專利名稱：針閥體精準(zhǔn)送料裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油機(jī)高壓共軌噴油器加工設(shè)備，尤其涉及噴油嘴偶件的加工設(shè)備。
背景技術(shù)：
高壓共軌(Common Rail)電噴技術(shù)是指在由高壓油泵、共軌管、壓力傳感器、電子控制單元(ECU)和共軌噴油器組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，其供油方式是將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開。由高壓油泵將高壓燃油輸送到公共供油管(Rail)，通過電子控制單元 (ECU)對(duì)公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制，高壓油管壓力(Pressure)大小與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān)，它能對(duì)氣缸進(jìn)行定時(shí)、定量精準(zhǔn)噴油，這樣可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的程度，隨著環(huán)保節(jié)能要求的提高，實(shí)施高壓共軌(Common Rail)電噴技術(shù)是柴油機(jī)的發(fā)展方向。目前，柴油機(jī)高壓共軌系統(tǒng)主要有日本電裝、德國博世和美國德爾福三大公司生產(chǎn)。共軌系統(tǒng)將燃油壓力產(chǎn)生和燃油噴射分離開來，共軌系統(tǒng)開辟了降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放和噪音的新途徑。在日趨嚴(yán)重的能源危機(jī)的背景下，柴油機(jī)已成為全世界內(nèi)燃機(jī)行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，柴油機(jī)越來越受到用戶青睞。與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)能減少20% 25%的CO2廢氣排放，車速較低時(shí)的加速性能更有優(yōu)勢(shì)，平均燃油消耗低25% 30%。這一技術(shù)一直被世界發(fā)達(dá)國家所壟斷，近年來，國內(nèi)已有企業(yè)開始進(jìn)行國產(chǎn)化研究，通過引進(jìn)、消化和再創(chuàng)新已能生產(chǎn)，但引進(jìn)成套設(shè)備的費(fèi)用極高，即使是國內(nèi)一流企業(yè)也難以承受，申請(qǐng)人經(jīng)過長期的國產(chǎn)化研究，已成功地開發(fā)出國產(chǎn)的柴油機(jī)高壓共軌噴油器，其結(jié)構(gòu)比現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更合理，性能指標(biāo)更穩(wěn)定，其結(jié)構(gòu)在發(fā)明專利201110158355. X中有詳實(shí)介紹。無論是進(jìn)口還是國產(chǎn)的高壓共軌噴油器產(chǎn)品都少不了高精度的噴油嘴偶件，圖I 是德國博世(Bosch)公司生產(chǎn)的高壓共軌噴油器總成的結(jié)構(gòu)示意圖，它包括電磁閥、電磁閥彈簧調(diào)整墊圈、電磁閥彈簧、襯環(huán)、電磁鐵緊帽、控制閥偶件、閥組件、孔板定位銷、密封圈、彈簧上座、調(diào)整墊片、調(diào)壓彈簧、頂桿、過渡塊、油嘴定位銷、噴油嘴偶件、噴油嘴緊帽、上密封圈和噴油嘴偶件，其中，噴油嘴偶件由針閥體和針閥組成，針閥與針閥體上的針閥孔精密滑動(dòng)配合，通過針閥在針閥體內(nèi)的軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)供油或關(guān)閉。由于高壓共軌噴油器的工作壓力高達(dá)1600Pa，而噴油嘴偶件與總成之間是通過平面對(duì)接方式來密封連接的，若對(duì)接面的加工精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，輕則會(huì)出現(xiàn)滲漏泄壓，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致閥針與針閥體的針閥孔之間產(chǎn)生卡塞或咬死現(xiàn)象，因此，針閥體的加工精度直接影響到高壓共軌噴油器的性能指標(biāo)，針閥體的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中，對(duì)接端面53的設(shè)計(jì)精度要求極高，平面度為O. 