CN1812865B - 用于测量通过工件孔的流量和抛光工件孔的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种比较通过一标准零件内的一孔和通过一工件内的孔的流量的方法和装置，其使各孔在相同的温度和相同的压力下经受一相同的流体，并在上游压力恒定时比较流出这些孔的流体的下游压力，或在下游压力恒定时比较上游压力。对于纯粹的测量目的，流体可以是一非研磨的介质，然而，如果工件孔必须进行加工，则可引入可流动的研磨介质，使该介质通过孔，直到达到理想的压差。对于标准零件的其它流动特性，也可只使用工件和标准零件出口处的压差来计算通过工件孔的流量。

Description

用于测量通过工件孔的流量和抛光工件孔的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种方法和装置，当与通过一标准零件内的一个或多个匹配孔的流量作比较时，该装置用来确定通过一工件内的一个或多个孔的流量是否在许可的允差内。该种确定是根据流过工件内和标准零件内的孔的流体流量的特征。此外，本发明涉及一种在工件内加工一个或多个孔的方法和装置，以使其几何形状更加符合标准零件的匹配的一个或多个孔的几何形状。最后，本发明涉及确定通过工件的一个或多个孔的流量的方法。

背景技术

诸如燃料喷射器和孔板之类的部件通常包括许多小孔，以使流量必须精确地控制在非常小的允差。这样部件的制造商通常利用一诸如流量测量台之类的测量装置，该装置在精确的压力下强制标定的流体通过部件孔，然后，测量通过部件孔的流量。该流量测量可根据各种技术由流量计来实施，这些技术包括科里奥利(Coriolis)计、诸如齿轮和泵那样的正向位移计、汽轮计，以及涡流脱落流量计。

图1是现有技术的图，其示出用来测量通过一工件310的流量的典型流量测量台300的示意图，该工件310具有延伸通过其中的一个或多个孔(未示出)。从容器315流出的标定流体用一泵325将其强制通过一热交换器330和一过滤器335，然后，在压力下强制通过工件310的至少一个孔(未示出)。用一流量计340直接测量工件310下游的流量。通过工件310的流体必须有最小的下游压力量，以驱动流体通过流量计340。流体一流出流量计340，则重新引入到容器315内。

然而，使用流量计的方法经常由于久长的测量时间而在整个制造过程中形成瓶颈。由于通常的测量方法是测量给定压力下通过一零件的流量，然后，根据将加压的标定流体供应到该零件的装置，这可能需若干秒才能达到要求的压力，然后，将流体流稳定在该压力上，此时，可进行流量测量。此外，流量测量装置经常需要较长的测量时间来提供一稳定的测量。其结果，使用传统技术，通常需要25至60秒的测量时间才能确定一个零件是否在规定的流量允差范围之内。

使用传统的流量测量台给予操作者以流量的绝对值，不管其是质量流量还是体积流量，该值都是在测量压力下的通过一零件的绝对值流量。如果流量在允差范围之内，则该零件通过。如果流量低于目标值，则该零件可返回作重新加工。如果重新加工不可能，则该零件报废。如果通过该零件的流量太高，则该零件通常处理为废品。

需要生产一种测量仪，其类似于用于螺纹、孔和其它加工操作中的通过/不通过的测量仪，以便用来检验通过一孔的流量。这样一测量仪简单地指示一零件是在允差内还是在允差外，指示发生偏离的方向。这样的确定是可能的，而不必产生流量的一数字值。因为流量的实际值并不需要，所以，可采用快速检验技术。

发明内容

在一实施例中，本发明涉及一种比较通过一工件内的一个或多个孔的流量的方法，其中，各工件孔形成为类似于标准零件内的一孔，且其中，通过一个或多个工件孔的流量与通过标准零件内的一个或多个孔的流量进行比较，以确定通过一个或多个工件孔的流量相对于通过标准零件内的一个或多个孔的流量是否在允差之内。该方法由以下诸步骤组成：(a)在压力下强制来自容器的标定流体通过标准零件内的一个或多个孔；(b)在同样的压力下强制来自同一容器的标定流体通过工件内的一个或多个孔；(c)控制流体的流动，以提供通过工件内的一个或多个孔和通过标准零件内的一个或多个孔的流量相等；以及(d)比较各工件和标准零件下游的流体压力，以确定压差是否在预定的限值之内，该限值指明通过工件内的一个或多个孔的流量是否在允差之内。该方法也可适用于比较各个多个工件的一个或多个孔。

在另一实施例中，本发明涉及一类似的方法，然而，工件下游的压力保持均匀，标定的流体压力与各工件和标准零件的上游比较，以确定压差是否在预定范围内。

在另一实施例中，本发明涉及一种比较通过一工件内的一个或多个孔的流量的方法，其中，一个或多个工件孔形成为类似于标准零件内的一个或多个孔，且其中，通过工件的流量与通过标准零件的流量进行比较，以确定通过一个或多个工件孔的流量相对于通过标准零件内的一个或多个孔的流量是否在允差之内，并使用流动的研磨介质来加工一个或多个工件，其包括以下诸步骤：(a)在压力下从容器中挤出可流动的研磨介质通过标准零件内的一个或多个孔，其中，标准零件材料不受研磨流介质的损伤和影响；(b)在压力下从容器中挤出可流动的研磨介质通过工件内的一个或多个孔，其中，在挤出之前，一个或多个工件孔比一个或多个标准零件孔更加限制流动；(c)控制介质的流动，以提供通过各工件内的一个或多个孔和通过标准零件内的一个或多个孔的流量相等；(d)比较工件和标准零件下游的介质压力；以及(e)当退出一个或多个工件孔的介质和退出一个或多个标准零件孔的介质的压差在预定的限值之间时，停止通过一个或多个工件孔的挤出。该方法也可适用于比较通过多个不同工件的流量并控制挤出过程以修改与各工件相关的一个或多个孔。

