柴油機(jī)燃油系統(tǒng)產(chǎn)品主要零部件的制造工藝一. 概述：柴油機(jī)燃油系統(tǒng)主要零部件包括噴油泵，噴油器總成，噴油嘴，柱塞偶件，出油閥偶件等精密零部件。其制造過(guò)程，包括鑄造，鍛造，沖壓，冷擠壓和金屬切削加工等熱處理前的軟加工成形技術(shù)。熱處理后還要經(jīng)過(guò)磨、珩、研以及電火花、電解等加工方法進(jìn)行精加工，完成了零件的加工之后，還要按規(guī)定的程序進(jìn)行裝配和性能試驗(yàn)。合格后才能作為成品出廠。因此如何制定合理的工藝過(guò)程，采用先進(jìn)加工設(shè)備（當(dāng)然根據(jù)具體條件）,成為機(jī)械工藝工程師的重要任務(wù)。我國(guó)油泵油嘴廠數(shù)量多而分散，不少工廠采用通用設(shè)備，工序分散，手工操作多，生產(chǎn)方式也落后，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。改革開(kāi)放以來(lái)國(guó)內(nèi)部分廠家投入大量資金，引進(jìn)了許多國(guó)外先進(jìn)設(shè)備，在關(guān)鍵工序上把好質(zhì)量關(guān)，引進(jìn)了部分的先進(jìn)制造技術(shù)，如瑞士Mikron的DR-12噴油嘴體內(nèi)腔成型組合機(jī)床，瑞典UVA中孔座面磨床，Stude配磨磨床和A型泵、Pw泵、S系列噴油嘴加工技術(shù)等一批先進(jìn)加工設(shè)備和技術(shù)。引進(jìn)了世界最大的燃油噴射系統(tǒng)制造商BOSCH公司的生產(chǎn)制造技術(shù)。使國(guó)內(nèi)的柴油機(jī)燃油系統(tǒng)產(chǎn)品的制造技術(shù)有了很大的提高，產(chǎn)品質(zhì)量有明顯的改善，但總體技術(shù)與國(guó)外還有較大差別。國(guó)外油泵油嘴零件的加工和裝配試驗(yàn)已達(dá)到很高的自動(dòng)化程度，采用專用高效設(shè)備組成CAM自動(dòng)線加工零件。油泵油嘴總成的裝配，實(shí)現(xiàn)了信息化CAPPPDM的自動(dòng)化管理，由于加工過(guò)程的自動(dòng)化和科學(xué)的質(zhì)量管理體系（6質(zhì)量認(rèn)證的質(zhì)量管理方法），所以生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。二. 柴油機(jī)燃油系統(tǒng)精密偶件的主要加工工藝和技術(shù)要求：圖1為噴油嘴偶件。2.1柴油機(jī)燃油系統(tǒng)精密偶件的主要技術(shù)要求：柴油機(jī)油泵油嘴精密偶件主要有三對(duì)，噴油嘴偶件，柱塞偶件和出油閥偶件。JB/T72962004 柴油機(jī)噴油嘴偶件技術(shù)條件，JB/T7174.12004 柴油機(jī)出油閥偶件技術(shù)條件，JB/T7173.12004 柴油機(jī)噴柱塞偶件技術(shù)條件。表一：噴油嘴偶件的主要技術(shù)要求零件名稱偏差名稱精度mm粗糙度m針閥體1.內(nèi)圓工作表面圓度0.00050.052. 內(nèi)圓工作表面的軸線直線度0.0013. 內(nèi)圓工作表面的素線平行度+0.0015-0.00054.密封錐面對(duì)內(nèi)圓工作表面的斜向圓跳動(dòng)0.0040.405.密封端面的平面度0.00090.206.噴孔軸心線與針閥體軸心線的角度差3（孔式）7.圓周上各噴孔軸心線的角度偏差3（孔式）8.噴孔對(duì)內(nèi)圓工作表面的圓跳動(dòng)0.003（軸針式）針閥1.導(dǎo)向工作表面的圓度0.00030.052. 導(dǎo)向工作表面的軸線直線度0.00053. 導(dǎo)向工作表面的素線平行度0.00054. 密封錐面的圓度0.0010.205. 