用于发动机的气门杆部的超精加工工艺和设备制造技术

本发明专利技术提供一种用于发动机的气门杆部的超精加工工艺，包括以下步骤：将要进行超精加工的气门安放到旋转驱动机构上；通过该旋转驱动机构驱动该气门旋转；将油石移动到气门上方，然后通过施压机构将该油石下压至与气门杆部接触并保持一定的压力；在加压的同时，将磨削润滑油施加到气门杆部的加工面上；在该气门旋转的同时，驱动该油石在所述压力下沿气门杆部的中心线方向以的速度往复移动至少两次。本发明专利技术还提供一种用于发动机的气门杆部的超精加工设备。通过上述超精加工工艺和设备，气门杆部的粗糙度很容易达到Ra0.12，圆度可改善0.001-0.002，即最终气门杆部圆度可达到0.002-0.003。

【技术实现步骤摘要】
用于发动机的气门杆部的超精加工工艺和设备
本专利技术涉及发动机气门加工领域，尤其涉及气门杆部的超精加工工艺，以及用于气门杆部的超精加工设备。
技术介绍
气门是发动机配气机构的一部分，其保证发动机在运行过程中，按时开启和关闭，将新鲜的可燃混合气输入气缸，并及时将燃烧后的废气排出气缸。气门一般由头部、杆部和尾部组成，杆部是气门的重要部位。在内燃机中气门杆部与气门导管形成一对摩擦付。在得不到良好的润滑条件下，承受着每分钟数千次的反复摩擦，其工作状况极其恶劣。根据气门杆部的工作特点，设计时对其精度、表面质量都提出了较高要求。除气门杆直径的尺寸精度外，国家标准GB2784-81中规定：气门杆的圆度、直线度及圆柱度小于0.01mm，表面粗糙度不低于Ra0.63，有些高速,大负荷内燃机杆部圆度要求在0.005mm内,表面粗糙度不低于Ra0.4。近年来，汽车厂商对发动机气门杆部的要求不断提高，如通用汽车和大众汽车的许多产品对粗糙度的要求到达了Ra0.2，Rz1.6甚至更低；且对粗糙度的要求有日益提高的趋势，已远超过国标的要求。另外，气门杆部又是气门机械加工中经常作为装夹，定位径向基准的表面，它的精度状态直接影响到其它部位的加工精度。例如加工盘部外圆,端面,锥面以及杆端的锁槽,杆端面均需用气门杆作径向基准。因此对气门杆部的加工工艺提出的更高的要求。为了获得期望的粗糙度和圆度，现有技术中对气门杆部采用多道磨削的方式进行加工，一般采取3道到7道磨削工序，这取决与不同材料和产品要求以及不同的加工能力。目前采用的磨削方式为无心磨削方式具体来说就是气门由导轮驱动而旋转，由刀板对气门提供支撑，同时砂轮也旋转对气门杆部进行磨削；这种加工的不足在于对于粗糙度要求较高的产品，由于需要达到粗糙度的要求在最后一道磨削的时候采用了粒度较细的砂轮且将砂轮修整地比较细的方式来加工产品，这种方式上虽然对气门杆部粗糙度有所提高但却牺牲了产品加工的效率，而且粗糙度的提升量有限；采用这种传统方式加工的气门杆部粗糙度一般能达到Ra0.25，圆度0.003-0.004。因此，当前对效率高，加工精度更高的气门杆部加工工艺和设备存在需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于发动机气门杆部的超精加工工艺和设备，提高了气门杆部的加工效率、明显改善了气门杆部的粗糙度和圆度，并节省了加工成本。因此，本专利技术提供一种用于气门杆部的超精加工工艺，包括以下步骤：将要进行超精加工的气门安放到旋转驱动机构上；通过该旋转驱动机构滚动摩擦地驱动该气门旋转；将油石移动到气门上方，然后通过施压机构将该油石下压至与气门杆部接触并对其施加一定的压力；在施加压力的同时，将磨削润滑油施加到气门杆部的加工面上；在该气门旋转的同时，驱动该油石在所述压力下沿气门杆部的中心线方向以的速度往复移动至少两次。