一种具有高低起动槽且有斜面起动槽连接的柱塞的制作方法

本实用新型涉及柱塞偶件技术领域，特别涉及一种具有高低起动槽且有斜面起动槽连接的柱塞。

背景技术：

现有的柱塞偶件的柱塞芯结构具体为，在柱塞芯的工作外圆表面开设直槽、斜槽、螺旋槽、横槽或起动槽等槽类结构。其中斜槽、螺旋槽的作用是控制发动机的供油特性。

p型喷油泵的柱塞顶部开有起动槽。当柱塞处于起动位置时，此槽与柱塞套油孔相对，在柱塞上移到起动槽的下边缘封闭油孔时开始供油。由于起动槽的下边缘低于柱塞顶面，因此供油迟后，供油提前角减小。这时气缸温度较高，柴油喷入气缸容易着火燃烧，有利于柴油机低温起动。

在申请号为201520985098.0、名称为“一种新型柱塞偶件”的文献公开了一种一种新型柱塞偶件，包括柱塞套，柱塞套内装有柱塞。结合说明书的文字部分和说明书附图8可知，柱塞的端面处有一个起动槽。

目前，柴油机用柱塞带有起动槽的结构，均是在工作外圆压油端面处有一个单起动槽或180°对置的双起动槽，但是城市公交等起动怠速、起步与加速性能的要求不断提高；这些都使得怠速性能成为影响和阻碍当前柴油机发展的关键因素。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种具有高低起动槽且有斜面起动槽连接的柱塞。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种具有高低起动槽且有斜面起动槽连接的柱塞，包括和柱塞套间隙配合的圆柱形的柱塞本体；所述柱塞本体在压油端面中心处有一中心孔；在所述柱塞本体的顶部且沿所述柱塞本体的圆周表面开设切槽；在所述柱塞本体的顶部开设高低槽和斜起动槽；所述高低槽包括有高度差的上起动槽和下起动槽；所述上起动槽和所述下起动槽之间通过斜起动槽衔接；所述下起动槽和所述斜起动槽接平。

其进一步的技术特征为：所述上起动槽的深度h1＝0.2mm±0.05mm；所述上起动槽的角度为α1＝8°±30′。

其进一步的技术特征为：所述下起动槽的深度h2＝8.12mm±0.05mm；所述下起动槽的角度为α2＝37°±30′。

其进一步的技术特征为：所述斜起动槽的的角度为α3＝64°30′±30′。

本实用新型的有益效果如下：

柱塞上的斜槽或直槽的作用都是停止供油用的，柱塞转动，柱塞套回油孔与柱塞斜槽接通的时间就会变化，即供油行程会改变，从而改变供油量。斜直槽加工简单，但在中间位置时，随柱塞角度变化，供油量的变化会很显著，启动或接近断油位置则变化变慢，油泵出厂时调整不方便。本实用新型将油量变化与柱塞转动角度为直线关系，调整油量方便，柴油机在中速位置运转会更平稳。

本实用新型良好的几何形状可以提供发动机的功率，稳定发动机的转速，减少发动机冒黑烟、熄火或游车现象产生的频率。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为本实用新型的头部展开示意图。

图4为图3中a处的放大示意图。

图5为本实用新型的加工流程图。

图6为步骤s9的示意图。

图7为步骤s10的示意图。

图8为步骤s11的示意图。

图中：1、柱塞本体；2、中心孔；3、切槽；4、高低槽；41、上起动槽；42、下起动槽；5、斜起动槽。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实施例的具体实施方式。

图1为本实用新型的示意图，图2为本实用新型的俯视图。结合图1和图2，一种具有高低起动槽且有斜面起动槽连接的柱塞，包括和柱塞套间隙配合的圆柱形的柱塞本体1。柱塞本体在压油端面中心处有一中心孔2。中心孔2为磨加工工艺孔。在柱塞本体1的顶部且沿柱塞本体1的圆周表面开设切槽3。在柱塞本体1的顶部开设高低槽4和斜起动槽5。高低槽4包括有高度差的上起动槽41和下起动槽42。上起动槽41和下起动槽42之间通过斜起动槽5衔接。下起动槽42和斜起动槽5接平。

上起动槽41的深度h1＝0.2mm±0.05mm。上起动槽41的角度为α1＝8°±30′。

下起动槽42的深度h2＝8.12mm±0.05mm。下起动槽42的角度为α2＝37°±30′。

斜起动槽5的的角度为α3＝64°30′±30′。

本实用新型的加工步骤如下：

s1、粗磨外圆；准备毛坯，外圆磨床将毛坯外圆粗磨；根据柱塞定制宽度及粒度的砂轮，粗磨外圆的参数设置为砂轮转速3160r/min～3200r/min，毛坯转速250r/min，直切进给量为0.05mm，磨削时间≥5s，砂轮修磨频次为300件/次，磨加工量0.15mm；粗磨后柱塞的外圆跳动≤0.03mm，柱塞的外圆平行度≤0.01mm；

s2、精磨扁位；使用平面磨床的砂轮磨削柱塞扁位平面；根据柱塞为单扁位磨削确定磨削，分两次磨；根据定制粒度的砂轮，精磨扁位的参数设置为砂轮转速2650r/min～2690r/min，毛坯固定不转，进给量为0.05mm/个，砂轮往复循环3次，加工量0.02mm；磨加工量0.15mm或0.3mm，具体的，单面磨加工量0.15mm，双面磨加工量0.3mm；精磨后扁位对称度≤0.03mm；

s3、磨总长；砂轮磨削柱塞的总长；根据定制粒度的砂轮，磨总长的参数设置为砂轮转速2650r/min～2690r/min，毛坯固定不转，进给量0.05mm/1个，砂轮往复循环4次，砂轮修磨频次500件/次，磨加工量0.20mm；磨总长后，柱塞的端面跳动0.025mm；

