柴油机燃油系统产品主要零部件的制造工艺

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产品主要零部件的制造工艺一.概述：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、班、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 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），成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

2、，产品质量不稳定。改革开放以来 国内部分厂家投入大量资金，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。动化和科学的质量管理体系（62质量认证的质量管理方法），所以生产效率高，产品质量稳定。二.柴油机燃油系统精密偶件的主要加

3、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/t72962004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粗糙度口 m针阀体1 .内圆工作表面圆度0.00050.052.内圆工作表面的轴线直线度0.0013.内圆工作表面的素线平行度+0.0015-0.00054 .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

4、.00090.206.喷孔轴心线与针阀体轴心线的角度差土3 （孔 式）7 .圆周上各喷孔轴心线的角度偏差土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19.6国外油2.配合表面密封值泵油嘴零件的 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ca

5、m自动线 加工零 件。油 泵油嘴 总成的 装配， 实现了 信息化capppdm表二：柱塞偶件的主要技术要求零件名称偏差名称精度mm粗糙度仙m柱塞丁圆柱工作表向圆度f 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20:0.000614.控制斜槽的线轮廓度10.04柱塞套1.内圆柱工作表向圆度0.00050.042.内圆柱工作表面的轴线直线度0.00113.内圆柱工作表面的素线平行度20:0.00064.密封端面的平向度0.00090.16偶件配合表面密封值（|）6.5小8.51126秒19.60 士0.245 mpa 等压试验配合表面密封信小8.5小12

6、922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 ,20crmos , 20crni , gcr15等。大功率柴油机喷油嘴的针阀体采用

7、27simn2mov合金渗碳钢或38crmoal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ahrc57,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 a 950。针阀采用高速钢 w18cr4vw6mo5cr4v2 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hrc6063,当采用20crmo时硬度ahrc58,当偶件承

8、受较大冲击载荷时，常采用 38crmoal或27simn2mov等材料。 2.2.2精密偶件的热处理： 1.轴承钢；a：富盐炉加热淬火：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。氨分解气白成分：nh3 650c * h2 （75%） +n2 （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160190c （10帆械油 80c 检验-冷处理60c （1

9、小时）-回火190c 10c （4小时）-130+10c c：井式渗碳炉加热淬火2.渗碳钢:a： 18cr2niwa针阀体的固体渗碳：一般用箱式炉式井式渗碳炉中孔塞碳棒一装罐一渗碳炉880 900c (5-5.5小时)出炉室冷一-检 查渗碳层深度-开罐筛碳一冷处理60c (6090分)-清洗一回 火 160c i0c (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1840%525c零件装炉一180c排气一氮化士2炉冷却至180c出炉35小时4 .高速钢的热处

10、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 600c-保温t1=30+ (1.52) d;第二次预热 850c 900c保温 t2=30+ (1.52) d;第三次预热 1260c1280c保温 t1=20+ (0.250.5) 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一一单轴自动车、 数控车床，也可用专用设备加工。图2是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

11、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：针阀毛坯加工一一多轴自动车、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）一麻花钻一粗较一精较（或硬质合金双 级钱刀）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；一一座面一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钻加工（可保证压力室对中孔跳动0.08mm)盛油梢加工有电解成型和机械刀挖，如图

12、 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。0.150.17 欧 3图9针阀体软加工工艺过程，图10喷孔钻床（0.10 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班磨等工序，逐次提高加工 精度，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

13、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。3 .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0.02mm,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d 3mm定位。可达到外圆对中孔跳动 0.02mm,球头壁厚差 士 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

14、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 ra0.05p m （对于 w042,小风磨加工的中孔最好用班磨）。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.

15、0006mm,ra0.05mm。图 20 （tlhs ）4 .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4-001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,切削余量至0.02mm,素线平行度w 0.015mm。d:磨针尖：以提高精度

16、的大外圆进一步磨针尖， 使针尖圆度达到0.0008 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0.000m,素线平行度w 0.001mm, ra0.1 区 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 区 m,粗糙度 ra0.08 m图 21 studev s21 磨床k:精磨座面：studev s21 圆度w 0.0003 m,粗糙度 ra0.08 ml:精研外圆：双盘研磨机精研大外圆，ra0.05pm。5 .精密偶件的配付和性能

17、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按0