[发明专利]针阀体油道孔和喷孔磨料挤压研磨连接装置

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种针阀体油道孔和喷孔磨料挤压研磨连接装置。

背景技术

喷油嘴是柴油机燃油系统中的重要部件之一，对柴油机的动力性、燃油经济性、排放指标起着重要影响作用。喷孔流量系数是评定喷油嘴质量的一个重要指标，该值的大小直接影响到燃油的喷雾特性，从而对柴油机性能产生重要影响。喷孔流量系数为喷孔的实际喷油量与理想喷油量之比，是在稳态下测得。降低燃油在喷油嘴中的流动阻力有利于提高雾化效果。磨料挤压研磨可有效提高喷孔的流量系数，因此成为针阀体加工过程的一项关键工艺技术。

从喷油嘴工作机理看：工作时，高压油从针阀体油道孔注入，在喷孔处喷射形成燃烧。期间，针阀持续做往复式活塞运动，针阀按一定频率落座，高压油注满偶件间隙。如果高压油道孔内清洁度不到位，存在残余毛刺或加工孔壁粗糙情况，会发生三种情况：一、高压油将微毛刺带到偶件间隙内，造成针阀卡死；二、高压油将微毛刺带到密封锥面上，针阀无法落座，造成喷油嘴漏油；三、加工孔壁粗糙致使燃油流速不畅，流动阻力大，喷孔流量系数降低。这些状况严重时都会造成发动机冒黑烟、喷油器积碳及性能恶化，甚至产生活塞顶被烧蚀、拉缸及曲轴磨损烧瓦等不良后果。

如图1所示，喷油嘴高压油道孔和喷孔中，高压油道孔表面粗糙度要求Ra0.8。喷孔直径(0/-0.005)表面粗糙度要求Ra0.8。

在生产过程中，针阀体油道孔采用普通钻床加工,高速钢钻头直接加工到图纸要求尺寸。该工艺方法有生产率高、刀具损耗小、对操作者加工技能要求低等特点，但加工后孔内表面粗糙度只能达到Ra3.2，图纸要求Ra0.8无法满足，同时微毛刺残留多，钻削末端和电解油槽交接处会形成锋利锐边。锐边和残留毛刺使用毛刷手工清理，此种工艺方法随机性强，清理效果差，无法解决毛刺问题。针阀体喷孔加工采用瑞士产电火花打孔机(型号HP2-EDM)。电火花加工喷孔具有无机械加工力、喷孔精度高、压力室无毛刺、不受材料硬度限制等优点，但电腐蚀表面粗糙度达不到图纸要求Ra0.8，加工后微孔与密封锥面交接处会形成锋利锐边，高压油受到截流；易在孔内时形成积碳及水质结痕。积碳和水质结痕的存在会影响喷孔直径及圆度测量的准确性，对后期喷油器总成燃油流量值测试的真实性、精确性起到不良影响。

目前国内外只有针对针阀体喷孔进行液力研磨挤压加工的工艺，没有针对针阀体高压油道孔进行表面质量提高的手段。

采用液力研磨挤压机床加工喷孔。加工所用连接元件是液力研磨挤压机床自身所配置的夹持系统。图2和图3所示，机床连接元件结构由件号1压头和件号2底座及件号3橡胶密封垫组成。定位销将件号2底座固定在工作台上端，起固定作用；压头用M5螺纹固定在上工作台中心处，起压紧作用；件号3橡胶密封垫固定在压头内，起密封作用。

加工原理：将针阀体装入底座中，控制面板输入加工压力、加工时间、挤压次数(磨料总量)，按下工作钮，压头根据指令压紧针阀体，橡胶密封垫与针阀体密封端面紧密贴合。液体磨料从压头注入到针阀体微孔处，利用高压将孔口与锥面交接处锋利锐边研磨倒圆、去除孔内毛刺积碳及结痕。

此种连接元件有如下缺陷：

1.适应性低，加工范围窄：该种连接元件只将液力磨料引导到针阀体喷孔处，对油道孔不工作。在现场检测中，如果油道孔清洁度不到位，孔壁粗糙、微毛刺残留多，将对喷孔流量系数产生直接影响，按要求喷孔流量系数应在0.8，实测时喷孔流量系数只有0.65。

2.实用性低，耐磨性差：该连接元件中的橡胶密封垫是关键密封件，属于弹性材料，硬度较低。机床工作时，橡胶密封垫和针阀体密封端面紧密贴合，压头作用在橡胶密封垫的压力高达10Mpa，一方面受压的针阀体(硬度≥79HRA)密封端面环槽锐边对橡胶密封垫起剪切作用，密封垫上会出现微量锐边剪切痕迹；另一方面橡胶密封垫上有液体磨料残留，磨料磨损橡胶密封垫严重。当密封端面质量降低时，机床液体磨料将从连接元件与密封端面之间溢出，作用在喷孔处的压力减弱、液体磨料流量单位时间内减少，机床加工性能降低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种针阀体油道孔和喷孔磨料精准挤压研磨连接装置，提高快速加工不同结构尺寸针阀体油道孔和喷孔表面质量，提高喷孔流量系数，满足喷油嘴清洁度要求的目的，实现将零件牢固地固定在密闭腔内，保护其他不需要磨料加工的部位，并能引导磨料在油道孔的流道内流动。

(二)技术方案