CN110695376A - 大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法 - Google Patents

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曹宇轩
马丹
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Abstract

本发明公开了一种大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法，其过称为：针阀偶件粗加工成形在纵切机床一次完成，热处理后将针阀偶件夹实于精密三爪夹盘测量针阀跳动摆差；根据针阀中颈、车削针阀弹簧安装轴颈、针阀弹簧座耦合轴颈沿针阀偶件长度方向的位置，利用微型精密支撑架托举针阀中颈，车削针阀弹簧安装轴颈直径至指标尺寸，然后移动微型精密支撑架至针阀弹簧安装轴颈，依次车削针阀弹簧座耦合轴颈直径、针阀中颈直径至指标尺寸。本发明通过改变切削时针阀轴颈的加工位置，减小大长径比针阀轴向变形量，通过高速硬车削避免切削液的使用来减小环境污染，满足工艺要求。

Description

大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，涉及一种大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法。
背景技术
传统的高压共轨喷油器针阀耦合轴颈加工工艺流程图如图1所示，是采用在精密外圆磨床上对针阀耦合轴颈进行半精磨削，磨削时为尽量减小作用于材料的磨削抗力导致的变形，只能分多刀进行磨削加工，加工过程中需要多次检测尺寸并随时调整磨削进刀余量保证加工精度。同时，由于高压共轨喷油器器采用大长径比无回油针阀结构设计，如图2所示，针阀导向轴采用三棱结构，长度88.1mm，针阀弹簧安装轴颈Φ2.8mm0-0.03，中颈Φ4.5mm±0.03，长径比分别为31/19.5倍。针阀半精磨削后的变形量通过在0.01mm-0.02mm左右，对精磨加工造成了一定的影响，严重影响了零件的加工精度。因此在粗磨/半精磨后需要进行校直处理，减小零件的变形量，导致针阀加工生产效率低。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：提供一种大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法，解决大长径比针阀耦合轴颈半精磨削加工效率低，工序长、磨削加工变形量大问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法，其包括以下步骤：
第一步：针阀偶件粗加工成形
针阀偶件粗加工成形在纵切机床一次完成，热处理后将针阀偶件夹实于精密三爪夹盘测量针阀跳动摆差；
第二步：车削加工针阀中颈、针阀弹簧安装轴颈、针阀弹簧座耦合轴颈的直径达到指标要求
根据针阀中颈、车削针阀弹簧安装轴颈、针阀弹簧座耦合轴颈沿针阀偶件长度方向的位置，利用微型精密支撑架托举针阀中颈，车削针阀弹簧安装轴颈直径至指标尺寸，然后移动微型精密支撑架至针阀弹簧安装轴颈，依次车削针阀弹簧座耦合轴颈直径、针阀中颈直径至指标尺寸。
其中，所述第二步中，车削时采用45°外圆车刀，刀片采用PCBN刀片。
其中，所述刀片角度分别为：前角-6°，刃倾角-6°，主偏角45°。
其中，所述刀尖的圆弧半径为rε＝0.8mm。
其中，所述车削加工时采用硬车削。
其中，所述车刀安装主轴切削转速为200m/min，进给量为0.02-0.05mm/r，切削深度为0.05mm。
其中，加工后所述零件的表面粗糙度为≤Ra0.4，轴颈跳动≤0.03mm。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法，利用车削大长径比针阀耦合轴颈加工代替粗磨/半精磨加工，通过合理安排加工工艺流程，改变切削时针阀轴颈的加工位置，减小大长径比针阀轴向变形量，通过高速硬车削避免切削液的使用来减小环境污染，并选用合适的加工刀具和合理的切削参数来控制零件的加工过程来保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求，满足了工艺要求。
