專利名稱:針閥體類零件軸向彈性精準定位夾緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及油泵油嘴噴油嘴中偶件閥體的軸套類零件加工設(shè)備,尤其涉及高精度軸套類零件端面加工設(shè)備。
技術(shù)背景高精度軸套類零件在各類機械中都有應(yīng)用,有些零件的設(shè)計要求很高,用常規(guī)的加工設(shè)備無法滿足加工要求。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配合,通過針閥在針閥體內(nèi)的軸向移動實現(xiàn)供油或關(guān)閉。由于高壓共軌噴油器的工作壓力高達1600Pa,而噴油嘴偶件與總成之間是通過平面對接方式來密封連接的,若對接面的加工精度達不到設(shè)計要求,輕則會出現(xiàn)滲漏泄壓,嚴重時會導(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,針閥體的結(jié)構(gòu)如圖2所示,其中,對接端面53的設(shè)計精度要求極高,平面度為0. 0008毫米,直線度為¢0.0005毫米,相對于針閥孔基準A的垂直度僅為0. 012毫米,表面粗糙度為0. 05毫米,對接端面53到出油錐面的三個軸向尺寸為39. 6_°_°8、40. 23^01和42. 1+°_°5,因此如果對接端面加工精度達不到設(shè)計精度要求,高壓共軌噴油器就會出現(xiàn)供油壓力不足、噴油嘴偶件卡阻、噴油量不穩(wěn),直接影響到柴油機的輸出功率,嚴重時會導(dǎo)致整個高壓共軌噴油系統(tǒng)無法正常工作。由此可知,針閥體的對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。目前,類似于噴油器的針閥體的高精度軸套類零碎件的端面加工都是以針閥體的外圓定位,進行粗磨、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,當漲套收緊時工件會隨漲套在軸向移動,針閥體在軸向沒有穩(wěn)定的定位基準,對接端面磨削后所得到的控制噴油量的三個軸向尺寸精度39. 6_°_°8、40. 23-°-01和42. 1+°_°5很難達到設(shè)計要求,穩(wěn)定性差。同時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)致對接端面53相對于針閥孔基準A的垂直度超差;對接端面53的磨削都是普遍的高速磨削頭來完成的,對接端面53的平面度、直線度和表面粗糙度有時也達不到要求;這樣的加工工藝和磨削加工設(shè)備不僅輔助時間多,而且成品率較低。通過上述客觀分析可知,在現(xiàn)有柴油機高壓共軌噴油器中,針閥體的對接端面磨削加工工藝設(shè)計不合理,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,多次安裝夾緊存在不重合誤差。這是影響柴油機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)有柴油機高壓共軌噴油器針閥體加工中存在的上述不足,更經(jīng)濟地生產(chǎn)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)柴油機高壓共軌噴油,申請人經(jīng)過認真的研究和試驗設(shè)計了針閥體端面超精密加工磨床。它能對高壓共軌噴油器針閥體端面進行一次安裝,分步磨削加工,其中,針閥體精準定位夾緊裝置是關(guān)鍵部件
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種針閥體類零件軸向彈性精準定位夾緊裝置,它能使針閥體在軸向和徑向精準定位并可靠夾緊。本實用新型采取的技術(shù)方案如下一種針閥體類零件軸向彈性精準定位夾緊裝置,包括旋轉(zhuǎn)軸套、漲緊外導(dǎo)套、執(zhí)行套、自定心漲套、彈性軸向限位結(jié)構(gòu)、固定銷和活塞桿,漲緊外導(dǎo)套與旋轉(zhuǎn)軸套的輸出端固定連接,執(zhí)行套套裝在漲緊外導(dǎo)套的內(nèi)孔中,兩者之間為間隙配合,執(zhí)行套與活塞桿的伸出 端固定連接,自定心漲套套裝在執(zhí)行套的內(nèi)孔中,在執(zhí)行套上設(shè)有軸向長槽,自定心漲套和漲緊外導(dǎo)套之間由固定銷進行軸向固定,固定銷位于執(zhí)行套上的軸向長槽內(nèi);彈性軸向限位結(jié)構(gòu)設(shè)置在自定心漲套的內(nèi)孔中,且位于針閥體進口一側(cè),并由固定銷軸向限位;活塞桿可軸向滑動地套裝在旋轉(zhuǎn)軸套中心孔中。進一步,所述彈性軸向限位結(jié)構(gòu)由固定彈簧座、彈簧和移動彈簧座組成,固定彈簧座和移動彈簧座結(jié)構(gòu)相同,一端為平面端,另一端設(shè)有與彈簧相對應(yīng)的凹坑,固定彈簧座和移動彈簧座對稱直線設(shè)置,彈簧設(shè)置在固定彈簧座和移動彈簧座之間,固定彈簧座的平面端與固定銷相接觸,凹坑面與彈簧相接觸,移動彈簧座與待加工針閥體相對應(yīng)。