一种用于精准加工柱塞螺旋槽的定位元件制造技术

本发明专利技术公开了一种用于精准加工柱塞螺旋槽的定位元件，其包括：工作台基座、架板和定位单元，架板竖直安装在工作台基座上，定位单元垂直安装在架板上，定位单元上设有定位块，工作时，定位块端面压紧柱塞顶部端面，起轴向定位作用。本发明专利技术选用材料耐磨性强，安装简单，制造难度低，选用轴承作为中间连接件，满足了产品一致性要求；将影响柱塞螺旋槽加工散差大的不利因素去除，达到预定加工值，缩小柱塞螺旋槽加工散差，使柱塞偶件螺旋槽相关几何精度提高，良品率达到99％，低成本、高质量实现喷油泵总成喷油的一致性。

A positioning element for precision machining spiral groove of plunger

The invention discloses a positioning element for precise processing of plunger spiral grooves, which comprises a worktable base, a frame plate and a positioning unit. The frame plate is vertically mounted on the worktable base, a positioning unit is vertically mounted on the frame plate, and a positioning block is arranged on the positioning unit. When working, the end face of the positioning block compresses the top end face of the plunger. It plays an important role in axial positioning. The invention chooses materials with strong wear resistance, simple installation and low manufacturing difficulty, chooses bearings as intermediate connectors to meet the requirements of product consistency, removes the unfavorable factors affecting the large processing divergence of plunger spiral groove, achieves the predetermined processing value, reduces the processing divergence of plunger spiral groove, and makes the relevant geometry of plunger couple spiral groove. Accuracy is improved, good product rate reaches 99%, low cost, high quality to achieve consistency of injection pump assembly.