在另一实施例中，本发明涉及一类似的方法，然而，工件下游的压力保持均匀，可流动的研磨介质压力与各工件和标准零件的上游比较，以确定压差是否在预定范围内。

在另一实施例中，本发明涉及一种确定通过一工件的流量的方法，该工件具有一个或多个孔，其形成为类似于标准零件内的一个或多个孔，该方法包括以下诸步骤：(a)在压力下强制来自容器的标定流体通过标准零件内的一个或多个孔；(b)在同样的压力下强制来自同一容器的标定流体通过工件内的一个或多个孔；(c)控制流体的流动，以提供通过各工件和标准零件的流量相等；(d)比较工件和标准零件下游的流体压力，以确定一压差；以及(e)使用关于标准零件的预定流量数据来计算通过工件的流量、工件和标准零件之间下游压力的差，以及标准零件内的孔和工件内的孔之间的数学关系。

在另一实施例中，本发明涉及一类似的方法，然而，使用关于标准零件的预定流量数据来计算通过工件的流量、工件和标准零件之间上游压力的差，同时，下游的压力保持均匀，以及标准零件内的孔和工件内的孔之间的数学关系。

在另一实施例中，本发明涉及一种比较通过一工件内一个或多个孔的流量和通过标准零件内一个或多个孔的流量的装置，其中一个或多个工件孔形成为类似于标准零件内的一个或多个孔，其中，比较流量以确定通过工件内的一个或多个孔的流量相对于通过标准零件内的一个或多个孔的流量是否在允差内，其中，该装置由以下组成：(a)一容器，其用来在压力下将标定流体供应到标准零件内的一个或多个孔和工件内的一个或多个孔；(b)一流动控制器，其与工件和标准零件相连，以使来自容器的流体通过各工件和标准零件内的一个或多个孔的流量相等；(c)一测量装置，其比较标准零件孔的下游压力和工件的下游压力，其中，当工件下游和标准零件下游的压差在预定限值之内时，工件内的孔被认为在允差之内。

在另一实施例中，本发明涉及一类似的方法，然而，下游的压力保持均匀，测量装置比较标准零件孔上游的压力和工件的上游压力。

附图说明

图1是现有技术的图，是一典型的流量测量台结构的示意图；

图2是现有技术燃料喷射器的计量喷嘴的截面图；

图3是根据本发明一装置的一实施例的示意图；

图4是图3的示意图中所示装置的截面图；

图5是本发明另一实施例的示意图，由此，多个工件孔可相对于公共的标准零件孔同时地进行测量；以及

图6是根据本发明的一装置的另一实施例的示意图。

具体实施方式

通过一孔的流量是横贯孔的压降、孔的几何形状以及流过孔的流体特性的函数。一般来说，在均匀压力下的流体将以相同的流量，不管是质量流量还是体积流量，通过具有相同几何形状的两个孔。同样地，如果流体在均匀的上游压力下通过各个这两个相同的孔，则通过孔的压降将是相同的。

一典型的工件可以是一喷嘴，其具有多个沿径向定向的孔以便分配通过其间的流体。一典型的工件还可以是一具有一单一孔的喷嘴。一典型工件还可以是一孔板，其由具有延伸通过其间的单一孔的简单平板构成。为了便于本文的讨论，工件和相关的标准零件将具有一单一孔，但可理解到各个工件和标准零件可具有一个或多个孔。然而，在各种情形中，在工件内的孔和标准零件内的孔之间存在着一直接的一一对应的相关。

根据本发明，一均匀的上游压力引入通过标准零件内的一个孔和通过工件内的一个孔，这样，如果通过各个标准零件和工件的流量相同，则工件内的工件孔的几何形状被认为在标准零件内的孔的几何形状允差之内，(如果下游压力是相等的)。加压的流体从一公共源提供，因此，可假定粘度和温度相等。其结果，当标准零件下游和工件下游的流体压差等于零时，则下游压力相等，且各个工件和标准零件内孔的几何形状被认为等价。

如下文中将说明的，本发明可用来快速地比较工件内的孔与标准零件内已知的孔，以确定工件孔是否在孔制造商的规格书的限值之内。如果标准零件的下游压力大于工件的下游压力，则这表示工件内的孔呈现比标准零件的孔大的流动阻力。如果标准零件的下游压力小于工件的下游压力，则工件内的孔呈现较小的流动阻力。

如下文中将说明的，与流量测量的现有技术相比，本发明具有多个优点，如上所述，现有技术的方法通常在一流量测量台上实施，它在25秒或更多的时间内测量一个零件。根据本发明实施的测量是压力测量，压力较之于流量可以非常快地测量。其结果，根据本发明的装置可在10秒或不到的时间内检验一零件。此外，通过简单地添加多个接受缸来同时地检验多个零件，这样，根据本发明的装置的能力可得到扩展。

因为加压的流体从公共源流出，所以，对于流体特性和温度的效应存在有自补偿，因为进入标准零件孔和工件孔的流体的特性相同。此外，当流入各孔的流体从一公共容器提供时，则上游压力为了简单的“通过/不通过”的比较结果不必紧密地加以控制。

