CN105437033B - 用于喷油器体加工的复合磨床 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于喷油器体加工的复合磨床，其能满足对喷油器体的内凹端面、倒角面、底端面高精度的磨削加工要求，并且实现多个喷油器体的连续加工，以提高加工效率，满足客户对大批量加工需求。其包括磨床主体，磨床主体上设有立柱，其特征在于：复合磨床还包括旋转工作台、预测量机构、在线测量机构、粗磨机构、精磨机构和控制机构；旋转工作台安装于立柱上、并通过工作台驱动电机带动绕立柱轴线旋转，旋转工作台上设有至少四个围绕立柱分布的工件固定装置，每个工件固定装置上端分别设有测量基准件；预测量机构、粗磨机构和精磨机构设置于立柱上部、并与旋转工作台的其中三个连续工件固定装置相对应。

Description

用于喷油器体加工的复合磨床

技术领域

本发明涉及磨床，具体涉及用于喷油器体加工的复合磨床。

背景技术

随着汽车工业的蓬勃发展，我国对电控共轨柴油喷射系统的需求与日俱增。电控共轨柴油喷射系统是汽车零部件中的关键组件，目前电控共轨柴油喷射系统中的关键零部件——喷油器体，其结构如图8所示，需对其台阶孔的内凹端面S1、上端倒角面S2、底端面S3分别进行磨削加工，以满足底端面S3和内凹端面S1之间以及倒角面S2和内凹端面S1之间的尺寸需求。现有的磨床无法满足对喷油器体的内凹端面S1、倒角面S2、底端面S3高精度的磨削加工要求，并且每次只能加工一个喷油器体，加工效率低下，无法满足客户对大批量加工需求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了用于喷油器体加工的复合磨床，其能满足对喷油器体的内凹端面、倒角面、底端面高精度的磨削加工要求，并且实现多个喷油器体的连续加工，以提高加工效率，满足客户对大批量加工需求。

其包括磨床主体，所述磨床主体上设有立柱，其特征在于：所述复合磨床还包括旋转工作台、预测量机构、在线测量机构、粗磨机构、精磨机构和控制机构；

所述旋转工作台安装于立柱上、并通过工作台驱动电机带动绕立柱轴线旋转，所述旋转工作台上设有至少四个围绕立柱分布的工件固定装置，每个工件固定装置上端分别设有测量基准件；

所述预测量机构、粗磨机构和精磨机构设置于立柱上部、并与旋转工作台的其中三个连续工件固定装置相对应；

所述预测量机构用于在待加工喷油器体的倒角面加工时测量其内凹端面与测量基准件的基准面间的距离，以及底端面加工时测量其底端面与测量基准件的基准面间的距离；

所述粗磨机构和精磨机构均包括电主轴、设置于电主轴下端的砂轮、带动电主轴沿立柱轴向移动的直线进给机构；

所述在线测量机构用于在待加工喷油器体的倒角面加工时实时测量其倒角面与测量基准件的基准面间的距离，以及在底端面加工时实时测量其底端面与测量基准件的基准面间的距离，所述在线测量机构设有两组、分别设置于所述立柱位于粗磨机构和旋转工作台之间的部位以及精磨机构和旋转工作台之间的部位；

所述立柱位于旋转工作台下方的部位对应粗磨机构和精磨机构分别设有回转驱动电机，所述回转驱动电机的输出端端部设有电磁离合器的电磁体，每个工件固定装置的下端设有电磁离合器的衔铁，工件固定装置通过电子离合器与回转驱动电机的输出端连接、并在回转驱动电机的带动下回转；

所述预测量机构、在线测量机构、电主轴、直线进给机构、工作台驱动电机、回转驱动电机、电磁离合器分别和所述控制机构电控连接。

进一步地，所述复合磨床还设有光栅尺位移传感器，所述光栅尺位移传感器的标尺光栅固定于所述旋转工作台、其光栅读数头固定于所述立柱，所述光栅尺位移传感器与所述控制机构电控连接。

进一步地，所述电主轴固定于电主轴座上，所述电主轴座两端通过弹性件支撑于直线进给机构的进给滑板上，所述电主轴座和进给滑板之间还设有力传感器，所述力传感器的感应座安装于电主轴座上、其基准座安装于进给滑板上，所述力传感器的输出端与控制机构电控连接。

