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一種管路連接座及管路的製作方法

2024-04-15 16:50:05



1.本發明涉及精密成形技術領域,尤其涉及一種管路連接座及管路。


背景技術:

2.隨著航空航天技術的發展,小型化和結構減重變得越來越重要,對應則艙體空間變得越來越狹小,因此要求製備在狹小空間中能夠輸出電信號和具備通氣能力的雙重功能的管路。
3.現有的管路功能單一,通氣管路和通電信號的管路分開設置,無法滿足狹小艙體內的使用需求。並且現有的連接座無法滿足具備通氣和通電雙重功能的管路的使用需求的問題。


技術實現要素:

4.鑑於上述的分析,本發明旨在提供一種管路連接座及管路,用以解決現有的連接座無法滿足具備通氣和通電雙重功能的管路的使用需求的問題。
5.本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的:
6.一方面,本發明提供了一種管路連接座,包括連接主體和凸起;所述凸起用於限位,其設於所述連接主體的一端,且沿所述連接主體的外表面周向設置;所述連接主體用於通氣以及放置熱電偶,所述凸起設有徑向的開口槽,用於供熱電偶通過以及用於所述管路的安裝。
7.可選地,所述開口槽包括第一開口槽和第二開口槽;所述第一開口槽和所述第二開口槽沿周向交替、均勻分布。
8.可選地,所述第一開口槽和所述第二開口槽均為兩個。
9.可選地,所述連接主體設有所述凸起的一端還設有焊接插槽,以使所述連接主體與其他部件的焊接更加可靠。
10.可選地,所述連接主體上設有凹槽,所述凹槽用於放置熱電偶。
11.可選地,所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽;所述第一凹槽設有所述主體的端面上,所述第二凹槽設於所述連接主體的側面上;所述第一凹槽和所述第二凹槽連通。
12.可選地,所述連接主體上設有軸向的通孔,所述通孔用於使氣體通過。
13.可選地,所述第一凹槽的數量為一個,所述第二凹槽的數量為兩個;所述第二凹槽相對於所述通孔對稱設置。
14.可選地,所述第二凹槽平行於所述連接主體的軸向,且從所述連接主體的一端延伸至另一端。
15.另一方面,本發明還提供了一種管路,包括氣路組件、熱電偶、接管嘴和電連接器;所述氣路組件與所述接管嘴連接,用於實現管路的通氣;所述熱電偶固定於所述氣路組件的凹槽內,其自由端與所述電連接器連接;所述氣路組件包括上述的連接座和氣路主體,所述氣路主體與所述連接座連接。
16.與現有技術相比,本發明至少可實現如下有益效果之一:
17.(1)本發明提供了一種管路連接座,其包括連接主體以及設置在連接主體一端的凸起,且連接主體上同時具備通氣及安裝熱電偶的功能,使得該連接座具有氣電雙功能,同時,凸起的設置同時具有限位、便於熱電偶安裝、管路安裝等多種功能。
18.(2)本發明通過在連接主體的端面上設置第一凹槽,以及設置沿連接主體軸向的通孔,並通過將熱電偶的節點懸空設置於第一凹槽與通孔的連通處,使得氣體可以通過節點與連接主體的縫隙進入通孔和氣路主體,實現了管路的通氣功能。通過設置熱電偶實現了管路的通電功能,進而實現通氣和通電雙重功能。
19.(3)本發明通過在連接主體的端面上設置第一凹槽,以及在連接主體的外表面上設置第二凹槽,並將第一凹槽和第二凹槽連通,使得熱電偶能夠置於有序地置於第一凹槽和第二凹槽內,一方面,降低了熱電偶與其他金屬接觸導致短路的風險,另一方面,減小了管路整體的體積。
20.(4)本發明通過在第一凹槽的端面上噴塗絕緣塗層,能夠防止連接主體與熱電偶導通。
21.(5)本發明通過在連接主體與氣路主體的連接處設置插槽,能夠使連接主體與氣路主體的連接更加牢固。
22.(6)本發明通過在熱電偶的外部套設絕緣部,能夠使得熱電偶與管路其他金屬絕緣,從而能夠實現熱電偶傳輸電信號的功能,並能夠使得傳輸的電信號清晰、穩定。
23.(7)本發明通過在套管主體外設置限位套管能夠將套管主體定位和限位在艙體上,從而節省艙體的內部空間。通過合理設置多個限位套管之間的間距,能夠使得其他線路或部件能夠從相鄰限位套管之間的空隙通過,進一步節省艙體的內部空間。
24.(8)本發明具備通氣和通電雙重功能的管路的成形方法中,不是先將第一套管組件和第二套管組件彎曲成形再套入氣路主體,而是在套入氣路主體後才對第一套管組件和第二套管組件進行彎曲成形,減輕了在套入第一套管組件和第二套管組件的過程中對熱電偶外部的絕緣部的損傷,能夠有效保證熱電偶和管路其餘金屬部分絕緣,提高了本發明具備通氣和通電雙重功能的管路的合格率。
25.(9)本發明具備通氣和通電雙重功能的管路的成形方法中,每進行完一步操作後均進行氣密性和/或絕緣性測試,能夠及時發現出現問題之處,及時進行處理,提高了成形效率和成形合格率。
26.(10)本發明針對第二凹槽內粘接有熱電偶,很難進行正壓氣密試驗的問題,通過採用真空袋進行抽負壓測試,既能保證完成氣密測試,又能保護熱電偶不受損傷。
27.(11)本發明通過設置導流件,一方面限制氣流從連接主體1-1上的通孔進入,提高通氣效果;另一方面,能夠保護前端的熱電偶。
28.(12)本發明通過設置薄弱部,便於實現管路在完成相應功能後的折斷脫落。
29.(13)本發明通過設置保護工裝,能夠有效防止在後續的周轉、加工過程中在薄弱部處斷裂。
30.本發明中,上述各技術方案之間還可以相互組合,以實現更多的優選組合方案。本發明的其他特徵和優點將在隨後的說明書中闡述,並且,部分優點可從說明書中變得顯而易見,或者通過實施本發明而了解。
附圖說明
31.附圖僅用於示出具體實施例的目的,而並不認為是對本發明的限制,在整個附圖中,相同的參考符號表示相同的部件。
32.圖1為本發明具備通氣和通電雙重功能的管路的結構示意圖;
33.圖2為氣路組件結構示意圖;
34.圖3為第一套管組件結構示意圖;
35.圖4為第二套管組件結構示意圖;
36.圖5為氣路主體上設有薄弱部(環形凹槽)的結構示意圖;
37.圖6為保護工裝結構示意圖;
38.圖7為導流件結構示意圖;
39.圖8為本發明的工具電極結構示意圖;
40.圖9為圖8中a-a處截面示意圖;
41.圖10為圖8中b-b處截面示意圖;
42.圖11為本發明的工具電極的放電端中心線與不鏽鋼管內腔中軸線重合時的結構示意圖;
43.圖12為本發明的工具電極的中心線偏離不鏽鋼管內腔中軸線時的結構示意圖;
44.圖13為本發明的工具電極的放電端套在不鏽鋼管上時的剖面示意圖;
45.圖14為本發明中工具電極的放電端環繞不鏽鋼管內腔中軸線偏心運動時,放電端的中心點o2的運動軌跡示意圖;
46.圖15為本發明中工具電極的放電端環繞不鏽鋼管內腔中軸線偏心運動時,放電端上任一點o3的運動軌跡示意圖;
47.圖16為本發明的承載組件與不鏽鋼管配合結構示意圖;
48.圖17為本發明中不鏽鋼管環形凹槽的結構示意圖;
