CN111113251A - 一种磨粒流柔性夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磨粒流柔性夹具,其包括:上端盖、缸套、下端盖三部分;缸套为环形筒,其上端和下端分别设置上端盖和下端盖;待加工零件位于缸套内且布置在下端盖上,上端盖和下端盖上均开设有通料孔,下端盖上的通料孔与待加工零件上的待加工孔系连通,对待加工零件进行磨粒流加工时,经由下端盖上的通料孔将磨料从下流体磨料缸送入零件待加工孔系,磨料从待加工孔系中流出后经由上端盖上的通料孔引出至上流体磨料缸,下流体磨料缸内的磨料流尽后,将汇集至上流体磨料缸内的磨料反向导流对待加工孔系进行加工,如此往复。本发明能够快速挤压泵体斜孔,去除交叉孔边突起毛刺,提高泵体加工质量,满足泵体清洁度要求的目的。
Description
技术领域
本发明属于高压供油泵加工技术领域,涉及一种磨粒流柔性夹具。
背景技术
高压共轨系统是建立在机械、液压和电子控制基础上的全新的燃油喷射系统。高压共轨系统主要由高压供油泵、蓄压器(轨)、喷油器、电控单元(ECU)和各种传感器组成,高压共轨系统不在采用传统的燃油喷射系统的脉动供油原理,在高压供油泵和喷油器之间有个具有较大容积的共轨管,共轨管把高压供油泵输出的燃油积蓄起来,并能平抑压力波动,再通过高压油管把燃油输送到每个喷射器上。
高压供油泵是高压共轨系统中的关键部件,它的主要作用是将低压燃油加压为高压燃油,存储在油轨内等待ECU的喷射指令,是高压共轨系统的压力源头。其中高压供油泵体是高压供油泵基础结构件,其精度及性能直接影响高压供油泵性能实现。为此高压供油泵对高压供油泵体提出了高精度(关键尺寸精度到达IT4)、高密封性(180MPa高压下无燃油泄漏)、高耐磨性(在3200r/min高速下通过200h考核试验运动副无异常磨损)、高清洁度(表面残留物颗粒度不大于0.005mm)等指标要求。
高压供油泵体中的孔系较多,有高压油道孔、回油孔、柱塞孔,要求精度高。其中高压油道孔中进、回油孔孔道比较长还有交叉孔,孔的表面质量影响泵体燃油流动性与流量系数。
金属加工过程中的毛刺类型主要有飞边毛刺、尖角毛刺、飞溅等不符合产品设计要求的一种出的多余的金属残余部分,到目前为止没有一种有效的方法能够在生产过程中将其杜绝。一般情况下,去毛刺的方法大致可分为四类:第一类是硬接触:利用现有刀具对产品进行切削、磨削、锉刀及刮刀加工;第二类是柔软接触:对零件进行砂带磨、研磨、弹性砂轮磨削及抛光等加工;第三类是柔性接触:对零件进行冲洗加工、电化学加工、电解磨削及滚动加工等;第四类是精密接触:对零件进行磨粒流去毛刺、磁力研磨、电解、热能及密镭强力超声波加工等。
针对高压供油泵体燃油腔道表面残留物颗粒要求不大于0.005mm的高清洁度指标要求,利用磨料流加工去除燃油腔道交叉深孔大于0.005mm残留物颗粒,解决燃油腔道清洁度问题。通过解析磨料流加工原理和加工特性等,探索磨料流磨料材质、介质、粒度、粘度、压力、速度等参数对燃油腔道毛刺去除规律,优化相关参数,验证磨料流加工工艺技术可以有效去除燃油腔道交叉深孔毛刺,对高压供油泵燃油腔道清洁度控制提供高效便利的方法。
如图1所示,高压供油泵体燃油腔道斜孔2×φ4mm,表面粗糙度Ra1.6,孔口倒圆。在生产过程中,泵体斜孔φ4㎜先由卧式加工中心钻引导孔,再由普通钻床加工,高速钢钻头直接加工到图纸要求尺寸。该工艺方法有生产率高、刀具损耗小、对操作者加工技能要求低等特点,但加工后孔内表面粗糙度只能达到Ra3.2,图纸要求Ra1.6无法满足,同时微毛刺残留多,钻削始末端和φ6㎜交接处会形成锋利锐边。
实际生产中,我厂对高压供油泵体燃油腔道斜孔毛刺处理方法采用硬接触。用φ4㎜及φ6㎜钻头手工清理阀座斜孔锐边和残留毛刺,此种方法随机性强,清理效果差,无法解决毛刺问题。