密封錐面對(duì)導(dǎo)向工作表面的斜向圓跳動(dòng)0.00156.針閥軸針對(duì)導(dǎo)向工作表面的圓跳動(dòng)0.002（軸針式）偶件1.升程偏差614秒降壓法19.6 MPa降到17.64 MPa2.配合表面密封值表二：柱塞偶件的主要技術(shù)要求零件名稱偏差名稱精度mm粗糙度m柱塞1.圓柱工作表面圓度0.00050.042.圓柱工作表面的軸線直線度0.0013.圓柱工作表面的素線平行度20：0.00064.控制斜槽的線輪廓度0.04柱塞套1.內(nèi)圓柱工作表面圓度0.00050.042.內(nèi)圓柱工作表面的軸線直線度0.0013.內(nèi)圓柱工作表面的素線平行度20：0.00064.密封端面的平面度0.00090.16偶件配合表面密封值6.58.51126秒19.600.245 Mpa等壓試驗(yàn)配合表面密封值8.512922秒表三：出油閥偶件的主要技術(shù)指標(biāo)（略）2.2精密偶件的材料及熱處理；2.21精密偶件的材料選擇；精密偶件的材料除了要求熱處理后應(yīng)具有較高的硬度和耐磨性，有較高的抗回火性和尺寸穩(wěn)定性，有較好的抗腐蝕能力和接觸疲勞強(qiáng)度，以及小的線膨脹系數(shù)外，還應(yīng)具有良好的機(jī)械加工性能。1 噴油嘴偶件的常用材料；軸針式噴油嘴偶件較多的采用GCr15，熱處理后硬度為HRC6064。長(zhǎng)型孔式噴油嘴偶件的針閥體則采用合金滲碳鋼，針閥為高速鋼。針閥體材料有18Cr2Ni4WA，25SiCrMoV，18CrNi2，20CrMoS，20CrNi，GCr15等。大功率柴油機(jī)噴油嘴的針閥體采用27SiMn2MoV合金滲碳鋼或38CrMoAl氮化鋼等材料。采用合金滲碳鋼熱處理的針閥體，其滲碳層深度為0.40.9mm，硬度HRC57，采用38CrMoAl氮化鋼熱處理的針閥體，其滲碳層深度為0.30.4mm，硬度HV950。針閥采用高速鋼W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2制造，其硬度為HRC6265。2 柱塞偶件大多采用GCr15，其硬度為HRC6064，也有用CrWMn或20CrMo等材料的。3 出油閥偶件的材料和技術(shù)要求：出油閥偶件以采用GCr15為多，也有用20CrMo，CrWMn的，其硬度為HRC6063，當(dāng)采用20CrMo時(shí)硬度HRC58，當(dāng)偶件承受較大沖擊載荷時(shí)，常采用38CrMoAl或27SiMn2MoV等材料。2.2.2精密偶件的熱處理：1. 軸承鋼；a：氰鹽爐加熱淬火：簡(jiǎn)單，防脫碳，極毒，污染。b：氣體保護(hù)氣氛加熱淬火：（氨分解，滴注式兩種）節(jié)能，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，生態(tài)保護(hù)好，推廣應(yīng)用。氨分解氣的成分：NH3 650 H2（75%）+N2（25%）滴注式有直接滴注和間接滴注兩種。直接滴注是1：2丙酮和乙醇直接滴入加熱爐內(nèi)分解。間接滴注是甲醛和乙醇3：7混合滴入裂解爐內(nèi)900分解，推桿爐，多用爐推桿爐操作：加熱850-10（推料10分鐘）-冷卻160190（10#機(jī)械油80檢驗(yàn)-冷處理60（1小時(shí)）-回火19010（4小時(shí)）-13010c：井式滲碳爐加熱淬火2. 滲碳鋼：a：18Cr2NiWA針閥體的固體滲碳：一般用箱式爐式井式滲碳爐中孔塞碳棒-裝罐-滲碳爐880900（5-5.5小時(shí)）出爐室冷-檢查滲碳層深度-開(kāi)罐篩碳-冷處理60（6090分）-清洗-回火16010（4小時(shí)）b：20CrMoS針閥體的固體滲碳3. 38CrMoAl針閥體的氣體氮化氮化前調(diào)質(zhì)處理，硬度為HRC3135，再做半精加工，再氮化。