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摘要：介绍了P型喷油嘴原有的加工工艺及存在的问题，针对针阀体及针阀分别提出了工艺改进的方法。
关键词：P型油嘴；中孔；喷油孔；针阀
中图分类号：U464文献标识码： A
引言
众所周知，油泵油嘴是柴油机的心脏，而喷油嘴的加工质量直接影响其雾化特性、油线贯穿度及流量系数，最终影响柴油机的经济性、动力性和排放指标。而小尺寸、低惯性的P系列直喷式油嘴，适应小缸径、直喷式柴油机的发展，正在逐步取代S系列油嘴，它必将在油泵油嘴行业中占有广阔的市场。本公司在P型油嘴的加工过程中，针对存在的问题，进行了相关的改进。
1.原加工工艺及其弊端
原有的加工工艺是针阀体的中孔和端面使用座面磨床和端面磨床等设备，对中孔及座面进行磨削加工，但其加工工艺达不到产品的要求。主要原因是针阀体是以中孔作为定位基准，由于其孔径小，各种定位元件的刚性严重不足，加上加工时长径比接近10的深孔和内腔的座面、压力室、压力室去毛刺等，如采用常规工艺很难达到工艺要求。由于中孔小，磨中孔和座面的磨杆细，刚性差，磨杆容易弯曲变形，致使内孔的直线度及圆度很难保证。另外砂轮磨损后，磨削速度相对变小，内孔的粗糙度达不到要求，这样偶件座面的密封性和雾化质量就难以达到要求。由于一次磨削后光洁度达不到求，需要再次进行手工修研中孔，而手工修研中孔则会把中孔与座面的同轴度破坏掉，修研后大约有40~50%的产品同轴度超差，不得不再次修磨座面，这样座面经过多次修磨后，渗碳层会被破坏，从而降低工件的使用寿命，与此同时，还降低了产品的合格率。
喷油孔采用数控三轴钻，通过3个高精度的变频调速电主轴，进行打中心孔、钻孔和扩孔。三轴钻加工喷孔时，电主轴的换位和进给均为伺服电机驱动。工件分度为二维精度分度的定位机构，采用了传动误差小、空回小、传动效率高的谐波传动减速器及伺服驱动电机；主轴换位及进给和水平分度轴的轴向移动均采用直线滚动导轨副和滚珠丝杠副等精密传动部件。通过现场生产的加工零件来看，该种设备加工后喷孔内毛刺较大，反应出来的喷孔流量散差较大，手工不易清理喷孔内的毛刺，对喷油器总成的性能具有一定的影响。最主要的是，使用该种设备加工直径小于0.20mm以下的喷孔时，因钻头的刚性差，造成断钻头现象严重，且生产效率很低，严重制约着企业的发展。
针阀是采用以大外圆定位磨头部的方法进行加工，对于针阀而言，由于其重心远离大外圆支承面，常规的以大外圆定位磨头部的方法已不能保證精度要求。
2.加工工艺的改进
2.1 针阀体的中孔和座面采用枪钻的加工方法。
以工件的端面和大外圆定位，夹紧方式采用后锥度顶盘顶工件球头60度锥面的方式，但这样又会产生过定位的问题，造成加工后的中孔与工件大外圆跳动较大，但通过试验，我们发现这个问题可以通过提高毛坯的质量来解决，枪钻的工艺如下：
（1）枪钻中孔：保证中孔精度和孔深要求，以及中孔对外圆的跳动；
（2）枪钻座面：以中孔导向加工座面，保证座面对中孔的圆跳动小于0.05mm及角度的要求，
（3）修摆差：在外圆磨床上通过自磨方式修正定位心轴，消除机床本身的误差，以中孔定位磨大外圆，保证大外圆对中孔的圆跳动≤0.02mm,。
2.2 针阀体的喷孔采用电火花的方法加工。
随着柴油机排放要求的提高，喷油嘴喷孔向小孔径、多孔数发展，钻削加工喷孔的工艺将很难适应喷孔直径越来越小的要求。而电火花加工喷孔则具有可加工直径小、精度高和压力室无毛刺的特点。
加工原理是基于电极和工件（正、负电极）之间脉冲性火花放电时的电蚀现象，电蚀多余的金属，达到加工孔的目的。加工喷孔的电极是利用300mm长的杆状金属丝（经常使用的有黄铜电丝、碳化钨电丝、紫铜电丝和银电丝，但根据其加工质量和效率以及成本, 多数情况下选用碳化钨电丝与银电丝）。此电极丝是通过无心磨床加工，电极丝的圆度保证在3μm以下，直线度保证在3μm以下。
目前的电火花加工方式主要有两种：一种是加工喷孔时电解丝做轴向进给，另一种是加工喷孔时电极丝做轴向进给和旋转运动。在加工过程中，总是根据加工零件的不同（材料、孔径和孔深等）来确定放电参数（脉冲频率、脉冲宽度和放电间隙等）。
2.3 针阀采用两次成形无心磨加工。
该工艺的特点是工序少、流程短，生产效率高，两次成形无心加工后，能较好地保证两级外圆的同心度及各自的圆度，由于针阀头部45与60的锥面均是以两级外圆作为支撑面而加工的，所以既解决了定位问题，又保证了座面的加工质量。
3.结束语
实践证明，通过以上工艺的改进，可以有效地消除压力室与喷孔处的毛刺，扩大其相贯线处的圆角，减少高压油的压力损失，降低喷孔表面的粗糙度，增加油的流速，获得良好的雾化效果；可提高喷油嘴的流量系数，使动态喷雾角度和流量趋于一致，降低了柴油机的油耗和排放指标。
参考文献：