在通过主孔的实际流量将是已知的假设下，由于已知压差测量值，所以，可在标准零件的孔和一个或多个工件的孔之间的某个范围内提供真实的流量测量。

图2示出一呈燃料喷射器喷嘴形式的一工件10的截面图，该喷嘴具有一从一端12延伸且相交于孔20的通道15，其通过工件10的相对端14。这样一典型的喷嘴10通过围绕末端25的周缘等角度地设置的七个径向延伸的孔20，可具有压力为2031psig(14Mpa)的51.8in3/min(850cc/min)的一油流量。各孔20的内直径30可以近似为0.0059英寸(0.149mm)。

尽管一典型的工件10由带有孔20的通道15组成，但应该认识到，通过工件10的流体的压降将由通过通道15的流动和通过孔20的流动所造成。然而，通道15通常相对于孔20具有大得多的直径，其结果，通道15相对于通过孔20的压降仅是一微小的压降源。为此原因，以下的讨论将针对通过孔20的压降，不再阐述通过通道15的压降。

为了简化起见，尽管图2示出一具有多个孔20的工件10，但图3中的标准零件110和工件120将显示为沿标准零件110和工件120的全部长度延伸的仅一个单一孔。如上所述，讨论将针对具有一单一孔的工件，但应理解到本发明也适用于具有多个孔的工件。标准零件110具有一延伸通过其间的标准零件孔115，但工件120具有一延伸通过其间的工件孔125。装置100具有一容器140，其中容纳有诸如一低粘度油之类的流体142。容器140内的流体142与标准零件110和工件120直接连通。特别重要的是，流体从容器140到各个标准零件110和工件120的流动状态基本上是相同的。这可使流体从容器140流到各个标准零件110和工件120的距离保持相同来得以实现，由于用来将流体从容器140运输到各个标准零件110和工件120的管子或管道是相同的，所以，对于各个孔来说，沿着管道的压降和热传导是相同的。在这样一方式中，流体142在进入到标准零件110的孔115和工件120的孔125的进口处的进入状态是相同的。该参数是重要的，因为它确保进入这些孔的压力是相同的。本发明的一基本假设是，如果标准零件孔115和工件孔125的几何形状相同，则在相同压力下通过各个标准零件孔115和工件孔125的相同的流体将遇到一相同的压降。如果在相同的压力下没有流体进入各个这些孔内，则确定横贯各个孔的压降将变得更加复杂。

因为容器内的流体供应到两个孔，仅在各个孔的出口处的压力才提供关键的测量，所以，在孔入口处的流体特性和流体温度可以变化，因两个孔将经历相同的变化。然而，关键的是，通过各个孔的流量是相同的。

参照图3-5，为方便起见，由于与通过各个孔流体的有控制的流动相关的硬件是相同的，所以这些相同的零件将用一共同的标号表示，但用一不同的字母后缀加以区别。那些与标准零件110相关的零件将具有一“a”后缀，而那些与流过工件120的流体相关的零件将具有一“b”后缀。如下文中将描述的，另外的工件也将使用不同的字母后缀。

现将注意力引向图3，标准零件110可移去地安装在一接纳缸150a内。接纳缸150a与容器140直接流体地连通。流体142在一上游腔室152a处进入接纳缸150a，并通过孔115进入一下游腔室154a内。流体不允许排出到大气，但相反，一可撤回的活塞155a可确定流体通过孔115的流动。具体来说，流体142可以仅由活塞155a的撤回速度所确定的速度通过孔115。活塞155a的撤回速度将设计成适应于流体142的流动，并不意图在下游腔室154a内造成气穴。

同样地，工件120可移去地固定在接纳缸150b内。接纳缸150b与容器140直接流体地连通。流体142在一上游腔室152b处进入接纳缸150b，并通过孔115进入一下游腔室154b内。流体不允许排出到大气，但相反，一可撤回的活塞1 55b可确定流体通过孔115的流动。具体来说，流体142可以仅由活塞155b的撤回速度所确定的速度通过孔115。活塞1 55b的撤回速度将设计成适应于流体142的流动，并不意图在下游腔室154b内造成气穴。

由于流体142通过标准零件孔115和工件孔125的流速是相同的，且由于各个撤回活塞155a、155b确定通过各个孔115、125的流速，所以重要的是，各个撤回活塞155a、155b的撤回应是做到该流体的流动是相同的。由于接纳缸150a和接纳缸150b的尺寸相同，所以，各个撤回活塞155a、155b的撤回速度必须相同。例如，使用一流动控制器160，用机械方法使各个撤回活塞155a、155b与另一个偶联，该目标是可能实现的，所述流动控制器160可由一与球螺杆或类似装置偶联的电机组成，其将电机的转动转化为撤回活塞155a、155b的线性运动。通过简单地将各个撤回活塞155a、155b刚性地连接在一起，即可容易地达到该恒定的流速。例如，与撤回活塞155a、155b相连的各个活塞杆157a、157b可附连到一公共的压盘162，它又被所述的电机/球螺杆结构所驱动。

一测量装置180比较标准零件孔115出口处的下游压力和工件孔125出口处的下游压力，以便确定各个这些孔的下游压差。如果压力位于预定限值内，则工件孔125被认为在标准零件孔115的允差内。

