本文介绍和分析了喷嘴孔各种加工工艺的特点，阐述了不同加工工艺和设备的结构原理、特点和加工精度。随着国家排放要求的提高和高压共轨技术的应用，喷油嘴正朝着多孔数、小孔径的方向发展。其加工质量直接影响喷嘴的雾化特性、油路贯穿度和流量系数，最终影响柴油机的经济性、动力性和排放指标。目前国内喷嘴孔的加工方法主要有四种：在变频或气动高速台钻上手工钻孔；采用数控三轴钻床钻喷孔；用电火花喷孔机床加工喷孔；激光钻孔机用于加工喷孔。此外，喷嘴挤压研磨工艺和压力室电解去毛刺工艺也用于喷嘴的后续加工。随着技术的进步，变频或气动高速台钻上的手工钻孔技术已逐渐被淘汰；目前，激光打孔技术仍处于实验阶段，尚未应用于实际生产。电解压力室喷嘴去毛刺的过程只是对喷嘴有一定的去毛刺作用，不能改变喷嘴的直径和粗糙度。这里，本文只介绍其他处理方法。目前国内大部分厂家加工注射孔的主要设备是数控三轴钻。常见的设备型号有瑞士POSALUX公司的PNC-III数控三轴钻和我国鲁南机床厂的ZK9303数控三轴钻。以上两类机床的加工原理基本相同：通过三个高精度变频调速电主轴，进行中心孔钻孔、钻孔、铰孔；电主轴的换位和进给由伺服电机驱动。工件分度是一种二维精密分度的定位机构。采用谐波传动减速器和伺服驱动电机，传动误差小，侧隙小，传动效率高。主轴的换位和进给以及水平分度轴的轴向移动采用直线滚动导轨副和滚珠丝杠副等精密传动部件。根据现场生产的加工件来看，这种设备加工后的喷孔内毛刺较大，喷孔的流量分散性较大，人工难以清理喷孔内的毛刺，对喷油器总成的性能有一定的影响。最重要的是，使用这种设备加工直径小于0.20mm的喷孔时，由于钻头刚性差，钻头断裂严重，生产效率很低，严重制约了企业的发展。因此，生产企业也逐渐引进了电火花加工设备。随着柴油机排放要求的提高，电火花喷孔技术正在向小直径、多孔数方向发展，而钻喷孔技术将难以满足越来越小的喷孔直径要求。而电火花喷嘴具有直径小、精度高、压力腔内无毛刺的特点，并且可以经过热处理进行加工。1.加工原理电火花加工的原理是基于电极与工件(正负电极)之间的脉冲火花放电过程中的电蚀现象，将多余的金属蚀刻掉，达到加工孔的目的。喷孔的电极采用300mm长的杆状金属丝(常用黄铜丝、碳化钨丝、铜丝、银丝，但根据其加工质量、效率和成本，多选用碳化钨丝和银丝)。电极丝采用无心磨床加工，保证电极丝的圆度和直线度在3 m以下，目前电火花加工的方法主要有两种：一种是加工喷嘴时电解丝的轴向进给，另一种是加工喷嘴时电极丝的轴向进给和旋转运动。在加工过程中，放电参数(脉冲频率、脉冲宽度、放电间隙等。)总是根据不同的部分(材料、孔径和深度等)来确定。).2.POSALUX公司的HP4-EDM数控电火花喷嘴机床
图1瑞士POSALUX公司HP4-EDM数控电火花喷嘴机床图2 HP4-EDM数控电火花喷嘴机床的爪机构分三步夹紧电极丝的轴向进给：修整电极丝加工电极丝(电蚀)工件修整整个喷嘴(去除倒锥)。每一步的进给速度要根据加工孔的孔深来确定，电极丝可以自动进给和补偿。经批量加工试验，加工喷嘴孔的机床精度为素线平行度6m，直径公差6m，Ra0.8粗糙的。可以观察到孔口的圆角，可以加工 0.1 mm ~ 1 mm直径的喷嘴。喷嘴的精度比钻孔的精度好。以5孔0.27mm P系列喷嘴的加工为例。具体数据见表1和表2。近年来，瑞士AGIE公司生产的AGIE 4HP电火花加工设备在中国的应用数量越来越多。加工原理是电解丝轴向进给(X、Y、Z、W)和旋转定位轴(A、C)配合加工工件，加工精度与瑞士POSALUX公司的HP4-EDM电火花机床相当。通过现场加工调试，我们发现AGIE 4HP电火花加工设备具有以下特点：(1)加工过程中空载电压：喷嘴直径和流量随着电压的增加而增加，但增量不显著；(2)电极丝的三步进给速度：进给速度影响喷嘴的锥度和压力室的圆角，所以每一步的合理进给速度要根据不同的部位通过实验来确定；(3)电极丝头部的径向偏移：增大偏移会增大喷嘴的直径，但可以缩短加工时间；正常情况下，每根电极丝可加工约1100个0.27mm、1mm深的孔，每个孔的加工时间约为40s。另外，常用的设备是山东鲁南机床公司生产的ZK9306—EDM。
