקט זה טמון בציוד תהליך השחזה שפותח, אשר חייב לעמוד בו זמנית בדרישות של חספוס פני השטח, שטוחות ואנכיות, ולעמוד בדרישות ליעילות הייצור באתר.
2.3 פתרונות טכניים
(1) פיתוח טבלת מכשירי השחזה: פיתחו באופן עצמאי סוג חדש של מכשיר השחזה של הקצה התחתון של חור ממונע. על מנת להגיע לעיבוד שחיקה איכותי ויעיל של משטח הקצה התחתון של החור ולעמוד בדרישות הסופיות של המוצר, הדבר החשוב ביותר הוא השחזה של משטח הקצה התחתון של החור. התקן השחזה חייב לקחת בחשבון את השטיחות וחספוס פני השטח של הקצה התחתון של החור, כמו גם את דרישות האנכיות ביחס לציר חור הייחוס, ולהשתמש בחורים תואמים ברמת דיוק גבוהה כמנחים. על מנת להבטיח דרישת איכות זו, צוות הפרויקט פיתח באופן עצמאי מכשיר שחיקה (רכיב השחזה ZL201820823098 .4).
טחינת המישור בתחתית החור היא לא רק כדי לקבל ערך חספוס משטח קטן יותר, אלא יותר מכך, כדי להשיג דיוק מישור גבוה יותר [5]. ככל שערך שגיאת השטיחות קטן יותר, כך טוב יותר, ויש צורך להפחית את פעולת הטחינה (המסורתית) ההסתמכות על מפעילים מיומנים מאוד במהלך התהליך מפחיתה את עוצמת העבודה ובכך משפרת את יעילות הטחינה.
(2) מבנה מכשיר ההשחזה: מכשיר השחזה המתוכנן והמיוצר הוא מכשיר השחזה של חור ממונע בקצה התחתון של פני השטח (ראה איור 3), המספק כוח אמין בעזרת כוונון מהירות ללא מדרגות וגובה הכלי מוגבל (כגון קימום קואורדינטות מכונות וציוד אחר). מתקן השחזה מורכב מ-4 חלקים: מנגנון ויסות/ייצוב מתח, מנגנון הילוכים עזר לראש כדורי, זוג מנחה ומוט השחזה. מנגנון ויסות/ייצוב מתח, דחיסת קפיץ ניתנת לשליטה לייצוב הכוח על משטח השחזה. מנגנון ההילוכים העזר של ראש הכדור מקל על פעולת המצמד. תפקידו של ראש הכדור הוא לתקן ולפצות על שגיאת האנכיות בין משטח הקצה של מוט הטחינה לציר הציר כשהוא מותקן, ולהבטיח שמשטח הקצה העובד של מוט השחזה ומשטח הקצה שיש לטחון הם בהתאמה אמינה. זהו המפתח המשטח ההיקפי החיצוני של הסיכה מתוכנן להיות נמוך יותר ממרכז ראש הכדור. צמד המדריכים מתאים להנחיה בעת שחיקה של תחתית חורים עמוקים כדי להבטיח את דרישות הניצבות בין משטח הקצה שיש להטחן לחור הייחוס. בעת תכנון מתקן השחזה של משטח קצה תחתון של חור רדוד, אין צורך לעצב מנחה, וניתן ליישר את ראש הכדור באופן אוטומטי ישירות כך שמשטח הקצה העובד של מוט השחזה יתאים למשטח הקצה שיש לטחון. מוט השחזה עצמו דורש דיוק ייצור גבוה. לדוגמה, יש צורך בשטיחות של קצה השחזה והניצב של קצה השחזה ביחס לציר הייחוס לסיבוב כדי להגיע לרמת המיקרון. יחד עם זאת, גודל הוורידים של קצה מוט הטחינה משפיע על איכות ויעילות הטחינה. זה גם ענק. חוויית התכנון של חריצים "טובים" (רוחב חריץ 0.25 מ"מ, עומק 0.5~1 מ"מ, מרווחים 1 מ"מ ומפוזרים באופן אחיד) המתקבלת באמצעות אימות ניסיוני משפיעה על שיפור האיכות והיעילות בעת השחזה הקצה התחתון של חור φ15H7 עם עומק של 94 מ"מ. טוב יותר (ראה איור 4 ואיור 5).