0008 毫米，直線度為￠0.0005毫米，相對(duì)于針閥孔基準(zhǔn)A的垂直度僅為O. 012毫米，表面粗糙度為O. 05毫米，對(duì)接端面53到出油錐面的三個(gè)軸向尺寸為39. 6-0.08、40· 23-° °1和42. 1+°_°5，因此如果對(duì)接端面加工精度達(dá)不到設(shè)計(jì)精度要求，高壓共軌噴油器就會(huì)出現(xiàn)供油壓力不足、 噴油嘴偶件卡阻、噴油量不穩(wěn)，直接影響到柴油機(jī)的輸出功率，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)高壓共軌噴油系統(tǒng)無法正常工作。由此可知，針閥體的對(duì)接端面的加工十分重要，它是高壓共軌噴油器能否國產(chǎn)化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
據(jù)了解，國外，高壓共軌噴油器的針閥體的端面加工都是以針閥體的外圓定位，進(jìn)行粗磨、精磨和超精磨三道工序分步磨削加工，針閥體的裝夾與國內(nèi)油泵油嘴偶件的加工方式相同，都是利用圖3所示的自定心漲套來夾緊的，當(dāng)漲套收緊時(shí)工件會(huì)隨漲套在軸向移動(dòng)，針閥體在軸向沒有穩(wěn)定的定位基準(zhǔn)，對(duì)接端面磨削后所得到的控制噴油量的三個(gè)軸向尺寸精度39. 6_°_°8、40. 23-° °1和42. 1+°_°5很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，穩(wěn)定性差。同時(shí)在磨削過程中針閥體需要分別安裝三次，存在安裝誤差，容易導(dǎo)致對(duì)接端面53相對(duì)于基準(zhǔn)A的垂直度超差；對(duì)接端面53的磨削都是普遍的高速磨削頭來完成的，對(duì)接端面53的平面度、直線度和表面粗糙度有時(shí)也達(dá)不到要求；這樣的加工工藝和磨削加工設(shè)備不僅輔助時(shí)間多，而且成品率較低，這是導(dǎo)致高壓共軌噴油器產(chǎn)品價(jià)格居高不下的客觀原因之一，在加工過程出現(xiàn)的主要質(zhì)量缺陷表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面①對(duì)接端面53的平面度、直線度和表面粗糙度達(dá)不到要求，穩(wěn)定性差；②對(duì)接端面53相對(duì)于閥針孔基準(zhǔn)A的垂直度超差；③控制噴油量的三個(gè)軸向尺寸39. 6_°_°8、40. 23^01和42. 1+°_°5精度超差，穩(wěn)定性不聞。通過上述客觀分析可知，在現(xiàn)有柴油機(jī)高壓共軌噴油器中，針閥體的對(duì)接端面磨削加工工藝設(shè)計(jì)不合理，用現(xiàn)有的外圓磨床來加工質(zhì)量不穩(wěn)定，尤其是針閥體的安裝定位方式不合理，零件的裝夾在軸向沒有統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，多次安裝夾緊存在不重合誤差。這是影響柴油機(jī)高壓共軌噴油器國產(chǎn)化的關(guān)鍵技術(shù)難題之一。為了克服現(xiàn)有柴油機(jī)高壓共軌噴油器針閥體加工中存在的上述不足，更經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)柴油機(jī)高壓共軌噴油，申請(qǐng)人經(jīng)過認(rèn)真的研究和試驗(yàn)設(shè)計(jì)了針閥體端面超精密加工磨床。它能對(duì)高壓共軌噴油器針閥體端面進(jìn)行一次安裝，分步磨削加工，其中，針閥體精準(zhǔn)送料裝置是關(guān)鍵部件之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種針閥體精準(zhǔn)送料裝置，它是高壓共軌噴油器中針閥體端面超精密加工磨床的核心部件之一，它能將針閥體精準(zhǔn)地送入自定夾頭的中心孔中，實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)精準(zhǔn)送入。