等压出油阀回油阀座面加工工艺的探讨.pdf

第3 期(总第191期)2023年8 月现代车用动力MODERNVEHICLEPOWERNo.3(serial No.191)Aug.2023doi:10.3969/j.issn.1671-5446.2023.03.011等压出油阀回油阀座面加工工艺的探讨郎延芹,刘立强（山东鑫亚工业股份有限公司，山东聊城2 52 0 0 0）摘要：对等压出油阀回油阀座面的不同加工方式进行了比较分析,结合实际生产中回油阀外圆及座面的加工情况，对外圆及座面的精密加工工艺进行了实际对比分析。结果表明，针对外圆使用高精度无心磨加工工艺可以缩短工艺路线，降低生产成本；针对座面使用托磨加工工艺可以提高座面精度及生产效率。关键词：等压出油阀；回油阀座面；无心磨；托磨中图分类号:U469.72Discussion on Processing Technology of Return Valve Seats Cone Surface of ConstantAbstract:Based on the comparison and analysis of different processing methods of the return valve seats cone surface of the constantpressure delivery valve,combined with the processing conditions of the return valve outer circle and seats cone surface in the actualproduction,the actual comparison and analysis of the precision processing technology of the outer circle and seat surface are carriedout,and it is believed that the use of high-precision cylindrical centerless grinding technology for the outer circle can shorten the pro-cessing route and production costs;For the seats cone surface,using the supporting grinding process can improve the seats cone sur-face precision and production efficiency.Key words:constant pressure delivery valve;return valve seats cone surface;centerless grinding;supporting grinding文献标志码：APressure Delivery ValveLANG Yanqin,LIU Liqiang(Shandong Xinya Industry Co.,Ltd.,Liaocheng 252000,China)文章编号：16 7 1-5446(2 0 2 3)0 3-0 0 51-0 4引言当今汽车零部件制造行业竞争日趋激烈，生产成本不断下降,加工精度要求却不断提高,因此需要不断地改进加工工艺以满足市场要求。本文通过研究等压出油阀回油阀内锥面（也称“座面”)的加工工艺，利用现有的老设备及高精度设备，运用对比试验分析方法，探讨最优的加工工艺，从而提高加工精度及生产效率，使产品效益最大化。等压出油阀是柴油机喷油泵出油阀的一种,简称等压阀，一般用于喷射压力高于8 0 MPa的柴油机燃油系统。等压阀可以避免高压油管内穴蚀现象的出现，提高液力稳定性，消除反射波，避免二次喷射。等压阀的有效工作建立在精密加工和装配工艺基础之上,其中回油阀座面与钢球之间的密封性是关键性能指标之一。因此,保证回油阀的座面加工精度至关重要。本文就座面采用的2 种磨削方法进行对比分析。1座面夹磨磨削工艺等压阀回油阀座面与钢球相互配合,座面密封后不能漏油。