本發(fā)明屬于深油孔加工工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大長徑比交叉深油孔的毛刺去除裝置及方法。

背景技術(shù)：

柴油機噴油器體主要用于裝配調(diào)壓彈簧、挺桿、中間閥、針閥偶件及噴油器螺帽等外形支承件而形成噴油器。噴油器主要功用是根據(jù)柴油機混合氣形成的特點，將噴油泵供給的高壓燃油通過噴油器體油孔進(jìn)入針閥偶件霧化成細(xì)微的油滴，按一定要求噴入燃燒室。因此，噴油器是影響柴油機性能指標(biāo)和可靠性的關(guān)鍵部件之一。某型號柴油機噴油器體油孔結(jié)構(gòu)設(shè)計與精度見圖1。

根據(jù)設(shè)計圖分析，5個φ2mm油孔屬于典型的大長徑比深孔，表面粗糙度為ra0.4um。要想將油孔內(nèi)部毛刺清理干凈，φ2mm進(jìn)油孔交叉處必須是光滑過渡。

原工藝方案采用cmc超聲波磨料流設(shè)備，依靠人為夾持單個工件上下往復(fù)運動完成油孔的研磨，研磨后采用工具顯微鏡檢測內(nèi)孔毛刺情況。

原加工方案的主要技術(shù)缺陷是：

(1)手工操作勞動強度較大，研磨桿容易折斷。

(2)一次加工一件產(chǎn)品時間為10min，生產(chǎn)效率低，無法滿足批量生產(chǎn)要求。

(3)研磨桿無法貫穿深孔交叉處，不能完全實現(xiàn)深孔交叉處光滑過渡，不合格率達(dá)40％。

(4)采用工具顯微鏡檢測，無法判別交叉孔處是否光滑。

(5)深孔清潔度差，在工作過程中經(jīng)高壓油沖擊，存在的毛刺脫落，嚴(yán)重影響了柴油機的性能及可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：(1)在研制磨料流體拋光研磨裝置的基礎(chǔ)上，發(fā)明一種能夠一次裝夾多個工件的專用夾具，以提高生產(chǎn)效率；(2)發(fā)明一種能夠徹底去除毛刺的工藝方法，實現(xiàn)大長徑比交叉深油孔的毛刺清理，滿足加工質(zhì)量和批量生產(chǎn)要求。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種大長徑比交叉深油孔的毛刺去除裝置，其包括：夾具和磨料缸，磨料缸包括相對的上磨料缸和下磨料缸，上、下磨料缸之間夾持夾具，夾具上安裝待去除毛刺的噴油器體，在擠壓力的作用下，磨料從下磨料缸內(nèi)擠到上磨料缸內(nèi)，然后才從上磨料缸內(nèi)擠到下磨料缸內(nèi)，往返數(shù)次，通過磨料對噴油器體的油孔進(jìn)行拋光，去除毛刺。

其中，所述夾具包括法蘭和套筒，套筒為圓筒狀，其上端部安裝法蘭，法蘭上設(shè)置多個噴油器體安裝孔，噴油器體通過具有內(nèi)螺紋的定位套安裝在噴油器體安裝孔內(nèi)；裝配法蘭和噴油器體后的套筒兩端分別用于和磨料缸對接，通過磨料缸向噴油器體的油孔內(nèi)擠壓磨料。

其中，對應(yīng)多個所述噴油器體安裝孔，定位套為以零件外螺紋m20和m24定位的系列定位套。

其中，所述夾具由45#碳素結(jié)構(gòu)鋼制作。

其中，所述法蘭外直徑大于磨料缸內(nèi)直徑35mm-45mm，法蘭厚度大于25mm。

其中，所述法蘭上設(shè)置了8個噴油器體安裝孔，同時安裝8個噴油器體。

本發(fā)明還提供了一種基于上述大長徑比交叉深油孔的毛刺去除裝置的方法，其包括以下過程：

首先，裝夾零件，將噴油器體依次以外螺紋定位固定在夾具法蘭的定位套上；

然后，閉合上、下磨料缸，按預(yù)設(shè)壓力將磨料從噴油器體的油孔下端壓入，貫穿整個油孔后將磨料擠壓到油孔上端，再從油孔上端將磨料壓入至油孔下端；按照預(yù)設(shè)次數(shù)在油孔內(nèi)往返擠壓磨料，完成拋光行程工作；

