一种微孔挤压研磨机床的制作方法

本发明涉及微孔加工设备技术领域，尤其涉及一种微孔挤压研磨机床。

背景技术：

共轨喷油器是柴油发动机共轨系统中的关键部件，而共轨喷油器需要解决的关键技术在于如控精确控制燃油喷射量，使共轨喷油器的喷雾特性符合柴油机燃烧系统的要求。在这过程中，共轨喷油器中的阀套扮演者重要的角色。

如图1所示，阀套60两端分别为阀杆61和挡板，其整体的纵向截面呈“t”字状。阀杆61的底端设有中孔65，阀杆61的侧部设有与中孔65贯通的z孔64，挡块62中心处设有贯通中孔65的a孔63。其中a孔63和z孔64均为微孔，且a孔63和z孔64的精度要求很高，在加工这两个微孔时，先通过电火花打孔机打出两个胚孔，电火花打出的两个胚孔不仅尺寸不达标，而且其内壁有毛刺和棱角，需要通过微孔挤压研磨机床对这两个胚孔进行研磨加工。

微孔挤压研磨机床，就是将磨料和液压油按一定比例配制，再通过液压系统使混在液压油中的磨料形成磨料流并通过所要加工的胚孔进行挤压研磨处理，以使微孔达到规定的孔口尺寸和孔壁粗糙度。

但是，传统的微孔挤压研磨机床每次只能加工单个微孔，而阀套上有两个微孔，在加工阀套时，需要用一台设备加工a孔，再换另一台设备加工z孔，这样费时费力，工作效率极为低下。

因此，发明一种用于加工共轨喷油器阀套的微孔挤压研磨机床来解决上述问题很有必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种微孔挤压研磨机床，可同时在一台设备上加工两个微孔，极大的提高了工作效率，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微孔挤压研磨机床，包括机架、磨料桶、吸料系统、过滤系统、油料切换系统及夹具组件；所述机架包括动力部分和操作部分，动力部分一侧安装有门，操作部分一侧开口；所述吸料系统包括大伺服电动缸、吸料缸及电磁阀ⅵ；所述大伺服电动缸安装在动力部分中，大伺服电动缸的活塞杆顶端固定连接有活塞；所述吸料缸固定连接在大伺服电动缸的顶端，且吸料缸与大伺服电动缸之间设有密封件，大伺服电动缸端部的活塞滑动连接于吸料缸的内壁；所述电磁阀ⅵ固定连接于吸料缸上，且电磁阀ⅵ通过管道与吸料缸的内腔连接；所述磨料桶固定连接在动力部分内部，且磨料桶通过管道与电磁阀ⅵ连接；所述过滤系统包括过滤阀块和过滤器；所述过滤阀块固定连接在动力部分的内壁上，过滤器固定连接在过滤阀块上，且过滤阀块通过管道与电磁阀ⅵ连接；所述油料切换系统包括电磁阀ⅰ、电磁阀ⅱ、电磁阀ⅲ、电磁阀ⅴ及过渡阀块；所述电磁阀ⅰ、电磁阀ⅱ分别通过管道与过滤阀块连接；所述过渡阀块上设有u、v、w、x、y五个进出口，其中u口与v口相通，w口、x口及y口相通，电磁阀ⅰ通过管道与u口连接，电磁阀ⅱ通过管道与w口连接，电磁阀ⅲ通过管道分别与x口、磨料桶连接；所述夹具组件设于操作部分内部，其包括第一驱动件、支撑机构、压头及底座；所述第一驱动件和底座分别固定连接在支撑机构的顶部和底部，底座的一侧设有a孔进油接口和z孔进油接口，a孔进油接口、z孔进油接口通过管道分别与过渡阀块上的y口、v口连接，底座上方设有凹槽c，凹槽c底端设有凹槽d，a孔进油接口与凹槽d贯通；所述凹槽c中固定连接有夹块，夹块上开设有用于放置工件的贯通置料孔，置料孔的内壁设有内环形油槽，夹块的外壁设有与z孔进油接口平齐的外环形油槽，外环形油槽与内环形油槽之间设有下油道孔，内环形油槽上下的夹块外壁与凹槽c的内壁设有密封件a和密封件b；所述压头固定连接在第一驱动件的输出轴上，压头下部的一侧设有a孔出油接口，电磁阀ⅴ的一端通过管道与a孔出油接口连接，另一端通过管道与磨料桶连接，压头下端面开设有与a孔出油接口贯通的上油道孔，且压头下端面上设有密封件c，压头在第一驱动件驱动下移动以使压头下端面与夹块上的工件接触。