钢球圆度、回油阀座面圆度及粗糙度要求较高，否则会导致等压阀漏油，无法实现等压功能,图1为等压出油阀部件装配图,图2 为回油阀工艺图 2 。O零件的局部工艺往往取决于整体的工艺过程，针对回油阀，有必要对该零件的整体工艺过程进行*收稿日期：2 0 2 3-0 4-10作者简介：郎延芹（197 7 一）女，山东聊城人，工程师，主要从事柴油机燃油喷射系统产品设计开发。52介绍，回油阀的材质是GCr15，热处理后硬度为HRC6064。热处理前机加工成半成品，机加工采用数控车床,外圆、座面和台阶孔一次装夹并加工完成，但是座面的圆度和跳动均达不到成品要求，必须进行磨削。现代车用动力表1夹磨工艺加工的座面圆度和跳动序号座面圆度/mm10.001220.001 530.002 640.002 91234562023年第3 期座面跳动/mm0.001 30.001 80.002.40.003 250.001 360.001 570.002 180.002.590.001 5100.001 40.001 60.001 90.002 60.003 20.002 00.001 9夹磨工艺比较简单，零件的圆度取决于磨床头架和砂轮主轴的回转精度以及砂轮轴的不平衡造成的砂轮振动。零件座面相对于外圆的跳动取决于磨床弹性卡嘴的孔与外圆的同轴度。卡嘴的制造精度有限,其1为回油阀；2 为钢球；3 为弹簧上座；A-A0.84为弹簧；5为弹簧下座；6 为出油阀图1等压出油阀部件装配图dddd2Sd,0.0.00150.003A图2回油阀工艺图座面采用夹磨工艺，零件热处理后的磨削工艺过程为:粗磨外圆粗、精磨座面精磨外圆一磨倒角一外圆分级。所谓夹磨,就是在磨床的头架主轴上安装弹性卡嘴,夹住工件的外圆进行磨削。回油阀是圆柱体，两端面的一端有小孔,另一端是锥面,可以采用卡嘴夹住外圆进行座面磨削。夹磨工艺加工采用普通的SYM-32,M1312和MGT1050等设备即可完成。座面圆度要求不大于0.0015mm,跳动要求不大于0.0 0 3 mm,精磨座面采用SYM-32磨床来完成,获得的回油阀座面圆度和跳动不能完全满足要求，如表1所示。实际跳动为0.0 1 0.0 2 mm；磨床头架的回转跳动为0.0 0 2 0.0 0 3 mm，卡嘴结构如图3 所示。10.005三开口槽在圆上平分AAPd图3 卡嘴结构示意图砂轮主轴采用电主轴（型号5s90）,其轴承采用P4级，回转精度满足要求。砂轮杆采用硬质合金精密加工，影响已降到最低,如图4所示。3.2其余贸0.40.8A1.6图4砂轮杆结构示意图由于磨床头架的回转精度受机床限制,该精度无法进一步提高,而弹性卡嘴的内孔相对外圆的精度也达到了制造的技术极限,无法提高。采用此工艺零件圆度一般在0.0 0 1 0.0 0 3 mm之间,圆度不稳定，批量加工合格率低，仅为6 0%7 0%，这是该J0.015JA-B1.6硬质合金0.%60/0.002/A2023年第3 期加工方法的缺点。由于等压阀各零件装配后不合格的产品基本报废，因此急需找寻更优的加工工艺。2座面托磨加工工艺夹磨的加工方法是磨床头架弹性卡嘴夹紧工件驱动工件转动,其回转误差和同轴度误差被带人零件的加工误差,无法消除，只能另寻工件的回转驱动方式。尝试采用数控磨床托磨加工工艺,取得了较好的效果。借鉴V型夹具结构原理,采用高精度主轴孔内圆磨削的弦线传动，以工件外圆自定位，可以消除夹磨工艺带来的驱动误差 3 。因此，尝试采用托磨工艺加工座面,回油阀座面托磨加工工艺如图5所示，设计的工装夹具如图6 所示。Sddi大2大2图5回油阀座面托磨加工工艺图43211为内六角螺柱头螺钉；2 为合金定位轴；3 为定位板；4为六角螺栓；5为合金V型块图6 回油阀座面托磨加工工装夹具工件采用外圆定位，定位元件为钢制基体合金V型块及合金定位轴，如图7 所示。装夹时直接将回油阀外圆放于V型块上，回油阀定位端面靠紧合金定位杆端面即可。磨削时，工件压轮通过摩擦带动回油阀平稳旋转，进而进行适量磨削。郎延芹，等：等压出油阀回油阀座面加工工艺的探讨合金V型块图7 合金V型块为了消除磨床头架回转精度的影响，使工件回转轴线与砂轮回转轴线平行、等高,加工前对工装进行精密找正。