用于流体抛光的方法和装置的制作方法
专利名称：用于流体抛光的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体抛光方法和用于实施流体抛光方法的流体抛光装置。更具体地，本发明涉及一种通过采用料浆对微孔进行高精度加工的方法以及用于该方法的装置。
背景技术：
存在许多具有高精度加工的微孔例如燃料喷射器的喷嘴头、化油器的喷口、用于调节流体流率的喷孔、打印机的喷嘴等的设备。用于加工这种微孔的方法包括采用激光、电子束和放电加工方法。存在以下情况，即在通过所述方法不能获得足够精度时采用流体抛光。一种采用流体抛光方法的实例是用于柴油机共轨燃料喷射器喷孔的微孔的加工。近来，共轨构造一直被用于柴油机，并且柴油机被安装在范围从具有大约80kW输出的小型汽车到大型货车的多种车辆上。但是，如果在燃料喷射器中产生任何流率误差，则燃料效率降低并且这对经济性产生不利的影响。同时，在排气中不合乎要求地提高了环境污染，这是不希望出现的。
柴油机共轨喷射器的流率误差受作为其组件之一的喷孔静油流率精度的影响，调量加工(metering process)一直通过流体抛光完成。通过使利用活塞运动从缸筒中排出的料浆(磨料和油的混合物)流过喷孔以扩大直径并形成入口R来完成流体抛光。但是，存在以下情况，即油流率大大超过目标流率因而引起故障，或者油流率大大小于目标流率并需要反复进行微调。
现有技术中已经提出了一种对柴油机燃料喷射器喷嘴的微孔流体进行抛光的方法(例如，PCT申请的日语译文申请11-510437)。用于这种流体抛光方法的流体抛光装置包括料浆槽以及用于供给料浆的缸筒。
根据现有技术的流体抛光方法中存在着在加工过程中发生转换缸筒的可能性。在流体抛光装置中，在料浆用完之后每个缸筒的活塞缩回以从槽中吸入料浆。由于存在吸入时间，因此设备具有两个缸筒以在一个缸筒中的料浆用完之后采用另一个缸筒。尽管如此，加工压力在转换的瞬间和产生压力波动时不能保持恒定。如果压力瞬间上升，则流率参照公式Q＝A·√P(A常数，P压力)明显上升并达到目标流率。因而，不能完成适当的加工并且实际油流率变得更小(参见图3和4)。当转换缸筒的时刻发生在流率接近料浆目标流率时(小大约1-2cc/min)，相反油流率变大。由于流体抛光的加工能力与压力成比例，因此当转换的瞬间压力变得更大时促进了加工并且使原本应该在较短时间之后被完成的加工被过度实施。从而，油流率变得更大(参见图4)。为了解决这一问题，可以考虑使缸筒容积大大增加并降低转换的频率。但是，当缸筒容积增加时，料浆会被分离并且磨料会沉淀在缸筒内，使得加工能力发生变化并且沉淀的磨料被固结并堵塞缸筒。
发明内容
鉴于以上所述的问题，本发明的目的是提供一种能够在流体抛光过程中避免缸筒转换并且能够通过防止料浆的分离以及磨料的沉淀从而提高微孔加工精度的流体抛光方法和用于该方法的装置。
柴油机共轨喷射器的流率误差很大程度地受作为喷射器构件的喷孔静油流率精度的影响并且通过流体抛光形成调量加工。通过使利用活塞运动从缸筒中被排出的料浆(磨料和油的混合物)流过喷孔以扩大直径并形成入口R来实施流体抛光。
流体抛光中的加工能力取决于料浆的状态以及加工压力。压力通过设备被控制在恒定等级，但在使用过程中由于磨料的磨损以及调量油的混合使料浆劣化，从而加工容量系数日益下降。通过加工容量系数的下降，加工精度变差，并且加工时间逐渐变长，由此延长了一个加工过程的循环时间(CT)(参见图9)。
提出流体抛光方法的其它现有技术是已知的(例如，日本待审专利公开(Kokai)No.2004-284014和PCT申请的日语译文申请No.11-510437)，但这些参考文献没有提出本发明的方案。
本发明在以上所述的情况下完成并提出一种能够防止由于料浆随时间的劣化而导致的加工时间逐渐提高以及最终循环时间的延长的流体抛光方法和用于该方法的装置，所述料浆随时间的劣化是由流体抛光过程中磨料的磨损以及调量油的混合而导致的。
根据现有技术的流体抛光方法包括以下步骤，即使料浆流过喷孔直至料浆流率达到被设定为低于实际目标志的预定值、当时测量作为操作流体流过喷孔的油的流率(油流率)、根据油流率的不足决定进一步所需的加工时间以及在所需加工时间内执行流体抛光以完成喷孔的微孔的加工。
然而，其结果为，加工精度变差并且油流率的变化变大。作为调量方法，已经提出了一种方法(例如在日本待审专利公开(Kokai)No.2004-284014)，即从过去的统计数据中确定油流率变化量与加工时间(被称为“加工容量系数”)之间的关系、根据该关系决定加工时间以及执行加工。但是，由于加工容量系数随着工件的不同而变化，因此在统计值和实际值之间存在差异，加工时间的估计精度随着这一差异而变差，引起加工精度的下降。
根据由加工容量系数确定加工时间的流体抛光方法，通过流率目标值和加工容量系数(K)之间的差值(dQ)确定加工时间(T)(也就是T＝dQ/K)。在此，如图4所示通过采集N次平均值或N次中的最大值从过去的数据中统计确定加工容量系数。但是，由于实际中工件间存在偏差，因此统计值和实际值之间的差值导致加工时间(T)的估计精度变差。这样，即使根据该T值实施加工，也不能达到目标油流率。当与实际加工容量系数相比统计值更小时，加工时间(T)被估计成是一个更大的值，从而超过了目标流率并且操作变差。相反，当统计值比实际值更大时，加工时间(T)被估计成是一个更小的值。尽管在这种情况下不会达到目标流率，但可以通过执行额外的工作获得目标值。因此，现在通过将修正值α加在统计值上使加工容量系数被估计成是一个比实际值更大的值。但是，当采用这一流程时，加工时间总是被估计成是一个更小的值并且不容易达到目标值。因而，增加了重复的次数并且还增加了包括测量值在内的总的加工时间。
另一现有技术提出了一种流体抛光方法(例如PCT申请的日语译文No.11-510437)，但该参考文献并没有公开本发明的方案。
在以上所述的情形下，本发明的目的是提供一种能够通过根据流体抛光的过去统计值估计加工时间的方法提高加工时间变长从而提高微孔的加工精度的流体抛光方法以及用于该方法的装置。
为了实现以上所述的目的，本发明的第一方面提供一种用于通过向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对所述工件(5)上的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，其中直至停止流程才停止通过供给装置(2a)供给料浆(7)。
根据这一构造，可以在向工件供给料浆的流体抛光过程中在不停止料浆供给装置的情况下执行抛光。因此，可以防止加工过程中料浆流率的瞬时波动并且可以提高工件微孔的加工精度。
在本发明的第二方面中，所述装置包括多个供给装置(2a；2b)，在实施停止流程之后通过转换流程使供给装置(2a；2b)转换到另一供给装置(5)。由于供给装置(2a；2b)在停止流程之后被转换，因此供给装置(2a；2b)在中间阶段不被操作并且料浆(7)的供给不会停止直至停止流程。
根据这一构造，可以避免料浆供给装置的转换操作插入到用于向工件供给料浆的流体抛光过程中。因此，可以防止加工过程中料浆流率的瞬时波动并提高工件微孔的加工精度。
在以上所述的第一方面，本发明的第三方面的特征是供给装置(2a)是柱塞式的并具有缸筒(2a)，缸筒(2a)内剩余的料浆(7)在工件供给装置例如机械手将工件装配到夹具上和从夹具上取下工件的同时全部返回到所述料浆槽(1)，并且料浆(7)再次被吸入，使得该缸筒(2a)基本上完全充满所述料浆(7)。
根据本发明的这一方面，可以通过与工件的装配或取下同时地执行缸筒的装填缩短加工时间，并且由于缸筒内的料浆全部返回到料浆槽，可以防止料浆的分离以及缸筒内磨料的沉淀。这样还有助于工件微孔的加工精度的提高。
在以上所述的第二方面，本发明的第四方面的特征是供给装置(2a，2b)是柱塞式的并具有缸筒(2a，2b)，处于休止状态其它供给装置使缸筒(2a，2b)内剩余的料浆(7)全部返回到所述料浆槽(1)，同时处于操作状态的供给装置向工件(5)供给料浆，随后再次吸入料浆(7)，并基本上使缸筒(2a，2b)完全充满料浆(7)。
根据本发明的这一方面，当交替采用两组缸筒时，可以通过与加工同时地执行缸筒的填充缩短加工时间并且被转换并在下一加工步骤中处于休止状态的缸筒内的料浆全部回到料浆槽。由于可以防止缸筒内料浆的分离以及磨料的沉淀，因此这还有助于工件微孔加工精度的提高。
在以上所述的第三或第四方面，本发明的第五方面的特征是每个缸筒(2a，2b)的容量至少100cc。
根据本发明的这一方面，可以通过采用具有足够容量的缸筒避免在向工件供给料浆的流体抛光的每个过程中插入缸筒转换操作并且最终提高工件微孔的加工精度。
在以上所述的第一到第五方面中的任意一方面中，本发明的第六方面的特征是所述供给装置(2a；2b)的供给压力保持恒定。
根据这一方面，可以毫无问题并平稳地执行微孔的抛光。
在以上所述的第一到第六方面中，本发明的第七方面的特征是工件(5)是柴油机燃料喷射器的微孔。
为了实现以上所述的目的，本发明的第八方面提供一种用于通过向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对所述工件(5)上的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，并且该方法包括至少一个过程。在该至少一个过程中，在预定加工时间(T)内使料浆(7)流到工件并测量加工之前和之后的操作流体流率(Q1，Q2)。在流体抛光方法中，根据有关加工之前和之后的操作流体流率的增量(dQ＝Q2-Q1)与所述加工时间(T)的比值(dQ/T)的过去数据确定加工容量系数(K)，并且当所述加工容量系数(K)小于预定阈值时，采取用于提高流体抛光加工性能的措施。
根据这一构造，料浆质量劣化被检测作为加工容量系数(K)的变化。将阈值与加工容量系数进行比较并且当加工容量系数变得小于该阈值时，提高流体抛光性能以解决料浆质量劣化并防止加工循环时间(CT)的增加。
在以上所述的第八方面，本发明的第九方面的特征是操作流体是料浆、油和空气中的任意一个。
这一方面披露了有关实施操作流体的内容。
在以上所述的第八或第九方面，本发明第十方面的特征是用于提高流体抛光加工性能的措施是提高从供给装置中供给料浆(7)的供给压力的方法。
这一方面通过提供加工压力解决了料浆的劣化并防止加工循环时间(CT)的增加。
在以上所述的第八或第九方面，本发明第十一方面的特征是用于提高流体抛光加工性能的措施是新料浆(7)的补充。
根据这一方面，当加工容量系数变得小于阈值时执行料浆补充并以这种方式防止加工循环时间(CT)的增加。
在以上所述的第八到第十一方面的任意一方面，本发明的第十二方面的特征是加工容量系数(K)被确定为多个工件的移动平均值(∑Kj/N)并且每个工件的加工容量系数(Kj)是工件在每个过程的加工容量系数(Ki)的平均值(∑Ki/M)。
根据这一方面，披露了有关用于实施确定加工容量系数的方法的内容。
在以上所述的第八到第十一方面中的任意一方面，本发明第十三方面的特征是加工容量系数(K)被确定为多个工件的移动平均值(∑Kj/N)，并且通过数学外推法计算每个工件的加工容量系数(Kj)，所述数学外推法采用工件每个步骤的操作流体流率以及通过与每个操作流体流率相对应的加工时间形成的三个或多个操作流体流率。
根据这一方面，披露了有关实施确定加工容量系数的方法的内容。
在以上所述的第十三方面，本发明第十四方面的特征是所述数学外推法是最小二乘法。
根据这一方面，披露了有关实施确定加工容量系数的方法的内容。
在以上所述的第八到第十四方面的任意一方面，本发明第十五方面的特征是在一个工件(5)的加工过程中从供给装置供给料浆(7)的供给压力保持恒定。
根据这一方面，可以更平稳并毫无问题地执行微孔的抛光。
在以上所述的第八到第十五方面中的任意一方面，本发明第十六方面的特征是工件(5)是柴油机燃料喷射器的微孔。
为了实现以上所述的目的，本方面的第十七方面提供了一种用于通过由供给装置向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对工件(5)上的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，包括主过程、辅助过程和完成过程。在主过程中，料浆供给流率可靠地被限定在低水平并且料浆供给装置在微孔小于目标直径的加工阶段停止。测量第一操作流体流率(Q1)作为在该时刻流过微孔的操作流体的流率。在辅助过程中，根据第一操作流体流率(Q1)计算未达到目标加工的第二加工时间(T1)，并且在第二加工时间(T1)内执行抛光之后停止供给装置。测量第二操作流体流率(Q2)作为在该点流过微孔的操作流体的流率。在完成过程中，根据第二操作流体流率(Q2)计算目标第三加工时间(T2)，并且在第三加工时间(T2)内执行抛光。在此，通过加工容量系数(K)确定辅助和完成过程中的加工时间(T1，T2)，并且加工容量系数(K)是加工过程中操作流体流率增量(dQ)与加工时间(T)的比值(dQ/T)的函数(K＝f(x)，x＝dQ/T)。
为了借助基于流体抛光过去统计量来估计加工时间的方法从而提高加工时间的精度，该构造计算每个工件的加工容量系数，或者换句话说，根据操作流体流率增量和加工时间计算加工容量系数、通过由加工容量系数确定加工时间完成具有更高精度的加工、以及提高工件微孔的加工精度。
在以上所述的第十七方面，本方面第十八方面的特征是通过在第一加工时间(T0)内供给料浆(7)执行主过程中的加工，所述第一加工时间通过过去的流体抛光数据确定并且可靠地比加工目标微孔所需的加工时间更短。
根据这一构造，由于在某种程度上作为流体抛光的第一过程中执行加工可靠地不超过所需的加工量。因而，不会产生过加工并且可以实施能够减少加工时间的高效加工。
