磨料浆体射流微孔喷嘴内流道加工设备及实时流量检测和控制方法技术

本发明专利技术涉及一种磨料浆体射流微孔喷嘴内流道加工设备及实时流量检测和控制方法。 本设备包括：油箱、浆料箱和高压料罐，一条高压管路和一条回油管路连通高压料罐的进 油口和油箱，一条进料管和一条供料管连通高压料罐的进料口和浆料箱，高压料罐的进油 口处装有一个高精度流量计，加工的微孔喷嘴接通一个供料接口，在该供料接头的进口处 装有一个截止阀，供料接头装在夹紧装置上。通过高精度流量计测量高压料罐的实时进油 量，即是加工微孔喷嘴的实时流量。将实时浆体流量检测数据输入到控制器，在浆体流量 达到给定值时，控制器输出控制信号关闭截止阀，停止加工。采用本发明专利技术，研磨效率高， 精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
在工业生产实践中，流体流过微孔喷嘴的应用是非常广泛的，比如在内燃机的燃油喷射 系统中，利用高压使燃油由喷油器体的微孔喷嘴喷射来使燃油雾化；在涡轮发动机中，冷却 系统通过微孔喷嘴喷射冷却气体来冷却系统；在高精度的轴承系统中，利用微孔喷嘴喷射润 滑剂来润滑轴承等等。在诸如此类的应用中，微孔喷嘴流量的控制非常重要，流量误差的微 小差异都会影响产品的整体性能。在实际应用中，当微孔喷嘴的孔径不变时其流量越大性能越好，所以需要提高微孔喷嘴 的流速系数。通过孔口倒角去除内孔毛刺与附着物提高流速系数以提高其流量。但是微孔喷 嘴孔径极小在lmm以下，利用常规的倒角去毛刺等技术手段很难达到以上目的。例如内燃机 喷油系统，喷油系统喷孔流量是内燃机喷射性能的重要技术指标之一，它对内燃机机的动力 性、经济性和排放指标有直接的影响。在喷孔的加工中，为了满足喷孔流量而增大喷孔孔径的 方法是不可取的，这样会使油耗增加、排放恶化。所以保证额定流量的前提下应尽量縮小喷孔 孔径,这对内燃机的工作更有利。另一方面，现实应用中在同一系统中使用多个微孔喷嘴时，要求不同微孔喷嘴有相同流 量，如果不同微孔喷嘴的流量误差对整个系统的性能有巨大影响。例如多缸柴油机，不同缸 所用喷油器的喷嘴流量误差对柴油机工作效率、燃油燃烧率及碳排放量有着重要影响。减小 同一系统中不同微孔喷嘴间的流量误差，可以有效地提高各缸工作的同步性和燃油燃烧效率， 减少各缸连杆对柴油机曲轴的冲击，减小振动，提高整机性能。目前微孔喷嘴加工中，在对微孔喷嘴进行研磨的同时又可以监测其流量，以便最终提高 微孔喷嘴流速系数，控制其流量精度的技术有l.电化学方法该方法在实施时利用液压缸把液体挤入微孔喷嘴，把微孔喷嘴工件当阳 极或者阴极，电解液当作另一极，利用电火花加工孔或者对孔进行电镀，来改变孔的实时流 量，通过测量液压缸活塞杆在加工时的轴向位移来测量微孔的实时流量，当流量达到预定值 时停止加工。具体详细实施见美国专利4995947。该方法通过电解可以提高微孔喷嘴的流速系数，通过电镀可以降低其流速系数，既可以对初始流量比预定值小的孔进行加工而且还可以对初始流量比预定值大的孔进行加工。对于 硬度较大的材料和不导电的材料都可以进行加工，而且可以控制孔的形状。但是由于电化学 方法本身固有的缺陷，对孔边缘的加工量难以一致。在加工中电解液的浓度随着加工的进行 不断变化，使得加工速度难以控制。通过测量液压缸活塞杆的位移来换算微孔流量，由于活 塞惯性、活塞与缸体间的摩擦、位移传感器的误差等因素的存在，流量测量的误差较大。2. 美国挤压研磨公司的挤压研磨技术。成胶体状的研磨剂在高压作用下进入微孔后流出， 通过表面磨削去除喷孔边角与毛刺。加工过程中，挤压研磨介质能随被加工工件的形状自然 取向，相当于随加工面变化的流体砂轮,对加工表面进行磨削，加工后不会留下明显的刀痕， 可使加工表面的表面粗糙度得到明显改善。通过测量液压缸活塞杆在加工时轴向位移来测量 微孔的实时流量，当流量达到预定值时停止加工。详细介绍见美国专利5054247。此方法对微孔喷嘴的加工磨削量小，故对喷孔钻孔精确度要求高；由于活塞的动密封问 题容易使研磨剂泄露进入液压油腔引起故障；通过测量液压缸活塞杆的位移来换算微孔流量， 由于活塞惯性、活塞与缸体间的摩擦、位移传感器的误差等因素的影响，流量测量的误差较 大，难以满足小流量情况下高精度测量的要求。3. 液体挤压研磨技术。其研磨剂成液态，按照其射流发生方式的不同可以分为两类由液压系统驱动液压缸来使研磨剂进入微孔喷嘴内流道进行加工的方法，详细见美国专利 6132482与5807163。由浆料泵直接把研磨剂泵入微孔喷嘴内流道进行加工的方法，详细见美 国专利6575815。