淺談高速電火花微孔加工工藝在高壓噴油器中的應(yīng)用

高百順

大陸汽車電子(長春)有限公司 吉林 長春 130033

引言：高速電火花微孔加工這種電火花加工工藝主要是在20世紀左右發(fā)展起來的,其在實際應(yīng)用操作中,無需機械能量,也不需要通過切削力處理其中的金屬問題,直接通過電能方式進行加工即可,過程控制較為方便。

一、高速電火花微孔加工的工藝特點

高速電火花加工技術(shù)在制造微孔過程中除了需要嚴格按照電火花加工技術(shù)的基礎(chǔ)原理之外,同時和普通的電火花加工工藝之間存在較大的差距,其應(yīng)用特點如下：第一是應(yīng)用管狀的中空電極,第二是管狀電極內(nèi)部含有高壓運行液,能夠?qū)⒓庸み^程中的腐蝕性產(chǎn)物強制沖走。第三是電極需要在加工過程中維持回轉(zhuǎn)運動,確保管狀電極能夠保持端面的均勻損耗,避免其因為電火花反作用的影響,出現(xiàn)振動傾斜問題。高壓工作液還可以將生產(chǎn)中的各種放電蝕物強制排出,由此能夠發(fā)現(xiàn)高速電火花加工技術(shù)其主要特征便是速度魁岸,通常電火花微孔的處理速度主要是在每分鐘30毫米到60毫米之間,遠遠超出了機械加工小孔的速度,同時高速電火花加工技術(shù)適合直徑在0.3到3毫米之間的小孔,從理論層面分析,小孔的深徑比需要大于200比1。

二、高速電火花微孔加工技術(shù)在高壓噴油器中的有效應(yīng)用

(一)噴油器的微孔特征。噴油器主要包括下部噴油器閥座以及上部噴油器閥體共同構(gòu)成,噴油器流經(jīng)的高壓燃油通過噴油嘴的各小孔噴出,形成一種霧化顆粒的形式,而噴油嘴的小孔直徑以及燃油壓力決定了燃油顆粒的大小,由此能夠看出小孔質(zhì)量對于燃燒率的影響。隨著燃油燃燒效率的改變,其對于空中氣體排放有害氣體也存在一定差異,為了進一步抑制各種有害氣體,世界各國還相繼推出了汽車排放標準,我國的排放標準幾乎和歐洲排放標準沒有任何差異,但隨著環(huán)境的惡化以及空氣污染的加重,相關(guān)排放標準也將越加嚴格,為此需要進一步提高噴油孔加工質(zhì)量[1]。

結(jié)合噴油嘴類型的差異,其微孔的形狀與直徑也各不相同,當下噴油嘴中比較常見的微孔直徑主要是在0.1到0.55毫米之間,而歐洲排放標準下的噴油器噴孔要求直徑在0.15到0.2毫米之間。隨著相關(guān)排放標準的持續(xù)發(fā)展,噴油器相關(guān)噴孔質(zhì)量要求也逐漸提升,對于噴油器噴孔表面粗糙度、微孔精度以及噴孔直徑等內(nèi)容有了更高的要求。

(二)噴油器微孔加工。當下,國內(nèi)外關(guān)于噴油器的微孔加工具體包括以下幾種方法：第一是手工鉆削,利用高速變頻臺鉆或風動臺鉆進行加工處理。第二是通過高速多軸數(shù)控加工鉆床進行鉆削。第三是通過專門的電火花微孔制造機床對噴油器的噴孔進行加工。陳錦華是無錫油泵油嘴研究機構(gòu)中的研究人員,其率先針對瑞士電火花噴油器噴孔制造機床的結(jié)構(gòu)特征、操作原理等內(nèi)容進行深入分析,研究了不同因素對于加工精度影響程度,為后期高速電火花技工技術(shù)在噴油器中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。中國石油大學(xué)中的劉永紅以及張龍等人在研究噴油器微孔高速電火花加工結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上,針對制造機床專門研發(fā)了相應(yīng)的控制系統(tǒng),并對系統(tǒng)內(nèi)部軟件裝置和硬件裝置的組成進行了詳細分析,系統(tǒng)研究了機床加工抗干擾性以及控制方法等內(nèi)容,為高速電火花加工技術(shù)應(yīng)用于噴油器微孔加工提供了可靠參考。隨著噴孔精度、直徑要求的提升,高速電火花加工技術(shù)的應(yīng)用也逐漸增加。

在微孔加工中,因為間隙過小,而脈沖放電頻率相對較高,使間隙內(nèi)部積累各種放電碎屑,其會對放電穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響,降低加工效率,為此需要進一步提升電火花加工效率,探尋排出放電產(chǎn)物有效方法。在利用高速電火花加工技術(shù)對噴油器進行微孔加工過程中,還需要對加工過程和放電狀態(tài)進行合理檢測,因為高速電火花加工技術(shù)的單個脈沖所產(chǎn)生的能量相對較小,因此其在外部能量干擾下,會出現(xiàn)波形畸變等問題,最終降低放電狀態(tài)的準確識別率,針對該種狀況,需要對電火花微孔加工過程進行嚴格控制,積極探尋準確識別放電狀態(tài)的有效方法,從而提高微孔加工效率。做好微孔質(zhì)量評定工作,隨著相關(guān)加工技術(shù)的發(fā)展,當下高速電火花加工技術(shù)在對噴油器進行微孔加工過程中,已經(jīng)不再滿足深微孔加工,開始探尋高質(zhì)量加工方法,為此需要針對微孔加工形成科學(xué)質(zhì)量評價體系,準確判斷微孔的位置、形狀誤差。

三、高速電火花微孔加工的未來發(fā)展方向

隨著科技的發(fā)展,對于微孔加工質(zhì)量要求也會相繼提升,而高速電火花加工技術(shù)日后將會朝著以下幾種方向發(fā)展：第一是通過對機床加工功能進行深入研究,積極發(fā)展盲孔技術(shù),結(jié)合相應(yīng)的電極檢測功能,深入研究該項技術(shù),應(yīng)用到機型加工當中。第二是類似盲孔加工技術(shù)。通過實施電極損耗試驗以及機床功能研發(fā)促進該項技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,以機床防擊穿保護功能為主積極開展相關(guān)試驗,但因為對電極損耗要求較為精確,因此通常需要針對不同孔徑和厚度的材料進行試驗,隨后,將最終的實驗結(jié)果應(yīng)用到零件加工當中。第三是深孔加工技術(shù),針對不同深度選擇不同參數(shù)加工方法,預(yù)防出現(xiàn)錐孔的問題,從而滿足深孔的孔徑需求。第四是提高加工穩(wěn)定性,高速電火花加工技術(shù)自身在應(yīng)用過程中,便存在較強隨機性,加工工藝十分復(fù)雜,為此需要積極創(chuàng)新,提高加工穩(wěn)定性[2]。

結(jié)語：綜上所述,隨著技術(shù)發(fā)展和制造領(lǐng)域競爭趨勢的越加積累,其對于高速電火花微孔加工也提出了更高的工藝要求,為相關(guān)加工工藝的創(chuàng)新研發(fā)提供了全新發(fā)展動力,而后期電火花工藝在發(fā)展過程中需要朝著自動化、環(huán)保安全、低損耗、高效化的方向發(fā)展。