一種內(nèi)燃機進排氣門曲面加工裝置及其加工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機進排氣門曲面加工裝置及其加工工藝，具體的說是一種用于船用內(nèi)燃機進排氣門曲面的加工裝置及其加工工藝，屬于精密加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]船用內(nèi)燃機進排氣門及氣門座的防積碳加工技術(shù)，最早從歐洲及日本等一些技術(shù)領(lǐng)先的國家起步，早期的加工技術(shù)為:磨削、超精研磨、拋光技術(shù)，后逐步發(fā)展到現(xiàn)今的滾壓、超音速噴涂、離子束拋光等技術(shù)，其最終實現(xiàn)的目的是通過超精加工方式，超精密加工技術(shù)在發(fā)達國家已有近40年的發(fā)展歷史，其主要目的對內(nèi)燃機進排氣門及氣門座的關(guān)鍵部位(頸部、底部、內(nèi)腔)實施“微米或納米級加工技術(shù)”。而微米或納米級加工技術(shù)是超精密加工技術(shù)的頂峰，其主要目的是緩解船用內(nèi)燃機進排氣門及氣門座在運行中，由于內(nèi)燃機工作過程中燃料含硫物質(zhì)的侵蝕及高溫腐蝕下積碳的產(chǎn)生，從而使零件的使用壽命得到大幅度提尚。
[0003]然而，目前國內(nèi)船用內(nèi)燃機零件生產(chǎn)企業(yè)的加工水平遠遠落后于國外，由于涉及超精加工設(shè)備巨額投資費用的限制，只有極少數(shù)企業(yè)能夠采用滾壓或超音速噴涂加工方式對易產(chǎn)生積碳的關(guān)鍵部位實施降低零件表面粗糙度加工，且僅限于船用內(nèi)燃機的主機氣門。而作為內(nèi)燃機的輔機氣門，仍采取是傳統(tǒng)的磨削+拋光加工，最好的企業(yè)也不過采用數(shù)控磨削，以降低零件頸部、底盤表面的粗糙度，其粗糙度最高指標只能維持在Ra 0.4左右。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定，能夠有效降低內(nèi)燃機進排氣門關(guān)鍵部位的表面粗糙度，延長其使用及疲勞壽命的防積碳型內(nèi)燃機進排氣門加工裝置及加工工藝。
[0005]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機進排氣門曲面加工裝置，包括機床，機床頭箱及機床尾座內(nèi)側(cè)上部分別設(shè)有卡盤及機床尾座頂尖，卡盤與頂尖相對設(shè)置，二者的軸線為同一平面，與被加工零件相夾持；卡盤與頂尖之間設(shè)有刀架機構(gòu)，刀架機構(gòu)上方通過安裝座設(shè)有氣動式超精密加工機構(gòu)，氣動式超精密加工機構(gòu)與被加工零件的被加工面相觸接。
[0006]本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是:前述的一種內(nèi)燃機進排氣門曲面加工裝置，氣動式超精密加工機構(gòu)包括氣動裝置、高頻發(fā)生裝置；高頻電源背離氣動裝置的一端設(shè)有高頻發(fā)生器，高頻發(fā)生器與被加工零件的側(cè)表邊相觸接，通過安裝在機床刀架上的氣動裝置及高頻發(fā)生裝置對零件進行加工，且高頻發(fā)生裝置的軸線與被加工零件的軸線為同一平面且相互垂直布置；高頻發(fā)生裝置的下部通過支架與滑動機構(gòu)相連接，高頻發(fā)生裝置的后方設(shè)有氣動裝置，氣動裝置通過底部的氣動缸支座安裝于安裝座上。
[0007]進一步的，前述的一種內(nèi)燃機進排氣門曲面加工裝置，氣動裝置近高頻發(fā)生裝置的一端設(shè)有活塞桿，活塞桿的后側(cè)連接有氣缸，氣缸的后側(cè)上方設(shè)有壓力表，下方設(shè)有空氣壓力進氣口。
[0008]進一步的，前述的一種內(nèi)燃機進排氣門曲面加工裝置，滑動機構(gòu)包括底部的滑動導(dǎo)軌，滑動導(dǎo)軌的上方近氣動缸支座一側(cè)設(shè)有限位裝置，滑動導(dǎo)軌的上方另一側(cè)滑動套接有滑動支座。
[0009]進一步的，前述的一種內(nèi)燃機進排氣門曲面加工裝置，滑動支座包括套接于滑動導(dǎo)軌上的底板，底板上垂直設(shè)有豎板，豎板的上端設(shè)有開孔，開孔內(nèi)穿有氣缸活塞桿。
[0010]進一步的，前述的一種內(nèi)燃機進排氣門曲面加工裝置，機床床體上方設(shè)有X軸托板及Z軸托板，X軸托板上方安裝有Z軸托板，Z軸托板上安裝有刀架機構(gòu)。
[0011]進一步的，前述的一種內(nèi)燃機進排氣門曲面加工裝置，機床的一側(cè)設(shè)有高頻電源控制器，高頻電源控制器通過感應(yīng)器與高頻發(fā)生裝置相連接。
[0012]進一步的，前述的內(nèi)燃機進排氣門曲面加工工藝，包括以下步驟:1、將被加工零件裝夾于所述機床上，將被加工零件的盤部固定卡接于機床頭箱內(nèi)側(cè)的卡盤內(nèi)；并以零件桿部中心孔為基準，使零件的桿部被機床尾座頂尖頂起；