研磨剂流过微孔内流道时，在孔的边角部位形成急剧的滑擦作用，可以对孔 口倒角、去除毛刺。这两种方法在加工时，对微孔喷嘴实时流量的检测，都是利用流量计直 接测量进入微孔喷嘴内流道的研磨剂的流量，来测量微孔喷嘴的实时流量。当流量值达到预 定值时停止加工。以上两种方法，利用流量计直接测量浆料的实时流量虽然可以准确地测量到微孔喷嘴实 时流量值，但是如果加工中使用具有很强磨削能力的磨料时，对流量计性能要求非常高，流 量计的寿命和精度难以保证。用液压缸来挤压研磨剂，由于活塞动密封问题易使研磨剂泄露 进入液压油腔故也不可以通过测量液压油的流量来测量微孔实时流量。利用浆料泵直接将浆 料加入微孔内流道，系统的压力难以稳定，加工中系统压力容易波动，测量误差大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对已有技术存在的缺陷，提供一种磨料浆体射流微孔喷嘴内流道 加工设备及实时流量检测和控制方法，利用磨料浆体射流技术对微孔喷嘴内流道进行加工并 同步检测控制其实时流量。通过对微孔喷嘴进行孔口倒角、去除毛刺和表面附着物，提高微孔喷嘴内流道流量系数；通过检测微孔喷嘴实时流量来控制其流量误差精度。为了达到上述 目的，本专利技术中解决问题的主要思路为(1) 采用磨料浆体射流技术，用高压发生装置使磨料浆体在调定的系统压力下高速流动， 使磨料浆体中磨料粒子动能增大具有较强磨削能力。浆料进入微孔喷嘴内流道后喷射出去， 通过磨料粒子对孔口和孔壁的磨削作用，进行孔口倒角，去除孔内壁表面毛刺和氧化物等附 着物的目的。从而有效地提高喷孔流量系数。(2) 在研磨时，微孔喷嘴实时流量在磨料的磨削作用下处于不断变化状态。利用进入料 罐的液压油的实时流量与由微孔喷嘴喷出的浆体流量相等的原理，通过测量料罐进油口液压 油的实时流量间接地测量微孔的实时流量。当微孔流量达到设定值时停止加工。根据上述思路，本专利技术采用下述技术方案-一种磨料浆体射流微孔喷嘴内流道加工设备(如图1)，包括一个油箱、 一个浆料箱和一 个高压料罐， 一条高压管道的进口端接通所述油箱并依次连接一个吸油滤油器、 一个油泵、 两个单向阀后另一端接通所述高压料罐、的进油口； 一条回油管路接通高压料罐的进油口，并依次连接一个截止阀和一个回油滤油器后，另一端接通油箱； 一条进料管的一端接通浆料 箱，并依次连接一个浆料过滤器、 一个浆料泵和一个截止阀后，另一端连接高压料罐的进料 口； 一条供料管的一端接通高压料罐的进料口，并连接一根软管后接通一个供料接头；所述 供料接头与安装在工件座上的微孔喷嘴接通。一种微孔喷嘴流量的实时检测方法，采用上述的磨料浆体射流微孔喷嘴内流道加工设备 进行实时检测，其特征在于应用进入高压料罐的液压油的实时流量与由喷嘴喷出的衆体流量 相等的原理，通过所述高精度流量计测量高压料罐进油口液压油的实时流暈就间接地测出了 被加工微孔喷嘴的实时流量，其精确度达到10—3。一种微孔喷嘴内流道加工控制方法，采用根据权利要求3所述的微孔喷嘴流量的实时检 测方法进行实时浆体流量检测并实现加工控制；其特征在于将实时浆体流量检测的数据输入 到控制器，当浆体流量值达到设定值是，控制器输出控制信号指令，所述截止阀19关闭，停 止加工。本专利技术具有如下突出实质性的特点和显著优点1. 可以对微孔喷嘴内流道进行加工，进行孔口倒角，去除微孔喷嘴内流道毛刺与表面附 着物等，提高流速系数。2. 加工时微孔喷嘴流量可实时检测本设备利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磨料浆体射流微孔喷嘴内流道加工设备，包括一个油箱（１）、一个浆料箱（１８）和一个高压料罐（１４），一条高压管道（７）的进口端接通所述油箱并依次连接一个吸油滤油器（２）、一个油泵（３）、两个单向阀（４、６）后，另一端接通所述高压料罐（１４）的进油口；一条回油管路接通高压料罐（１４）的进油口，并依次连接一个截止阀（１３）和一个回油滤油器（１２）后，另一端接通油箱（１）；一条进料管的一端接通浆料箱（１８），并依次连接一个浆料过滤器（１７）、一个浆料泵（１６）和一个截止阀（１５）后，另一端连接高压料罐（１４）的进料口；一条供料管的一端接通高压料罐（１４）的进料口，并连接一根软管后接通一个供料接头（２２）；所述供料接头（２２）与安装在工件座（２４）上的微孔喷嘴（２３）接通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘林生，蔡红霞，俞涛，徐翀，李明辉，柏余杰，
申请(专利权)人：刘林生，蔡红霞，俞涛，徐翀，李明辉，柏余杰，
类型：发明
国别省市：31