當待加工針閥體被氣動送料裝置送到自定心漲套的內(nèi)孔中時,針閥體先由彈性軸向限位結(jié)構(gòu)中的移動彈簧座緩沖接收,然后緩速靠近固定彈簧座,彈簧被壓縮,當移動彈簧座與固定彈簧座接觸后針閥體在軸向得到精準限位,然后由活塞桿帶動執(zhí)行套向右移動,自定心漲套對針閥體在徑向夾緊,在夾緊過程中由于自定心漲套通過固定銷與漲緊外導(dǎo)套固定連接,因此自定心漲套在軸向固定不動,這樣就確保了精磨變頻電主軸和超精磨變頻電主軸在極限位置時相對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接端面到出油錐面的三個高精度軸向尺寸精度39. 6_°_°8、40. 23-° °1和42. 1+°_°5。對接端面相對于閥針孔基準A的垂直度也能得到保證。另外,待加工針閥體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,它是實現(xiàn)高壓共軌噴油器國產(chǎn)化的關(guān)鍵設(shè)備。
圖I為高壓共軌噴油器的針閥體的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為現(xiàn)在技術(shù)中針閥體安裝夾緊的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為申請人設(shè)計的針閥體對接端面磨床的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為圖3的俯視圖;圖5為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;圖6為彈性軸向限位結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖;圖7為氣動推料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中,I-床身;2_針閥體軸向彈性精準定位夾緊裝置;3_工件電機;4_氣動推料裝置;5_精磨變頻電主軸;6_超精磨變頻電主軸;7_縱向滑臺;8_橫向滑臺;9_縱向伺服電機;10_橫向伺服電機;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_對接端面;54_定位外圓;271-固定彈簧座;272_彈簧;273_移動彈簧座。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式
。一種針閥體類零件軸向彈性精準定位夾緊裝置,如圖5所示,它包括支撐座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,且位于針閥體進口一側(cè),并由固定銷28軸向限位;驅(qū)動輪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進行軸向固定,活塞桿31可軸向滑動地套裝在旋轉(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;所述彈性軸向限位結(jié)構(gòu)27如圖6所示,由固定彈簧座271、彈簧272和移動彈簧座273組成,固定彈簧座271和移動彈簧座273結(jié)構(gòu)相同,一端為平面端,另一端設(shè)有與彈簧272相對應(yīng)的凹坑,固定彈簧座271和移動彈簧座273對稱直線設(shè)置,彈簧272設(shè)置在固定彈簧座271和移動彈簧座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,移動彈簧座273與待加工針閥體相對應(yīng)。在申請人設(shè)計的高壓共軌噴油器的針閥體端面超精密加工磨床中就應(yīng)用本實用新型,這種磨床的結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示,它包括床身I、針閥體軸向彈性精準定位夾緊裝置2、工件電機3、氣動推料裝置4、精磨變頻電主軸5、超精磨變頻電主軸6、縱向滑臺7、橫向滑臺8、縱向伺服電機9和橫向伺服電機10,針閥體精準定位夾緊裝置2固定安裝在床身I上,橫向滑臺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8和床身I之間通過絲桿螺母機構(gòu)實現(xiàn)橫向滑臺8相對于床身I的直線滑動;縱向滑臺7固定在橫向滑臺8上,兩者之間通過直線導(dǎo)軌配合,縱向滑臺7和橫向滑臺8之間通過絲桿螺母機構(gòu)實現(xiàn)縱向滑臺7相對于橫向滑臺8的直線滑動;氣動推料裝置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7上,三者的分布方案是,氣動推料裝置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)置在氣動推料裝置4的兩側(cè),三者的軸線相互平行,縱向伺服電機9通過絲桿螺母機構(gòu)驅(qū)動縱向滑臺7,橫向伺服電機10通過絲桿螺母機構(gòu)驅(qū)動橫向滑臺8,工件電機3驅(qū)動針閥體精準定位夾緊裝置2中夾持頭,針閥體精準定位夾緊裝置2中夾持頭的軸線與氣動推料裝置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)。