一種噴油孔雷射高效精密自動加工裝置製造方法
2023-10-19 23:51:02
一種噴油孔雷射高效精密自動加工裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種噴油孔雷射高效精密自動加工裝置，包括旋轉定位裝置和直線移動定位裝置，旋轉定位裝置包括壓板、載物臺、軸承、第一步進電機和第一聯軸器，壓板呈圓筒狀，壓板由磁性材料製造而成，壓板套接在載物臺上端面，載物臺下端通過第一聯軸器與第一步進電機的主軸連接固定；直線移動裝置包括直線移動臺、絲槓、螺母、導軌、支撐座，第二聯軸器和第二步進電機，螺母上設置有兩個圓柱孔和一個絲槓孔，每個圓柱孔內穿設一條導軌，絲槓穿設在絲槓孔內，第二步進電機設置在絲槓一端，第二步進電機的主軸通過第二連軸器與絲槓連接固定。上述技術方案，加工效率和自動化程度高、幾乎無切削和作用力、生產成本低。
【專利說明】一種噴油孔雷射高效精密自動加工裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車零部件微孔雷射加工【技術領域】，具體涉及一種噴油孔雷射高效精密自動加工裝置。
【背景技術】
[0002]噴油器是燃油進入燃燒室的最後一個環節，也是汽車發動機燃油噴射系統的一個關鍵執行機構，是一種加工精度要求很高的精密器件。噴油板是噴油器的關鍵零件之一，噴油孔是噴油板上的重要結構特徵，噴油孔的結構特徵、微觀幾何形貌和加工質量等參數(直徑、長度、錐度、形狀、表面粗糙度、孔口邊沿等)綜合在一起決定著發動機的燃油流動、噴射形態和霧化效果，進而決定著發動機的噪聲、排放、油耗等性能。
[0003]在歐美發達國家，由於對能源的利用率高，尾氣排放對環境汙染的控制嚴格，使得噴油孔直徑必須滿足如下要求:符合歐III排放法規的噴油孔直徑為Φ0.14?0.17mm,符合歐IV排放法規的噴油孔直徑為Φ0.10?0.15mm，符合歐V排放法規的噴油孔直徑為Φ0.09?0.12mm，符合歐VI排放法規的噴油孔直徑為Φ0.08?0.09mm,並且帶有0.01?
0.15_的K係數倒錐。由此可見，噴油孔的孔徑有逐漸減小的發展趨勢，為了保證燃油供給量，孔數有增多的趨勢，由原先只有I個孔徑較大的直孔發展為2個、4個或更多個孔徑較小的斜孔，因為在其它條件不變的情況下，噴油孔直徑越大，燃油霧化質量越差，霧化顆粒不細、不均勻，雖然噴油孔直徑大可以加快噴射進程、縮短噴油持續期，但燃油與空氣混合質量差，燃燒不充分，從而影響排放。在噴油壓力差(△?不變時，減小噴油孔直徑，可以減小燃油霧化顆粒的平均直徑，霧化效果好，與空氣混合充分，改善燃燒條件，減少廢氣(包括:碳煙、NOx、HC)排放。
[0004]隨著排放法規越來越嚴，噴油孔的孔徑逐漸減小，孔數逐漸增多，而且由早期的單個直孔發展為目前的多個斜孔，從而對微細噴油孔的加工提出了更高要求。傳統的衝孔法和鑽孔法已無能為力或存在很多困難(衝頭和鑽頭因為加工直徑太小的斜孔極易折斷)。放電加工(Electro discharge machining,簡稱EDM)也稱電火花加工,是目前噴油孔加工的主要方法。然而EDM方法通過電火花燒蝕原理去除材料，所加工孔壁由相互重疊的微蝕坑構成，因而存在表面較粗糙、重鑄層、熱影響區、微裂紋、電極磨損快等缺陷。為了提高微細噴油孔的表面質量，必須降低脈衝電火花的能量和加工進給速度，或者採用後續光整加工工序(主要是磨料流光整加工)，因此不僅降低了加工效率，而且增加了生產成本。
【發明內容】
[0005]針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的在於提供一種自動化程度高、加工效率高，生產成本低的噴油孔雷射高效精密自動加工裝置。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供了如下技術方案:一種噴油孔雷射高效精密自動加工裝置，包括旋轉定位裝置和直線移動定位裝置，所述的旋轉定位裝置包括壓板、載物臺、軸承、第一步進電機和第一聯軸器，所述壓板呈圓筒狀，壓板由磁性材料製造而成，壓板套接在載物臺上端面，所述載物臺下端通過第一聯軸器與第一步進電機的主軸連接固定；所述直線移動裝置包括直線移動臺、絲槓、螺母、導軌、支撐座，第二聯軸器和第二步進電機，所述直線移動臺上端中部設置有軸承孔，所述軸承與載物臺下端套接後嵌入式安裝在軸承孔內，所述螺母與直線移動臺下端可拆卸連接，且螺母上設置有兩個圓柱孔和一個絲槓孔，所述每個圓柱孔內穿設一條導軌，絲槓穿設在絲槓孔內，且兩條導軌和絲槓兩端均與支撐座固定連接，所述第二步進電機設置在絲槓一端，第二步進電機的主軸通過第二連軸器與絲槓連接固定。
