柱塞螺旋槽高速数控磨削工艺及设备制造技术

一种柱塞螺旋槽高速数控磨削工艺及设备，涉及一种发动机部件加工工艺及设备的改进，其工艺是：采用ＣＢＮ砂轮，提高砂轮强度及耐磨性；采用高频调速刚性电主轴以提高主轴高速运动的平稳性；采用气冷却和振动系统增加振动机能减少走刀量，增加砂轮轴向微量窜动。其设备是：横向Ｘ轴、纵向Ｙ轴和回转Ａ轴进给采用数字控制进给磨削床，主轴是高速调频刚性电主轴，同时带有气冷却和振动系统，磨削砂轻为ＣＢＮ砂轮。有益效果是：突破新一代发动机供油系统精密加工技术。为高压供油系统关键零件提供制造工艺技术。提高砂轮主轴速度和运动的平稳性，减少走刀量，增设砂轮轴向微量窜动，解决了砂轮强度、寿命和防堵塞等关键技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械加工
，涉及一种发动机部件加工工艺及设备的改进o
技术介绍
柱塞(如图1、 2所示)是发动机供油系统中齣一个重要鄺件， 而柱塞两侧螺旋槽的作用是控制供油量大小，柱塞封闭蠊旋槽的宽度 只有3跳材料是GCrl5。随着供油系统供油压力和喷油速率的提高、 柱塞的结构更加复杂、精度相应提高、高硬度封闭油欐柱塞等國素， 复杂结构广泛应用，但目前其工艺很完全满足上述要求》现在国内柱塞加工工艺步骤为-1、 加工外形轮廓。2、 铣螺旋槽。3、 淬火HRC61 65。4、 磨外圆》5、 研磨配柱塞偶件。由于柱塞封闭螺旋槽的宽度3咖，材料是GCrl5,经淬火后硬度 HRC61 65 ，且经淬火后柱塞封闭螺旋槽的变形及表繭彫成氧化层， 柱塞封闭螺旋槽恻面直线度、平面度达不到产品设计要求^而现有的技术和设备无法精加工柱塞封闭螺旋槽。
技术实现思路
本专利技术的目的是-提供一种柱塞螺旋槽高速数控磨削工艺及设备，它解决了刀具强 度、使用寿命和防堵塞等关键技术问题。 本专利技术的工艺是采用C测砂轮，提高砂轮强度及酎磨性； 采用高频调速刚性电主轴以提高主轴高速运动的平稳性； 采用气冷却和振动系统增加振动机能减少走刀量，增加砂^ 向 微量窜动n所釆用的CBN砂轮，直径小2.5鹏、长60鹏te綱棒一端涂上高 3mm、厚O. lmm CBN材料。 本专利技术的设备是-横向X轴、纵向Y轴和回转A轴进给采用数字控翻鹏给磨鑭床， 主轴是高速调频刚性电主轴，同时带有气冷却和振动系统》磨,砂轮 为CBN砂轮。本专利技术的有益效果是-突破新一代发动机供油系统精密加工技术，从鰂造工艺技.术上保 障发动机性能的提高。高硬度柱塞封闭斜油槽磨,加工工艺研究，为 高压供油系统关键零件提供制造工艺技术a采用高速调频刚性电主轴提高砂轮主输速度翻运动,平稳性，采 用气冷却和振动系统，减少走刀量，增设砂轮轴向黴量竃动，解决砂轮强度、寿命和防堵塞等关键技术问题。在高硬度材料的磨削与变形控制技术方面积累了宝贵的经验，提 高了我国的精密加工与制造水平。附图说明图1是柱塞结构图2是柱塞局部结构图3是CHM砂轮磨削螺旋槽侧面示意图4是柱塞数控磨削设备结构主视图5是柱塞数控磨削设备结构侧视图。具体实施例方式实施例l-如图3所示，12是柱塞、13是CBN砂轮；如團4、 5所示，l是 床身、2是气fc、 3是横向伺服电机(X辎)、4回转伺脤电机(Y轴)、 5是工件夹具、6是电主轴、7是振动电机、8是十字滑台、9是缀向 伺服电机(A轴)IO是砂轮头、ll是振动机构。在柱塞封闭螺旋槽磨削加工工艺中柱塞封闭螺旋槽的宽度只有3鹏，材料是GCrl5，经淬火后 HRC61 65，其加工方式只能是小砂轮柱磨削的方式,。由于直径4 2.5鹏砂轮柱磨削加工槽的侧面，砂轮的变形比较大、砂轮强度及寿 命低，传统的砂轮无法使用。我们采用C鹏砂轮《在直径命2.5鹏、 长60mm的鋼棒一端涂上高3鹏、厚0. l鹏CBM材料L摁高了砂轮强 度及酎磨性，同时采用高频调速刚性电主辎提高主辘高速运动歸平稳性，釆用气冷却和振动系统增加振动机能减少走刀量，增加砂轮耥向 微量窜动，解决了刀具强度、寿命和防堵塞等关键技术H题。用上述加工工艺已实现柱塞封闭螺旋槽侧面直线度《O.Oan表 面粗糙度Ra《1.6uni;砂轮的使用寿命在500!左右。 主要工艺技术参数-(1) 磨削速度的选择-砂轮直径2.5亂转 速&=60000转/分砂轮速度- i", =2^, = 2^^^xMxl(r; -7.85( ^)《30祝/*.