使用现有的大规模生产设备，工件孔125起初形成为尽可能接近于标准零件孔115。

尽管在图2中未予示出，但通过一中心的操作器(未示出)，与工件孔125相连的撤回活塞155b完全可能独立地移动，所述操作器能一体地移动撤回活塞155b和与标准零件孔115相连的撤回活塞155a。如下文中将讨论的，在本发明的一替代的实施例中，流体可包含实际地抛光各个孔表面的研磨颗粒，在此情形中，中心操作器能够一体地移动一个或多个选择的撤回活塞和与标准零件相连的撤回活塞155a，而将其它的撤回活塞保持在静止位置以便有选择地抛光某些孔。

为了确定各个孔下游的接纳缸内的压差，测量装置180可以是一压力计，由此，压力计内揭示的值可进行比较，以确定其压差。另一方面，测量装置180可由一压力比较器组成，其流体地连接到接纳缸150a的下游腔室154a和接纳缸150b的下游腔室154b。

为了单独地确定工件孔125是否在标准零件孔115的允差内，流体可以是诸如一低粘度的标定流体那样的可流动的非研磨介质。然而，如果工件孔125不在标准零件孔115的允差内，但通过抛光可除去多余的金属，则可用一可流动的研磨介质来代替可流动的非研磨的介质，这样，研磨介质横贯孔的运动将会从孔中除去材料，直到标准零件孔115和工件孔125的下游压力之间的压差达到预定值或不到预定值为止。如果流体是可流动的研磨介质，则要求标准零件110的制造材料是不受研磨流介质的损伤和影响。

利用可流动的研磨介质，可监视下游腔室154a、154b内的压差，视压差是否在预定限值之间，以便终止流过工件孔125的研磨介质的流动。然而，如果确定通过工件孔125的压降大于通过标准零件孔115的压降，这样，就有要求除去工件孔125内的多余材料，则研磨介质流可继续通过工件孔125，并监视压降，直到标准零件孔115和工件孔125之间的压降落入预定限值之间的时刻为止。

到此为止所描述的是一比较流量的装置，其用来比较通过形成为类似于标准零件孔的至少一个工件和一标准零件的至少一个孔的流量，以及通过标准零件孔的流量，以便确定工件流量相对于标准零件孔是否在允差内。

一使用这样一装置的方法包括如下的步骤，在压力下强制来自于容器140的流体142通过标准零件孔115。此外，相同的流体142在相同的压力下从相同的容器140强制通过至少一个工件孔125。控制流体142的流动，以提供通过各个至少一个工件孔125和标准零件孔115的相等的体积流量或质量流量。比较孔的下游流体压力以确定压差是否在预定限值之间，并指示至少一个工件孔的流量是否在允差内。由于利用该方法仅确定工件孔是否在标准零件孔的允差之内，所以，流体可以是非研磨的。然而，流体142可以是一可流动的研磨介质，其中，标准零件110的材料是不受研磨流介质的损伤和影响，且其中，强制流体142通过至少一个工件孔125的步骤包括这样一步骤：用由可流动的研磨介质组成的流体142加工至少一个工件孔125而抛光孔125，由此，减小通过孔125的压降。在这样的情形中，当工件孔125的下游压力和标准零件孔115的下游压力之间的压差在预定限值内时，终止通过工件孔125的流体142的流动。

作为一般性的准则，停止挤出的步骤可在标准零件孔115和工件孔125的下游压力之间的压差为35-40psig或不到时发生。一合适的压差可根据要求的允差予以确定。

图4是本发明的一实施例的截面图，其示意地示于图3中。由于该装置的操作已经作了详细描述，所以，将只给出一简要的描述，来表明该装置的关键元件，其使用如图3相同的标号。

图4示出一具有延伸通过其间的标准零件孔115的标准零件110。标准零件110可移去地安装在接纳缸150a内，其具有一流体142引入其中的上游腔室152a和一下游腔室154a，流体在通过孔115之后进入到下游腔室154a内。一撤回活塞155a确定流体142通过孔115的流动。

同样地，具有一工件孔125的工件120可移去地固定在接纳缸150b内。接纳缸150b与一容器(未示出)直接连通。流体142在上游腔室152b处进入接纳缸150b并通过孔125进入一下游腔室154b。一撤回活塞155b确定流体142通过孔115的流动。撤回活塞155a、155b可用机械方法彼此偶联，例如，使用一流动控制器(未示出)进行偶联，如上所述，其可包括一与球螺杆或类似装置偶联的电机以将电机的转动转化为撤回活塞155a、155b的线性运动。与撤回活塞155a、155b相连的各个活塞杆157a、157b可附连到一公共压盘(未示出)，它又被所述的电机/球螺杆结构所驱动。

一测量装置180比较标准零件孔115的下游压力和工件孔125的下游压力，以便确定各个这些孔的下游压差。如果压力位于预定限值内，则工件孔125被认为在标准零件孔115的允差内。应该指出的是，从容器(未示出)到接纳缸150a、150b的通道165a、165b的长度和直径相同，以使进入各个上游腔室152a、152b的流体特性相同。

至此描述了一种方法和装置，在第一实施例中其用来比较工件孔125的下游压力和标准零件孔115的下游压力，而在第二实施例中，其用一研磨流体来加工工件孔125直到它落入标准零件孔115的允差内为止。

