柴油机燃油系统产品主要零部件的制造工艺(DOC)

1、柴油机燃油系统产品主要零部件的制造工艺柴油机燃油系统主要零部件包括喷油泵，喷油器总成，喷油嘴， 柱塞偶件，出油阀偶件等精密零部件。其制造过程，包括铸造，锻造，冲压，冷挤压和金属切削加工等 热处理前的软加工成形技术。热处理后还要经过磨、珩、研以及电火 花、电解等加工方法进行精加工，完成了零件的加工之后，还要按规,成定的程序进行装配和性能试验。 合格后才能作为成品出厂。 因此如何 制定合理的工艺过程，采用先进加工设备（当然根据具体条件） 为机械工艺工程师的重要任务。我国油泵油嘴厂数量多而分散， 不少工厂采用通用设备， 工序分 散，手工操作多，生产方式也落后，产品质量不稳定。改革开放以来 国内部分厂

2、家投入大量资金， 引进了许多国外先进设备， 在关键工序 上把好质量关，引进了部分的先进制造技术， 如瑞士 Mikron 的 DR-12喷油嘴体内腔成型组合机床， 瑞典 UVA 中孔座面磨床， Stude 配磨磨 床和A型泵、Pw泵、S系列喷油嘴加工技术等一批先进加工设备和 技术。引进了世界最大的燃油喷射系统制造商 BOSCH 公司的生产制 造技术。使国内的柴油机燃油系统产品的制造技术有了很大的提高， 产品质量有明显的改善，但总体技术与国外还有较大差别。国外油泵油嘴零件的加工和装配试验已达到很高的自动化程度， 采用专用高效设备组成 CAM 自动线加工零件。油泵油嘴总成的装配， 实现了信息化CAP

3、P- PDM的自动化管理，由于加工过程的自动化和科学的质量管理体系（62质量认证的质量管理方法），所以生产效 率咼，产品质量稳定。二.柴油机燃油系统精密偶件的主要加工工艺和技术要求:图1为喷油嘴偶件。2.1柴油机燃油系统精密偶件的主要技术要求:柴油机油泵油嘴精密偶件主要有三对， 喷油嘴偶件，柱塞偶件和出油阀偶件。JB/T7296 2004柴油机喷油嘴偶件技术条件,JB/T7174.12004柴油机出油阀偶件技术条件,JB/T7173.12004柴油机喷柱塞偶件技术条件。表一：喷油嘴偶件的主要技术要求零件名称偏差名称精度mm粗糙度卩m针阀体1.内圆工作表面圆度0.00050.052.内圆工作表面

4、的轴线直线度0.0013.内圆工作表面的素线平行度+0.00150.00054.密封锥面对内圆工作表面的斜向圆跳动0.0040.405.密封端面的平面度0.00090.206.喷孔轴心线与针阀体轴心线的角度差± 3° （孔 式）7.圆周上各喷孔轴心线的角度偏差± 3° （孔 式）8.喷孔对内圆工作表面的圆跳动0.003 （轴针式）针阀1.导向工作表面的圆度0.00030.052.导向工作表面的轴线直线度0.00053.导向工作表面的素线平行度0.00054.密封锥面的圆度0.0010.205.密封锥面对导向工作表面的斜向圆跳动0.00156.针阀轴针对导

5、向工作表面的圆跳动0.002 （轴针式）偶件1.升程偏差614 秒降压法19.62.配合表面密封值MPa降到17.64 MPa表二：柱塞偶件的主要技术要求零件名称偏差名称精度mm粗糙度卩m柱塞1.圆柱工作表面圆度0.00050.042.圆柱工作表面的轴线直线度0.0013.圆柱工作表面的素线平行度20:0.00064.控制斜槽的线轮廓度0.04柱塞套1.内圆柱工作表面圆度0.00050.042.内圆柱工作表面的轴线直线度0.0013.内圆柱工作表面的素线平行度20:0.00064.密封端面的平面度0.00090.16偶件配合表面密封值© 6.5© 8.51126秒19.60

6、±0.245 Mpa 等压试验配合表面密封值© 8.5© 12922 秒表三：出油阀偶件的主要技术指标（略）2.2精密偶件的材料及热处理;2.21精密偶件的材料选择;精密偶件的材料除了要求热处理后应具有较高的硬度和耐磨性, 有较高的抗回火性和尺寸稳定性，有较好的抗腐蚀能力和接触疲劳强 度，以及小的线膨胀系数外，还应具有良好的机械加工性能。1喷油嘴偶件的常用材料;轴针式喷油嘴偶件较多的采用GCr15,热处理后硬度为HRC6064。长型孔式喷油嘴偶件的针阀体则采用合金渗碳钢，针阀为高速钢。针阀体材料有18Cr2Ni4WA，25SiCrMoV，18CrNi2，20CrM