流体抛光的初始阶段是一个受料浆状态和工件形状影响的不稳定区域。因此，在本发明的第十九方面，在第十八方面中的第一加工时间(T0)是一个超出以上所述的不稳定区域的时间。
根据这一方面，在主过程中以超出作为流体抛光不稳定状态阶段的初始阶段的方式进行加工，并且因而随后的辅助过程和完成过程变得更容易。
在以上所述的第十七到第十九方面中的任意一方面，本发明第二十方面的特征是通过公式(1)计算所述辅助过程的第二加工时间(T1)T1＝(Qf-Q1)/第一加工容量系数在此，第一加工系数＝平均加工容量系数(K ave)+修正值(α)，并且Qf是目标操作流体流率。平均加工容量系数(K ave)是通过过去的流体抛光数据确定的加工容量系数(K)的平均值，以及所述修正值(α)是比加工容量系数(K)过去数据的偏差的单程幅值(3σ)更大的值。
这一方面披露了有关用于在辅助过程中确定适当的辅助加工时间的方法的具体内容。
在以上所述的第二十方面，本发明第二十一方面的特征是通过公式(2)计算完成过程中的第三加工时间(T2)T2＝(Qf-Q2)/第二加工容量系数(Kw)......(2)。
通过公式(3)计算所述第二加工容量系数(Kw)Kw＝(Q2-Q1)/T1 ......(3)。
这一方面披露了有关用于在完成过程中确定适当的第三加工时间的方法的具体内容。
在以上所述的第十七到第二十一方面任意一方面，本发明第二十二方面的特征是完成过程包括第一阶段和第二阶段。在第一阶段，根据第二操作流体流率(Q2)计算未达到目标加工的第三加工时间(T2)，在第三加工时间(T2)内执行抛光，并随后停止供给装置。测量第三操作流体流率(Q3)作为在该点流过微孔的操作流体的流率。在第二阶段，根据第三操作流体流率(Q3)计算目标第四加工时间(T3)，在第四加工时间(T3)内执行抛光，并随后停止供给装置。
这一方面披露了能够可靠提高加工精度的完成过程。
在以上所述的第二十三和第二十四方面，以上所述的第二十二方面，通过公式(4)计算第三加工时间(T2)T2＝(Q2-Q1)/第二加工容量系数(Kw2)。在此第二加工容量系数＝平均第一加工容量系数(K ave1)+修正值(β)。平均第一加工容量系数(K ave1)是由过去的流体抛光数据确定的第一加工容量系数的平均值，并且修正值(β)是一个比第一容量系数过去数据的偏差的单程幅值更大的值。在第二阶段，通过数学外推法特别是最小二乘法计算第四加工时间(T3)，所述数学外推法采用由测量到的第一、第二和第三操作流体流率(Q1，Q2，Q3)以及由与各个流率对应的第一、第二和第三加工时间(T0，T1，T2)形成的三个测量值。
根据第七和第八方面，进一步体现了在完成过程中确定适当的加工时间的方法。
在以上所述的第十七到第二十四方面中的任意一方面，本发明第二十五方面的特征是从供给装置供给料浆(7)的供给压力保持恒定。
根据这一方面，可以更稳定并毫无问题地通过流体抛光实施微孔的抛光。
在以上所述的第十七到第二十五方面中的任意一方面，本发明第二十六方面的特征是工件(5)是柴油机燃料喷射器的微孔。
这一方面进一步体现了本发明的应用。
顺便说，在圆括号内表示以上装置的附图标记是用于表示以下将在本发明实施方式中描述的具体装置之间的关系。
从以下结合附图提出的对本发明优选实施方式的描述中将会更详尽地理解本发明。
图1是示意性表示根据本发明一种实施方式的流体抛光装置的说明性视图；图2是用于对根据本发明一种实施方式的流体抛光方法进行说明的流程图；图3是表示在根据图5所示的现有技术实例的流体抛光方法中料浆压力和流率随时间变化的曲线图；图4是表示在根据现有技术的流体抛光方法中缸筒即将转换之间料浆流率和那时的油流率之间关系的曲线图，并且还表示根据本发明的流体抛光方法和现有技术实例之间的比较；图5是在另一实施方式中当工件被装配和取下时料浆再次被装入缸筒内的说明性视图；图6是表示根据本发明的一种实施方式的流体抛光装置示意性设备构造的说明性视图；图7是图6所示的流体抛光装置的加工单元构造的说明性视图；图8是图6所示的流体抛光装置的测量单元构造的说明性视图；图9是在流体抛光中加工容量系数随天数变化数据的曲线图；图10是在根据本发明第二实施方式的流体抛光方法中料浆劣化防止过程的流程图；图11是用于对在根据本发明一种实施方式的流体抛光方法中检测加工容量系数的方法进行说明的曲线图；图12是在根据本发明第三实施方式的流体抛光方法中料浆劣化防止过程的流程图；图13表示在经历现有技术的流体抛光的工件上加工容量系数的数据的曲线图；图14是用于对在流体抛光方法中油流率和加工时间之间的关系进行说明并且还对单个工件的加工容量系数进行说明的曲线图；图15是表示在根据本发明第四实施方式的流体抛光方法中油流率随加工时间改变并且还对检测加工容量系数的方法进行说明的曲线图；图16是本发明第四实施方式的流体抛光方法的流程图；图17是表示在根据本发明第五实施方式的流体抛光方法装油流率随加工时间改变并且还对检测加工容量系数的方法进行说明的曲线图；图18是根据本发明第五实施方式的流体抛光方法的流程图以及表示直到辅助加工的加工步骤的流程图；以及图19是根据本发明第五实施方式的流体抛光方法以及表示修正加工之后的加工步骤的流程图。
具体实施例方式
下文将参照附图对根据本发明优选实施方式的流体抛光装置进行详细描述。
图1是示意性表示根据本发明一种实施方式的流体抛光装置的说明性视图，图2是用于对采用图1所示的流体抛光装置的根据本发明一种实施方式的流体抛光方法进行说明的流程图。
首先，图1表示根据本发明一种实施方式的流体抛光装置50的示意性构造。在本实施方式中，流体抛光装置50被用于对包含柴油机燃料喷射装置(喷射器)上的喷孔(工件)5的微孔进行抛光。流体抛光装置50具有用于容纳包含抛光材料的抛光流体(料浆)7的料浆槽1。搅拌器4设置在料浆槽1上。由于料浆槽1内的抛光流体(料浆)7通过搅拌器4被搅拌，因此防止料浆7的分离和沉淀。流体抛光装置50还具有两组缸筒(供给装置)2a和2b以及两组三通阀3a和3b，每个缸筒具有活塞6a和6b。缸筒2a和2b是柱塞式供给装置。缸筒2a和2b用于排放料浆并且设置两个缸筒可以消除吸入时间损失。例如，在一个缸筒2a排出料浆的同时，另一个缸筒2b吸入料浆并等待缸筒的切换。因此，当缸筒2a被转换时，可以通过另一个缸筒2b无延迟地排出料浆。这些缸筒2a和2b优选具有至少100cc的容积(能够在至少30秒内获得200cc/min流率的容积)。(这一容量对应着80kW或更大的柴油机的喷射器喷孔)。
这样，当缸筒2a向喷孔5排出料浆时，三通阀3a使管路11与管路12连通并关闭管路13的出口。在这种情况下，三通阀3b使管路13与管路16连通，从而缸筒2b可以从料浆槽1中吸入料浆7，并且该管路的入口被关闭。三通阀3a在以上所述的缸筒转换时使管路11与管路13连通并且关闭管路12的入口。三通阀3b使管路14与管路15连通并且关闭管路16的出口。因此，缸筒2b可以向喷孔5排出料浆7并且缸筒2a可以从料浆槽1中吸入料浆7。从缸筒中排出的料浆7从管路12或15经过管路17和管路18被供给到待加工的喷孔5。
流体抛光装置50包括油缸(操作流体供给装置)22、油槽(流化流体槽)21、三通阀23和截止阀26。在随后提出的流率测量步骤中，油(在本申请中是煤油)从油槽21中通过供给管路23和截止阀26被吸入到油缸22内，并且油缸22通过三通阀23和管路18将油供给到喷孔(工件)5内。在这种情况下，三通阀23被设定成使管路25与管路18连通并关闭该管路17。当使料浆7流到喷孔5时，三通阀23被设定成使管路17与管路18连通并关闭管路35。在本实施方式中，油的供给装置是柱塞式油缸22，但也可以采用另外的流体供给装置例如定量泵。
进一步参照图2所示的流程图对根据一种实施方式的抛光方法进行详细描述。
当在本实施方式中执行料浆流率目标加工步骤(在图2中的步骤2(S2)-步骤6(S6))和调量步骤(步骤7(S7)-步骤13(S13))时，在步骤1(S1)开始加工并且执行料浆流率目标加工步骤。
在步骤2(S2)中，缸筒2a的活塞6a在三通阀3a使管路11与管路12连通的状态下向上移动，并且向喷孔5排出料浆7。为了达到预定的排出流率，缸筒2a的活塞6a的上升速度被控制成以恒定的排出压力供给料浆7。另一方面，缸筒2b的活塞6b在三通阀3b使管路14与管路16连通的状态下向下移动，并且从料浆槽1中吸入料浆7。接着，流程进行到步骤3(S3)并判断料浆流率是否达到目标值。当流率没有达到目标值时(NO)，活塞6a保持向上移动。另一方面，用于吸入料浆的活塞6b的下降速度优选是恒定的并且比缸筒2a的活塞6a的上升速度足够大。因此通常，活塞6b快速达到其下端并且料浆7填充缸筒2b的内部。
随着加工孔尺寸变得更大，活塞6a的上升速度逐渐变得更大并且最终料浆流率达到目标值。在这种情况下，当在步骤3中设定达到目标值的标记(YES)时，流程进行到步骤4(S4)。在S4中，缸筒2a停止并且流程进行到步骤5(S5)。当三通阀3a和3b如上所述被转换时，缸筒从2a被转换到2b。流程从S5进行到步骤6(S6)。三通阀23随后被转换并且执行油(操作流体)流率测量。在油流率的测量中，使油以预定的恒定压力流动并且在这种情况下测量油流率。在S4之后的步骤S5和S6中，缸筒2b的活塞6b已经达到最下端并且缸筒2b已经填满料浆7。当活塞6a向上移动到上端时，缸筒2a内的料浆7返回到料浆槽1。
在S6之后，流程进行到调量步骤。在步骤7(S7)，随后根据所测量的油流率值计算所需的必要的加工时间。接着，流程进行到步骤8(S8)。在S8，缸筒2b的活塞6b优选以料浆排出压力变得恒定的方式向上移动，并且通过使料浆7流向喷孔(工件)5进行流体抛光步骤。在步骤9(S9)中，判断是否达到预定必要的加工时间并且在判断结果为NO时通过活塞6b按所述向上移动而继续进行加工。流程在判断结果为YES时进行到步骤10(S10)。缸筒2b在S10停止。从S7到S10，缸筒2a的活塞6a根据所计算的必要的加工时间以比活塞6b的上升速度更高的速度向下移动，以从料浆槽1中吸入料浆7并用料浆7填充缸筒2a。
在步骤11(S11)中，三通阀3a和3b以与S5的缸筒转换相同的方式被转换以将缸筒从2b转换到2a。S11之后，缸筒2b内剩余的料浆7以与S5相同的方式全部返回到料浆槽1内。在步骤12(S12)中，通过与以上在S6中所述的相同的过程和方法执行油流率测量。在步骤13(S13)中，判断油流率是否达到目标值。当判断结果是NO时(当流率没有达到目标值时)，流程返回到S7并且在此计算必要的加工时间。通过采用缸筒2a重复执行步骤S8-S 13。执行这种重复直至油流率最后达到目标值。油流率在S13中达到目标值(YES)时，流程进行到步骤14(S14)并完成加工。
接着，将对以上所述的实施方式的效果和操作进行说明。
期望根据本实施方式的流体抛光方法以及能够执行所述流体抛光方法的流体抛光装置产生以下效果。
在用于通过采用每个具有足够容量的缸筒向作为工件的喷孔供给料浆的流体抛光的每个步骤中，可以避免在加工过程中插入缸筒转换操作。因此，可以防止在加工过程中料浆流率的瞬时波动并且可以提高喷孔的微孔的加工精度。
被转换并在下一步骤进入备用状态的缸筒内的料浆全部返回到料浆槽。因此，可以防止料浆的分离以及磨料沉淀在缸筒内并且这种效果还有助于提高喷孔的微孔的加工精度。
接着，将对本发明的另一实施方式进行说明。在以上所述的实施方式中，在从缸筒(S4或S10)的停止到油流率测量(S6或S12)的完成这一周期过程中缸筒2a或2b内的剩余料浆返回到料浆槽。新的料浆7此后从料浆槽1中被吸入以完全充满缸筒，为下一流体抛光步骤作准备。相反，在另一实施方式中，还可以在工件5被装配在抛光部分和从抛光部分被取下的工件装配/取下步骤过程中使缸筒内剩余的料浆7返回到料浆槽1并再次从料浆槽1中吸入新的料浆以完全充满缸筒(参见图5)。在图2所示的流程图中的S14和S1之间执行这一工件装配/取下步骤。还可以通过采用如图5所示的机械手或由操作者完成的拾取和按压(pick-and-press)来执行工件装配/取下步骤。
在本实施方式中，也可以获得与以上所述效果类似的效果。
在以上所述的实施方式并在附图中所示的实施方式中，用于向工件供给料浆的供给装置是作为柱塞式泵的缸筒。但是，供给装置可以是各种已知的泵或流体供给装置。尽管以上设置了两组料浆供给装置，但供给装置的数量可以是一个或三个或更多组。三通阀可以是转换阀的组合。
即使以上所述的作为料浆供给装置的缸筒仅是一个，也可以在缸筒停止步骤(在以上所述的实施方式中是S4或S10)到油流率测量步骤(在以上所述的实施方式中是S6或S12)的过程中或在另一实施方式中的工件装配/取下步骤的过程中执行料浆的更换和再填充，并且可以不中断加工的情况下执行一个过程的流体加工。因此，同样可以实现本发明的效果。顺便说，在这种情况下的流体抛光过程的流程图与图2所示的实施方式的流程图类似，尽管删掉了缸筒转换步骤。
本实施方式通过举例的方式表示用于柴油机共轨喷射器的喷孔加工的情形，但本发明并非特别局限于此，而是可以被应用在其它喷孔的加工或微孔例如已经描述的燃料喷射器喷嘴末端、化油器喷口、用于调节流体流率的喷孔、打印机的喷嘴等部件的加工。
接着，对本发明第二实施方式进行说明。
图6-8示意性表示根据本发明这一实施方式的流体抛光装置。图6表示流体抛光装置50的示意图。图7是用于对图6所示的流体抛光装置50的(流体加工)加工单元10的构造进行说明的说明性视图。图8是用于对图6所示的流体抛光装置50的(油流率)测量单元20的构造进行说明的说明性视图。在本实施方式中，待加工的工件是用于柴油机共轨喷射器(燃料喷射装置)的喷孔并且其微孔经历由流体抛光装置50执行的流体抛光。
最初参照图6，本实施方式的流体抛光装置50包括(流体抛光)加工单元(部分)10、油流率的测量单元(部分)20以及冲洗单元(部分)40。
