徐公志 胡 苗 郎咸強 張玉進 翟淑珍 蘇延龍

?

數(shù)控全自動針閥體大端面超精磨床簡介

徐公志1胡 苗2郎咸強1張玉進1翟淑珍1蘇延龍1

(1. 山東奧太電氣有限公司 濟南 250101；2. 山東省淄博市淄川區(qū)經(jīng)濟和信息化局 山東淄博255100)

針對油泵油嘴行業(yè)中針閥體零件的超精加工，介紹了一種磨削針閥體大端面的專用磨床。分析了針閥體大端面的精度要求，詳細介紹了數(shù)控全自動針閥體大端面超精度磨床為實現(xiàn)以磨代研功能，改變了油泵油嘴高精尖行業(yè)超精加工的傳統(tǒng)工藝，降低了生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了生產(chǎn)自動化。

數(shù)控磨床 針閥體 超精磨床

目前，國內(nèi)油泵油嘴行業(yè)三副偶件的平面超精加工依然沿續(xù)傳統(tǒng)的研磨工藝，而以磨代研的先進工藝在國內(nèi)油泵油嘴行業(yè)典型零件端面加工中尚未普及推廣。

隨著國際競爭的日趨激烈，國內(nèi)汽車、摩托車行業(yè)對尾氣排放、噪音等環(huán)保要求越來越高，相應(yīng)油泵油嘴行業(yè)關(guān)鍵零件的加工精度要求也越來越高。這對國內(nèi)油泵油嘴行業(yè)相關(guān)企業(yè)的壓力很大。為提高零件加工的精度，改變傳統(tǒng)落后的加工工藝勢在必行。數(shù)控全自動針閥體大端面超精磨床的出現(xiàn)，滿足了國內(nèi)油泵油嘴行業(yè)針閥體大端面磨削的工藝要求。

1 磨床的用途

數(shù)控全自動針閥體大端面超精磨床是針對油泵油嘴行業(yè)針閥體等關(guān)鍵零件(平面度、尺寸位置精度要求很高的端面)的超精加工而研制開發(fā)的全自動、四工位的高精高效設(shè)備。該磨床極大地提高了噴油器的內(nèi)在質(zhì)量，延長了使用壽命，具有較高的社會效益。該磨床除了加工針閥體大端面外，還可加工其它一些平面度要求較高的偶件，如：柱塞偶件、出油閥偶件等，均能滿足工藝要求。

加工針閥體大端面工藝要求如圖1所示。

圖1 針閥體大端面的精度要求

2 針閥體大端面精度指標(biāo)

端面平面度 ≤0.000 9 mm

端面對中孔的垂直度 ≤0.03 mm

端面對中孔錐面的尺寸公差 ±0.02 mm

端面表面粗糙度a0.2 μm

生產(chǎn)節(jié)拍 ≤2 s

3 磨床主要技術(shù)參數(shù)

加工針閥體直徑 10～20 mm

砂輪最大線速度 粗磨 9.4 m/s

精磨 4.7 m/s

粗磨砂輪進給壓力調(diào)整范圍 0.1～0.5 MPa

精磨砂輪進給壓力調(diào)整范圍 0.05～0.5 MPa

砂輪電動機功率 粗磨 1.1 kW 精磨 0.75 kW

4 磨床的性能特點

(1)磨床采用了西門子802D數(shù)控系統(tǒng)，操作方便，安全可靠。

(2)磨床配有在線測量裝置，與數(shù)控系統(tǒng)配合，可實現(xiàn)工件加工中的在線檢測及加工過程中的閉環(huán)控制。

(3)磨床具有上料、下料、粗磨、精磨4個工位，可實現(xiàn)在一次裝夾中完成針閥體大端面的超精加工，加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。