更进一步地，所述弹性件为弹簧钢板，所述弹簧钢板的一端通过压板、螺栓与所述电主轴座固定连接，其另一端通过螺栓、螺母与进给滑板上的连接座固定连接。

进一步地，所述预测量机构包括支架、滑轨、滑块、定位板、探头、滑块气缸和探头气缸，所述支架固定于所述立柱上，滑块气缸固定于所述支架上、其输出端连接滑块，所述滑轨固定于立柱或支架，所述滑块安装于所述滑轨，所述定位板与所述滑块固定连接，所述定位板周向均匀地设有与测量基准件的基准面对应的三个压条，所述探头气缸固定于所述定位板上、其输出端连接探头。

进一步地，所述在线测量机构包括两组测量机构，所述测量机构包括探头、探头夹套、连接臂、转轴和转轴支架，所述转轴支架固定于立柱上，所述转轴安装于转轴支架，所述连接臂一端与所述转轴上部的连接块固接、另一端设有探头夹套，所述探头夹套侧部设有转轴部，所述转轴部伸入连接臂另一端端部设置的通孔内、并通过一贯穿该通孔侧壁的螺栓紧固。

采用本发明后，旋转工作台上设有至少四个围绕立柱分布的工件固定装置，其中三个连续工件固定装置对应预测量机构、粗磨机构和精磨机构，而剩余工位固定装置的其中一个处于空位；旋转工作台转动，喷油器体依次转至预测量机构、粗磨机构和精磨机构下方，进行喷油器体的参数测量、粗磨和精磨；精磨后，旋转工作台再次转动，精磨后的工件固定装置转至空位，在空位处，该工件固定装置进行喷油器体的卸载和装载，以实现同一旋转工作台上有多个喷油器体进行连续加工，从而提高加工效率，满足客户对大批量加工需求。所述立柱位于粗磨机构和旋转工作台之间的部位以及精磨机构和旋转工作台之间的部位分别设有在线测量机构，在磨削过程中实时测量倒角面/底端面与测量基准件的基准面间的距离，确保实际的磨削量与磨削需求量相对应，以满足对喷油器体的内凹端面、倒角面、底端面高精度的磨削加工要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，其中精磨机构和预测量机构未示出。

图2为本发明的结构示意图，其中粗磨机构未示出。

图3为本发明的旋转工作台与立柱的连接结构示意图。

图4为本发明的旋转工作台的结构示意图。

图5为本发明的预测量机构的结构示意图。

图6为本发明的电主轴座和进给滑板的连接结构示意图。

图7为本发明的在线测量机构的其中一组测量机构的结构示意图。

图8为待加工的喷油器体的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图7所示，其包括磨床主体1，磨床主体1上设有立柱11，复合磨床还包括旋转工作台、预测量机构2、在线测量机构、粗磨机构、精磨机构和控制机构。

旋转工作台41安装于立柱11上、并通过工作台驱动电机43带动绕立柱11轴线旋转，工作台驱动电机43采用力矩电机，如图3所示，力矩电机43的动子432与旋转工作台41的内缘面下部固定连接、其定子431固定于安装于立柱的外缘面，位于力矩电机的定子431上部，立柱上设有与旋转工作台41的内缘面上部对应的环状支架44，与旋转工作台41的内缘面与环状支架44之间通过轴承45连接，光栅尺位移传感器42的标尺光栅固定于旋转工作台41的内缘面上部、其光栅读数头固定于环状支架44的外缘面上部，光栅尺位移传感器42与控制机构电控连接。旋转工作台上设有四个围绕立柱11分布的工件固定装置5，如图3所示，工件固定装置包括筒状的支座52，支座52内设有与喷油器体相匹配的工件定位槽53和用于夹装固定喷油器体的夹爪54，每个工件固定装置5上端分别嵌设有测量基准件，测量基准件51为基准环，其上端面作为基准面，图3中10为待加工的喷油器体。

立柱11位于旋转工作台下方的部位对应粗磨机构和精磨机构分别设有回转驱动电机61，立柱下部设有支撑回转驱动电机61的支撑部12，回转驱动电机61的输出端端部设有电磁离合器的电磁体62，每个工件固定装置5的下端设有电磁离合器的衔铁63，工件固定装置5通过电子离合器与回转驱动电机61的输出端连接、并在回转驱动电机61的带动下回转。当旋转工作台需进行旋转时，控制机构给予电磁离合器分离的信号、给予力矩电机启动的信号，电磁离合器的电磁体与衔铁分离，力矩电机驱动旋转工作台旋转；当光栅尺位移传感器检测到旋转工作台旋转指定角度后给予控制机构输入信号，控制机构给予力矩电机停止的信号、给予电磁离合器吸合的信号，电机、旋转工作台停止转动，电磁离合器的电磁体与衔铁吸合。其能解决旋转工作台转动后的工位定位问题，确保定位精度。

