CN102321792A - 自应力加工系统，自应力加工方法，和使用自应力加工生产工件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将活塞以预定的进给速度插入内部压力室的自应力加工系统，所述预定的进给速度比对应于由于所述插入单位时间内所述加工油从间隙泻出的最大泄漏流量的临界进给速度更快。

Description

自应力加工系统,自应力加工方法,和使用自应力加工生产工件的方法

技术领域

本发明涉及，例如，使高压燃料喷射管在高压下进行自应力加工的一种自应力加工系统，一种自应力加工方法，和使用自应力加工生产工件的方法。 

背景技术

参见DE102006054440B3，日本未审查专利公开No.2004-92551等，本领域中公知的是一种通过在密封状态中施加高压力从而在材料结构中产生残余应力以提高其强度(称为“自应力(autofrettage)”)的加工方法。 

也就是说，通过自应力，在工件内部引起塑性变形并且在工件外部引起弹性变形的高压力被施加于工件内部。由此，残余压应力施加到工件之上并且工件提高了耐压疲劳强度(疲劳强度极限)。这种加工方法被用于将残余压应力传递给柴油共轨系统的一部分，或其他需要耐压疲劳强度的部分，目的是提高疲劳强度。 

如图12所示，常规的自应力系统，对液体(自应力加工油)加压，从而要求活塞杆32的滑动部分处的间隙必须为零。进一步的，为了使间隙为零，一些高精度密封环35堆叠在汽缸外壳33和活塞杆32之间。由于内部压力，使得密封环35变形并紧贴需要进行滑动的其他构件。 

不过，由于上述原因，存在密封环35逐渐磨损或损坏的问题，从而使用一定的时间之后必须进行更换。 

在DE102006054440B3以及背景技术中提到的，乍看之下，活塞(参见DE102006054440B3，参考标记19)被插入到工件内部(参见DE102006054440B3，参考标记2)。不过，应该指出的是密封构件是分别提供构件的(参见DE102006054440B3，0026段，“排量活塞开口6和预充填开口7通过相应的密封锥进行密封”的描述)。 

发明内容

本发明考虑到上述问题，其目的是提供自应力加工系统，自应力加工方法， 和使用自应力加工生产的工件的方法，它们能够大大减少由于磨损导致的部件损耗。 

为了解决上述问题，本发明的权利要求1的方面提供了一种使工件(1)经历自应力加工的自应力加工系统，自应力加工系统的特征在于设置有：具有驱动电机的加压单元(40)，由加压单元(40)驱动的并具有从工件(1)一端的内壁由平均间隙量(h)构成的间隙(3)的活塞(42)，以及内部压力室(IC)，该内部压力室(IC)由除了一端外均被紧密地密封的工件(1)以及由活塞(42)构成，并充填加工油(2)；加压单元(40)将活塞(42)以一个预定的进给速度(v)插入到充填加工油(2)的内部压力室(IC)中，预定的进给速度(v)被设定为比对应于由于插入单位时间内加工油(2)从间隙(3)泻出的最大泄漏流量(Q_max)的临界进给速度(v_C)更快，由此对工件(1)经历自应力加工。 

由于上述原因，不必提供滑动部分，即，带有密封环或其他密封构件的活塞，从而有可能在大大减少由磨损导致的部件消耗的情况下实现自应力加工。 

需要注意的是，在本发明的权利要求1的方面中，预定的进给速度(v)除初始启动阶段外可以维持不变。 

本发明的权利要求2的方面包括本发明的权利要求1的方面，其中加压单元(40)和活塞(42)是分开的构件。当加压单元和活塞是分开制造从而是独立的时候，当开始升压，有可能从零速度瞬时达到预定的活塞进给速度。 

本发明的权利要求3的方面包括本发明的权利要求2的方面，进一步提供有引导并支撑活塞(42)直到加压单元(40)紧靠活塞(42)的一端并且在紧靠活塞之后从活塞(42)上分离的导向装置(61)。 

本发明的权利要求4的方面包括本发明的权利要求1或2的方面，其中加压单元(40)和活塞(42)是联结在一起的。 

本发明的权利要求5的方面包括本发明的权利要求1至4的方面中任意一个，进一步提供有空气释放通道(63、64)，用于释放当所述活塞(42)插入到所述工件(1)一端的内壁中时进入到所述内部压力室(IC)的空气。由此，有可能改善活塞的进给速度的启动。 

本发明的权利要求6的方面包括本发明的权利要求5的方面，其中空气释放通道(63)设置在活塞(42)上。 

本发明的权利要求7的方面包括本发明的权利要求5的方面，其中空气释 放通道(64)设置在工件(1)的一端上。 

本发明的权利要求8的方面包括本发明的权利要求1至7的方面中任意一项，其中插入到内部压力室(IC)中的活塞(42)的一端是倒角状(62)或圆形的。由此，当活塞插入到工件的内壁时，插入会变得更加容易。 

本发明的权利要求9的方面提供了一种使工件(1)经历自应力加工的自应力加工方法，所述自应力加工方法包括，将加工油(2)注入到内部压力室(IC)的步骤，内部压力室(IC)由除一端外被封闭的所述工件(1)和具有在所述一端的内壁构成平均间隙量(h)的间隙(3)的活塞形成，还包括使用具有驱动电机以便驱动所述活塞(42)的加压单元(40)以一个预定的进给速度(v)将所述活塞(42)插入到所述内部压力室(IC)中来提高所述内部压力室(IC)中的所述加工油(2)的所述内部压力室压力(P)的步骤，其特征在于，在提高所述内部压力室压力(P)的所述步骤中，使所述预定的进给速度(v)比对应于由于插入单位时间内所述加工油(2)从所述间隙(3)泻出的最大泄漏流量(Q_max)的临界进给速度(v_C)更快，使所述工件(1)经历自应力加工。由此，与本发明权利要求1的方面相似地产生动作和效果。 

本发明权利要求10的方面是一种具有高压管道(101)的工件(1)的制造方法，工件(1)的制造方法包括：热锻以形成工件(1)第一形状的锻造步骤，加工第一形状的工件(1)以形成具有开口端圆周部分(111)的第二形状的初次加工步骤，使用如权利要求9所述的自应力加工方法来使工件(1)的高压管道(101)经历自应力加工的自应力加工步骤，和加工第二形状的工件(1)形成工件(1)最终形状的第二加工步骤，其特征在于第二加工步骤包括至少在工件(1)最终形状上加工开口端圆周部分(111)形成管口端(112)的步骤，开口端圆周部分(111)的轴心(C₁)与高压管道(101)的轴心(C₁)同轴，在管口端(112)形成衬垫(110)来从管口端(112)的轴心(C₂)偏离。 

由此，开口端圆周部分形成有衬垫以达一定的厚度，使得能够将密封销提供到螺帽旋转中心轴的中心(“衬垫”定义为由额外材料组成的一部分)，从而当在自应力加工步骤中密封高压管道时，螺帽可以相配的拧入工件中而使密封方便。 

本发明的权利要求11的方面包括本发明的权利要求1至8的方面中任意一项，其中工件(1)是具有形成有内部压力室(IC)的高压管道(101)并且在 工件(1)最终成型时被配置为高压管道(101)的轴心(C₁)偏离管口端(112)的轴心(C₂)的工件(1)；密封管口端(112)的密封构件(24)设置有：轴衬(132)，该轴衬(132)具有偏离管口端(112)的轴心(C₂)并且插入到独立于高压管道(101)的孔(104)中的锁定导向(123’)、外部突起(132’)、以及在外部突起(132’)中的螺丝通孔(137)；拧入螺丝通孔(137)的推入螺丝(133)；密封销(122)，其被推入螺丝(133)推动以密封高压管道(101)；以及在盖内部分(136)的底端有盖开口(134)的盖体(131-1，131-2，131)；使外部突起(132’)穿过盖开口(134)，然后使轴衬(132)与盖内部分(136)接合，盖体(131-1，131-2，131)被拧入管口端(112)。 

由此，当在自应力加工中密封高压管道时，即使高压管道(101)的轴心(C₁)偏离工件(1)的最终成型的管口端(112)的轴心(C₂)，螺帽也可以相配的被拧入工件中并且密封也很便利。 

本发明权利要求12的方面提供一种自应力加工系统，该系统设置有： 

具有驱动电机的加压单元(40)， 

由所述加压单元(40)驱动的活塞(42)，该活塞在所述工件(1)一端的内壁和沿着活塞(42)轴向的侧面之间形成间隙(3)，间隙(3)具有预定的平均间隙量(h)和第一轴向长度(a)，和 

由除了在所述一端外被紧密密封的工件(1)、以及所述活塞(42)构成的充填加工油(2)的内部压力室(IC)， 

所述加压单元(40)将所述活塞(42)以预定进给速度(v)插入到充填加工油(2)的所述内部压力室(IC)中； 

当第一临界进给速度(v_ca)大于所述活塞(42)的预设的极限进给速度(v₀)时，将间隙(3)设定为具有比所述第一轴向长度(a)更长的第二轴向长度(b)， 

其中由于所述活塞(42)插入到所述内部压力室(IC)，第一临界进给速度(v_ca)对应于单位时间内所述加工油(2)从间隙(3)在所述第一轴向长度(a)泄出的最大泄漏流量(Q_max(a))， 

因此将第一临界进给速度(v_ca)替换为小于所述极限进给速度(v₀)的第二临界进给速度(v_cb)，该第二临界进给速度(v_cb)对应于单位时间内在所述第二轴向长度(b)泄出的最大泄漏流量(Q_max(b))；并 

使所述预定进给速度(v)快于所述第二临界进给速度(v_cb)，从而对所述 工件(1)进行自应力加工。 

由此，不必提供滑动部分，即，带有密封环或其他密封构件的活塞，从而有可能在大大减少由磨损导致的部件消耗的情况下实现自应力加工。 

本发明权利要求13的方面包括本发明权利要求12的方面，改变活塞的运行起始位置，在该位置，以预定进给速度(v)在内部压力室(IC)中进给活塞(42)从而设定具有比第一轴向长度(a)长的第二轴向长度的间隙。 

本发明权利要求14的方面包括本发明权利要求12或13的方面，其中所述活塞(42)由活塞头(42-1)和活塞轴(42-2)组成，所述活塞头(42-1)的所述侧面的轴向长度为形成间隙(3)的所述第一轴向长度(a)，以及当第一临界进给速度(v_ca)比所述活塞(42)的预设的极限进给速度(v₀)更快时，所述系统将所述活塞头(42-1)侧面的轴向长度设定为比所述第一轴向长度(a)长的第二轴向长度(b)，其中由于将所述活塞(42)插入到所述内部压力室(IC)，第一临界进给速度(v_ca)对应于单位时间内所述加工油(2)从间隙(3)中在所述第一轴向长度(a)泄出的最大泄漏流量(Q_max(a))。 

