喷油嘴喷孔加工工艺及应用设备探讨

  仪器信息网 ·  2011-03-24 00:14  ·  32385 次点击
本文介绍并分析了喷油嘴喷孔各种加工工艺的特点,并对不同加工工艺设备的结构原理、特点及加工精度进行了叙述。
随着国家排放要求的提高,高压共轨技术的应用,喷油嘴也向多孔数、小孔径方向发展。其加工质量直接影响喷油嘴的雾化特性、油线贯穿度及流量系数,最终影响柴油机的经济性、动力性和排放指标。
目前,国内用于喷油嘴喷孔的主要加工方法有四种:在变频或风动高速台钻上采用手工钻削;采用数控三轴钻床钻喷孔;采用电火花喷孔机床加工喷孔;采用激光打孔机加工喷孔。另外,用于喷孔后续加工的还有喷孔挤压研磨工艺和电解去压力室喷孔毛刺工艺。
随着技术的进步,在变频或风动高速台钻上采用手工钻削的工艺已经逐步淘汰;激光打孔机加工喷孔技术目前尚在试验阶段,还没有应用于实际生产中;电解去压力室喷孔毛刺工艺,只是对喷孔毛刺有一定的去除作用,不能改变喷孔的直径和粗糙度。在此,本文只介绍其他的加工方法。
数控三轴钻加工喷孔工艺
目前,国内生产喷油嘴偶件的大部分制造厂家加工喷油孔的主要设备都是数控三轴钻,常见的设备型号有瑞士POSALUX公司的PNC-Ⅲ数控三轴钻和国内鲁南机床厂的ZK9303型数控三轴钻。以上两种型号的机床加工原理基本相同:通过3个高精度的变频调速电主轴,进行打中心孔、钻孔和扩孔;电主轴的换位和进给均为伺服电机驱动。工件分度为二维精度分度的定位机构,采用了传动误差小、空回小、传动效率高的谐波传动减速器及伺服驱动电机;主轴换位及进给和水平分度轴的轴向移动均采用直线滚动导轨副和滚珠丝杠副等精密传动部件。
通过现场生产的加工零件来看,该种设备加工后喷孔内毛刺较大,反应出来的喷孔流量散差较大,手工不易清理喷孔内的毛刺,对喷油器总成的性能具有一定的影响。最主要的是,使用该种设备加工直径小于0.20mm以下的喷孔时,因钻头的刚性差,造成断钻头现象严重,且生产效率很低,严重制约着企业的发展。为此,生产企业已逐渐引进电火花加工设备。
电火花加工喷孔工艺
随着柴油机排放要求的提高,喷油嘴喷孔向小孔径、多孔数发展,钻削加工喷孔的工艺将很难适应喷孔直径越来越小的要求。而电火花加工喷孔则具有可加工直径小、精度高和压力室无毛刺的特点,并可放在热处理后加工。
1.加工原理
电火花加工的原理是基于电极和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电蚀现象,电蚀多余的金属,达到加工孔的目的。加工喷孔的电极是利用300mm长的杆状金属丝(经常使用的有黄铜电丝、碳化钨电丝、紫铜电丝和银电丝,但根据其加工质量和效率以及成本,多数情况下选用碳化钨电丝与银电丝)。此电极丝是通过无心磨床加工,电极丝的圆度保证在3μm以下,直线度保证在3μm以下。
目前的电火花加工方式主要有两种:一种是加工喷孔时电解丝做轴向进给,另一种是加工喷孔时电极丝做轴向进给和旋转运动。在加工过程中,总是根据加工零件的不同(材料、孔径和孔深等)来确定放电参数(脉冲频率、脉冲宽度和放电间隙等)。
2.加工设备及工艺参数
苏州长风机电科技有限公司的CF-007数控微孔机
该机床利用电火花放电原理加工高精度、高光洁度精密微孔。用于加工各类喷油嘴零件精密微孔,加工精密圆形微孔范围一般在¢0.1~¢0.5mm。
孔的加工精度:±0.003mm(孔径≤Φ0.5mm厚度≤1.0mm材料1Cr18Ni9Ti)。
加工表面粗糙度:Ra≤0.6μm
单孔加工时间﹤40秒(孔径¢0.2mm厚度1.0mm材料1Cr18Ni9Ti)。
加工喷油嘴喷孔圆周分布角及轴向夹角其散差不超过±1°。
加工喷油嘴喷孔加工后针阀体喷孔流量在±3%之内
采用工控机控制,14”彩色显示器;X、Y、A、C、W轴采用进口松下交流伺服电机及驱动系统半闭环控制。
X、Y、A、C轴的点位数控,Z、W轴的伺服及位置控制。
采用人机对话及中文操作界面。
电极的自动补偿,自动找零位,加工到预定深度后自动回退。
根据工艺要求,加工过程电参数的自动切换。
电极用完报讯。
六轴坐标显示,加工状态显示,加工参数显示。
可以指定任意孔位加工。
加工过程中,实际加工时间与设定时间偏差超过设定范围时报警。
可储存1000种以上的工艺参数。
发动机喷油嘴精密微孔六轴数控电火花加工机
产品特点:高效精密微孔加工机利用电火花放电原理加工高精度、高光洁度精密微孔,专业加工0.2以下微孔,用于油泵油嘴孔的加工,喷丝板孔的加工。
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。

0 条回复

暂无讨论,说说你的看法吧!

 回复

你需要  登录  或  注册  后参与讨论!