预测量机构2、粗磨机构和精磨机构设置于立柱11上部、并与旋转工作台的其中三个连续工件固定装置5相对应；

预测量机构2用于在待加工喷油器体的内凹端面加工时测量其内凹端面与测量基准件的基准面间的距离，以及底端面加工时测量其底端面与测量基准件的基准面间的距离；预测量机构包括支架21、滑轨22、滑块23、定位板26、探头29、滑块气缸24和探头气缸28，支架21固定于立柱11上，滑块气缸24固定于支架上、其输出端连接滑块23，滑轨22固定于支架21上，滑块12安装于滑轨22，定位板26与滑块23固定连接，定位板26周向均匀地设有与基准环的上端面对应的三个压条27，探头气缸28固定于定位板26上、并通过肋板25加固，肋板25固定于滑块23或定位板26上，探头气缸28的输出端连接探头。

粗磨机构和精磨机构均包括电主轴32、设置于电主轴32下端的砂轮、带动电主轴32沿立柱11轴向移动的直线进给机构，直线进给机构包括伺服电机311、进给滑台312、进给滑板313和滚珠丝杆副，粗磨机构对应砂轮35，精磨机构对应砂轮34。

在线测量机构用于在待加工喷油器体的倒角面加工时实时测量其倒角面与测量基准件的基准面间的距离，以及在底端面加工时实时测量其底端面与测量基准件的基准面间的距离，在线测量机构设有两组、分别设置于立柱11位于粗磨机构和旋转工作台之间的部位以及精磨机构和旋转工作台之间的部位。在线测量机构包括两组测量机构7，测量机构7包括探头71、探头夹套72、连接臂74、转轴76和转轴支架78，转轴支架78固定于立柱11上，转轴76安装于转轴支架的支撑部77上，连接臂74一端与转轴76上部的连接块75固接、另一端设有探头夹套73，探头夹套72侧部设有转轴部，转轴部伸入连接臂另一端端部设置的通孔内、并通过一贯穿该通孔侧壁的螺栓73紧固。

预测量机构2、在线测量机构、电主轴32、直线进给机构、工作台驱动电机、回转驱动电机、电磁离合器分别和控制机构电控连接。

电主轴32固定于电主轴座321上，电主轴座321两端通过弹性件37支撑于进给滑板313上，电主轴座321和进给滑板313之间还设有力传感器，力传感器的感应座363安装于电主轴座321上、其基准座安装于进给滑板361上，图6中，支撑件362为力传感器的组成部分，用于支撑、连接感应座363和基准座361，力传感器的输出端与控制机构电控连接。由于电主轴座两端通过弹性件支撑于进给滑板上，随着工件磨削程度的变化，弹簧件发生弹性形变，电主轴座与进给滑板之间即会产生相对位移，同时工件所受的磨削力也随之变化，这种力的变化通过力传感器反馈给控制机构，再通过伺服电机的转速的调节，控制砂轮提供恒定的磨削力，从而确保工件磨削质量。

弹性件37为弹簧钢板，弹簧钢板的一端通过压板322、螺栓与电主轴座321固定连接，其另一端通过螺栓、螺母316与进给滑板313上的连接座37固定连接。

具体加工过程如下：

首先对喷油器体的内凹端面S1进行批量式磨削加工，然后对喷油器体的上端的倒角面S2进行批量式磨削加工，最后对喷油器体的底端面S3进行批量式磨削加工。

对待加工喷油器体的内凹端面S1进行磨削加工，确保内凹端面S1的平整度、并控制内凹端面S1与底端面S3的距离；

在对倒角面S2进行加工时，通过预测量机构测得待加工喷油器体的内凹端面S1与基准环上端面的距离A1，再通过在线测量机构测得待加工喷油器体上端的倒角面S2与基准环上端面的距离A2，A1和A2的和与内凹端面S1与倒角面S2之间距离的标准值的差值即为砂轮的总进给量，然后该总进给量按要求分配至粗磨的砂轮进给量和精磨的砂轮进给量；