可用改造的井式爐，NH3的分解率為1840%4. 高速鋼的熱處理a：W18Cr4V高速鋼的鹽溶處理；b：W18Cr4V高速鋼的真空熱處理；真空爐：第一次預(yù)熱550600保溫t1=30+（1.52）D； 第二次預(yù)熱850900保溫t2=30+（1.52）D； 第三次預(yù)熱12601280保溫t1=20+（0.250.5）D； 預(yù)冷至1000進(jìn)入油淬火。三：精密偶件的加工工藝及制造技術(shù)（噴油嘴偶件）一 針閥偶件的熱處理前軟加工：1. 針閥的軟加工：針閥的毛坯加工如圖1：針閥毛坯圖針閥毛坯加工單軸自動(dòng)車(chē)、數(shù)控車(chē)床，也可用專用設(shè)備加工。圖2是數(shù)控車(chē)床加工針閥簡(jiǎn)圖加工結(jié)果：切削表面對(duì)導(dǎo)向表面的跳動(dòng)應(yīng)不大于0.08mm，并為熱處理后的硬加工留有0.30.5mm的余量。毛坯在經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)之后入庫(kù)進(jìn)行熱處理。2. 針閥體的軟加工：針閥體毛坯如圖3：針閥毛坯加工多軸自動(dòng)車(chē)、數(shù)控車(chē)床圖4六角車(chē)加工簡(jiǎn)圖，圖5組合機(jī)床加工過(guò)程針閥體的軟加工：a： 槍孔鉆床打二級(jí)中孔，二級(jí)中孔同軸度0.02mm，對(duì)外圓跳動(dòng)0.04mmb：數(shù)控車(chē)床（六角車(chē)床）麻花鉆粗鉸精鉸（或硬質(zhì)合金雙級(jí)鉸刀）對(duì)外園跳動(dòng)0.08mm，二級(jí)中孔同軸度0.04mm。c：以二級(jí)中孔為基準(zhǔn)加工；座面壓力室座面用冷擠壓，如圖6，（可保證0.006mm跳動(dòng)）壓力室以二級(jí)中孔定位鉆加工（可保證壓力室對(duì)中孔跳動(dòng)0.08mm）盛油槽加工有電解成型和機(jī)械刀挖，如圖7定位孔和進(jìn)油孔可用組合機(jī)床加工，也可用臺(tái)鉆和鉆模加工。鉆噴孔、球頭要精車(chē)或粗磨，為保證球頭壁厚公差，加工時(shí)要以壓力室低部定長(zhǎng)，噴孔可用噴孔鉆床加工。圖9針閥體軟加工工藝過(guò)程，圖10噴孔鉆床（）流量檢測(cè)和噴孔角度檢測(cè) 圖11流量試驗(yàn)臺(tái)二 精密偶件的硬加工：精密偶件零件的硬加工，指熱處理之后的切削加工，其加工質(zhì)量決定了精密偶件的產(chǎn)品質(zhì)量，由于精密偶件的加工精度很高，所以在硬加工過(guò)程中往往要經(jīng)過(guò)多次粗精磨削和珩磨等工序，逐次提高加工精度，才能達(dá)到圖紙要求。為了減少磨削過(guò)程中的磨削應(yīng)力，在精磨之前要進(jìn)行第二次時(shí)效，為保證零件材質(zhì)，要對(duì)零件100%作磁性探傷，經(jīng)磁性探傷后要進(jìn)行退磁，保證零件的剩磁不超過(guò)5高斯。1. 針閥偶件的硬加工：圖12是針閥體硬加工主要工藝過(guò)程a：經(jīng)熱處理后零件，去壓力室毛刺，清洗。b：磨工藝角，糾正熱處理變形，減小座面磨削余量，跳動(dòng)0.02mm，加工方法如圖13，磨工藝角示意圖。c：磨兩級(jí)外圓及球頭。以中孔孔口和座面量規(guī)尺寸3mm定位。成型砂輪磨削全部外表面：精度高，效率高，定位以中孔孔口和座面3mm定位。可達(dá)到外圓對(duì)中孔跳動(dòng)0.02mm，球頭壁厚差0.05mm，易保證球心位置。圖14成型砂輪磨削。d：磨大端面。平面度0.0009mm Ra0.09mme：去噴孔毛刺及測(cè)流量，流量散差3%。