反馈杆加工工艺

2015-02-19九江中船仪表有限责任公司江西332007

金属加工(冷加工) 2015年11期

关键词：飞刀电液挡板

■九江中船仪表有限责任公司（江西 332007）刘莹

反馈杆加工工艺

■九江中船仪表有限责任公司（江西 332007）刘莹

摘要：反馈杆是力反馈电液伺服阀的一种关键工件。结合多年来的工作经验，通过分析反馈杆在伺服阀中的作用，给出了加工两种伺服阀反馈杆的工艺过程及测量方法。

1. 反馈杆在伺服阀中的作用

反馈杆是力反馈电液伺服阀阀芯定位回路里的一个主要零件。当电液伺服阀力矩电动机输入电流时，会产生一个控制力矩，引起衔铁组件或射流管、喷嘴偏离中心位置，导致阀芯两端控制腔出现压力差，推动阀芯位移，这个位移一直持续到反馈杆的弯曲力矩与力矩电动机的控制力矩相平衡为止，这时衔铁组件中的挡板或射流管、喷嘴，回到停留在新的位置上。这时阀芯移动的距离大小是由反馈杆的刚度决定的，反馈杆刚度大，阀芯移动的距离就小，反之就大。因此当力矩电动机输入电流为恒定的情况下，阀芯位移量与反馈杆刚度成反比，也就是说，反馈杆的刚度数值在电液伺服阀里，直接控制着流量的输出。

由于力反馈电液伺服阀基本上分为两种双喷嘴挡板式和射流管式，因而反馈杆在电液伺服阀里有两种安装形式，其结构也不相同。

双喷嘴挡板电液伺服阀的反馈杆形状像弹簧，它的一端与挡板、弹簧管和衔铁组合在一起，顶部有一小圆球与阀芯相联接（见图1）。

射流管电液伺服阀的反馈杆一端用两个夹紧螺钉固定在阀芯上，另外一端焊接在一片弹性薄片上，与喷嘴联接起来（见图2）。

图1

图2

2. 加工工艺

反馈杆是一种弹性零件，除了要达到各配合面的公差要求外，还要满足技术条件中的刚度

数值。

双喷嘴挡板电液伺服阀的反馈杆，其材料多选用弹性合金3J1，经过热处理固溶时效处理，其硬度达36～42HRC。反馈杆顶部小钢球一般是在车床上用专用飞刀旋风切削加工。

两把相同的飞刀（也可用一把飞刀），对称安装在旋转的刀架上，而刀架安装在小型电动机主轴上，然后一起固定在车床刀架上。电动机转速为1 200r/min，飞刀材料选用硬质合金，车削时车床转速为300r/min，车后留0.03～0.04mm研磨量（见图3）。

两飞刀之间的距离E和倾斜角度α由下式求出

式中，E为两飞刀之间的距离；α为倾斜角度；d1为小球直径（m m）；d2为小球根部直径（mm）。

反馈杆顶端小球也可以选用3A级钢球，在电加工机床上，中间电穿一个φ0.8mm小孔，铆接在反馈杆上。

反馈杆与挡板内孔的配合面在超高精度M G1420 B磨床上加工配合精度：过盈0.003～0.005mm，配合面表面粗糙度值Ra=0.1μm。由于每件反馈杆的热处理后硬度有微量差异，所以不可能在零件图上规定一个外径尺寸而得到满意的刚度，唯一的办法是磨削反馈杆锥面外径，求得合格的刚度数值。

反馈杆测量刚度数值的装置如图4所示。把需要检测刚度的反馈杆（此时锥面上还留一定的余量）竖直（小球向上）固定圆柱部分于夹具体内，用读数显微镜测试对中零位。其后再用一根丝线挂在小球的根部，另一端通过滑轮固定一小托盘，在圆盘上放入预先计算好的砝码。用读数显微镜测出反馈杆一个方向的位移量，做好记录，测定刚度。然后取下砝码和丝线，观察其回零情况。

反馈杆除应满足要求的刚度外，还要满足刚度相对称的要求。故测完一端还要用同法测其另一端，进行比较，误差应控制在设计要求范围之内。

射流管电液伺服阀中的反馈杆组件由套筒、弹性薄片和反馈调零丝组合而成，其材料为QBe1.9铍青铜，与双喷嘴挡板电液伺服阀反馈杆零件完全不同，所以加工工艺也不相同。

首先炉中焊方法，将套筒、弹性薄片和反馈调零丝焊接组合，然后按QBe1.9铍青铜热处理工艺进行固溶处理，钳工整形、成形。时效处理达硬度36～42HRC。

其刚度测定与双喷嘴挡板阀反馈杆刚度相同，在测量过程中，用研磨反馈杆组件中弹性薄片的厚度，求得合格刚度数值。