49.圖18為本發明中的等高定位塊、夾持板與不鏽鋼管配合的結構示意圖;
50.圖19為本發明中輔助承載塊與不鏽鋼管配合結構示意圖。
51.附圖標記:
52.1、氣路組件;1-1、連接主體;1-2、氣路主體;1-3、通孔;1-4、第一凹槽;1-5、第二凹槽;1-6、第一開口槽;1-7、凸起;2、第一套管組件;2-1、第一套管主體;2-2、第一限位套管;2-3、連接套管;3、第二套管組件;3-1、第二套管主體3-1;3-2、第二限位套管;4、熱電偶;5、接管嘴;6、電連接器;7、薄弱部;8、保護工裝;8-1、保護主體;8-2、壓緊件;8-3、防松件;8-4、通槽;9、導流件;9-1、導流主體;9-2、導流帽;9-3、導流孔;10、工具電極;11、工作檯面;12、等高定位塊;13、輔助承載塊;14、夾持板;15、傳動杆;101、放電端;102、工作端;103、非工作端;104、導電端;16、加工方向;17、偏心運動方向;
53.h1、不鏽鋼管的壁厚;h2、環形凹槽壁厚;α、斜角;s
11
、s
12
、s
13
、s
14
、在工具電極的圓形工作端上選取的四個點至不鏽鋼管外端面之間的實際餘量間隙值;s2、加工間隙;o1、放電端中心點;o2、不鏽鋼管內腔中心點;o3、放電端上選取的點。
具體實施方式
54.下面結合附圖來具體描述本發明的優選實施例,其中,附圖構成本發明一部分,並
與本發明的實施例一起用於闡釋本發明的原理,並非用於限定本發明的範圍。
55.實施例一
56.本發明的一個具體實施例,公開了一種管路連接座,如圖2所示,該管路連接座包括用於通氣以及放置熱電偶的連接主體1-1和凸起1-7。
57.連接主體1-1上設有軸向的通孔1-3,連接主體1-1的一端與氣路主體1-2連接,另一端的端面上設有用於放置熱電偶4的第一凹槽1-4,該第一凹槽1-4呈「一」字型,其長度等於連接主體1-1的外徑。通孔1-3與第一凹槽1-4連通。
58.在一種優選的實施方式中,連接主體1-1設有第一凹槽1-4的端面上設有絕緣塗層,從而防止連接主體1-1與熱電偶4導通。
59.另外,連接主體1-1上設有外螺紋,以與其他部件(例如導流件)進行連接。連接主體1-1為耐高溫合金材料。
60.進一步地,連接主體1-1的側面上設有用於放置熱電偶4的第二凹槽1-5,該第二凹槽平行於連接主體1-1的軸向,且從連接主體1-1的一端延伸至另一端。第二凹槽1-5的數量為兩個,且均與第一凹槽連通。兩條第二凹槽相對於通孔對稱設置。熱電偶4從第一凹槽1-4延伸進入第二凹槽1-5,之後靠近氣路主體1-2、位於氣路主體1-2的外側,並沿氣路主體1-2的長度方向繼續延伸。
61.凸起1-7設於連接主體1-1的一端,並沿連接主體1-1的外表面周向設置。凸起起到限位作用,防止旋擰過度。連接主體1-1設有凸起1-7的一端與氣路主體1-2連接。
62.在一種可能的實施方式中,凸起1-7上設有徑向的開口槽。開口槽用於供熱電偶通過以及用於管路的安裝。具體地,開口槽包括第一開口槽1-6和第二開口槽。第一開口槽1-6和第二開口槽的數量均為兩個。兩個第一開口槽1-6和兩個第二開口槽沿周向交替、均勻分布。其中兩個第一開口槽1-6分別與兩個第二凹槽連通,以便於熱電偶4通過。兩個第二開口槽用於管路整體安裝。示例性地,凸起1-7為法蘭盤結構。
63.實施例二
64.本發明的一個具體實施例,公開了一種具備通氣和通電雙重功能的管路,如圖1所示,包括氣路組件1、第一套管組件2、第二套管組件3、熱電偶4、接管嘴5和電連接器6。氣路組件1與接管嘴5連接,用於實現管路的通氣。熱電偶4固定於氣路組件1上,其自由端與電連接器6連接,用於實現管路的通電信號。第一套管組件2和第二套管組件3套設於氣路組件1和熱電偶的外側,用於保護氣路組件1和熱電偶4。
65.如圖2所示,氣路組件1包括實施例一的連接座和氣路主體1-2。連接座包括連接主體1-1,連接主體1-1上設有軸向的通孔1-3,連接主體1-1的一端與氣路主體1-2連接,另一端的端面上設有用於放置熱電偶4的第一凹槽1-4,該第一凹槽1-4呈「一」字型,其長度等於連接主體1-1的外徑。通孔1-3與第一凹槽1-4連通。
66.第一套管組件2和第二套管組件3均套設於氣路主體1-2和熱電偶4的外側,用於保護氣路主體1-2和熱電偶4,且第二套管組件3位於第一套管組件2下遊。
67.在一種優選的實施方式中,連接主體1-1設有第一凹槽1-4的端面上設有絕緣塗層,從而防止連接主體1-1與熱電偶4導通。
68.連接主體1-1的側面上設有第二凹槽1-5,該第二凹槽平行於連接主體1-1的軸向,且從連接主體1-1的一端延伸至另一端。第二凹槽1-5的數量為兩個,且均與第一凹槽連通。
兩條第二凹槽相對於通孔對稱設置。
69.在一種可能的實施方式中,連接座還包括凸起1-7,該凸起設於連接主體1-1與氣路主體1-2連接的一端,凸起1-7沿連接主體1-1的外表面周向設置。連接主體1-1上設有外螺紋,以與其他部件(例如導流件)進行連接。凸起起到限位作用,防止旋擰過度。凸起1-7上設有徑向的開口槽。
70.具體地,開口槽包括第一開口槽1-6和第二開口槽。第一開口槽1-6和第二開口槽的數量均為兩個。兩個第一開口槽1-6和兩個第二開口槽沿周向交替、均勻分布。其中兩個第一開口槽1-6分別與兩個第二凹槽連通,以便於熱電偶4通過。兩個第二開口槽用於管路整體安裝。示例性地,凸起1-7為法蘭盤結構。
71.進一步地,連接主體1-1與氣路主體1-2的連接處設有焊接插槽(圖中未示出)。通過上述設置,能夠使連接主體1-1與氣路主體1-2的焊接更加可靠。
72.氣路主體1-2的另一端與接管嘴5連接。具體地,氣路主體1-2為不鏽鋼管,直徑為2mm,壁厚為0.5mm。
73.如圖3所示,第一套管組件2包括第一套管主體2-1、第一限位套管2-2和連接套管2-3。第一套管主體2-1呈中空的管狀,其套設於氣路主體1-2外側,用於保護氣路主體1-2和熱電偶4。第一限位套管2-2呈中空的管狀,其套設於第一套管主體2-1外側,用於將第一套管主體2-1定位和限位在艙體上,從而將氣電雙功能管路定位和限位在艙體上。具體地,第一限位套管2-2的限位部分的底部塗抹粘接於艙體壁上。連接套管2-3套設於第一套管主體2-1外側、第一套管主體2-1的一端,且與連接主體1-1連接。
74.在一種優選的實施方式中,第一限位套管2-2的數量為多個,多個第一限位套管沿第一套管主體2-1的長度方向依次設置,且相鄰的第一限位套管間設有間隙,用於安裝和限位其他部件,達到合理利用空間,部件排列有序的目的。間隙的大小可以根據需安裝和限位的部件來確定。
75.在一種可能的實施方式中,第一限位套管2-2和連接套管2-3與第一套管主體2-1固定連接。例如,焊接。
76.另外,連接套管2-3與連接主體1-1固定連接,從而實現第一套管組件2與氣路組件1的連接。