设计了专用加长量棒,量棒的直径与工件一致，放在合金V型块上，以外圆定位，在滑动工作台上安装百分表来找正专用量棒的上母线和侧母线。磨削座面时,以其端面做轴向定位基准,端面与定位轴的端面之间有相对转动。如果工件存在轴向0.003A0.001压轮设备自带回油阀553回油阀钢制基体微窜，会使座面的圆度误差增大，理论上，窜动值以tan30（约55.7%）的比例关系传递给座面圆度。因此，合金定位轴的端面对外圆垂直度控制在0.002mm以内，安装时同样需要找正外圆的上母线和侧母线。零件原图纸的外圆圆度为0.0 0 5mm，这是为了满足压入配合密封性的要求,在托磨工艺加工方式下,以此外圆回转自定位,其圆度的误差也直接传递到座面磨削圆度上。理论上以6 0%的比例关系传递,因此,可将外圆圆度控制在0.0 0 1 mm以内。为了满足以上定位精度的要求,重新编排了前几道工序的工艺：粗磨外圆精磨外圆一磨座面。为了保证工件外圆自定位的精度,先精磨外圆，外圆磨削采用高精度无心磨，把零件的外圆圆度控制在0.001 mm以内,然后采用数控磨床的托磨工艺加工座面。粗磨外圆采用MT1040无心磨床,精磨外圆采用MGT1050无心磨床，阀座外圆圆度可以满足技术要求。为了快速而高效地完成工件的加工,座面的要求也进一步提高,如图8 所示。由表2 看出,采用托磨工艺加工的回油阀座面精度不仅可以满足原工艺要求，还可以满足改进后的工艺要求。由于座面加工精度远远高于采用普通磨床的加工精度,装配合格率提升到了99%，因而改进后的工艺更适用于等压阀出油阀座面的加工。54现代车用动力dd3丝结束语2023年第3 期通过试验数据和工艺对比分析发现，采用经过优化的托磨工艺所得到的座面精度大幅提高，偶件Sdd.图：改进后回油阀工艺图表2 托磨工艺加工的座面圆度和跳动序号座面圆度/mm10.000520.000 330.000 440.000 550.000 460.000570.000 480.000 490.000 3100.0005的密封性更好，装配合格率更高。1人可以同时操作3 5台数控磨床,实现了高效生产。采用这种加工方式座面圆度可以达到0.0 0 0 5mm,适当降低精0.001度要求到0.0 0 1mm,调整加工程序,加工时间还可0.001A座面跳动/mm0.000 60.000 40.00040.000 30.000 50.000 40.000 40.000 50.000.40.0005缩短，每台每班可加工90 0 件,可以达到降低生产成本、缩短零件生产周期和改善零件质量的目的。该方法的不足之处是工装的制造精度要求较高,加工前工装需要精密找正，费时稍多。参考文献：1黄崇华,杨惠萍,冯琦峰.阻尼阀与等压阀运用于PW泵试验研究 J.现代车用动力,2 0 0 3（3）：2 7-3 3.2全国燃料喷射系统标准化技术委员会.柴油机喷油泵等压阀偶件：JB/T128512016S .北京：机械工业出版社,2 0 16.3】薛源顺.磨工（技师、高级技师）M.北京：机械工业出版社,2 0 10.(上接第50 页)表8 改进后的喷油嘴参数实测数据流量/针阀体流量/DSP/mmA值/mmK系数(mLmin-1)(mLmin-)12321 2854效果验证对改进后的喷油器重新进行了柴油机性能验证，负荷阶跃瞬态烟度测试曲线如图10 所示，改进后的喷油器在柴油机转速为7 0 0 16 0 0 r/min时的12010080604020OL600图10喷油器改进前后负荷阶跃瞬态烟度测试曲线瞬态烟度比改进前喷油器有非常明显的改善，瞬态烟度最大降幅超过50 mg/m,满足柴油机性能对负荷阶跃烟度的要求。0.1581.21改进前自制喷油器改进后自制喷油器工8001000120014001600发动机转速/（rmin-)0.81800200022005结束语本文对共轨喷油器的喷油特性及喷油嘴参数进行检测及对比分析,结果表明：a.喷油嘴的喷孔孔径和K系数精度控制对柴油机烟度有较大的影响。b.在共轨喷油器生产过程中,除需要对喷油器性能指标和常规喷油嘴设计参数进行控制外,还需对喷油嘴参数精度进行有效控制。参考文献：1李兴华.喷孔与喷射压力协同控制对柴油机性能影响的研究 D.长春：吉林大学,2 0 2 3.