第11章喷油泵柱塞偶件制造

定位基准 毛坯外圆 大外圆 中孔 大外圆及凸肩平面 大外圆及凸肩平面键槽
机床或工作地点 车床 枪孔钻床 车床 立式铣床及专用夹具 台钻、钻模
中孔（自为基准） 中孔 中孔 大外圆及凸肩平面
专用磨床 外圆磨床 外圆磨床 平面磨床 探伤仪
大外圆 大外圆
珩磨机
专用设备
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2. 柱塞套中孔加工分析
柱塞套中孔加工是该套加工的关键。它属于小直径深孔加工，其长径比 一般都超过5。该零件成品的精度与工艺水平高低有关。柱塞套淬火后， 中孔粗、精加工采用手工研磨已逐渐被淘汰，原因是产品质量稳定性差 ，尺寸分散度大，插配配对偶件命中率低。
11.3 喷油泵柱塞偶件的检验 喷油泵柱塞偶件的检验主要包括柱塞螺旋槽检验、柱塞外圆检验、套筒
中孔检验等。 1. 柱塞螺旋槽检验 1) 螺旋槽几何形状误差检验 螺旋槽的几何形状误差规定在柱塞旋转过程中，每转10°角，其误差不
允许大于±0.015mm。该误差应用专用检验工具进行测量，如图11-5所 示。
度公差值为0.00025mm，圆柱度公差值 为0.0015mm，轴线的直线度公差值为 0.001mm。 柱塞螺旋槽的几何形状偏差应不大于 0.015mm（在斜槽每10°转角上）。 2. 位置精度 端面B对工作表面轴线Q的端面圆跳动 公差值为0.03mm。 3. 表面粗糙度 柱塞各表面粗糙度要求见图11-3所示。
定位基准 毛坯外圆 外圆E 外圆A
外圆A、顶针孔 外圆A 两顶针孔 外圆A 顶针孔、法兰两侧 外圆A及法兰平面
两顶针孔
外圆A、顶针孔、法兰平面 顶针孔及法兰平面
机床或工作地点 车床 专用钻床 立式铣床
车床 专用钻床 外圆磨床 立铣 铣床 台钻
外圆磨
外圆磨、专业夹具 工具磨床、专用夹具
研磨机、柱塞研磨
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图11-5 螺旋槽检验工具 1-阴顶针部件； 2-座架 ；3-柱塞 ；4-触针； 5-顶针部件；
6-安装杆 ；7-大座架； 8-支架； 9-百分表；10-底座
2) 螺旋槽倾斜角检验
柱塞螺旋槽边缘平直度检验时的百分表读数总变化值△与其所
对应的接触始点(A)和终点(B)之间的直线长度可以测得，其倾斜 角为：α=arcsin
目前有些厂采用的工艺为：
钻、扩、铰中孔→热处理→中孔去毛刺→粗珩中孔→精珩中孔→ 抛光中孔。
一些有条件的工厂采用先进的枪孔钻床来钻削中孔，使中孔尺寸分散度 控制在0.02mm之内，比在六角车床上用钻、扩、铰加工出的中孔孔径分 散度降低了33℅。
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11.2 喷油泵柱塞的机械加工工艺 11.2.1 柱塞机械加工的技术要求 1. 尺寸和形状精度 柱塞工作表面A（见图11-3所示）的圆
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喷油泵柱塞机械加工工艺过程见表所列
工序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
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工序主要内容 粗车外圆及端面、凸肩等 打顶针孔 铣法兰两侧面C、D 退火处理 精车外圆及端面、凸肩等 修整顶针孔 粗磨外圆A 精铣法兰盘侧面C及D 铣上、下螺旋槽L 钻、铰ø1.5、ø5孔 检验 热处理 清洗、修整顶针孔 半精磨外圆 时效处理 精磨外圆、端面、法兰侧面 磨上、下螺旋槽L 检验 半精研及精研外圆 柱塞与柱塞套插配互研、检验
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图11-3 喷油泵柱塞
11.2.2 柱塞机械加工工艺 1. 定位基准及加工特点
1) 定位基准 柱塞各级外圆加工采用头尾两端顶针孔为基准；螺旋槽采用工作
外圆面（或者顶针孔）以及法兰平面为基准；法兰平面加工用工 件外圆面（或顶针孔）和另一法兰平面为基准。 2) 加工特点 由于柱塞主要表面加工要求较高，所以在加工中，一般划分为粗 加工、半精加工、精加工以及抛光和光整加工几个阶段。 在粗加工后进行消除内应力的退火热处理。 精加工前进行人工时效以稳定组织。每一阶段加工时都修整顶针 孔。
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图11-1 喷油泵柱塞
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11.1.2 柱塞套机械加工工艺 柱塞套结构形状较为简单，但各表面精度要求较高。通常分为粗
、精以及光整加工阶段，中间安插热处理。 1. 柱塞套加工过程
工序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
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工序主要内容 粗车外圆、端面 钻、铰中孔 精车外圆 铣键槽 钻、扩、铰油孔，锪锥孔 检验 热处理 粗、精磨中孔 粗、精磨各级外圆 粗、精磨各级外圆、凸肩平面 粗、精磨大端平面 探伤检验 时效热处理 粗、精珩磨中孔 抛光
因此，实际生产中是用放大偶件各自的制造公差。然后
根据生产批量的大小，选用单配选配法或分组选配法来保
证偶件的装配要求。
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11.1 喷油泵柱塞套的机械加工工艺 11.1.1 柱塞套机械加工技术要求
1. 尺寸和形状精度 柱塞套和柱塞配合的内圆表面要求圆
度公差小于0.0005mm，直线度应小 于0.001mm，如图11-1所示。 2. 位置精度 与泵体配合的外圆表面对内圆表面轴 线的径向圆跳动公差值为0. 03mm。 3. 表面粗糙度 柱塞套内圆表面粗糙度为Ra0. 2~ 0.4μm。
AB
2. 柱塞外圆的检验
柱塞外圆检验一般主要检查其头部、中部、尾部三个位置。每个 位置测量相互垂直的两个方向。这项检验可采用机械或光学比较 仪。
3. 柱塞套中孔的检验
柱塞套中孔研磨后，一般用塞规进行检验。塞规有长、短两种 类型。长式用于中孔直线度检验。短式用于中孔的圆柱度检验。
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(Section 11)
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刘正林
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第11章 喷油泵柱塞偶件制造
(Piston Ring Manufacturing)
重点：柱塞套机械加工工艺 、柱塞机械加工工艺 、柱塞偶件检验 难点：偶件加工工艺
喷油泵柱塞偶件是喷油泵的精密偶件。它在高速下往复运动，将 燃油增压，并在规定的时间内开始压油或泄油，是柴油机的重要 零件。
柱塞偶件（柱塞套和柱塞）常用的材料有工具钢（CrWMn） 或滚动轴承钢（GCrl5）等。柱塞套和柱塞硬度要求HRC62~65。
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柱塞偶件加工精度要求高，它对密封性、滑动性、可靠性 及寿命等的性能有严格规定，从而其加工工艺复杂，工艺 装备精度要求高，量具要求精密。
对于中、小型喷油泵而言，柱塞偶件径向间隙一般要求 1.5~ 4μm，这样高的配合精度，即使通过规定严格的孔和 外圆尺寸公差，也难达到完全互换的要求。