通过该超精加工工艺，气门杆部的粗糙度很容易达到Ra0.12以下，例如可达到更高的粗糙度要求Ra0.10甚至Ra0.08等，圆度可改善0.001-0.002，即最终气门杆部圆度可达到0.002-0.003。在本专利技术的一个方案中，在旋转驱动机构的驱动下，气门可以1500rpm至3500rpm，优选2000rpm至2800rpm，例如2400rpm的转速旋转。应当理解，根据需要，可以选用其它合适的气门转速，这也涵盖在本专利技术的范围内。在本专利技术的一个方案中，油石对气门杆部的压力为0.5巴至4巴，优选1.0巴至2.6巴，例如2.0巴。应当理解，根据需要，可以选用其它合适的压力，这也涵盖在本专利技术的范围内。在本专利技术的一个方案中，在线性驱动机构的驱动下，油石可沿气门杆部的中心线以100mm/s至1000mm/s,优选200mm/s至400mm/s的速度往复移动2-6次，例如，针对气门杆部的直径为5.8mm的气门，油石沿气门杆部的中心线以200mm/s的速度往复移动4次就可以获得期望的粗糙度和圆度，例如达到粗糙度Rz1.2以下和圆度0.003以下。应当理解，根据需要，可以选用其它合适的油石移动速度和往复移动的次数，这也涵盖在本专利技术的范围内。在这里，需要说明的是，移动一次是指油石沿气门杆部单程移动一次。在本专利技术中，上述超精加工工艺还包括将加工好的气门从该旋转驱动机构移走的步骤。本专利技术还提供一种发动机的气门杆部的超精加工设备，包括：提供待进行超精加工的气门的上料机构；支承并滚动摩擦地驱动该气门旋转的旋转驱动机构；布置在该旋转驱动机构上方的油石机构，其包括油石架和用于磨削该气门的油石；用于将磨削润滑油施加到气门杆部的加工面上的润滑油施加机构；线性驱动机构，用于驱动该油石机构沿气门杆部的中心线往复直线运动；布置在该油石机构上方的施压机构，用于将该油石机构下压至该油石与气门杆部接触并施加一定的压力；布置在该旋转驱动机构两侧的限位机构，用于防止该气门在转动过程中轴向移位。通过这种超精加工设备，气门杆部的粗糙度很容易达到Ra0.12，圆度可改善0.001-0.002，即最终气门杆部圆度可达到0.002-0.003。按照本专利技术的一个方案，超精加工设备还包括布置在旋转驱动机构下方的出料机构，用于将加工好的气门从该旋转驱动机构转移至出料口。在这里，该出料机构可以是接料盘。应当理解，出料机构可以布置在旋转驱动机构的一侧，例如抓取机构，用于将加工好的气门转移到出料口。按照本专利技术的一个方案，该旋转驱动机构包括转度和旋转方向相同的至少两个支承辊，所述至少两个支承辊中的每两个支承辊用于支承并滚动摩擦地驱动一个气门。按照本专利技术的一个优选方案，该线性驱动机构包括伺服电机，以及与伺服电机的驱动轴相联接的滚珠丝杠，该滚珠丝杠连接到油石架，从而将该驱动轴的旋转运动转换为该油石架及该油石的往复直线运动。按照本专利技术的一个优选方案，所述旋转驱动包括两个支承辊，所述两个支承辊中的一个可以水平移动离开另一个支承辊，从而在这两个支承辊之间形成间隙，使加工好的气门从该间隙掉落到该出料机构上。按照本专利技术的一个方案，所述上料机构包括上料架，布置在该上料架的朝向该旋转驱动机构的一端的第一挡料气缸和第二挡料气缸，该第一挡料气缸和该第二挡料气缸均具有挡料位置和打开位置，当该第一挡料气缸和该第二挡料气缸均处于挡料位置时，两者之间有一个待加工气门。按照本专利技术的另一个方案，所述上料机构包括上料架和抓取机构，该抓取机构用于将该上料架上的待加工气门自由安放到该旋转驱动机构上。