【创新产品】

产品名称：TSCHUDIN T25高效率生产型数控外圆磨床

公司名称：哈挺机床（上海）有限公司

产品特性：

这款小型，经济而又实用的生产型磨床是为宽广的磨削应用领域而设计。

它集成了自动上下料系统。

(方案选项) 允许: 独立连接的自动化上下料单元/ 无振动自动上下料系统 / 最少残留油 / 半自动系统

应用范围：

为更高经济效益而设计的结构

适用于多系列大批量生产

精密加工领域, 诸如燃油喷射类零件,偏心轴,控制阀等.

配磨,诸如导引边磨削

面向过程的解决方案

发那科控制系统

菱形支撑磨削

磨削PCD菱形支撑部的外圆

用2个塑料滚轮驱动

卡盘,法兰和轴类组件自动配磨

在两个组件间实现极端高精度配合

喷油嘴针阀体磨削

磨削喷油嘴针阀体外轮廓

滑阀磨削同步磨削

用于极端高精度，且控制边需为锐边无毛刺的应用

由高精度同步磨削来保证锐边无毛刺 、

蹄型支撑磨削

广泛用于环状零件的大批量生产

同步磨削

产品规格：

应用案例：

对于机械液压式燃油调节系统来说，精密活门偶件的灵活性、分油槽边的尖边质量、活门重叠量配磨准确性等关键指标的优劣直接决定了系统调节精度和工作的稳定性和一致性。高、低压控制活门无论是尺寸公差、形为公差、粗糙度、滑阀副配合间隙要求较高(活门配合工作表面精度IT3、圆柱度不大于0.002、表面粗糙度在Ra0.1～0.025之间)。因此现有的加工和检测方法不同程度的存在一些技术和能力方面的不足，由于活门的实物质量问题导致的性能不稳定和活门卡滞问题影响产品质量的稳定。

一、精密活门偶件副配磨的技术要求

精密活门偶件副是借活门与衬套的相对运动改变节流孔的面积以达到对液流进行控制的目的。精密活门偶件副的配磨是以衬套孔径及衬套方窗轴向位置尺寸为基准，对活门径向尺寸和控制边的轴向尺寸进行配磨，以达到既定的技术要求。

图1 精密活门偶件副示意图

衬套作为基准已经加工完成，需要对活门相应尺寸进行精密配做，活门加工关键技术要求如下：

图2

1、活门圆柱度要求≤0.002，圆度≤0.001;

2、a、b、c、d四边跳动≤0.001;

3、a、b、c、d四边确保锐边无毛刺;

4、阀芯与阀套间隙6～10μ(公差2μ以内);

5、工作边搭接量2～4μ(公差2μ以内)。

以上要求，已达到了目前机械加工手段批量稳定控制的极限，在传统的精密活门偶件副配磨加工中，产品合格率低、精密活门偶件副的配合稳定性差、生产效率低等问题一直是机械液压式燃油调节系统交付的瓶颈之一，数十年以来未能取得突破性进展。

二、 传统精密活门偶件副配磨加工方法及存在问题

1、精密活门偶件副配磨传统加工工艺

传统加工工艺为，根据衬套内孔检测报告，配活门外圆尺寸，通过液配台多次测试手工反复加工活门分油边轴向尺寸，下线手工去除分油锐边毛刺，人工评定分油锐边毛刺及分油锐边质量。

2、传统加工工艺存在的问题

2.1活门衬套无法实现锥度配磨，配合间隙不稳定：

作为基准的衬套内孔必定存在一定锥度(1μ-2μ以内)，衬套尺寸报告存在上差，下差两个极限尺寸，活门的配磨无法实现锥度的配合，只能根据经验选定中差或者其它经验尺寸进行活门的配磨，活门圆柱度的控制只能通过手工进行微调，对工人有很高的技术要求，故此种情况下的间隙配磨，不能完全反应阀芯在阀套内的真实状况。