加工单元10使料浆7(加工介质磨料和油的混合)从料浆供给装置(料浆槽1+缸筒2a和2b)流到作为工件的喷孔5以便执行加工操作。在加工完成之后，工件通过冲洗部分40被洗涤。接着，测量单元20使作为操作流体的油从油供给装置(油槽21+缸筒22)流到喷孔5并且通过流率计25测量此时的流率。这一循环被反复直至达到目标油流率。
接着，图7表示图6所示的流体抛光装置50内的加工单元10的示意性构造。加工单元10包括用于容纳包含研磨材料的抛光流体(料浆)7的料浆槽1，并且搅拌器4设置在料浆槽1上。当料浆槽1内的料浆7通过搅拌器4被搅拌时，防止了料浆7的分离和沉淀。加工单元10还包括每个具有活塞6a和6b的两个缸筒(供给装置)2a和2b、两组三通阀3a和3b以及截止阀8a和8b。缸筒2a和2b是柱塞式供给装置。缸筒2a和2b用于排出料浆并且设置两个缸筒以消除吸入时间损失。例如，在一个缸筒2a排出料浆的同时，另一个缸筒2b吸入料浆并进入等待状态直至缸筒被转换。因此，当缸筒被调换时，可以通过另一个缸筒2b无延迟地排出料浆7。
在这种情况下，当缸筒2a向喷孔5排出料浆7时，三通阀3a被设定成使管路11与管路12连通并关闭管路13的出口。为了使缸筒2b在这种情况下从料浆槽1中吸入料浆7，三通阀3b被设定成使管路14与管路16连通并且关闭管路15的入口。在以上所述的缸筒转换时，三通阀3a被设定成使管路11与管路13连通并且关闭管路12的入口，并且三通阀3b被设定成使管路14与管路15连通并且关闭管路16的出口。因此，缸筒2b可以向喷孔5排出料浆7并且缸筒2a能够从料浆槽1中吸入料浆7。从缸筒中排出的料浆7从管路12或15通过管路17和18被供给到待加工的喷孔5。截止阀8a和8b防止分别回流到缸筒2a和2b。
(油流率)测量单元20包括油缸(操作流体供给装置)22、油槽(操作流体槽)21、三通阀23以及截止阀28。在随后提出的油流率测量流程中，油(操作流体)(在本申请中是煤油)从油槽21中通过供给管路33、三通阀23和管路31被吸入到油缸22内。油缸22通过管路31、三通阀23、截止阀28、管路32、压力传感器29、流率计25以及管路34向喷孔(工件)5供给油。在这种情况下，三通阀23被设定成使管路31与32连通并关闭管路33。在本实施方式中，油供给装置使柱塞式油缸22但同样可以采用另外的流体供给装置例如定量泵。管路34可以与加工单元10的管路18相连。
接着，对于具有以上所述构造的流体抛光装置50，将对通过根据本发明这一实施方式的流体抛光方法加工作为工件的喷孔上的微孔的情形给出说明。首先，通过激光加工等方式对喷孔5实施预钻孔加工。此后执行根据本实施方式的流体抛光方法。作为抛光流体的料浆7以预定压力例如从加工单元10的缸筒2a被供给。在这种情况下，图中未示出的控制器控制缸筒2a，使得料浆7的压力达到预定压力。
在本实施方式中，加工容量系数(K)被设定为决定加工时间(T)。在该加工时间(T)内执行流体抛光以高精度地完成对具有预定尺寸的微孔的加工。一种加工的加工时间(Ti)被设定为比对具有预定尺寸的微孔进行加工所需的加工时间更短。当执行一种加工时，使实际的操作流体(油在这里是煤油)流过微孔并且测量油流率(Qi)。根据不久以前测量到的油流率(Qi)确定下一步骤的加工时间(Ti+1)。以这种方式执行多个步骤并以这种方式执行加工以逐渐完成将工件加工到预定尺寸的微孔。
当在一定加工时间(Ti)内执行流体抛光时，通过油流率(Qi)的变化量(dQi)确定作为用于计算加工时间的基础的加工容量系数(Ki)。换句话说，加工容量系数Ki＝dQi/Ti。
在本实施方式中，作为抛光流体的料浆的质量变化被作为料浆加工容量系数(K)的变化，并且根据该加工容量系数的变化采取对策以保持流体抛光的效率。加工容量系数随着料浆质量的劣化而变得更小。因此，当执行产生同样油流率变化的加工时，加工时间提高。
图9表示由于流化(当料浆被用于加工时)而导致的加工容量系数(K)的变化。在绘制的每一点上加工压力保持恒定。从该曲线图中显而易见的是，加工容量系数(K)逐日下降。在此，加工容量系数(K)的变化与加工能量有关。该加工能量W被表达为W＝αPQ(其中α是系数，P是加工压力以及Q是流率)。流率Q被表达为Q＝CA√(P/ρ)(其中C是流率系数，A是喷孔截面面积以及ρ是密度)。当料浆劣化时(由于磨料的磨损、油的混合等因素导致的混合比变化)，α和ρ变化。因此，加工能量下降并且加工容量系数随着加工能量的下降而降低。
但是，由于加工能量与压力有关，因此如果压力得到精确控制以与加工容量系数的降低向匹配，则加工容量会保持恒定。备选地，通过根据加工容量系数执行料浆补充并保持α和ρ恒定可以保持加工容量恒定。例如，如图10的流程图所示，当加工容量系数(K)低于一定阈值a时，形成料浆补充和压力设定变化。但是，为了实现这一流程，必须检测当前的加工容量系数。
每个工件经受重算加工直至其落入油流率标准内。因此，如图11所示通过加工之前和之后的油流率变化(dQ＝Q2-Q1)和加工时间(T)计算工件的加工容量系数(Ki＝dQ/T)。由于可以计算每次重算的加工容量系数，因此可以通过重算次数值(M次)求取平均并且确定每个工件的加工容量系数(∑Kj-Ki/M)。此外，由于每个工件的加工容量具有差异，因此N个工件的加工容量可以被移动并求取平均(∑Kj/N)以更精确地检测加工容量。
将参照图11对根据本实施方式的流体抛光方法的要点进行说明。例如，在预钻孔步骤之后使作为操作流体的油流到喷孔5的微孔并测量第一油(操作流体)流率Q1。然后进行第一阶段的流体抛光，在该第一阶段的加工中，通过采用根据过去的流体抛光数据获得的加工容量系数K确定第一微孔上的第一加工时间T0到比目标油流率Qf更小的第二油流率Q2(T0＝(Q2-Q1)/K)。在第一加工步骤的第一加工时间T0内执行流体抛光。在这一阶段，测量实际油流率Q’。
以与以上所述的第一步骤相同的方式执行随后的加工步骤。在图11所示的实例中，执行所述步骤三次并且由于油流率落入标准值内而完成加工。在图11所示的实例中，在每个步骤的结尾测量油流率Qi。因此每个步骤中的加工时间Ti已知，所以可以计算每个步骤中的实际加工容量系数Ki。因此，可以确定一个工件的平均加工容量系数(Kj＝∑ki/M)。
图10表示在根据本发明第二实施方式的流体抛光方法中克服料浆劣化的对策执行阶段的流程图。当这一过程在步骤101(S101)开始时，在步骤102(S102)中通过对具体一个工件进行流体抛光来计算每一步骤中的加工容量系数(Ki)并且按如上所述确定加工容量系数的平均值(Kj)(这是该工件的加工容量系数)。这些值(Ki，Kj)被存储在存储装置内。接着，在步骤103(S103)中，根据通过将以上所述的一个工件的加工容量系数的数据累加在在前经过流体抛光的N-1个工件的加工容量系数的数据上得到的N个工件的数据计算加工容量系数的移动平均值(∑Kj/N)。
接着，在步骤104中，检查以上所述的移动平均值是否比预定的阈值(a)更小。当其比预定阈值(a)更小时，压力设定被改变并提高。当其比预定阈值(a)更大时，不改变任何值并且按这样完成流动(步骤106(S106))，利用相同特性的料浆并以相同的排出压力执行下一工件的加工。
图12表示本发明第三实施方式的流程图。在第三实施方式中，作为提供料浆质量的对策执行料浆补充代替在第二实施方式流程图的步骤105中加工压力设定的改变。其余流程与第二实施方式的流程相同，因此省去了重复说明。
可以根据料浆质量劣化的程度选择性采用加工压力设定的改变和料浆补充/更换。例如，根据加工压力的等级执行料浆补充/更换并且根据料浆补充的次数更换料浆是可行的。因此可以根据所述状态选择性并适当地采用加工压力设定的改变和料浆补充/更换。
接着，将对本实施方式的效果和操作进行说明。
根据本发明第二实施方式的流体抛光方法以及用于该方法的装置提供以下效果。
在加工容量系数改变时检测料浆质量的劣化，并且设定该加工容量系数的阈值。当加工容量系数变得比阈值更小时，作为对策提高加工压力以防止加工循环时间(CT)的增加。
根据本发明第三实施方式的流体抛光方法和用于该方法的装置提供以下效果。
当加工容量系数变得比阈值更小时以与第二实施方式相同的方式执行料浆补充以防止加工循环时间(CT)的增加。
在以上所述或附图所示的实施方式中，用于向作为工件的喷孔供给料浆的供给装置是作为柱塞式泵的缸筒，但可以是除柱塞式泵之外的各种已知的泵或流体供给装置。尽管在以上所述的实施方式中示出了一个供给装置，但可以设置两个或多个供给装置。
尽管以上实施方式表示本发明应用在柴油机共轨喷射器喷孔的加工上，但本发明并非特别局限于此，而是可以被应用在其它喷孔的加工或微孔例如燃料喷射器喷嘴末端、化油器喷口、用于调节流体流率的喷孔、打印机的喷嘴等部件的加工。
接着，将对本发明的第四实施方式进行说明。
为了实施本实施方式，确定加工时间(T)并在该加工时间(T)内执行流体抛光加工。在过去一直通过图13所示加工容量系数(K)的统计值确定加工时间(T)。
将参照图15对在本发明第四实施方式中确定加工时间的方法进行说明。
在流体抛光过程中，存在不稳定区域，即在初始的加工阶段由于料浆状态和工件形状的影响导致加工容量系数(K)变化的区域。但是，通过试验已经发现加工容量系数(K)在执行一定预定时间(工件内的第一加工时间(T0))的加工之后变得恒定并且加工容量系数(K)在不稳定区域之外(图14)。该第一加工时间(T0)是超出(经过)不稳定区域的时间，但第一加工时间是不确定地实现作为对象的微孔的形成的时间。在第一加工时间(T0)内的加工中，料浆供给流率提高到预先确定的值并小于用于对作为对象的微孔进行加工所需的预定料浆流率。由于预定时间T0根据抛光等作业之前预加工孔的直径而各不相同，因此通过在先的加工测试确定预定时间。备选地，由于可以在超出时间T0的时间内充分执行加工，因此可以在料浆流率导致加工时间比时间T0更长时停止料浆流率。在执行预定时间(T0)的加工之后，接近单程幅值3σ(参见图13)的偏差修正值(α＝3σ)被加在过去工件N次加工容量系数的平均值(K ave)上以获得临时(第一)加工容量系数(K ave+α)。根据第一加工时间(T1＝(Qf-Q1)/(K ave+α)估计第二加工时间(T1)。在此，Qf是目标油(操作流体)流率，也就是在正常执行加工时的油流率。由于临时(第一)加工容量系数(K ave+α)比实际值足够大，因此即使在执行加工时也不会达到目标流率。从加工之前和之后的油流率变换量(dQ＝Q2-Q1)和第二加工时间(T1)中检测工件的第二加工容量系数(Kw＝dQ/T1)。从工件固有的第二加工容量系数(Kw)和目标值之间的差值(Qf-Q2)中估计最佳的第三加工时间T2。通过采用该第三加工时间T2可以非常准确地完成加工并且可以达到目标油流率。如上所述，计算每个工件的加工容量系数(K)并且根据加工容量系数(K)确定加工时间(T)。
图16表示根据本发明第四实施方式的流体抛光方法的流程图。当本实施方式的流体抛光方法在步骤201(S201)开始时，供给装置例如缸筒2a的活塞6a在步骤202(S202)向上移动并以预定压力向作为工件的喷孔5供给作为抛光液体的料浆7。实施流体抛光加工直至预定的第一加工时间(T0)并且当在步骤203(S203)达到第一加工时间时，活塞6a在步骤204(S204)停止。缸筒优选在步骤205(S205)从2a转换到2b。在转换时优选的是缸筒2b使保持在其中的剩余料浆全部返回到料浆槽1并且使槽再次完全充满料浆7。接着，在步骤206(S206)测量第一油(操作流体)流率(该流率在图15中被称为“Q1”)。随后流程进行到步骤207(S207)，在其中计算第二加工时间(T1)。该加工时间如上所述通过将修正值α加在根据过去数据的加工容量系数的平均值(K ave)得到的K ave上而被确定以免T1变得过大。步骤S201-S206相当于第一加工步骤。
在步骤208(S208)中，当缸筒在S205被转换时，缸筒2b的活塞6b向上移动并且料浆7被供给到喷孔5。当加工时间在步骤209(S209)达到第二加工时间T1时，流程进行到步骤210(S210)并且缸筒2b停止。在步骤211(S211)中，缸筒优选以与步骤205相同的方式从2b转换到2a。随后流程进行到步骤212(S212)并且在S212测量第二油流率(Q2)。步骤S207-S212相当于第二加工步骤。
在步骤213(S213)中，根据以上所述的Q1，Q2以及T1计算第二加工容量系数(Kw)。在步骤214(S214)中，根据以上所述的Kw计算第三加工时间(T2)。随后在步骤215(S215)中，缸筒2a的活塞6a向上移动并将料浆7供给到喷孔5以实施抛光加工。在步骤216(S216)中，检查是否达到第三加工时间(T2)。当达到T2时，活塞6a停止(步骤217(S217))并且加工完成(步骤218(S218))。步骤S213-S217相当于完成步骤。
图17，18和19分别表示对根据本发明第五实施方式的流体抛光方法的加工容量系数进行检测的方法以及其流程图。在此，将对其与第一实施方式的区别进行描述。本实施方式的流程图被分成两个图。图9的流程图表示从开始到辅助加工的过程并且图19的流程图表示完成过程。在第五实施方式中，第四实施方式S201-S212的流程是相同的但第四实施方式和第五实施方式之间在S213中第二加工容量系数(Kw2)的计算方法是不同的。主要和辅助过程是相同的但完成过程是不同的。在本实施方式中，引入与修正值α相等的β，a值并且第二加工容量系数(Kw2)通过Kw2＝Kw+β给出。在此，Kw＝(Q2-Q1)/T1。值β例如以与α相同的方式被设定成是与过去的第一加工容量系数(Kw)平均值偏差的单程幅值接近的值。在S214中根据第二加工容量系数Kw2计算第三加工时间(T2)(T2＝(Q5-Q2)/Kw2)(参见图17)。当β以这种方式设定时，通过在第三加工时间T2内加工不会达到目标加工值。