【技术实现步骤摘要】
一种用于精准加工柱塞螺旋槽的定位元件
本专利技术属于机械加工
，涉及一种用于精准加工柱塞螺旋槽的定位元件。
技术介绍
柱塞偶件是柴油机燃油喷射系统最重要的精密偶件之一，由柱塞和柱塞套组成。其工作原理为柱塞在柱塞套内的往复运动，完成喷油泵吸油、泵油的过程；基本作用是：加压燃油、控制供油时间和供油计量。其技术指标和精度指标要求高，产品机构特殊，产品质量对燃油喷射系统的供油均匀性、许用泵端喷射压力、系统的可靠性以及柴油机燃油工作过程和性能指标有很大的影响，直接影响到柴油机的正常工作和可靠性。其中柱塞头部有控制喷油量的斜向直槽或螺旋槽等结构的供油边棱，由中心孔或纵向直槽实现燃油在柱塞顶部空间流动。喷油泵工作时，柱塞在齿杆拉动下在柱塞套内转动，由柱塞螺旋槽供油边棱(以下简称螺旋槽)控制柱塞套上的进油孔的关闭，进而决定喷油量和喷油终了的时间。因此柱塞螺旋槽的加工质量对柴油机燃油喷射系统工作过程和性能指标有很大的影响。目前，国内螺旋槽加工方案为两种：第一种是螺旋槽铣削加工(专用立式铣床)—淬火——螺旋槽粗磨(柱塞螺旋槽磨床)——螺旋槽精磨(高精度平面磨床)；第二种是螺旋槽车削加工(车削中心)—淬火——螺旋槽粗磨(柱塞螺旋槽专用磨床)——螺旋槽精磨(高精度数控坐标磨床)。根据柱塞螺旋槽结构特性及参数要求(图1)，我厂采用高精度坐标磨床加工柱塞螺旋槽。该机床磨削柱塞螺旋槽采用插磨法(图2)。这种方式在磨轮快速上下移动的同时，沿着被磨柱塞螺旋槽进行磨削。它的特点是可以采用较大的切削深度而产生的热量较小，同时其对砂轮的跳动要求比较低。但该机床对磨削柱塞螺旋槽定位的精准性要求极高，工件必须牢固地夹紧在夹座上并保持最小悬垂量，才能保证加工精度。柱塞螺旋槽表面粗糙度要求Ra0.8，螺旋槽供油边棱测量点距柱塞顶部端面要求尺寸8.37±0.045，螺旋槽槽宽3±0.1。该机床加工柱塞螺旋槽时夹持定位系统是自身配置。图2所示，夹持元件是V型槽及弹性夹头，定位元件是定位板。机床定位系统由件号01定位板、件号02六角法兰面螺栓M8、件号03六角薄螺母M8及件号04工作台基座组成。件号02六角法兰面螺栓M8、件号03六角薄螺母M8将件号01定位板固定在件号04工作台基座上，定位板起定位压紧作用。此种定位元件有如下缺陷：1.耐磨性差，实用性低：该定位板采用45﹟钢制造，调质处理，硬度28～32HRC，平面度0.01，表面粗糙度Ra0.4μm。当砂轮磨削柱塞螺旋槽边棱时，机床夹具V型槽带动柱塞围绕中心旋转，柱塞同时受轴向分向力及径向分向力作用。定位板与柱塞顶部端面紧密贴合，径向分向力传递到定位板压紧面，一方面定位板压紧面某个方向与V型槽压紧力方向夹角越大，则径向作用力越大，此处磨损越快；另一方面柱塞直径不同，受径向分向力不同，定位板压紧面产生磨损状况不同。两方面因素都会导致定位板压紧面与柱塞顶部出现间隙。间隙的出现一方面导致磨床坐标磨头相对柱塞螺旋槽边棱的预加工距离不固定，工件悬垂量不一致，尺寸8.37±0.045超差严重，废品率达60％；另一方面导致轴向分向力不均匀，切削去除量不一致，表面粗糙度实测Ra1.25，无法满足零件技术要求。2.定位繁琐，生产效率低：生产过程中，操作者每次装夹柱塞，要将件号02六角法兰面螺栓、件号03六角薄螺母松开，夹紧柱塞法兰扁和外圆后，在保证夹角α及距离H的要求下锁紧定位块。操作方式繁琐。熟练操作工每天8小时满负荷工作，只能完成35件柱塞的加工。此种定位方式费时费力，生产效率低，
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是：提供一种低成本、高质量、精准加工柱塞螺旋槽的定位元件，实现快速加工不同结构柱塞，精准定位柱塞螺旋槽供油边棱，提高柱塞偶件螺旋槽相关几何精度，低成本、高质量实现喷油泵总成喷油的一致性要求，更好满足日益严格的排放法规。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于精准加工柱塞螺旋槽的定位元件，其包括：工作台基座7、架板6和定位单元，架板6竖直安装在工作台基座7上，定位单元垂直安装在架板6上，定位单元上设有定位块1，工作时，定位块1端面压紧柱塞顶部端面，起轴向定位作用。其中，所述定位单元包括：定位块1、保护套2、轴承3、轴承外套4；轴承外套4一端安装在架板6上，另一端开有第一台阶孔，第一台阶孔由内至外包括孔径依次增大的内孔、中孔和外孔，轴承3安装在中孔内，保护套2左端部嵌入外孔内且保护套2左端面与轴承3右端面相接触，保护套2内部开设第二台阶孔，定位块1穿过保护套2和轴承3，定位块1的两个外圈台阶面依次卡挡在轴承3右端面和保护套2的第二台阶孔处。其中，所述中孔对应的轴承外套4上设置有多个螺纹孔，螺纹孔内拧入定位螺钉10，通过定位螺钉10旋出长度调整轴承中心与柱塞轴向中心的重合性。其中，所述轴承3外圈与轴承外套4中孔间隙配合；轴承4外孔与保护套2外圆过盈配合，保护套2内端面压紧轴承外圈端面，限制轴承外圈轴向窜动；定位块1外圆与轴承3内圈过盈配合，定位块1中心与轴承3内圈中心重合。其中，所述工作台基座7与架板6用螺母8及第一螺栓5连接锁紧；架板6与定位单元用第二螺栓9连接锁紧。其中，所述定位块1材料为低合金耐磨钢WEL-TENAR360C；硬度HB≥235～401。其中，所述保护套2加工精度参数：材料为GCr15；加工机床选用高精度车削中心、高精度数控外圆磨床、高精度数控内圆磨床。其中，所述轴承外套4材料为GCr15。其中，所述架板6材料为GCr15。其中，所述定位块端面与轴承外套端面平行度0.005。(三)有益效果上述技术方案所提供的用于精准加工柱塞螺旋槽的定位元件，选用材料耐磨性强，安装简单，制造难度低，选用轴承作为中间连接件，满足了产品一致性要求；将影响柱塞螺旋槽加工散差大的不利因素去除，达到预定加工值，缩小柱塞螺旋槽加工散差，使柱塞偶件螺旋槽相关几何精度提高，良品率达到99％，低成本、高质量实现喷油泵总成喷油的一致性。附图说明图1为柱塞螺旋槽简图。其中，II图为I图的左视图，III图为I图中A面展开的放大图。图2为坐标磨加工零件装夹定位简图。其中，II图为I图的左视图。图3为本专利技术实施例定位元件装配简图。其中，II图为I图的左视图。图4为本专利技术实施例定位单元装配简图。图5为本专利技术实施例定位块简图。图6为本专利技术实施例保护套简图。图7为本专利技术实施例轴承外套简图。图8为本专利技术实施例架板简图。其中，II图为I图的俯视图。图中，1-定位块；2-保护套；3-轴承；4-轴承外套；5-第一螺栓；6-架板；7-工作台基座；8-螺母；9-第二螺栓；10-定位螺钉。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。参照图3至图8所示，本实施例定位元件为装配组合结构，包括：工作台基座7、架板6和定位单元，架板6竖直安装在工作台基座7上，定位单元垂直安装在架板6上，定位单元上设有定位块1，工作时，定位块1端面压紧柱塞顶部端面，起轴向定位作用。其中，工作台基座7与架板6用螺母8及第一螺栓5连接锁紧；架板6与定位单元用第二螺栓9连接锁紧。定位单元包括：定位块1、保护套2、轴承3、轴承外套4；轴承外套4一端安装在架板6上，另一端开有第一台阶孔，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于精准加工柱塞螺旋槽的定位元件，其特征在于，包括：工作台基座(7)、架板(6)和定位单元，架板(6)竖直安装在工作台基座(7)上，定位单元垂直安装在架板(6)上，定位单元上设有定位块(1)，工作时，定位块(1)端面压紧柱塞顶部端面，起轴向定位作用。