[0007]通過採用上述技術方案，第一步進電機主軸的旋轉運動帶動載物臺旋轉定位，第二步進電機主軸驅動絲槓轉動，絲槓轉動驅動螺母沿著絲槓軸線作直線移動，從而帶動螺母和直線移動臺作直線移動，加工效率和自動化程度高、幾乎無切削和作用力、生產成本低。
[0008]本實用新型進一步設置為:所述載物臺為圓柱形階梯軸，載物臺大端外圓柱面與壓板側壁內表面配合，載物臺大端端面中間部位設置有盲孔。通過本設置，載物臺結構設置合理，工作更加可靠。
[0009]本實用新型還進一步設置為:所述壓板中部對準盲孔位置開設有一個通孔，且通孔的直徑小於載物臺的大盲孔直徑，而與噴油板零件的端面內壁直徑相等。通過本設置，通孔位置開設合理，保證能夠壓住被加工的噴油板零件。
[0010]本實用新型還進一步設置為:所述直線移動臺呈圓柱形，直線移動臺上端面設置有階梯盲孔，所述軸承孔位於階梯盲孔正上方，與階梯盲孔呈一體結構。通過本設置，直線移動臺結構設置合理，部件安裝操作方便，使得結構緊湊，工作可靠。
[0011]本實用新型還進一步設置為:所述螺母與直線移動臺下端面通過螺栓緊固連接。通過本設置，螺母與直線移動臺裝拆方便，連接可靠。
[0012]本實用新型還進一步設置為:所述的兩條導軌呈圓柱形，兩條導軌水平並排設置。通過本設置，導軌結構設置合理，安裝合理，工作可靠。
[0013]本實用新型的優點是:與現有技術相比，本實用新型結構設置合理，第一步進電機主軸的旋轉運動帶動載物臺旋轉定位，第二步進電機主軸驅動絲槓轉動，絲槓轉動驅動螺母沿著絲槓軸線作直線移動，從而帶動螺母和直線移動臺作直線移動，具有加工效率和自動化程度高、幾乎無切削和作用力、生產成本低。
[0014]下面結合說明書附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型實施例的結構示意圖；
[0016]圖2為圖1中A-A的剖視圖；
[0017]圖3為本實用新型實施例的俯視示意圖；
[0018]圖4為本實用新型實施例的立體圖；
[0019]圖5為本實用新型實施例加工時工件的裝夾示意圖；
[0020]圖6為本實用新型實施例加工工件的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]參見圖1、圖2、圖3和圖4，本實用新型公開的一種噴油孔雷射高效精密自動加工裝置，包括旋轉定位裝置和直線移動定位裝置，所述的旋轉定位裝置包括壓板1、載物臺2、軸承3、第一步進電機4和第一聯軸器5，所述壓板I呈圓筒狀，壓板I由磁性材料製造而成，壓板I套接在載物臺2上端面，所述載物臺2下端通過第一聯軸器5與第一步進電機4的主軸連接固定；所述直線移動裝置包括直線移動臺6、絲槓7、螺母8、導軌9、支撐座10，第二聯軸器11和第二步進電機12，所述直線移動臺6上端中部設置有軸承安裝孔61，所述軸承3與載物臺2下端套接後嵌入式安裝在軸承孔61內，所述螺母8與直線移動臺6下端可拆卸連接，且螺母8上設置有兩個圓柱孔81和一個絲槓孔82，所述每個圓柱孔81內穿設一條導軌9，絲槓7穿設在絲槓孔82內，且兩條導軌9和絲槓7兩端均與支撐座10固定連接，所述第二步進電機12設置在絲槓7 —端，第二步進電機12的主軸通過第二連軸器11與絲槓7連接固定。
[0022]為使本實用新型結構更加合理，作為優選的，本實施例所述載物臺2為圓柱形階梯軸，載物臺2大端外圓柱面與壓板I側壁內表面配合，載物臺2大端端面中間部位設置有盲孔21。盲孔結構形狀與噴油板零件的外表面相似，噴油板零件放置到盲孔中保證定位準確。在盲孔底部再加工一個小盲孔，其作用是既可以避免雷射加工到載物臺，又可以容納加工熔渣等雜質。階梯軸的中間部位外圓柱面用於安裝軸承，保證載物臺旋轉定位。階梯軸的小端外圓柱面上加工出鍵槽，用於安裝聯軸器的平鍵。
[0023]所述壓板I中部對準盲孔21位置開設有一個通孔101，且通孔101的直徑小於載物臺2的大盲孔直徑，通孔101的直徑與噴油板零件的端面內壁直徑相等，壓板的側壁內徑與載物臺的外徑相等。壓板由磁性材料製作，具有磁性，與載物臺之間產生相互吸引的磁力，利用該磁力將噴油板零件壓緊固定。