2数控电火花喷孔加工机床。挤压研磨加工工艺
在喷油嘴的加工中，国内的大部分生产厂还都在使用钻孔工艺加工喷孔。这种工艺加工的喷孔，粗糙度差，在压力室中有翻边毛刺，喷油嘴流量系数只有0.5～0.6。为了满足越来越严格的排放法规要求，柴油机要求喷油嘴流量系数在0.8以上，需要进一步提高其流量系数。目前，国际上普遍采用液体挤压研磨的工艺，例如德国BOSCH、日本电装公司等。
1.加工原理
磨粒流挤压研磨工艺是在具有一定粘弹性的高分子材料中掺入硬质颗粒形成半流体状的研磨介质：在机床的压力作用下，研磨介质从工件的被加工表面流过，从而产生微量切削（图3）。由于喷油嘴中孔直径D与喷孔直径d的比值D/d较大（约20），其截面面积之比是D/d的平方（约400），因此磨料在喷油嘴中孔和喷孔中的流速相差约100倍。而磨料的切削作用只有在一定速度下才能起到作用，即磨料在高压的作用下，由夹具压头进入喷油嘴中孔，经过喷油嘴压力室，高速通过喷孔；在压力室喷孔产生切削磨粒流，对压力室喷孔边角毛刺和喷孔进行微量磨削；在喷孔入口处研磨出圆角并使孔壁粗糙度提高，而不会破坏精加工后喷油嘴中孔、座面的的精度。
图3 挤压研磨加工原理
2.加工设备及工艺参数
无锡油泵油嘴研究所生产的KYM－Ⅱ型挤压研磨设备（图4）。该设备是针对喷油嘴喷孔的挤压研磨设备，不能自动控制流量，加工过程应利用流量检测设备，按研磨－检测－研磨－检测这种逐步逼近法进行加工，直至达到工艺要求。
图4 无锡油泵油嘴研究所生产的KYM－Ⅱ型挤压研磨设备
在加工过程中，影响喷油嘴喷孔挤压研磨效果的主要因素有：研磨料的工作压力P；加工时间S；研磨料的切削性能；喷孔的成形工艺。由此可见，根据钻孔时钻头的公差及钻通时的毛刺，钻头的锋利与否都影响喷孔的孔径大小和毛刺的大小。为达到最终相同的喷孔流量，在使用相同研磨料的情况下，就需要调整研磨料的工作压力P或加工的时间S。所以，对不同批次加工的喷油嘴首先应在流量试验台上检测流量，进行分组；根据不同的流量值来确定研磨料的工作压力P或加工的时间S。
试验证明，经过挤压研磨后，可以消除压力室与喷孔处的毛刺，扩大其相贯线处的圆角，减少高压油的压力损失；降低喷孔表面的粗糙度，增加油的流速，获得良好的雾化效果；可提高喷油嘴的流量系数，使动态喷雾角度和流量趋于一至（表3），降低了柴油机的油耗和排放指标（表4）
此外，在流量挤压与检测应用方面，国际上比较先进的设备是美国挤压研磨公司的microFLOW 微孔磨粒流机床（图5）。该机床为加工小孔设备，尤其适合柴油机喷油嘴的流量调整。用该设备加工时同时检测喷孔流量，根据检测结果，来自动确定各加工参数（加工压力和加工时间），可自动控制流量，并将流量散差控制在±1%内，使用方便、快捷。
图5 美国挤压研磨公司的microFLOW 微孔磨粒流机床
总结
目前，国内各油嘴生产厂家执行的工艺主要有两种：数控三轴钻钻喷孔—热处理—电解压力室喷孔毛刺—挤压研磨喷孔（部分企业还未实施）；热处理—精加工中孔座面—电火花打喷孔—挤压研磨喷孔。
未来，随着欧Ⅲ、欧Ⅳ排放标准的执行，以及高压共轨系统的要求，第二种工艺将成为喷孔的主流加工工艺。