接下來，松開上、下磨料缸，拆卸噴油器體，清洗并檢驗。

其中，所述磨料種類為sic碳化硅彈性流體磨料，磨料顆粒為124#～132#。

其中，上、下所述磨料缸通過氣源提供壓力，氣源壓強為0.6～1.2mpa，磨料缸加工壓力為600～800psi，單個磨料缸裝載磨料容量為8kg；油孔拋光行程為往返3次擠壓磨料，磨料由油孔下端壓至油孔上端，再由油孔上端壓至油孔下端的往返一次擠壓時間為5～10min。

其中，檢驗所述噴油器體的方式為：先用工具顯微鏡檢測內(nèi)孔毛刺情況，然后再用1/16英寸的鋼球檢查油孔，鋼球能夠順利通過說明交叉孔處達(dá)到了光滑過渡。

(三)有益效果

上述技術(shù)方案所提供的大長徑比交叉深油孔的毛刺去除裝置及方法，裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，制造成本低，特別是多品種、系列化的噴油器體專用夾具實用性強，且一次能夠裝夾多個工件，大幅提升了生產(chǎn)效率，滿足了批量生產(chǎn)要求。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中某型號柴油機噴油器體油孔結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例設(shè)計方案的流程圖。

圖3為本發(fā)明實施例夾具法蘭示意圖，a圖為主視圖，b圖為側(cè)視圖。

圖4為本發(fā)明實施例夾具套筒示意圖，a圖為主視圖，b圖為側(cè)視圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

(1)本發(fā)明總體設(shè)計方案

充分挖掘和利用現(xiàn)有資源，借鑒國內(nèi)外燃油噴射系統(tǒng)的先進(jìn)制造技術(shù)，以消化吸收未來柴油機燃油噴射系統(tǒng)制造技術(shù)為起點，以提升柴油機清潔度為核心，設(shè)計噴油器體深孔磨料流體拋光總體技術(shù)方案，總體發(fā)明方案流程見圖2。主要根據(jù)噴油器體油孔結(jié)構(gòu)及精度要求，研制適宜性的油孔磨料流體拋光裝置，采用一種彈性流體研磨磨料，在擠壓作用下，選擇合理的工藝參數(shù)，使磨料進(jìn)入零件的油孔內(nèi)進(jìn)行往復(fù)沖擊，以達(dá)到拋光的效果；研究磨料流介質(zhì)的選擇與應(yīng)用，分析磨料流拋光過程的行程、壓力、時間、速度等工藝參數(shù)，在工藝試驗驗證的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化、改進(jìn)工藝方案與工藝參數(shù)，形成一種噴油器體大長徑比交叉深油孔的毛刺去除方法，滿足柴油機的清潔度需求。

(2)磨料流體拋光裝置設(shè)計

將零件固定在規(guī)定的夾具位置上，兩個相對的磨料缸通過液壓力將工件閉合，在擠壓力的作用下，將磨料從一個缸內(nèi)擠到另一個缸內(nèi)，零件被約束的部位即可產(chǎn)生研磨作用。通過驗證優(yōu)化，合理調(diào)整行程位置和研磨次數(shù)，以完成噴油器體油孔的研磨，達(dá)到提高零件清潔度的目的。

(3)專用工裝設(shè)計

目的是用來裝夾噴油器體并固定在裝置規(guī)定的位置上，通過導(dǎo)引磨料在指定的通道上流動，實現(xiàn)對噴油器體深油孔的毛刺清理。根據(jù)設(shè)備上下磨料缸結(jié)構(gòu)與研磨工作要求，發(fā)明了通用性的柴油機噴油器體油孔去毛刺裝夾夾具。

夾具的作用主要是用來將噴油器體固定在規(guī)定的位置上，并導(dǎo)引磨料在指定的通道上流動，從而實現(xiàn)對噴油器體油孔及交叉處完成毛刺清理和提高光潔孔表面的目的。

參照圖3和圖4所示，該夾具包括法蘭和套筒，套筒為圓筒狀，其上端部安裝法蘭，法蘭上設(shè)置多個噴油器體安裝孔；對應(yīng)多個噴油器體安裝孔，設(shè)有以零件外螺紋m20和m24定位的系列定位套；定位套對待處理的噴油器體進(jìn)行裝配定位，裝配法蘭和噴油器體后的套筒兩端分別用于和磨料缸對接，通過磨料缸向噴油器體的油孔內(nèi)擠壓磨料實現(xiàn)對油孔內(nèi)毛刺的去除。

本實施例中，夾具由45#碳素結(jié)構(gòu)鋼制作。

法蘭外直徑大于磨料缸內(nèi)直徑35mm-45mm，優(yōu)選40mm，法蘭厚度大于25mm。法蘭上設(shè)置了8個噴油器體安裝孔，可以同時安裝8個噴油器體。

