一种电液伺服阀阀套精密加工夹具的制作方法

1.本发明涉及电液伺服阀部件加工领域，具体涉及一种电液伺服阀阀套方孔节流工作边精密加工夹具。


背景技术：

2.电液伺服阀对于阀芯阀套副节流窗口开启和关闭时的一致性要求非常高，以保证伺服阀控制精度。因此，阀套方孔的节流工作棱边需要具有较高的垂直度(节流工作边与阀套轴线垂直)和共面性(同一圆周内的各方孔的同侧节流工作边共面)要求，设计上一般要求达到0.001mm。
3.目前，行业普遍采用的方孔节流边加工方式为淬火前使用数控机床钻预孔，阀套外圆、内孔、端面精加工后，采用慢走丝切割机床或电火花机床加工的制造工艺，进行加工预孔，再用手工研磨加工的方法进行反复修正，使其最终达到设计要求，因此阀套方孔的加工质量很大程度受人为因素制约，导致加工精度不稳定，生产效率低，产品报废量大。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种电液伺服阀阀套精密加工夹具，该夹具可以有效控制方孔节流工作边共面精度和垂直度。通过对精加工后的阀套端面、内孔、外圆同步定位，实现阀套方孔节流工作边的精密加工，且根据零件设计要求，可实现自由分度。
5.本发明是通过以下技术方案实现的。
6.一种电液伺服阀阀套精密加工夹具，包括底座、限位件、分度头、顶紧件及压紧装置；所述底座上设有v形支座，用于放置待加工阀套；所述限位件设于所述底座的一端，工作时与所述待加工阀套的一个轴端抵接；所述分度头一端为固连端，另一端为抵接端，所述固连端用于在工作时固定于所述待加工阀套的其中一端，所述抵接端的端面设有与所述顶紧件相配合的若干沟槽，所述沟槽之间的夹角为预设角度；所述顶紧件设于所述底座的另一端，工作时与所述分度头上的所述沟槽配合抵接；所述压紧装置用于将放置于所述底座上的所述待加工阀套从上部压紧。
7.在上述技术方案的基础上，本发明还可以作以下进一步的改进或具体化。
8.进一步，所述底座与所述v形支座为一体结构，并且所述底座位于所述待加工阀套下方设有为上下贯通的排屑孔。
9.进一步，所述限位件包括头架、限位杆及第一滚珠；所述头架固定于所述底座，所述头架上沿所述v形座的延伸方向开设贯通的第一螺纹孔，所述限位杆上开设有与所述第一螺纹孔相适配的外螺纹，所述限位杆通过所述第一螺纹孔螺纹连接；所述第一滚珠安装于所述限位杆朝向所述底座中央的一端；所述限位杆的尾端设有锁紧螺母；工作时所述限位杆通过所述第一滚珠抵接于所述待加工阀套的端部。
10.进一步，所述分度头包括接头体、平头紧定螺钉及第二滚珠；所述接头体为回转体结构，沿其轴向的一端为所述固连端，另一端为所述抵接端；所述固连端的端部设有若干切
口；所述抵接端为中空结构且设有内螺纹，所述中空结构与所述切口连通；所述第二滚珠置于所述中空结构内，并通过与所述内螺纹相适配的所述平头紧定螺钉顶至与所述固连端内侧抵接；所述固连端与所述第二滚珠相接的面为凹形结构。
11.进一步，所述凹形结构为45
°
至120
°
锥面结构。
12.进一步，所述沟槽为v形结构，沿所述抵接端的端面周向均匀分布。
13.进一步，所述沟槽数量为2个，相邻夹角为180
°
；或数量为3个，相邻夹角为120
°
；或数量为4个，相邻夹角为90
°
；或数量为6个，相邻夹角为60
°
。
14.进一步，所述顶紧件包括尾架及顶紧杆；所述尾架固定连接于所述底座；
15.所述顶紧杆为杆件结构，活动连接于所述尾架，并且其杆身轴向与所述v形支座的延伸方向平行；所述顶紧杆朝向所述底座中央的一端设置为与所述沟槽相配合的锥形顶尖。
16.进一步，所述顶紧件还包括第一弹簧，所述第一弹簧设于所述尾架及所述顶紧杆之间。
17.进一步，所述压紧装置包括第一立柱、第二立柱、螺柱及压板；所述第一立柱与所述第二立柱跨设于所述v形支座的两侧，均安装于所述底座，且至少其一安装高度可调；所述第一立柱的一端与所述底座连接，另一端与所述压板的一端铰接；所述第二立柱的一端与所述底座连接，另一端与所述螺柱的一端铰接；所述压板的另一端开设通孔或卡槽，工作时可套设于所述螺柱的端部，并通过螺母旋紧于所述螺柱，将所述压板压紧于所述待加工阀套上。
