CN112338638A - 汽车发动机喷油嘴的改进型磨削工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车发动机喷油嘴的改进型磨削工艺，涉及汽车发动机配件加工技术领域，本发明是基于传统工艺的方法和要求，结合现今的数控技术，通过巧妙的构思和设计将原本很复杂的问题轻松解决掉，在实际的生产应用中证明了这个方法的高效和简易性，与传统的人工分拣再分级磨削工艺相比，节约了多道工序，节省了宝贵的人力成本，并且可以稳定可靠的高效生产，为企业带来显著的生产效益，本发明的另外一个突出优点还在于其投入成本低，改造简单，周期短，降低成本的同时，提高了检测和磨削效率。

Description

汽车发动机喷油嘴的改进型磨削工艺
技术领域
本发明涉及汽车发动机配件加工技术领域，具体是一种汽车发动机喷油嘴的改进型磨削工艺。
背景技术
在传统的燃油汽车零部件制造中，一个必须解决的问题是如何加工喷油嘴，在众多道工艺中，磨削喷油嘴的端面并保证喷油孔的深度是一个所有生产企业都面临的加工问题，由于要求的精度高，孔深的尺寸误差必须在不超过0.02mm。这对传统的磨削工艺是存在挑战的，现有的磨削工艺是将孔加工好以后，再通过人工测量，将不同孔深的工件进行分类，然后再根据磨削余量的大小，进行进一步的磨削外端面，最终保证尺寸符合公差要求。由于这个过程的复杂性和人工分拣的人为因素，使得这种工艺方式不仅效率慢，而且成品率也不稳定，加上日益增长的人工成本，急需一种更为科学和高效的方法来解决这个问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供了一种汽车发动机喷油嘴的改进型磨削工艺，通过结合数控系统的驱动装置并加装光栅尺及精密对刀仪的方法，可以间接检测出喷油孔的深浅，并通过程序自动计算出喷油嘴大端面的磨削加工余量，从而通过磨削加工最终达到每个工件都能被加工到标准孔深的目的。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种汽车发动机喷油嘴的改进型磨削工艺，所述磨削机床采用总线式数控系统，与磨削砂轮同轴的另一端设置有对刀仪和光栅尺，所述对刀仪和光栅尺均与数控系统电性连接。
所述改进型磨削工艺，包括以下三个阶段，其中每个阶段又包括多个具体步骤：
第一阶段，标准件对刀。
a)将孔深为标准值的工件作为标准件安装到测量支架的定位芯轴上；
b)将对刀仪和光栅尺安装在机床的X轴上，启动程序，对刀仪向工件匀速靠近；
c)待工件的球头端与对刀仪的测量平面接触后，对刀仪将发出信号，此时系统会读取此刻的坐标数值，光栅尺的坐标信息将被系统识别和记录在一个设定好的宏变量中；
d)将被测的标准工件从测量支架上取下。
第二阶段，首件工件的测量。
a)将第一个待测量的工件安装到测量支架的定位芯轴上；
b)将对刀仪和光栅尺安装在机床的同一个轴上，启动程序，对刀仪向工件匀速靠近；
c)被测工件的球头端与对刀仪的测量平面接触后，对刀仪将发出信号，此时系统会读取此刻的坐标数值，光栅尺的坐标信息将被系统识别和记录在另外一个设定好的宏变量中；
d)将第一个被测量工件从测量支架上取下。
第三阶段，磨削加工。
a)将第二阶段中被测的工件放置在磨削端面的专用夹具上，装夹固定好；
b)启动磨削端面的程序，此时磨削砂轮靠近工件，其中第一阶段和第二阶段中两个宏变量中数值的差别，这个数值差别就是该被测工件需要磨削的余量，程序将控制砂轮对工件进行该差值的磨削进给，直到完成磨削；
c)磨削结束后，砂轮退回，磨削后的被测工件被取下。
作为本发明的进一步改进，所述磨削用机床的数控系统采用总线式，有利于数据的快速传输，所述机床的伺服电机使用绝对值式的，伺服电机通过联轴器直接驱动进行进给，这种结构有利于减少传动环节，不仅结构简单，而且传动精确，误差小。
作为本发明的进一步改进，所述光栅尺采用精度为正负2微米，分辨率在0.1微米的绝对值光栅尺，其作用是将实时的坐标值精确的反馈给数控系统。