2.2分油锐边毛刺状态及分油锐边质量不受控：

只能手工去毛刺，一般是工人采用压条压住金相砂纸对外圆和端面进行反复的按压处理去毛刺，手感检测毛刺状态，不能实现稳定可靠的毛刺去除方法且容易破坏分油锐边。

2.3活门偶件副间隙配合状态不能稳定可控：

活门偶件副配合状态的人工检测，只能出于工人的感观，凭经验判定活门偶件副的配合是否顺畅，不能从源头解决活门偶件副的真实间隙配合问题;从基准的检测到最终尺寸，中间环节过多，造成误差累计，不可控因素增多;衬套内孔尺寸的检测误差，读数误差 ，配磨误差等等造成误差累计，尺寸，活门偶件副状态批量稳定性不好。

2.4搭接量配磨效率低下，废品率非常高：

搭接量只能采用反复上下线的边检边测边磨这样的摸着石头过河的方法进行磨削 ，工作量巨大，效率低，基准变换频率高，质量稳定性差，对工人个人素质依赖过大;液配台流量曲线存在人工判断误差，无可靠、稳定的检测反馈法。

图3

三、 精密活门偶件副配磨国内、外同行现状

国内基本没有研究出对此四大核心问题的的系统解决方案，基本都是采用以上传统工艺方法。以上活门偶件副的四大核心技术未能系统解决，将给我国伺服机构产品的交付造成巨大的压力。

伺服阀在国外已经有非常长的研制和批量生产历史，瑞士克林伯格公司在TSCHUDIN 机床上针对活门偶件副的配磨的提出了一揽子的解决方案，可以实现活门偶件副活门零件的在线自动配磨，并且无毛刺产生，一次装夹磨削中，既保证了配合尺寸合格，又获得了可控的锐边质量，高效、稳定、可控的解决活门偶件副配磨的一系列问题。

四、 活门偶件副在线自动配磨系统技术方案

1、 Tschudin T35生产型高精密外圆磨床

图4

该设备最适合尺寸精密、稳定性要求高的圆柱类零件的磨削。

采用关键技术及规格参数如下：

高刚性超级稳定床身、静压导轨技术、高速高刚性高精度砂轮架，与磨削专家共同开发定制的专业数控系统。

2、 径向在线测量系统和轴向在线测量系统

径向采用两个测头，测量重复精度小于0.1μ;轴向采用两个测头，测量重复精度小于0.1μ。轴向测量系统，安装在与Z轴平行的数控轴上，与系统集成，对搭接边进行在线测量和反馈。以上均能通过磨前、磨中、磨后的测量实现100%的磨削过程控制。

3、 锥度自动精密微调系统

采用液压驱动尾座，可以通过系统驱动，对锥度进行精密调整，分辨率0.1μ，配合外圆的两个在线测头，实现锥度配磨。

4、 无毛刺同步磨削系统

采用安装在头架或者尾架上的同步磨削装置，实现同步磨削或者无毛刺磨削，确保稳定的锐边质量。

加工过程描述：

工序1： 根据阀套内孔自动配磨间隙及锥度

图5

根据与机床控制系统连接的磨前测量系统测量衬套内孔及锥度，数据自动传输到机床控制系统，自动配磨活门的尺寸及锥度。

图6 磨前测量台

图7 在线配磨仪

磨削结果：

自动配磨后间隙公差< 1 µm

圆度<0.5 µm

直线度<0.5 µm

工序2： 精密配磨分油边，确保轴向尺寸、分油边的尖边及无毛刺

图8的

根据液力配磨实验台进行位置流量特性测试，使用两组轴向测量仪，配磨轴向尺寸，同时无毛刺磨削装置进行无毛刺磨削

图9 订单

工序2达到的结果：

确保轴向尺寸的公差<1 µm

图10 飞

确保分油边的理论尖边及无毛刺：(见上图：300x电子显微镜测量图)

下图无传统磨削去毛刺及TSCHUDIN专利无毛刺某些技术的对比图：

图11 的

五、 精密活门偶件副自动配磨方案技术总结

测量技术：

通过完整的磨前、在线及磨后测量技术实现100% 过程及质量控制

磨削实现在线控制，确保精度要求

在线控制径向及轴向尺寸

测量及定位采用气动及动态压力测量技术

整个工艺可优化至：

自动分组、自动配对，尺寸及公差的趋势控制，磨削结果分析，连接中央计算机及通讯，实现与液力配磨台的数据通讯等等。

该设备的出现，给精密活门偶件副配磨技术带来了革命性的变革。将大幅提高活门偶件副配磨的质量及效率。使活门偶件副配磨从手工及机械方式进入到数控自动化方式。