7、oS, 20CrNi，GCr15等。大功率柴油机喷油嘴的针阀体采用27SiMn2MoV合金渗碳钢或38CrMoAI氮化钢等材料。采用合金渗碳钢热处理的针阀体，其渗碳层深度为 0.40.9mm,硬度HRC57,采用38CrMoAl氮化钢热处理的针阀体，其渗碳层深度为0.30.4mm,硬度HV > 950。针阀采用高速钢 W18Cr4V , W6Mo5Cr4V2制造，其硬度为HRC6265。2柱塞偶件大多采用GCr15,其硬度为HRC6064,也有用CrWMn或20CrMo等材料的。3出油阀偶件的材料和技术要求:出油阀偶件以采用 GCr15为多，也有用20CrMo，CrWMn的,其硬度为HR

8、C6063，当采用20CrMo时硬度HRC58，当偶件承受 较大冲击载荷时，常采用 38CrMoAI或27SiMn2MoV等材料。2.2.2精密偶件的热处理:1. 轴承钢;a：氰盐炉加热淬火：简单，防脱碳，极毒，污染。b:气体保护气氛加热淬火：（氨分解，滴注式两种）节能，减轻劳动强度，生态保护好，推广应用。氨分解气的成分：NH3 650C H2 (75%) +2 (25%)滴注式有直接滴注和间接滴注两种。直接滴注是1: 2丙酮和乙醇直接滴入加热炉内分解。间接滴注是甲醛和乙醇3: 7混合滴入裂解炉内900C分解,推杆炉，多用炉推杆炉操作: 加热850C-10C （推料10分钟）-冷却160 19

9、0C（ 10#机械油V 80C检验-冷处理60C（ 1小时）-回火190C 士 10C （4小时）-130±10cc：井式渗碳炉加热淬火2. 渗碳钢: a： 18Cr2NiWA针阀体的固体渗碳:般用箱式炉式井式渗碳炉中孔塞碳棒-装罐-渗碳炉880 900C（ 5-5.5小时）出炉室冷-检查渗碳层深度-开罐筛碳-冷处理60C（ 60 90分）-清洗-回火 160C ± 10C (4 小时)b: 20CrMoS针阀体的固体渗碳 3. 38CrMoAl针阀体的气体氮化氮化前调质处理，硬度为 HRC3135,再做半精加工，再氮化。可用改造的井式炉，NH3的分解率为18-40%525

10、（3零件装炉180c排气氮化3小时炉冷却至展出炉4.高速钢的热处理 a： W18Cr4V高速钢的盐溶处理;b: W18Cr4V高速钢的真空热处理;真空炉：第一次预热550C 6OOC7保温ti=30+ （1.5-2） D;第二次预热 850C 9OOC7保温 t2=30+ (1.5-2) D;第三次预热 1260C-12807保温 ti=20+ (0.25-0.5) D;预冷至1000 C进入油淬火。三：精密偶件的加工工艺及制造技术（喷油嘴偶件）一 针阀偶件的热处理前软加工：1. 针阀的软加工：针阀的毛坯加工如图 1：针阀毛坯图针阀毛坯加工单轴自动车、 数控车床, 也可用专用设备加工。图2 是

11、数控车床加工针阀简图加工结果：切削表面对导向表面的跳动应不大于 0.08mm,并为热处理后的硬加工留有0.30.5mm的余量。毛坯在经过检验之后入库进行热处理。2. 针阀体的软加工：针阀体毛坯如图 3：针阀毛坯加工多轴自动车、数控车床图4六角车加工简图，图 5组合机床加工过程针阀体的软加工：a：枪孔钻床打二级中孔，二级中孔同轴度 0.02mm,对外圆跳动0.04mmb:数控车床（六角车床）7麻花钻7粗铰7精铰（或硬质合金双级铰刀）对外园跳动0.08mm, 二级中孔同轴度0.04mm。C：以二级中孔为基准加工；一一座面7压力室座面用冷挤压，如图6,（可保证0.006mm跳动）压力室以二级中孔定位

12、钻加工（ 可保证压力室对中孔跳动0.08mm)盛油槽加工有电解成型和机械刀挖，如图 7定位孔和进油孔可用组合机床加工，也可用台钻和钻模加工。钻喷孔、球头要精车或粗磨，为保证球头壁厚公差，加工时要以压力室低部定长，喷孔可用喷孔钻床加工。图9 针阀体软加工工艺过程，图 10喷孔钻床（0.15 0.17欧30.10 0.14欧4 )0.07 0.10欧5流量检测和喷孔角度检测图 11 流量试验台二 精密偶件的硬加工：精密偶件零件的硬加工，指热处理之后的切削加工， 其加工质量决定了精密偶件的产品质量，由于精密偶件的加工精度很高， 所以在硬加工过程中往往要经过多次粗精磨削和珩磨等工序, 逐次提高加工 精