18.本发明所提供的电液伺服阀阀套精密加工夹具，与现有技术相比，主要包括以下有益技术效果：
19.1.本发明设置v形支座，可配套外圆不同产品使用，避免对固定装置的频繁拆卸，减少工作量，且底座为中空设计，不限制加工机床，也能够通过中空设计将加工产生的碎屑排出。
20.2.本发明通过设置螺纹连接结构的限位件，可以自由调节轴向的限位位置，进而能够配套不同长度的零件使用，适用范围广。
21.3.本发明设置的分度头可以与待加工阀套固定连接，并且分度头的端部设有与待加工阀套的分度方孔相匹配的沟槽，并通过顶紧件顶到相应的沟槽内即可完成精确定位。
22.4、本发明既可应用于慢走丝切割机床，也可应用于电火花加工机床等，适用的加工设备较广。
附图说明
23.图1为一种待加工阀套的剖视结构示意图；
24.图2为图1中a-a向剖视图；
25.图3为本发明提供的一种电液伺服阀阀套精密安装夹具的具体实施例的主视图；
26.图4为图3所示电液伺服阀阀套精密加工夹具具体实施例的俯视图；
27.图5为图3所示电液伺服阀阀套精密加工夹具具体实施例的左视图；
28.图6为所述分度头的一种具体实施方式的剖视结构示意图；
29.图7为所述接头体的一种具体实施方式的剖视结构示意图；
30.图8为图7所示接头体的右视图；
31.图9为图7所示接头体的左视图；
32.图10为所述分度头与图1所示阀套装配后的剖视结构示意图；
33.图11为图3所示电液伺服阀阀套精密加工夹具具体实施例的局部装配示意图。
34.其中，图中的件号表示为：
35.100、待加工阀套，101、方孔，102、节流工作边，103、内孔；
36.1、底座，11、v形支座，12、排屑孔；
37.2、限位件，21、头架，22、限位杆，23、第一滚珠；
38.3、分度头，31、固连端，32、抵接端，33、沟槽，34、接头体，35、平头紧定螺钉，36、第二滚珠，341、切口，342、凹形结构；
39.4、顶紧件，41、尾架，42、顶紧杆，421、锥形顶尖，43、第一弹簧；
40.5、压紧装置，51、第一立柱，52、第二立柱，53、螺柱，54、压板，55、螺母，541、卡槽。
具体实施方式
41.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，需要说明的是，附图仅为为说明本发明所提供的示意图，而非真正的实物投影图；另外，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
42.为清楚说明本发明所提供的一种电液伺服阀阀套精密安装夹具的作用以及应用场合，有必要对其所夹持工件作说明。如图1、图2所示，图1为一种待加工阀套100的剖视结构示意图；图2为图1中a-a向剖视图，图中所示零件即为本发明中提供的安装夹具主要的应用对象。该类加工件为带有内孔103的回转体件，轴身处设有多个轴向间隔布置的与内孔103贯通的方孔101，该方孔101即为阀套的节流工作孔，对于每个方孔101处，在其周向上通常设置多个具有一定夹角的各向方孔101，节流工作边102即为该方孔101的垂直于轴向的一个边，也可以理解为节流工作面。在工作过程中，为保证伺服阀控制精度，所以对于阀芯阀套副节流窗口(即各方孔101)开启和关闭时的一致性要求非常高，也因此，阀套方孔101的节流工作边102与回转轴心线必须具有较高的垂直度要求，周向范围内的各方孔101的同侧的节流工作边102(节流共工作面)也必须保证共面性要求。这就要求在零件的制作过程中，必须确保上述要求的加工精度。
43.本发明所提供的一种电液伺服阀阀套精密安装夹具，则可以通过对待加工阀套100通过精确定位等功能，最大限度的确保方孔101的加工精度。
44.本发明公开了一种电液伺服阀阀套精密安装夹具的具体实施例，如图3至图5所示，分别示出了一种电液伺服阀阀套精密安装夹具的主视图、俯视图及左视图。该夹具包括底座1、限位件2、分度头3、顶紧件4及压紧装置5；所述底座1上设有v形支座11，用于放置待加工阀套100；v形支座11可以不需通长的支座，可以为间隔设置的多个v形架，也可以设置为两点支撑的两对支撑架，用于支撑精磨后的待加工阀套100的外圆部分。利用v形设计，可使夹具能够适用于外圆不同的各种产品，避免了对固定装置的频繁拆卸，可以大大减少工作量，提高工作效率。
