赛车喷油嘴座制造工艺研究

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赛车使用喷油嘴座是用来安装喷油嘴和传感器 ，其内孔是气体和由燃油形成的雾状液体通过 的路径之- 。喷油 嘴座 结构复杂 ，体积 小 ，总长 总宽 总高分别 为 100ram、52mm和 65ram。其具体 的形状 如图 1所示。

l堕塑堕I图 1 喷油嘴座形状示意 图喷油嘴座传统的制造加工方法是采用铸造加工。用铝铸造铸件。对铸造用 的铝合金需添加各种各样 的金属元素才能满足其提高铸造 、增加强度 、提高耐蚀性等各种不同的使用要求。由于铝的熔点低 ，所 以用压铸成形。压力铸造属于铸造方法 中的特种铸造类别 。压力铸 造的主要特点是用金属铸型，在高压、高速下充型，在压力下快速凝固。这是效率高、精度高的金属成形方法，但压铸机、压铸型制造费用高。铸件表面粗糙度 Ra为 3.2～0.8um，结晶细 ，强度高 ，毛坯金属利用率可达 95%。压力铸造的应用 范围是大批 、大量生产 以锌合金 、铝合金 、镁 合金及 铜合金为主的中、小型形状复杂 ，不进行热处理 的零件 。

公 司现有普通铣床 、钻床 、三轴数控机床等 比较简单的机加 l丁设备 。如何利用这些现有的机加工设备来完成单件喷油嘴座 的制造加 工就涉 及到对 制造工艺 的研究 。

其基本原则是遵循科学的步骤 ，在当时环境下 ，寻求效率最高、成本最低 的工作标准。实施工作研究是运用系统化的方法来研究资源的运用 ，目的是尽量消除不必要 的损耗 ，简化 作内容 ，改进工作方法 ，提高工作效率。

1 方法研 究1.1作业划分作业划分包括有工序流程 、作业单位 、作业要 素、动作单位 、基本动素。其具体的分析过程如表 1所示 ：表 1 喷油嘴座作业划分层次分析工序流程 作业单位 作业要素 动作单位 基本动素以零件 艺流程 以T序 作业 以- 个作业 以 单 位 动 作以组 、部件制造 中 的操 作 (加 单位 中所包 要素中所包 中所包含的作业 过程 中的加工 、 工 )、检验、搬运 、 含 的- 系列 含的-系列 - 系 列 动 作划分 检验为基础的作 等待等作业单位 作业要 素 为 动作单位为 要 素 为 基 础业划分 为、基础的作业 基础 的作业 基础的动作 的 动 作 划 分喷 油 嘴 座 制 划分 划分 划分造按照 先基面后 以喷油 嘴座工 其他”的顺序加 艺流程 中的操 利用公 司 试工精基面；按先 作(加工 )为基 制 车间现 有主后次，先粗后 创照 零件结 的机 加工 设喷油 精”的顺序 ，对精 构 的机 械加 T 备 中的立 式嘴座 度要求较高的各 工艺性 的要求 铣床、卧式数主要表面进行粗 对喷 油嘴每 道 控铣镗床(三制造 轴 )并设计和 加工、 半精加工 工序进 行工 艺 和精加工；对于 性分析 ，并根据 制 造专用 夹易出废品的工序 工艺性 的要 求 具 辅助完 成应放在最后阶段 对 喷油嘴 的结 喷 油嘴 的制造加工。 进行。 构进行改进。

动作分析包括有动作单位和基本动素 ，其研究分析 了人在进行各种操作时的身体动作 ，以排除多余动作，减轻疲劳 ，使操作简单有效 ，从而制定出最佳 的动作 程序 。因为仅对喷油嘴座 的制造加工艺采用 的新方法进行研 究 ，所以此研究不涉及动作分析 ，特此说明。

1.2 工艺分解喷油嘴座 的制造工艺按照基准加工 、外形加工 、斜孔加工 、内孔加工 四个方面逐步进行 ，其具体 的过程分解 步骤如图 2。

图 2设 计 与 研 究 251.3分析技术从喷油嘴座制造工艺分解上可 以得出 ，数控加工是提 高喷油嘴座制造 质量和水平 的关键重要 的制造工艺 。

数控机床是-种利用数控技术 ，准确地按照事先编制好的程序，自动加T出所需工件的机电-体化设备。利用计算机 软件 如本公 司采用的 UG进行三维造型 与 自动编程开展机械加工和制造。其lT作原理是将零件加工信息用代码化的数字信息记录在程序载体上 ，然后 送人数 控系统，经过译码、运算控制机床的刀具与工件的相对运动，从而加工 出形状 、尺寸与精度符合要求 的零件 。

根据数控机床本身 的特点 ，它-般适合加 l丁以下零件 ：(1)多品种小批量零件 ；(2)更新换代频繁的产品零件 ；(3)形状复杂的难加T零件 ；(4)大型 、不允许报废 的关键零件 ；(5)尺寸精度要求严格的零件 。

数控机床是用数字指令进行控制 的机床 ，机床的所有运动 ，包括主运动 、进 给运动与各种辅助运动都是输入数控装置的数字信 号来控制 的，其加工过程可用图 3所示的框图来描述。

手动输入0--o 纸带输入具确定刀辅具选取通信输入 l婪J机夹具预调组合夹具动编程手动编程具方案夹具方案图 3 数控机床加工过程三轴或五轴的数控机床按数控铣床(加工中心)坐标系与运动方 向进行确定 。数控铣床 (加 丁中心 )坐标系是为了确定工件在机床中的位置 、机床运动部件特殊位置(如参考点 、换刀点 等 )以及运动范 围等而建立 的几何坐标系。只有确定刀具与工件的相对运动，才能完成正确加工 。这就必须在确定 的坐标系 中才能按规定 的程序进行加 工。

1.3.1坐标 系与坐标轴命名(1)刀具相对于静止工件而运动的原则。这-原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移 近刀具的情况下，就可依据零件图样 ，确定机床的加工过程。如- 些立式加工 中心是工件 运动而 卧式加工中心是刀具运动等。

(2)数控铣床(加工中心)坐标系的规定。数控铣床(加工中心 )坐标 系采用标准右手笛卡儿直角坐标系 ，符合右手法则 ，如 图 4所示。图中直角坐标系 x、Y、z三者的关系及其正方向用右手定则判定 ，围绕 x、Y、z各轴的回转运 动及 其正 方 向 A、B、c分别 用右 螺旋 定则 判定 。

图 4 右手笛卡儿坐标系1.3.2 坐标轴运动方 向的确定数控铣床 (加工中心 )的某-部件运动的正方 向，是增大工件和刀具之间距离的方 向。-般先确定 Z轴 ，然后再确定 x轴和 Y轴。

(1)Z轴。z坐标轴-般是传递切削力的主轴轴线。图5(a)和 (b)所示都是主轴的轴线作为 Z轴 ，并且刀具远离工件 的方向为 z方向。

ZY～ d害 xZY(b)图 5 三轴数控铣床 (加工中心 )坐标轴(2)X轴。x坐标轴位 于与工件装夹面相平行 的水平面 内。对于数控铣床 (加工 中心 )，则从 主轴轴线 向工件看 ，x坐标 的正方向指 向右方 ，如上图 (a)、(b)所示。