使用一单一的标准零件孔还可同时地试验多个工件孔，以确定各个这些孔是否在允差之内。

注意力转向图5，容器240内的流体直接连通与具有一标准零件孔115的标准零件110相连的接纳缸150a。就如刚才所讨论的，接纳缸150a包括一上游腔室152a和一下游腔室154a，使标准零件110可移去地固定在接纳缸150a内的两个腔室之间。对于安装在接纳缸150b内的具有工件孔125的工件120，以及安装在接纳缸150c内的具有工件孔225的工件220，存在着一类似的结构。各个撤回活塞155a、155b、155c能够在其对应的接纳缸150a、150b、150c内以均匀的速度撤回，以使通过各个孔115、125、225的流量相等。一测量装置180测量下游腔室154a内的流体142和下游腔室154b内的流体142之间的压差。此外，一测量装置280测量接纳缸150a的下游腔室154a内和接纳缸150c的下游腔室154c内的流体142之间的压差。这样，两个工件孔125、225可同时地测量，以确定它们是否在标准零件孔115的允差内。在此情形中，撤回活塞155a、155b、155c的撤回速度可以相同，而流体142可以是一非研磨介质。

如果下游腔室154a内的流体和下游腔室154c内的流体的压差指示出工件孔125、225受到限制，则在本发明的一替代实施例中，非研磨流体142可用诸如一可流动的研磨介质那样的研磨流体替换。在此情形中，如上所述，标准零件110必须不受可流动的研磨介质损伤，可流动的研磨介质可通过工件孔125、225，直到限制被除去且由测量装置280测得的孔115、225的下游压差落入预定限值内为止。

在此情形中，多个工件安装在装置200内，一个或多个工件具有的孔受到限制，指示出它们不在标准零件孔115的允差内，则流动控制器可有选择地控制一个或多个撤回活塞155b、c的运动，这样，存在着流速与通过标准零件孔的流速相同的流动，或不存在着流动。举例来说，如果工件孔125和工件孔225具有的限制小于标准零件110的限制，这使得它们不在标准零件孔115的允差内，则研磨流体142可通过各个这些孔125、225，并监视标准零件孔115的下游压差。如果孔125的下游压力在标准零件孔115的下游压力的预定范围内，则可停止撤回活塞155a的撤回，并可继续撤回活塞155c的撤回，同时，孔225继续被加工。可继续这样一过程，直到工件孔225处的下游压力和标准零件孔115的下游压力之间的压差在一预定范围之内为止。

至此一直在描述的装置是一比较器，其给出通过两个或多个试验零件的孔的流动的相对压差。该装置自身并不量化通过工件的流量。如果仅需知道工件相对于标准零件孔是否在允差内的话，则就不必量化流量。然而，如果工件不在允差内时，则它有助于了解在给定条件下通过一个或多个工件孔的流量，以便确定工件是否需重新加工或必须报废。此外，也有某些情形需要真实流量值，例如，在过程调整或特殊试验过程中。

由于根据本发明的装置将确定通过一个或多个工件孔的流量相对于通过标准零件的一个或多个匹配孔的流量究竟差异多少，所以，只需知道标准零件的流量，并可确定通过工件的流量。

具体来说，可以很好地建立通过一孔的流体的理论流量的方程式，其可在关于流体力学的教科书中找到。如果考虑通过两个经受均匀上游压力的零件的流体的相同流动，则本技术领域内的技术人员能在以下数量之间导出一理论关系式：未知零件(以下实例中的B)的(真实)流量对已知零件(以下为A)的(真实)流量，流体特性，所述装置内的流体的流量，装置的压差，以及测得A的真实流量时的压降，这样一关系式描述在下面方程中

$\mathrm{QB}(\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{pms}},\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{fb}},Q,\mathrm{QA},{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{pms}},{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{fb}})=\frac{\sqrt{Q^2\·{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{pms}}}^2\·\mathrm{\Δ}{P_{\mathrm{fb}}}^2-\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{pms}}\·\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{fb}}\·{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{fb}}\·{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{pms}}\·{\mathrm{QA}}^2}\·(\mathrm{QA}\·Q)}{Q^2\·{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{pms}}\·\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{fb}}-\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{pms}}\·{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{fb}}\·{\mathrm{QA}}^2}\mathrm{Eq}.$

其中，

QA是在一标准流量测量台上在以下条件下测得的零件A的真实流量：

Pfb是横贯孔的压降

ρfb是在标准流量测量台上的流体密度

QB是零件B的流量(如果用如QA相同的流体和压降测量的话)

ΔP_PMS是本发明的接纳缸的压差

ρ_PMS是所述装置内的流体的密度

Q是通过所述装置内零件的流量。

该公式基于通过-孔的理论流量，但由于进口的几何形状、表面粗糙度等的效应，实际流量通常低于理论流量。由此，上述方程中所述关系的形式保持不变，但必须引入系数来适应理论和实际值之间的差异。系数C1、C2、C3和C4可用实验方法确定。不管是测量各孔的上游压力还是各孔的下游压力，该方程都是适用的。

至此所讨论的是一建立在上游的恒定流量，以及在工件和标准零件处的下游压力的比较。然而，应该认识到，尽管保持一均匀的下游压力，但上游压力的比较也可用作为一指示器。

参照图6，为方便起见，由于与通过各个孔的流体的有控制的流动相关的硬件是相同的，所以这些相同的零件将用一共同的标号表示，但用一不同的字母后缀加以区别。那些与标准零件110相关的零件将具有一“a”后缀，而那些与流过工件120的流体相关的零件将具有一“b”后缀。如下文中将描述的，另外的工件也将使用不同的字母后缀。

现将注意力引向图6，标准零件110可移去地安装在一接纳缸450a内。接纳缸450a内上游腔室452a内的流体442通过孔115进入下游腔室454a内。可允许流体排出到大气，或如图6所示，通过撤回活塞455而对抗，由此，在标准零件110的下游产生背压。通过孔115的流动由活塞458a的前进速度确定。具体来说，流体442可以仅由活塞458a的前进速度所确定的速度通过孔115。活塞455的撤回速度将设计成适应于流体442的流动，并不意图在下游腔室454a内造成气穴。