作为本发明的进一步改进，所述对刀仪精度是1微米，对刀仪的测量平面采用硬质合金提高耐磨性。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明基于传统工艺的方法和要求，结合现今的数控技术，利用对刀仪和光栅尺的配合工作，可以精确测出被测工件与标准件之间孔深的差值，这个差值就是测量工件的加工余量，机床的系统使砂轮对被测工件进行这个余量的磨削工作，最终实现测量和加工相互衔接和配合，将以往的多道工序合并，实现了实时测量后即刻加工成品的目的，本发明的另外一个突出有点在于其投入成本低，改造简单，周期短，降低成本的同时，提高了检测和磨削效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明所用机床俯视示意图；
图2为测量支架和工件组合安装示意图；
图3为定位芯轴示意图；
图4为喷油嘴典型结构示意图。
图中：1.工作台，2.测量支架，201.支架底座，202.定位芯轴，204.弹簧片，3.被测工件2,301.球头端，4.对刀仪，5.对刀仪固定架，6.光栅尺，7.磨砂轮箱，8.被磨削工件1,9.驱动装置，10.固定块，11.砂轮，12.砂轮修整器，13.Z轴伺服电机，14.X轴丝杠，15.联轴器，16.X轴伺服电机。
值得注意的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
具体实施方式
为了本发明的技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用于理解本发明，并不用于限定本发明，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种汽车发动机喷油嘴的改进型磨削工艺，所述磨削机床采用总线式数控系统，与磨削砂轮11同轴的另一端设置有对刀仪4和光栅尺6，所述对刀仪4和光栅尺6均与数控系统电性连接。
所述改进型磨削工艺，包括三个阶段，其中每个阶段又包括多个具体步骤：
第一阶段，标准件对刀。
a)将孔深为标准值的工件作为标准件安装到测量支架2的定位芯轴202上；
b)将对刀仪4和光栅尺6安装在机床的X轴上，启动程序，安装在X轴上的对刀仪4向工件匀速靠近，一般以200mm/min的速度靠近并触碰工件；
c)待工件球头端301与对刀仪4的测量平面接触后，对刀仪4将发出信号，此时系统会读取此刻的X轴坐标数值，光栅尺6的坐标信息将被系统识别和记录在一个设定好的宏变量中，例如存储在宏变量#500中；
d)将被测的标准工件从测量支架2的定位芯轴202上取下。
完成以上几个步骤后，系统已经得到了标准件触发对刀仪4的坐标值，若想验证这个测量的准确程度，可以反复重复以上几个步骤，若是测量得到的坐标值差别在±2微米内，则说明这个值是准确的。
第二阶段，首件工件的测量。
a)将第一个待测量的工件no.1安装到测量支架2上；
b)将对刀仪4和光栅尺6安装在机床的X轴上，启动程序，对刀仪4向工件匀速靠近；
c)被测工件的球头端301与对刀仪4的测量平面接触后，对刀仪4将发出信号，此时系统会读取此刻的X轴坐标数值，光栅尺6的坐标信息将被系统识别和记录在另外一个设定好的宏变量中，例如存储在宏变量#501中；
d)将工件no.1从测量支架2上取下。
若没有把握测量的准确性，可以重复第二阶段中的步骤反复验证，如果数值能够稳定在±2微米内，就可以确定数值准确。
第三阶段，磨削加工。
a)将第二阶段中被测的工件no.1放置在磨削端面的专用夹具上，装夹固定好；
b)启动磨削端面的程序，此时磨削砂轮靠近工件，被测工件旋转，程序自动算出第一阶段和第二阶段中两个宏变量中数值的差别，即分别存储宏变量#500和宏变量#501中的数值差，这个数值差别就是该被测工件需要磨削的余量，程序将根据该该差值对砂轮进行磨削进给，直到完成磨削；
c)磨削结束后，砂轮11退回，磨削后的被测工件被取下。
下一个工件继续第二阶段测量工序和第三阶段磨削加工，这样往复工作，与人工测量分拣相比，大大的提高了工作效率。
当no.1工件磨削完成后，要进行线下测量，测量的结果如果在误差范围内，则不需要再调整，如果有偏差，再进行有关参数的调整，再次重复以上步骤，直到结果稳定理想，一般来讲，调整不会多于两次，而且都是几个微米的微调，若差别超过1丝就要检查对刀仪4是否损坏，光栅尺6是否存在问题。
