本发明专利技术涉及一种柴油机泵喷嘴柱塞弹簧的加工工艺，属于弹簧加工技术领域，包括选材检测、卷簧、回火、磨簧、抛丸、强压、探伤、清洗、检验包装等步骤，其特征在于，卷簧和抛丸之后都进行回火热处理，第一次回火采用常压处理，第二次采用快速回火；在低温条件下采用3次磨簧工序；压簧后弹簧具有超细晶粒形变，卷簧圈数为5-6圈。本发明专利技术经过特殊热处理后，生产出的优质弹簧具有超细晶粒形变，具有超高强度和良好塑性，应力松弛率低，可替代进口柴油机泵喷嘴柱塞弹簧。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种柴油机泵喷嘴柱塞弹簧的加工工艺，属于弹簧加工
技术介绍
弹簧作为基础件，已在生产、生活领域广泛应用，品种、结构、功能都呈现多样化， 因其适用场合各异，需承载的负荷与变形量不一，导致加工工艺也各不相同。目前，大型弹簧主要用热轧弹簧钢经热卷成型，再经淬火、回火处理制成，如 Z1201010104009. 9动车组圆柱螺旋弹簧加工工艺；小型弹簧多用冷拉轧弹簧钢丝冷卷成型，成型后大多只进行退火处理，如ZL200910304986. 0悬架弹簧加工工艺。ZL200910304981. 8和ZL201010112962. 8都披露了一种发动机气门弹簧的加工工艺，但由于气门弹簧与柱塞弹簧的应用领域不同，尤其是柱塞弹簧要在有限的泵体空间内往复运动，抗疲劳性能要求更高，制作工艺精度和难度更大。柱塞弹簧的独特功能，就决定了它在工艺选材、工艺流程、参数设置等方面的差异。而现有生产厂家制作的柱塞弹簧因热处理等工艺未过关，导致柱塞弹簧在交变动载荷下工作时易折断失效，无法适应喷油泵工作压力的提高。
技术实现思路
本专利技术针对现有生产厂家生产工艺的不足，在进行多次实验、测试的基础上，提出了一种能有效确保高可靠性能、服役寿命长的优质柱塞弹簧加工工艺。柱塞弹簧的工作原理是，柱塞弹簧安装在喷油泵中柱塞上下底盘之间，凸轮转动， 通过挺柱滚轮和柱塞弹簧带动柱塞往复运动，给各缸供油。弹簧承受交变载荷，在安装预紧力和柱塞升起时所对应的应力下工作，要求疲劳强度高，弹簧经IO7以上最大工作应力循环试验不断裂，且永久变形量不大于弹簧自由高度的0.3%。由于工作压力和温度较高，使用条件差，容易折断。弹簧折断后柱塞卡死，如果断簧前调整齿杆在高速段，此时柱塞一直保持大流量供油易造成飞车；如果断簧前调整齿杆在低速段，断后可能造成供油不足，功率下降。为满足上述要求，提高质量，生产出高精度、高应力、抗疲劳性能好的柱塞弹簧，本专利技术创造采取的解决方案是首先，在选材上，采用抗拉强度、弹性极限、冲击韧性和塑性等综合力学性能好、热稳定性佳的弹簧材料，优选淬火回火铬钒弹簧钢丝50CrVA。其次，在工艺创新方面，按照可靠性模型设计更为科学合理的工艺流程，确定最优化的定性处理参数。本专利技术针对弹簧材料的冷作硬化设计了消除应力的回火热处理，针对扭簧及拉簧进行端部的卷制加工进行了二次回火。加热温度、加热时间选择不当等因素都直接影响柱塞弹簧的力学性能。本专利技术热处理工艺的重大改进，主要体现在第一次回火采用常压处理，第二次采用快速回火，根据弹簧材料的性能差别，回火温度设定为220 500°C之间，时间约lh，不锈钢、油淬火钢、碳素弹簧钢优选420°C。在磨簧工艺上，为确保柱塞弹簧在燃油系统中的精度和平整度，专利技术人在多次试验的基础上进行了创新性的摸索，即在低温条件下采用3次磨簧工艺，既确保将弹簧端部研磨得很精细，又避免像传统工艺将弹簧材料的金属织构破坏掉，出现过烧或退火现象，这样使得柱塞弹簧的韧度更好，抗疲劳性能更强。磨端面时，磨平部分约为300°端头厚度不小于d/8，表面粗糙度在Ra8. 5 1. 5之间。为避免磨削时有冷拔应力，易产生端圈缝隙，本专利技术安排在回火之后进行磨簧、压簧。在数控冲床上进行立定处理，稳定后的弹簧尺寸在5-6圈，收尾圈体与其相邻的弹簧圈体之间的间隙约为0. 3mm,比其他制造厂家的拉簧圈数约少1-2圈，使在喷油泵体有限的安装空间里，同样的柱塞弹簧高度和圈数，可以大幅度提高柱塞弹簧的工作强度和刚性，从而适应喷油泵工作压力的提高。