本发明权利要求15的方面包括本发明权利要求12至14的方面中的任意一项，其中当在工件(1)一端的内壁和活塞(42)的沿着轴向的侧面之间的具有预定的平均间隙量(h)的间隙(3)没有形成于所述工件(1)，以使所述预定进给速度(v)可以达到比所述第二临界进给速度(v_cb)快的预定进给速度(v)时，连接构件被添加并连接到所述工件(1)的一端，形成在工件(1)一端侧的内壁和活塞(42)沿着轴向的侧面之间的具有所述连续预定的平均间隙量(h)的间隙(3)，从而所述预定进给速度(v)可以达到比所述第二临界进给速度(v_cb)快的所述预定进给速度(v)。 

本发明权利要求16的方面包括本发明权利要求15的方面，在锻造时，在工件(1)一端连续形成衬垫(80)以便于添加和连接连接构件。 

本发明权利要求17包括本发明权利要求15，通过螺纹旋紧将连接构件(80)连接到工件(1)的一端以便于添加和连接连接构件。 

本发明权利要求18的方面包括本发明权利要求12至17的方面中的任意一项，其中以预定进给速度(v)被插入到内部压力室(IC)中的活塞(42)具有不变的柱状截面积(A)。 

本发明权利要求19的方面包括本发明权利要求12至18的方面中的任意一 项，其中，沿着活塞(42)轴向并朝向工件(1)一端侧的内壁而构成间隙(3)的侧面形成具有提高摩擦阻力的摩擦阻力部分。 

本发明权利要求20的方面包括：具有驱动电机的加压单元(40)；由所述加压单元(40)驱动的并在所述工件(1)的一端的内壁和活塞(42)沿轴向的侧面之间形成间隙(3)的活塞(42)，在由所述加压单元加压之前，间隙(3)包括预定的平均间隙量(h)和第一轴向长度(a)；以及由除了所述一端外被密封的所述工件(1)以及所述活塞(42)构成的、充填了加工油(2)的内部压力室(IC)，所述加压单元(40)将所述活塞(42)以一个预定进给速度(v)插入到充填所述加工油(2)的所述内部压力室(IC)中；当第一临界进给速度(v_ca)大于所述活塞(42)的预设极限进给速度(v₀)时，其中，由于所述活塞(42)被插入到所述内部压力室(IC)，第一临界进给速度(v_ca)对应于单位时间内所述加工油(2)从间隙(3)中在所述第一轴向长度(a)泄出的最大泄漏流量(Q_max(a))，形成摩擦阻力部分用于提高朝向工件(1)一端内壁的沿所述活塞(42)的轴向的、形成所述间隙的侧面处的摩擦阻力，从而设定小于所述极限进给速度(v₀)的第二临界进给速度(v_cb)，该第二临界进给速度(v_cb)对应于在形成所述摩擦阻力部分的情况下单位时间内的最大泄漏流量；使所述预定进给速度(v)快于所述第二临界进给速度(v_cb)，从而对所述工件(1)进行自应力加工。 

本发明权利要求21的方面包括本发明权利要求20的方面，其中摩擦阻力部分具有不平的表面。 

本发明权利要求22的方面包括本发明权利要求20的方面，其中摩擦阻力部分具有迷宫式结构，其由在活塞(42)的圆周方向上的若干凹槽构成并在活塞(42)的轴向上形成有在凹槽的底部处大于开口处的间隙。 

本发明的权利要求23的方面是一种使工件(1)经历自应力加工的自应力加工方法，所述自应力加工方法包括，将加工油(2)引入到内部压力室(IC)的步骤，内部压力室(IC)由除一端侧外被封闭的工件(1)和具有距所述一端侧的内壁的平均间隙量为(h)的间隙(3)的活塞(42)构成，还包括使用具有驱动电机以便驱动所述活塞(42)的加压单元(40)，以预定的进给速度(v)将所述活塞(42)插入到所述内部压力室(IC)中来提高所述加工油(2)的所述内部压力室压力(P)的步骤；所述自应力加工方法还包括这样的步骤，即， 当第一临界进给速度(v_ca)大于活塞(42)的预设极限进给速度(v₀)时，将间隙(3)设定为具有比所述第一轴向长度(a)更长的第二轴向长度(b)，其中由于所述活塞(42)插入到所述内部压力室(IC)，第一临界进给速度(v_ca)对应于单位时间内所述加工油(2)从间隙(3)在所述第一轴向长度(a)泄出的最大泄漏流量(Q_max(a))，从而由小于所述极限进给速度(v₀)的第二临界进给速度(v_cb)替代第一临界进给速度(v_ca)，该第二临界进给速度(v_cb)对应于单位时间内在所述第二轴向长度(b)的最大泄漏流量(Q_max(b))；以及使所述预定进给速度(v)快于所述第二临界进给速度(v_cb)，由此对所述工件(1)进行自应力加工。 

本发明权利要求24的方面包括本发明的权利要求23的方面，其中工件(1)的一端侧通过锻造形成有衬垫(80)连接其上。 

本发明权利要求25的方面是一种具有高压管道(101)的工件(1)的制造方法，工件(1)的制造方法包括：热锻以形成工件(1)的第一形状的锻造步骤，加工具有第一形状的工件(1)以形成具有衬垫(80)的第二形状的初次加工步骤，利用如权利要求24所述的一种自应力加工方法来使工件(1)的高压管道(101)经历自应力加工的自应力加工步骤，和加工具有第二形状的工件(1)来去除衬垫(80)以形成工件(1)的最终形状的第二加工步骤。 

请注意上述参考标记表示对应于稍后描述的特别实施方式的例子。 

附图说明

本发明这些和其他的特征和目的将从以下参考附图给出的最佳实施方式的描述中会变得更加清楚，其中： 

图1A和1B是本发明一个实施方式的示意图，图1A是表示在活塞42滑动开始之前的状态的示意图，而图1B是表示在活塞42滑动开始之后的状态的示意图； 

图2是本发明一个实施方式的示意图； 

图3A是表示在如图1A和1B的系统中，当活塞以某个固定的速度v₀插入到内部压力室IC中来试图提高内部压力室IC的压力P时，压力和时间关系的示意图，而图3B则是描述这种状态的示意图； 

图4A至4E是表示通过改变活塞插入到内部压力室IC中的进给速度为v₁到v₄时的压力上升波形的曲线图； 

图5是分析泄漏和压力关系的示意图； 

图6是描述找出临界进给速度v_c的一个例子的示意图； 

图7是表示当改变平均间隙量“h”时内部压力室的压力和泄漏流量之间的关系的曲线图，并示出了临界进给速度v_c； 

图8是表示当改变工作油和平均间隙量“h”时，内部压力室压力和最大泄漏流量Q_max的关系的曲线图； 

图9A是描述密封构件24的改进的示意图，而图9B是图9A中螺帽21内部的放大视图； 

图10是表示本发明另一个实施方式的的示意图； 

图11A是表示活塞插入到工件内壁之前的状态的视图，而图11B和图11C是表示被设计为释放空气的本发明的另一实施方式的示意图； 

图12是放大传统系统的部件的局部放大视图； 

图13表示用于柴油机的燃料喷射器的一个例子； 

图14A和14B是表示用于燃料喷射器的构件的例子的截面图； 

图15是描述当使下体103’经历自应力加工时的密封问题的示意图； 

图16是表示在进行自应力加工的情况下密封构件的一个例子的示意图； 

图17A是表示本发明的另一个实施方式的示意图，而图17B是描述轴心位置的示意图； 

图18A是表示密封构件24另一个实施方式的侧视图，而图18B是前视截面图； 

图19A到19D是表示图18A到18B中密封构件24的不同构件的视图； 

图20是仍然表示图18A到18B中密封构件24的另一种改进的视图； 

图21是描述找出临界进给速度v_c的一个例子的示意图； 

图22A到22C是表示本发明实施方式的示意图，其中图22A是表示自应力加工开始之前的状态的示意图，图22B是表示本发明实施方式的示意图，而22C则是表示另一实施方式的示意图； 

图23是表示在改变间隙3的座宽度L从“a”至“b”时，压力上升波形的曲线图； 

图24A和24B是描述本发明第六实施方式的示意图，其中图24A是表示自应力加工开始之前状态的示意图而图24B是表示本发明实施方式的示意图； 

图25A和25B是描述本发明第七实施方式的示意图，其中图25A是表示自应力加工开始之前状态的示意图而图25B是表示本发明实施方式的示意图； 

图26A和26B是表示第九实施方式的示意图； 

图27A和27B是表示在使用螺旋旋入代替衬垫的情况下第九实施方式的示意图； 

图28A和28B是表示本发明的第十实施方式的示意图。 

具体实施方式

以下，将会参照附图描述本发明的实施方式。在实施方式中，相同构造的部分使用相同的附图标记并且省略描述。 

第一实施方式 

图1A、1B和图2为表示本发明实施方式的示意图。在高压下进行自应力加工的工件1的一个例子可能涉及类似于要求耐压疲劳强度的柴油共轨系统的部件。除此之外，本发明可以适用于要求目的是增加疲劳强度来给予残余压的任何部件。在以下的描述中，将以应用自应力加工的高压燃料喷射管的情况为例的工件1来描述本发明的实施方式。 

在图1A和1B中，工件1如图所示的是内部充填加工油2的被密封的工件。具有伺服电机(驱动电机)的加压单元40具有活塞42连接其上。插入这个活塞42，如图2所示，距离工件1一端内壁形成平均间隙量“h”(例如，1至30μm)的间隙3。由此，为了在即使插入活塞42的情况下也能维持平均间隙量“h”，加压单元40和工件1固定到设备上从而至少活塞42被插入的范围之内的工件1内部的轴向方向、工件42的轴向方向和加压单元40的加压轴向方向相匹配。 

进一步的，工件1的管口23(高压燃料喷射管)在插入密封构件24的情况下通过施加压力W被密封，而工件1的另一端则被密封销4密封，从而工件1在结构上除所说一端外为全部封闭的。由于活塞42，工件1的内部形成了内部压力室IC。更进一步的，为了测量工件1的内部压力室IC的压力P，活塞42上附有应变计50。由活塞42的变形量计算内部压力室IC的压力P。需要注意的是，作为包含在加压单元40中的伺服电机，可能会使用流体压力驱动器(液压)。进一步的，可以使用电动机来转动螺钉来施加压力。 

