楊剛

摘 要：XXX105-10閥體組件是電磁閥總成的的重要功能部件，精度要求較高。閥體與閥桿的配合間隙0.005～0.01mm、閥桿與感應(yīng)桿的配合間隙0.005～0.017mm、閥體與閥桿的開度尺寸0.7±0.02mm對(duì)電磁閥性能靈活性起到關(guān)鍵作用。在以往的試制中，該閥體組件的合格率一直較低，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的交付，為了提高產(chǎn)品的合格率，對(duì)閥體與閥桿的加工工藝方法進(jìn)行研究，取得了良好的效果。本文主要討論閥體與閥桿的加工工藝及控制方法。

關(guān)鍵詞：閥體組件；加工工藝；尺寸精度；裝配要求

中圖分類號(hào)：TG316 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）06-0055-03

1 加工現(xiàn)狀

長(zhǎng)期以來(lái)，XXX105-10閥體組件合格率一直比較低，其合格率只有30%，嚴(yán)重影響產(chǎn)品產(chǎn)出，質(zhì)量沒有得到有效的保證，導(dǎo)致閥體組件不合格的主要因素有具體見圖1所示[1]。

（1）閥體與閥桿的配合間隙0.005～0.01mm。（2）閥桿與感應(yīng)桿的配合間隙0.005～0.017mm。（3）閥體與閥桿的開度尺寸0.7±0.02mm。

從多次試制的結(jié)果看，影響組件不合格的原因主要體現(xiàn)在單件的加工和控制上，由于單個(gè)零件的技術(shù)要求沒有得到很好的控制，其累積誤差直接影響到組件的裝配質(zhì)量。其中造成閥體與閥桿的配合間隙0.005～0.01mm不合格的主要原因是閥體Φ6+孔的圓柱度0.002超差所致；造成閥桿與感應(yīng)桿的配合間隙0.005～0.017mm不合格的主要原因是閥桿孔徑尺寸Φ1.9+0.017+0.008mm及圓柱度0.005超差所致，下面分別從三個(gè)方面介紹單件加工中存在的問題以及改進(jìn)措施。

2 提高閥體內(nèi)孔圓柱度0.002

2.1 問題提出

閥體內(nèi)孔直徑Φ6+0.03 0mm，表面粗糙度Ra0.4，圓柱度0.002，具體見圖2所示。由于閥體使用的材料為15Mn，該材料比較軟且容易粘刀，切削性能較差，對(duì)刀具的選擇，主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)刀量的要求都比較高，在加工中孔徑尺寸及表面粗糙度基本可以保證，但圓柱度0.002一直沒有得到很好的控制，在前期的加工過程中其圓柱度值在0.002～0.009之間，一致性較差，且沒有規(guī)律性[2]。

2.2 原因分析

對(duì)于閥體孔的加工，針對(duì)其材料的特殊性，我們采用以下加工方法：加工步驟：鉆孔→鏜孔→鉸孔→研孔。

在加工過程中，鏜孔尺寸不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生溝痕，錐度在0.02之內(nèi)，鉸孔錐度在0.01之內(nèi)，且有溝痕及橢圓現(xiàn)象。由于鉸孔后不用珩孔，這對(duì)鉸孔的要求特別高，鉸孔時(shí)必須裝上浮動(dòng)刀桿，尺寸才相對(duì)穩(wěn)定，且對(duì)鉸刀的要求也很高，有時(shí)更換一次鉸刀只能加工幾件零件尺寸就超差。一旦前面加工的孔尺寸及形位公差超差過大，對(duì)后續(xù)的精加工研孔來(lái)說，要校正這些誤差很困難。按這種方法加工，閥體孔的圓柱度0.002的合格率只有50%。

2.3 解決方法

通過上述加工方法的分析，結(jié)合實(shí)際加工情況，通過對(duì)加工參數(shù)的調(diào)整，總結(jié)出以下加工方法：加工步驟：鉆孔→粗鏜孔→精鏜孔→珩孔→研孔。