[1]孙银城．喷油器[M]．北京：国防工业出版社，1981．
[2]林文焕．机床夹具设计[M]．北京：国防工业出版社，1987．
关键词：P型油嘴；中孔；喷油孔；针阀
中图分类号：U464文献标识码： A
引言
众所周知，油泵油嘴是柴油机的心脏，而喷油嘴的加工质量直接影响其雾化特性、油线贯穿度及流量系数，最终影响柴油机的经济性、动力性和排放指标。而小尺寸、低惯性的P系列直喷式油嘴，适应小缸径、直喷式柴油机的发展，正在逐步取代S系列油嘴，它必将在油泵油嘴行业中占有广阔的市场。本公司在P型油嘴的加工过程中，针对存在的问题，进行了相关的改进。
1.原加工工艺及其弊端
原有的加工工艺是针阀体的中孔和端面使用座面磨床和端面磨床等设备，对中孔及座面进行磨削加工，但其加工工艺达不到产品的要求。主要原因是针阀体是以中孔作为定位基准，由于其孔径小，各种定位元件的刚性严重不足，加上加工时长径比接近10的深孔和内腔的座面、压力室、压力室去毛刺等，如采用常规工艺很难达到工艺要求。由于中孔小，磨中孔和座面的磨杆细，刚性差，磨杆容易弯曲变形，致使内孔的直线度及圆度很难保证。另外砂轮磨损后，磨削速度相对变小，内孔的粗糙度达不到要求，这样偶件座面的密封性和雾化质量就难以达到要求。由于一次磨削后光洁度达不到求，需要再次进行手工修研中孔，而手工修研中孔则会把中孔与座面的同轴度破坏掉，修研后大约有40~50%的产品同轴度超差，不得不再次修磨座面，这样座面经过多次修磨后，渗碳层会被破坏，从而降低工件的使用寿命，与此同时，还降低了产品的合格率。
喷油孔采用数控三轴钻，通过3个高精度的变频调速电主轴，进行打中心孔、钻孔和扩孔。三轴钻加工喷孔时，电主轴的换位和进给均为伺服电机驱动。工件分度为二维精度分度的定位机构，采用了传动误差小、空回小、传动效率高的谐波传动减速器及伺服驱动电机；主轴换位及进给和水平分度轴的轴向移动均采用直线滚动导轨副和滚珠丝杠副等精密传动部件。通过现场生产的加工零件来看，该种设备加工后喷孔内毛刺较大，反应出来的喷孔流量散差较大，手工不易清理喷孔内的毛刺，对喷油器总成的性能具有一定的影响。最主要的是，使用该种设备加工直径小于0.20mm以下的喷孔时，因钻头的刚性差，造成断钻头现象严重，且生产效率很低，严重制约着企业的发展。
针阀是采用以大外圆定位磨头部的方法进行加工，对于针阀而言，由于其重心远离大外圆支承面，常规的以大外圆定位磨头部的方法已不能保證精度要求。
2.加工工艺的改进
2.1 针阀体的中孔和座面采用枪钻的加工方法。
以工件的端面和大外圆定位，夹紧方式采用后锥度顶盘顶工件球头60度锥面的方式，但这样又会产生过定位的问题，造成加工后的中孔与工件大外圆跳动较大，但通过试验，我们发现这个问题可以通过提高毛坯的质量来解决，枪钻的工艺如下：
（1）枪钻中孔：保证中孔精度和孔深要求，以及中孔对外圆的跳动；
（2）枪钻座面：以中孔导向加工座面，保证座面对中孔的圆跳动小于0.05mm及角度的要求，
（3）修摆差：在外圆磨床上通过自磨方式修正定位心轴，消除机床本身的误差，以中孔定位磨大外圆，保证大外圆对中孔的圆跳动≤0.02mm,。
2.2 针阀体的喷孔采用电火花的方法加工。
随着柴油机排放要求的提高，喷油嘴喷孔向小孔径、多孔数发展，钻削加工喷孔的工艺将很难适应喷孔直径越来越小的要求。而电火花加工喷孔则具有可加工直径小、精度高和压力室无毛刺的特点。
加工原理是基于电极和工件（正、负电极）之间脉冲性火花放电时的电蚀现象，电蚀多余的金属，达到加工孔的目的。加工喷孔的电极是利用300mm长的杆状金属丝（经常使用的有黄铜电丝、碳化钨电丝、紫铜电丝和银电丝，但根据其加工质量和效率以及成本, 多数情况下选用碳化钨电丝与银电丝）。此电极丝是通过无心磨床加工，电极丝的圆度保证在3μm以下，直线度保证在3μm以下。
目前的电火花加工方式主要有两种：一种是加工喷孔时电解丝做轴向进给，另一种是加工喷孔时电极丝做轴向进给和旋转运动。在加工过程中，总是根据加工零件的不同（材料、孔径和孔深等）来确定放电参数（脉冲频率、脉冲宽度和放电间隙等）。
2.3 针阀采用两次成形无心磨加工。
该工艺的特点是工序少、流程短，生产效率高，两次成形无心加工后，能较好地保证两级外圆的同心度及各自的圆度，由于针阀头部45与60的锥面均是以两级外圆作为支撑面而加工的，所以既解决了定位问题，又保证了座面的加工质量。
3.结束语
实践证明，通过以上工艺的改进，可以有效地消除压力室与喷孔处的毛刺，扩大其相贯线处的圆角，减少高压油的压力损失，降低喷孔表面的粗糙度，增加油的流速，获得良好的雾化效果；可提高喷油嘴的流量系数，使动态喷雾角度和流量趋于一致，降低了柴油机的油耗和排放指标。
参考文献：
[1]孙银城．喷油器[M]．北京：国防工业出版社，1981．
[2]林文焕．机床夹具设计[M]．北京：国防工业出版社，1987．