接下来，将会描述上述构造的操作。工件1的另一端通过密封销4被密封，将密封构件24插入到工件1的管口23中以施加压力W，加工油2在密封状态 下被注入到工件1中。接下来，活塞42从工件1的一端侧插入，而活塞42未插入的一侧连接到加压单元40上。此处，活塞42，如以上描述，被设置为具有距离工件1的一端的内壁由预定平均间隙量“h”构成的间隙3。在活塞42和工件1的内壁之间根本没有密封环等的使用。 

在这种状态下，如果使用加压单元40将活塞42以预定进给速度v”插入到工件1中，加工油2将会从工件1的内壁和活塞42之间的间隙3中泄漏。然而，通过将上述的预定进给速度“v”设定为快于泄漏的速度，也就是，通过以至少为加工油2从间隙3中泄出速度的速度将活塞42插入到工件1的内部，可能会压缩已经充入到工件1内部的加工油2并且提高工件1内部的压力。 

这样，在自应力加工系统中，就有可能在不使用密封环的情况下进行自应力加工并可以大大降低由于磨损产生的部件消耗。进一步的，就有可能淘汰过去用于将间隙降至零的巨型的、昂贵的加压单元从而简化和缩小设备的结构，并且由此以低廉的成本和折旧进行自应力加工。 

接下来，将会说明当将上述活塞42插入到工件1中时的预定进给速度“v”。当得到油的压力P时，充入到工件1内部的加工油2的粘度η可以通过以下公式1来表示： 

η＝η₀exp(αP)...公式1 

此处，η₀是大气压下的粘度(常压粘度)，而α是粘度压力系数(流体固有的)。公式支持所有流体(参见“粘度随压力的变化”Nobuyshi OHNO，Tribologist 著，第49卷，第9期(2004)，720-721页等)。 

由公式1可知，如果压力P上升，粘度η将会指数地增长。也就是，如果使活塞42以高速降落，且使工件1内部压力室IC的压力P会上升，那么内部加工油2的粘度会上升并起到降低从间隙3的泄漏流量的作用。由于这种作用，内部压力室IC更进一步的应该是提高压力并且到达目标压力(高压进行自应力加工)。尽管如此，实际上，通过发明人的深入研究发现，事实是事情不会如以上预计的那样进行，以下，将会对此进行解释。 

图3A是说明在如图1A和1B所示的自应力加工系统中，当以某固定进给速度v＝V₀将活塞42插入到内部压力室IC中而试图使内部压力室IC的压力P升高时，压力和时间的关系的示意图；图3B则是说明这种状态的示意图。如图3A所示，不考虑上述预测，即使以预定进给速度v₀将活塞42插入到内部压力 室IC中，内部压力室IC中的压力P截至时间T₂升至P₂，但是此后，可以发现，当压力P最终变为饱和而不再上升时，这种状态结束，为此目标压力(进行自应力加工的高压)将无法达到。 

这种状态将会如以下通过图3B进行描述。随着活塞42的降落，内部压力室IC的体积减小并且，同时，加工油2开始从间隙3流出。时间滞后发生在活塞42的降落和加工油2的流出之间，所以内部压力室IC压力P升高(时间T₁至T₂)。最终，如果加工油2的流出量(泄漏流量)增加，内部压力室IC缩小体积的速度同样降低并且结果是恒定状态，所以内部压力室IC的压力P最终变为饱和(时间T₂至T₃)。当最终活塞42停止(T₃)，可以认为只有加工油2发生流出并且压力变为0(T₄)的状态出现。 

接下来，将会对当改变固定的进给速度“v”时的压力和时间的关系进行描述。图4A至4E表示当活塞42插入到内部压力室IC中时改变预定进给速度从v₁到v₄时压力和时间关系的曲线图。如果以从v₁到v₄的逐步提高的预定进给速度“v”将活塞42插入到内部压力室IC，在进给速度为v₁、v₂、v_C时，以如图3A和3B示意图所示的相同的方式，获得压力上升并且最终到达饱和状态的曲线图，但是在超过进给速度v_C的进给速度v₃和v₄，可以得知，随着时间的推移，内部压力室IC压力P会在压力没有变为饱和的情况下升高达到超高压水平。 

也就是，在图1A和1B所示的自应力加工系统中，当以固定的进给速度将活塞42插入到内部压力室IC而试图来提高内部压力室IC的压力P时，如果使活塞42的进给速度“v”大于进给速度v_C(称为“临界进给速度”)，内部压力室IC的压力P会在压力没有变为饱和的情况下升高达到超高压水平。 

接下来，通过附图将会描述找出以上临界进给速度v_C的方法。需要注意的是，对于找出临界进给速度v_C的方法，同样也可以通过试验来发现所述速度。 

图5是分析泄漏流量和压力之间关系的示意图，表示在加工油2泄出的情况下，活塞42插入到工件1内部的状态。从间隙3(平均间隙量“h”)泄漏的泄漏流量Q通过以下通式表示： 

Q＝(B/12L)*(h³/η)*ΔP...公式2 

此处，B为座圆周长度(间隙3中心部分的圆周长度)，L为座宽度(形成间隙3的区域的宽度)，“h”为间隙3的平均间隙量，η为加工油2的粘度系数，而ΔP为间隙3的进口和出口之间的压力差。 

(1)基于公式1，在内部压力室IC的一定压力P时的加工油粘度η被计算。此时，常压粘度η₀和粘度压力系数α由所使用的加工油2的类型被明确确定。如图6所示的例子中，使用性能为常压粘度为η₀＝0.047(Pa·s)和粘度压力系数α＝10.328(pa^-1)的醚基油3作为加工油2。在此，“醚基油3”是由聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚组成的工作油。 

(2)接下来，基于公式2，在内部压力室IC的一定压力P时来自间隙3的泄漏流量Q被计算。此时，座圆周长度B和平均间隙量“h”由最终形状明确确定。对于粘度系数η，使用通过以上(1)得出数值。需要注意的是，关于座宽度L，本质上是可变参数随着活塞插入量而增加，但是考虑使模拟容易，在此，使用固定值(尽管如此，还是会有条件的选择精确的固定值)。在如图6所示的例子中，B＝9.5(mm)，h＝20(μm)，并且L＝10(mm)。 

(3)上述(1)和(2)在内部压力为0-700MPa之间进行，在每个压力下得出泄漏流量Q的大小，并且在它们中得出最大的泄漏流量Q_max(称为“最大泄漏流量”)。 

(4)接下来，在(3)中计算的最大泄漏流量Q_max被活塞42的横截面积A除，以计算临界进给速度v_C。单位时间内从间隙3泄出的加工油2的泄漏流量等于单位时间内活塞42插入到工件1中的体积，所以最大泄漏流量Q_max的时候也就是当速度到达活塞42的最快的进给速度的时候，也即，临界进给速度v_C。在图6所示例子的情况下，最大泄漏流量Q_max为2329.32(mm³/sec)并且活塞42的横截面积A为70.8mm²，所以临界进给速度v_C变为32.9(mm/sec)。 

也就是说，如果以超过这个临界进给速度v_C＝32.9(mm/sec)的速度将活塞42插入到工件1中，如图4D和4E所示，变得有可能随着时间的推移来升高内部压力室IC中的压力在其没有变为饱和的状态下到达超高压力水平。 

接下来，将会描述使用如图6所示的相同加工油作为加工油2而改变间隙3的平均间隙量“h”的情况。图7是表示当改变间隙3的平均间隙量“h”时内部压力室IC的压力和泄漏流量的关系的曲线图。如图7所示，即使改变间隙3的平均间隙量“h”，峰值，也就是，最大泄漏流量Q_max，发生在压力改变的过程中，所以以如上所述的方式，根据单个平均间隙量就足够计算出临界进给速度v_C。接下来，将会描述改变间隙3的平均间隙量“h”同时使用不同于如图6所示加工油2的加工油的情况。 

图8是表示当改变工作油类型和平均间隙量时内部压力室IC压力和泄漏流量的关系的曲线图。作为加工油的类型，可以举例示出三酯基油，醚基油1，醚基油5，或单酯基油。在此，“醚基油1”意为由聚乙二醇组成的加工油，而“醚基油5”意为由聚氧丙烯-二烷基醚组成的加工油。如图8所示，即使使用不同于图6所示的上述加工油作为加工油，可以得出即使通过上述加工油改变间隙3的平均间隙量“h”，峰值，也即，最大泄漏流量Q_max，发生在压力改变的过程中。 

如上描述，从所使用加工油的特征(加工油粘度η)和工件1和活塞42之间的间隙3的规格(平均间隙量h，座宽度B，和座圆周长度L)得出最大泄漏流量Q_max。接下来，基于最大泄漏流量Q_max和活塞42的规格(横截面积A)计算出临界进给速度v_C，如果以大于这个临界进给速度Vc的速度将活塞42进给，就有可能提高压力到作为自应力加工要求的目标压力(例如，700MPa)。由此，在本发明的一个实施方式中，就有可能省略密封环并且减少由于密封环的磨损而增加的成本。 

更进一步的，同样在加压单元40中，不必使与活塞42的间隙为零，从而可以淘汰过去使用的巨大、昂贵的加压单元。需要注意的是，在上述实施方式中，描述了以固定的方式从初始启动步骤以超过临界进给速度V_C的预定进给速度将活塞42插入到工件1中的例子，但是发明不限于此。例如，也可能的是除了初始启动时期在整个时期保持速度固定。通过这样，可以简化进给速度的控制。 

接下来，将会描述密封构件24的改进。图9A是描述密封构件24改进的示意图，而图9B是如图9A所示的螺帽21的内部放大视图。此改进中工件1上设置的管口23的外部圆周是带螺纹的。螺帽21拧到其上。 

进一步的，如图9B所示，在每个螺帽21的内部，设有一个被插入了密封销20的孔25。插入管口23的密封销20的末端22设有半球形倒圆。通过预定的压力使螺帽21围绕管口23的外部圆周上的螺纹转动以使得密封销22的末端22的半球形倒圆接触管口23内部的锥面23’。密封销20和螺帽21形成密封构件24。 

通过这些，密封销20的末端22以高密封压力阻力紧密接触螺帽。 

第二实施方式 

图10和图11A至11C是表示本发明改进的实施方式的示意图。以下将会 描述这些本发明其他的实施方式。图10的实施方式是一种自应力加工系统，其特征为加压单元40和活塞42是分开的构件。当使用伺服压力机(加压单元40)送出活塞，需要花费时间直到伺服压力机到达预定的进给速度。如果使活塞和伺服压力机的操作部分构成整体，惯性量会很大，并且不可能在升压的开始阶段从速度为0瞬间到达预定的活塞进给速度。为了解决这个问题，如果使活塞和伺服压力机的操作部分分开并且为独立构件(没有连接在一起的状态)，就可能只操作伺服压力机直到操作部分到达给予预定进给速度的速度，从而有可能解决上述问题。 