（1）鉆孔至Φ5.5+0.15 0mm，主軸轉(zhuǎn)速400r/min，進(jìn)給量Fn=0.03mm/r。（2）粗鏜孔至Φ5.75+0.050mm，主軸轉(zhuǎn)速600r/min，進(jìn)給量Fn=0.03mm/r。（3）精鏜孔至Φ5.92+ 0.030mm，粗糙度Ra0.8，圓柱度不大于0.01，主軸轉(zhuǎn)速600r/min，進(jìn)給量Fn=0.03mm/r。（4）珩孔至Φ5.98+0.020mm，粗糙度Ra0.8，圓柱度不大于0.005，主軸轉(zhuǎn)速300r/min，進(jìn)給量Fn=0.03mm/r。（5）研孔至Φ6+0.030mm，粗糙度Ra0.4，圓柱度不大于0.002。

由于經(jīng)過兩次鏜孔，大大降低了加工中出現(xiàn)的溝痕現(xiàn)象，通過珩孔，能有效消除鏜孔所產(chǎn)生的溝痕及錐度現(xiàn)象，有效地保證精加工的尺寸要求。按此方法加工，共計(jì)加工50件閥體，嚴(yán)格按所給加工參數(shù)加工，最終取得很好的效果，與改進(jìn)前的加工方法相比，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。從表1可以看出，這種加工方法對(duì)孔的合格率得到大幅提高。

3 提高閥桿孔的孔徑尺寸Φ1.9+0.017+0.008mm及圓柱度0.005

3.1 問題提出

閥桿使用的材料為20CrMn，熱處理硬度要求HRC35～40，孔徑Φ1.9+0.017+0.008mm，表面粗糙度Ra0.8、圓柱度0.005，具體見圖3所示。由于孔徑較小，要在10.3mm的長(zhǎng)度上保證其技術(shù)要求，有一定加工難度，而且Φ1.9孔的底部是臺(tái)階孔，不能用研孔來(lái)解決其表面粗糙度及圓柱度，只有通過鉆鉸孔的方法來(lái)完成。在加工中，由于材料硬度偏高，對(duì)鉸刀的磨損較大，加工尺寸一致性較差[3]。

3.2 原因分析

孔的尺寸精度、圓柱度對(duì)組件中的配合要求都特別重要，由于Φ1.9孔徑較小，要保證其0.005的圓柱度給加工帶來(lái)很大的困難，在前面試制零件中，采用以下加工方法：加工步驟：鉆孔→鉸孔。在加工過程中，由于鉸孔余量大，鉸孔后尺寸不穩(wěn)定，錐度在0.01左右，對(duì)鉸刀的磨損較大。加工出的零件尺寸一致性較差，按這種方法加工，其孔合格率只有50%。試制所得結(jié)論是鉸刀的精度、鉸刀的裝夾方法、所留的加工余量對(duì)鉸孔質(zhì)量特別重要。

3.3 解決方法

通過上述原因分析，結(jié)合實(shí)際加工中所得到的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下加工方法：加工步驟：打中心孔→鉆底孔→粗鉸孔→精鉸孔。

具體加工步驟和參數(shù)如：（1）打中心孔A1，主軸轉(zhuǎn)速600r/min，進(jìn)給量Fn=0.03mm/r。（2）鉆底孔至Φ1.6+ 0.10 0mm，深11.8mm，主軸轉(zhuǎn)速600r/min，進(jìn)給量Fn= 0.03mm/r。（3）粗鉸孔至Φ1.85+0.030mm，深10.3mm，主軸轉(zhuǎn)速600r/min，進(jìn)給量Fn=0.03mm/r。（4）裝上浮動(dòng)刀桿精鉸孔至Φ1.9+0.017+0.008mm，深10.3mm，主軸轉(zhuǎn)速600r/min，進(jìn)給量Fn=0.03mm/r。