套筒設(shè)計以滿足法蘭和噴油器體裝夾、以及磨料缸的磨料密封為原則，定位套能夠滿足多型號、多品種柴油機噴油器體的大長徑比交叉油孔毛刺去除，提高工裝的適應(yīng)性。

(4)磨料選擇

在進(jìn)行油孔內(nèi)毛刺去除時，通過磨料缸產(chǎn)生的擠壓力將磨料傳遞給噴油器體的油孔內(nèi)，并進(jìn)行研磨拋光。

磨料主要指標(biāo)是磨料的粘度、種類及粒度。在擠壓力作用下，高粘度磨料被剪切變形，保證了噴油器體油孔毛刺去除后的尺寸一致性。

本實施例中，根據(jù)噴油器體零件的硬度，選擇磨料種類為sic碳化硅彈性流體磨料。根據(jù)噴油器體深油孔表面粗糙度要求，選擇磨料顆粒為124#～132#。

(5)工藝步驟

基于上述夾具結(jié)構(gòu)，本實施例所提供的毛刺去除方法包括以下步驟：

裝夾零件：將8件噴油器體依次以外螺紋定位固定在夾具法蘭的定位套上，并擰緊——閉合上、下磨料缸——按預(yù)設(shè)壓力將磨料從噴油器體的油孔下端壓入，貫穿整個油孔后將磨料擠壓到油孔上端——再從油孔上端將磨料壓入至油孔下端——按照預(yù)設(shè)次數(shù)在油孔內(nèi)往返擠壓磨料，完成拋光行程工作——松開上、下磨料缸——拆卸零件——清洗——檢驗。

(6)工藝參數(shù)

上述工藝步驟中，磨料缸通過氣源提供壓力，氣源壓強為0.6～1.2mpa，磨料缸加工壓力為600～800psi，單個磨料缸裝載磨料容量為8kg；油孔拋光行程為往返3次擠壓磨料，磨料由油孔下端壓至油孔上端，再由油孔上端壓至油孔下端的往返一次擠壓時間為5～10min。

(7)深孔交叉處毛刺檢測方案

先用工具顯微鏡檢測內(nèi)孔毛刺情況，然后再用1/16英寸的鋼球檢查油孔，鋼球能夠順利通過說明交叉孔處達(dá)到了光滑過渡的目的。

上述技術(shù)方案，具有以下顯著特點：

(1)基于磨料流體拋光用夾具和方法，滿足了多品種型號柴油機噴油器體大長徑比交叉深油孔的毛刺去除要求。如果根據(jù)不同零件發(fā)明不同的夾具，還能夠?qū)崿F(xiàn)對其它金屬和非金屬零件的鑄造表面、淬硬表面的研磨、拋光、倒角及去毛刺。其工藝技術(shù)具有其它加工方法無法相比的優(yōu)點，適應(yīng)性和先進(jìn)性較強。

(2)系列定位套和一次裝夾多件的專用夾具，能夠滿足多品種、系列化的柴油機噴油器體裝夾，適應(yīng)性強，生產(chǎn)效率高，達(dá)到了高效的目的。

(3)在工藝試驗驗證基礎(chǔ)上，發(fā)明的磨料選擇、工藝流程、工藝參數(shù)及檢測方法等，能夠滿足多品種型號柴油機噴油器體大長徑比交叉深油孔的毛刺去除，適應(yīng)性較強，且達(dá)到了高效、高質(zhì)的目的。

上述技術(shù)方案，通過現(xiàn)場工藝試驗，驗證效果如下：

(1)研制的磨料流體拋光裝置，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，制造成本低。特別是多品種、系列化的噴油器體專用夾具實用性強，且一次能夠裝夾8個工件，大幅提升了生產(chǎn)效率，滿足了批生產(chǎn)要求。

(2)通過基于磨料流體拋光裝置工藝方法的發(fā)明，噴油器體大長徑比深孔的毛刺去除完全達(dá)到了產(chǎn)品設(shè)計要求，在原來的基礎(chǔ)上油孔表面粗糙度提高了3個等級多，特別是深孔交叉處不僅達(dá)到了光滑過渡，而且表面質(zhì)量得到了顯著提高。該技術(shù)已在所有型號柴油機的噴油器體批量生產(chǎn)中得到了應(yīng)用，生產(chǎn)效率提高了50％以上，產(chǎn)品合格率達(dá)到了100％，按原來工藝方案加工的合格率計算，年創(chuàng)造效益80余萬元，特別是柴油機燃油噴射系統(tǒng)可靠性得到了顯著提高。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。