本发明的进一步改进方案是，所述电磁阀ⅲ与磨料桶之间的管道上还设有背压系统，背压系统包括小伺服电动缸、背压缸及电磁阀ⅳ；所述小伺服电动缸安装在动力部分中，小伺服电动缸的活塞杆顶端固定连接有活塞；所述背压缸固定连接在小伺服电动缸的顶端，且背压缸与大伺服电动缸之间设有密封件，小伺服电动缸端部的活塞滑动连接于背压缸的内壁；所述电磁阀ⅳ固定连接于背压缸上，电磁阀ⅳ和电磁阀ⅲ均通过管道与与背压缸的内腔连接，且电磁阀ⅳ通过管道与磨料桶连接。

本发明的进一步改进方案是，还包括测压装置，所述测压装置包括固定连接在电磁阀ⅵ上的第一压力传感器、固定连接在过滤阀块上的第二压力传感器及固定连接在背压缸上的第三压力传感器。

本发明的进一步改进方案是，还包括混料装置，混料装置包括搅拌器和循环泵；所述搅拌器的电机固定连接在磨料桶上，固定在电机输出端的搅拌桨伸入到磨料桶的内部；所述循环泵固定连接在动力部分内部，且循环泵的进料口和出料口分别通过管道与磨料桶连接。

本发明的进一步改进方案是，所述支撑机构包括顶板和滑杆，滑杆对称的固定连接在顶板底部的两端，滑杆底部的两端固定连接有底板，且滑杆的两端与顶板、底板的连接处固定连接有限位套；所述底板设于动力部分内部，且底板的下部固定连接有支腿；所述滑杆的外壁滑动连接有滑套，两个滑套之间固定连接有移动板，移动板套设于压头的外壁，且移动板通过上下两个夹套与压头固定连接。

本发明的进一步改进方案是，所述夹具组件还包括下料机构；所述下料机构包括第二驱动件、支撑座及顶杆，底座下方的底板上设有缺口，支撑座穿过缺口固定连接于底座下方，支撑座上设有阶梯状通孔，该通孔接近于底座的一端向上延伸贯穿底座至凹槽d中；所述第二驱动件固定连接在支撑座底部，顶杆的一端固定连接在第二驱动件的输出轴上，另一端在第二驱动件的驱动下向上移动至凹槽c中与工件底部接触；所述支撑座和底座接合处的顶杆外设有密封件d，支撑座和底座接合面设有密封件e。

本发明的进一步改进方案是，还包括压垫和紧帽；所述压垫上设有与上油道孔对齐的通孔，且压垫的下表面设有密封件f，紧帽固定连接在压头的底端以使压垫上表面与压头接触，压头受第一驱动件驱动下移以使压垫下表面与工件接触。

本发明的进一步改进方案是，还包括固定连接在底座上的挡油圈。

本发明的进一步改进方案是，所述置料孔、压头及顶杆的中心线一致。

本发明的进一步改进方案是，所述管道均采用液压钢管。

本发明的有益效果：

一、本发明的微孔挤压研磨机床，可同时在一台设备上加工两个微孔，加工一个工件时不需要更换多台设备，省时省力，极大的提高了工作效率。

二、本发明在电磁阀ⅲ与磨料桶之间的管道上加设了背压系统，使得在加工z孔时，增加了油路运动的平稳性，起到了缓冲作用，从而保证了z孔的孔口尺寸、孔壁粗糙度达到较高的质量要求。

三、本发明的微孔挤压研磨机床在工作时，循环泵可实现液压油的不间断循环，从而防止液压油中的磨料澄底；此外，搅拌器在非工作时间不断的搅拌磨料桶中的液压油，防止液压油中的磨料澄底。