[0024]所述直線移動臺6呈圓柱形，直線移動臺6上端面設置有階梯盲孔62，所述軸承孔61位於階梯盲孔62正上方，即軸承孔61與階梯盲孔62為一體結構，互相連通。直線移動臺6上端面與下端面的夾角等於噴油板上噴油孔中心線與噴油板端面法線的夾角。上端面中間部位加工出一個階梯盲孔用於安裝軸承、步進電機和聯軸器，外圓柱面中間部位加工出兩個槽，其作用是方便軸承、步進電機和聯軸器的安裝。
[0025]所述螺母8與直線移動臺6下端面通過螺栓緊固連接。所述軸承3由內圈、外圈和球構成，安裝在載物臺2的中間部位以便載物臺2旋轉定位。所述的兩條導軌9呈圓柱形，兩條導軌9水平並排設置。
[0026]實際應用時,第一步進電機可以帶動載物臺旋轉定位,第一步進電機主軸外表面上加工出鍵槽，用於安裝聯軸器的平鍵。所述的第一聯軸器由軸套和平鍵構成，軸套內壁加工出鍵槽，軸套與第一步進電機軸和載物臺階梯軸小端配合連接，平鍵安裝在軸套鍵槽、步進電機軸鍵槽和載物臺階梯軸鍵槽中，第一步進電機的旋轉運動通過第一聯軸器的平鍵傳遞到載物臺，帶動載物臺旋轉定位。第二步進電機和第二聯軸器與第一步進電機和第一聯軸器相同。
[0027]利用上述裝置，本實用新型所述的噴油孔雷射高效精密自動加工方法如下:
[0028]1、調整雷射束13，使得聚焦雷射光斑中心位置與噴油板14零件上的第一個孔15中心對準，如圖5和圖6所示，雷射束13開始加工第一個孔15，第一個孔15加工完成後，雷射束13暫停加工。
[0029]2、第二步進電機12正轉，帶動噴油板14零件沿著X軸負方向作直線移動，使得第二個孔16的中心位置與聚焦雷射光斑中心位置對準，雷射束13開始加工第二個孔16，第二個孔16加工完成後，雷射束13暫停加工。
[0030]3、第一步進電機4旋轉，帶動噴油板14零件繞其對稱中心線旋轉180度，使得第三個孔17的中心位置與聚焦雷射光斑中心位置對準，雷射束13開始加工第三個孔17，第三個孔17加工完成後，雷射束13暫停加工。
[0031]4、第二步進電機12反轉,帶動噴油板14零件沿著X軸正方向作直線移動,使得第四個孔18的中心位置與聚焦雷射光斑中心位置對準，雷射束13開始加工第四個孔18，第四個孔18加工完成後，雷射束13暫停加工。
[0032]5、卸下壓板1，取出四個孔已加工完成的噴油板零件，更換新的噴油板零件毛坯，重複上述過程實現後續噴油板零件上四個噴油孔的加工。
[0033]上述實施例對本實用新型的具體描述，只用於對本實用新型進行進一步說明，不能理解為對本實用新型保護範圍的限定，本領域的技術工程師根據上述實用新型的內容對本實用新型作出一些非本質的改進和調整均落入本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種噴油孔雷射高效精密自動加工裝置，其特徵在於:包括旋轉定位裝置和直線移動定位裝置，所述的旋轉定位裝置包括壓板、載物臺、軸承、第一步進電機和第一聯軸器，所述壓板呈圓筒狀，壓板由磁性材料製造而成，壓板套接在載物臺上端面，所述載物臺下端通過第一聯軸器與第一步進電機的主軸連接固定；所述直線移動裝置包括直線移動臺、絲槓、螺母、導軌、支撐座，第二聯軸器和第二步進電機，所述直線移動臺上端中部設置有軸承孔，所述軸承與載物臺下端套接後嵌入式安裝在軸承孔內，所述螺母與直線移動臺下端可拆卸連接，且螺母上設置有兩個圓柱孔和一個絲槓孔，所述每個圓柱孔內穿設一條導軌，絲槓穿設在絲槓孔內，且兩條導軌和絲槓兩端均與支撐座固定連接，所述第二步進電機設置在絲槓一端，第二步進電機的主軸通過第二連軸器與絲槓連接固定。
2.根據權利要求1所述的一種噴油孔雷射高效精密自動加工裝置，其特徵在於:所述載物臺為圓柱形階梯軸，載物臺大端外圓柱面與壓板側壁內表面配合，載物臺大端端面中間部位設置有盲孔。
3.根據權利要求2所述的一種噴油孔雷射高效精密自動加工裝置，其特徵在於:所述直線移動臺呈圓柱形，直線移動臺上端面設置有階梯盲孔，所述軸承孔位於階梯盲孔正上方，與階梯盲孔呈一體結構。
4.根據權利要求3所述的一種噴油孔雷射高效精密自動加工裝置，其特徵在於:所述螺母與直線移動臺下端面通過螺栓緊固連接。
5.根據權利要求4所述的一種噴油孔雷射高效精密自動加工裝置，其特徵在於:所述的兩條導軌呈圓柱形，兩條導軌水平並排設置。
【文檔編號】B23K26/382GK204018968SQ201420268745
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月23日 優先權日:2014年5月23日
【發明者】孫樹峰, 王萍萍, 章欽棟, 殷安臣 申請人:孫樹峰