以同样的方式，工件120可移去地固定在接纳缸450b内。接纳缸450b内上游腔室452b内的流体442通过孔125进入下游腔室454b内。可允许流体排出到大气，或如图6所示，通过撤回活塞455而对抗，由此，在工件120的下游产生背压。标准零件110处的下游压力应与工件120处的下游压力相同。通过孔125的流动由活塞45 8b的前进速度确定。具体来说，流体442可以仅由活塞458b的前进速度所确定的速度通过孔125。再者，活塞455a的撤回速度将设计成适应于流体442的流动，并不意图在下游腔室454b内造成气穴。

由于流体442通过标准零件孔115和工件孔125的流量是相同的，且由于各个前进活塞458a、458b确定通过各个孔115、125的流量，所以重要的是，各个前进活塞458a、458b的前进应是做到通过各孔的该流体的流动是相同的。

由于接纳缸450a和接纳缸450b的尺寸相同，所以，各个前进活塞458a、458b的前进速度必须相同。例如，使用以上对于控制撤回活塞155a、155b所讨论的机构，用机械方法使各个前进活塞458a、458b与另一个偶联，该目标是可能实现的。

一测量装置480比较标准零件孔115入口处的上游压力和工件孔125入口处的上游压力，以便确定各个这些孔的上游压差。如果压力位于预定限值内，则工件孔125被认为在标准零件孔115的允差内。

使用现有的大规模生产设备，工件孔125起初形成为尽可能接近于标准零件孔115。

尽管在图6中未予示出，但通过一中心的操作器(未示出)，与工件孔125相连的前进活塞458b完全可能独立地移动，所述操作器能一体地移动前进活塞458b和与标准零件孔115相连的前进活塞458a。如上文中讨论的，在本发明的一替代的实施例中，流体可包含实际地抛光各个孔表面的研磨颗粒，在此情形中，中心操作器能够一体地移动一个或多个选择的前进活塞和与标准零件相连的前进活塞458a，而将其它的前进活塞保持在静止位置以便有选择地抛光某些孔。

为了确定各个孔上游的接纳缸内的压差，测量装置480可以是一压力计，由此，压力计内揭示的值可进行比较，以确定其压差。另一方面，测量装置480可由一压力比较器组成，其流体地连接到接纳缸450a的上游腔室452a和接纳缸450b的上游腔室452b。

利用可流动的研磨介质，可监视上游腔室452a、452b内的压差，视压差是否在预定限值之间，以便终止流过工件孔125的研磨介质的流动。然而，如果确定通过工件孔125的压降大于通过标准零件孔115的压降，这样，就有要求除去工件孔125内的多余材料，则研磨介质流可继续通过工件孔125，并监视压降，直到标准零件孔115和工件孔125之间的上游压力落入预定限值之间的时刻为止。

尽管已经详细地描述了本发明的特定的实施例，但本技术领域内的技术人员将会认识到，根据本发明揭示的全部技术，对于以上的细节还可作出各种修改和替代。本文中所描述的目前优选的实施例仅是为了作说明，而不是限制本发明的范围，本发明将由附后的权利要求书和其任何的和所有的等价物给出全部的范围。

Claims (27)

1.一种比较通过一工件内的一个或多个孔的流量与通过一标准零件内的一个或多个孔的流量的方法，其中，工件内的一个或多个孔形成为类似于标准零件内的一个或多个孔，并且其中，通过工件内的一个或多个孔的流量与通过标准零件内的匹配的一个或多个孔的流量进行比较，以确定通过工件内的一个或多个孔的流量相对于通过标准零件内的一个或多个孔的流量是否在允差之内，所述方法包括以下步骤：

(a)在压力下强制来自容器的标定流体通过标准零件内的一个或多个孔；

(b)在同样的压力下强制来自同一容器的标定流体通过工件内的一个或多个孔；

(c)控制流体的流动，以提供通过工件内的一个或多个孔和通过标准零件内的一个或多个孔的流量相等；以及

(d)比较工件和标准零件下游的流体压力，以确定压差是否在预定的限值之内，该限值指明通过工件内的一个或多个孔的流量是否在允差之内。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，流体是非研磨的。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，工件内的一个或多个孔形成一个或多个工件孔出口，而标准零件内的一个或多个孔形成一个或多个标准零件孔出口，其中，在一个或多个工件孔出口处和一个或多个标准零件孔出口处测量压差。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，流体是一可流动的研磨介质，其中标准零件的材料不受可流动的研磨介质的损伤和影响，且其中，强制标定流体通过工件内的一个或多个孔的步骤抛光工件内的一个或多个孔。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在比较介质压力的步骤之后，还包括这样的步骤：当工件下游的压力和标准零件下游的压力之间的压差等于或小于预定值时，终止研磨介质通过工件内的一个或多个孔的流动。

6.一种比较通过形成为类似于标准零件内的一个或多个孔的多个工件中的每个工件内的一个或多个孔的流量与通过标准零件内的一个或多个孔的流量的方法，以确定通过多个工件中的每个工件内的一个或多个孔的流量相对于通过匹配的标准零件内的一个或多个孔的流量是否在允差之内，该方法包括以下步骤：