77.在一種具體地實施方式中,第一套管主體2-1為不鏽鋼管,直徑為5mm,壁厚為0.8mm。
78.第二套管組件3設於第一套管組件2的下遊,以實現分段保護。如圖4所示,其包括第二套管主體3-1和第二限位套管3-2。第二套管主體3-1呈中空的管狀,其設於氣路主體1-2外側,用於保護氣路主體1-2和熱電偶4。第二限位套管3-2呈中空的管狀,其套設於第二套管主體3-1外側,用於將第二套管主體3-1限位在艙體上。
79.具體地,第二套管主體3-1為不鏽鋼管,直徑為4mm,壁厚為0.3mm。
80.第二限位套管3-2為不鏽鋼管,直徑為5mm,壁厚為0.5mm。
81.在一種優選的實施方式中,如圖5所示,氣路主體1-2上、第一套管組件2和第二套管組件3之間設有薄弱部7,以便於管路在完成相應功能後的折斷脫落。具體地,薄弱部7為沿氣路主體1-2外表面周向設置的環形凹槽,即設置薄弱部處氣路主體1-2的壁厚小於未設置薄弱部處氣路主體1-2的壁厚。例如,未設置薄弱部處氣路主體1-2的壁厚為0.5mm,而設
置薄弱部處氣路主體1-2的壁厚為0.2mm,環形凹槽的深度為0.3mm。
82.熱電偶4用於傳輸電信號,其上設有節點,該節點用於產生和發送電信號,熱電偶4的外部套設絕緣部。熱電偶4為絲狀,優選為鉑銠絲。節點置於第一凹槽與通孔的連通處,並懸空設置。上述設置的好處在於:使得氣體可以通過節點與連接座的縫隙進入通孔和氣路主體,實現通氣功能。
83.在一種可能的方式中,位於節點兩側的熱電偶4分別固定於兩個第二凹槽內,熱電偶4的自由端與電連接器6連接。示例性地,熱電偶4通過粘接方式固定於第二凹槽內。所選用的粘接劑,可以為j303膠。
84.具體地,絕緣部的材質為氧化鋁陶瓷。採用氧化鋁陶瓷的好處在於:因為本發明的管路的應用環境為高溫環境,而氧化鋁具有良好的耐高溫性能,不會因為高溫老化,能夠起到很好的絕緣效果。
85.在一種優選的方式中,絕緣部包括多個絕緣單元,多個絕緣單元沿熱電偶4的長度方向依次設置。分節設置。本實施方式通過將絕緣部設置為包括多個絕緣單元,實現了絕緣部的分節設置,便於後續對管路彎曲成形,並且彎曲成形過程中不易損傷絕緣部。示例性地,絕緣單元為中空的圓柱體,長度為5mm,內徑為0.5mm,外徑為1mm。絕緣單元的材質為氧化鋁陶瓷。
86.由於氣路組件最前端處於高溫環境,因此氣路組件最前端的連接座選用耐高溫合金材料,氣路主體採用不鏽鋼材料,電路部分採用熱電偶(鉑銠絲)傳遞電信號,末端用電連接器發送電信號,因此在管路設計和製造過程中要求電路部分和氣路部分絕緣,同時也要求管路的部件具備在狹小艙體內能夠給予限位、定位輔助功能才能滿足最終使用需求。
87.另外,本實施例具備通氣和通電雙重功能的管路還包括導流件9。該導流件9設於連接主體1-1上設有第一凹槽1-4的端部,用於將氣流導入連接主體1-1的通孔。如圖7所示,導流件9包括導流主體9-1和設於導流主體9-1一端的導流帽9-2。
88.導流主體9-1呈圓柱狀,其上設有貫通導流主體9-1和導流帽9-2的導流孔9-3,導流孔軸向設置,且為通孔。導流孔9-3內設有內螺紋,以實現與連接主體1-1的螺紋連接。導流件安裝於連接主體1-1上後,導流帽9-2的端面高於連接主體1-1設有第一凹槽的端面,從而形成導流通道,氣體首先進入導流通道,之後被導流入連接主體1-1的通孔內。
89.實施例三
90.本發明的又一個具體實施例,公開了一種氣電雙功能管路的連接座的加工方法,用於加工實施例一的連接座,包括如下步驟:
91.步驟1:用車床車出連接座的外形,即連接主體和連接主體一端的凸起,以及連接主體上的外螺紋。
92.步驟2:加工連接主體上的通孔。
93.以連接主體的另一端(即不包括凸起的一端的端面)為基準,以電火花加工方式加工出連接主體上的通孔。
94.步驟3:加工連接主體兩側的第二凹槽、凸起上的開口槽以及連接主體上的第一凹槽,具體包括以下步驟:
95.與步驟2採用相同的基準,即仍然以連接主體的另一端(即不包括凸起的一端的端面)為基準,首先,以電火花加工方式同時加工出連接主體兩側的第二凹槽以及凸起上的兩
個第一開口槽;其次,以電火花加工方式加工出凸起上的兩個第二開口槽;最後,以電火花加工方式加工出連接主體上的第一凹槽。
96.加工時需要嚴格控制第一凹槽和第二凹槽的尺寸公差,以使套設絕緣部(氧化鋁陶瓷)的熱電偶置於凹槽後不會凸出於凹槽。
97.實施例四
98.本發明的又一個具體實施例,公開了一種氣電雙功能管路的成形方法,用於成形出實施例二的具備通氣和通電雙重功能的管路。
99.在成形氣電雙功能管路前首先加工和成形出各個部件,例如連接座、第一套管組件、第二套管組件等。在將各個部件加工成形後先不對整個氣電雙功能管路進行整體成形,而是先對各個部件進行組裝,確保各個部件能夠順利組裝後再進行整個氣電雙功能管路的整體成形。
100.連接座的加工參見實施例三,下面分別介紹第一套管組件2和第二套管組件3的成形。
101.第一套管組件2通過下列方法成形得到:
102.步驟1:計算第一套管主體2-1的長度,鋸切下料,平端去除毛刺;
103.步驟2:下料多個第一限位套管2-2,鋸切下料,平端去除毛刺;
104.步驟3:機加工成形連接套管2-3;
105.步驟4:在第一套管主體上劃線,採用冷焊的方式,將多個第一限位套管2-2和第一套管主體2-1焊接為整體,每個第一限位套管焊接時前後上下僅焊接四點,焊接牢固即可,控制焊接電流,避免焊接時第一套管主體2-1內部出現焊瘤;
106.步驟5:將連接套管套設於第一套管主體的一端,並焊接;焊接方式同步驟4。
107.第二套管組件3通過下列方法成形得到:
108.步驟1:計算第二套管主體3-1的長度,鋸切下料,平端去除毛刺;
109.步驟2:下料第二限位套管3-2,線切割下料,平端去除毛刺;
110.步驟3:將第二限位套管3-2套設於第二套管主體3-1上,並焊接;注意焊接時由於管壁太薄,容易出現將管壁焊穿的現象,內部需加墊銅棒。
111.氣電雙功能的管路的組裝方法包括以下步驟:
112.步驟1:將氣路主體與連接座連接,得到氣路組件。
113.步驟2:將絕緣部套設於熱電偶的外部,並將熱電偶固定於連接座上。具體如下:
114.步驟21:將熱電偶的節點置於連接座的連接主體上的第一凹槽與通孔的連通處,並懸空設置;
115.步驟22:將多個絕緣單元依次套設於熱電偶上,從而實現將絕緣部套設於熱電偶上;
116.步驟23:將熱電偶固定於連接主體上的第二凹槽內。
117.步驟3:將套管組件套設於氣路主體和熱電偶的外部,具體如下:
118.步驟31:將第一套管組件套入氣路主體和熱電偶的外部;
119.步驟32:將第二套管組件套入氣路主體和熱電偶的外部、第一套管組件的下遊。
120.進一步地,步驟31還包括:在套入第一套管組件的過程中,如果有絕緣單元損壞,則將損壞的絕緣單元移除,將後面的絕緣單元整理順暢後重新套入。
121.步驟4:將氣路主體與接管嘴連接。
