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柴油机燃油系统产品主要零部件的制造工艺2

返回列表 来源:admin 浏览:172 发布日期:2019-05-24 02:55:50【
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18Cr2Ni4WA,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:NH3   650℃    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: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---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,NH3的分解率为18~40%
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t1=30+(1.5~2)D;
        第二次预热850℃~900℃→保温t2=30+(1.5~2)D;
        第三次预热1260℃~1280℃→保温t1=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()
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<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φ3mm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φ3mm定位。可达到外圆对中孔跳动<0.02mm,球头壁厚差<±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  Ra0.09mm
e:去喷孔毛刺及测流量,流量散差±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Ra0.1μm
座面:圆度0.0008mm,对中孔跳动≤0.003mm,粗糙度Ra0.2μm,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,使粗糙度达到Ra0.05μm(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4-001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≤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0.0008μm。
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0.0005μm,素线平行度≤0.001mm,Ra0.1μm。
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≤0.0003μm,粗糙度Ra0.08μm
图21 Studev S21 磨床
k:精磨座面:Studev S21 圆度≤0.0003μm,粗糙度Ra0.08μm
l:精研外圆:双盘研磨机精研大外圆,Ra0.05μm。
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20℃时,运动粘度10.2~10.7cat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0.0005mm一级
b:选配:保证配合间隙,滑动性良好。(圆外配磨)
c:径部密封试验。(圆外配磨)图24 MAPROYS 量仪
d:配磨升程,在外圆磨床保证升程公差,当小于0.4mm时偏差为±0.03mm。
e:清洗,流量检查:高压液体流量试验台,10MPa±0.1Mpa,40℃±2℃。
f:喷雾和座面密封试验   性能试验台
g:外观和滑动性检查。
    以上项目其中任何一项满足不了规定要求,都要进行返修。如经选配后的偶件,径部间隙超差,则要拔了重新插配,若选配后升程小于偏差则要返修肩胛面或修磨针阀体端面。密封座面泄漏则要互研座面或更换针阀或针阀体重新插配。上海柴油机水泵制造商