采用这种工艺和设备，可以省去气门杆部的粗磨和精磨之间的半精磨工序，并且还可以省去抛光工序，并且对最后一道精磨的粗糙度要求降低，可以减少对精磨砂轮修整的频次延长砂轮寿命，从而也降低了精磨砂轮的成本。另外，由于无心磨床的价格会高于用于气门杆部的超精加工设备的价格；并且在无心磨削中消耗的砂轮价格也远高于超精中消耗的油石价格；因此本专利技术的工艺和设备显著降低了生产成本，并提高了加工效率。附图说明以下参考附图对本专利技术进行更详细的描述，其中：图1是根据本专利技术的用于气门杆部的超精加工设备的一个实施例的结构示意图；图2示出了要加工的气门在图1示出的超精加工设备中的定位；图3是根据本专利技术的用于气门杆部的超精加工设备的另一实施例的结构示意图；图4示出了要加工的气门杆部与油石相配合的示意图。在本说明书和附图中重复使用附图标记是想要表示本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的气门杆部的超精加工工艺，包括以下步骤：将要进行超精加工的气门安放到旋转驱动机构上；通过该旋转驱动机构驱动该气门旋转；将油石移动到气门上方，然后通过施压机构将该油石下压至与气门杆部接触并对其施加一定的压力；在施加压力的同时，将磨削润滑油施加到气门杆部的加工面上；在该气门旋转的同时，驱动该油石在所述压力下沿气门杆部的中心线方向往复移动至少两次。

【技术特征摘要】
1.一种用于发动机的气门杆部的超精加工工艺，包括以下步骤：将要进行超精加工的气门安放到旋转驱动机构上；通过该旋转驱动机构驱动该气门旋转；将油石移动到气门上方，然后通过施压机构将该油石下压至与气门杆部接触并对其施加一定的压力；在施加压力的同时，将磨削润滑油施加到气门杆部的加工面上；在该气门旋转的同时，驱动该油石在所述压力下沿气门杆部的中心线方向往复移动至少两次；其中，通过该超精加工工艺，气门杆部的粗糙度达到Ra0.08至Ra0.12，圆度达到0.002-0.003，所述气门通过两个支承辊以及布置在气门轴向两侧的限位机构来在加工时限定竖向位置和轴向位置。2.根据权利要求1所述的超精加工工艺，其特征是，驱动该气门以1500rpm至3500rpm的转速旋转。3.根据权利要求2所述的超精加工工艺，其特征是，驱动该气门以2000rpm至2800rpm的转速旋转。4.根据权利要求1所述的超精加工工艺，其特征是，该压力为0.5巴至4巴。5.根据权利要求4所述的超精加工工艺，其特征是，该压力为1.0巴至2.6巴。6.根据权利要求1所述的超精加工工艺，其特征是，驱动该油石沿气门杆部的中心线以100mm/s至1000mm/s的速度往复移动。7.根据权利要求6所述的超精加工工艺，其特征是，驱动该油石沿气门杆部的中心线以200mm/s至600mm/s的速度往复移动2-6次。8.根据权利要求1所述的超精加工工艺，其特征是，还包括将加工好的气门从该旋转驱动机构移走的步骤。9.一种发动机的气门杆部的超精加工设备，包括：提供要进行超精加工的气门的上料机构；旋转驱动机构，其具有支承、竖向定位并驱动该气门旋转的两个支承辊；布置在该旋转驱动机构上方的油石机构，包括油石架和安装在油石架上以磨削该气门杆部的油石；用于将磨削润滑油施加到气门杆部的加工面的润滑油...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁国强，
申请(专利权)人：上海伊顿发动机零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31