当活塞和伺服压力机(加压单元40)的操作部分是分开且独立的构件时，根据需要，如图10中所示，可以提供支撑活塞42直到所述加压单元40紧靠活塞42的一端并且在紧靠之后从活塞42上分离的导向装置61。接触可以通过压力传感器、位置传感器等检测，然后导向装置61分离。需要注意的是，根据状态，即使没有导向装置61，也可能将活塞42相对于工件1的内壁的对中和保持。这被认为是由于活塞42和工件1内壁之间的间隙是微小的，所以在活塞42和工件1内壁之间形成加工油的薄膜，并且因此可以相对于中心轴线支撑活塞42为直的。 

图11A是表示活塞被插入到工件内壁之前的状态的视图，而图11B和图11C是表示设计为便于空气释放的本发明的另一实施方式的示意图。以下将描述本发明图11A至11C的其他实施方式。在这个实施方式中，设置空气释放通道63和64用来释放当活塞42插入到工件一端的内壁中时进入内部压力室IC中的空气。在图11B中，空气释放通道63设在活塞42上。空气释放通道63的出口同样是设在活塞42上。如果活塞42推进到在活塞侧面和加工油之间不再有空气层的位置，空气释放通道63的出口被设定为由工件的内壁关闭。相对于从间隙3中泄漏出的加工油2的量来说，从空气释放通道泄漏出的加工油2的量为极少的，可以被忽略。 

在图11C中，空气释放通道64设在工件的一端上。空气释放通道64所处的位置是在活塞侧面和加工油之间的空气层消除的位置上。如果活塞42推进到超过这个位置，处于工件内壁上的空气释放通道64的入口设定为通过活塞42关闭。相对于从间隙3中泄漏出的加工油2的量，从空气释放通道泄漏出的加工油2的量为极少量且可以被忽略。需要注意的是，处于工件内壁上的空气释 放通道64可能通过使工件尺寸比最终长度更长获得，并移除空气释放通道64的材料。进一步的，当连接工件作为最终产品，这足以设计连接材料来关闭空气释放通道64。 

如图11A所示，活塞42的一端(插入到内部压力室(IC)中的侧面)是有倒角62的。这也可能是圆形。如果提供倒角62或倒圆，当活塞42插入到工件的内壁中，插入会变得方便。 

第三实施方式 

以上，如本发明描述了一种自应力加工系统，但是自应力加工工件1的自应力加工方法可以按如下步骤(1)和(2)的方法进行加工： 

(1)将加工油2引入到由除一端外被封闭的工件1和具有距离所述一端的内壁、由平均间隙量“h”构成的间隙3形成的内部压力室IC的步骤和 

(2)使用具有驱动电机加压单元40以驱动活塞42以预定的进给速度v”将活塞42插入到内部压力室IC中来提高内部压力室IC中加工油2的内部压力室压力P的步骤，其中预定的进给速度v”被设定为比对应于由于插入单位时间内所述加工油2从间隙3中泻出的最大泄漏流量Q_max的临界进给速度V_C更快，从而使所述工件(1)经历自应力加工。 

第四实施方式 

进一步的，将会描述本发明的另一个实施方式。在这个实施方式中，即使工件1具有特殊的形状，也可以将本发明的实施方式应用于在高压下进行自应力加工。图13是用于柴油发动机的燃料喷射器的一个例子。图14A和14B是表示用于燃料喷射器的构件的例子的截面图。 

可以用于柴油发动机的燃料喷射器(作为一个例子，参见日本未审查专利公报No.2009-203843等)，具有由共轨供给燃料的高压侧管道101和将还没有被喷射的燃料返回到燃料箱的低压侧管道102。如图13中所示，在燃料喷射器体103内部的大直径部分104(参见图16，轴心C₃)，活塞等被布置为通过致动器(电磁或压电致动器)在燃料喷射器体中心处升高或降低，从而进行自应力加工的高压管道101必将最终被偏置。燃料喷射器体的一个例子如图14A和14B所示，但是本发明的实施方式适用于的工件不被限制于此。 

以下，通过图14A的下体103’的例子将会描述本发明的另一实施方式。图15是描述对下体103’进行自应力加工的情况下的密封问题的示意图。图16是表 示在应用自应力加工的情况下密封构件的一个例子的示意图。图17A是表示本发明的另一个实施方式的示意图。图17B是描述轴心位置的示意图。如图14A和14B中所示，在燃料喷射器体中，进行自应力加工的高压管道101被偏置。如图15中所示，当对下体103’进行自应力加工时，如果试图通过螺帽21进行密封，螺帽21(轴C₂)和密封销20(轴C₁)不同轴，所以当拧入螺帽21时，产生了密封销20阻碍旋转的问题。 

由于这个原因，如图16中所示，不得不提供一个锁定装置。为密封高压管道101用于自应力加工，需要复杂的机构进行紧固。在本发明中锁定装置本身也是密封构件24的改进之一。进一步详细地对此进行描述，锁定向导121被插入到大直径部分104中，而锁定向导121的末端更进一步的被插入到锁123的凹处。在高压管道101侧面和锁123之间，插入了密封销(球)122。高压管道101可以通过密封销122密封。为使螺帽21旋转，同时提供球124。燃料喷射器体103的中心轴，锁123的中心轴，和螺帽21的中心轴在同一个轴C₂上。如果螺帽21旋转，密封销122紧固在高压管道101侧面和锁123之间使用于自应力加工的高压管道101能够被密封。 

如图16所示，同样是这个锁定装置中，需要紧固的部件数量增加。由于有大量发生扭矩损失的位置如螺帽21→球124→锁123→密封销122，所以精确的扭矩控制是不可能的。结果是，由密封销122施加于下体103’的轴向力(表面压力)的管理变得困难。当螺帽21超过必要的被紧固，密封销122有时会导致工件薄的部分变形。如图17A所示的本发明的另一个实施方式解决了这个问题。将会描述本发明另一个实施方式的密封构件，同时将会描述实现了这种密封构件(作为一个例子，下体103’)的工件1的制造方法。图17B是描述轴心位置的示意图。开口端圆周部分111的轴心C₁和高压管道101的轴心C₁同轴，同时相对于管口端112的轴心C₂偏置。作为参考，大直径部分104的轴心为C₃。在拧入工件1的螺帽21上，紧固密封销20用来密封工件1。提供排水孔105通过判断工作流体是否泄出来从而确认是否达到了合适的拧入或密封。 

根据本发明另一个实施方式，制造下体103’的方法由以下步骤组成： 

(1)热锻步骤 

工件1通过热锻步骤形成具有第一形状的总的形状。这个总的形状不仅包括最终形状，还包括稍后描述的衬垫110或切割余量。 

(2)第一加工步骤 

具有第一形状的工件1被用车床进行加工、被研磨或以其他方式被加工而形成具有开口端圆周部分111的第二形状。在开口端圆周部分111的外部圆周上，为拧入螺帽21形成外螺纹。在第二形状中，优选为使开口端圆周部分111以外的部分形成为最终形状。如图17所示，在下体103’的末端，形成额外的衬垫110。该衬垫110有意形成在下体103’的初始热锻期间以便使得高压管道101变为中心轴C₁。当通过热锻步骤形成外部形状时，为固有的最终形状的额外形状的衬垫110，预先形成在工件1的另一端的侧表面。在第一加工步骤中，衬垫按照其原样被留下。衬垫以外的额外部分被切除，或，如果有必要，被研磨等。 

(3)自应力加工步骤 

以上涉及的自应力加工方法用于对工件10的高压管道101进行自应力加工。在自应力加工步骤，螺帽21被拧到工件1上。取决于工件1产品的类型，有时密封销20必须被安装在远离螺帽的中心旋转轴线的位置。螺帽21，包括衬垫110，被紧固在工件1上，所以密封销20可以位于螺帽的中心旋转轴线C₁上并且螺帽可以被相配的拧到工件1上。也就是，形成衬垫110以便密封销4可以位于螺帽的旋转中心轴上。 

(4)第二加工步骤 

第二加工步骤对具有第二形状的工件1进行切割、研磨等从而形成工件1的最终完成形状。优选的，自应力加工步骤之后，在第二加工步骤中，只对衬垫110进行切削、研磨等就足以得到最终完成形状。需要注意的是，根据需要，也可以通过第二加工步骤加工衬垫110以外的部分。以上描述的加工包括放电加工、激光加工等，并且被定义为超过了该术语的通常意义。 

第五实施方式 

以下将会描述密封构件24的另一个实施方式来进一步的解决如图15中所示的密封销20阻碍旋转的问题。图18A是表示密封构件24的另外一个实施方式的侧视图，而图18B是密封构件24的另外一个实施方式的前视截面图。图19A到19D是表示图18A到18B中密封构件24的其他实施方式的构件的视图。 

以如图15所示的这种情况的相同的方式，工件1具有形成内部压力室(IC)的高压管道101。在工件1的最终形状中高压管道101的轴心C₁与管口端112的轴心C₂偏置。密封管口端112的密封构件24设置有： 

轴衬132，其具有：偏离所述管口端112的轴心C₂并且插入到与所述高压管道101分开的孔(例如，大直径部分104)中的锁定向导123’，外部突起132’，和在所述外部突起132’中的螺丝通孔137， 

被拧入螺丝通孔137的推入螺丝133， 

通过推入螺丝133的推动作用来密封高压管道101的密封销122，和 

在盖内部分136的底部具有盖开口134的盖体。当轴衬132的外径大于管口端112的外径时， 

盖体131被分为两部分来得到包括盖体131-1和辅助盖体131-2的盖体131。与盖体131-1和辅助盖体131-2合并的另一个组件将在稍后通过附图20进行描述。 

假使涉及图19A来描述盖体131-1，盖体131-1设有空间作为盖内部分136。在底部，形成盖开口134。如图18中所示，设有四个螺栓孔135来将盖体131-1和辅助盖体131-2紧固在一起。辅助盖体131-2形成有螺丝孔139并且可以用螺栓拴住。 