45.所述限位件2设于所述底座1的一端，工作时与所述待加工阀套100的一个轴端抵
接；所述分度头3一端为固连端31，另一端为抵接端32，所述固连端31用于在工作时固定于所述待加工阀套100的其中一端，所述抵接端32的端面设有与所述顶紧件4相配合的若干沟槽33，可以为2个及以上，所述沟槽33之间的夹角为预设角度；所述顶紧件4设于所述底座1的另一端，工作时与所述分度头3上的所述沟槽33配合抵接；所述压紧装置5用于将放置于所述底座1上的所述待加工阀套100从上部压紧。
46.通过v支座，可以确保待加工阀套100的轴向位置的精确度，并且可以防止阀套在水平面内的摆动，并且通过限位件2，可以对待加工阀套100的一端进行轴向限定定位，通过分度头3，可以实现对阀套另一端的固定连接，起到一个转接作用，同时，利用分度头3的抵接端32上具有预设夹角的沟槽33，配合顶紧件4，可以对待加工阀套100的另一轴端在轴向上限位，同时，由于沟槽33具有预设夹角，当加工完一个角度的方孔101后，只需转动阀套，将顶紧件4顶到另一个角度的沟槽33里，即可完成分度和轴端限位两个功能，再配合压紧装置5将待加工阀套100从上部压紧，即可完成待加工阀套100的各向自由度的限制，进行加工即可。通过这种设计，即可确保方孔101的节流工作边102的垂直度和共面性的要求。
47.作为一种优选，所述底座1与所述v形支座11为一体结构，可以一体加工成型，这样可以保证v形支座11的原始精度，进而可以提高工件的装卡精度；另外，可以将底座1位于所述待加工阀套100下方的区域设置上下贯通的排屑孔12，这样不仅可以对应用机床不限这种制，也能够通过这种中空设计将加工产生的碎屑排出。
48.对于限位件2，如图3所述，为其中一种具体的实施例，该结构中，所述限位件2包括头架21、限位杆22及第一滚珠23；所述头架21固定于所述底座1，所述头架21上沿所述v形座的延伸方向开设贯通的第一螺纹孔，所述限位杆22上开设有与所述第一螺纹孔相适配的外螺纹，所述限位杆22通过所述第一螺纹孔螺纹连接；所述第一滚珠23安装于所述限位杆22朝向所述底座1中央的一端；所述限位杆22的尾端设有锁紧螺母；工作时所述限位杆22通过所述第一滚珠23抵接于所述待加工阀套100的端部。
49.由于待加工阀套100为通孔结构，所以限位杆22顶到环形端面即可，最好设置在位于中心线的下部，也即顶到环形端面的下端。
50.限位杆22的尾端设有锁紧螺母，用于将限位杆22调整好位置后锁紧，可以避免由于螺纹旋转造成的位移，锁紧后轴向尺寸不会在发生变化，这样就可以保证待加工阀套100轴向上位置的绝对固定，无论待加工阀套100在v形支座上如何旋转，其轴向位置均不会改变，进而确保了周向上各方孔101的节流工作边102共面。
51.需要说明的是，对于本发明中所述的v形支座11的延伸方向，意指支撑面的水平方向，也即待加工阀套100放于v形支座11后，待加工阀套100的轴线方向。
52.对于分度头3，本发明给出了一种具体实施例，如图6至图9及图10所示，所述分度头3包括接头体34、平头紧定螺钉35及第二滚珠36；所述接头体34为回转体结构，沿其轴向的一端为所述固连端31，另一端为所述抵接端32；所述固连端31的端部设有若干切口341，可以为十字交叉结构；所述抵接端32为中空结构且设有内螺纹，所述中空结构与所述切口341连通；所述第二滚珠36置于所述中空结构内，并通过与所述内螺纹相适配的所述平头紧定螺钉35顶至与所述固连端31内侧抵接；所述固连端31与所述第二滚珠36相接的面为凹形结构。
53.在上述结构中，通过固连端31的切口341及中空结构，使得分度头3在固连端31形
成弹性可涨功能，配合内侧的凹形结构342，利用平头紧定螺钉35将第二滚珠36顶到凹形结构342处，再继续旋入平头紧定螺钉35，即可推动第二滚珠36沿凹形结构的凹面向外滑移，进而将固连端31通过切口341撑开，实现接头体34与待加工阀套100的固定连接。这种可涨设计部分不需要特别精密的加工即可实现分度头3与阀套内孔103的精密配合。
54.作为一种优选，所述凹形结构为45
°
至120