流程进一步进行到步骤215(S215)，在其中活塞6a向上移动并且料浆7被供给到喷孔5。当在步骤216(S216)中检测已达到第三加工时间T2时，活塞6a在步骤217(S217)停止并且缸筒在步骤221(S221)以与S205和S211相同的方式被转换。在步骤222(S222)中，测量第三油流率(Q3)并且在步骤223(S223)中计算第三容量系数(Ks)。Ks的计算方法如下。从三个点Q1和T0、Q2和T1(T0+T1)以及Q3和T2(T0+T1+T2)通过最小二乘法确定近似线(图17中的粗实线)的梯度并且其被设定为Ks。在步骤S224(S224)中，所述线以梯度Ks从图17所示的Q3延伸以确定第四加工时间(T3)(T3＝(Qf-Q3)/Ks)。在本说明中，通过最小二乘法确定Ks但也可以通过从以上所述的三点实现外推的已知的数学方法确定Ks。
在步骤225(S225)中，活塞6b向上移动并且使料浆7流到喷孔5。在步骤226(S226)中，检查是否达到第四加工时间(T3)并且完成加工(步骤218(S218))。在第五实施方式的完成加工步骤(从S213到S227)中，从S213到S222的步骤是第一阶段并且从S223到S227的步骤是第二阶段。
接着，将对以上所述实施方式的功能和操作进行说明。
根据本发明第四实施方式的流体抛光方法以及用于该方法的装置提供以下效果。
为了利用根据流体抛光加工过去的统计量估计加工时间的方法提高加工精度，在加工过程中通过喷孔微孔的加工状态计算加工容量系数，并且通过该系数确定加工时间。因此，提高了喷孔微孔的加工精度。
根据本发明第五实施方式的流体抛光方法以及用于该方法的装置提供以下效果。
有可能加工精度被提高的比第四实施方式更高。
在以上所述或附图所示的实施方式中，用于向作为工件的喷孔供给料浆的供给装置是作为柱塞式泵的缸筒。但是，供给装置可以是除柱塞式泵之外的已知泵或流体供给装置。尽管设置了两个料浆供给装置，但可以设置一个或至少三个供给装置。
以上实施方式表示本发明被应用于柴油机共轨喷射器喷孔加工的实例。但是，本发明并不局限于此而是可以被应用在其它喷孔的加工或微孔例如已经描述的燃料喷射器喷嘴末端、化油器喷口、用于调节流体流率的喷孔、打印机的喷嘴等部件的加工。
以上给出的实施方式仅仅代表本发明的优选实施方式，但绝不是限制本发明。换句话说，本发明仅由在专利权利要求范围内描述的主题进行限制，并且可以其它形式或实施方式被实施。
尽管已经参照为了说明而选出的具体实施方式
对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚地认识到在不脱离本发明主要构思和范围的前提下可以对其做出多种改变。
权利要求
1.一种用于通过向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对所述工件(5)中的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，所述方法包括从供给装置(2a)供给所述料浆(7)的抛光步骤；以及停止从所述供给装置(2a)供给所述料浆(7)的停止步骤；其中，在至少一预定量的所述料浆(7)预先被充入所述供给装置(2a)之后开始进行加工，以防止所述料浆(7)从所述供给装置(2a)的供给在所述停止步骤之前被停止。
2.一种用于通过向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对所述工件(5)上的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，所述方法包括从多个供给装置(2a，2b)中的一个供给装置供给所述料浆(7)的抛光步骤；以及通过停止所述供给装置(2a，2b)从而使所述料浆(7)的供给停止的停止步骤；以及在执行所述停止步骤之后将所述供给装置(2a，2b)转换到另一供给装置以便使得所述料浆(7)可以借助所述另一供给装置被供给到所述工件(5)的转换步骤；其中，在至少一预定量的所述料浆(7)预先被充入所述供给装置(2a，2b)之后开始进行加工，以防止所述料浆(7)从所述供给装置(2a)的供给在所述停止步骤之前被停止。
3.如权利要求1所述的流体抛光方法，其特征在于，所述供给装置(2a)是柱塞式的并具有缸筒(2a)，所述料浆(7)可以通过所述柱塞的往复移动从所述料浆槽(1)中被吸入，所述缸筒(2a)内剩余的所述料浆(7)在所述工件(5)被装配或取下的同时全部返回到所述料浆槽(1)，并且再次被吸入，以便使得所述缸筒基本上完全充满所述料浆(7)。
4.如权利要求1所述的流体抛光方法，其特征在于，所述供给装置(2a，2b)是柱塞式的并具有缸筒(2a，2b)，所述料浆(7)可以通过所述柱塞的往复移动从所述料浆槽(1)中被吸入，并且处于不涉及所述料浆(7)供给的休止状态的所述供给装置使所述缸筒(2a，2b)内剩余的所述料浆(7)全部返回到所述料浆槽(1)，同时处于操作状态的所述供给装置向所述工件(5)供给所述料浆，随后再次吸入料浆，并被所述料浆(7)基本上完全充满。
5.如权利要求3或4所述的流体抛光方法，其特征在于，每个缸筒(2a，2b)的容量是100cc或更大。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述供给装置(2a；2b)的供给压力保持恒定。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述工件(5)是柴油机燃料喷射器的微孔。
8.一种用于通过向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对所述工件(5)上的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，该方法包括至少一个过程，所述至少一个过程包括以下步骤在加工之前测量操作流体流率(Q1)；在预定加工时间(T)内使所述料浆(7)流到所述工件；以及在加工之后测量操作流体流率(Q2)；并且其中根据有关加工之前和之后的操作流体流率的增量(dQ＝Q2-Q1)与所述加工时间(T)的比值(dQ/T)的过去数据，以确定加工容量系数(K)；以及当所述加工容量系数(K)小于预定阈值时，采取用于提高流体抛光加工性能的措施。
9.如权利要求8所述的流体抛光方法，其特征在于，所述操作流体是料浆、油和空气中的任意一种。
10.如权利要求8或9所述的流体抛光方法，其特征在于，所述用于提高所述流体抛光加工性能的措施是提高从所述供给装置中供给所述料浆(7)的供给压力的方法。
11.如权利要求8或9所述的流体抛光方法，其特征在于，所述用于提高所述流体抛光加工性能的措施是新料浆(7)的补充。
12.如权利要求8-11中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述加工容量系数(K)被确定为多个工件的移动平均值(∑Kj/N)，并且每个工件的加工容量系数(Kj)是所述工件在每个过程的加工容量系数(Ki)的平均值(∑Ki/M)。
13.如权利要求8-11中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述加工容量系数(K)被确定为多个工件的移动平均值(∑Kj/N)，并且通过数学外推法计算每个工件的加工容量系数(Kj)，所述数学外推法采用所述工件的每个步骤的操作流体流率以及通过与所述操作流体流率相对应的加工时间形成的三个或多个操作流体流率。
14.如权利要求13所述的流体抛光方法，其特征在于，所述数学外推法是最小二乘法。
15.如权利要求8-14中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，在一个工件的加工过程中从所述供给装置供给所述料浆(7)的供给压力保持恒定。
16.如权利要求8-15中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述工件(5)是柴油机燃料喷射器的微孔。
17.一种用于通过由供给装置向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对所述工件(5)上的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，该方法包括主过程、辅助过程、和完成过程，其中，在所述主过程中，供给所述料浆(7)，直至来自所述供给装置的料浆供给流率增加到小于加工所述微孔所需的预定料浆流率的预定值，随后所述供给装置停止以使所述料浆(7)的供给停止，使所述操作流体流到所述工件(5)的微孔并测量第一操作流体流率(Q1)；在所述辅助过程中，根据所述第一操作流体流率(Q1)计算未达到目标加工的第二加工时间(T1)，在所述第二加工时间(T1)内供给所述料浆(7)以实施抛光，当达到所述第二加工时间(T1)时停止所述供给装置以使所述料浆(7)的供给停止，使所述操作流体流到所述工件(5)的微孔并且测量第二操作流体流率(Q2)；在所述完成过程中，根据所述第二操作流体流率(Q2)计算目标第三加工时间(T2)，在所述第三加工时间(T2)内供给所述料浆(7)以实施抛光，当加工时间达到所述第三加工时间(T2)时停止所述供给装置以使所述料浆(7)的供给和加工停止；通过设定加工容量系数(K)以确定所述辅助过程和所述完成过程中的每一个过程的加工时间(T1，T2)；以及所述加工容量系数(K)是加工过程中操作流体流率增量(dQ)与所述加工时间(T)的比值(dQ/T)的函数(K＝f(x)，x＝dQ/T)。
18.如权利要求17所述的流体抛光方法，其特征在于，通过在第一加工时间(T0)内供给所述料浆(7)实现所述料浆(7)的供给，直至从供给装置的料浆供给流率增加到一个大约小于在主过程中加工目标微孔所需的预定料浆流率的预定值，所述第一加工时间通过过去的流体抛光数据确定并且可靠地比加工目标微孔所需的加工时间更短。
19.如权利要求18所述的流体抛光方法，其特征在于，所述第一加工时间(T0)是一个超出不稳定区域的时间，所述不稳定区域是流体抛光受所述料浆状态或受所述工件形状影响的初始阶段。
20.如权利要求17-19中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，通过以下公式计算所述辅助过程的所述第二加工时间(T1)T1＝(Qf-Q1)/第一加工容量系数其中所述第一加工系数＝平均加工容量系数(K ave)+修正值(α)，Qf是目标操作流体流率，所述平均加工容量系数(K ave)是通过过去的流体抛光数据确定的加工容量系数(K)的平均值，以及所述修正值(α)比所述加工容量系数(K)过去数据的偏差的单程幅值(3σ)更大。
21.如权利要求20所述的流体抛光方法，其特征在于，通过公式(2)计算所述第三加工时间(T2)；T2＝(Qf-Q2)/第二加工容量系数(Kw)，并且通过公式(3)计算所述第二加工容量系数(Kw)Kw＝(Q2-Q1)/T1(3)。
22.如权利要求17-20中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述完成过程包括第一阶段和第二阶段；在所述第一阶段，根据所述第二操作流体流率(Q2)计算未达到目标加工的第三加工时间(T2)，通过在所述第三加工时间(T2)内供给所述料浆(7)执行抛光，当加工时间达到所述第三加工时间(T2)时停止所述供给装置并使所述操作流体流过所述工件(5)的所述微孔以测量第三操作流体流率(Q3)；以及在所述第二阶段，根据所述第三操作流体流率(Q3)计算目标第四加工时间(T3)，在所述第四加工时间(T3)内供给所述料浆(7)以实施抛光，并且当加工时间达到所述第四加工时间(T3)时，停止所述供给装置以使所述料浆(7)的供给停止并完成加工。
23.如权利要求22所述的流体抛光方法，其特征在于，在所述第一阶段，通过公式(4)计算第三加工时间(T2)T2＝(Q2-Q1)/第二加工容量系数(Kw2)；其中所述第二加工容量系数(Kw2)＝平均第一加工容量系数+修正值(β)，所述平均第一加工容量系数是由过去的流体抛光数据确定的所述第一加工容量系数的平均值，并且所述修正值(β)是一个比所述第一容量系数的所述过去数据的偏差的单程幅值更大的值；以及在所述第二阶段，通过数学外推法计算所述第四加工时间(T3)，所述数学外推法采用由测量到的所述第一、第二和第三操作流体流率(Q1，Q2，Q3)以及由与各个流率对应的所述第一、第二和第三加工时间(T0，T1，T2)形成的三个测量值。
24.如权利要求23所述的流体抛光方法，其特征在于，所述数学外推法是最小二乘法。
25.如权利要求17-24中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，从所述供给装置供给所述料浆(7)的供给压力保持恒定。
26.如权利要求17-25中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述工件(5)是柴油机燃料喷射器的微孔。
全文摘要
在用于通过料浆(7)对微孔进行加工的流体抛光方法中，在料浆流率达到目标过程中从缸筒(2a)供给料浆，直至流率增加到料浆供给流率的目标值。当流率达到目标流率时，缸筒停止并转换到另一缸筒(2b)，此后测量微孔操作流体流率。在随后实施的调量过程中，根据操作流体流率计算所需的加工时间并且通过另一缸筒(2b)在所需加工时间内执行抛光。随后另一缸筒停止并被转换，测量操作流体流率。这样，重复调量过程直至操作流体流率达到预定值。在每个过程中，料浆的供给不中断。
文档编号B24C5/00GK1974134SQ200610172378