所述氣動推料裝置4如圖7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7上,在縱向滑臺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7上的導(dǎo)向孔之間為精密移動配合,送料槽46固定安裝在縱向滑臺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。在這種專用磨床中,送料槽46的底部圓心軸線與送料桿43的軸線重合,且送料桿43的軸線必須與針閥體精準定位夾緊裝置2中的自定心漲套26的軸線重合。由于在送料桿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軸向由彈性軸向限位結(jié)構(gòu)27緩沖并準確軸向限位,確保待加工針閥體50軸向加工基準的一致性,當彈性軸向限位結(jié)構(gòu)27完成對待加工針閥體50軸向精確定位后,控制針閥體精準定位夾緊裝置2中的工件夾緊氣缸,使其活塞37向右移動,帶動執(zhí)行套25向右移動,從而實現(xiàn)對待加工針閥體50的夾緊,由機床的控制系統(tǒng)對工件電機3、精磨變頻電主軸5、超精磨變頻電主軸6、縱向伺服電機9、橫向伺服電機10、送料氣缸和工件夾緊氣缸進行動作控制,使它們加工工藝要求進行順序動作在非工作狀態(tài),工件夾緊氣缸的活塞桿處于收縮狀態(tài),送料氣缸的送料桿也處于收縮狀態(tài)。工作順序動作為送料氣缸動作,自動送料;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對待加工針閥體50進行緩沖并軸向準確限位,然后工件氣缸動作,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,此時送料氣缸反向縮回復(fù)位;橫向伺服電機10動作,使橫向滑臺8向左移動到極限位置后停止,縱向伺服電機9動作,使精磨變頻電主軸5和超精磨變頻電主軸6依次對待加工針閥體的端面進行精磨和超精磨加工,加工結(jié)束后縱向滑臺7復(fù)位,橫向滑臺8復(fù)位,工件夾氣缸反向動作,使執(zhí)行套25向左移動,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的彈力作用下自動彈出,完成一個加工循環(huán)。在本例中,是以磨削高壓共軌噴油器中的針閥體端面為例來說明的,對于其它加工設(shè)備,或者類似于針閥體的高精度其它零件都適用,只要使用本實用新型的定位夾緊技術(shù)方案都在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種針閥體類零件軸向彈性精準定位夾緊裝置,其特征是包括旋轉(zhuǎn)軸套(23)、漲紫外導(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)和活塞桿(31),漲緊外導(dǎo)套(24)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(50)進ロー側(cè),并由固定銷(28)軸向限位;活塞桿(31)可軸向滑動地套裝在旋轉(zhuǎn)軸套(23)中心孔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述針閥體類零件軸向彈性精準定位夾緊裝置,其特征是所述彈性軸向限位結(jié)構(gòu)(27)由固定彈簧座(271)、彈簧(272)和移動彈簧座(273)組成,固定彈簧座(271)和移動彈簧座(273)結(jié)構(gòu)相同,一端為平面端,另一端設(shè)有與彈簧(272)相對應(yīng)的凹坑,固定彈簧座(271)和移動彈簧座(273)對稱直線設(shè)置,彈簧(272)設(shè)置在固定彈簧座(271)和移動彈簧座(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,移動彈簧座(273)與待加工針閥體相對應(yīng)。
專利摘要一種針閥體類零件軸向彈性精準定位夾緊裝置,漲緊外導(dǎo)套(24)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(50)進口一側(cè),并由固定銷(28)軸向限位;活塞桿(31)可軸向滑動地套裝在旋轉(zhuǎn)軸套(23)中心孔中,當針閥體被送到自定心漲套的內(nèi)孔中時,先由彈性軸向限位結(jié)構(gòu)對之進行精確的軸向限位,然后由執(zhí)行套伸縮夾緊,在夾緊過程中自定心漲套在軸向固定不動,這樣就確保了兩變頻電主軸到待加工端面的距離,從而能精確地控制針閥體的對接端面到出油錐面的高精度軸向尺寸精度,對接端面相對于閥針孔基準的垂直度也能得到保證。
文檔編號B24B41/06GK202507175SQ201220125178
公開日2012年10月31日 申請日期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 申請人:常州博瑞油泵油嘴有限公司