根据产品设计要求:高压供油泵体燃油腔道斜孔2-φ4㎜孔出口处要求倒圆。实际生产中,此工序采用手工用自制刀具处理孔口,因泵体斜孔与中心线夹角是60°30′和64°30′,并且是在φ6㎜孔内,操作者在加工时稍不注意就会切削到φ6㎜孔的孔壁,且处理不干净。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是:提供一种磨粒流柔性夹具,实现磨粒流体剖光机床加工泵体斜孔时,有效对泵体斜孔进行磨粒流去毛刺,快速液力挤压去除交叉孔内突起毛刺。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供一种磨粒流柔性夹具,其包括:上端盖1、缸套2、下端盖3三部分;缸套2为环形筒,其上端和下端分别设置上端盖1和下端盖3;待加工零件位于缸套2内且布置在下端盖3上,上端盖1和下端盖3上均开设有通料孔,下端盖3上的通料孔与待加工零件上的待加工孔系连通,对待加工零件进行磨粒流加工时,经由下端盖3上的通料孔将磨料从下流体磨料缸送入零件待加工孔系,磨料从待加工孔系中流出后经由上端盖1上的通料孔引出至上流体磨料缸,下流体磨料缸内的磨料流尽后,将汇集至上流体磨料缸内的磨料反向导流对待加工孔系进行加工,如此往复。
其中,所述上端盖1的下表面上形成有凸起的第一环形定位台,上表面上形成有凸起的第二环形定位台,第一环形定位台的外径与缸套2的内径一致,缸套2上端套设在第一环形定位台上,第二环形定位台与上流体磨料缸连接。
其中,所述下端盖3的上表面上设置第三环形定位台,下表面上设置第四环形定位台,第三环形定位台的外径与缸套2的内径一致,缸套2下端套设在第三环形定位台上,第四环形定位台与下流体磨料缸连接。
其中,所述下端盖3上还开设有两个定位孔,与待加工零件底面上的螺纹孔对齐,两个锁紧销穿过两组定位孔和螺纹孔,实现待加工零件在下端盖3上的固定和定位。
其中,所述缸套2上、下端面上分别开设有环形凹槽,凹槽内设置橡胶密封圈,橡胶密封圈与上、下端盖贴合。
其中,所述缸套2材料40Gr,硬度28~33HRC。
其中,所述上端盖1材料40Gr,硬度28~33HRC。
其中,所述下端盖3材料40Gr,硬度28~33HRC。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的磨粒流柔性夹具,能够快速挤压泵体斜孔,去除交叉孔边突起毛刺,提高泵体加工质量,符合泵体的性能指标要求,满足泵体清洁度要求的目的;能够将零件牢固地固定在密闭腔内,保护其他不需要磨料加工的部位,引导磨料在泵体准确部位进行流动。
附图说明
图1-高压供油泵体斜孔的结构图。
图2-磨粒流加工原理图。
图3-燃油腔道孔磨粒流加工夹具简图。
图4-上端盖简图。
图5-缸套简图。
图6-下端盖简图。A图为B图的中心轴向剖视图,C图为B图的B-B向视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图3至图6所示,本发明磨粒流柔性夹具包括:上端盖1、缸套2、下端盖3三部分;缸套2为环形筒,其上端和下端分别设置上端盖1和下端盖3;待加工零件位于缸套2内且布置在下端盖3上,上端盖1和下端盖3上均开设有通料孔,下端盖3上的通料孔与待加工零件上的待加工孔系连通,对待加工零件进行磨粒流加工时,经由下端盖3上的通料孔将磨料从下流体磨料缸送入零件待加工孔系,磨料从待加工孔系中流出后经由上端盖1上的通料孔引出至上流体磨料缸,下流体磨料缸内的磨料流尽后,将汇集至上流体磨料缸内的磨料反向导流对待加工孔系进行加工,如此往复。
上端盖1的下表面上形成有凸起的第一环形定位台,上表面上形成有凸起的第二环形定位台,第一环形定位台的外径与缸套2的内径一致,缸套2上端套设在第一环形定位台上,第二环形定位台与上流体磨料缸连接。
下端盖3的上表面上设置第三环形定位台,下表面上设置第四环形定位台,第三环形定位台的外径与缸套2的内径一致,缸套2下端套设在第三环形定位台上,第四环形定位台与下流体磨料缸连接。
下端盖3上还开设有两个定位孔,与待加工零件底面上的螺纹孔对齐,两个锁紧销穿过两组定位孔和螺纹孔,实现待加工零件在下端盖3上的固定和定位。
缸套2上、下端面上分别开设有环形凹槽,凹槽内设置橡胶密封圈,高压作用下,橡胶密封圈与上、下端盖紧密贴合,有效防止磨料流出。
缸套2可以使磨料在一个密闭的空间内上下流动,使上流体磨料缸与下流体磨料缸贯通。
缸套2加工参数:材料40Gr;硬度28~33HRC;加工机床选用数控车床。