强压作用在弹簧的极限高度或压并高度下6 48h，在温度 150 320°C、压力 2. 5 25Mpa 下，保温 50 70min。本专利技术采用的具体技术路线和工艺方法为选材检测一卷簧一低温回火一磨簧一抛丸一二次回火一强压一探伤一精磨一疲劳试验一清洗一检验包装1、选材检测采购、检验并选取合适的进货原材料，要求从屈服强度、表面状态、尺寸效应、冶金缺陷、腐蚀介质、化学成分、金相组织等指标综合考查，优选德、日进口油淬火弹簧钢丝。2、卷簧在数控卷簧机上对进入成型工艺的原材料，进行螺旋型弯曲绕制。3、低温回火在网带炉中进行一次定型回火处理，消除加工形成的内应力，稳定形状尺寸，其中回火温度为220 500°C，时间为45 65min。4、磨簧在数控磨簧机上对定型回火后的卷制弹簧，先进行2次磨削矫正，磨端面，去毛刺，磨簧温度设定在200 420°C，切磨厚度彡0. Imm/次。5、抛丸为提高使用寿命，采取钢制抛丸强化处理，在弹簧表面产生残余压缩应力，并降低应力集中繁感性，消除部分材料表面缺陷，抛丸的弹丸直径优选0. 3 0. 8mm,喷射时弹丸的速度为50 8%i/s，喷丸时间为45 60min。6、二次回火稳定几何尺寸，相对于一次定型工序温度可适当降低50-150度，时间为10 20min。7、强压为提高承载能力，要通过热强压处理，消除残变，在同等条件下使弹簧的疲劳强度提高5%- ^强压温度设定在150 320°C，压力为2. 5 25Mpa，保温50 70mino8、探伤采用超声波表面探伤技术，对机械加工中表面产生划伤及划痕的弹簧，经自动化设备分选移除，进行并簧处理或进入其他工序。9、精磨在长度分级的基础上，通过精磨工序，确保弹簧长度和垂直度的一致性， 磨簧温度优选350°C，切磨厚度彡0. 05mm/次。10、疲劳试验由于柱塞弹簧对屈服强度、抗拉强度要求很高，精磨、强压后必须进行疲劳试验，对不符合要求的剔出，另行处理。11、清洗对经过疲劳试验的柱塞弹簧进行清洗、防锈和表面处理，清除或最大化减少弹簧内侧面因杂渣、氧化皮等导致锈蚀，形成麻坑，以致后期形成应力集中，成为弹簧折断的疲劳源。12、检验包装进行出厂检验，包装，并做好标记。本专利技术工序合理，经过特殊热处理后，生产出的优质弹簧具有超细晶粒形变，具有超高强度和良好塑性，应力松弛率低，能通过350h保险期试验，使其折断的故障率相对于国内其他厂家产品下降约90%。经过100万次的耐久测试，弹力在公差范围内的试验结果为类型压簧工作特性长度，mm6钢丝直径，腿0.8受力’ N18.93弹簧外径，mm25.5永久变形测试长度，mm6有效圈数，圈5受力，N18. 93两端支承圈数，圈各1最大许用应力，MPa1007.36总圈数；圏6弹性刚度，N/mm0. 547旋向左切变模量，MPa78500自由长度，mm40.6热处理低温回火压紧长度，mm6表面处理DZnl5装配状态长度，mm26镀后处理除氢受力，N8未注公差Q/DNJ04510.19具体实施例方式以下实施例旨在说明本专利技术而不是对本专利技术的进一步限定，如未脱离本专利技术创造的设计精神，本领域普通技术人员对本专利技术方案作出的各种变形、改进，均落入本专利技术权利要求书确定的范围。实施例11、选材检测采购日本铃木油淬火弹簧钢丝，在卷簧前对其就屈服强度、表面状态、化学成分、金相织构等进行综合检验，并选取合格的原材料。2、卷簧在SCM3-50CNC数控卷簧机上对进入成型工艺的原材料，进行螺旋型弯曲绕制。3、低温回火在RJC530网带炉中进行一次定型回火处理，回火温度为220°C，时间为 65min。4、磨簧在M774^(_9S数控磨簧机上先进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：龙德福，
申请(专利权)人：龙德福，
类型：发明
国别省市：
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