圖15液體擠壓研磨機(jī)床f：磨中孔座面圖16 UVA80中孔座面磨床，圖17磨中孔座面的夾持方法圖18 W042中孔座面磨床，圖19小風(fēng)磨UVA80中孔座面磨床可達(dá)到：中孔：圓度0.0005mm，素線平行度0.001mm，粗糙度Ra0.1m座面：圓度0.0008mm，對(duì)中孔跳動(dòng)0.003mm，粗糙度Ra0.2m，座面角度分差10。g：研磨中孔：主要用于改善中孔的表面粗糙度，使粗糙度達(dá)到Ra0.05m（對(duì)于W042，小風(fēng)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）使大端面平面度達(dá)到0.0006mm，Ra0.05mm。圖20（TLHS）2. 針閥的硬加工：a：針閥熱處理后的硬加工，通常工作大外圓用無(wú)芯磨床磨削。圖21針閥成型無(wú)芯磨床加工示意圖。也可用外圓磨床來(lái)加工。此時(shí)應(yīng)以工作大外圓做定位基準(zhǔn)，支承在V型夾具上，由壓輪帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)完成磨削加工，這就要求工作大外圓有極高的精度，以保證座面和各級(jí)外圓的加工精度和同軸度。圖21的加工結(jié)果工作外圓可達(dá)到圓度0.002mm的精度。b：磨尾桿?？捎?-001用大外圓和前尖定位。c：通磨外圓：使用M80高精度無(wú)芯磨床，使大外圓度提高到0.0008mm，切削余量至0.02mm，素線平行度0.015mm。d：磨針尖：以提高精度的大外圓進(jìn)一步磨針尖，使針尖圓度達(dá)到0.0008m。e：磨45，通常用J4-012斜切磨床。f：精磨外圓：使用高精度無(wú)芯磨床，使大外圓圓度提高到0.0005m，素線平行度0.001mm，Ra0.1m。g：無(wú)芯研磨外圓：無(wú)芯研磨機(jī)h：粗研外圓：雙盤(pán)研磨機(jī)i：精磨尾桿：J4-012斜切磨床j：精磨45，Studev S21 圓度0.0003m，粗糙度Ra0.08m圖21 Studev S21 磨床k：精磨座面：Studev S21 圓度0.0003m，粗糙度Ra0.08ml：精研外圓：雙盤(pán)研磨機(jī)精研大外圓，Ra0.05m。3. 精密偶件的配付和性能試驗(yàn)：加工好的單件成品需要裝配成偶件，叫插配。精密偶件的插配配付有相當(dāng)嚴(yán)格的要求，在相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中都有明確的規(guī)定。由于在大量的生產(chǎn)過(guò)程中精密零件的加工精度還不能實(shí)現(xiàn)100%的配付成功，因此配付過(guò)程中還需要采取各種措施來(lái)提高配付合格率，偶件要100%進(jìn)行試驗(yàn)合格才能出廠。噴油嘴偶件的配付和試驗(yàn)檢查：機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)JB/T7297-2004柴油機(jī)噴油嘴偶件性能要求中規(guī)定，針閥在針閥體內(nèi)應(yīng)具有良好的滑動(dòng)性，兩個(gè)工作表面間應(yīng)具有一定的徑向間隙；徑向間隙以油壓法試驗(yàn)的徑部密封值評(píng)定。試驗(yàn)用油為20時(shí)，運(yùn)動(dòng)粘度10.210.7cat的混合油；對(duì)噴霧質(zhì)量的要求是，噴出的燃油應(yīng)成霧化狀，不應(yīng)有油粒飛濺。噴油開(kāi)始前和終了后噴孔口不允許有滲油現(xiàn)象。噴油結(jié)束后只允許針閥體頭部有輕微濕潤(rùn)，噴油嘴流量偏差要在規(guī)定的范圍內(nèi)，該標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)規(guī)定了試驗(yàn)方法。插配配付的工序是：表5，圖22空氣量?jī)x圖23電感比較儀a：針閥和針閥體分級(jí)：空氣量?jī)x或電感比較儀按0.0005mm一級(jí)