I1、將氣動式超精密加工機構(gòu)安裝在數(shù)控機床自動刀架上，并使氣動式超精密加工機構(gòu)中的高頻發(fā)生裝置的前端與被加工零件的側(cè)邊相觸接，保證高頻發(fā)生裝置的軸線與被加工零件的軸線為同一平面且相互垂直布置；
II1、根據(jù)被加工零件所需加工的部位，調(diào)整高頻電源控制器至頻率25~30KHZ,調(diào)整氣動裝置壓力至1~3 KG ;根據(jù)被加工零件規(guī)格，調(diào)整主軸旋轉(zhuǎn)速度；并根據(jù)加工零件加工面的長度，調(diào)整X軸的位移量及進給速度；同時調(diào)整Z軸的進給位移，使安裝于Z軸進給刀架機構(gòu)上的高頻發(fā)生裝置觸碰到零件的被加工面，并沿工件的表面軸向移動；調(diào)整高頻發(fā)生裝置的潤滑液流量，使高頻發(fā)生裝置得到充分潤滑。
[0013]進一步的，前述的內(nèi)燃機進排氣門曲面加工工藝，機床為普通機床或數(shù)控機床，所述刀架機構(gòu)為普通機床的手動刀架或數(shù)控機床自動刀架。
[0014]進一步的，前述的內(nèi)燃機進排氣門曲面加工工藝，步驟III中，加工參數(shù)調(diào)整完成后，開啟機床電源開關(guān)，使得被加工零件在主軸轉(zhuǎn)速的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，打開冷卻潤滑液的流量閥，調(diào)整冷卻潤滑液的流量，使冷卻潤滑液直接噴射在被加工零件的表面；打開高頻發(fā)生裝置的潤滑開關(guān)及氣動裝置的開關(guān)，使得安裝在刀架上的高頻發(fā)生裝置，在氣動壓力的作用下，對被加工零件進行曲面加工；同時，在X軸方向的導(dǎo)軌的進給驅(qū)動下，安裝在Z軸方向的刀架機構(gòu)的高頻發(fā)生裝置，在氣動裝置導(dǎo)軌的作用下，開始對被加工零件曲面沿X軸方向進行自動進給加工。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用安裝于普通機床或數(shù)控機床上的超高頻發(fā)生裝置并配合氣動裝置，對進排氣門的各個部位的表面實施超精密加工，通過高頻超精密加工后，不僅提高了進排氣門的外觀及表面質(zhì)量，同時還提高了進排氣門的關(guān)鍵部位表面組織的密實度，降低了進排氣門的表面粗糙度。
[0016]并且，由于提高了進排氣門的表面質(zhì)量，因此使得進排氣門在高溫運行中的耐高溫腐蝕、耐含硫物質(zhì)侵蝕的能力及密封性能也得到提高，消除零件堆焊應(yīng)力并預(yù)置理想高值壓應(yīng)力，表面晶粒更加細化，延長了使用壽命。同時，由于提高了進排氣門的表面硬度及零件的滑動性、耐磨性能，因此使得內(nèi)燃機整體工況性能也得到了改善，延長了內(nèi)燃機的使用壽命。
[0017]本發(fā)明的高頻發(fā)生裝置可以安裝在不同的機床設(shè)備上使用，安裝方式便捷、可靠性高。同時本發(fā)明應(yīng)用廣泛，不僅可以對船用內(nèi)燃機進排氣門及氣門座零件的超精密加工，還可以對其他各種船用零件、液壓元件、乳輥機械零件、化工球閥等零件的外圓表面實施超精密加工。不僅可以對外圓表面實施加工，還可以對內(nèi)圓表面進行加工、還可以適用于不同曲面的外圓表面加工。
[0018]本發(fā)明操作控制簡單、調(diào)試方便，效率較高，加工效率僅相當于半精車的加工效率。且本發(fā)明使用過程無氣霧體、粉塵，噪音等污染環(huán)境物質(zhì)產(chǎn)生，對環(huán)境保護起到了極大的作用，適于批量生產(chǎn)，能夠滿足需要開展此項工作的市場需求。
[0019]
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0022]圖3為本發(fā)明氣動式超精密加工機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明加工完成后工件表面粗糙度實際檢測結(jié)果。
【具體實施方式】
[0024]本實施例中選用的高頻發(fā)生裝置型號為:HKSM_30，本實施例中所加工零件為船用內(nèi)燃機進排氣門。
[0025]本實施例提供的一種內(nèi)燃機進排氣門曲面加工裝置，結(jié)構(gòu)如圖1至圖3所示，包括機床1，該機床為普通機床或數(shù)控機床，本實施例中選用的為數(shù)控機床；該機床頭箱2及機床尾座3的內(nèi)側(cè)上部分別設(shè)有卡盤4及頂尖5，該卡盤與頂尖相對設(shè)置，二者的軸線為同一平面，與被加工零件6相觸接；同時，在卡盤與頂尖之間還設(shè)有刀架機構(gòu)7，本實施例中配合數(shù)控機床選用的刀架機構(gòu)為自動刀架，該刀架機構(gòu)的上方通過安裝座8設(shè)有氣動式超精密加工機構(gòu)。且，在機床床體的上方還設(shè)有X軸托板21及Z軸托板20，X軸托板上方安裝有Z軸托板，Z軸托板上安裝有刀架機構(gòu)。
[0026]該氣動式超精密加工機構(gòu)包括高頻發(fā)生裝置9，該高頻發(fā)生裝置的