[发明专利]一种喷油孔激光高效精密自动加工装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车零部件微孔激光加工技术领域，具体涉及一种喷油孔激光高效精密自动加工装置及方法。

背景技术

喷油器是燃油进入燃烧室的最后一个环节，也是汽车发动机燃油喷射系统的一个关键执行机构，是一种加工精度要求很高的精密器件。喷油板是喷油器的关键零件之一，喷油孔是喷油板上的重要结构特征，喷油孔的结构特征、微观几何形貌和加工质量等参数(直径、长度、锥度、形状、表面粗糙度、孔口边沿等)综合在一起决定着发动机的燃油流动、喷射形态和雾化效果，进而决定着发动机的噪声、排放、油耗等性能。

在欧美发达国家，由于对能源的利用率高，尾气排放对环境污染的控制严格，使得喷油孔直径必须满足如下要求：符合欧III排放法规的喷油孔直径为Φ0.14～0.17mm，符合欧IV排放法规的喷油孔直径为Φ0.10～0.15mm，符合欧V排放法规的喷油孔直径为Φ0.09～0.12mm，符合欧VI排放法规的喷油孔直径为Φ0.08～0.09mm，并且带有0.01～0.15mm的K系数倒锥。由此可见，喷油孔的孔径有逐渐减小的发展趋势，为了保证燃油供给量，孔数有增多的趋势，由原先只有1个孔径较大的直孔发展为2个、4个或更多个孔径较小的斜孔，因为在其它条件不变的情况下，喷油孔直径越大，燃油雾化质量越差，雾化颗粒不细、不均匀，虽然喷油孔直径大可以加快喷射进程、缩短喷油持续期，但燃油与空气混合质量差，燃烧不充分，从而影响排放。在喷油压力差(ΔP)不变时，减小喷油孔直径，可以减小燃油雾化颗粒的平均直径，雾化效果好，与空气混合充分，改善燃烧条件，减少废气(包括：碳烟、NO_X、HC)排放。

随着排放法规越来越严，喷油孔的孔径逐渐减小，孔数逐渐增多，而且由早期的单个直孔发展为目前的多个斜孔，从而对微细喷油孔的加工提出了更高要求。传统的冲孔法和钻孔法已无能为力或存在很多困难(冲头和钻头因为加工直径太小的斜孔极易折断)。放电加工(Electro discharge machining，简称EDM)也称电火花加工，是目前喷油孔加工的主要方法。然而EDM方法通过电火花烧蚀原理去除材料，所加工孔壁由相互重叠的微蚀坑构成，因而存在表面较粗糙、重铸层、热影响区、微裂纹、电极磨损快等缺陷。为了提高微细喷油孔的表面质量，必须降低脉冲电火花的能量和加工进给速度，或者采用后续光整加工工序(主要是磨料流光整加工)，因此不仅降低了加工效率，而且增加了生产成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种自动化程度高、加工效率高，生产成本低的喷油孔激光高效精密自动加工装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种喷油孔激光高效精密自动加工装置，包括旋转定位装置和直线移动定位装置，所述的旋转定位装置包括压板、载物台、轴承、第一步进电机和第一联轴器，所述压板呈圆筒状，压板由磁性材料制造而成，压板套接在载物台上端面，所述载物台下端通过第一联轴器与第一步进电机的主轴连接固定；所述直线移动装置包括直线移动台、丝杠、螺母、导轨、支撑座，第二联轴器和第二步进电机，所述直线移动台上端中部设置有轴承槽，所述轴承与载物台下端套接后嵌入式安装在轴承槽内，所述螺母与直线移动台下端可拆卸连接，且螺母上设置有两个圆柱孔和一个丝杠孔，所述每个圆柱孔内穿设一条导轨，丝杠穿设在丝杠孔内，且两条导轨和丝杠两端均与支撑座固定连接，所述第二步进电机设置在丝杠一端，第二步进电机的主轴通过第二连轴器与丝杠连接固定。

通过采用上述技术方案，第一步进电机主轴的旋转运动带动载物台旋转定位，第二步进电机主轴驱动丝杠转动，丝杠转动驱动螺母沿着丝杠轴线作直线移动，从而带动螺母和直线移动台作直线移动，加工效率和自动化程度高、几乎无切削和作用力、生产成本低。

本发明进一步设置为：所述载物台为圆柱形阶梯轴，载物台大端外圆柱面与压板侧壁内表面配合，载物台大端端面中间部位设置有阶梯盲孔。通过本设置，载物台结构设置合理，工作更加可靠。

本发明还进一步设置为：所述压板中部对准盲孔位置开设有一个通孔，且通孔的直径小于载物台的大盲孔直径，而与喷油板零件的端面内壁直径相等。通过本设置，通孔位置开设合理，保证能够压住被加工的喷油板零件。

本发明还进一步设置为：所述直线移动台呈圆柱形，直线移动台上端面设置有阶梯盲孔，所述轴承孔位于阶梯盲孔正上方，与阶梯盲孔呈一体结构。通过本设置，直线移动台结构设置合理，部件安装操作方便，使得结构紧凑，工作可靠。