[發明專利]用于發動機的氣門桿部的超精加工工藝和設備

有效

• 申請號: 201310205829.0
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN104175209B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 丁國強
• 申請（專利權）人: 伊頓工業（濟寧）有限公司
• 主分類號: B24B33/04
• 分類號: B24B33/04;B24B33/08;B24B33/10
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司11280
• 代理人: 劉敏,胡強

技術領域

本發明涉及發動機氣門加工領域，尤其涉及氣門桿部的超精加工工藝，以及用于氣門桿部的超精加工設備。

背景技術

氣門是發動機配氣機構的一部分，其保證發動機在運行過程中，按時開啟和關閉，將新鮮的可燃混合氣輸入氣缸，并及時將燃燒后的廢氣排出氣缸。氣門一般由頭部、桿部和尾部組成，桿部是氣門的重要部位。在內燃機中氣門桿部與氣門導管形成一對摩擦付。在得不到良好的潤滑條件下，承受著每分鐘數千次的反復摩擦，其工作狀況極其惡劣。

根據氣門桿部的工作特點，設計時對其精度、表面質量都提出了較高要求。除氣門桿直徑的尺寸精度外，國家標準GB2784-81中規定：氣門桿的圓度、直線度及圓柱度小于0.01mm，表面粗糙度不低于Ra0.63，有些高速,大負荷內燃機桿部圓度要求在0.005mm內,表面粗糙度不低于Ra0.4。近年來，汽車廠商對發動機氣門桿部的要求不斷提高，如通用汽車和大眾汽車的許多產品對粗糙度的要求到達了Ra0.2，Rz1.6甚至更低；且對粗糙度的要求有日益提高的趨勢，已遠超過國標的要求。另外，氣門桿部又是氣門機械加工中經常作為裝夾，定位徑向基準的表面，它的精度狀態直接影響到其它部位的加工精度。例如加工盤部外圓,端面,錐面以及桿端的鎖槽,桿端面均需用氣門桿作徑向基準。因此對氣門桿部的加工工藝提出的更高的要求。

為了獲得期望的粗糙度和圓度，現有技術中對氣門桿部采用多道磨削的方式進行加工，一般采取3道到7道磨削工序，這取決與不同材料和產品要求以及不同的加工能力。目前采用的磨削方式為無心磨削方式具體來說就是氣門由導輪驅動而旋轉，由刀板對氣門提供支撐，同時砂輪也旋轉對氣門桿部進行磨削；這種加工的不足在于對于粗糙度要求較高的產品，由于需要達到粗糙度的要求在最后一道磨削的時候采用了粒度較細的砂輪且將砂輪修整地比較細的方式來加工產品，這種方式上雖然對氣門桿部粗糙度有所提高但卻犧牲了產品加工的效率，而且粗糙度的提升量有限；采用這種傳統方式加工的氣門桿部粗糙度一般能達到Ra0.25，圓度0.003-0.004。

因此，當前對效率高，加工精度更高的氣門桿部加工工藝和設備存在需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于發動機氣門桿部的超精加工工藝和設備，提高了氣門桿部的加工效率、明顯改善了氣門桿部的粗糙度和圓度，并節省了加工成本。

因此，本發明提供一種用于氣門桿部的超精加工工藝，包括以下步驟：將要進行超精加工的氣門安放到旋轉驅動機構上；通過該旋轉驅動機構滾動摩擦地驅動該氣門旋轉；將油石移動到氣門上方，然后通過施壓機構將該油石下壓至與氣門桿部接觸并對其施加一定的壓力；在施加壓力的同時，將磨削潤滑油施加到氣門桿部的加工面上；在該氣門旋轉的同時，驅動該油石在所述壓力下沿氣門桿部的中心線方向以的速度往復移動至少兩次。通過該超精加工工藝，氣門桿部的粗糙度很容易達到Ra0.12以下，例如可達到更高的粗糙度要求Ra0.10甚至Ra0.08等，圓度可改善0.001-0.002，即最終氣門桿部圓度可達到0.002-0.003。

在本發明的一個方案中，在旋轉驅動機構的驅動下，氣門可以1500rpm至3500rpm，優選2000rpm至2800rpm，例如2400rpm的轉速旋轉。應當理解，根據需要，可以選用其它合適的氣門轉速，這也涵蓋在本發明的范圍內。

在本發明的一個方案中，油石對氣門桿部的壓力為0.5巴至4巴，優選1.0巴至2.6巴，例如2.0巴。應當理解，根據需要，可以選用其它合適的壓力，這也涵蓋在本發明的范圍內。

在本發明的一個方案中，在線性驅動機構的驅動下，油石可沿氣門桿部的中心線以100mm/s至1000mm/s,優選200mm/s至400mm/s的速度往復移動2-6次，例如，針對氣門桿部的直徑為5.8mm的氣門，油石沿氣門桿部的中心線以200mm/s的速度往復移動4次就可以獲得期望的粗糙度和圓度，例如達到粗糙度Rz1.2以下和圓度0.003以下。應當理解，根據需要，可以選用其它合適的油石移動速度和往復移動的次數，這也涵蓋在本發明的范圍內。在這里，需要說明的是，移動一次是指油石沿氣門桿部單程移動一次。

在本發明中，上述超精加工工藝還包括將加工好的氣門從該旋轉驅動機構移走的步驟。