四、本发明的滑杆、滑套、限位套、夹套的配合，使得压头可以稳定的上下移动，确保压头与工件的平行度和同轴度。

五、本发明的下料机构，在工件加工完毕后，可以将工件顶出，不需要再借助其它辅助工具取出工件，进一步提高了工作效率。

六、本发明的压垫可拆卸的连接在压头的底部，这样压垫在长期使用产生变形后方便更换，而不需要更换整个压头，降低了使用成本。

七、本发明底座上的挡油圈，在工件研磨完成后，防止遗留的液压油流淌至操作部分中，保证了工作环境的整洁。

附图说明

图1为共轨喷油器阀套的结构示意图。

图2为本发明的整体结构示意图。

图3为图1中a向的结构示意图。

图4为本发明的油路连接图。

图5为本发明的液压原理图。

图6为本发明的夹具剖视图。

图7为图6中的压头局部放大图。

图8为图6中的底座局部放大图。

图9为图6中的支撑座局部放大图。

图中：1-机架、2-磨料桶、3-动力部分、4-操作部分、5-大伺服电动缸、6-吸料缸、7-电磁阀ⅵ、8-过滤阀块、9-过滤器、10-电磁阀ⅰ、11-电磁阀ⅱ、12-电磁阀ⅲ、13-电磁阀ⅴ、14-第一驱动件、15-底板、16-压头、17-底座、18-a孔进油接口、19-z孔进油接口、20-凹槽c、21-凹槽d、22-夹块、23-置料孔、24-内环形油槽、25-外环形油槽、26-下油道孔、27-密封件a、28-密封件b、29-a孔出油接口、30-上油道孔、31-密封件c、32-小伺服电动缸、33-背压缸、34-电磁阀ⅳ、35-第一压力传感器、36-第二压力传感器、37-第三压力传感器、38-搅拌器、39-循环泵、40-顶板、41-滑杆、42-限位套、43-支腿、44-滑套、45-移动板、46-夹套、47-第二驱动件、48-支撑座、49-顶杆、50-密封件d、51-密封件e、52-压垫、53-紧帽、54-密封件f、55-挡油圈、56-三通ⅰ、57-球阀ⅰ、58-球阀ⅱ、59-三通ⅱ、60-阀套、61-阀杆、62-挡块、63-a孔、64-z孔、65-中孔、66-过渡阀块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1：如图2、3、4、5、6所示，一种微孔挤压研磨机床，包括机架1、磨料桶2、吸料系统、过滤系统、油料切换系统及夹具组件；所述机架1包括动力部分3和操作部分4，动力部分3一侧安装有门，操作部分4一侧开口；

所述吸料系统包括大伺服电动缸5、吸料缸6及电磁阀ⅵ7；所述大伺服电动缸5通过支架安装在动力部分3中，大伺服电动缸5的活塞杆顶端通过螺栓固定连接有活塞；所述吸料缸6通过螺栓固定连接在大伺服电动缸5的顶端，且吸料缸6与大伺服电动缸5之间设有o型密封圈，大伺服电动缸5端部的活塞滑动连接于吸料缸6的内壁；所述电磁阀ⅵ7通过螺栓固定连接于吸料缸6上，且电磁阀ⅵ7通过管道与吸料缸6的内腔连接；所述磨料桶2通过螺栓抬高固定连接在动力部分3内部，磨料桶2的底部固定连接有三通ⅰ56，三通ⅰ56的两端固定连接有球阀ⅰ57和球阀ⅱ58，其中球阀ⅰ57用于定期排出磨料桶2中的油料以并清洁磨料桶2，球阀ⅱ58的一端安装有三通ⅱ59，三通ⅱ59的一个接口通过管道与电磁阀ⅵ7连接；所述过滤系统包括过滤阀块8和过滤器9，其中过滤阀块8为自制件；所述过滤阀块8通过螺栓固定连接在动力部分3的内壁上，过滤器9螺接在过滤阀块8上，且过滤阀块8通过管道与电磁阀ⅵ7连接；所述油料切换系统包括电磁阀ⅰ10、电磁阀ⅱ11、电磁阀ⅲ12、电磁阀ⅴ13及过渡阀块66；所述电磁阀ⅰ10、电磁阀ⅱ11分别通过管道与过滤阀块8连接；所述过渡阀块66为自制件，过渡阀块66上设有u、v、w、x、y五个进出口，其中u口与v口相通，w口、x口及y口相通，电磁阀ⅰ10通过管道与u口连接，电磁阀ⅱ11通过管道与w口连接，电磁阀ⅲ12通过管道分别与x口、磨料桶2连接；所述夹具组件设于操作部分4内部，其包括第一驱动件14、支撑机构、压头16及底座17；所述第一驱动件14和底座17分别提高螺栓固定连接在支撑机构的顶部和底部，底座17的一侧设有a孔进油接口18和z孔进油接口19，a孔进油接口18、z孔进油接口19通过管道分别与过渡阀块66上的y口、v口连接，底座17上方设有凹槽c20，凹槽c20底端设有凹槽d21，a孔进油接口18与凹槽d21贯通；所述凹槽c20中通过内六角沉头螺钉固定连接有夹块22，夹块22上开设有用于放置工件的贯通置料孔23，置料孔23的内壁设有内环形油槽24，夹块22的外壁设有与z孔进油接口19平齐的外环形油槽25，外环形油槽25与内环形油槽24之间设有下油道孔26，内环形油槽24上下的夹块22外壁与凹槽c20的内壁设有密封件a27和密封件b28；所述压头16固定连接在第一驱动件14的输出轴上，压头16下部的一侧设有a孔出油接口29，电磁阀ⅴ13的一端通过管道与a孔出油接口29连接，另一端通过管道与磨料桶2连接，压头16下端面开设有与a孔出油接口29贯通的上油道孔30，且压头16下端面上设有密封件c31，压头16在第一驱动件14驱动下移动以使压头16下端面与夹块22上的工件接触。

