线切割法在汽修中的应用
仪器信息网 · 2009-08-02 21:40 · 30362 次点击
线切割发明的历史:20世纪中期,前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时,发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉,从而开创和发明了电火花加工方法,线切割放电机也于1960年发明于前苏联。后来经过多次改进,才达到了现在实用的阶段。现在市场上在用的多是由日本发明的可以通过微型计算机控制的线切割数控机床机器。
线切割工作原理:说它是线切割,实际上并不以一条金属丝直接去切割金属,而是铜线作为工具电极,在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60-300V的脉冲电压,并保持5-50um间隙,间隙中充满煤油、纯水等绝缘介质,使电极与被加工物之间发生火花放电,利用电火花产生的高温使金属熔化,并彼此被氧化、消耗、腐蚀、冲刷,形成“切割锯缝”,将不需要的部分从工件上“切割”下来,所以线切割也叫电火花加工。
线切割的使用特点:线切割工艺在模具加工领域的应用最为广泛,因为它的特长是可以方便、直观地加工复杂形状的机件,并且因为加工时有冷却液,所以不会产生退火而影响加工后的硬度,加工精度较高,但表面光洁度不算很高,自动化控制程度较高。
了解了以上线切割的基本知识后,我们在实际维修中多次利用该工艺解决汽车维修中的难题,以下是三例应用,希望能给同行们带来启示。
案例一:自制60-2的信号发生器触发信号齿轮盘。
在维修中经常会遇到多次启动,来查找故障点的问题,但多次启动会消耗蓄电池电量。对于疑难故障,将会出现不能长时间多次试验的问题,并且在启动过程中,会产生哚音,所以如果有一个信号发生器,可以在不启动车辆的状态下检查工作情况,将是很方便的事。于是模仿夏利车的信号轮,让线切割加工部门帮忙做了一个信号轮,自己再做了一个简易的支架,找来一个旧的曲轴位置传感器,就做成了。调整好传感器与信号轮的问隙,使之在0.8mm左右,用手转动信号轮,就可产生曲轴信号。后来在实际维修中多次应用这个仪器,用起来十分方便,并且适应性很广,可以替代所有60—2的电磁式曲轴位置传感器,比如常见的车型:时代超人、富康、捷达、夏利及大多数电喷微型车等,十分方便实用。
案例二:富康车启动不着车。
经过检查,发现四个缸的压力都偏低,才6kgf(1kgf=9.8Pa),电路检查基本正常,没有发现问题,怀疑是机械原因,但核对正时记号没有发现问题,拆下凸轮齿轮后发现了问题,原来是定位键损坏。想取出该键,已经锈死到一起无法取出。如果定一个新齿也要做一个键,所以干脆用线切割法重新割了一个方孔,并且做了一个键,装车后顺利着车。
案例三:福特蒙迪欧,排量为2.0L,16气门发动机。
故障现象:该车因为水泵损坏后导致发动机水温过高,维修时更换了8个进气门,因气门间隙过大产生了哚音。经过观察,该车没有气门间隙调整垫片,气门挺杆也不是液压可调的,更没有调整气门间隙用的调镙丝。
经过打电话询问供货商得知,正常维修时,新气门的间隙调整是靠更换合适高度的气门挺杆来完成的,因为市场上的挺杆价格不低,并且订货周期较长,如果同时更换8个气门挺杆是一笔不小的费用,用户希望尽量节省费用,看能不能不更换气门挺杆来完成气门间隙的调整。于是,笔者想起了现在的线切割工艺。
因为线切割工艺的加工精度很高,可以达到0.01mm,所以决定采用线切割工艺试一下,实际测量气门间隙为0.55mm。根据测量结果计算出了垫片的厚度应该为0.35mm。
有了精密的加工工艺,还要有高硬度的材料才能保证该方案的成功。因为这样薄的垫片,一定要有相当的硬度才能用得住,如果用普通的铁片来加工,将会很快应会被气门杆的头部顶穿,所以遇到的下一个问题就是上哪去找如此硬度的材料。请教同行,有的主张用旧的桑塔纳的液压挺杆切片实验,还有人提供依维柯的气门间隙调整垫片形状接近,材料硬度也没问题。于是找来这两样东西,经过比较,决定采用依维柯的气门调整垫片进行加工。
因为线切割的加工精度高,并且可以加工硬度较高的材料,应该可以解决该车遇到的难题。实际加工时,每个依维柯的垫片每个可以切成四个,圆片的直径也加工到可以轻松放入到原车挺杆的孔内即可。还有一个应该注意的问题,就是经过线切割加工出来的垫片,表面光洁度不是很高,应该多留出0.05mm的抛光加工余量来,这样的话可以更为精确地计算加工尺寸,保证一次成功。
经过实验,气门间隙减小到了0.2~0.3mm,噪音问题也解决了。经过试车,对发动机的动力性没有影响,油耗正常,该车是2009年10月10日交的车,看S实际使用寿命如何吧。如果可以的话,大家可以试试,这样可以节约成本,得到客户的认可,最重要的是该方案可以用于其他类似结构的车型上,甚至可以实现不同尺寸的垫片之间的互换,解决修理中遇到市场上较少车型配件困难的难题。