一種針閥體精準(zhǔn)送料裝置，包括送料氣缸、送料活塞、送料桿、縱向絲桿、橫向絲桿和送料槽，送料氣缸安裝在縱向滑臺(tái)上，在縱向滑臺(tái)上設(shè)有導(dǎo)向孔，送料活塞位于送料氣缸內(nèi)，送料桿固定在送料活塞上，送料桿與縱向滑臺(tái)上的導(dǎo)向孔之間為精密移動(dòng)配合，送料槽固定安裝在縱向滑臺(tái)上，送料槽設(shè)置在送料桿的前端，且送料槽的底部圓心軸線與送料桿的軸線重合。由于在送料桿的伸出端設(shè)有與針閥體的閥針孔相配合芯軸段，送料槽固定安裝在縱向滑臺(tái)上，送料槽設(shè)置在送料桿的前端，且送料槽的底部圓心軸線與送料桿的軸線重合。 送料桿的軸線與磨床中的自定心漲套的軸線重合。因此，待加工針閥體從送料槽落到槽底圓弧，由送料桿將針閥體送入自定心漲套的中心孔中，通過氣動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料。


圖I為現(xiàn)有柴油機(jī)高壓共軌噴油器的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖I中針閥體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)在技術(shù)中針閥體安裝夾緊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為申請(qǐng)人設(shè)計(jì)的針閥體對(duì)接端面磨床的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的俯視圖；圖6為針閥體精準(zhǔn)定位夾緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為彈性軸向限位結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I-床身；2_針閥體精準(zhǔn)定位夾緊裝置；3_工件電機(jī)；4_針閥體精準(zhǔn)送料裝置；5_精磨變頻電主軸；6_超精磨變頻電主軸；7-縱向滑臺(tái)；8_橫向滑臺(tái)；9_縱向伺服電機(jī)；10_橫向伺服電機(jī)；21_支撐座；22_主軸承；23_旋轉(zhuǎn)軸套；24_漲緊外導(dǎo)套；25_執(zhí)行套；26_自定心漲套；27_彈性軸向限位結(jié)構(gòu)；28_固定銷；29_螺釘；30_軸承端蓋；31_活塞桿；32_長軸套；33_驅(qū)動(dòng)輪；34_氣缸體；35_氣缸徑向軸承；36_主軸螺母；37_活塞； 38-活塞螺母；39_端面軸承；40_短軸套；41_送料氣缸；42_送料活塞；43_送料桿；44縱向絲桿；45_橫向絲桿；46_送料槽。50-針閥體；51_閥針孔；52_錐面；53_對(duì)接端面；54_定位外圓；271-固定彈簧座；272_彈簧；273_移動(dòng)彈簧座。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。圖4、圖5是高壓共軌噴油器的針閥體端面超精密加工磨床的結(jié)構(gòu)示意圖，它包括床身I、針閥體精準(zhǔn)定位夾緊裝置2、工件電機(jī)3、針閥體精準(zhǔn)送料裝置4、精磨變頻電主軸
5、超精磨變頻電主軸6、縱向滑臺(tái)7、橫向滑臺(tái)8、縱向伺服電機(jī)9和橫向伺服電機(jī)10，針閥體精準(zhǔn)定位夾緊裝置2固定安裝在床身I上，橫向滑臺(tái)8設(shè)置在床身I上，兩者之間通過直線導(dǎo)軌配合，橫向滑臺(tái)8和床身I之間通過絲桿螺母機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)橫向滑臺(tái)8相對(duì)于床身I的直線滑動(dòng)；縱向滑臺(tái)7固定在橫向滑臺(tái)8上，兩者之間通過直線導(dǎo)軌配合，縱向滑臺(tái)7和橫向滑臺(tái)8之間通過絲桿螺母機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)縱向滑臺(tái)7相對(duì)于橫向滑臺(tái)8的直線滑動(dòng)；針閥體精準(zhǔn)送料裝置4、精磨變頻電主軸5和超精磨變頻電主軸6都固定安裝在縱向滑臺(tái)7上，三者的分布方案是，針閥體精準(zhǔn)送料裝置4、精磨變頻電主軸5和超精磨變頻電主軸6的軸線都處于同一水平面內(nèi)，精磨變頻電主軸5和超精磨變頻電主軸6設(shè)置在針閥體精準(zhǔn)送料裝置 4的兩側(cè)，三者的軸線相互平行，縱向伺服電機(jī)9通過絲桿螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)縱向滑臺(tái)7，橫向伺服電機(jī)10通過絲桿螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)橫向滑臺(tái)8，工件電機(jī)3驅(qū)動(dòng)針閥體精準(zhǔn)定位夾緊裝置2 