所述电磁阀ⅲ12与磨料桶2之间的管道上还设有背压系统，背压系统包括小伺服电动缸32、背压缸33及电磁阀ⅳ34；所述小伺服电动缸32通过支架安装在动力部分3中，小伺服电动缸32的活塞杆顶端通过螺栓固定连接有活塞；所述背压缸33通过螺栓固定连接在小伺服电动缸32的顶端，且背压缸33与大伺服电动缸5之间设有o型密封圈，小伺服电动缸32端部的活塞滑动连接于背压缸33的内壁；所述电磁阀ⅳ34通过螺栓固定连接于背压缸33上，电磁阀ⅳ34和电磁阀ⅲ12均通过管道与与背压缸33的内腔连接，且电磁阀ⅳ34通过管道与磨料桶2连接。

还包括测压装置，所述测压装置包括固定连接在电磁阀ⅵ7上的第一压力传感器35、固定连接在过滤阀块8上的第二压力传感器36及固定连接在背压缸33上的第三压力传感器37。

还包括混料装置，混料装置包括搅拌器38和循环泵39；所述搅拌器38的电机固定连接在磨料桶2上，通过联轴器固定在电机输出端的搅拌桨伸入到磨料桶2的内部；所述循环泵39通过螺栓固定连接在动力部分3内部，且循环泵39的的进料口与三通ⅱ59的另一个接口连接，循环泵39的出料口通过管道与磨料桶2顶部连接，在本实施例中，循环泵39为薄膜泵。

所述支撑机构包括顶板40和滑杆41，滑杆41通过内六角沉头螺钉对称的固定连接在顶板40底部的两端，滑杆41底部的两端通过内六角沉头螺钉固定连接有底板15，且滑杆41的两端与顶板40、底板15的连接处通过内六角沉头螺钉固定连接有限位套42；所述底板15设于动力部分3内部，且底板15的下部焊接有支腿43，支腿43底部通过螺栓固定在动力部分3内部；所述滑杆41的外壁滑动连接有滑套44，两个滑套44之间通过内六角沉头螺钉固定连接有移动板45，移动板45套设于压头16的外壁，且移动板45通过上下两个夹套46与压头16固定连接，上下两个夹套46通过内六角沉头螺钉交叉固定与移动板45和第一驱动件14的输出轴上。

如图9所示，所述夹具组件还包括下料机构；所述下料机构包括第二驱动件47、支撑座48及顶杆49，底座17下方的底板15上设有缺口，支撑座48穿过缺口通过内六角沉头螺钉固定连接于底座17下方，支撑座48上设有阶梯状通孔，该通孔接近于底座17的一端向上延伸贯穿底座17至凹槽d21中；所述第二驱动件47固定连接在支撑座48底部，顶杆49的一端固定连接在第二驱动件47的输出轴上，另一端在第二驱动件47的驱动下向上移动至凹槽c20中与工件底部接触；所述支撑座48和底座17接合处的顶杆49外设有密封件d50，支撑座48和底座17接合面设有密封件e51。