(a)在压力下强制来自容器的标定流体通过标准零件内的一个或多个孔；

(b)在同样的压力下强制来自同一容器的标定流体通过多个工件中的每个工件内的一个或多个孔；

(c)控制流体的流动，以提供通过多个工件中的每个工件内的一个或多个孔和通过标准零件内的一个或多个孔的流量相等；以及

(d)比较多个工件中的每个工件和标准零件下游的流体压力，以确定压差是否在预定的限值之内，该限值指明通过多个工件中的每个工件内的一个或多个孔的流量是否在允差之内。

7.一种比较通过一工件内的一个或多个孔的流量与通过标准零件内的一个或多个孔的流量的方法，其中，工件内的一个或多个孔形成为类似于标准零件内的一个或多个孔，并且其中，将通过工件内的一个或多个孔的流量与通过标准零件内的一个或多个孔的流量进行比较，以确定通过工件内的一个或多个孔的流量相对于通过标准零件内的一个或多个孔的流量是否在允差之内，并使用可流动的研磨介质来加工工件内的一个或多个孔，该方法包括以下步骤：

(a)在压力下从容器中挤出可流动的研磨介质通过标准零件内的一个或多个孔，其中，标准零件材料不受可流动的研磨介质的损伤和影响；

(b)在同样的压力下从容器中挤出可流动的研磨介质通过工件内的一个或多个孔，其中，在挤出之前，工件内的一个或多个孔比标准零件内的一个或多个孔更加限制流动；

(c)控制介质的流动，以提供通过工件内的一个或多个孔和通过标准零件内的一个或多个孔的流量相等；

(d)比较工件和标准零件下游的介质压力；以及

(e)当离开工件内的一个或多个孔的介质和离开标准零件内的一个或多个孔的介质的压差在预定的限值之间时，停止通过工件内的一个或多个孔的挤出。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，当压差是40psig或不到时，发生停止挤出的步骤。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，工件内的一个或多个孔形成一个或多个工件孔出口，标准零件内的一个或多个孔形成一个或多个标准零件孔出口，其中，通过测量一个或多个标准零件孔出口处和一个或多个工件孔出口处的下游压力之间的压差，实施比较工件和标准零件下游的介质压力的步骤。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过测量一个或多个标准零件孔出口处和一个或多个工件孔出口处的压力，并比较这些值，实施比较工件和标准零件下游的介质压力的步骤。

11.一种比较通过多个工件中的每个工件内的一个或多个孔的流量与通过标准零件内的一个或多个孔的流量的方法，其中，多个工件中的每个工件内的一个或多个孔形成为类似于标准零件内的一个或多个孔，并且其中，通过多个工件中的每个工件内的一个或多个孔的流量与通过标准零件内的一个或多个孔的流量进行比较，以确定通过多个工件中的每个工件内的一个或多个孔的流量相对于通过标准零件内的一个或多个孔的流量是否在允差之内，此后，使用可流动的研磨介质来加工工件内的一个或多个孔，该方法包括以下步骤：

(a)在压力下从容器中挤出可流动的研磨介质通过标准零件内的一个或多个孔，其中，标准零件材料不受可流动的研磨介质的损伤和影响；

(b)在同样的压力下从容器中挤出可流动的研磨介质通过多个工件中的每个工件内的一个或多个孔，其中，在挤出之前，多个工件中的每个工件内的一个或多个孔比标准零件内的一个或多个孔更加限制流动；

(c)控制介质的流动，以提供通过多个工件中的每个工件内的一个或多个孔和通过标准零件内的一个或多个孔的流量相等；

(d)比较多个工件中的每个工件下游的介质压力和标准零件下游的介质压力；以及

(e)当多个工件中的任何一个工件下游的压力和标准零件下游的压力之间的压差在预定的限值内时，停止通过多个工件中的任何一个工件的挤出。

12.一种比较通过一工件内的一个或多个孔的流量和通过标准零件内的一个或多个孔的流量的装置，其中，工件内的一个或多个孔形成为类似于标准零件内的一个或多个孔，其中，比较流量以确定通过工件内的一个或多个孔的流量相对于通过标准零件内的一个或多个孔的流量是否在允差内，其中，该装置包括：

(a)一容器，用来在同样的压力下将标定流体供应到标准零件内的一个或多个孔和工件内的一个或多个孔；

(b)一流动控制器，与工件和标准零件相连，以使来自容器的流体通过工件内的一个或多个孔与标准零件内的一个或多个孔的流量相等；

(c)一测量装置，用来比较标准零件的下游压力和工件的下游压力，其中，当工件下游的压力与标准零件下游的压力之间的压差在预定限值之内时，通过工件内的一个或多个孔的流量被认为在允差之内。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，与工件和标准零件相连的流动控制器包括：一位于工件下游的第二接受缸；一位于标准零件下游的第一接受缸；以及在所述第一和第二接受缸内可撤回的第一和第二活塞，用来限制和由此控制通过工件内的一个或多个孔和标准零件内的一个或多个孔的流体的流动。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述可撤回的第一和第二活塞中的一个联接到所述可撤回的第一和第二活塞中的另一个，以使通过工件内的一个或多个孔的流量和通过标准零件内的一个或多个孔的流量相等。

15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述可撤回的第一和第二活塞通过一中心操作器独立地可移动，该中心操作器能移动与标准零件内的一个或多个孔相连的所述可撤回的第一活塞。