图19B表示轴衬132。轴衬132具有锁定向导123’、外部突起132’、和螺丝通孔137。锁定向导123’，如图16中所示，插入到在工件1的最终形状中具有相对于管口端112的轴心C₂偏置的轴心C₃的大直径部分104中(大直径部分104布置在下体103’中从而活塞等可以通过电磁或压电致动器升高或降低)。盖体131-1具有盖开口134，所以可以使外部突起132’向外部伸出。当通过密封销122密封高压管道101时，使外部突起132’穿过盖开口134，那么轴衬132可以接触并接合盖内部分136的底部并且盖体131-1、辅助盖体131-2被拧入到管口端112中。 

外部突起132’伸出到外部，所以在盖体131-1、辅助盖体131-2被拧入到管口端112之后，设置在螺丝通孔137中的推入螺丝133被拧入。推入螺丝133是无头六角固定螺丝。在盖体131-1、辅助盖体131-2被拧入到管口端112并且密封构件24的所有构件被安装在管口端112上之后，推入螺丝133的推入动作使得被设计用于密封高压管道101的密封销122最终密封高压管道101。 

辅助盖体131-2设计为可以被用螺栓固定在盖体131-1上。不像稍后描述的另一个组装，当轴衬132的外径大于管口端112的外径时，如果不按照这种方式分为两部分，盖体131无法被组装。图20是表示图18中密封构件24的另外 一个改进的视图。在这种情况下，使盖体131-1和辅助盖体131-2形成整体。这是因为轴衬132的外径不大于管口端112的外径，所以在盖体131使轴衬132接触或接合盖内部分136的底部的状态下盖体131可以被拧入管口端112。 

根据图18A和18B至图20中密封构件24另一种的改进，即使，在自应力加工中高压管道的密封中，在工件1的最终形状中高压管道101的轴心C₁与管口端112的轴心C₂偏置，也可能适当地将螺帽拧到工件上并且使得密封便利。 

参考图19A到19D，将会描述对图18A和18B的密封构件24的另一个改进的装配程序。首先，具有内螺纹106’的辅助盖体131-2被拧到管口端112的外螺纹106上。之后，锁定向导123’被插入到大直径部分104中从而使轴衬132的外部突起132’穿过盖开口134，然后盖体131-1和辅助盖体131-2被拧到一起。随后盖体131-1、辅助盖体131-2、和安装在它们内部的轴衬132，作为一个整体，被拧到管口端112的外螺纹106上，从而如图18A和18B中所示，使得轴衬132和管口端112紧密接触。在密封构件24的所有构件都被安置到管口端112上之后，推入螺丝133的推入动作使得设计用于密封高压管道101的密封销122最终密封高压管道101。 

仍然是图20中密封构件24的另一种改进的情况，组装很简单。具有内螺纹106’的盖131可以被拧到管口端112的外螺纹106上。在这种情况下，盖体131-1和辅助盖体131-2是合成一体的。锁定向导123’插入大直径部分104，盖体131被拧到管口端112的外螺纹106上并且轴衬132的外部突起132’穿过盖开口134。之后，盖体131和适配在其内部的轴衬132，作为一个整体，拧到管口端112的外螺纹106上，从而，如图20中所示，使轴衬132和管口端112紧密接触。在密封构件24的所有构件被安置到管口端112上之后，推入螺丝133的推入动作使得被设计用于密封高压管道101的密封销122最终密封高压管道101。 

以上图18A和18B至图20的密封构件24是参照在自应力加工系统中密封高压管道101的情况来描述的。但是本发明不限于此。如果待密封的管道的轴心C₁相对于工件1最终形状中的一端的轴心C₂偏置，自然有可能使用普通高压装置的不同密封构件。 

以下描述的第六至第十实施方式，例如，用于加工高压燃料喷射管，共轨等。特别是，它们涉及超高压下自应力加工的自应力加工系统，自应力加工方 法，和通过自应力加工的工件生产方法。在描述本发明的第六至第十实施方式之前，第六实施方式的基础，也就是直接加压式自应力加工系统的第一实施方式，将会再一次描述。第六实施方式也是以直接加压式自应力加工系统为基础。 

直接加压式自应力加工 

图1A和1B和图2是表示直接加压式自应力加工的示意图。作为以高压进行自应力加工的工件1的一个例子，可能会提到需要耐压疲劳强度的类似柴油共轨系统部件的部件。还有，本发明可适用于需要被施加这种残余压来提高疲劳强度的任何部件。在以下描述中，作为工件1，将会说明自应力加工应用于高压燃料喷射管、共轨用途轨道、缸泵等的情况，从而描述本发明的第六至第十实施方式。 

在图1A和1B中，工件1如图所示的是内部充填加工油2的密封工件。具有伺服电机(驱动电机)的加压单元40具有活塞42连接其上。活塞42，如图2所示，被插入到具有距工件1一端内壁为平均间隙量“h”(例如，1-30μm)的间隙3。由此，为了在即使插入活塞42的情况下能保持平均间隙量“h”，加压单元40和工件1被固定装设在设备上从而使得至少在被插入的活塞42的范围之内的工件1内部的轴向、活塞42的轴向、和加压单元40的加压轴向相匹配。 

进一步的，工件1(高压燃料喷射管)的管口23在插入密封构件24的情况下通过施加压力W被密封，而工件1的另一端通过密封销4被密封，所以工件1在结构上除一端外为封闭的。由于活塞42，工件1的内部形成了内部压力室IC。进一步的，为了测量工件1内部压力室IC的压力P，活塞42上附有应变计50。由活塞42的变形量来计算内部压力室IC的压力P。需要注意的是，作为包括在加压单元40中的伺服电机，可能会使用流体压力驱动器(液压)。进一步的，可能使用电动机转动螺钉来施加压力。 

接下来，将会描述上述构造的操作。工件1的另一端通过密封销4进行密封，密封构件24插入到工件1的管口23中以施加压力W，加工油2被充入到密封状态下的工件1中。接下来，活塞42从工件1的一端插入，而活塞42未插入的一侧连接到加压单元40上。此处，活塞42，如以上描述，设置为具有间隙3，其距离工件1一端的内壁具有预定的平均间隙量“h”。在活塞42和工件1的内壁之间根本没有密封环等的使用。 

在这种状态下如果加压单元40是用来将活塞42以预定进给速度“v”插入到 工件1中，加工油2将会从工件1的内壁和活塞42之间的间隙3中泄漏。尽管如此，通过将上述的预定进给速度“v”设定为快于泄漏的速度，也就是，通过以至少为加工油2从间隙3中泄出速度的速度将活塞42插入到工件1中，有可能会压缩已经充入到工件1内部的加工油2并且提高工件1内部的压力。 

这样，在自应力加工系统中，可以不使用密封环进行自应力加工并且有可能大大降低由于磨损产生的部件消耗。进一步的，可以淘汰在过去中为降低间隙至零而使用的巨型的、昂贵的加压单元从而简化和缩小设备的结构，并且由此以低廉的成本和折旧进行自应力加工。 

临界进给速度V_C和单位时间内最大泄漏流量Q_max

接下来，将会描述当插入上述活塞42到工件1中时的预定进给速度“v”。进一步的，将会描述临界进给速度v_C和单位时间内最大泄漏流量Q_max的含义。充入到工件1内部的加工油2的粘度η可以通过上述公式1来表示。 

由公式1可知，如果压力P上升，粘度η将会指数增长。也就是，如果使活塞42以高速降落，并且使工件1内部压力室IC的压力P上升，内部压力油2的粘度会上升并且导致降低从间隙3的泄漏流量。由于这种作用，本应该是内部压力室IC更进一步的提高压力并且到达目标压力(进行自应力加工的高压)。然而，实际上，经过发明人的深入研究发现，事实是事情不会如上预计那样进行。以下，将会对这些内容进行解释。 

图3A是描述图1所示的自应力加工系统中当以某固定进给速度v＝V₀将活塞42插入到内部压力室IC中从而试图使内部压力室IC的压力P升高时，压力和时间的关系的示意图，而图3B是描述这种状态的示意图。如图3A所示，不考虑上述预测，即使以预定进给速度V₀将活塞42插入到内部压力室IC中，内部压力室IC中的压力P随时间升至T₂而升至P₂，但是此后，可以得出这种状态结束在压力P最终变为无上升的饱和状态并且因此不能达到目标压力(进行自应力加工的高压)。 

这种状态将会如下通过图3B进行描述。随着活塞42的降落，内部压力室IC的体积减小并且，同时的，加工油2开始从间隙3流出。时间滞后发生在活塞42的降落和加工油2的流出之间，所以内部压力室IC的压力P升高(时间T₁至T₂)。最终，如果加工油2的流出量(泄漏流量)增加，内部压力室IC体积缩小的速度同样降低并且结果是恒定状态，所以内部压力室IC的压力P最终 变为饱和(时间T₂至T₃)。当最终活塞42停止(T₃)，认为只有加工油2发生流出并且压力变为0(T₄)的状态出现。 

接下来，将描述当改变固定的进给速度“v”时压力和时间的关系。图4A至4E是表示当活塞42被插入到内部压力室IC中时改变预定进给速度从V₁到V₄时，压力和时间关系的曲线图。如果逐步提高活塞42插入到内部压力室IC的预定进给速度“v”从V₁到V₄，在进给速度V₁、V₂、V_C时，以如图3A和3B所示的示意图的相同的方式，获得在压力上升并且最终到达饱和状态的曲线图，但是在进给速度V₃和V₄超过进给速度V_C时，可以得出随着时间的推移，内部压力室IC的压力P在压力没有变为饱和的情况下升高达到超高压力水平。 

也就是，在图1A和1B所示的自应力加工系统中，当以固定的进给速度插入活塞42到内部压力室IC中以试图提高内部压力室IC的压力P时，如果使活塞42的进给速度“v”大于进给速度V_C(称为“临界进给速度”)，内部压力室IC压力P会在压力没有变为饱和的情况下升高达到超高压力水平。通过这种方式，当变成内部压力室IC中的压力P随着时间的推移在压力没有饱和的情况下就上升到超高压水平的特征时的进给速度被定义为临界进给速度V_C。 

接下来，通过附图将会描述找出以上临界进给速度V_C的方法。需要注意的是，对于找出临界进给速度V_C的方法，同样也可能通过试验中找到该速度。图5是分析泄漏流量和压力之间关系的示意图并且表示当加工油2泄出时活塞42被插入工件1内部的状态。从间隙3(平均间隙量“h”)泄漏的泄漏流量Q通过以下通式表示： 

Q＝C*(B/12L)*(h³/η)*ΔP...公式3 

此处，B为座圆周长度(间隙3中心部分的圆周长度)，L为座宽度(形成间隙3的区域的宽度)，“h”为间隙3的平均间隙量，η为加工油2的粘度系数，而ΔP为间隙3的进口和出口之间的压力差。C为由活塞和工件内壁之间的表面形状确定的系数。在研磨面具有表面粗糙度R_z＝3.2左右的情况下，C＝1。 