中夾持頭，針閥體精準(zhǔn)定位夾緊裝置2中夾持頭的軸線與針閥體精準(zhǔn)送料裝置4、精磨變頻電主軸5和超精磨變頻電主軸6的軸線都處于同一水平面內(nèi)；所述針閥體精準(zhǔn)定位夾緊裝置2如圖6所示，包括支撐座21、主軸承22、旋轉(zhuǎn)軸套 23、漲緊外導(dǎo)套24、執(zhí)行套25、自定心漲套26、彈性軸向限位結(jié)構(gòu)27、固定銷28、螺釘29、軸承端蓋30、活塞桿31、長軸套32、驅(qū)動(dòng)輪33、氣缸體34、氣缸徑向軸承35、主軸螺母36、活塞 37、活塞螺母38、端面軸承39和短軸套40，旋轉(zhuǎn)軸套23通過主軸承22安裝在支撐座21內(nèi)， 長軸套32設(shè)置在兩主軸承22之間，在兩主軸承22的外側(cè)均由軸承端蓋30限位；漲緊外導(dǎo)套24通過螺釘29與旋轉(zhuǎn)軸套23的輸出端固定連接，執(zhí)行套25套裝在漲緊外導(dǎo)套24的內(nèi)孔中，兩者之間為間隙配合，執(zhí)行套25與活塞桿31的伸出端固定連接，自定心漲套26套裝在執(zhí)行套25的內(nèi)孔中，在執(zhí)行套25上設(shè)有軸向長槽，自定心漲套26和漲緊外導(dǎo)套24之間由固定銷28進(jìn)行軸向固定，固定銷28位于執(zhí)行套25上的軸向長槽內(nèi)；彈性軸向限位結(jié)構(gòu) 27設(shè)置在自定心漲套26的內(nèi)孔中，且位于針閥體進(jìn)口一側(cè)，并由固定銷28軸向限位，所述彈性軸向限位結(jié)構(gòu)27如圖7所示，由固定彈簧座271、彈簧272和移動(dòng)彈簧座273組成，固定彈簧座271和移動(dòng)彈簧座273結(jié)構(gòu)相同，一端為平面端，另一端設(shè)有與彈簧272相對(duì)應(yīng)的凹坑，固定彈簧座271和移動(dòng)彈簧座273對(duì)稱直線設(shè)置，彈簧272設(shè)置在固定彈簧座271和移動(dòng)彈簧座273之間，固定彈簧座271的平面端與固定銷28相接觸，凹坑面與彈簧272相接觸，移動(dòng)彈簧座273與待加工針閥體相對(duì)應(yīng)；驅(qū)動(dòng)輪33安裝在旋轉(zhuǎn)軸套23上，并通過短軸套40、氣缸徑向軸承35和主軸螺母36進(jìn)行軸向固定，活塞桿31可軸向滑動(dòng)地套裝在旋轉(zhuǎn)軸套23中心孔中，氣缸體34通過氣缸徑向軸承35安裝在旋轉(zhuǎn)軸套23上，活塞37套裝在活塞桿31上，在活塞37的兩端設(shè)有平面軸承39，并由活塞螺母38軸向固定，氣缸體34 固定在床身I上；所述針閥體精準(zhǔn)送料裝置4如圖8所示，它包括送料氣缸41、送料活塞42、送料桿
43、縱向絲桿44、橫向絲桿45和送料槽46，送料氣缸41安裝在縱向滑臺(tái)7上，在縱向滑臺(tái)7 上設(shè)有導(dǎo)向孔，送料活塞42位于送料氣缸41內(nèi)，送料桿43固定在送料活塞42上，送料桿 43與縱向滑臺(tái)7上的導(dǎo)向孔之間為精密移動(dòng)配合，送料槽46固定安裝在縱向滑臺(tái)7上，送料槽46設(shè)置在送料桿43的前端，且送料槽46的底部圓心軸線與送料桿43的軸線重合。由于送料槽46的底部圓心軸線與送料桿43的軸線重合，在送料桿43的伸出端設(shè)有與針閥體50的閥針孔51相配合芯軸段，待加工針閥體50從送料槽46落到槽底圓弧，由送料桿43將待加工針閥體送入自定心漲套26的中心孔中，待加工針閥體50軸向先由彈性軸向限位結(jié)構(gòu)27緩沖接應(yīng)然后在軸向準(zhǔn)確限位，這樣就確保待加工針閥體50軸向加工基準(zhǔn)的一致性，當(dāng)彈性軸向限位結(jié)構(gòu)27完成對(duì)待加工針閥體50軸向精確定位后，控制針閥體精準(zhǔn)定位夾緊裝置2中的工件夾緊氣缸，使其活塞37向右移動(dòng)，帶動(dòng)執(zhí)行套25向右移動(dòng)， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待加工針閥體50的夾緊，由機(jī)床的控制系統(tǒng)對(duì)工件電機(jī)3、精磨變頻電主軸5、 超精磨變頻電主軸6、縱向伺服電機(jī)9、橫向伺服電機(jī)10、送料氣缸和工件夾緊氣缸進(jìn)行動(dòng)作控制，使它們加工工藝要求進(jìn)行順序動(dòng)作工作順序動(dòng)作為送料氣缸動(dòng)作，自動(dòng)送料；待加工針閥體50送入自定心漲套26 