Нанкинская стрелка, каменная промышленность и торговля Лтд

Процесс шлифовки центрального отверстия и плоской поверхности форсунки (часть 1)

Время выхода:

2025-01-04

01 Введение

02 Рыночная стоимость топливной системы внутреннего сгорания

03 Технология и оборудование для форсунок

04 Примеры инструментов для шлифовки центральной поверхности

4.1 Выбор инструментов

4.2 Технологические меры и сопутствующие продукты

4.3 Технологические эффекты

05 Заключение

Ключевые слова: автомобили, двигатели, системы впрыска, шлифовальные технологии

01 Введение
Внутренний двигатель является основным способом механической энергии в мире и ключевым фактором эффективности человеческого общества; это направление, которое всегда исследует компания Arrowstone.

02 Рыночная стоимость топливной системы внутреннего сгорания

В 2023 году объем производства внутренних двигателей в нашей стране составил 44,736 миллиона единиц, что на 2,85% больше по сравнению с прошлым годом;

В 2023 году объем продаж дизельных двигателей составил 5,1165 миллиона единиц, что на 19,36% больше по сравнению с прошлым годом;
В 2023 году объем продаж бензиновых двигателей составил 39,5847 миллиона единиц, что на 1,88% больше по сравнению с прошлым годом.
Если мы будем рассчитывать количество топливных форсунок, исходя из того, что каждый внутренний двигатель имеет 4 цилиндра, а каждый цилиндр имеет 1 форсунку, то расчет годового производства форсунок в Китае будет примерно следующим:
1) Новый рынок двигателей ≈ 45 миллионов единиц x 4 форсунки/единица = 180 миллионов форсунок;
2) Внутренний вторичный рынок ≈ 336 миллионов единиц x 4 форсунки/единица x коэффициент замены 5% = 67 миллионов форсунок;
3) Зарубежный вторичный рынок ≈ 1 миллиард единиц x 4 форсунки/единица x коэффициент замены 5% x уровень проникновения 40% = 80 миллионов форсунок;
Общее количество форсунок ≈ 180 + 67 + 80 = 327 миллионов форсунок; это очень большой рынок, годовое потребление измеряется миллиардами, уступая только мобильным телефонам среди личных потребительских товаров (в 2023 году объем продаж мобильных телефонов в мире составил около 1,17 миллиарда единиц), поэтому углубленное исследование крайне необходимо.

03 Технология и оборудование для форсунок
В восьми подсистемах внутреннего двигателя (Engine) топливная система (Fuel System) является основной подсистемой, в которой игольчатый клапан (delivery valve), поршень (plunger and barrel) и выходной клапан (delivery valve) являются тремя основными компонентами (mate parts) топливной системы, требующими высокой точности обработки и имеющими значительные трудности в шлифовке; особенно игольчатый клапан (delivery valve assembly) как основной компонент системы впрыска топлива, его точность и гладкость напрямую определяют эффективность впрыска топлива и эффективность сгорания двигателя.
В таблице ниже представлены основные технологические этапы (Phase) и типичные конфигурации оборудования для игольчатых клапанов типичных китайских производителей, где ключевые технологии, выделенные красным, являются темой нашего обсуждения сегодня.

Номер	Этапы обработки игольчатого клапана	Определение процессов (processes) и этапов (Phase)	Оборудование	Бренд
1	Сверление заготовки	Выполнение грубой обработки заготовки игольчатого клапана, одноразовая установка на четырехосевом сверлильном станке, формирование центрального отверстия форсунки за один раз	Четырехосевой сверлильный станок	TBT из Германии
2	Позиция отверстия	Обработка всех отверстий игольчатого клапана	Вертикальный обрабатывающий центр	SW из Германии
3	Электрохимический электроосаждающий резервуар	Обеспечение размеров резервуара, одновременно гарантируя отсутствие заусенцев	Электрохимическое электроосаждение (ECM)	(Эмарк) из Германии
4	Обработка распылительных отверстий	Процесс микросверления с электрической искрой, точность потока достигает ±1%	Станок для микросверления с электрической искрой	瑞+GF+
5	Экструзионная шлифовка	Онлайн-контроль потока игольчатого клапана, достижение стандартов потока, контроль отклонения в пределах ±1%.	Оборудование для экструзионной шлифовки (AFM)	(Ийцюйхун) из США
6	Контроль потока	Каждый клапан проходит 100% проверку на согласованность потока.	Оборудование для контроля потока	Пекинский машиностроительный институт
7	Системный контроль потока	После установки с оригинальной форсункой тестируются технические параметры в различных режимах.	Испытательный стенд для форсунок с общей рамой	Италия
8	Центральное отверстие, поверхность сидения, большая торцевая поверхность	ЧПУ шлифовальный станок высокой точности для центрального отверстия и поверхности сидения игольчатого клапана.	Шлифовальный станок для центрального отверстия	瑞UVA и др.