优选地，所述磨削用机床的数控系统采用总线式，有利于数据的快速传输，所述机床的伺服电机使用绝对值式的，伺服电机通过联轴器直接驱动进行进给，这种结构有利于减少传动环节，不仅结构简单，而且传动精确，误差小。
优选地，所述光栅尺6采用精度为正负2微米，分辨率在0.1微米的绝对值光栅尺，其作用是将实时的坐标值精确的反馈给数控系统，可以选用的光栅尺品牌有海德汉、发格尔等。
优选地，所述对刀仪4精度是1微米，对刀仪4的测量平面采用硬质合金提高耐磨性，对刀仪4的固定件上有气嘴，可以定期吹扫对刀仪平头表面，确保无污物黏附。
优选地，所述工件测量支架2由定位芯轴202、弹簧片204、和底座组成，定位芯轴202是定位件，水平安装，前端直径2.8mm是基准，经过上千次使用后要进行修复或更换，属易损件，弹簧片204的作用是确保工件安装后能够让定位芯轴202的前端接触到工件的孔底部，测量支架2主要起到固定芯轴和位置调节两个作用。
优选地，喷油嘴工件在加工时会在大端面一侧留有磨削余量。
实施例1
若标准件X轴向的触发坐标值为30.000，当测量第N件工件时，触发点坐标值是29.876，则第N件的端面磨削量将通过求解两个坐标值之间的差值而得到，即第N个工件端面要磨削0.124mm，磨削后的孔深将和标准件的孔深是基本相同的。误差的来源仅仅是磨削过程中工件的热膨胀，砂轮磨削过程中的轻微磨损，以及砂轮进给方向的定位误差。在实践中，给油泵油嘴企业改造后，合格品率大大提高，显著节约了成本。

Claims (4)

1.一种汽车发动机喷油嘴的改进型磨削工艺，包括磨削机床，其特征在于：所述磨削机床采用总线式数控系统，与磨削砂轮同轴的另一端设置有对刀仪和光栅尺，所述对刀仪和光栅尺均与数控系统电性连接。
所述改进型磨削工艺，包括三个阶段，其中每个阶段又包括多个具体步骤：
第一阶段，标准件对刀。
a)将孔深为标准值的工件作为标准件安装到测量支架的定位芯轴上；
b)将对刀仪和光栅尺安装在机床的X轴上，启动程序，对刀仪向工件匀速靠近；
c)待工件的球头端与对刀仪的测量平面接触后，对刀仪将发出信号，此时系统会读取此刻的坐标数值，光栅尺的坐标信息将被系统识别和记录在一个设定好的宏变量中；
d)将被测的标准工件从测量支架上取下。
第二阶段，首件工件的测量。
a)将第一个待测量的工件安装到测量支架的定位芯轴上；
b)将对刀仪和光栅尺安装在机床的同一个轴上，启动程序，对刀仪向工件匀速靠近；
c)被测工件的球头端与对刀仪的测量平面接触后，对刀仪将发出信号，此时系统会读取此刻的坐标数值，光栅尺的坐标信息将被系统识别和记录在另外一个设定好的宏变量中；
d)将第一个被测量工件从测量支架上取下。
第三阶段，磨削加工。
a)将第二阶段中被测的工件放置在磨削端面的专用夹具上，装夹固定好；
b)启动磨削端面的程序，此时磨削砂轮靠近工件，其中第一阶段和第二阶段中两个宏变量中数值的差别，这个数值差别就是该被测工件需要磨削的余量，程序将控制砂轮对工件进行该差值的磨削进给，直到完成磨削；
c)磨削结束后，砂轮退回，磨削后的被测工件被取下。
2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机喷油嘴的改进型磨削工艺，其特征在于：所述磨削用机床的数控系统采用总线式，有利于数据的快速传输，所述机床的伺服电机使用绝对值式的，伺服电机通过联轴器直接驱动进行进给，这种结构有利于减少传动环节，不仅结构简单，而且传动精确，误差小。
3.根据权利要求1所述的一种汽车发动机喷油嘴的改进型磨削工艺，其特征在于：所述光栅尺采用精度为正负2微米，分辨率在0.1微米的绝对值光栅尺，其作用是将实时的坐标值精确的反馈给数控系统。
4.根据权利要求1所述的一种汽车发动机喷油嘴的改进型磨削工艺，其特征在于：所述对刀仪精度是1微米，对刀仪的测量平面采用硬质合金提高耐磨性。
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