[發明專利]一種噴油孔激光高效精密自動加工裝置及方法

有效

• 申請號: 201410223592.3
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN103978315A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 孫樹峰;王萍萍;章欽棟;殷安臣
• 申請（專利權）人: 孫樹峰
• 主分類號: B23K26/382
• 分類號: B23K26/382
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 李雪芳

技術領域

本發明涉及汽車零部件微孔激光加工技術領域，具體涉及一種噴油孔激光高效精密自動加工裝置及方法。

背景技術

噴油器是燃油進入燃燒室的最后一個環節，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征，噴油孔的結構特征、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。

在歐美發達國家，由于對能源的利用率高，尾氣排放對環境污染的控制嚴格，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，并且帶有0.01～0.15mm的K系數倒錐。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1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(ΔP)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、NO_X、HC)排放。

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。傳統的沖孔法和鉆孔法已無能為力或存在很多困難(沖頭和鉆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，必須降低脈沖電火花的能量和加工進給速度，或者采用后續光整加工工序(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

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種自動化程度高、加工效率高，生產成本低的噴油孔激光高效精密自動加工裝置。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種噴油孔激光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，壓板由磁性材料制造而成，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、絲杠、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槽，所述軸承與載物臺下端套接后嵌入式安裝在軸承槽內，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杠孔，所述每個圓柱孔內穿設一條導軌，絲杠穿設在絲杠孔內，且兩條導軌和絲杠兩端均與支撐座固定連接，所述第二步進電機設置在絲杠一端，第二步進電機的主軸通過第二連軸器與絲杠連接固定。

通過采用上述技術方案，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杠轉動，絲杠轉動驅動螺母沿著絲杠軸線作直線移動，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。

本發明進一步設置為：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階梯盲孔。通過本設置，載物臺結構設置合理，工作更加可靠。

本發明還進一步設置為：所述壓板中部對準盲孔位置開設有一個通孔，且通孔的直徑小于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。

本發明還進一步設置為：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，所述軸承孔位于階梯盲孔正上方，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。