的中心孔內(nèi)后，由彈性軸向限位結(jié)構(gòu)27對(duì)待加工針閥體50進(jìn)行緩沖并軸向準(zhǔn)確限位，然后工件氣缸動(dòng)作，執(zhí)行套25隨活塞桿31向外伸展，迫使自定心漲套26夾緊針閥體50的定位外圓54，此時(shí)送料氣缸反向縮回復(fù)位；橫向伺服電機(jī)10動(dòng)作，使橫向滑臺(tái)8向左移動(dòng)到極限位置后停止，縱向伺服電機(jī)9動(dòng)作，使精磨變頻電主軸5和超精磨變頻電主軸6依次對(duì)待加工針閥體的端面進(jìn)行精磨和超精磨加工，加工結(jié)束后縱向滑臺(tái)7復(fù)位，橫向滑臺(tái)8復(fù)位， 工件夾氣缸反向動(dòng)作，使執(zhí)行套25向左移動(dòng)，自定心漲套26松開，加工好的針閥體在彈性軸向限位結(jié)構(gòu)27的彈力作用下自動(dòng)彈出，完成一個(gè)加工循環(huán)。由于本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)待加工針閥體50的自動(dòng)送料，由送料桿43直接插入待加工針閥體50的閥針孔51中，并將待加工針閥體50被送到自定心漲套26的內(nèi)孔中時(shí)，待加工針閥體50由彈性軸向限位結(jié)構(gòu)27對(duì)之進(jìn)行精確的軸向限位，然后由執(zhí)行套25伸縮夾緊， 在夾緊過程中自定心漲套26在軸向固定不動(dòng)，這樣就確保了精磨變頻電主軸5和超精磨變頻電主軸6在極限位置時(shí)相對(duì)于待加工針閥體端面的距離，從而能精確地控制待加針閥體的對(duì)接端面53到出油錐面的三個(gè)高精度軸向尺寸精度39. 6_°_°8、40. 23_0.01和42. Γ0.05。 采用精磨變頻電主軸5、超精磨變頻電主軸6不僅簡化了磨削機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，而且提高磨頭轉(zhuǎn)速、減少了振動(dòng)和噪聲，運(yùn)轉(zhuǎn)精度和傳動(dòng)效率都得到提高，從而能保證對(duì)接端面53的平面質(zhì)量，平面度、直線度和表面粗糙度都能得保證；對(duì)接端面53相對(duì)于閥針孔51基準(zhǔn)A的垂直度也能得到保證。另外，待加工針閥體50只要一次裝夾即可完成端面的精加工和超精加工，不僅加工精度得到保證，而且生產(chǎn)效率得到提高，它是實(shí)現(xiàn)高壓共軌噴油器國產(chǎn)化的關(guān)鍵設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種針閥體精準(zhǔn)送料裝置，其特征是包括送料氣缸(41)、送料活塞(42)、送料桿 (43)、縱向絲桿(44)、橫向絲桿(45)和送料槽(46)，送料氣缸(41)安裝在縱向滑臺(tái)(7)上， 在縱向滑臺(tái)(7)上設(shè)有導(dǎo)向孔，送料活塞(42)位于送料氣缸(41)內(nèi)，送料桿(43)固定在送料活塞(42)上，送料桿(43)與縱向滑臺(tái)(7)上的導(dǎo)向孔之間為精密移動(dòng)配合，送料槽(46) 固定安裝在縱向滑臺(tái)(7)上，送料槽(46)設(shè)置在送料桿(43)的前端，且送料槽(46)的底部圓心軸線與送料桿(43)的軸線重合。
全文摘要
一種針閥體精準(zhǔn)送料裝置，包括送料氣缸、送料活塞、送料桿、縱向絲桿、橫向絲桿和送料槽，送料氣缸安裝在縱向滑臺(tái)上，在縱向滑臺(tái)上設(shè)有導(dǎo)向孔，送料桿固定在送料活塞上，送料桿與縱向滑臺(tái)上的導(dǎo)向孔之間為精密移動(dòng)配合，在送料桿的伸出端設(shè)有與針閥體的閥針孔相配合芯軸段，送料槽固定安裝在縱向滑臺(tái)上，送料槽設(shè)置在送料桿的前端，且送料槽的底部圓心軸線與送料桿的軸線重合。送料桿的軸線與磨床中的自定心漲套的軸線重合。由于在送料桿的伸出端設(shè)有與針閥體的閥針孔相配合芯軸段，待加工針閥體從送料槽落到槽底圓弧，由送料桿將針閥體送入自定心漲套的中心孔中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料。
文檔編號(hào)B24B41/06GK102601698SQ20121008764
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者湯志明 申請(qǐng)人:常州博瑞油泵油嘴有限公司