， 60 2 、., ，(2) 进给速度的选择-工件进给速度vw =0-012/n/min(3) 切入深度- =0.02历附(4) 磨削功率(it算公式略)= L77 x (0.012 x 0.02 x 11.5)P x 1 x U x 1在柱塞封闭螺旋槽磨削加工设备中-釆取三轴数字控制小砂轮高速磨削方法，进行柱塞封w油槽磨削加工》横向(X辅)、纵向(Y轴)和回转(A轴)进给采用数字控翻进给 方式，采用徵小进给当量的数控轴实现微量切削》釆用特殊的砂轮工 具，对高硬度柱塞斜油槽边缘进行微量切削加工幼釆用高速调频滩〗性 电主轴提高主轴速度和运动的平稳性，提高砂轮的,@采用气, 和振动系统，减少走刀量，增设砂轮辅向微量窜动，解渙了小砂轮强 度、寿命和防堵塞等关键技术问题。由计算得出设备各执行元器件的参数-(1) 伺服电机的选择-横向进给滑台(x轴)伺服电机.-转动惯量8.3kgcra2转速漏转/分扭矩4.5鼴纵向进给滑台(Y轴)伺服电机转动惯量4.7kgcm2 转速漏转/分 扭矩2-羅工件回转轴(A轴)的伺服电机.-转动惯量- 2聊cw^ 转速3000转/分。 扭矩1.5W(2) 振动电机的功率选择-移动体的重量W40公斤 移动距离S^0.4ffl恥/转三相异步电动机功率120W，转速2800转/分(3) 升降机构气缸的选择气缸移动体重量200公斤 气缸缸径dN160fflBFl6c鹏.管路气压P-4公斤/on2气缸举升力F = 800% x纖g4(4)电主轴的选择变频调速电主轴功率1500W,转速0 80000转/分频率0 1000Hz工作过程(1) 打开机床电源开关，电源指示灯亮。(2) 按启动按钮数控系统进行初始化后.，控制台屏幕出现如所示信息》(3) 分别连续按+X+Y+A按钮，谰整fU^各坐标轴， 使各轴回到坐标原点。(4) 各轴调整至出现参考点符号，系统完成原点坐标操作。(5) 装工件将柱塞放入弹簧夹头内，插入手持定位销校正工件至正确位置，旋紧弹簧夹头蟝母。(6) 工件安装至正确位置后，必须拨出并旋转定位销，方可进 行磨削加工。(7) 选择加工程序，(8) 打开加工程序,可对加工参数进行修改,修改完咸后,按执行,系统准备完毕。(9) 按自动运行按钮Cycle Start，机床自动运行自动加工 辦至此机床自动完成螺旋槽磨削加工》权利要求1、一种柱塞螺旋槽高速数控磨削工艺，其工艺是采用CBN砂轮，提高砂轮强度及耐磨性；采用高频调速刚性电主轴以提高主轴高速运动的平稳性采用气冷却和振动系统增加振动机能减少走刀量，增加砂轮轴向微量窜动。2、 一种柱塞螺旋槽高速数控磨削工艺的设备，其鑀备是-横向X轴、纵向Y轴和回转A轴进给采用数，制遞给磨翻床，主轴是高速调频剛性电主轴，同时带有气冷却和振动系统，磨徵l砂轮 为CBN砂轮。3、裉据权利要求2所述的一种柱塞蠊旋槽高速，磨削工艺的 设备，其设备是所采用的CBN砂轮，直径命2.5 、长60oim的钢棒 一端涂上高3鹏、厚0. lrnm CBN材料。全文摘要一种柱塞螺旋槽高速数控磨削工艺及设备，涉及一种发动机部件加工工艺及设备的改进，其工艺是采用CBN砂轮，提高砂轮强度及耐磨性；采用高频调速刚性电主轴以提高主轴高速运动的平稳性；采用气冷却和振动系统增加振动机能减少走刀量，增加砂轮轴向微量窜动。其设备是横向X轴、纵向Y轴和回转A轴进给采用数字控制进给磨削床，主轴是高速调频刚性电主轴，同时带有气冷却和振动系统，磨削砂轻为CBN砂轮。有益效果是突破新一代发动机供油系统精密加工技术。为高压供油系统关键零件提供制造工艺技术。提高砂轮主轴速度和运动的平稳性，减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱塞螺旋槽高速数控磨削工艺，其工艺是：采用ＣＢＮ砂轮，提高砂轮强度及耐磨性；采用高频调速刚性电主轴以提高主轴高速运动的平稳性；采用气冷却和振动系统增加振动机能减少走刀量，增加砂轮轴向微量窜动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宝共，闫晓丽，聂凤明，王大森，吴庆堂，崔文波，刘劲松，张维杰，
申请(专利权)人：长春设备工艺研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]