公开日2007年6月6日 申请日期2006年8月30日 优先权日2005年8月30日
发明者大冈泰仁, 加藤真一, 木村一成, 加藤滋也 申请人:株式会社电装
技术领域：
本发明涉及一种流体抛光方法和用于实施流体抛光方法的流体抛光装置。更具体地，本发明涉及一种通过采用料浆对微孔进行高精度加工的方法以及用于该方法的装置。
背景技术：
存在许多具有高精度加工的微孔例如燃料喷射器的喷嘴头、化油器的喷口、用于调节流体流率的喷孔、打印机的喷嘴等的设备。用于加工这种微孔的方法包括采用激光、电子束和放电加工方法。存在以下情况，即在通过所述方法不能获得足够精度时采用流体抛光。一种采用流体抛光方法的实例是用于柴油机共轨燃料喷射器喷孔的微孔的加工。近来，共轨构造一直被用于柴油机，并且柴油机被安装在范围从具有大约80kW输出的小型汽车到大型货车的多种车辆上。但是，如果在燃料喷射器中产生任何流率误差，则燃料效率降低并且这对经济性产生不利的影响。同时，在排气中不合乎要求地提高了环境污染，这是不希望出现的。
柴油机共轨喷射器的流率误差受作为其组件之一的喷孔静油流率精度的影响，调量加工(metering process)一直通过流体抛光完成。通过使利用活塞运动从缸筒中排出的料浆(磨料和油的混合物)流过喷孔以扩大直径并形成入口R来完成流体抛光。但是，存在以下情况，即油流率大大超过目标流率因而引起故障，或者油流率大大小于目标流率并需要反复进行微调。
现有技术中已经提出了一种对柴油机燃料喷射器喷嘴的微孔流体进行抛光的方法(例如，PCT申请的日语译文申请11-510437)。用于这种流体抛光方法的流体抛光装置包括料浆槽以及用于供给料浆的缸筒。
根据现有技术的流体抛光方法中存在着在加工过程中发生转换缸筒的可能性。在流体抛光装置中，在料浆用完之后每个缸筒的活塞缩回以从槽中吸入料浆。由于存在吸入时间，因此设备具有两个缸筒以在一个缸筒中的料浆用完之后采用另一个缸筒。尽管如此，加工压力在转换的瞬间和产生压力波动时不能保持恒定。如果压力瞬间上升，则流率参照公式Q＝A·√P(A常数，P压力)明显上升并达到目标流率。因而，不能完成适当的加工并且实际油流率变得更小(参见图3和4)。当转换缸筒的时刻发生在流率接近料浆目标流率时(小大约1-2cc/min)，相反油流率变大。由于流体抛光的加工能力与压力成比例，因此当转换的瞬间压力变得更大时促进了加工并且使原本应该在较短时间之后被完成的加工被过度实施。从而，油流率变得更大(参见图4)。为了解决这一问题，可以考虑使缸筒容积大大增加并降低转换的频率。但是，当缸筒容积增加时，料浆会被分离并且磨料会沉淀在缸筒内，使得加工能力发生变化并且沉淀的磨料被固结并堵塞缸筒。
发明内容
鉴于以上所述的问题，本发明的目的是提供一种能够在流体抛光过程中避免缸筒转换并且能够通过防止料浆的分离以及磨料的沉淀从而提高微孔加工精度的流体抛光方法和用于该方法的装置。
柴油机共轨喷射器的流率误差很大程度地受作为喷射器构件的喷孔静油流率精度的影响并且通过流体抛光形成调量加工。通过使利用活塞运动从缸筒中被排出的料浆(磨料和油的混合物)流过喷孔以扩大直径并形成入口R来实施流体抛光。
流体抛光中的加工能力取决于料浆的状态以及加工压力。压力通过设备被控制在恒定等级，但在使用过程中由于磨料的磨损以及调量油的混合使料浆劣化，从而加工容量系数日益下降。通过加工容量系数的下降，加工精度变差，并且加工时间逐渐变长，由此延长了一个加工过程的循环时间(CT)(参见图9)。
提出流体抛光方法的其它现有技术是已知的(例如，日本待审专利公开(Kokai)No.2004-284014和PCT申请的日语译文申请No.11-510437)，但这些参考文献没有提出本发明的方案。
本发明在以上所述的情况下完成并提出一种能够防止由于料浆随时间的劣化而导致的加工时间逐渐提高以及最终循环时间的延长的流体抛光方法和用于该方法的装置，所述料浆随时间的劣化是由流体抛光过程中磨料的磨损以及调量油的混合而导致的。
根据现有技术的流体抛光方法包括以下步骤，即使料浆流过喷孔直至料浆流率达到被设定为低于实际目标志的预定值、当时测量作为操作流体流过喷孔的油的流率(油流率)、根据油流率的不足决定进一步所需的加工时间以及在所需加工时间内执行流体抛光以完成喷孔的微孔的加工。
然而，其结果为，加工精度变差并且油流率的变化变大。作为调量方法，已经提出了一种方法(例如在日本待审专利公开(Kokai)No.2004-284014)，即从过去的统计数据中确定油流率变化量与加工时间(被称为“加工容量系数”)之间的关系、根据该关系决定加工时间以及执行加工。但是，由于加工容量系数随着工件的不同而变化，因此在统计值和实际值之间存在差异，加工时间的估计精度随着这一差异而变差，引起加工精度的下降。
根据由加工容量系数确定加工时间的流体抛光方法，通过流率目标值和加工容量系数(K)之间的差值(dQ)确定加工时间(T)(也就是T＝dQ/K)。在此，如图4所示通过采集N次平均值或N次中的最大值从过去的数据中统计确定加工容量系数。但是，由于实际中工件间存在偏差，因此统计值和实际值之间的差值导致加工时间(T)的估计精度变差。这样，即使根据该T值实施加工，也不能达到目标油流率。当与实际加工容量系数相比统计值更小时，加工时间(T)被估计成是一个更大的值，从而超过了目标流率并且操作变差。相反，当统计值比实际值更大时，加工时间(T)被估计成是一个更小的值。尽管在这种情况下不会达到目标流率，但可以通过执行额外的工作获得目标值。因此，现在通过将修正值α加在统计值上使加工容量系数被估计成是一个比实际值更大的值。但是，当采用这一流程时，加工时间总是被估计成是一个更小的值并且不容易达到目标值。因而，增加了重复的次数并且还增加了包括测量值在内的总的加工时间。
另一现有技术提出了一种流体抛光方法(例如PCT申请的日语译文No.11-510437)，但该参考文献并没有公开本发明的方案。
在以上所述的情形下，本发明的目的是提供一种能够通过根据流体抛光的过去统计值估计加工时间的方法提高加工时间变长从而提高微孔的加工精度的流体抛光方法以及用于该方法的装置。
为了实现以上所述的目的，本发明的第一方面提供一种用于通过向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对所述工件(5)上的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，其中直至停止流程才停止通过供给装置(2a)供给料浆(7)。
根据这一构造，可以在向工件供给料浆的流体抛光过程中在不停止料浆供给装置的情况下执行抛光。因此，可以防止加工过程中料浆流率的瞬时波动并且可以提高工件微孔的加工精度。
在本发明的第二方面中，所述装置包括多个供给装置(2a；2b)，在实施停止流程之后通过转换流程使供给装置(2a；2b)转换到另一供给装置(5)。由于供给装置(2a；2b)在停止流程之后被转换，因此供给装置(2a；2b)在中间阶段不被操作并且料浆(7)的供给不会停止直至停止流程。
根据这一构造，可以避免料浆供给装置的转换操作插入到用于向工件供给料浆的流体抛光过程中。因此，可以防止加工过程中料浆流率的瞬时波动并提高工件微孔的加工精度。
在以上所述的第一方面，本发明的第三方面的特征是供给装置(2a)是柱塞式的并具有缸筒(2a)，缸筒(2a)内剩余的料浆(7)在工件供给装置例如机械手将工件装配到夹具上和从夹具上取下工件的同时全部返回到所述料浆槽(1)，并且料浆(7)再次被吸入，使得该缸筒(2a)基本上完全充满所述料浆(7)。
根据本发明的这一方面，可以通过与工件的装配或取下同时地执行缸筒的装填缩短加工时间，并且由于缸筒内的料浆全部返回到料浆槽，可以防止料浆的分离以及缸筒内磨料的沉淀。这样还有助于工件微孔的加工精度的提高。
在以上所述的第二方面，本发明的第四方面的特征是供给装置(2a，2b)是柱塞式的并具有缸筒(2a，2b)，处于休止状态其它供给装置使缸筒(2a，2b)内剩余的料浆(7)全部返回到所述料浆槽(1)，同时处于操作状态的供给装置向工件(5)供给料浆，随后再次吸入料浆(7)，并基本上使缸筒(2a，2b)完全充满料浆(7)。
根据本发明的这一方面，当交替采用两组缸筒时，可以通过与加工同时地执行缸筒的填充缩短加工时间并且被转换并在下一加工步骤中处于休止状态的缸筒内的料浆全部回到料浆槽。由于可以防止缸筒内料浆的分离以及磨料的沉淀，因此这还有助于工件微孔加工精度的提高。
在以上所述的第三或第四方面，本发明的第五方面的特征是每个缸筒(2a，2b)的容量至少100cc。
根据本发明的这一方面，可以通过采用具有足够容量的缸筒避免在向工件供给料浆的流体抛光的每个过程中插入缸筒转换操作并且最终提高工件微孔的加工精度。
在以上所述的第一到第五方面中的任意一方面中，本发明的第六方面的特征是所述供给装置(2a；2b)的供给压力保持恒定。
根据这一方面，可以毫无问题并平稳地执行微孔的抛光。
在以上所述的第一到第六方面中，本发明的第七方面的特征是工件(5)是柴油机燃料喷射器的微孔。
为了实现以上所述的目的，本发明的第八方面提供一种用于通过向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对所述工件(5)上的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，并且该方法包括至少一个过程。在该至少一个过程中，在预定加工时间(T)内使料浆(7)流到工件并测量加工之前和之后的操作流体流率(Q1，Q2)。在流体抛光方法中，根据有关加工之前和之后的操作流体流率的增量(dQ＝Q2-Q1)与所述加工时间(T)的比值(dQ/T)的过去数据确定加工容量系数(K)，并且当所述加工容量系数(K)小于预定阈值时，采取用于提高流体抛光加工性能的措施。
根据这一构造，料浆质量劣化被检测作为加工容量系数(K)的变化。将阈值与加工容量系数进行比较并且当加工容量系数变得小于该阈值时，提高流体抛光性能以解决料浆质量劣化并防止加工循环时间(CT)的增加。
在以上所述的第八方面，本发明的第九方面的特征是操作流体是料浆、油和空气中的任意一个。
这一方面披露了有关实施操作流体的内容。
在以上所述的第八或第九方面，本发明第十方面的特征是用于提高流体抛光加工性能的措施是提高从供给装置中供给料浆(7)的供给压力的方法。
这一方面通过提供加工压力解决了料浆的劣化并防止加工循环时间(CT)的增加。
在以上所述的第八或第九方面，本发明第十一方面的特征是用于提高流体抛光加工性能的措施是新料浆(7)的补充。
根据这一方面，当加工容量系数变得小于阈值时执行料浆补充并以这种方式防止加工循环时间(CT)的增加。
在以上所述的第八到第十一方面的任意一方面，本发明的第十二方面的特征是加工容量系数(K)被确定为多个工件的移动平均值(∑Kj/N)并且每个工件的加工容量系数(Kj)是工件在每个过程的加工容量系数(Ki)的平均值(∑Ki/M)。
根据这一方面，披露了有关用于实施确定加工容量系数的方法的内容。
在以上所述的第八到第十一方面中的任意一方面，本发明第十三方面的特征是加工容量系数(K)被确定为多个工件的移动平均值(∑Kj/N)，并且通过数学外推法计算每个工件的加工容量系数(Kj)，所述数学外推法采用工件每个步骤的操作流体流率以及通过与每个操作流体流率相对应的加工时间形成的三个或多个操作流体流率。
根据这一方面，披露了有关实施确定加工容量系数的方法的内容。
在以上所述的第十三方面，本发明第十四方面的特征是所述数学外推法是最小二乘法。
根据这一方面，披露了有关实施确定加工容量系数的方法的内容。
在以上所述的第八到第十四方面的任意一方面，本发明第十五方面的特征是在一个工件(5)的加工过程中从供给装置供给料浆(7)的供给压力保持恒定。
根据这一方面，可以更平稳并毫无问题地执行微孔的抛光。
在以上所述的第八到第十五方面中的任意一方面，本发明第十六方面的特征是工件(5)是柴油机燃料喷射器的微孔。
为了实现以上所述的目的，本方面的第十七方面提供了一种用于通过由供给装置向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对工件(5)上的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，包括主过程、辅助过程和完成过程。在主过程中，料浆供给流率可靠地被限定在低水平并且料浆供给装置在微孔小于目标直径的加工阶段停止。测量第一操作流体流率(Q1)作为在该时刻流过微孔的操作流体的流率。在辅助过程中，根据第一操作流体流率(Q1)计算未达到目标加工的第二加工时间(T1)，并且在第二加工时间(T1)内执行抛光之后停止供给装置。测量第二操作流体流率(Q2)作为在该点流过微孔的操作流体的流率。在完成过程中，根据第二操作流体流率(Q2)计算目标第三加工时间(T2)，并且在第三加工时间(T2)内执行抛光。在此，通过加工容量系数(K)确定辅助和完成过程中的加工时间(T1，T2)，并且加工容量系数(K)是加工过程中操作流体流率增量(dQ)与加工时间(T)的比值(dQ/T)的函数(K＝f(x)，x＝dQ/T)。
为了借助基于流体抛光过去统计量来估计加工时间的方法从而提高加工时间的精度，该构造计算每个工件的加工容量系数，或者换句话说，根据操作流体流率增量和加工时间计算加工容量系数、通过由加工容量系数确定加工时间完成具有更高精度的加工、以及提高工件微孔的加工精度。
在以上所述的第十七方面，本方面第十八方面的特征是通过在第一加工时间(T0)内供给料浆(7)执行主过程中的加工，所述第一加工时间通过过去的流体抛光数据确定并且可靠地比加工目标微孔所需的加工时间更短。
根据这一构造，由于在某种程度上作为流体抛光的第一过程中执行加工可靠地不超过所需的加工量。因而，不会产生过加工并且可以实施能够减少加工时间的高效加工。