s4、磨双直槽；热处理后的柱塞采用数控双直槽磨设备加工双直槽；柱塞通过设备自带的阴阳顶尖和扁位座定位，c轴保证周向角度；采用数控设备，伺服电机驱动，数控设备安装双磨头，通过数控程序控制，上下砂轮同时进给、后逞，一次装夹完成双直槽的磨加工；

s5、磨双下横槽；柱塞采用数控平面磨床设备加工双下横槽；使用专用磨横槽夹具；专用磨起动槽夹具的定位方式为将柱塞工作外圆放入夹具v型块，扁位插入扁位卡座定位从而保证周向角度，端面靠紧顶块轴向定位，压板紧压工作外圆径向定位；采用数控系统，伺服电机驱动，通过数控程序控制砂轮进给、后逞；用cbn砂轮磨削横槽，磨完一面后手动翻转，磨另一面横槽，两次装夹完成加工；

s6、磨双上横槽；柱塞采用数控平面磨床设备加工双上横槽；使用专用磨横槽夹具；专用磨起动槽夹具的定位方式为将柱塞工作外圆放入夹具v型块，扁位插入扁位卡座定位，端面靠紧顶块轴向定位从而保证周向角度，压板紧压工作外圆径向定位；采用数控系统，伺服电机驱动，通过数控程序控制砂轮进给、后逞，用cbn砂轮磨削横槽，磨完一面后手动翻转，磨另一面横槽，两次装夹完成加工；

s7、磨双斜槽；柱塞采用数控平面磨床设备加工斜槽；使用专用磨斜槽夹具；专用磨起动槽夹具的定位方式为将柱塞工作外圆放入夹具v型块，扁位插入扁位卡座定位从而保证周向角度，端面靠紧顶块轴向定位，压板紧压工作外圆径向定位；采用数控系统，伺服电机驱动，通过数控程序控制砂轮进给、后逞，用cbn砂轮磨削斜槽，磨完一面后手动翻转，磨另一面斜槽，两次装夹完成加工；

s8、精磨外圆，保证外径尺寸的一致性；使用外圆磨床，根据柱塞定制宽度及粒度的砂轮，粗磨外圆的参数设置为砂轮转速2210～2250r/min，毛坯转速250r/min，进给量为0.02mm/单程，磨削时间≥10s，砂轮修磨频次150件/次，磨加工量0.09mm；精磨后柱塞的外圆圆度≤0.004mm，柱塞的外圆平行度≤0.004mm；柱塞的直径d＝8.56mm±0.005mm；

s9、磨上起动槽；柱塞采用数控平面磨床设备加工上起动槽；使用专用磨起动槽夹具；专用磨起动槽夹具的定位方式为将柱塞工作外圆放入夹具v型块，扁位插入扁位卡座定位从而保证周向角度，端面靠紧顶块轴向定位，压板紧压工作外圆径向定位；采用数控系统，伺服电机驱动，通过数控程序控制砂轮进给、后逞，用cbn砂轮磨削上起动槽，一次装夹完成加工；上起动槽的磨削深度h1＝0.2mm±0.05mm；上起动槽边缘点所在直线和柱塞的切点所在直线之间的间距为l1＝7.03mm±0.05mm；上起动槽的磨削角度α1＝8°±30′；

s10、磨下起动槽；柱塞采用数控平面磨床设备加工下起动槽；使用专用磨起动槽夹具；专用磨起动槽夹具的定位方式为将柱塞工作外圆放入夹具v型块，扁位插入扁位卡座定位从而保证周向角度，端面靠紧顶块轴向定位，压板紧压工作外圆径向定位；采用数控系统，伺服电机驱动，通过数控程序控制砂轮进给、后逞，用cbn砂轮磨削起动槽，一次装夹完成加工；下起动槽的的磨削深度h2＝0.6mm±0.05mm；下起动槽边缘点所在直线和柱塞的切点所在直线之间的间距为d1＝8.15mm±0.05mm；下起动槽的磨削角度α2＝37°±30′；下起动槽边缘处角度β1按照第一公式计算：

s11、磨斜起动槽；柱塞采用数控螺旋槽磨床设备加工斜起动槽；柱塞通过设备自带的阴阳顶尖和扁位座定位；采用数控系统，伺服电机驱动，通过数控程序控制砂轮进给、后逞，用cbn砂轮磨削起动槽，一次装夹完成加工；斜起动槽所在直线和柱塞的切点所在直线之间的间距为d2＝7.60mm±0.05mm；斜起动槽的磨削角度α3＝64°30′±30′；斜起动槽边缘处角度β2按照第二公式计算：

在步骤s8～s11中，优选地，柱塞的直径d＝8.56mm±0.005mm；上起动槽的磨削深度h1＝0.2mm。上起动槽边缘点所在直线和柱塞的切点所在直线之间的间距为l1＝7.03mm。上起动槽的磨削角度α1＝8°。

下起动槽的的磨削深度h2＝0.6mm。下起动槽边缘点所在直线和柱塞的切点所在直线之间的间距为d1＝8.12mm。下起动槽的磨削角度α2＝37°。下起动槽边缘处角度β1按照第一公式计算：

斜起动槽所在直线和柱塞的切点所在直线之间的间距为d2＝7.6mm。斜起动槽的磨削角度α3＝64.5°。斜起动槽边缘处角度β2按照第二公式计算：

因此为保证下起动槽与斜起动槽衔接，下起动槽边缘处角度β1＝12.5°，斜起动槽边缘处角度β2＝12.5°，两角度相吻合，保证了两槽磨加工时的无缝对接。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在不违背本实用新型的基本结构的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。