13、度，才能达到图纸要求。 为了减少磨削过程中的磨削应力，在精磨之前要进行第二次时效,为保证零件材质,要对零件100%作磁性探伤，经磁性探伤后要进行退磁，保证零件的剩磁不超过5 高斯。1. 针阀偶件的硬加工：图 12 是针阀体硬加工主要工艺过程a：经热处理后零件，去压力室毛刺，清洗。b：磨工艺角，纠正热处理变形，减小座面磨削余量,跳动V0.02mm,加工方法如图13,磨工艺角示意图。C：磨两级外圆及球头。以中孔孔口和座面量规尺寸©3mm 定位。成型砂轮磨削全部外表面：精度高,效率高,定位以中孔孔口和座面© 3mm定位。可达到外圆对中孔跳动V 0.02mm,球头壁厚差<&#

14、177; 0.05mm，易保证球心位置。图 14 成型砂轮磨削。d:磨大端面。平面度 0.0009mm Ra0.09mme：去喷孔毛刺及测流量，流量散差士 3%。图 15 液体挤压研磨机床f :磨中孔座面图 16 UVA80 中孔座面磨床，图 17磨中孔座面的夹持方法图18 W042 中孔座面磨床，图 19小风磨UVA80 中孔座面磨床可达到:中孔：圆度0.0005mm,素线平行度< 0.001mm粗糙度Ra0.1 m座面：圆度0.0008mm,对中孔跳动w 0.003mm,粗糙度Ra0.2 m,座面角度分差士 10'。g：研磨中孔：主要用于改善中孔的表面粗糙度，使粗糙度达到Ra

15、0.05a m （对于 W042，小风磨加工的中孔最好用珩磨）。h：研磨面：（研磨面主要是用以改善表面粗糙度）。i :研大端面：（超精磨大端面）使大端面平面度达到 0.0006mm,Ra0.05mm。图 20 (TLHS)2. 针阀的硬加工：a：针阀热处理后的硬加工，通常工作大外圆用无芯磨床磨削。图21 针阀成型无芯磨床加工示意图。也可用外圆磨床来加工。此时应以工作大外圆做定位基准,支承在 V 型夹具上,由压轮带动工件旋转完成磨削加工，这就要求工作大外圆有极高的精度，以保证座面和各级外圆的加工精度和同轴度。 图 21 的加工结果工作外圆可达到圆度 0.002mm 的精度。b:磨尾杆。可用4-0

16、01用大外圆和前尖定位。C：通磨外圆：使用 M80高精度无芯磨床，使大外圆度提高到0.0008mm,切肖U余量至0.02mm,素线平行度w 0.015mm。d：磨针尖：以提高精度的大外圆进一步磨针尖，使针尖圆度达到0.0008 a m。e：磨45°,通常用J4-012斜切磨床。f :精磨外圆：使用高精度无芯磨床，使大外圆圆度提高到0.0005a m,素线平行度w 0.001mm, Ra0.1 a m。g：无芯研磨外圆：无芯研磨机h:粗研外圆：双盘研磨机i :精磨尾杆：J4-012斜切磨床j :精磨 45°, Studev S21 圆度w 0.0003 a m,粗糙度 Ra0

17、.08a m图 21 Studev S21 磨床k:精磨座面：Studev S21 圆度w 0.0003a m,粗糙度 Ra0.08a ml :精研外圆：双盘研磨机精研大外圆，Ra0.05a m。3. 精密偶件的配付和性能试验：加工好的单件成品需要装配成偶件,叫插配。精密偶件的插配配付有相当严格的要求, 在相关的国家标准中都有明确的规定。由于在大量的生产过程中精密零件的加工精度还不能实现 100%的配付成功，因此配付过程中还需要采取各种措施来提高配付合格率，偶件要 100%进行试验合格才能出厂。喷油嘴偶件的配付和试验检查： 机械部标准 JB/T7297-2004 柴油机喷油嘴偶件性能要求中规定，针阀在针阀体内应具有良好的滑动性，两个工作表面间应具有一定的径向间隙；径向间隙以油压法试验的径部密封值评定。试验用油为20C时，运动粘度10.210.7cat的混合油；对喷雾质量的要求是，喷出的燃油应成雾化状，不应有油粒飞溅。喷油开始前和终了后喷孔口不允许有渗油现象。喷油结束后只允许针阀体头部有轻微湿润，喷油嘴流量偏差要在规定的范围内，该标准同时规定了试验方法。插配配付的工序是：表 5，图 22 空气量仪图 23电感比较仪a：针阀和针阀体分级：空气量仪或电感比较仪