流体抛光的初始阶段是一个受料浆状态和工件形状影响的不稳定区域。因此，在本发明的第十九方面，在第十八方面中的第一加工时间(T0)是一个超出以上所述的不稳定区域的时间。
根据这一方面，在主过程中以超出作为流体抛光不稳定状态阶段的初始阶段的方式进行加工，并且因而随后的辅助过程和完成过程变得更容易。
在以上所述的第十七到第十九方面中的任意一方面，本发明第二十方面的特征是通过公式(1)计算所述辅助过程的第二加工时间(T1)T1＝(Qf-Q1)/第一加工容量系数在此，第一加工系数＝平均加工容量系数(K ave)+修正值(α)，并且Qf是目标操作流体流率。平均加工容量系数(K ave)是通过过去的流体抛光数据确定的加工容量系数(K)的平均值，以及所述修正值(α)是比加工容量系数(K)过去数据的偏差的单程幅值(3σ)更大的值。
这一方面披露了有关用于在辅助过程中确定适当的辅助加工时间的方法的具体内容。
在以上所述的第二十方面，本发明第二十一方面的特征是通过公式(2)计算完成过程中的第三加工时间(T2)T2＝(Qf-Q2)/第二加工容量系数(Kw)......(2)。
通过公式(3)计算所述第二加工容量系数(Kw)Kw＝(Q2-Q1)/T1 ......(3)。
这一方面披露了有关用于在完成过程中确定适当的第三加工时间的方法的具体内容。
在以上所述的第十七到第二十一方面任意一方面，本发明第二十二方面的特征是完成过程包括第一阶段和第二阶段。在第一阶段，根据第二操作流体流率(Q2)计算未达到目标加工的第三加工时间(T2)，在第三加工时间(T2)内执行抛光，并随后停止供给装置。测量第三操作流体流率(Q3)作为在该点流过微孔的操作流体的流率。在第二阶段，根据第三操作流体流率(Q3)计算目标第四加工时间(T3)，在第四加工时间(T3)内执行抛光，并随后停止供给装置。
这一方面披露了能够可靠提高加工精度的完成过程。
在以上所述的第二十三和第二十四方面，以上所述的第二十二方面，通过公式(4)计算第三加工时间(T2)T2＝(Q2-Q1)/第二加工容量系数(Kw2)。在此第二加工容量系数＝平均第一加工容量系数(K ave1)+修正值(β)。平均第一加工容量系数(K ave1)是由过去的流体抛光数据确定的第一加工容量系数的平均值，并且修正值(β)是一个比第一容量系数过去数据的偏差的单程幅值更大的值。在第二阶段，通过数学外推法特别是最小二乘法计算第四加工时间(T3)，所述数学外推法采用由测量到的第一、第二和第三操作流体流率(Q1，Q2，Q3)以及由与各个流率对应的第一、第二和第三加工时间(T0，T1，T2)形成的三个测量值。
根据第七和第八方面，进一步体现了在完成过程中确定适当的加工时间的方法。
在以上所述的第十七到第二十四方面中的任意一方面，本发明第二十五方面的特征是从供给装置供给料浆(7)的供给压力保持恒定。
根据这一方面，可以更稳定并毫无问题地通过流体抛光实施微孔的抛光。
在以上所述的第十七到第二十五方面中的任意一方面，本发明第二十六方面的特征是工件(5)是柴油机燃料喷射器的微孔。
这一方面进一步体现了本发明的应用。
顺便说，在圆括号内表示以上装置的附图标记是用于表示以下将在本发明实施方式中描述的具体装置之间的关系。
从以下结合附图提出的对本发明优选实施方式的描述中将会更详尽地理解本发明。
图1是示意性表示根据本发明一种实施方式的流体抛光装置的说明性视图；图2是用于对根据本发明一种实施方式的流体抛光方法进行说明的流程图；图3是表示在根据图5所示的现有技术实例的流体抛光方法中料浆压力和流率随时间变化的曲线图；图4是表示在根据现有技术的流体抛光方法中缸筒即将转换之间料浆流率和那时的油流率之间关系的曲线图，并且还表示根据本发明的流体抛光方法和现有技术实例之间的比较；图5是在另一实施方式中当工件被装配和取下时料浆再次被装入缸筒内的说明性视图；图6是表示根据本发明的一种实施方式的流体抛光装置示意性设备构造的说明性视图；图7是图6所示的流体抛光装置的加工单元构造的说明性视图；图8是图6所示的流体抛光装置的测量单元构造的说明性视图；图9是在流体抛光中加工容量系数随天数变化数据的曲线图；图10是在根据本发明第二实施方式的流体抛光方法中料浆劣化防止过程的流程图；图11是用于对在根据本发明一种实施方式的流体抛光方法中检测加工容量系数的方法进行说明的曲线图；图12是在根据本发明第三实施方式的流体抛光方法中料浆劣化防止过程的流程图；图13表示在经历现有技术的流体抛光的工件上加工容量系数的数据的曲线图；图14是用于对在流体抛光方法中油流率和加工时间之间的关系进行说明并且还对单个工件的加工容量系数进行说明的曲线图；图15是表示在根据本发明第四实施方式的流体抛光方法中油流率随加工时间改变并且还对检测加工容量系数的方法进行说明的曲线图；图16是本发明第四实施方式的流体抛光方法的流程图；图17是表示在根据本发明第五实施方式的流体抛光方法装油流率随加工时间改变并且还对检测加工容量系数的方法进行说明的曲线图；图18是根据本发明第五实施方式的流体抛光方法的流程图以及表示直到辅助加工的加工步骤的流程图；以及图19是根据本发明第五实施方式的流体抛光方法以及表示修正加工之后的加工步骤的流程图。
具体实施例方式
下文将参照附图对根据本发明优选实施方式的流体抛光装置进行详细描述。
图1是示意性表示根据本发明一种实施方式的流体抛光装置的说明性视图，图2是用于对采用图1所示的流体抛光装置的根据本发明一种实施方式的流体抛光方法进行说明的流程图。
首先，图1表示根据本发明一种实施方式的流体抛光装置50的示意性构造。在本实施方式中，流体抛光装置50被用于对包含柴油机燃料喷射装置(喷射器)上的喷孔(工件)5的微孔进行抛光。流体抛光装置50具有用于容纳包含抛光材料的抛光流体(料浆)7的料浆槽1。搅拌器4设置在料浆槽1上。由于料浆槽1内的抛光流体(料浆)7通过搅拌器4被搅拌，因此防止料浆7的分离和沉淀。流体抛光装置50还具有两组缸筒(供给装置)2a和2b以及两组三通阀3a和3b，每个缸筒具有活塞6a和6b。缸筒2a和2b是柱塞式供给装置。缸筒2a和2b用于排放料浆并且设置两个缸筒可以消除吸入时间损失。例如，在一个缸筒2a排出料浆的同时，另一个缸筒2b吸入料浆并等待缸筒的切换。因此，当缸筒2a被转换时，可以通过另一个缸筒2b无延迟地排出料浆。这些缸筒2a和2b优选具有至少100cc的容积(能够在至少30秒内获得200cc/min流率的容积)。(这一容量对应着80kW或更大的柴油机的喷射器喷孔)。
这样，当缸筒2a向喷孔5排出料浆时，三通阀3a使管路11与管路12连通并关闭管路13的出口。在这种情况下，三通阀3b使管路13与管路16连通，从而缸筒2b可以从料浆槽1中吸入料浆7，并且该管路的入口被关闭。三通阀3a在以上所述的缸筒转换时使管路11与管路13连通并且关闭管路12的入口。三通阀3b使管路14与管路15连通并且关闭管路16的出口。因此，缸筒2b可以向喷孔5排出料浆7并且缸筒2a可以从料浆槽1中吸入料浆7。从缸筒中排出的料浆7从管路12或15经过管路17和管路18被供给到待加工的喷孔5。
流体抛光装置50包括油缸(操作流体供给装置)22、油槽(流化流体槽)21、三通阀23和截止阀26。在随后提出的流率测量步骤中，油(在本申请中是煤油)从油槽21中通过供给管路23和截止阀26被吸入到油缸22内，并且油缸22通过三通阀23和管路18将油供给到喷孔(工件)5内。在这种情况下，三通阀23被设定成使管路25与管路18连通并关闭该管路17。当使料浆7流到喷孔5时，三通阀23被设定成使管路17与管路18连通并关闭管路35。在本实施方式中，油的供给装置是柱塞式油缸22，但也可以采用另外的流体供给装置例如定量泵。
进一步参照图2所示的流程图对根据一种实施方式的抛光方法进行详细描述。
当在本实施方式中执行料浆流率目标加工步骤(在图2中的步骤2(S2)-步骤6(S6))和调量步骤(步骤7(S7)-步骤13(S13))时，在步骤1(S1)开始加工并且执行料浆流率目标加工步骤。
在步骤2(S2)中，缸筒2a的活塞6a在三通阀3a使管路11与管路12连通的状态下向上移动，并且向喷孔5排出料浆7。为了达到预定的排出流率，缸筒2a的活塞6a的上升速度被控制成以恒定的排出压力供给料浆7。另一方面，缸筒2b的活塞6b在三通阀3b使管路14与管路16连通的状态下向下移动，并且从料浆槽1中吸入料浆7。接着，流程进行到步骤3(S3)并判断料浆流率是否达到目标值。当流率没有达到目标值时(NO)，活塞6a保持向上移动。另一方面，用于吸入料浆的活塞6b的下降速度优选是恒定的并且比缸筒2a的活塞6a的上升速度足够大。因此通常，活塞6b快速达到其下端并且料浆7填充缸筒2b的内部。
随着加工孔尺寸变得更大，活塞6a的上升速度逐渐变得更大并且最终料浆流率达到目标值。在这种情况下，当在步骤3中设定达到目标值的标记(YES)时，流程进行到步骤4(S4)。在S4中，缸筒2a停止并且流程进行到步骤5(S5)。当三通阀3a和3b如上所述被转换时，缸筒从2a被转换到2b。流程从S5进行到步骤6(S6)。三通阀23随后被转换并且执行油(操作流体)流率测量。在油流率的测量中，使油以预定的恒定压力流动并且在这种情况下测量油流率。在S4之后的步骤S5和S6中，缸筒2b的活塞6b已经达到最下端并且缸筒2b已经填满料浆7。当活塞6a向上移动到上端时，缸筒2a内的料浆7返回到料浆槽1。
在S6之后，流程进行到调量步骤。在步骤7(S7)，随后根据所测量的油流率值计算所需的必要的加工时间。接着，流程进行到步骤8(S8)。在S8，缸筒2b的活塞6b优选以料浆排出压力变得恒定的方式向上移动，并且通过使料浆7流向喷孔(工件)5进行流体抛光步骤。在步骤9(S9)中，判断是否达到预定必要的加工时间并且在判断结果为NO时通过活塞6b按所述向上移动而继续进行加工。流程在判断结果为YES时进行到步骤10(S10)。缸筒2b在S10停止。从S7到S10，缸筒2a的活塞6a根据所计算的必要的加工时间以比活塞6b的上升速度更高的速度向下移动，以从料浆槽1中吸入料浆7并用料浆7填充缸筒2a。
在步骤11(S11)中，三通阀3a和3b以与S5的缸筒转换相同的方式被转换以将缸筒从2b转换到2a。S11之后，缸筒2b内剩余的料浆7以与S5相同的方式全部返回到料浆槽1内。在步骤12(S12)中，通过与以上在S6中所述的相同的过程和方法执行油流率测量。在步骤13(S13)中，判断油流率是否达到目标值。当判断结果是NO时(当流率没有达到目标值时)，流程返回到S7并且在此计算必要的加工时间。通过采用缸筒2a重复执行步骤S8-S 13。执行这种重复直至油流率最后达到目标值。油流率在S13中达到目标值(YES)时，流程进行到步骤14(S14)并完成加工。
接着，将对以上所述的实施方式的效果和操作进行说明。
期望根据本实施方式的流体抛光方法以及能够执行所述流体抛光方法的流体抛光装置产生以下效果。
在用于通过采用每个具有足够容量的缸筒向作为工件的喷孔供给料浆的流体抛光的每个步骤中，可以避免在加工过程中插入缸筒转换操作。因此，可以防止在加工过程中料浆流率的瞬时波动并且可以提高喷孔的微孔的加工精度。
被转换并在下一步骤进入备用状态的缸筒内的料浆全部返回到料浆槽。因此，可以防止料浆的分离以及磨料沉淀在缸筒内并且这种效果还有助于提高喷孔的微孔的加工精度。
接着，将对本发明的另一实施方式进行说明。在以上所述的实施方式中，在从缸筒(S4或S10)的停止到油流率测量(S6或S12)的完成这一周期过程中缸筒2a或2b内的剩余料浆返回到料浆槽。新的料浆7此后从料浆槽1中被吸入以完全充满缸筒，为下一流体抛光步骤作准备。相反，在另一实施方式中，还可以在工件5被装配在抛光部分和从抛光部分被取下的工件装配/取下步骤过程中使缸筒内剩余的料浆7返回到料浆槽1并再次从料浆槽1中吸入新的料浆以完全充满缸筒(参见图5)。在图2所示的流程图中的S14和S1之间执行这一工件装配/取下步骤。还可以通过采用如图5所示的机械手或由操作者完成的拾取和按压(pick-and-press)来执行工件装配/取下步骤。
在本实施方式中，也可以获得与以上所述效果类似的效果。
在以上所述的实施方式并在附图中所示的实施方式中，用于向工件供给料浆的供给装置是作为柱塞式泵的缸筒。但是，供给装置可以是各种已知的泵或流体供给装置。尽管以上设置了两组料浆供给装置，但供给装置的数量可以是一个或三个或更多组。三通阀可以是转换阀的组合。
即使以上所述的作为料浆供给装置的缸筒仅是一个，也可以在缸筒停止步骤(在以上所述的实施方式中是S4或S10)到油流率测量步骤(在以上所述的实施方式中是S6或S12)的过程中或在另一实施方式中的工件装配/取下步骤的过程中执行料浆的更换和再填充，并且可以不中断加工的情况下执行一个过程的流体加工。因此，同样可以实现本发明的效果。顺便说，在这种情况下的流体抛光过程的流程图与图2所示的实施方式的流程图类似，尽管删掉了缸筒转换步骤。
本实施方式通过举例的方式表示用于柴油机共轨喷射器的喷孔加工的情形，但本发明并非特别局限于此，而是可以被应用在其它喷孔的加工或微孔例如已经描述的燃料喷射器喷嘴末端、化油器喷口、用于调节流体流率的喷孔、打印机的喷嘴等部件的加工。
接着，对本发明第二实施方式进行说明。
图6-8示意性表示根据本发明这一实施方式的流体抛光装置。图6表示流体抛光装置50的示意图。图7是用于对图6所示的流体抛光装置50的(流体加工)加工单元10的构造进行说明的说明性视图。图8是用于对图6所示的流体抛光装置50的(油流率)测量单元20的构造进行说明的说明性视图。在本实施方式中，待加工的工件是用于柴油机共轨喷射器(燃料喷射装置)的喷孔并且其微孔经历由流体抛光装置50执行的流体抛光。
最初参照图6，本实施方式的流体抛光装置50包括(流体抛光)加工单元(部分)10、油流率的测量单元(部分)20以及冲洗单元(部分)40。