(4)磨床具有穩(wěn)定可靠的上、下料機構(gòu)，配有裝卸工件的機械手，可實現(xiàn)單機自動循環(huán)磨削。

(5)磨床配有氣液轉(zhuǎn)換裝置，可實現(xiàn)機床超精加工時的恒壓力進給。

(6)磨床的頭架主軸和砂輪架主軸軸承均采用高精度滾動軸承，精度高、壽命長，同時維修、更換方便。

(7)磨床的進給導(dǎo)軌采用了雙“V”型滾動導(dǎo)軌，進給靈敏，剛性好。

(8)磨床配有氣墊，可減小機床調(diào)整時的阻力，減小摩擦，延長使用壽命，操作靈活方便。

(9)砂輪的軸線在水平及垂直二個方向均有角度調(diào)整機構(gòu)(使其調(diào)整至與工件的軸線平行)，保證了加工表面的精度。

(10)采用了具有良好自銳性的砂輪，可實現(xiàn)在加工過程中工件與砂輪互相修整(砂輪不需要單獨的修整機構(gòu))。

5 磨床的總體布置

磨床總體設(shè)計方案是在消化吸收德國THIELENHAUS公司樣機的基礎(chǔ)上制定的。具體內(nèi)容如下：

磨床采用冷卻箱、電氣箱與主機分離的布局，控制系統(tǒng)采用了西門子802D數(shù)控制系統(tǒng)。頭架及砂輪架均為臥式布置，采用碗形砂輪進行端面磨削，利用兩軸線相互旋轉(zhuǎn)的對研方式來加工零件的平面度。磨床配有自動上、下料機構(gòu)，配有裝卸工件的機械手。工件采用氣動夾具夾持，頭架具有上料、粗磨、精磨、下料4個工位，機械手將工件在上料工位中裝入頭架后，可在一次裝夾中自動更換工位，完成對針閥體大端面的超精加工。

6 磨床關(guān)鍵技術(shù)及采取的措施

該磨床具有以下關(guān)鍵技術(shù)：

(1)模擬手工研磨的恒壓力磨削；

(2)4工位自動分度機構(gòu)；

(3)4工位的工件主軸旋轉(zhuǎn)中心與砂輪主軸旋轉(zhuǎn)中心的平行度控制；

(4)頭架粗、精磨工位頭架的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；

(5)工件的裝夾、定位及在線測量和控制；

(6)砂輪的自銳性及在磨削過程中砂輪與工件的相互修整；

為保證砂輪主軸及頭架主軸的旋轉(zhuǎn)精度、高精度滾動軸承的裝配工藝，采取的措施有：

(1)磨床采用了氣、液轉(zhuǎn)換裝置及恒壓力進給機構(gòu)。

(2)磨床設(shè)計了4工位分度機構(gòu)。

(3)為保證砂輪主軸旋轉(zhuǎn)中心與工件主軸旋轉(zhuǎn)中心的平行度，砂輪架主軸軸向在水平及垂直兩個方向均設(shè)計了調(diào)整鎖緊機構(gòu)。

(4)設(shè)計了粗、精磨工位的頭架旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，并設(shè)有剎車裝置，保證了粗、精磨工位工件主軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動及上、下料時工位主軸的靜止。

(5)磨床具有工件定位裝置，并配有在線檢測裝置。

(6)在國內(nèi)找不到合適砂輪生產(chǎn)廠家的情況下，決定購買進口砂輪。

(7)嚴(yán)格執(zhí)行裝配工藝，在精磨主軸軸承裝配時嚴(yán)禁發(fā)生敲擊等不良操作。

7 結(jié)語

數(shù)控全自動針閥體大端面超精磨床的自動化程度及技術(shù)含量高。由于針閥體等零件端面加工精度要求很高，技術(shù)難度比較大，數(shù)控全自動針閥體大端面超精磨床的成功應(yīng)用，改變了針閥體等零件在生產(chǎn)中的傳統(tǒng)落后的工藝，生產(chǎn)效率高，加工精度好，解決了國內(nèi)油泵油嘴行業(yè)中幾大支柱企業(yè)生產(chǎn)中的技術(shù)難題，為針閥體大端面實現(xiàn)高精度磨削、為油泵油嘴高精尖行業(yè)解決進口機床價格居高不下的局面、降低油泵油嘴行業(yè)的生產(chǎn)成本和推動油泵油嘴行業(yè)的工藝優(yōu)化起到了積極的作用。