【技术特征摘要】
1.一种用于精准加工柱塞螺旋槽的定位元件，其特征在于，包括：工作台基座(7)、架板(6)和定位单元，架板(6)竖直安装在工作台基座(7)上，定位单元垂直安装在架板(6)上，定位单元上设有定位块(1)，工作时，定位块(1)端面压紧柱塞顶部端面，起轴向定位作用。2.如权利要求1所述的用于精准加工柱塞螺旋槽的定位元件，其特征在于，所述定位单元包括：定位块(1)、保护套(2)、轴承(3)、轴承外套(4)；轴承外套(4)一端安装在架板(6)上，另一端开有第一台阶孔，第一台阶孔由内至外包括孔径依次增大的内孔、中孔和外孔，轴承(3)安装在中孔内，保护套(2)左端部嵌入外孔内且保护套(2)左端面与轴承(3)右端面相接触，保护套(2)内部开设第二台阶孔，定位块(1)穿过保护套(2)和轴承(3)，定位块(1)的两个外圈台阶面依次卡挡在轴承(3)右端面和保护套(2)的第二台阶孔处。3.如权利要求2所述的用于精准加工柱塞螺旋槽的定位元件，其特征在于，所述中孔对应的轴承外套(4)上设置有多个螺纹孔，螺纹孔内拧入定位螺钉(10)，通过定位螺钉(10)旋出长度调整轴承中心与柱塞轴向中心的重合性。4.如权利要求3所述的用于精准加工柱塞螺旋槽的定...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建华，郭巨寿，张波，叶榄，张鑫，
申请(专利权)人：国营第六一六厂，
类型：发明
国别省市：山西,14