加工单元10使料浆7(加工介质磨料和油的混合)从料浆供给装置(料浆槽1+缸筒2a和2b)流到作为工件的喷孔5以便执行加工操作。在加工完成之后，工件通过冲洗部分40被洗涤。接着，测量单元20使作为操作流体的油从油供给装置(油槽21+缸筒22)流到喷孔5并且通过流率计25测量此时的流率。这一循环被反复直至达到目标油流率。
接着，图7表示图6所示的流体抛光装置50内的加工单元10的示意性构造。加工单元10包括用于容纳包含研磨材料的抛光流体(料浆)7的料浆槽1，并且搅拌器4设置在料浆槽1上。当料浆槽1内的料浆7通过搅拌器4被搅拌时，防止了料浆7的分离和沉淀。加工单元10还包括每个具有活塞6a和6b的两个缸筒(供给装置)2a和2b、两组三通阀3a和3b以及截止阀8a和8b。缸筒2a和2b是柱塞式供给装置。缸筒2a和2b用于排出料浆并且设置两个缸筒以消除吸入时间损失。例如，在一个缸筒2a排出料浆的同时，另一个缸筒2b吸入料浆并进入等待状态直至缸筒被转换。因此，当缸筒被调换时，可以通过另一个缸筒2b无延迟地排出料浆7。
在这种情况下，当缸筒2a向喷孔5排出料浆7时，三通阀3a被设定成使管路11与管路12连通并关闭管路13的出口。为了使缸筒2b在这种情况下从料浆槽1中吸入料浆7，三通阀3b被设定成使管路14与管路16连通并且关闭管路15的入口。在以上所述的缸筒转换时，三通阀3a被设定成使管路11与管路13连通并且关闭管路12的入口，并且三通阀3b被设定成使管路14与管路15连通并且关闭管路16的出口。因此，缸筒2b可以向喷孔5排出料浆7并且缸筒2a能够从料浆槽1中吸入料浆7。从缸筒中排出的料浆7从管路12或15通过管路17和18被供给到待加工的喷孔5。截止阀8a和8b防止分别回流到缸筒2a和2b。
(油流率)测量单元20包括油缸(操作流体供给装置)22、油槽(操作流体槽)21、三通阀23以及截止阀28。在随后提出的油流率测量流程中，油(操作流体)(在本申请中是煤油)从油槽21中通过供给管路33、三通阀23和管路31被吸入到油缸22内。油缸22通过管路31、三通阀23、截止阀28、管路32、压力传感器29、流率计25以及管路34向喷孔(工件)5供给油。在这种情况下，三通阀23被设定成使管路31与32连通并关闭管路33。在本实施方式中，油供给装置使柱塞式油缸22但同样可以采用另外的流体供给装置例如定量泵。管路34可以与加工单元10的管路18相连。
接着，对于具有以上所述构造的流体抛光装置50，将对通过根据本发明这一实施方式的流体抛光方法加工作为工件的喷孔上的微孔的情形给出说明。首先，通过激光加工等方式对喷孔5实施预钻孔加工。此后执行根据本实施方式的流体抛光方法。作为抛光流体的料浆7以预定压力例如从加工单元10的缸筒2a被供给。在这种情况下，图中未示出的控制器控制缸筒2a，使得料浆7的压力达到预定压力。
在本实施方式中，加工容量系数(K)被设定为决定加工时间(T)。在该加工时间(T)内执行流体抛光以高精度地完成对具有预定尺寸的微孔的加工。一种加工的加工时间(Ti)被设定为比对具有预定尺寸的微孔进行加工所需的加工时间更短。当执行一种加工时，使实际的操作流体(油在这里是煤油)流过微孔并且测量油流率(Qi)。根据不久以前测量到的油流率(Qi)确定下一步骤的加工时间(Ti+1)。以这种方式执行多个步骤并以这种方式执行加工以逐渐完成将工件加工到预定尺寸的微孔。
当在一定加工时间(Ti)内执行流体抛光时，通过油流率(Qi)的变化量(dQi)确定作为用于计算加工时间的基础的加工容量系数(Ki)。换句话说，加工容量系数Ki＝dQi/Ti。
在本实施方式中，作为抛光流体的料浆的质量变化被作为料浆加工容量系数(K)的变化，并且根据该加工容量系数的变化采取对策以保持流体抛光的效率。加工容量系数随着料浆质量的劣化而变得更小。因此，当执行产生同样油流率变化的加工时，加工时间提高。
图9表示由于流化(当料浆被用于加工时)而导致的加工容量系数(K)的变化。在绘制的每一点上加工压力保持恒定。从该曲线图中显而易见的是，加工容量系数(K)逐日下降。在此，加工容量系数(K)的变化与加工能量有关。该加工能量W被表达为W＝αPQ(其中α是系数，P是加工压力以及Q是流率)。流率Q被表达为Q＝CA√(P/ρ)(其中C是流率系数，A是喷孔截面面积以及ρ是密度)。当料浆劣化时(由于磨料的磨损、油的混合等因素导致的混合比变化)，α和ρ变化。因此，加工能量下降并且加工容量系数随着加工能量的下降而降低。
但是，由于加工能量与压力有关，因此如果压力得到精确控制以与加工容量系数的降低向匹配，则加工容量会保持恒定。备选地，通过根据加工容量系数执行料浆补充并保持α和ρ恒定可以保持加工容量恒定。例如，如图10的流程图所示，当加工容量系数(K)低于一定阈值a时，形成料浆补充和压力设定变化。但是，为了实现这一流程，必须检测当前的加工容量系数。
每个工件经受重算加工直至其落入油流率标准内。因此，如图11所示通过加工之前和之后的油流率变化(dQ＝Q2-Q1)和加工时间(T)计算工件的加工容量系数(Ki＝dQ/T)。由于可以计算每次重算的加工容量系数，因此可以通过重算次数值(M次)求取平均并且确定每个工件的加工容量系数(∑Kj-Ki/M)。此外，由于每个工件的加工容量具有差异，因此N个工件的加工容量可以被移动并求取平均(∑Kj/N)以更精确地检测加工容量。
将参照图11对根据本实施方式的流体抛光方法的要点进行说明。例如，在预钻孔步骤之后使作为操作流体的油流到喷孔5的微孔并测量第一油(操作流体)流率Q1。然后进行第一阶段的流体抛光，在该第一阶段的加工中，通过采用根据过去的流体抛光数据获得的加工容量系数K确定第一微孔上的第一加工时间T0到比目标油流率Qf更小的第二油流率Q2(T0＝(Q2-Q1)/K)。在第一加工步骤的第一加工时间T0内执行流体抛光。在这一阶段，测量实际油流率Q’。
以与以上所述的第一步骤相同的方式执行随后的加工步骤。在图11所示的实例中，执行所述步骤三次并且由于油流率落入标准值内而完成加工。在图11所示的实例中，在每个步骤的结尾测量油流率Qi。因此每个步骤中的加工时间Ti已知，所以可以计算每个步骤中的实际加工容量系数Ki。因此，可以确定一个工件的平均加工容量系数(Kj＝∑ki/M)。
图10表示在根据本发明第二实施方式的流体抛光方法中克服料浆劣化的对策执行阶段的流程图。当这一过程在步骤101(S101)开始时，在步骤102(S102)中通过对具体一个工件进行流体抛光来计算每一步骤中的加工容量系数(Ki)并且按如上所述确定加工容量系数的平均值(Kj)(这是该工件的加工容量系数)。这些值(Ki，Kj)被存储在存储装置内。接着，在步骤103(S103)中，根据通过将以上所述的一个工件的加工容量系数的数据累加在在前经过流体抛光的N-1个工件的加工容量系数的数据上得到的N个工件的数据计算加工容量系数的移动平均值(∑Kj/N)。
接着，在步骤104中，检查以上所述的移动平均值是否比预定的阈值(a)更小。当其比预定阈值(a)更小时，压力设定被改变并提高。当其比预定阈值(a)更大时，不改变任何值并且按这样完成流动(步骤106(S106))，利用相同特性的料浆并以相同的排出压力执行下一工件的加工。
图12表示本发明第三实施方式的流程图。在第三实施方式中，作为提供料浆质量的对策执行料浆补充代替在第二实施方式流程图的步骤105中加工压力设定的改变。其余流程与第二实施方式的流程相同，因此省去了重复说明。
可以根据料浆质量劣化的程度选择性采用加工压力设定的改变和料浆补充/更换。例如，根据加工压力的等级执行料浆补充/更换并且根据料浆补充的次数更换料浆是可行的。因此可以根据所述状态选择性并适当地采用加工压力设定的改变和料浆补充/更换。
接着，将对本实施方式的效果和操作进行说明。
根据本发明第二实施方式的流体抛光方法以及用于该方法的装置提供以下效果。
在加工容量系数改变时检测料浆质量的劣化，并且设定该加工容量系数的阈值。当加工容量系数变得比阈值更小时，作为对策提高加工压力以防止加工循环时间(CT)的增加。
根据本发明第三实施方式的流体抛光方法和用于该方法的装置提供以下效果。
当加工容量系数变得比阈值更小时以与第二实施方式相同的方式执行料浆补充以防止加工循环时间(CT)的增加。
在以上所述或附图所示的实施方式中，用于向作为工件的喷孔供给料浆的供给装置是作为柱塞式泵的缸筒，但可以是除柱塞式泵之外的各种已知的泵或流体供给装置。尽管在以上所述的实施方式中示出了一个供给装置，但可以设置两个或多个供给装置。
尽管以上实施方式表示本发明应用在柴油机共轨喷射器喷孔的加工上，但本发明并非特别局限于此，而是可以被应用在其它喷孔的加工或微孔例如燃料喷射器喷嘴末端、化油器喷口、用于调节流体流率的喷孔、打印机的喷嘴等部件的加工。
接着，将对本发明的第四实施方式进行说明。
为了实施本实施方式，确定加工时间(T)并在该加工时间(T)内执行流体抛光加工。在过去一直通过图13所示加工容量系数(K)的统计值确定加工时间(T)。
将参照图15对在本发明第四实施方式中确定加工时间的方法进行说明。
在流体抛光过程中，存在不稳定区域，即在初始的加工阶段由于料浆状态和工件形状的影响导致加工容量系数(K)变化的区域。但是，通过试验已经发现加工容量系数(K)在执行一定预定时间(工件内的第一加工时间(T0))的加工之后变得恒定并且加工容量系数(K)在不稳定区域之外(图14)。该第一加工时间(T0)是超出(经过)不稳定区域的时间，但第一加工时间是不确定地实现作为对象的微孔的形成的时间。在第一加工时间(T0)内的加工中，料浆供给流率提高到预先确定的值并小于用于对作为对象的微孔进行加工所需的预定料浆流率。由于预定时间T0根据抛光等作业之前预加工孔的直径而各不相同，因此通过在先的加工测试确定预定时间。备选地，由于可以在超出时间T0的时间内充分执行加工，因此可以在料浆流率导致加工时间比时间T0更长时停止料浆流率。在执行预定时间(T0)的加工之后，接近单程幅值3σ(参见图13)的偏差修正值(α＝3σ)被加在过去工件N次加工容量系数的平均值(K ave)上以获得临时(第一)加工容量系数(K ave+α)。根据第一加工时间(T1＝(Qf-Q1)/(K ave+α)估计第二加工时间(T1)。在此，Qf是目标油(操作流体)流率，也就是在正常执行加工时的油流率。由于临时(第一)加工容量系数(K ave+α)比实际值足够大，因此即使在执行加工时也不会达到目标流率。从加工之前和之后的油流率变换量(dQ＝Q2-Q1)和第二加工时间(T1)中检测工件的第二加工容量系数(Kw＝dQ/T1)。从工件固有的第二加工容量系数(Kw)和目标值之间的差值(Qf-Q2)中估计最佳的第三加工时间T2。通过采用该第三加工时间T2可以非常准确地完成加工并且可以达到目标油流率。如上所述，计算每个工件的加工容量系数(K)并且根据加工容量系数(K)确定加工时间(T)。
图16表示根据本发明第四实施方式的流体抛光方法的流程图。当本实施方式的流体抛光方法在步骤201(S201)开始时，供给装置例如缸筒2a的活塞6a在步骤202(S202)向上移动并以预定压力向作为工件的喷孔5供给作为抛光液体的料浆7。实施流体抛光加工直至预定的第一加工时间(T0)并且当在步骤203(S203)达到第一加工时间时，活塞6a在步骤204(S204)停止。缸筒优选在步骤205(S205)从2a转换到2b。在转换时优选的是缸筒2b使保持在其中的剩余料浆全部返回到料浆槽1并且使槽再次完全充满料浆7。接着，在步骤206(S206)测量第一油(操作流体)流率(该流率在图15中被称为“Q1”)。随后流程进行到步骤207(S207)，在其中计算第二加工时间(T1)。该加工时间如上所述通过将修正值α加在根据过去数据的加工容量系数的平均值(K ave)得到的K ave上而被确定以免T1变得过大。步骤S201-S206相当于第一加工步骤。
在步骤208(S208)中，当缸筒在S205被转换时，缸筒2b的活塞6b向上移动并且料浆7被供给到喷孔5。当加工时间在步骤209(S209)达到第二加工时间T1时，流程进行到步骤210(S210)并且缸筒2b停止。在步骤211(S211)中，缸筒优选以与步骤205相同的方式从2b转换到2a。随后流程进行到步骤212(S212)并且在S212测量第二油流率(Q2)。步骤S207-S212相当于第二加工步骤。
在步骤213(S213)中，根据以上所述的Q1，Q2以及T1计算第二加工容量系数(Kw)。在步骤214(S214)中，根据以上所述的Kw计算第三加工时间(T2)。随后在步骤215(S215)中，缸筒2a的活塞6a向上移动并将料浆7供给到喷孔5以实施抛光加工。在步骤216(S216)中，检查是否达到第三加工时间(T2)。当达到T2时，活塞6a停止(步骤217(S217))并且加工完成(步骤218(S218))。步骤S213-S217相当于完成步骤。
图17，18和19分别表示对根据本发明第五实施方式的流体抛光方法的加工容量系数进行检测的方法以及其流程图。在此，将对其与第一实施方式的区别进行描述。本实施方式的流程图被分成两个图。图9的流程图表示从开始到辅助加工的过程并且图19的流程图表示完成过程。在第五实施方式中，第四实施方式S201-S212的流程是相同的但第四实施方式和第五实施方式之间在S213中第二加工容量系数(Kw2)的计算方法是不同的。主要和辅助过程是相同的但完成过程是不同的。在本实施方式中，引入与修正值α相等的β，a值并且第二加工容量系数(Kw2)通过Kw2＝Kw+β给出。在此，Kw＝(Q2-Q1)/T1。值β例如以与α相同的方式被设定成是与过去的第一加工容量系数(Kw)平均值偏差的单程幅值接近的值。在S214中根据第二加工容量系数Kw2计算第三加工时间(T2)(T2＝(Q5-Q2)/Kw2)(参见图17)。当β以这种方式设定时，通过在第三加工时间T2内加工不会达到目标加工值。