如图7、8所示，还包括压垫52和紧帽53；所述压垫52上设有与上油道孔30对齐的通孔，且压垫52的下表面设有密封件f54，紧帽53螺接于压头16的底端以使压垫52上表面与压头16接触，压头16受第一驱动件14驱动下移以使压垫52下表面与工件接触；还包括通过螺栓固定连接在底座17上的挡油圈55；所述置料孔23、压头16及顶杆49的中心线一致；本实施例中所用到的连接管道均采用液压钢管。

在本实施例中，电磁阀ⅰ10、电磁阀ⅱ11、电磁阀ⅲ12、电磁阀ⅴ13、电磁阀ⅳ34均为两位两通电磁阀，其型号为vmk-h150pnc200b540450；电磁阀ⅵ7为两位三通电磁阀，其型号为vmk-h150rnc200b536770；大伺服电动缸5的型号为ah190-s350-t-r20-m1-c2-p2；小伺服电动缸32的型号为ah95-s200-t-r10-m1-c2-p2；过滤器9型号为zu-h10×100pb；第一驱动件14和第二驱动件47均采用气缸，其中第一驱动件14的型号为si-s16020，第二驱动件47的型号为acp32-10；第一压力传感器35、第二压力传感器36及第三压力传感器37的型号均为m5156-000002-250bg；搅拌器38电机的型号为6ik200gh-20k；薄膜泵的型号为qby-15；吸料缸6的尺寸为φ100（内径）×550，背压缸33的尺寸为φ60（内径）×400；密封件a27、密封件b28、密封件c31、密封件e51、密封件f54均采用o型密封圈，密封件d50采用un型密封圈。

本发明具体工作原理如下：如图1所示，该阀套60的a孔63的尺寸要求340-350ml/min，a孔63与z孔64的流量比为1.04-1.06；将该阀套60放在置料孔23中，此时z孔64与内环形油槽24平齐，第一驱动件14驱动压头16下移，保证压垫52压紧阀套60，密封件f54的外径尺寸要小于挡块62的外径尺寸，且密封件f54的内径尺寸要大于挡块62上锥形孔的外径尺寸，以防止压垫52和挡块62的接合面泄压，阀套60与夹块22的接合面依靠压头16给阀套60施加的压力进行面密封，以防止阀套60与夹块22的接合面泄压。

加工前，在机床电、气等都正常情况下，电磁阀ⅵ7得电，大伺服电动缸5的电机反转，使吸料缸6内产生负压，把磨料桶2里的液体磨料吸入；当吸料缸6的活塞移动到下止点时，大伺服电动缸5的电机停止工作，吸料完成，电磁阀ⅵ7断电；电磁阀ⅰ10、电磁阀ⅱ11、电磁阀ⅴ13得电打开；大伺服电动缸5的电机正转快速推进活塞，进油压力迅速上升到11mpa左右，第一压力传感器35、第二压力传感器36给大伺服电动缸5的电机信号，然后大伺服电动缸5的电机保持恒定的转速（也就是根据设定的流量要求）对a孔63进行加工；随着孔加工变大，压力下降到设定的10mpa时，a孔63加工完成；电磁阀ⅱ11、电磁阀ⅴ13断电，电磁阀ⅰ10、电磁阀ⅲ12得电打开，对z孔64进行加工；大伺服电动缸5的电机正转快速推进活塞，液体磨料压力迅速上升到11mpa左右，然后电机保持恒定的转速（也就是通过a孔63的实际流量和流量比实时计算出z孔64的流量）对z孔64进行加工；同时z孔64的出油端即阀套60中孔油压会快速上升，小伺服电动缸32的电机反转让出体积降低压力；通过第三压力传感器37给小伺服电动缸32的电机信号保证中孔油压控制在稳定的6mpa（误差0.1mpa内）；当小孔变大进油压力降为设定的10mpa时停止加工，电磁阀ⅰ10、电磁阀ⅲ12断电，阀关闭；电磁阀ⅳ34打开，小伺服电动缸32的电机正转把背压缸33中磨料推到磨料桶2里，当小缸里的活塞移动到上止点时，小伺服电动缸32的电机停止工作，电磁阀ⅳ34断电，加工结束。

加工结束后，第一驱动件14缩回，由于压头16的挤压作用，阀套60与夹头产生粘连，第二驱动件47伸出，顶杆49将阀套60从夹头中顶出，取下阀套60即可；搅拌器38在非工作时间不断的搅拌磨料桶2中的液压油，防止液压油中的磨料澄底。