附图说明
图1是传统高压共轨喷油器针阀耦合轴颈加工工艺流程图。
图2是大长径比针阀耦合轴颈结构图。
图3是本发明高压共轨喷油器针阀耦合轴颈加工工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明是针对高压共轨喷油器针阀耦合轴颈尺寸和精度要求极其严格制造要求，通过采用高精密车削取代传统粗磨/半精磨加工工艺方法，实现大长径比针阀耦合轴颈加工尺寸和形位公差达到半精磨削的指标要求。
本实施例中，针阀材料为GCr15，属于高合金钢，加工指标为：针阀弹簧安装轴颈Φ2.8mm(0，-0.03)，针阀中颈Φ4.5mm±0.03，针阀弹簧座耦合轴颈Φ4.5mm(-0.002，-0.004)
加工工艺图如图3所示，包括以下步骤：
第一步：针阀偶件粗加工成形
针阀偶件粗加工成形在纵切机床一次完成，热处理后将针阀偶件夹实于精密三爪夹盘测量针阀跳动摆差。
第二步：车削加工针阀中颈、针阀弹簧安装轴颈、针阀弹簧座耦合轴颈的直径达到指标要求
根据针阀中颈、车削针阀弹簧安装轴颈、针阀弹簧座耦合轴颈沿针阀偶件长度方向的位置，利用微型精密支撑架托举针阀中颈，车削针阀弹簧安装轴颈直径至指标尺寸，然后移动微型精密支撑架至针阀弹簧安装轴颈，依次车削针阀弹簧座耦合轴颈直径、针阀中颈直径至指标尺寸。
车削时采用45°外圆车刀，刀片采用PCBN刀片，刀片角度分别为：前角-6°，刃倾角-6°，主偏角45°，刀尖的圆弧半径为rε＝0.8mm。
车削加工时采用硬车削技术，车刀安装主轴切削转速为200m/min，进给量为0.02-0.05mm/r，切削深度为0.05mm。加工后零件的表面粗糙度为≤Ra0.4，轴颈跳动≤0.03mm。
由上述技术方案可以看出，本发明采用此种加工工艺，由于采用车削大长径比针阀耦合轴颈加工代替粗磨/半精磨加工，同时取消了校直工序，因此加工节拍显著降低，生产效率可提高30％以上，所加工针阀的加工精度优于磨削加工精度，有效的保证了零件的工艺要求，提高了产品质量。加工中无需使用切削液，降低了加工成本，减少环境污染；同时采用数控加工，消除了人为因素对零件加工质量的影响，保证了零件加工尺寸和精度的一致性，减轻了操作者的劳动强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：针阀偶件粗加工成形
针阀偶件粗加工成形在纵切机床一次完成，热处理后将针阀偶件夹实于精密三爪夹盘测量针阀跳动摆差；
第二步：车削加工针阀中颈、针阀弹簧安装轴颈、针阀弹簧座耦合轴颈的直径达到指标要求
根据针阀中颈、车削针阀弹簧安装轴颈、针阀弹簧座耦合轴颈沿针阀偶件长度方向的位置，利用微型精密支撑架托举针阀中颈，车削针阀弹簧安装轴颈直径至指标尺寸，然后移动微型精密支撑架至针阀弹簧安装轴颈，依次车削针阀弹簧座耦合轴颈直径、针阀中颈直径至指标尺寸。
2.如权利要求1所述的大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法，其特征在于，所述第二步中，车削时采用45°外圆车刀，刀片采用PCBN刀片。
3.如权利要求2所述的大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法，其特征在于，所述刀片角度分别为：前角-6°，刃倾角-6°，主偏角45°。
4.如权利要求3所述的大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法，其特征在于，所述刀尖的圆弧半径为rε＝0.8mm。
5.如权利要求4所述的大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法，其特征在于，所述车削加工时采用硬车削。
6.如权利要求5所述的大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法，其特征在于，所述车刀安装主轴切削转速为200m/min，进给量为0.02-0.05mm/r，切削深度为0.05mm。
7.如权利要求6所述的大长径比针阀耦合轴颈绿色精密车削方法，其特征在于，加工后所述零件的表面粗糙度为≤Ra0.4，轴颈跳动≤0.03mm。
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