在底端面进行磨削时，待加工喷油器体倒置，先测量标准件的底端面S3与基准环的上端面之间的距离B1，再测得待加工喷油器体的底端面S3与基准环的上端面之间的距离B2，由于对S1进行加工时，已控制内凹端面S1与底端面S3的距离，此时B2与B1的差值即为砂轮的总进给量，然后该总进给量按要求分配至粗磨的砂轮进给量和精磨的砂轮进给量。

Claims (6)

1.用于喷油器体加工的复合磨床，其包括磨床主体，所述磨床主体上设有立柱，其特征在于：所述复合磨床还包括旋转工作台、预测量机构、在线测量机构、粗磨机构、精磨机构和控制机构；

所述旋转工作台安装于立柱上、并通过工作台驱动电机带动绕立柱轴线旋转，所述旋转工作台上设有至少四个围绕立柱分布的工件固定装置，每个工件固定装置上端分别设有测量基准件；

所述预测量机构、粗磨机构和精磨机构设置于立柱上部、并与旋转工作台的其中三个连续工件固定装置相对应；

所述预测量机构用于在待加工喷油器体的倒角面加工时测量其内凹端面与测量基准件的基准面间的距离，以及在底端面加工时测量其底端面与测量基准件的基准面间的距离；

所述粗磨机构和精磨机构均包括电主轴、设置于电主轴下端的砂轮、带动电主轴沿立柱轴向移动的直线进给机构；

所述在线测量机构用于在待加工喷油器体的倒角面加工时实时测量其倒角面与测量基准件的基准面间的距离，以及在底端面加工时实时测量其底端面与测量基准件的基准面间的距离，所述在线测量机构设有两组、分别设置于所述立柱位于粗磨机构和旋转工作台之间的部位以及精磨机构和旋转工作台之间的部位；

所述立柱位于旋转工作台下方的部位对应粗磨机构和精磨机构分别设有回转驱动电机，所述回转驱动电机的输出端端部设有电磁离合器的电磁体，每个工件固定装置的下端设有电磁离合器的衔铁，工件固定装置通过电子离合器与回转驱动电机的输出端连接、并在回转驱动电机的带动下回转；

所述预测量机构、在线测量机构、电主轴、直线进给机构、工作台驱动电机、回转驱动电机、电磁离合器分别和所述控制机构电控连接。

2.根据权利要求1所述的用于喷油器体加工的复合磨床，其特征在于：所述复合磨床还设有光栅尺位移传感器，所述光栅尺位移传感器的标尺光栅固定于所述旋转工作台、其光栅读数头固定于所述立柱，所述光栅尺位移传感器与所述控制机构电控连接。

3.根据权利要求1所述的用于喷油器体加工的复合磨床，其特征在于：所述电主轴固定于电主轴座上，所述电主轴座两端通过弹性件支撑于直线进给机构的进给滑板上，所述电主轴座和进给滑板之间还设有力传感器，所述力传感器的感应座安装于电主轴座上、其基准座安装于进给滑板上，所述力传感器的输出端与控制机构电控连接。

4.根据权利要求3所述的用于喷油器体加工的复合磨床，其特征在于：所述弹性件为弹簧钢板，所述弹簧钢板的一端通过压板、螺栓与所述电主轴座固定连接，其另一端通过螺栓、螺母与进给滑板上的连接座固定连接。

5.根据权利要求1至4中任一所述的用于喷油器体加工的复合磨床，其特征在于：所述预测量机构包括支架、滑轨、滑块、定位板、探头、滑块气缸和探头气缸，所述支架固定于所述立柱上，滑块气缸固定于所述支架上、其输出端连接滑块，所述滑轨固定于立柱或支架，所述滑块安装于所述滑轨，所述定位板与所述滑块固定连接，所述定位板周向均匀地设有与测量基准件的基准面对应的三个压条，所述探头气缸固定于所述定位板上、其输出端连接探头。

6.根据权利要求1至4中任一所述的用于喷油器体加工的复合磨床，其特征在于：所述在线测量机构包括两组测量机构，所述测量机构包括探头、探头夹套、连接臂、转轴和转轴支架，所述转轴支架固定于立柱上，所述转轴安装于转轴支架，所述连接臂一端与所述转轴上部的连接块固接、另一端设有探头夹套，所述探头夹套侧部设有转轴部，所述转轴部伸入连接臂另一端端部设置的通孔内、并通过一贯穿该通孔侧壁的螺栓紧固。