°
锥面结构，可以使得受力更好。
55.对于接头体34端部的沟槽33，可以设置为v形结构，夹角优选60
°
，各沟槽33沿所述抵接端32的端面周向均匀分布。
56.对于不同的待加工阀套100，方孔101沿周向上的分度不同，比如如图1所示的阀套中，方孔101在周向上为4个，相互夹角为90
°
，也即互相垂直。对于慢走丝机床，可以先将同一方向的方孔101一起加工，然后翻转90
°
后，加工相互垂直的另一对方孔101，需翻转一次。但对于电火花机床，则四个方孔101需要逐一加工，需要进行90
°
翻转3次，这个过程通常也叫分度过程。
57.因此，为确保每次翻转的角度精确性，可以利用接头体34端部预先设置的沟槽33，该沟槽33为沿中心向圆周方向散射状设置，数量可以根据待加工阀套100的方孔101分度角作相同设计，比如所述沟槽33数量为2个，相邻夹角为180
°
，可以用于分度角角为180
°
的方孔101；或数量为3个，相邻夹角为120
°
，可以用于分度角角为120
°
的方孔101；或数量为4个，相邻夹角为90
°
，可以用于分度角角为90
°
或180
°
的方孔101；或数量为6个，相邻夹角为60
°
，可以用于分度角角为60
°
或120
°
的方孔101。当然，也可以相互夹角为不同角度，以形成更多的角度组合。
58.对于顶紧件4，需要与分度头3配合作用，如图3至5及如11所示，所述顶紧件4包括尾架41及顶紧杆42；所述尾架41固定连接于所述底座1；所述顶紧杆42为杆件结构，活动连接于所述尾架41，并且其杆身轴向与所述v形支座11的延伸方向平行；所述顶紧杆42朝向所述底座1中央的一端设置为与所述沟槽33相配合的锥形顶尖421。
59.顶紧杆42与尾架41的连接方式，可以用螺纹连接，通过旋合顶紧杆42实现对待加工阀套100的定位，螺纹连接可能会由于旋入长度不一致，导致共面性差。优选采用螺旋弹簧的形式，具体来说，所述顶紧件4还包括第一弹簧43，所述第一弹簧43设于所述尾架41及所述顶紧杆42之间，显然，此时为了使得第一弹簧43可以始终保持向阀套方向的弹力作用，可以在顶紧杆42上设置一个挡板，将第一弹簧43套设在顶紧杆42上，并位于挡板与尾架41之间即可。通过弹簧形式，可以使得每次分度后，顶紧杆42上的第一弹簧43的弹力施加到待加工阀套100的作用力相同，这样就保证了每次分度后阀套的轴向位置是精确固定的，进而确保了阀套方孔101节流边的共面性要求。
60.对于顶紧杆42的顶尖，需要与沟槽33的夹角相配合，比如沟槽33的v形夹角为60
°
，顶尖就可以加工为60
°
的锥角，这样有利于精确的定位，进一步确保了阀套方孔101节流边的共面精度，同时，也有利于在分度后对待加工阀套100的姿态调整。
61.对于压紧装置5，一种具体实施例为，如图3至图5所示，所述压紧装置5包括第一立柱51、第二立柱52、螺柱53及压板54；所述第一立柱51与所述第二立柱52跨设于所述v形支座11的两侧，均安装于所述底座1，且至少其一安装高度可调；所述第一立柱51的一端与所述底座1连接，另一端与所述压板54的一端铰接；所述第二立柱52的一端与所述底座1连接，另一端与所述螺柱53的一端铰接；所述压板54的另一端开设通孔或卡槽541，工作时可套设
于所述螺柱53的端部，并通过螺母55旋紧于所述螺柱53，将所述压板54压紧于所述待加工阀套100上。
62.第一立柱51或第二立柱52可以通过螺纹连接固定于底座1上，其中有一个设置为高度可调即可，这样可以使得压紧装置5能够适用于多种规格的阀套。
63.通过第二立柱52与螺柱53的铰接，可以使得压板54压到不同高度的阀套时，始终能够确保压板54上表面与螺柱53轴向垂直，这样才可以确保螺母55旋合后保持与压板54的水平接触，整体结构更加稳定。
64.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包括于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
65.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。