在打中心孔和鉆底孔時(shí)，鉆頭的中心與工件的旋轉(zhuǎn)中心一定要同心，同心度保證在0.005之內(nèi)，在精鉸孔時(shí)采用浮動(dòng)刀桿，鉸刀沿著前面已有的預(yù)孔加工，使其在徑向上的切屑余量均勻，能平穩(wěn)地向前進(jìn)刀，很好地保證孔的加工質(zhì)量，采用浮動(dòng)刀桿可以消除機(jī)床主軸、軟爪、刀架的累計(jì)誤差，并最終保證孔的精度要求。通過對(duì)閥桿改善前后加工情況對(duì)比，如表2所示，可以看出改善后的加工方法大大提高產(chǎn)品合格率，有效地保證加工質(zhì)量。

4 閥體與閥桿開度尺寸0.7±0.02mm的控制

4.1 問題提出

閥體與閥桿開度尺寸0.7±0.02，對(duì)電磁閥性能控制起到關(guān)鍵性作用，一直以來(lái)，這個(gè)尺寸沒有得到很好的控制，導(dǎo)致每次裝配試驗(yàn)合格率都比較低，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

4.2 原因分析

在以往的加工中，為了保證兩零件的開度尺寸0.7± 0.02mm，采用過不同的加工方法：

方法一，通過縮嚴(yán)閥體小孔尺寸Φ3+0.050mm、縮嚴(yán)距離尺寸16.4±0.02mm見圖4所示，縮嚴(yán)閥桿槽邊尺寸17.2±0.02mm見圖5所示，來(lái)保證閥體組件中0.7±0.02mm的尺寸見圖6所示，將組件中0.04mm的公差分配到單件中來(lái)保證，給單個(gè)零件尺寸加工帶來(lái)了很大的困難，又不經(jīng)濟(jì)，很難保證尺寸要求。方法二，采用分組的方法，測(cè)出閥體L的實(shí)際尺寸（如圖4），再測(cè)出閥桿中17.2±0.02的實(shí)際尺寸（如圖5），通過分組的方法來(lái)保證閥體組件的開度尺寸0.7±0.02（見圖6），這種方法互換性較差，需要大量的零件來(lái)選配，一旦尺寸Φ3+0.05 0與16.4±0.02都加工到上偏差時(shí)，就不可能保證尺寸0.7±0.02。這樣會(huì)造成大量的返修，大大增加生產(chǎn)成本。

4.3 解決方法

通過分析，要控制組件的開度尺寸0.7±0.02mm，縮嚴(yán)單個(gè)零件尺寸加工和分組保證都是不經(jīng)濟(jì)的。經(jīng)過實(shí)踐，將閥體孔按設(shè)計(jì)尺寸加工后，閥桿的左端面留余量0.1mm，在組件中（如圖6）測(cè)量尺寸L的實(shí)際尺寸，用L-0.7就可得到閥桿槽邊至左端面的尺寸A，修磨閥桿左端面，保證尺寸A即可，這樣雖然多了一道工序返修閥桿端面，但比分組的方法減少了重復(fù)測(cè)量工作，能有效地保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高組件的裝配合格率。

5 效果

通過以上三個(gè)方面的加工方案改進(jìn)和產(chǎn)品質(zhì)量控制，大大提高了XXX105-10閥體組件的合格率，用改進(jìn)后的加工方法試加工一批零件，其組件的合格率達(dá)到90%以上；目前這種方法正在運(yùn)用于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，它能在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)效率，為產(chǎn)品的順利交付提供強(qiáng)有力的保障。

6 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在我公司相似的電磁閥產(chǎn)品越來(lái)越多，這種加工方法可運(yùn)用于目前公司生產(chǎn)的電磁閥類產(chǎn)品零組件，如XXX106-10等閥體組件的加工。

參考文獻(xiàn)

[1]王先逵，主編.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

[2]趙如福，主編.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)[M].上海：科學(xué)技術(shù)出版社，1992.

[3]鄭文虎，主編.機(jī)械加工實(shí)用經(jīng)驗(yàn)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2003.