淺談高速電火花微孔加工工藝在高壓噴油器中的應用

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世紀左右發展起來的,其在實際應用操作中,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在制造微孔過程中除了需要嚴格按照電火花加工技術的基礎原理之外,同時和普通的電火花加工工藝之間存在較大的差距,其應用特點如下：第一是應用管狀的中空電極,第二是管狀電極內部含有高壓運行液,能夠將加工過程中的腐蝕性產物強制沖走。第三是電極需要在加工過程中維持回轉運動,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,出現振動傾斜問題。高壓工作液還可以將生產中的各種放電蝕物強制排出,由此能夠發現高速電火花加工技術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在高壓噴油器中的有效應用

(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成,噴油器流經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,但隨著環境的惡化以及空氣污染的加重,相關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量[1]。

結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。隨著相關排放標準的持續發展,噴油器相關噴孔質量要求也逐漸提升,對于噴油器噴孔表面粗糙度、微孔精度以及噴孔直徑等內容有了更高的要求。

(二)噴油器微孔加工。當下,國內外關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構特征、操作原理等內容進行深入分析,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在噴油器中的應用奠定了基礎。中國石油大學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構原理的基礎上,針對制造機床專門研發了相應的控制系統,并對系統內部軟件裝置和硬件裝置的組成進行了詳細分析,系統研究了機床加工抗干擾性以及控制方法等內容,為高速電火花加工技術應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的應用也逐漸增加。

在微孔加工中,因為間隙過小,而脈沖放電頻率相對較高,使間隙內部積累各種放電碎屑,其會對放電穩定性產生不良影響,降低加工效率,為此需要進一步提升電火花加工效率,探尋排出放電產物有效方法。在利用高速電火花加工技術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進行合理檢測,因為高速電火花加工技術的單個脈沖所產生的能量相對較小,因此其在外部能量干擾下,會出現波形畸變等問題,最終降低放電狀態的準確識別率,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的有效方法,從而提高微孔加工效率。做好微孔質量評定工作,隨著相關加工技術的發展,當下高速電火花加工技術在對噴油器進行微孔加工過程中,已經不再滿足深微孔加工,開始探尋高質量加工方法,為此需要針對微孔加工形成科學質量評價體系,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展方向

隨著科技的發展,對于微孔加工質量要求也會相繼提升,而高速電火花加工技術日后將會朝著以下幾種方向發展：第一是通過對機床加工功能進行深入研究,積極發展盲孔技術,結合相應的電極檢測功能,深入研究該項技術,應用到機型加工當中。第二是類似盲孔加工技術。通過實施電極損耗試驗以及機床功能研發促進該項技術的持續發展,以機床防擊穿保護功能為主積極開展相關試驗,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,將最終的實驗結果應用到零件加工當中。第三是深孔加工技術,針對不同深度選擇不同參數加工方法,預防出現錐孔的問題,從而滿足深孔的孔徑需求。第四是提高加工穩定性,高速電火花加工技術自身在應用過程中,便存在較強隨機性,加工工藝十分復雜,為此需要積極創新,提高加工穩定性[2]。

結語：綜上所述,隨著技術發展和制造領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,為相關加工工藝的創新研發提供了全新發展動力,而后期電火花工藝在發展過程中需要朝著自動化、環保安全、低損耗、高效化的方向發展。