122.步驟5:將熱電偶的自由端與電連接器連接,得到氣電雙功能管路。
123.本實施例的氣電雙功能管路的成形方法包括如下步驟:
124.步驟1:將氣路主體1-2的一端插入連接主體1-1的焊接插槽,用氬弧焊焊接,使二者成為一體,得到氣路組件1。焊接時,氣路主體1-2與連接主體1-1之間留有10mm的餘量,目的在於:滿足通氣及成形功能的最小管路尺寸。
125.步驟2:將氣路主體1-2的另一端與接管嘴5焊接,對氣路組件1進行正壓氣密試驗,以檢驗連接主體1-1和氣路主體1-2之間焊縫的氣密性。待氣密合格後用0.5mm的鐵絲對焊縫進行通過性檢查,以保證焊接後連接主體上的通孔能通氣。確保焊接後連接主體上的通孔能通氣,將接管嘴5和預留的餘量去除,以保證後續能夠順利套管。如果氣密不合格,則查找原因,直至氣密合格為止。
126.步驟3:固定熱電偶。
127.在連接主體1-1設有第一凹槽1-4的端面上噴塗絕緣塗層,將熱電偶4的節點置於連接主體1-1上的第一凹槽1-4與通孔1-3的連通處,並懸空設置,將絕緣部套設於熱電偶4上。之後,將熱電偶4用j303膠粘接固定於第一凹槽1-4和第二凹槽1-5內。粘接完畢後,測量熱電偶4與管路其他金屬部分的絕緣性。
128.步驟4:確認熱電偶4與管路其他金屬絕緣後,將第一套管組件2套入氣路主體1-2和熱電偶4的外部。具體如下:
129.雙人操作將熱電偶4拉直,將第一套管組件2緩緩套入,套入過程中如果發現熱電偶4外部的某個絕緣單元損壞,則可將第一套管組件2緩緩褪下,將損壞的絕緣單元移除,之後將後面的絕緣單元整理順暢後重新套入,整個套入過程中不可使熱電偶4產生折彎、損傷等情況,套入完畢後測量電阻,保證熱電偶4和管路其他金屬部分的絕緣性。如果不絕緣,則將第一套管組件2褪下,重新套入。確認絕緣後,將第一套管組件2和連接主體1-1焊接,焊接完畢後再次測量電阻,確認是否絕緣。如果不絕緣,查找原因,直至絕緣為止。
130.步驟5:將第二套管組件3套入氣路主體1-2和熱電偶4的外部、第
131.一套管組件2的下遊。套入時的注意事項與套入第一套管組件2相同。套入完畢後測量電阻,保證熱電偶4和管路其餘金屬部分絕緣。確認絕緣後,將第二套管組件3和連接主體1-1焊接,焊接完畢後再次測量電阻,確認是否絕緣。如果不絕緣,查找原因,直至絕緣為止。
132.步驟6:按照設計要求,將第一套管組件2和第二套管組件3彎曲成形,彎曲時需緩慢、小心,彎曲完畢後測量電阻,保證熱電偶4和管路其餘金屬部分絕緣。用j303膠將第一套管組件2和第二套管組件3粘接固定,得到具備氣電雙功能的管路。
133.步驟7:對具備氣電雙功能的管路進行氣密試驗。
134.由於此時連接主體1-1的第二凹槽1-5內粘接有熱電偶4,很難進行正壓氣密試驗。在一種優選的實施方式中,因此可將接管嘴5處的焊縫前所有部分裝入氣密測試件中,口部通過密封膠泥密封,用抽負壓的方式進行氣密試驗。具體地,氣密測試件可以為真空袋。
135.步驟8:將熱電偶4的自由端與電連接器6連接,測量電阻,保證熱電偶4和管路其餘金屬部分絕緣。
136.實施例五
137.本發明的又一個具體實施例提供了一種環形凹槽的加工方法,用於加工得到實施例二的氣電雙功能管路的薄弱部。
138.本實施例採用的是電火花加工的方式,以解決現有難以實現在超細長且壁薄的管狀件上高精度加工環形凹槽的問題。
139.具體地,該方法包括利用工具電極的多個環繞待加工件周向設置的電火花加工點位的工作態實現待加工面上環形槽的加工。
140.其中,同一電火花加工點位包括工作態和非工作態,當電火花加工點位與待加工面之間的距離大於閾值時,電火花加工點位為非工作態;
141.當電火花加工點位與待加工面之間的距離小於或等於閾值時,電火花加工點位為工作態;
142.其中,閾值為滿足加工需求的電火花加工點位與待加工面之間的放電距離。
143.其中,放電端101包括多個環繞待加工件周向設置的電火花加工點位,多個環繞待加工件周向設置的電火花加工點位可為環繞待加工件周向連續不間斷分布,也可以為環繞待加工件周向不連續分布,能夠實現待加工面上環形槽的連續加工成形即可。
144.在一種可能的實施方式中,上述工具電極10一端為圓環狀,也就是說,多個環繞待加工件周向設置的電火花加工點位形成連續的圓環狀,如圖8-圖13所示,該圓環的內圓端與環形凹槽形狀匹配,即內圓端為凸起狀,環形凹槽為凹槽狀,該凸起狀的截面尺寸與凹槽狀的截面形狀相同;工具電極10的另一端為導電端104,與設置在工具機上的供電裝置的一輸出端電連接,用以引入電流,將電流傳輸至內圓端,此時,該內圓端為放電端101,以通過該放電端101的多個環繞待加工件周向設置的電火花加工點位的工作態實現待加工面上環形槽的加工。
145.在一種可能的實施方式中,上述放電端101為剛性結構,放電端101套在氣路主體1-2的外端面上。具體地,氣路主體1-2為不鏽鋼管。加工時,不鏽鋼管與供電裝置的另一輸出端電連接,且工具電極10繞不鏽鋼管的內腔中軸線偏心運動;其中,在工具電極10偏心運動的過程中,放電端101的內圓端面與不鏽鋼管的待加工端面之間的距離在不斷改變;當電火花加工點位與待加工面之間的距離大於閾值時,電火花加工點位為非工作態,此時,該電火花加工點位為非工作端103;當電火花加工點位與待加工面之間的距離小於或等於閾值時,電火花加工點位為工作態,此時,該電火花加工點位為工作端102,以此,在同一電火花加工點位實現工作態和非工作態的轉變,所有的電火花加工點位的工作態共同實現待加工面上環形凹槽的加工,也就是說,工作端102的位置在放電端101內圓端面內不斷改變,工具電極的圓形放電端環繞不鏽鋼管的內腔中軸線偏心運動一周,所有的工作端環繞待加工件周向形成連續的圓環狀放電端,以此,避免了工具電極10的放電端101處於持續加工狀態,進而降低了對工具電極10的損耗。
146.其中,工具電極10的圓環狀放電端101包括環形分布的若干個工作端102,放電端繞不鏽鋼管的內腔中軸線偏心運動進行加工時,若干個工作端102為非同步、非持續加工狀態;且若干個工作端的加工軌跡共同構成待加工件的環形槽。
147.具體地,在工具電極10偏心運動一周後,放電端101的所有端面均參與了電火花加工,即,所有工作端102構成完整的放電端101,所有工作端102的加工軌跡構成不鏽鋼管環形凹槽;沿工具電極10偏轉運動方向,工作端102在放電端101上呈現「圓周運動」現象,即不
同時刻,工作端102的位置不同,以此,實現了所有工作端102交替、有序的進行加工,加工方向16為繞不鏽鋼管的外端面的圓周方向,且該圓周方向所在的面垂直於不鏽鋼管內腔中軸線。
148.其中,放電端101是否為工作端102的判斷基準為放電端101距不鏽鋼管的待加工面之間的距離是否大於50μm,若否,則該放電端101為工作端102,若是,則該放電端101為非工作端103。