תְמוּנָה
איור 3 מבנה מכשיר השחזה
תְמוּנָה
איור 4 ורידים על משטח הקצה של מוט השחזה
תְמוּנָה
איור 5 תוצאות השוואה של השפעות שחיקה
גם דרישות הייצור למכשיר זה גבוהות מאוד. במהלך בניית התהליך, יש לשלב חלקים עם מרווח תואם של {{0}}.004 עד 0.006 מ"מ צריך להיות מושחז/לטחון כדי לעבד את החור הפנימי, וטחינה ללא מרכז/שחזה גלילי לעיבוד מרווח הדיוק הגלילי כדי לעמוד בפונקציות המיקום וההנחיה. עבור מכלולים עם דרישת רווח תואם של 0.03 מ"מ, טכניקות עיבוד כגון קיפוח/סיבוב מאומצות כדי לעמוד בדרישות ההרכבה (ראה איור 6).
תְמוּנָה
איור 6 בגדי עבודה בפועל
השלבים המעשיים עבור כלי עבודה הם כדלקמן.
1) קבע את כמות דחיסת הקפיץ בהתבסס על הכוח האלסטי של הקפיץ (ראה איור 7), צייר קו סימון על פני השטח החיצוניים של מוט ההנחיה (סימון אדום יספיק), והדק מראש את בורג הגבה כדי לתקן זה.
תְמוּנָה
איור 7 כמות דחיסה קפיצית
2) תושבת כלי המכונה מחזיקה את מנגנון ויסות/ייצוב המתח, כפי שמוצג באיור 8.
תְמוּנָה
איור 8 בדיקת כלי עבודה
3) הנח את החלק בצורה נכונה או קבע אותו עם מתקן כך שהמשטח שיש לקרקע יהיה במצב אופקי.
4) כוונן את כלי המכונה או החלקים כך שהמשטח הכדורי הקעור של מוט המנחה יתאים למשטח הכדורי הקמור של מוט השחזה, ובדוק אם ההתקנה במקום על ידי שחרור בורג הג'ק.
5) מרחו עובי אחיד של משחת שוחקת על משטח קצה הטחינה של מוט השחזה, הנח את מוט השחזה לתוך החור המתאים, וודא ידנית שההתקנה במקומה.
6) הכנס את מוט הסיכה לתוך החור המתאים לראש הכדורי של מוט השחזה, כך שהאורכים החשופים של שני קצוות מוט הסיכה יהיו שווים בערך, וודא ידנית שהחיבור אמין.
7) הגדר את הפרמטרים של כלי המכונה, הפעל את המכונה לפעולת השחזה והפסק לאחר השחזה למשך פרק זמן בודד.
היכנס למחזור הפעולה הבא עד שהאיכות של משטח קצה הקרקע תוסמכה. יש לשים לב שכאשר מוציאים את מוט השחזה לאחר כל מחזור שחיקה, יש להשתמש בנייר זכוכית במים לניקוי הקוצים שמסביב.
מכשיר זה עונה על צורכי הייצור של פעולות טחינה מתמשכות ויציבות. זה לא רק מאפשר לאיכות משטח השחזה לעמוד בדרישות איכות העיצוב, אלא גם משפר את יעילות השחזה ביותר מפי 5 בהשוואה לטחינה ידנית מסורתית. בפרט, דרישות רמת המיומנות של המפעיל מופחתות מאוד, ואין צורך בהקצאת טכנאי מתקנים וכוח אדם בעלי רמות מיומנות מעל לתפעול (מספיק להיות מסוגל להפעיל את הציוד) מפחית מאוד את עוצמת העבודה של המפעילים.
איור 9 מציג את מבחן הטחינה, והפרמטרים האמפיריים התקבלו באמצעות בדיקות מרובות. נתוני ניסיון עבור משטח שחיקה של φ15 מ"מ 1: מהירות ציר 60ר/דקה, גמישות קפיצית 4.6N·mm, עובי שכבת משחת שחיקה של ציפוי W5 בערך 0.2 מ"מ, משך שחיקה 15 שניות לזמן. נתוני ניסיון עבור משטח שחיקה φ15 מ"מ 2: מהירות ציר 60r/min, כוח אלסטי קפיץ 4.6N·mm, ציפוי M5 עובי של משחת טחינה של כ-0.4 מ"מ, משך שחיקה 2.5 שניות לזמן. יש לציין שלא משנה באיזו שיטה משתמשים, קיים סיכון לשריטות שחיקה אם פסק הזמן ארוך מדי. יש להחליף את משחת הטחינה בזמן ולבצע את פעולת המחזור עד להסמכת החלקים.