流程进一步进行到步骤215(S215)，在其中活塞6a向上移动并且料浆7被供给到喷孔5。当在步骤216(S216)中检测已达到第三加工时间T2时，活塞6a在步骤217(S217)停止并且缸筒在步骤221(S221)以与S205和S211相同的方式被转换。在步骤222(S222)中，测量第三油流率(Q3)并且在步骤223(S223)中计算第三容量系数(Ks)。Ks的计算方法如下。从三个点Q1和T0、Q2和T1(T0+T1)以及Q3和T2(T0+T1+T2)通过最小二乘法确定近似线(图17中的粗实线)的梯度并且其被设定为Ks。在步骤S224(S224)中，所述线以梯度Ks从图17所示的Q3延伸以确定第四加工时间(T3)(T3＝(Qf-Q3)/Ks)。在本说明中，通过最小二乘法确定Ks但也可以通过从以上所述的三点实现外推的已知的数学方法确定Ks。
在步骤225(S225)中，活塞6b向上移动并且使料浆7流到喷孔5。在步骤226(S226)中，检查是否达到第四加工时间(T3)并且完成加工(步骤218(S218))。在第五实施方式的完成加工步骤(从S213到S227)中，从S213到S222的步骤是第一阶段并且从S223到S227的步骤是第二阶段。
接着，将对以上所述实施方式的功能和操作进行说明。
根据本发明第四实施方式的流体抛光方法以及用于该方法的装置提供以下效果。
为了利用根据流体抛光加工过去的统计量估计加工时间的方法提高加工精度，在加工过程中通过喷孔微孔的加工状态计算加工容量系数，并且通过该系数确定加工时间。因此，提高了喷孔微孔的加工精度。
根据本发明第五实施方式的流体抛光方法以及用于该方法的装置提供以下效果。
有可能加工精度被提高的比第四实施方式更高。
在以上所述或附图所示的实施方式中，用于向作为工件的喷孔供给料浆的供给装置是作为柱塞式泵的缸筒。但是，供给装置可以是除柱塞式泵之外的已知泵或流体供给装置。尽管设置了两个料浆供给装置，但可以设置一个或至少三个供给装置。
以上实施方式表示本发明被应用于柴油机共轨喷射器喷孔加工的实例。但是，本发明并不局限于此而是可以被应用在其它喷孔的加工或微孔例如已经描述的燃料喷射器喷嘴末端、化油器喷口、用于调节流体流率的喷孔、打印机的喷嘴等部件的加工。
以上给出的实施方式仅仅代表本发明的优选实施方式，但绝不是限制本发明。换句话说，本发明仅由在专利权利要求范围内描述的主题进行限制，并且可以其它形式或实施方式被实施。
尽管已经参照为了说明而选出的具体实施方式
对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚地认识到在不脱离本发明主要构思和范围的前提下可以对其做出多种改变。
权利要求
1.一种用于通过向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对所述工件(5)中的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，所述方法包括从供给装置(2a)供给所述料浆(7)的抛光步骤；以及停止从所述供给装置(2a)供给所述料浆(7)的停止步骤；其中，在至少一预定量的所述料浆(7)预先被充入所述供给装置(2a)之后开始进行加工，以防止所述料浆(7)从所述供给装置(2a)的供给在所述停止步骤之前被停止。
2.一种用于通过向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对所述工件(5)上的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，所述方法包括从多个供给装置(2a，2b)中的一个供给装置供给所述料浆(7)的抛光步骤；以及通过停止所述供给装置(2a，2b)从而使所述料浆(7)的供给停止的停止步骤；以及在执行所述停止步骤之后将所述供给装置(2a，2b)转换到另一供给装置以便使得所述料浆(7)可以借助所述另一供给装置被供给到所述工件(5)的转换步骤；其中，在至少一预定量的所述料浆(7)预先被充入所述供给装置(2a，2b)之后开始进行加工，以防止所述料浆(7)从所述供给装置(2a)的供给在所述停止步骤之前被停止。
3.如权利要求1所述的流体抛光方法，其特征在于，所述供给装置(2a)是柱塞式的并具有缸筒(2a)，所述料浆(7)可以通过所述柱塞的往复移动从所述料浆槽(1)中被吸入，所述缸筒(2a)内剩余的所述料浆(7)在所述工件(5)被装配或取下的同时全部返回到所述料浆槽(1)，并且再次被吸入，以便使得所述缸筒基本上完全充满所述料浆(7)。
4.如权利要求1所述的流体抛光方法，其特征在于，所述供给装置(2a，2b)是柱塞式的并具有缸筒(2a，2b)，所述料浆(7)可以通过所述柱塞的往复移动从所述料浆槽(1)中被吸入，并且处于不涉及所述料浆(7)供给的休止状态的所述供给装置使所述缸筒(2a，2b)内剩余的所述料浆(7)全部返回到所述料浆槽(1)，同时处于操作状态的所述供给装置向所述工件(5)供给所述料浆，随后再次吸入料浆，并被所述料浆(7)基本上完全充满。
5.如权利要求3或4所述的流体抛光方法，其特征在于，每个缸筒(2a，2b)的容量是100cc或更大。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述供给装置(2a；2b)的供给压力保持恒定。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述工件(5)是柴油机燃料喷射器的微孔。
8.一种用于通过向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对所述工件(5)上的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，该方法包括至少一个过程，所述至少一个过程包括以下步骤在加工之前测量操作流体流率(Q1)；在预定加工时间(T)内使所述料浆(7)流到所述工件；以及在加工之后测量操作流体流率(Q2)；并且其中根据有关加工之前和之后的操作流体流率的增量(dQ＝Q2-Q1)与所述加工时间(T)的比值(dQ/T)的过去数据，以确定加工容量系数(K)；以及当所述加工容量系数(K)小于预定阈值时，采取用于提高流体抛光加工性能的措施。
9.如权利要求8所述的流体抛光方法，其特征在于，所述操作流体是料浆、油和空气中的任意一种。
10.如权利要求8或9所述的流体抛光方法，其特征在于，所述用于提高所述流体抛光加工性能的措施是提高从所述供给装置中供给所述料浆(7)的供给压力的方法。
11.如权利要求8或9所述的流体抛光方法，其特征在于，所述用于提高所述流体抛光加工性能的措施是新料浆(7)的补充。
12.如权利要求8-11中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述加工容量系数(K)被确定为多个工件的移动平均值(∑Kj/N)，并且每个工件的加工容量系数(Kj)是所述工件在每个过程的加工容量系数(Ki)的平均值(∑Ki/M)。
13.如权利要求8-11中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述加工容量系数(K)被确定为多个工件的移动平均值(∑Kj/N)，并且通过数学外推法计算每个工件的加工容量系数(Kj)，所述数学外推法采用所述工件的每个步骤的操作流体流率以及通过与所述操作流体流率相对应的加工时间形成的三个或多个操作流体流率。
14.如权利要求13所述的流体抛光方法，其特征在于，所述数学外推法是最小二乘法。
15.如权利要求8-14中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，在一个工件的加工过程中从所述供给装置供给所述料浆(7)的供给压力保持恒定。
16.如权利要求8-15中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述工件(5)是柴油机燃料喷射器的微孔。
17.一种用于通过由供给装置向工件(5)供给作为抛光流体的料浆(7)来对所述工件(5)上的微孔进行抛光和加工的流体抛光方法，该方法包括主过程、辅助过程、和完成过程，其中，在所述主过程中，供给所述料浆(7)，直至来自所述供给装置的料浆供给流率增加到小于加工所述微孔所需的预定料浆流率的预定值，随后所述供给装置停止以使所述料浆(7)的供给停止，使所述操作流体流到所述工件(5)的微孔并测量第一操作流体流率(Q1)；在所述辅助过程中，根据所述第一操作流体流率(Q1)计算未达到目标加工的第二加工时间(T1)，在所述第二加工时间(T1)内供给所述料浆(7)以实施抛光，当达到所述第二加工时间(T1)时停止所述供给装置以使所述料浆(7)的供给停止，使所述操作流体流到所述工件(5)的微孔并且测量第二操作流体流率(Q2)；在所述完成过程中，根据所述第二操作流体流率(Q2)计算目标第三加工时间(T2)，在所述第三加工时间(T2)内供给所述料浆(7)以实施抛光，当加工时间达到所述第三加工时间(T2)时停止所述供给装置以使所述料浆(7)的供给和加工停止；通过设定加工容量系数(K)以确定所述辅助过程和所述完成过程中的每一个过程的加工时间(T1，T2)；以及所述加工容量系数(K)是加工过程中操作流体流率增量(dQ)与所述加工时间(T)的比值(dQ/T)的函数(K＝f(x)，x＝dQ/T)。
18.如权利要求17所述的流体抛光方法，其特征在于，通过在第一加工时间(T0)内供给所述料浆(7)实现所述料浆(7)的供给，直至从供给装置的料浆供给流率增加到一个大约小于在主过程中加工目标微孔所需的预定料浆流率的预定值，所述第一加工时间通过过去的流体抛光数据确定并且可靠地比加工目标微孔所需的加工时间更短。
19.如权利要求18所述的流体抛光方法，其特征在于，所述第一加工时间(T0)是一个超出不稳定区域的时间，所述不稳定区域是流体抛光受所述料浆状态或受所述工件形状影响的初始阶段。
20.如权利要求17-19中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，通过以下公式计算所述辅助过程的所述第二加工时间(T1)T1＝(Qf-Q1)/第一加工容量系数其中所述第一加工系数＝平均加工容量系数(K ave)+修正值(α)，Qf是目标操作流体流率，所述平均加工容量系数(K ave)是通过过去的流体抛光数据确定的加工容量系数(K)的平均值，以及所述修正值(α)比所述加工容量系数(K)过去数据的偏差的单程幅值(3σ)更大。
21.如权利要求20所述的流体抛光方法，其特征在于，通过公式(2)计算所述第三加工时间(T2)；T2＝(Qf-Q2)/第二加工容量系数(Kw)，并且通过公式(3)计算所述第二加工容量系数(Kw)Kw＝(Q2-Q1)/T1(3)。
22.如权利要求17-20中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述完成过程包括第一阶段和第二阶段；在所述第一阶段，根据所述第二操作流体流率(Q2)计算未达到目标加工的第三加工时间(T2)，通过在所述第三加工时间(T2)内供给所述料浆(7)执行抛光，当加工时间达到所述第三加工时间(T2)时停止所述供给装置并使所述操作流体流过所述工件(5)的所述微孔以测量第三操作流体流率(Q3)；以及在所述第二阶段，根据所述第三操作流体流率(Q3)计算目标第四加工时间(T3)，在所述第四加工时间(T3)内供给所述料浆(7)以实施抛光，并且当加工时间达到所述第四加工时间(T3)时，停止所述供给装置以使所述料浆(7)的供给停止并完成加工。
23.如权利要求22所述的流体抛光方法，其特征在于，在所述第一阶段，通过公式(4)计算第三加工时间(T2)T2＝(Q2-Q1)/第二加工容量系数(Kw2)；其中所述第二加工容量系数(Kw2)＝平均第一加工容量系数+修正值(β)，所述平均第一加工容量系数是由过去的流体抛光数据确定的所述第一加工容量系数的平均值，并且所述修正值(β)是一个比所述第一容量系数的所述过去数据的偏差的单程幅值更大的值；以及在所述第二阶段，通过数学外推法计算所述第四加工时间(T3)，所述数学外推法采用由测量到的所述第一、第二和第三操作流体流率(Q1，Q2，Q3)以及由与各个流率对应的所述第一、第二和第三加工时间(T0，T1，T2)形成的三个测量值。
24.如权利要求23所述的流体抛光方法，其特征在于，所述数学外推法是最小二乘法。
25.如权利要求17-24中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，从所述供给装置供给所述料浆(7)的供给压力保持恒定。
26.如权利要求17-25中任意一项所述的流体抛光方法，其特征在于，所述工件(5)是柴油机燃料喷射器的微孔。
全文摘要
在用于通过料浆(7)对微孔进行加工的流体抛光方法中，在料浆流率达到目标过程中从缸筒(2a)供给料浆，直至流率增加到料浆供给流率的目标值。当流率达到目标流率时，缸筒停止并转换到另一缸筒(2b)，此后测量微孔操作流体流率。在随后实施的调量过程中，根据操作流体流率计算所需的加工时间并且通过另一缸筒(2b)在所需加工时间内执行抛光。随后另一缸筒停止并被转换，测量操作流体流率。这样，重复调量过程直至操作流体流率达到预定值。在每个过程中，料浆的供给不中断。
文档编号B24C5/00GK1974134SQ200610172378
公开日2007年6月6日 申请日期2006年8月30日 优先权日2005年8月30日
发明者大冈泰仁, 加藤真一, 木村一成, 加藤滋也 申请人:株式会社电装
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