(1)基于公式1，在内部压力室IC的一定压力P时的加工油粘度η被计算。此时，常压粘度η₀和粘度压力系数α由所使用的加工油2类型被明确确定。如图6所示的例子中，使用性能为常压粘度为η₀＝0.047(Pa·s)而粘度压力系数α＝10.328(pa^-1)的醚基油3作为加工油2。在此，“醚基油3”是由聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚组成的工作油。 

(2)接下来，基于公式2，在内部压力室IC的一定压力P时来自间隙3的泄漏流量Q被计算。此时，座圆周长度B和平均间隙量“h”由最终形状明确地确定。对于粘度系数η，使用通过以上(1)得出的数值。需要注意的是，关于座宽度L，本质上是可变参数随着活塞插入量而增加，但是考虑使模拟容易，在此，使用固定值。在如图6所示的例子中，B＝9.5(mm)，h＝20(μm)，并且L＝10(mm)。 

(3)内部压力在0-800MPa之间，进行上述(1)和(2)，在每个压力下得出泄漏流量Q的大小，并且找出在它们中的最大的泄漏流量Q_max(称为“最大泄漏流量”)。 

(4)接下来，在(3)中计算的最大泄漏流量Q_max除以活塞42的横截面积A来计算临界进给速度V_C。单位时间内从间隙3泄出的加工油2的泄漏流量等于单位时间内活塞42插入到工件1内部的体积，所以最大泄漏流量Q_max的时间也就是当速度到达活塞42的最快的进给速度的时候，也即，临界进给速度V_C。 

以这种方式，定义了临界进给速度v_C和最大的泄漏流量Q_max。其关系可以如以下表达： 

(临界进给速度v_C)＝(最大的泄漏流量Q_max)/(活塞42的横截面积A)...公式4 

在图6所示例子的情况下，最大泄漏流量Q_max为2329.32(mm³/sec)并且活塞42的横截面积A为70.8mm²，所以临界进给速度v_C变为32.9(mm/sec)。 

也就是说，如果以超过这个临界进给速度v_C＝32.9(mm/sec)的速度将活塞42插入到工件1内部，如图4D和4E所示，变得有可能随着时间的推移来升高内部压力室IC中的压力在其没有变为饱和的状态下到达超高压力水平。 

接下来，将会描述使用与如图6所示的加工油2相同的加工油而改变间隙3的平均间隙量“h”的情况。图7是表示当改变间隙3的平均间隙量“h”时内部压力室压力IC和泄漏流量的关系的曲线图。如图7所示，即使改变间隙3的平均间隙量“h”，峰值，也就是，最大泄漏流量Q_max，发生在压力改变的过程中，所以以如所述的方式，根据单个平均间隙量足够计算出临界进给速度V_C。接下来，将会描述改变间隙3的平均间隙量“h”并且使用不同于如图6所示加工油2的加工油的情况。 

图8是表示当改变工作油类型和平均间隙量时内部压力室IC的压力和泄漏 流量的关系的曲线图。作为加工油的类型，可以举例说明三酯基油，醚基油1，醚基油5，或单酯基油。在此，“醚基油1”意为由聚乙二醇组成的加工油，而“醚基油5”意为由聚氧丙烯-二烷基醚组成的加工油。如图8所示，即使使用不同于图6所示的上述加工油作为加工油，可知：即使通过上述加工油改变间隙3的平均间隙量“h”，峰值，也就是，最大泄漏流量Q_max，发生在压力改变的过程中。 

如上描述，从所使用加工油的特征(加工油粘度η)和工件1和活塞42之间的间隙3的规格(平均间隙量h，座宽度B，和座圆周长度L)得出最大泄漏流量Q_max。接下来，基于最大泄漏流量Q_max和活塞42的规格(横截面积A)计算出临界进给速度V_C。如果以大于这个临界进给速度V_C的速度将活塞42进给，就有可能提高压力到作为自应力加工要求的目标压力(例如，700MPa至800MPa)。由此，在本发明的一个实施方式中，就有可能省略密封环并且减少由于密封环的磨损而增加的成本。 

直接加压式自应力加工的各种限制 

直接加压式自应力加工，通过以上方式，解决了传统的自应力加工的问题，但是有时由于受到用于加压自应力加工油的加压单元的进给速度、最终形状等的影响而产生了各种限制。 

一个是合适的输出的限制，例如驱动加压单元40的驱动电机的输出不足或者寿命。这些有时阻碍进给速度“V”提高到临界进给速度V_C。进一步的，在控制驱动电机和自应力加工的压力控制装置的控制电路中(例如，在数秒内施加至少是预定压力的压力控制)，限制是如果通过控制电路被控制的对象太快，控制电路和装置不能进行适当的控制。由于这个原因，进给速度“v”需要被限定在常规最大输出的70％左右以便于使用一定程度上的较低速度。以这种方式，由于驱动电机、压力控制电路等产生各种限制，由于所述各种限制，进给速度“v”具有上限，所以有时进给速度“v”不能提高到临界进给速度V_C。 

另一方面，当进行直接加压式自应力加工时，由于所要形成的工件的形状产生了各种限制。图13是用于柴油发动机的燃料喷射器的一个例子。图14A和14B是表示用于燃料喷射器的一个构件的例子的截面图。将会描述形成的对象是可以用于柴油发动机的燃料喷射器的情况(作为一个例子，参见日本未审查专利公开No.2009-203843等)。燃料喷射器具有由共轨供油的高压侧管道101和将还没有被喷射的燃料返回到燃料箱的低压侧管道102。如图13中所示，在 燃料喷射器体103内部的大直径部分104(参见图14)，活塞等被布置为通过致动器(电磁或压电致动器)在燃料喷射器体的中心处被升高或降低，从而进行自应力加工的高压管道101必然最终被偏置。由于这个原因，如图14A中所示的下体103’的上管道101’最终是变得倾斜和相对较短。进一步的，即使如图14B中所示的那样，管道101”也通常相对较短。如果要进行自应力加工的管道短，有时不可能确保需要的行程来使得活塞的进给速度以达到临界进给速度v_C以上的预定速度。 

进一步的，将会描述要形成的对象是柴油发动机的共轨系统的情况。从燃料泵抽出的燃料在压力下被供给到共轨。共轨在高压状态下储存已在压力下从燃料泵被送出的燃料并且将它通过高压管道供给到气缸的燃料喷射器中。图2的工件1图示了共轨。多个管口23被设置用来将燃料供给到气缸的燃料喷射器中。如图2中所示的工件1中，自应力加工需要至少在交叉孔端X上进行，所以必须使从工件1一端侧到交叉孔端X的距离长于达到所需压力要求的行程。尽管如此，取决于工件1的形状，有时从工件1一端侧到交叉孔端X的距离短于达到预定压力要求的行程。 

以下描述的实施方式提供了由于加压单元的进给速度、最终形状等产生的各种限制的解决方案。图22A至22C是表示本发明实施方式的示意图，其中图22A是表示自应力加工开始之前的状态的示意图，图22B是表示本发明实施方式的示意图，并且22C是表示另一实施方式的示意图。 

以下描述的实施方式会首先简要的概述一下。以下描述的实施方式是当由于驱动电机、压力控制电路等产生了各种限制导致进给速度“V”不能升高到第一临界进给速度V_ca时，当在图22A中的座宽度L＝a的状态下通过第一临界进给速度V_ca或更大的速度进行直接加压式自应力加工时的解决方法。也就是，这些是当由以上限制导致的最大进给速度称作“极限进给速度V₀”时V₀＜V_ca的情况。 

在这种情况下，改变活塞42操作的启动位置以使表示活塞的座宽度L，如图22B中所示，变成比“a”更长的“b”从而可以以大于第二临界进给速度V_cb的进给速度“V”进行直接加压式自应力加工。基于L＝a，b，通过公式3和4确定第一临界进给速度V_ca和第二临界进给速度V_cb。由于b＞a，第二临界给速度V_cb，小于第一临界进给速度V_c。图23是表示在间隙3的座宽度L从“a”改变至“b”的情况下压力上升波形的曲线图。当间隙3的座宽度L从a＝10mm改变至 b＝20mm的压力上升波形明确的表明自应力加工变为可能。当a＝10mm时的临界进给速度v_ca＝32.9mm/sec降至当b＝20mm时的临界进给速度v_cb＝16.5mm/sec。以这种方式，有可能使预定进给速度“v”快于第二临界进给速度V_cb并且设定比极限进给速度V₀小的适合的值. 

作为另一个实施方式，如果要进行自应力加工的管道短，不能确保用于达到预定的压力的所需要的行程，从而工件设置有衬垫80来使得座宽度L“b”长于“a”。 

第六实施方式 

图24A和24B是描述本发明一个实施方式的示意图，其中图24A是表示自应力加工开始之前状态的示意图，而图24B是表示本发明实施方式的示意图。在图24A的自应力加工开始之前的状态中，如公式3所示，座宽度L＝a，预定的平均间隙量“h”，加工油的粘度系数η，座圆周长度B等被设定为条件，从而在座宽度L＝a(第一轴向长度)的情况下可以计算(也可以从实验中获取)出最大泄漏流量Q_max(a)。需要注意的是，作为迄今为止研究的结果，如图7和8所示，总是存在一个最大值。 

接下来，公式4用于获得第一临界进给速度V_ca。这是相对于由于加压单元的进给速度限制导致的极限进给速度V₀。当V_ca＜V₀时，以第一实施方式相同的方式，毫无疑问使自应力加工变得可能。在本发明一个实施方式中，提供V_ca＞V₀的情况的解决方案。在这种情况下，不再可能提高活塞42的进给速度“v”至第一临界进给速度V_ca并且不可能升高内部压力室IC中的压力使其达到超高压。 

因此，如果设定座宽度L为长于“a”(第一轴向长度)的“b”(第二轴向长度)的位置，临界进给速度V_c下降。这需要注意，第六实施方式被设计。如果设定座宽度L较长，间隙3的摩擦阻力变大，所以最大泄漏流量下降，所以自然的临界进给速度V_c也下降。除了通过公式3以外，这也可以通过试验确定。第二临界进给速度V_cb为V_cb＜V₀可以从公式3中确定。注意如果当设定座宽度L较长时的实际进给速度“v”没有快于第二临界进给速度V_cb，不可能增加压力到超高压力。 