149.具體地,工具電極10安裝在工具機上,加工時,工具機帶動工具電極10做偏心運動,以此,實現工具電極的放電端101環繞不鏽鋼管的端面進行電火花加工,加工方向16為繞不鏽鋼管的外端面的圓周方向,且該圓周方向的中心線與不鏽鋼管的內腔中軸線重合。
150.具體地,在工具電極10作偏心運動前,需要調節工具電極10的放電端101的內圓端的中心與不鏽鋼管的中軸線重合,且放電端101與不鏽鋼管的外端面之間具有餘量間隙,即放電端101的內圓端的直徑尺寸大於不鏽鋼管的外徑尺寸,示例性的,內圓端的直徑為10~20mm,其為不鏽鋼管外徑的5~10倍。以此,在電火花加工的過程中,便於確定單邊進給量o1o2的值。
151.其中,單邊進給量o1o2滿足:
152.o1o2=s1+(h
1-h2)-s2153.其中,o1表示工具電極10的放電端101的中心點;
154.o2表示不鏽鋼管內腔中心點;
155.h1為不鏽鋼管的壁厚;
156.h2為環形凹槽的壁厚;
157.s1為放電端101與不鏽鋼管的外端面之間具有餘量間隙;
158.s2為加工間隙,即指在工具電極10偏心運動時,工作端102與不鏽鋼管01端面的最近距離。
159.其中,s1滿足:
[0160][0161]
其中,s
11
、s
12
、s
13
、s
14
為在工具電極10的放電端101上選取的四個點至不鏽鋼管外端面之間的實際餘量間隙值,該四個點均勻分布在放電端101上。
[0162]
示例性的,s
11
、s
12
、s
13
、s
14
分別為2.055mm、2.060mm、2.065mm、2.050mm,此時,s1=2.058mm。
[0163]
其中,加工間隙s2取值為10-50μm,以滿足電火花加工要求。
[0164]
示例性的,s2=10μm;h1=0.5mm,h2=0.3mm,s1=2.058mm,此時,o1o2=2.248mm。
[0165]
其中,可利用工具機上的自動定中心模塊,測量s
11
、s
12
、s
13
、s
14
,其中,若四個數值相等,即實現工具電極10的放電端101的內圓端的中心與不鏽鋼管的內腔中軸線重合。
[0166]
其中,在利用工具機調節工具電極10的放電端101中心與不鏽鋼管的內腔中軸線重合後,實際測量的s
11
、s
12
、s
13
、s
14
的四個值越接近,則s1的值越精確,進而單邊進給量o1o2越精準,以此在工具電極10偏心運動過程中,可確保加工間隙精準性,進而保證工作端102的加工深度,來確保所加工的環形凹槽的尺寸精度。
[0167]
具體地,調節工具電極10的放電端101中心與不鏽鋼管的內腔中軸線重合後,利用
工具機帶動工具電極10作偏心運動,詳細過程見下。
[0168]
以工具電極10的放電端101的中心點o1和不鏽鋼管的內腔中心點o2的運動軌跡進行闡述,如下:
[0169]
移動工具電極10,使得o1遠離o2,移動距離與單邊進給量o1o2相同,此時,o1和o2之間的距離為o1o2;
[0170]
以o2為中心,以o1o2為半徑,將o1繞o2轉動,此時,o1移動的軌跡為圓,如圖14所示,該圓的圓心為o2,半徑為o1o2;
[0171]
其中,在移動o1的過程中,當放電端101的端面與不鏽鋼管表面的最近距離達到10μm時,開啟供電裝置向工具電極10和不鏽鋼管輸送脈衝電壓,並以0.04g/min的加工速度來蝕除不鏽鋼管表面金屬,直至o1與o2之間的距離為o1o2,然後o1繞o2進行圓周運動。
[0172]
為了進一步說明工具電極10的運動軌跡,選取放電端101上的任意一點o3,以o3的軌跡來進行闡述,如下:
[0173]
移動工具電極10,使得o3朝向o2移動,移動距離為o1o2;
[0174]
在o1繞o2轉動時,此時,如圖15所示,o3的軌跡為:以o3的初始位置為圓心,以o1o2為半徑的圓;
[0175]
其中,在o3移動的過程中,當放電端101的端面與不鏽鋼管表面的最近距離達到10μm時,開啟供電裝置向工具電極10和不鏽鋼管輸送脈衝電壓,並以0.04g/min的加工速度來蝕除不鏽鋼管表面金屬,直至o3的移動距離達到o1o2,然後,o3再以其初始位置為圓心作圓周運動。
[0176]
以此,在工具電極10偏心運動的過程中,放電端101的內圓端面與不鏽鋼管外表面之間的距離不斷改變,放電端101的內圓端面的每個部分與不鏽鋼管外端面之間的距離,實現由靠近到遠離,進而,放電端101由工作狀態轉為非工作狀態,即實現了工作端102和非工作端103之間動態轉變。
[0177]
其中,放電端101與不鏽鋼管01的外端面之間具有餘量間隙,用以確保放電端101處的非工作端103與不鏽鋼管端面之間的非加工間隙足夠大,進而確保非工作端103處釋放的脈衝電壓無法蝕除不鏽鋼管表面的金屬。以此,在工具電極10偏心運動時,可實現工作端102和非工作端103動態轉變。
[0178]
其中,工具電極10的導電端104與設置在工具機上的供電裝置一輸出端電連接,不鏽鋼管與供電裝置的另一輸出端電連接,其中,供電裝置包括脈衝電源,其兩個輸出端分別與脈衝電源的正負極連接,用以輸出脈衝電壓。
[0179]
加工時,將不鏽鋼管和工具電極10的放電端101浸入具有一定絕緣度的液體介質中,示例性的,該介質為煤油、礦物油或去離子水;當脈衝電壓加到放電端101和不鏽鋼管上時,便將當時條件下不鏽鋼管和放電端101間的最近點的液體介質擊穿,形成放電通道,由於通道的截面積很小,放電時間極短,致使能量高度集中(10~106w/mm),放電區域產生的瞬時高溫足以使不鏽鋼管表面金屬熔化甚至蒸發,以致形成一個小凹坑;第一次脈衝放電結束之後,經過很短的間隔時間,第二個脈衝又在另一極間最近點擊穿放電,如此,周而復始高頻率地循環下去,工具電極10不斷地向不鏽鋼管進給,它的形狀最終就複製在不鏽鋼管上,形成所需要的加工表面;加工的過程中,雖然總能量的一小部分也釋放到工具電極10上,造成工具電極10損耗,但是,通過工具電極10的放電端101繞不鏽鋼管的內腔中軸線偏
心運動,放電端101處的工作端102在不斷變換位置,以此,通過避免工作端102持續加工來降低對工具電極10的損耗,進而,加工的每個時刻,放電端101的工作端102均保持較完整的形狀,提高了加工精度。
[0180]
示例性的,在加工的過程中,電參數滿足:
[0181]
脈衝寬度30~60μs、脈衝間隔20~30μs、平均加工電流0.8~2a、平均加工電壓30~60v。
[0182]
具體地,加工時,通過工具機控制工具電極10偏心運動,不鏽鋼管保持不動。
[0183]
其中,工具電極10與設置在工具機上的驅動裝置連接,該驅動裝置包括傳動杆15,加工時,工具機控制傳動杆15擺動,進而,通過傳動杆15帶動工具電極10做偏心運動;
[0184]
具體地,傳動杆15在擺動平面zy內順時針擺動,該擺動平面zy平行於放電端101所在的平面,以此,實現了工具電極10繞不鏽鋼管的內腔中軸線偏心運動。
[0185]
示例性的,在加工的過程中,非電參數滿足:
[0186]
