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、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，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UV A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CAPP→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（6Σ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/T7174.1—2004 柴油机出油阀偶件技术条件，

JB/T7173.1—2004 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

表二：柱塞偶件的主要技术要求

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HRC60~64。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18Cr2Ni4W A，25SiCrMoV，18CrNi2，20CrMoS，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0.4~0.9mm，硬度≥HRC57，采

用38CrMoAl氮化钢热处理的针阀体，其渗碳层深度为0.3~0.4mm，硬度HV≥950。针阀采用高速钢W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2制造，其硬度为HRC62~65。

〈2〉柱塞偶件大多采用GCr15，其硬度为HRC60~64，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HRC60~63，当采用20CrMo时硬度≥HRC58，当偶件承受较大冲击载荷时，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：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：NH3650℃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900℃分解，

推杆炉，多用炉

推杆炉操作：

加热850℃-10℃（推料10分钟）---冷却160—190℃（10#机械油＜80℃检验---冷处理60℃（1小时）---回火190℃±10℃（4小时）-130±10℃

c ：井式渗碳炉加热淬火

2. 渗碳钢：

a ：18Cr2NiW A 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---装罐---渗碳炉880—900℃（5-5.5小时）出炉室冷---检查渗碳层深度---开罐筛碳---冷处理－60℃（60—90分）---清洗---回火160℃±10℃（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HRC31~35，再做半精加工，再氮化。可用改造的井式炉，NH 3的分解率为18~40%

出炉炉冷却至小时

氮化排气零件装炉℃℃℃18035525—180— 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550℃~600℃→保温t 1=30+（1.5~2）D ； 第二次预热850℃~900℃→保温t 2=30+（1.5~2）D ； 第三次预热1260℃~1280℃→保温t 1=20+（0.25~0.5）D ； 预冷至1000℃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0.3~0.5mm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

0.04mm

b：数控车床（六角车床）→麻花钻→粗铰→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；——座面→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