16.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所有的可撤回的活塞通过一中心操作器独立地可移动。

17.如权利要求12所述的装置，其特征在于，测量装置是一位于工件和标准零件下游的压力计。

18.如权利要求12所述的装置，其特征在于，测量装置是一位于工件和标准零件下游的压力比较计。

19.如权利要求12所述的装置，其特征在于，流体是一可流动的非研磨的介质。

20.如权利要求12所述的装置，其特征在于，流体是一可流动的研磨的介质，其中，标准零件的材料不受可流动的研磨介质的损伤和影响。

21.一种确定通过一工件的流量的方法，该工件具有形成为类似于标准零件内的一个或多个孔的一个或多个孔，该方法包括以下步骤：

(a)在压力下强制来自容器的标定流体通过标准零件内的一个或多个孔；

(b)在同样的压力下强制来自同一容器的标定流体通过工件内的一个或多个孔；

(c)控制流体的流动，以提供通过工件和标准零件的流量相等；

(d)比较标准零件和工件下游的流体压力，以确定一压差；以及

(e)使用关于标准零件的预定流量数据来计算通过工件的流量、工件和标准零件之间下游压力的差，以及标准零件内的一个或多个孔和工件内的一个或多个孔之间的数学关系。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，工件内的一个或多个孔形成一个或多个工件孔出口，而标准零件内的一个或多个孔形成一个或多个标准零件孔出口，并且其中，在一个或多个标准零件孔出口处和一个或多个工件孔出口处测量压差。

23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，关于标准零件的预定流量数据，通过使用一流量测量台来试验标准零件而予以提供。

24.一种比较通过一工件内的一个或多个孔的流量与通过一标准零件内的一个或多个孔的流量的方法，其中，工件内的一个或多个孔形成为类似于标准零件内的一个或多个孔，并且其中，将通过工件内的一个或多个孔的流量与通过标准零件内的匹配的一个或多个孔的流量进行比较，以确定通过工件内的一个或多个孔的流量相对于通过标准零件内的一个或多个孔的流量是否在允差之内，该方法包括以下步骤：

(a)在压力下强制标定流体通过标准零件内的一个或多个孔；

(b)在同样的压力下强制标定流体通过工件内的一个或多个孔；

(c)控制流体的流动，以提供通过工件内的一个或多个孔和通过标准零件内的一个或多个孔的流量相等；

(d)保持标准零件和工件均匀的下游压力；以及

(e)比较工件和标准零件的上游流体压力，以确定压差是否在预定的限值内，该限值指示通过工件内的一个或多个孔的流量是否在允差内。

25.一种比较通过形成为类似于标准零件内的一个或多个孔的多个工件中的每个工件内的一个或多个孔的流量与通过标准零件内的一个或多个孔的流量的方法，以便确定通过多个工件中的每个工件内的一个或多个孔的流量相对于通过标准零件内的匹配的一个或多个孔的流量是否在允差之内，该方法包括以下步骤：

(a)在压力下强制标定流体通过标准零件内的一个或多个孔；

(b)在同样的压力下强制标定流体通过多个工件中的每个工件内的一个或多个孔；

(c)控制流体的流动，以提供通过多个工件中的每个工件内的一个或多个孔和通过标准零件内的一个或多个孔的流量相等；

(d)保持标准零件和多个工件中的每个工件下游的均匀压力；以及

(e)比较多个工件中的每个工件和标准零件上游的流体压力，以确定压差是否在预定的限值内，该限值指示通过多个工件中的每个工件内的一个或多个孔的流量是否在允差内。

26.一种比较通过一工件内的一个或多个孔的流量与通过一标准零件内的一个或多个孔的流量的方法，其中，工件内的一个或多个孔形成为类似于标准零件内的一个或多个孔，其中，将通过工件内的一个或多个孔的流量与通过标准零件内的一个或多个孔的流量进行比较，以确定通过工件内的一个或多个孔的流量相对于通过标准零件内的一个或多个孔的流量是否在允差之内，并使用可流动的研磨介质来加工工件内的一个或多个孔，该方法包括以下步骤：

(a)在压力下挤出可流动的研磨介质通过标准零件内的一个或多个孔，其中，标准零件材料不受可流动的研磨介质的损伤和影响；

(b)在同样的压力下挤出可流动的研磨介质通过工件内的一个或多个孔，其中，在挤出之前，工件内的一个或多个孔比标准零件内的一个或多个孔更加限制流动；

(c)控制介质的流动，以提供通过工件内的一个或多个孔和通过标准零件内的一个或多个孔的流量相等；

(d)保持标准零件和工件下游的均匀压力；

(e)比较工件和标准零件上游的介质压力；以及

(f)当退出工件内的一个或多个孔的介质和退出标准零件内的一个或多个孔的介质的压差在预定的限值之间时，停止通过工件内的一个或多个孔的挤出。

27.一种比较通过一工件内的一个或多个孔的流量和通过一标准零件内的一个或多个孔的流量的装置，其中，工件内的一个或多个孔形成为类似于标准零件内的一个或多个孔，其中，比较流量以确定通过工件内的一个或多个孔的流量相对于通过标准零件内的一个或多个孔的流量是否在允差内，其中，该装置由以下组成：

(a)一接纳缸，用来在同样的压力下将标定流体供应到标准零件内的一个或多个孔和工件内的一个或多个孔；

(b)一流动控制器，与工件和标准零件相关联，以使来自接纳缸的流体通过工件内的一个或多个孔和标准零件内的一个或多个孔的流量相等；

(c)一控制标准零件和工件下游的压力的装置，以使两个压力均匀；

(d)一测量装置，用来比较标准零件内的一个或多个孔的上游压力和工件孔内的一个或多个孔的上游压力，其中，当工件上游的压力和标准零件上游的压力之间的压差在预定限值之内时，通过工件内的一个或多个孔的流量被认为在允差之内。

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