傳動杆15的擺動速度為0.4~0.6rpm、加工間隙為10~50μm、加工速度0.02~0.045g/min及單邊進給量為2.214~2.316mm。
[0187]
具體地,如圖16所示,將不鏽鋼管放置在等高定位塊12和輔助承載塊13上,來對不鏽鋼管進行裝夾。
[0188]
其中,利用兩個等高定位塊12分別對不鏽鋼管的待加工位置的兩側進行裝夾,以在加工的過程中,確保不鏽鋼管的待加工位置的穩定性。示例性的,兩個等高定位塊12之間的距離為30mm。
[0189]
其中,將兩個等高定位塊12放置在兩個輔助承載塊13之間,利用兩個輔助承載塊13對不鏽鋼管的兩端進行支撐、定位,進一步確保不鏽鋼管在加工過程中的穩定性。
[0190]
其中,如圖18-19所示,上述等高定位塊12和輔助承載塊13的上端面齊平,等高定位塊12和輔助承載塊13的上端面開設有v型槽,不鏽鋼管放置在該v型槽內,以對不鏽鋼管進行限位。
[0191]
進一步的,將夾持板14覆蓋在v型槽上,並卡接在等高定位塊12上,以對不鏽鋼管進行限位,進一步提高不鏽鋼管的穩定性。示例性的,該v型槽的角度為60
°‑
90
°
,深度為5-10mm。
[0192]
其中,在將不鏽鋼管放置在等高定位塊12上之前,首先需要利用工具機對工具電極10進行中找正,然後再將不鏽鋼管穿入工具電極10的放電端101內,最後在利用等高定位塊12、輔助承載塊13及夾持板14對不鏽鋼管進行裝夾,並通過等高定位塊12和輔助承載塊13對不鏽鋼管進行找正。
[0193]
具體地,在工具電極10找正後,利用工具機xyz軸調節等高定位塊12和輔助承載塊13在工具機上的位置,以對不鏽鋼管進行找正,確保不鏽鋼管的內腔中軸線與工具電極10的放電端101的中心線重合,以便於確定單邊進給量o1o2的值,進而來提高加工精度。
[0194]
其中,對不鏽鋼管的找正過程如下。
[0195]
首先,首先將2個等高定位塊12和2個輔助承載塊13固定在工具機的工作檯9上,然後利用千分表拉表找正其側面與工具機x軸平行,平行度誤差≤0.01mm。
[0196]
在將不鏽鋼管放置在等高定位塊12上前,先將不鏽鋼管穿入工具電極10的放電端101內,然後在將不鏽鋼管放置在等高定位塊12和輔助承載塊13上,以此,通過等高定位塊
12和輔助承載塊13實現對不鏽鋼管找正。
[0197]
其中,傳動杆15的一端與工具電極10連接,且與工具電極10的放電端101的中心線平行;在加工的過程中,傳動杆15的另一端安裝在工具機上,以動過工具機帶動傳動杆15擺動,進而通過傳動杆15帶動工具電極10移動,實現工具電極10的放電端101繞不鏽鋼管的內腔中軸線作偏心運動。
[0198]
以此,工具電極10的放電端101繞不鏽鋼管的內腔中軸線偏心運動一周,即可完成對不鏽鋼管環形凹槽的加工,實現一次加工到位,加工效率得以顯著提高。
[0199]
與現有技術相比,本發明的工具電極10的放電端101包括多個環繞待加工件周向設置的電火花加工點位,同一電火花加工點位包括工作態和非工作態,在工具電極對待加工件環形槽電火花加工時,電火花加工點位與待加工面之間的距離不斷改變,實現工作態和非工作態之間轉變,多個環繞待加工件周向設置的電火花加工點位的工作態實現待加工面上環形槽的加工,以此,避免了工具電極10的放電端101處於持續加工狀態,進而降低了對工具電極10的損耗。
[0200]
多個環繞待加工件周向設置的電火花加工點位形成連續的圓環狀,該圓環的內圓端與環形槽形狀匹配,其套在不鏽鋼管的外端面上作偏心運動,在此過程中,放電端101的內圓端面與待加工面之間的距離在不斷改變;在放電端101的內圓端面靠近待加工面時,該放電端101的端面為工作端102,在該端面遠離待加工面時,該端面轉變為非工作端103,實現了工作端102和非工作端103之間動態轉變,以此,避免了工具電極10的工作端102處於持續加工狀態,極大降低了對工具電極10的工作端102的損耗,實現了工具電極10損耗≤1%,進而降低了工具電極10的工作端面形變,以此提高了對不鏽鋼管環形凹槽加工的精度。
[0201]
本發明的工具電極10的放電端101套在超細長不鏽鋼管上作偏心運動,加工時,放電端101與超細長不鏽鋼管的之間的距離由大變小,再由小變大,在距離由大變小的過程中,放電端101與不鏽鋼管之間會產生金屬碎屑,此時,部分金屬碎屑會隨工作液經加工間隙處排出,在距離又小變大的過程中,放電端101與不鏽鋼管之間的距離可增大近200倍,顯著的提高了排出金屬碎屑的效率,以此避免了因金屬碎屑排出不及時而堆積在放電端101處,從而降低了工具電極10的損耗,以及避免了工具電極10通過金屬碎屑直接與不鏽鋼管連接而導致短路的風險。
[0202]
通過工具電極10的放電端101套在超細長不鏽鋼管上作偏心運動,可高效的排出金屬碎屑,進而實現以較小的加工間隙進行電火花加工,以此,可降低加工電流和加工電壓值,降低了加工成本,且能夠獲得表面粗糙度較低的環形凹槽。
[0203]
如圖17所示,通過調整單邊給進量的值可實現對不同壁厚的環形凹槽進行加工,通過對工具電極10的放電端101的形狀調整,可實現不同斜角α的尺寸加工,為產品快速生產和批量化生產奠定了基礎。
[0204]
本發明的工具電極10的放電端101繞超細長不鏽鋼管的內腔中軸線偏心運動一周,即可完成對超細長不鏽鋼管環形凹槽的加工,實現一次加工到位,加工效率得以顯著提高。
[0205]
通過工具電極10的放電端101繞不鏽鋼管的內腔中軸線偏心運動,可實現放電端101每一處的端面的單邊給進量相同,確保了環形凹槽加工深度的一致性,以此提高了環形凹槽的加工精度。
[0206]
工具電極10的放電端101與環形凹槽的形狀相同,即放電端101為凸起狀,環形凹槽為凹槽狀,該凸起狀的截面尺寸與凹槽狀的截面形狀相同,以此,工具電極10的放電端101繞超細長不鏽鋼管的內腔中軸線偏心運動一周後,所加工的環形凹槽的深度與斜角即為所需的環形凹槽深度、斜角,加工精度得以顯著提高。
[0207]
本發明撇棄傳統的對超細長不鏽鋼管的車削加工方式,利用工具電極10的工作端102放電蝕除超細長不鏽鋼管表面金屬,進行環形凹槽加工,即在加工的過程中,工具電極10與超細長不鏽鋼管表面不接觸,不會造成其發生形變,克服了切削力對超細長不鏽鋼管的損壞問題。
[0208]
本發明利用工具電極10的放電端101繞超細長不鏽鋼管的內腔中軸線偏心運動,來對超細長不鏽鋼管環形凹槽進行加工,即在加工的過程中,超細長不鏽鋼無需移動,即可實現在其外表面加工出環形狀的環形凹槽,克服了超細長不鏽鋼管在迴轉過程中同軸度變差而影響加工精度的問題。
[0209]
加工時,只需將超細長不鏽鋼管放置在等高定位塊12和輔助承載塊13上的v型凹槽內,並利用夾持板14對超細長不鏽鋼管的上表面進行限位,即可實現對超細長不鏽鋼管的裝夾定位,裝夾便捷,且能夠確保超細長不鏽鋼管在加工過程中的穩定性。
[0210]