04 Примеры инструментов для шлифовки центральной поверхности
В процессе производства форсунок шлифовка является ключевым этапом для обеспечения точности и гладкости форсунок. Выбор подходящих шлифовальных кругов, параметров шлифовки и охлаждающей жидкости, в сочетании с точным шлифовальным оборудованием и приспособлениями, позволяет достичь высокой точности шлифовки форсунок.
Например, использование CBN шлифовальных кругов для прецизионной шлифовки форсунок может гарантировать точность ключевых размеров, таких как диаметр, форма и конусность отверстий, а также повысить гладкость поверхности и износостойкость форсунок. Эта шлифовальная схема не только улучшает производительность и надежность форсунок, но и эффективно снижает затраты на производство и обслуживание.

Анализ случаев (Case Analyze) два примера
Пример (Case) 1
Станок: UVA
Спецификация шлифовального круга: центральное отверстие 1A1W 4×6×2×16.5×M2 CBN
座面：1A1W–Z/60°3.3×11.5×1.5×21.6×M2 CBN
Скорость вращения абразивного круга:
Центральное отверстие: 90000 об/мин
座面：60000 об/мин
Запас на шлифовку:
Центральное отверстие: Ф0.1мм
座面：Ф0.1мм
Способ правки: алмазный спеченный ролик
Период правки:
座面：10 штук/правка
Центральное отверстие: 12 штук/правка
Материал детали: 18CrNi8, HRC≥55
Отчет о сравнительном тестировании (contrast test report) таблица 1

Бренд	Тип	Круглость (μm)	Шероховатость (Ra)	Точность обработки и другое
Стрела	座面	0.64~0.84	0.101~0.126	Угол, размеры, круглость соответствуют требованиям, долговечность и срок службы сопоставимы с импортными абразивными кругами
	Центральное отверстие	0.36~0.42	0.072~0.096	Размеры, конусность соответствуют требованиям, долговечность и срок службы сопоставимы с импортными абразивными кругами
Meister	座面	0.85~0.89	0.127~0.187	\
	Центральное отверстие	0.35~0.47	0.075~0.097	\

案例(Case)2
Станок: BAHMÜLLER ULTRA
Спецификация абразивного круга:
Центральное отверстие: 1A1W 4×6×2×14.5×M2 CBN
座面：1A1W–Z/60°3.3×9×1.5×23.5×M2 CBN
Скорость вращения абразивного круга:
Центральное отверстие: 95000 об/мин
座面：85000 об/мин
Запас на шлифовку:
Центральное отверстие: Ф0.02~0.03мм
座面：Ф0.1~0.15мм
Способ правки: алмазный спеченный ролик
Период правки:
Центральное отверстие: 10 штук/правка
座面：8 штук/правка
Материал детали: 38CrMoAlA, твердость HRC≥55
Отчет о сравнительном тестировании (contrast test report) таблица 2

Бренд	Тип	Круглость (μm)	Прямолинейность (μm)	Конусность (μm)	Шероховатость
Стрела	座面	0.38	\	\	Ra0.06/Rz0.55
	Центральное отверстие	0.26	0.3~0.8	0.4~1.0	Ra0.08/Rz0.66
A-Schmeier	座面	0.36	\	\	Ra0.06/Rz0.55
	Центральное отверстие	0.45	0.4~0.8	0.6~1.2	Ra0.12/Rz1.32

С помощью тщательного выбора шлифовальных технологий и параметров можно достичь высокой точности, высокого качества и высокой эффективности обработки. Например, в аэрокосмической отрасли требования к шлифовке лопаток двигателя очень высоки, и использование аналогичных шлифовальных технологий может значительно улучшить характеристики и срок службы лопаток. Кроме того, в производстве медицинских инструментов шлифовальная технология также широко применяется в обработке хирургических инструментов, обеспечивая остроту и долговечность их лезвий.
Эти успешные примеры дополнительно подтверждают важную роль шлифовальной технологии в повышении качества продукции и снижении производственных затрат. Постоянно оптимизируя шлифовальные процессы и оборудование, производственная отрасль сможет лучше удовлетворять все более строгие требования рынка, способствуя технологическому прогрессу и модернизации отрасли.

Связанные случаи