上端盖1加工参数:材料40Gr;硬度28~33HRC;加工机床选用数控车床。零件左右端面选用垂直度ф0.02;左右端面上的外圆选用同轴度ф0.02。
下端盖3加工参数:材料40Gr;硬度28~33HRC;加工机床选用数控车床、立式加工中心。零件左右端面选用垂直度ф0.02;左右端面上的外圆选用同轴度ф0.02;两螺纹孔与进料孔的坐标尺寸精度选用±0.1。
如图2所示,基于该原理进行磨粒流对零件孔系的加工,将适量的磨料装入下流体磨料缸中,将夹具与高压供油泵体装好后放入下流体磨料缸进料口中。控制面板输入加工压力、加工时间,按下工作钮,以油压为动力,上流体磨料缸伸出压紧上端盖,机床开始挤压,磨料由下流体磨料缸流经工件所需加工表面到上流体磨料缸,再从上流体磨料缸推动磨料经过加工表面进入下流体磨料缸,以此做上下往复运动,直至清理完成。
使用本夹具可实现如下目标:
1.加工范围扩大,增加机床使用性能:引进磨粒流体剖光机床,目的是提高电控单体泵油道孔的加工质量,属于专用机床,该机床所配夹具只加工电控单体泵泵体。本发明增加了该机床的加工范围,专用设备功能强化成多功能设备。
2.去除泵体毛刺,提高燃油腔道孔的质量:本夹具采用仿形设计,利用该机床的工作原理和夹紧方式,将磨料流引导到泵体的燃油腔道孔内,对燃油腔道孔的进液口及孔壁进行充分挤压研磨,去除进液口毛刺,降低了孔壁表面粗糙度,将影响泵体加工质量的不利因素去除。
3.快速倒圆斜孔出口,满足产品设计要求:本发明中导套将液体磨料准确引导到泵体斜孔出口处,磨料在高压力的作用下,快速研磨挤压孔口,将孔口倒圆。防止零件因孔口倒圆工序造成废品发生的现象。
由上述技术方案可以看出,本发明夹具所选用材料耐磨性强,安装简单,制造精度低,实现了液体磨料通道的精准定位,提高了高压供油泵体的油道孔的表面粗糙度,去除泵体毛刺,提高燃油腔道孔的质量,确保了产品质量,最终达到提升产品质量的目的,使磨粒流体剖光机床的加工范围增大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种磨粒流柔性夹具,其特征在于,包括:上端盖(1)、缸套(2)、下端盖(3)三部分;缸套(2)为环形筒,其上端和下端分别设置上端盖(1)和下端盖(3);待加工零件位于缸套(2)内且布置在下端盖(3)上,上端盖(1)和下端盖(3)上均开设有通料孔,下端盖(3)上的通料孔与待加工零件上的待加工孔系连通,对待加工零件进行磨粒流加工时,经由下端盖(3)上的通料孔将磨料从下流体磨料缸送入零件待加工孔系,磨料从待加工孔系中流出后经由上端盖(1)上的通料孔引出至上流体磨料缸,下流体磨料缸内的磨料流尽后,将汇集至上流体磨料缸内的磨料反向导流对待加工孔系进行加工,如此往复。
2.如权利要求1所述的磨粒流柔性夹具,其特征在于,所述上端盖(1)的下表面上形成有凸起的第一环形定位台,上表面上形成有凸起的第二环形定位台,第一环形定位台的外径与缸套(2)的内径一致,缸套(2)上端套设在第一环形定位台上,第二环形定位台与上流体磨料缸连接。
3.如权利要求2所述的磨粒流柔性夹具,其特征在于,所述下端盖3的上表面上设置第三环形定位台,下表面上设置第四环形定位台,第三环形定位台的外径与缸套(2)的内径一致,缸套(2)下端套设在第三环形定位台上,第四环形定位台与下流体磨料缸连接。
4.如权利要求3所述的磨粒流柔性夹具,其特征在于,所述下端盖(3)上还开设有两个定位孔,与待加工零件底面上的螺纹孔对齐,两个锁紧销穿过两组定位孔和螺纹孔,实现待加工零件在下端盖(3)上的固定和定位。
5.如权利要求4所述的磨粒流柔性夹具,其特征在于,所述缸套(2)上、下端面上分别开设有环形凹槽,凹槽内设置橡胶密封圈,橡胶密封圈与上、下端盖贴合。
6.如权利要求5所述的磨粒流柔性夹具,其特征在于,所述缸套(2)材料40Gr,硬度28~33HRC。
7.如权利要求6所述的磨粒流柔性夹具,其特征在于,所述上端盖(1)材料40Gr,硬度28~33HRC。
8.如权利要求7所述的磨粒流柔性夹具,其特征在于,所述下端盖(3)材料40Gr,硬度28~33HRC。
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