具體步驟如下:
[0211]
步驟1:利用工具機調整工具電極10的位置,使得工具電極10的放電端101所在的平面垂直於工具機的工作檯面11;
[0212]
具體地,工具機的工作檯面11為水平面,工具電極10豎直安裝在工具機上,並與安裝在工具機上的傳動杆連接。
[0213]
步驟2:利用承載組件裝夾氣路主體1-2,並對氣路主體1-2進行找正;
[0214]
具體地,氣路主體1-2為不鏽鋼管。首先將兩件等高定位塊12和兩件輔助承載塊13固定在工作檯面11上,利用千分表拉表找正其側面與工具機x軸平行,並利用工具機調節等高定位塊12和輔助承載塊13的位置,其中,平行度誤差≤0.01mm。
[0215]
然後將不鏽鋼管放置在等高定位塊12上,在放置之前先將不鏽鋼管穿過工具電極10下端的內圓端,通過等高定位塊12確保不鏽鋼管處於水平位置,兩件等高定位塊12之間的距離為30mm;
[0216]
接著將不鏽鋼管的兩端放置在輔助承載塊13上,最後用夾持板14固定。
[0217]
步驟3:利用工具機調整工具電極10的放電端101的中心線與不鏽鋼管的內腔中軸線重合;
[0218]
具體地,首先通過工具機在x軸向上移動承載組件來調節不鏽鋼管的位置,以使得不鏽鋼6的待加工位置位於工具電極10的放電端101內;
[0219]
接著,通過工具機自動定中心模塊,測量s
11
、s
12
、s
13
、s
14
的數值,若四個數值相等或誤差在
±
0.02mm以內,則實現工具電極10的放電端101的中心與不鏽鋼管的內腔中軸線重合,若不重合,則通過工具機繼續調節承載組件的位置,直至符合要求。
[0220]
步驟4:以煤油和水為工作液,在工作液中利用工具電極10對不鏽鋼管進行電火花加工。
[0221]
具體地,步驟4包括如下步驟:
[0222]
步驟41:控制工具電極10的放電端101繞不鏽鋼管的內腔中軸線偏心運動;
[0223]
具體地,工具機帶動傳動杆15在yz平面擺動,進而通過傳動杆15控制工具電極10的放電端101繞不鏽鋼管的內腔中軸線進行偏心運動,偏心運動方向17見圖14。
[0224]
其中,傳動杆15的擺動速度為0.5rpm;
[0225]s11
、s
12
、s
13
、s
14
實際測量值分別為2.055mm、2.060mm、2.065mm、2.050mm,此時,s1=2.058mm;
[0226]
加工間隙s2為10μm;
[0227]
單邊進給量o1o2=s1+(h
1-h2)-s2=2.058+(0.5-0.3)-0.01=2.248mm;
[0228]
加工速度為0.04g/min。
[0229]
步驟42:工具電極10進行偏心運動時,向工具電極10通電,以進行電火花加工。
[0230]
具體地,電參數滿足:
[0231]
脈衝寬度40μs、脈衝間隔26μs、平均加工電流1a、平均加工電壓40v。
[0232]
利用上述加工方法對#01-#10件超細長不鏽鋼管進行環形凹槽加工,加工參數如下表1所示。
[0233]
表1加工參數
[0234][0235]
加工要求:環形凹槽壁厚為0.3
±
0.05mm、斜角α為90
°
。檢測結果如下表2所示。
[0236]
表2檢測結果
[0237][0238][0239]
其中,電極消耗比為e/w*100%,其中,e為工具電極的放電端直徑尺寸變化量,w為工具電極的內圓端的初始直徑尺寸。
[0240]
由表2可以看出,本發明加工的10件不鏽鋼管的環形凹槽的槽深的平均值為0.2146mm,標準差為0.01427,離散係數為0.07,環形凹槽角度均為90
°
,環形凹槽壁厚的平均值為0.299mm,標準差為0.006681,離散係數為0.02,可見,採用本發明的加工方法能夠實現對超細長不鏽鋼管環形凹槽加工,且所加工的環形凹槽精度高且穩定,不會損壞超細長不鏽鋼管,且對工具電極的損耗較小。
[0241]
一般直徑與長度的比值達到1:100~150屬於超細長軸。如用於某飛航產品上的不鏽鋼管的外徑為2mm,內徑為1mm,長度為1~1.2m,該不鏽鋼管的外徑與長度的比值為1:500~600,屬於超細長不鏽鋼管。一般需要在超細長鋼管上加工環形槽,該環形槽為環形凹槽,用於當產品到達到預定高度和位置後時,將飛航產品制導系統與產品整流罩體進行分離。
[0242]
由於超細不鏽鋼管的直徑小、壁厚薄,且環形凹槽位置的壁厚更薄,如0.3
±
0.05mm,通過直接測量無法得出其重要尺寸;在超細長不鏽鋼管的某個位置加工v型環形凹槽時,採用傳統的車削加工方式,難以保證環形凹槽位置的壁厚尺寸,這是由於長度過長在迴轉過程中引起工件迴轉的離心力會越大,工件同軸度會越差,且所產生的切削力易造成超細長不鏽鋼管發生形變。
[0243]
若採用現有的電火花加工裝置對超細長不鏽鋼管環形凹槽進行加工時,需要轉動超細長不鏽鋼管,然後利用工具電極在超細長不鏽鋼管的表面持續推進進行加工,但由於超細長不鏽鋼管較長,在迴轉過程中引起工件迴轉的離心力會越大,工件同軸度會越差,同
樣會致使環形凹槽位置的壁厚尺寸難以保證;且在加工的過程中,總能量的一部分釋放到工具電極上,會造成工具損耗,損耗的工具電極的形狀最終複製在超細長不鏽鋼管上,嚴重影響環形凹槽的加工精度。
[0244]
由於環形凹槽位置的壁厚薄,對定位要求和加工精度要求都比較高,且不能通過直接測量得到其重要尺寸;在超細長不鏽鋼管的某個位置加工環形凹槽時,採用傳統的車削加工裝置難以保證環形凹槽位置的壁厚尺寸,即使採用現有的電火花加工裝置,也難以保證環形凹槽位置的壁厚尺寸。
[0245]
上述的環形凹槽採用下列的加工裝置完成。該加工裝置包括安裝在工具機上的工具電極10、承載組件及驅動組件,其中,承載組件用於裝夾不鏽鋼管,驅動組件用於帶動工具電極10繞不鏽鋼管的內腔中軸線偏心運動,以實現對不鏽鋼管的環形凹槽進行電火花加工,來解決現有難以實現在超細長不鏽鋼管上加工環形凹槽的問題。
[0246]
具體地,工具電極10一端為圓環狀,該圓環的內圓端與環形凹槽形狀相匹配,工具電極10的另一端為導電端104,與設置在工具機上的供電裝置的一輸出端電連接,用以引入電流,將電流傳輸至內圓端,此時,該內圓端為放電端101,放電端101套在不鏽鋼管的外端面上;加工時,不鏽鋼管與供電裝置的另一輸出端電連接,且工具電極10的放電端101繞不鏽鋼管的內腔中軸線偏心運動,其中,在工具電極10偏心運動的過程中,放電端101的端面與不鏽鋼管的待加工端面之間的距離在不斷改變,距離是10-50μm的為工作狀態,即工作端102,距離大於50μm的為非工作狀態,即非工作端103。其中,所有工作端102的加工軌跡共同構成超細長不鏽鋼管環形凹槽。
[0247]
其中,工具電極10的放電端101的內圓端的中心與不鏽鋼管的內腔中軸線重合,且放電端101與不鏽鋼管的外端面之間具有餘量間隙,其中,放電端101的端面直徑為20mm,為不鏽鋼管外徑的10倍,以便於確定單邊進給量o1o2的值;加工時,通過驅動組件帶動工具電極10擺動,此時,該工具電極10的放電端101處於繞不鏽鋼管的內腔中軸線作偏心運動狀態。
