[發明專利]氣門精錐面磨床

在審

• 申請號: 202110382883.7
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112935949A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 周紅偉;鐘明華
• 申請（專利權）人: 江蘇吉斯特科技有限公司
• 主分類號: B24B5/14
• 分類號: B24B5/14;B24B41/02;B24B41/04;B24B41/06;B24B47/20;B24B47/22;B24B49/00;B24B57/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種氣門精錐面磨床，包括床身、工件主軸組件、砂輪軸組件、修整軸組件，在砂輪軸組件內設有在線動平衡裝置，在修整軸組件內設有聲波監測裝置，在床身上工件主軸組件一側設有與砂輪軸組件相對的氣門輔助支承裝置，在與工件主軸組件相對的位置設有配備萬向定位頭的氣門定位裝置，在與氣門磨削部位相對部位設有與磨削液增壓泵通連的磨削液噴嘴，在床身上設有滅火裝置，滅火裝置包括安裝位置與氣門磨削部位相對的溫度感應傳感器和滅火噴嘴。采用本發明的氣門精錐面磨床能長期維持砂輪軸動平衡精度、自動監測砂輪修整質量，還能提高氣門定位精度、減少磨削過程中氣門的彎曲變形，并且磨削效率高、使用安全可靠。

技術領域

本發明涉及一種磨床，尤其涉及一種用于對高溫材料鎳基合金氣門進行錐面高精密磨削加工的氣門專用磨床。

背景技術

氣門是發動機的重要機件，隨著更加嚴格的排放要求，為了降低排放提高發動機的熱效率，氣門所用的母材從原來的普通馬氏體鋼和奧氏體鋼逐步用鎳基合金母材代替，普通的磨料已經不具備加工高溫鎳基合金材料的能力，由此開發誕生了陶瓷CBN的磨料來應對鎳基合金材料的磨削加工，氣門錐面的磨削加工是氣門加工的關鍵工序。在氣門錐面的磨削加工過程中，氣門被夾持在工件主軸內，用以磨削氣門的砂輪是安裝在旋轉的砂輪軸上的，高速旋轉的砂輪軸必須要經過動平衡來保證運轉過程的穩定性，由于砂輪使用過程中的磨損等因素，砂輪軸的平衡精度狀態難以持續維持，其運轉的穩定性將難以保證，這對氣門精錐面磨床的磨削質量帶來了不穩定的隱患，為了保證磨削質量，需要經常對砂輪軸組件進行動平衡操作，這一方面會影響磨床的工作效率，另一方面對于何時需要動平衡操作也難以準確掌握；對于使用電主軸的砂輪軸而言，砂輪電主軸安裝的穩定性與可靠性也是影響磨削質量的一個因素，通常砂輪電主軸是安裝在砂輪電主軸安裝座上，其安裝精度通過砂輪電主軸機殼與砂輪電主軸安裝座上電主軸安裝孔的配合精度來保證的，砂輪電主軸機殼與電主軸安裝孔之間總會存在配合間隙，這樣的間隙會使砂輪電主軸處于不穩定的位置狀態，對于高精密的氣門磨床而言，這也是影響砂輪軸運轉精度的因素之一。

砂輪的精確修整是保證磨削質量的前提，砂輪的修整過程是通過砂輪修整器與砂輪進行相對運動來進行的，在精密的氣門磨床中，砂輪修整器大都采用旋轉的砂輪修整碟片，砂輪修整碟片安裝在修整電主軸上，利用旋轉的砂輪修整碟片來對旋轉砂輪的磨削工作表面進行修整；通常情況下，砂輪的修整進程以及砂輪修整質量由人工觀察來確定，這需要操作人員具有一定的經驗，相應使得砂輪的修整質量不能得到保證，對于高精密的氣門磨床而言這樣的方法是難以接受的；此外，用以驅動砂輪修整碟片的修整電主軸是安裝在修整電主軸安裝座上的，其安裝精度通過修整電主軸機殼與修整電主軸安裝座上電主軸安裝孔的配合精度來保證的，修整電主軸機殼與電主軸安裝孔之間總會存在配合間隙，這樣的間隙會使修整電主軸處于不穩定的位置狀態，對于高精密的氣門磨床而言，這也是影響砂輪修整質量、進而影響磨削質量的因素之一。

在氣門錐面的磨削過程中，砂輪對氣門的磨削力將形成沿氣門徑向與軸向兩個方向的分力，其徑向分力將會導致氣門在磨削過程中產生彎曲變形，而其軸向分力將使氣門在磨削過程中產生大端端面跳動的趨勢，這都將對磨削質量帶來極大的影響，而要消除這一影響，通過減少磨削過程中的磨削量來降低磨削力是一種可行的方案，但這將會使磨削過程的生產效率大為降低。

在磨削過程中，磨削會產生大量的磨屑，如果不能及時清理，磨屑會粘附在砂輪磨削工作面上，使磨削效率下降、磨削區溫度升高，普通的磨削過程都是通過磨削液來帶走磨屑并給磨削區降溫，但對于采用鎳基高溫合金材料的氣門而言，對鎳基高溫合金的磨削過程中會產生嚴重的粘附現象，磨削難度極大，使得磨削質量難以保證，且砂輪損耗嚴重，磨削區溫度也更高，一旦磨削液供應不及時，甚至有發生火災的可能。

此外，在磨削之前工件主軸對氣門進行裝夾時，必須對氣門裝夾位置加以準確定位，以保證氣門錐面加工后的位置尺寸精度，氣門的大端端面是氣門加工中常用的定位基準面，但氣門大端的端面表面形狀與位置精度并不高，以該面為定位基準面常常可能造成定位誤差而影響氣門磨削加工的位置尺寸精度，如果在前道工序中提高氣門大端端面的制造精度，雖然可以保證氣門磨削加工時的定位要求，但這必然會增加制造成本。