也就是，通过用小于极限进给速度V₀的第二临界进给速度V_cb代替第一临界进给速度V_ca，并且使预定进给速度“v”快于第二临界进给速度V_cb，使工件1 经历自应力加工。 

由此，在直接加压式自应力加工中，可以适当的避免由于驱动电机、压力控制电路、和其它设备导致的各种限制而产生的进给速度“v”的上限，并且有可能在没有对那些设备给予太多的负载的情况下进行直接加压式自应力加工。也就是通过设定活塞的座宽度L为比“a”更长的“b”的位置并且设定进给速度v大于第二临界进给速度V_cb，可以随着时间的推移在压力没有变为饱和的情况下升高内部压力室IC中的压力P至超高压力水平。 

第六实施方式可以更进一步的作为一种表现出相似动作和效果的方法。也就是它提供一种对工件1进行自应力加工的自应力加工方法，该自应力加工方法包括，将加工油2引入到内部压力室IC的步骤，内部压力室IC由除一端外被封闭的工件1和具有距离所述端的内壁平均间隙量为“h”的间隙3的活塞42形成，和使用具有驱动电机的加压单元40以驱动活塞42并以一个预定的进给速度“v”将活塞42插入到内部压力室IC中从而提高加工油2的内部压力室压力P的步骤，自应力加工方法还包括这样的步骤： 

当第一临界进给速度(V_ca)大于所述活塞(42)的预设的极限进给速度(V₀)时，设定间隙(3)具有比所述第一轴向长度(a)长的第二轴向长度(b)， 

其中，第一临界进给速度(V_ca)对应于由于所述活塞(42)插入到所述内部压力室(IC)单位时间内所述加工油(2)从间隙(3)在所述第一轴向长度(a)泄出的最大泄漏流量(Q_max(a))， 

因此用比所述极限进给速度(V₀)小的第二临界进给速度(V_cb)替代第一临界进给速度(V_ca)，所述第二临界进给速度(V_cb)对应于单位时间内在所述第二轴向长度(b)泄出的最大泄漏流量(Q_max(b))，和 

使所述预定进给速度(v)快于所述第二临界进给速度(V_cb)，由此对所述工件(1)进行自应力加工。 

第七实施方式 

图25A和25B是描述本发明第七实施方式的示意图，其中图25A表示自应力加工开始之前状态的示意图，而图25B是表示本发明第七实施方式的示意图。在本发明第七实施方式中，活塞42由活塞头42-1和活塞轴42-2组成。活塞头42-1侧面的轴向长度变为形成间隙3的第一轴向长度“a”。在这种情况下对于活塞轴42-2，使用高刚性活塞轴。 

在以上第六实施方式的情况下，活塞42具有固定柱状截面区域A。当加压单元使活塞进给到工件中时，活塞和工件之间的间隙的轴向长度每一瞬间都在增加。在第七实施方式的情况下，轴向长度(座宽度L)是常数，所以第一和第二临界进给速度V_ca、V_cb可以轻易地计算出来。其他的配置类似于本发明的第六实施方式。 

第八实施方式 

作为第八实施方式，将会描述在内部压力室IC中以预定进给速度“v”进给活塞42或42-1并且改变操作活塞42的初始位置以便设定间隙3具有比第一轴向长度“a”长的第二轴向长度“b”的情况。当设定座宽度L为比第一轴向长度“a”长的第二轴向长度“b”的位置，如果在操作活塞42或42-1的初始位置和自应力加工结束位置之间的行程中有额外的余量，第六到第八实施方式可以没有问题的工作。以下描述在第九实施方式中没有提供这样的额外余量的情况下的解决方案。 

第九实施方式 

图26A和26B是表示本发明第九实施方式的示意图。如图26所示，如果待经历自应力加工的管道短，则实现预定压力的所需的行程没有保证，所以工件设置有衬垫(也可以称作“连接构件”)来设定座宽度L在比“a”长的“b”的位置。通过这样，如图22C中所示，有可能保证座宽度L为比“a”(第一轴向长度)长的“b”(第二轴向长度)，所以产生了用于活塞42、42-1的初始位置和自应力加工结束位置之间的行程的额外余量。以如第六到第八实施方式的相同的方式，直接加压式自应力加工变为可能。由此，即使在活塞的初始位置和自应力加工结束位置之间的行程中没有额外余量，在直接加压式自应力加工中，通过使进给速度v为临界进给速度V_c或更大，也可能随着时间的推移在压力没有变为饱和的情况下升高内部压力室IC中的压力P到超高压力水平。 

设置有衬垫的下体103’(工件1)的制造方法包括以下步骤。也就是，提供具有高压管道101的工件1的制造方法，工件1的制造方法包括：通过热锻形成工件1第一形状的热锻步骤，加工具有第一形状的工件1以形成具有衬垫80的第二形状的第一加工步骤，通过第九实施方式的自应力加工方法对工件1的高压管道101进行自应力加工的自应力加工步骤，以及加工具有第二形状的工件1从而除去衬垫80以形成工件1的最终形状的第二加工步骤。 

工件1通过热锻步骤形成第一形状的总体形状。这种总体形状除了最终形状还包括衬垫80或切割余量。工件1的第一形状被切割、研磨、或用其他方法，对工件1的第一形状进行第一加工来形成具有衬垫80的第二形状。取决于活塞42插入的角度是否倾斜或为中心轴向，结果为图26A和26B。如果，如图26A中所示，形成衬垫80的管道来与倾斜的管道101匹配，在直接加压式自应力加工中活塞的进给方向最终是倾斜的，所以由于这个原因需要某种机构。在第二形状中，优选的是使形状除了衬垫80为最终形状。自应力加工步骤之后，在第二加工步骤中，只有衬垫80需要被切割，研磨等从而形成最终完成的形状。 

在图26A所示的情况下，衬垫80不是必须具有的。图27A和27B是表示在使用螺旋旋入代替衬垫的情况下第九实施方式的示意图。可以利用最终产品的外螺纹81并且连接构件80可以被做成具有内螺纹的升压构件。 

第十实施方式 

图28A和29B是表示本发明第十实施方式的示意图。在第六实施方式和第七实施方式中，使座宽度L从“a”到“b”为更长(a＜b)，间隙3的摩擦阻力增加，最大泄漏流量减少，并且临界进给速度V_c降低。在此，不仅可以通过座宽度L来改变间隙3的摩擦阻力，还可以通过活塞42、42-1、间隙3的表面性质(表面粗糙度和形状)来改变间隙3的摩擦阻力。第十实施方式要注意到间隙3的摩擦阻力。由此，可以增加活塞侧面的摩擦来降低泄漏流量。在直接加压式自应力加工中通过使进给速度V至少为临界进给速度V_c，使得随着时间的推移升高内部压力室IC中的压力P到超高压力水平并且压力不变为饱和成为可能。也就是，如果当加工油通过间隙3上升时使摩擦增大，流率会下降，从而发生的最大泄漏流量下降。由此有可能降低临界进给速度V_c，所以即使由于加压单元进给速度、最终形状等产生了各种限制，也可以达到所需的预定压力。需要注意的是，公式3中的C为由活塞和工件内壁之间的表面形状决定的系数(例如，具有表面粗糙度为R_z＝3.2左右的磨光面的情况下，C＝1)。如果使C更小，当加工油通过间隙3上升时的摩擦变得更大并且泄漏量降低。 

特别是，如图28A所示，活塞42的侧面可能设有包括V型槽或不平表面的粗糙表面(随机的小凹陷或有规律的重复)。进一步的，如图28B所示为一个例子，可能设有由多个沟槽构成的迷宫结构，该多个沟槽设置在活塞42的圆周方向上并且其在活塞42的轴向上的间隙形成为在沟槽底部处大于开口处。在图 28的例子中，截面是L型的(截面的形状包括活塞轴)，但是本发明不必仅限于此。下部的截面也可能扩大为圆形。特别的，L型的情况下，达到了高压力加工油的压力，图28B中的挠性部分43变形，并且可以适当的改进密封性，但是由于活塞要被插入工件，需要设计这部分的尺寸从而不会使得密封性过分地提高而阻碍活塞的操作。从这个观点出发，设计迷宫构造以使密封性适当的提高而不阻碍活塞的操作。 

另外，也可以在活塞42的侧面设有环形凹槽，也就是，具有用于所谓的常规迷宫式密封的迷宫构造的形状。这些形状可以通过用车床加工、放电加工、化学腐蚀等方式获得。 

本发明参照被选定为说明之用的特别的实施方式进行描述，但是本领域技术人员可以在没有脱离本发明揭示的基本概念和范围的基础上做出众多改变。 

Claims (25)

1.一种使工件(1)经历自应力加工的自应力加工系统，

所述自应力加工系统设有：

具有驱动电机的加压单元(40)，

由所述加压单元(40)驱动的活塞(42)，活塞距离所述工件(1)一端的内壁具有由平均间隙量(h)构成的间隙(3)，和

由除所述一端外被紧密密封的所述工件(1)和所述活塞(42)形成的并充填加工油(2)的内部压力室(IC)，

所述加压单元(40)将所述活塞(42)以预定的进给速度(v)插入到充填所述加工油(2)的所述内部压力室(IC)中，

所述预定的进给速度(v)比临界进给速度(V_C)快，该临界进给速度(V_C)对应于由于所述插入单位时间内所述加工油(2)从所述间隙(3)中泻出的最大泄漏流量(Q_max)，由此使所述工件(1)经历自应力加工。

2.如权利要求1所述的自应力加工系统，其中所述加压单元(40)和所述活塞(42)是分开的构件。

3.如权利要求2所述的自应力加工系统，进一步设置有导向并支撑所述活塞(42)直到所述加压单元(40)紧靠所述活塞(42)的一端并且在紧靠之后从所述活塞(42)上分离的导向装置(61)。

4.如权利要求1所述的自应力加工系统，其中所述加压单元(40)和所述活塞(42)联接在一起。

5.如权利要求1-4中任一项所述的自应力加工系统，进一步设置有空气释放通道(63、64)，其释放当所述活塞(42)插入到所述工件(1)的一端的内壁中时进入到所述内部压力室(IC)的空气。

6.如权利要求5所述的自应力加工系统，其中空气释放通道(63)设在所述活塞(42)上。

7.如权利要求5所述的自应力加工系统，，其中空气释放通道(64)设在所述工件(1)的一端上。

8.如权利要求1所述的自应力加工系统，其中插入到所述内部压力室(IC)中的所述活塞(42)的一端为倒角(62)或倒圆。

9.一种使工件(1)经历自应力加工的自应力加工方法，

所述自应力加工方法包括，

将加工油(2)引入到内部压力室(IC)的步骤，内部压力室(IC)由除工件(1)一端外被封闭的工件(1)和距离所述一端的内壁具有平均间隙量(h)的间隙(3)的活塞(42)组成，和