[0248]
其中,利用工具機上的自動定中心模塊,測量s
11
、s
12
、s
13
、s
14
分別為2.055mm、2.060mm、2.065mm、2.050mm,此時,s1=2.058mm。
[0249]
其中,s2=10μm;h1=0.5mm,h2=0.3mm,s1=2.058mm,此時,o1o2=2.248mm。
[0250]
其中,在調節工具電極10的放電端101中心與不鏽鋼管的內腔中軸線重合後,工具電極10在驅動組件的作用下處於偏心運動狀態。
[0251]
其中,工具電極10的導電端104與設置在工具機上的供電裝置一輸出端電連接,不鏽鋼管與供電裝置的另一輸出端電連接,其中,供電裝置包括脈衝電源,其兩個輸出端分別與脈衝電源的正負極連接,用以輸出脈衝電壓。
[0252]
其中,在加工的過程中,電參數滿足:
[0253]
脈衝寬度40μs、脈衝間隔26μs、平均加工電流1a、平均加工電壓40v。
[0254]
具體地,上述驅動組件包括傳動杆15,傳動杆15的一端與工具電極10連接,傳動杆15的另一端安裝在工具機上,通過工具機可控制傳動杆15擺動,進而傳動杆15帶動工具電極10的放電端101繞不鏽鋼管的內腔中軸線作偏心運動。其中,加工時,不鏽鋼管保持不動。
[0255]
其中,在加工的過程中,非電參數滿足:
[0256]
傳動杆15的擺動速度為0.5rpm、加工間隙s2為10μm、加工速度0.04g/min、單邊進
給量o1o2為2.248mm。
[0257]
具體地,承載組件包括安裝在工具機上的等高定位塊12和輔助承載塊13,以將不鏽鋼管放置在等高定位塊12和輔助承載塊13上,來對不鏽鋼管進行裝夾。
[0258]
其中,設有兩個等高定位塊12,兩個等高定位塊12分別位於不鏽鋼管的待加工位置的兩側,兩個等高定位塊12之間的距離為30mm。
[0259]
其中,設有兩個輔助承載塊13,兩個等高定位塊12位於兩個輔助承載塊13之間,以通過兩個輔助承載塊13對不鏽鋼管的兩端進行支撐、定位。
[0260]
其中,等高定位塊12和輔助承載塊13的上端面齊平,等高定位塊12和輔助承載塊13的上端面開設有v型槽,不鏽鋼管放置在該v型槽內,以對不鏽鋼管進行限位。
[0261]
進一步的,在等高定位塊12上還設有夾持板14,夾持板14覆蓋在v型槽上,並卡接在等高定位塊12上,以對不鏽鋼管進行限位,進一步提高不鏽鋼管的穩定性。示例性的,該v型槽的角度為90
°
,深度為10mm。
[0262]
其中,在將不鏽鋼管放置在等高定位塊12上之前,首先需要對工具電極10進行中找正,然後再將不鏽鋼管穿入工具電極10的放電端101內,最後再利用等高定位塊12、輔助承載塊13及夾持板14對不鏽鋼管進行裝夾,並通過等高定位塊12和輔助承載塊13對不鏽鋼管進行找正。
[0263]
其中,傳動杆15的一端與工具電極10連接,且與工具電極10的放電端101的中心線平行;在加工的過程中,傳動杆15的另一端安裝在工具機上,以動過工具機帶動傳動杆15擺動,進而通過傳動杆15帶動工具電極10移動,以實現工具電極10的放電端101繞不鏽鋼管的內腔中軸線作偏心運動。
[0264]
以此,工具電極10的放電端101繞不鏽鋼管的內腔中軸線偏心運動一周,即可完成對不鏽鋼管環形凹槽的加工,實現一次加工到位,加工效率得以顯著提高。
[0265]
實施例六
[0266]
由於氣路主體1-2上設有薄弱部7,因此,在後續的周轉、加工過程中極易導致薄弱部處斷裂。基於上述考慮,本實施例提供了一種保護工裝8,用於保護實施例二中的薄弱部。
[0267]
如圖6所示,保護工裝包括保護主體8-1和壓緊件8-2,保護主體8-1用於容納氣路主體1-2上的薄弱部7,壓緊件8-2用於將氣路主體1-2固定於保護主體8-1內,以實現對薄弱部7的固定。壓緊件8-2套設於保護主體8-1上。
[0268]
具體地,保護主體8-1的一端封閉,且其上設有沿保護主體8-1徑向的通槽8-4,氣路主體1-2的一端穿過該通槽8-4,直至薄弱部7位於通槽8-4內。
[0269]
考慮到氣路主體1-2較長,如果需要將氣路主體1-2的一端穿過該通槽才能將薄弱部置於通槽內,操作不便。因此,在一種優選的實施方式中,通槽8-4從保護主體8-1的一端延伸至保護主體8-1的另一端,使得保護主體8-1的另一端為開口端。由於通槽8-4從保護主體8-1的一端延伸至保護主體8-1的另一端,使用時,無需將氣路主體1-2的一端穿過通槽,只需要將薄弱部7從保護主體8-1另一端的開口處進入,就能實現薄弱部7位於通槽8-4內,極大提高了操作的便捷性。
[0270]
在一種可能的實施方式中,壓緊件8-2上設有供保護主體穿過的通孔。壓緊件8-2和保護主體8-1螺紋連接。示例性地,保護主體的外表面設有外螺紋,壓緊件的通孔處設有內螺紋。
[0271]
優選地,保護工裝還包括防松件8-3。防松件8-3設於壓緊件8-2的外側、靠近保護主體8-1的開口端,用於防止壓緊件8-2鬆動,從而防止薄弱部移出保護主體8-1的通槽8-4。防松件8-3的結構可以與壓緊件相同,也可以採用其他的結構,只要能夠起到防止壓緊件鬆動的作用即可。
[0272]
為了降低加工難度,本實施例的保護主體8-1可以採用螺栓,在螺杆上沿長度方向加工出通槽形成徑向貫通的軸向通槽即可,防松件和壓緊件均可以採用螺母。
[0273]
本領域技術人員可以理解,實現上述實施例方法的全部或部分流程,可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成,所述的程序可存儲於計算機可讀存儲介質中。其中,所述計算機可讀存儲介質為磁碟、光碟、只讀存儲記憶體或隨機存儲記憶體等。
[0274]
本發明通過對狹小空間以及相對應的功能需求分析提供了一種新的能夠滿足通氣和發送電信號兩種功能的管路結構,選用多種細小直徑的不鏽鋼管成形管路主體和套管組件是能夠滿足空間和定位最小需求,選用的熱電偶絲結構能夠滿足絕緣需求,新穎合理的設置了相應的管路焊接、套管、彎曲步驟,以及針對每一步驟進行的絕緣檢測,在能夠有效的成形管路外形的基礎上同步確保了零件的絕緣性能,達成了管路的通氣和發送電信號的兩種功能。
[0275]
以上所述,僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護範圍並不局限於此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內,可輕易想到的變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。

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