使用具有驱动电机的加压单元(40)以便驱动所述活塞(42)以预定进给速度(v)将所述活塞(42)插入到所述内部压力室(IC)中从而提高所述内部压力室(IC)中所述加工油(2)的所述内部压力室压力(P)的步骤，其特征在于，

在提高所述内部压力室压力(P)的所述步骤中，使所述预定的进给速度(v)比临界进给速度(V_C)快，该临界进给速度(V_C)对应于由于所述插入单位时间内所述加工油(2)从所述间隙(3)中泻出的最大泄漏流量(Q_max)，从而所述工件(1)经历自应力加工。

10.一种具有高压管道(101)的工件(1)的制造方法，

所述工件(1)的制造方法包括

通过热锻形成工件(1)的第一形状的锻造步骤，

加工所述第一形状的所述工件(1)以形成具有开口端圆周部分(111)的第二形状的初次加工步骤，

使用如权利要求9所述的自应力加工方法来使所述工件(1)的所述高压管道(101)经历自应力加工的自应力加工步骤，

加工第二形状的所述工件(1)形成所述工件(1)的最终形状的第二加工步骤，其特征在于

所述第二加工步骤包括至少加工所述开口端圆周部分(111)形成所述工件(1)的最终形状上的管口端(112)的步骤，

开口端圆周部分(111)的轴心(C₁)与所述高压管道(101)的轴心(C₁)同轴，在所述管口端(112)形成衬垫(110)使得从所述管口端(112)的轴心(C₂)偏置。

11.如权利要求1所述的自应力加工系统，其中

所述工件(1)是具有形成有内部压力室(IC)的高压管道(101)并且在工件(1)的最终成型时被配置为所述高压管道(101)的轴心(C₁)偏离所述管口端(112)的轴心(C₂)的工件(1)；

密封所述管口端(112)的密封构件(24)设置有

轴衬(132)，其具有

锁定向导(123’)，其从所述管口端(112)的轴心(C₂)偏置，并且被插入到与所述高压管道(101)分开的孔(104)中，

外部突起(132’)，和

在所述外部突起(132’)中的螺丝通孔(137)，

拧入所述螺丝通孔(137)的推入螺丝(133)，

由所述推入螺丝(133)推动用于密封所述高压管道(101)的密封销(122)，以及

在盖内部分(136)底端具有盖开口(134)的盖体(131-1，131-2，131)；

所述外部突起(132’)制成穿过所述盖开口(134)，然后所述轴衬(132)制成与所述盖内部分(136)接合，并且所述盖体(131-1，131-2，131)被拧入所述管口端(112)。

12.一种自应力加工系统，设置有

具有驱动电机的加压单元(40)，

由所述加压单元(40)驱动的活塞(42)，活塞形成位于所述工件(1)一端的内壁和沿着活塞(42)轴向的侧面之间的间隙(3)，间隙(3)具有预定的平均间隙量(h)和第一轴向长度(a)，和

由除所述一端外被紧密密封的所述工件(1)和所述活塞(42)构成的并充填加工油(2)的内部压力室(IC)，

所述加压单元(40)将所述活塞(42)以预定进给速度(v)插入到充填加工油(2)的所述内部压力室(IC)中，

当第一临界进给速度(V_ca)大于所述活塞(42)的预设的极限进给速度(v₀)时，使间隙(3)具有比所述第一轴向长度(a)长的第二轴向长度(b)，

其中第一临界进给速度(V_ca)对应于由于所述活塞(42)插入到所述内部压力室(IC)，单位时间内所述加工油(2)从间隙(3)中在所述第一轴向长度(a)泄出的最大泄漏流量(Q_max(a))，

因此由小于所述极限进给速度(V₀)的第二临界进给速度(V_cb)替代第一临界进给速度(V_ca)，该第二临界进给速度(V_cb)对应于单位时间内在所述第二轴向长度(b)上的最大泄漏流量(Q_max(b))，

使所述预定的进给速度(v)快于所述第二临界进给速度(V_cb)，由此使所述工件(1)经历自应力加工。

13.如权利要求12所述的自应力加工系统，该自应力加工系统改变所述活塞(42)的操作起始位置，在所述内部压力室(IC)中以预定进给速度(v)进给所述活塞(42)从而设定具有比所述第一轴向长度(a)长的第二轴向长度的间隙。

14.如权利要求12所述的自应力加工系统，其中

所述活塞(42)包括活塞头(42-1)和活塞轴(42-2)，所述活塞头(42-1)侧面的轴向长度为形成所述间隙(3)的所述第一轴向长度(a)，

当第一临界进给速度(V_ca)比所述活塞(42)的预设的极限进给速度(V₀)大时，所述系统将所述活塞头(42-1)侧面的轴向长度设定为比所述第一轴向长度(a)长的第二轴向长度(b)，

其中第一临界进给速度(v_ca)对应于由于所述活塞(42)插入到所述内部压力室(IC)，单位时间内所述加工油(2)从间隙(3)中在所述第一轴向长度(a)泄出的最大泄漏流量(Q_max(a))。

15.如权利要求12所述的自应力加工系统，其中

当在所述工件(1)没有形成在工件(1)的一端的内壁和沿活塞(42)的轴向的侧面之间具有所述预定平均间隙量(h)的间隙(3)，

使得所述预定进给速度(v)可以达到比所述第二临界进给速度(V_cb)快的所述预定进给速度(v)时，

连接构件被添加并连接到所述工件(1)的一端，并形成了在所述工件(1)一端侧的内壁和沿活塞(42)轴向的侧面之间的具有所述连续预定的平均间隙量(h)的间隙(3)，

从而所述预定进给速度(v)可以达到比所述第二临界进给速度(V_cb)快的所述预定进给速度(v)。

16.如权利要求15所述的自应力加工系统，其在锻造时在所述工件(1)的一端连续形成衬垫(80)以便于添加和连接所述连接构件。

17.如权利要求15所述的自应力加工系统，其通过螺纹连接将所述连接构件(80)连接在所述工件(1)的一端以便于添加和连接所述连接构件。

18.如权利要求12所述的自应力加工系统，其中以预定进给速度(v)插入到所述内部压力室(IC)中的活塞(42)具有不变的柱状截面积(A)。

19.如权利要求12所述的自应力加工系统，朝向所述工件(1)一端内壁、形成所述间隙(3)的、沿所述活塞(42)轴向的侧面，形成有提高摩擦阻力的摩擦阻力部分。

20.一种使所述工件(1)经历自应力加工的自应力加工系统，设置有具有驱动电机的加压单元(40)，

由所述加压单元(40)驱动的活塞(42)，在由所述加压单元加压之前的状态中，该活塞在所述工件(1)一端的内壁和沿活塞(42)轴向的侧面之间形成间隙(3)，该间隙(3)包括预定的平均间隙量(h)和第一轴向长度(a)，

由除所述一端外被紧密密封的所述工件(1)和所述活塞(42)构成的充填加工油(2)的内部压力室(IC)，

所述加压单元(40)将所述活塞(42)以预定进给速度(v)插入到充填所述加工油(2)的所述内部压力室(IC)中；

当第一临界进给速度(V_ca)比所述活塞(2)的预设的极限进给速度(V₀)更大时，

其中第一临界进给速度(V_ca)对应于由于所述活塞(42)被插入到所述内部压力室(IC)，单位时间内所述加工油(2)从间隙(3)中在所述第一轴向长度(a)泄出的最大泄漏流量(Q_max(a))，

在沿活塞(42)轴向、朝向工件(1)一端的内壁的形成所述间隙的的侧面处，形成提高摩擦阻力的摩擦阻力部分，以便将第二临界进给速度(V_cb)设定为小于所述极限进给速度(V₀)，该第二临界进给速度(V_cb)对应于在形成所述摩擦阻力部分的情况下单位时间内的最大泄漏流量，

使所述预定进给速度(v)快于所述第二临界进给速度(V_cb)，由此使所述工件(1)经历自应力加工。

21.如权利要求20所述的自应力加工系统，其中所述摩擦阻力部分具有不平的表面。

22.如权利要求20所述的自应力加工系统，其中所述摩擦阻力部分具有迷宫结构，该迷宫结构由多个沟槽构成，所述多个沟槽设在所述活塞(42)的圆周方向上并且所述沟槽在所述活塞(42)轴向上的间隙形成为在沟槽的底部大于开口处。

23.一种使工件(1)经历自应力加工的自应力加工方法，

所述自应力加工方法包括，

将加工油(2)引入到内部压力室(IC)的步骤，内部压力室(IC)由除工件(1)一端外被封闭的工件(1)，和具有距离所述一端的内壁有平均间隙量(h)的间隙(3)的活塞(42)形成，和

使用具有驱动电机的加压单元(40)，以便驱动所述活塞(42)并以预定的进给速度(v)将所述活塞(42)插入到所述内部压力室(IC)中来提高所述加工油(2)的所述内部压力室压力(P)的步骤，

所述自应力加工方法还包括步骤：

当第一临界进给速度(V_ca)大于所述活塞(42)的预设的极限进给速度(V₀)时，设定间隙(3)具有比所述第一轴向长度(a)长的第二轴向长度(b)，

其中，第一临界进给速度(V_ca)对应于由于所述活塞(42)插入到所述内部压力室(IC)单位时间内所述加工油(2)从间隙(3)中在所述第一轴向长度(a)泄出的最大泄漏流量(Q_max(a))，

因此用小于所述极限进给速度(V₀)的第二临界进给速度(V_cb)替代第一临界进给速度(V_ca)，第二临界进给速度(V_cb)对应于单位时间内在所述第二轴向长度(b)的最大泄漏流量(Q_max(b))，以及

使所述预定进给速度(v)快于所述第二临界进给速度(V_cb)，由此使所述工件(1)经历自应力加工。

24.如权利要求23所述的的自应力加工系统，其中所述工件(1)的一端通过锻造形成为具有连接到其上的衬垫(80)。

25.一种具有高压管道(101)的工件(1)的制造方法，

所述工件(1)的制造方法包括

通过热锻形成工件(1)第一形状的锻造步骤，

加工所述第一形状的所述工件(1)以形成具有衬垫(80)的第二形状的初次加工步骤，

使用如权利要求24所述的自应力加工方法来使所述工件(1)的高压管道(101)经历自应力加工的自应力加工步骤，和

加工所述第二形状的所述工件(1)来去除衬垫(80)以形成所述工件(1)的最终形状的第二加工步骤。

Images