浅谈高速电火花微孔加工工艺在高压喷油器中的应用

高百顺

大陆汽车电子(长春)有限公司 吉林 长春 130033

引言：高速电火花微孔加工这种电火花加工工艺主要是在20世纪左右发展起来的,其在实际应用操作中,无需机械能量,也不需要通过切削力处理其中的金属问题,直接通过电能方式进行加工即可,过程控制较为方便。

一、高速电火花微孔加工的工艺特点

高速电火花加工技术在制造微孔过程中除了需要严格按照电火花加工技术的基础原理之外,同时和普通的电火花加工工艺之间存在较大的差距,其应用特点如下：第一是应用管状的中空电极,第二是管状电极内部含有高压运行液,能够将加工过程中的腐蚀性产物强制冲走。第三是电极需要在加工过程中维持回转运动,确保管状电极能够保持端面的均匀损耗,避免其因为电火花反作用的影响,出现振动倾斜问题。高压工作液还可以将生产中的各种放电蚀物强制排出,由此能够发现高速电火花加工技术其主要特征便是速度魁岸,通常电火花微孔的处理速度主要是在每分钟30毫米到60毫米之间,远远超出了机械加工小孔的速度,同时高速电火花加工技术适合直径在0.3到3毫米之间的小孔,从理论层面分析,小孔的深径比需要大于200比1。

二、高速电火花微孔加工技术在高压喷油器中的有效应用

(一)喷油器的微孔特征。喷油器主要包括下部喷油器阀座以及上部喷油器阀体共同构成,喷油器流经的高压燃油通过喷油嘴的各小孔喷出,形成一种雾化颗粒的形式,而喷油嘴的小孔直径以及燃油压力决定了燃油颗粒的大小,由此能够看出小孔质量对于燃烧率的影响。随着燃油燃烧效率的改变,其对于空中气体排放有害气体也存在一定差异,为了进一步抑制各种有害气体,世界各国还相继推出了汽车排放标准,我国的排放标准几乎和欧洲排放标准没有任何差异,但随着环境的恶化以及空气污染的加重,相关排放标准也将越加严格,为此需要进一步提高喷油孔加工质量[1]。

结合喷油嘴类型的差异,其微孔的形状与直径也各不相同,当下喷油嘴中比较常见的微孔直径主要是在0.1到0.55毫米之间,而欧洲排放标准下的喷油器喷孔要求直径在0.15到0.2毫米之间。随着相关排放标准的持续发展,喷油器相关喷孔质量要求也逐渐提升,对于喷油器喷孔表面粗糙度、微孔精度以及喷孔直径等内容有了更高的要求。

(二)喷油器微孔加工。当下,国内外关于喷油器的微孔加工具体包括以下几种方法：第一是手工钻削,利用高速变频台钻或风动台钻进行加工处理。第二是通过高速多轴数控加工钻床进行钻削。第三是通过专门的电火花微孔制造机床对喷油器的喷孔进行加工。陈锦华是无锡油泵油嘴研究机构中的研究人员,其率先针对瑞士电火花喷油器喷孔制造机床的结构特征、操作原理等内容进行深入分析,研究了不同因素对于加工精度影响程度,为后期高速电火花技工技术在喷油器中的应用奠定了基础。中国石油大学中的刘永红以及张龙等人在研究喷油器微孔高速电火花加工结构原理的基础上,针对制造机床专门研发了相应的控制系统,并对系统内部软件装置和硬件装置的组成进行了详细分析,系统研究了机床加工抗干扰性以及控制方法等内容,为高速电火花加工技术应用于喷油器微孔加工提供了可靠参考。随着喷孔精度、直径要求的提升,高速电火花加工技术的应用也逐渐增加。

在微孔加工中,因为间隙过小,而脉冲放电频率相对较高,使间隙内部积累各种放电碎屑,其会对放电稳定性产生不良影响,降低加工效率,为此需要进一步提升电火花加工效率,探寻排出放电产物有效方法。在利用高速电火花加工技术对喷油器进行微孔加工过程中,还需要对加工过程和放电状态进行合理检测,因为高速电火花加工技术的单个脉冲所产生的能量相对较小,因此其在外部能量干扰下,会出现波形畸变等问题,最终降低放电状态的准确识别率,针对该种状况,需要对电火花微孔加工过程进行严格控制,积极探寻准确识别放电状态的有效方法,从而提高微孔加工效率。做好微孔质量评定工作,随着相关加工技术的发展,当下高速电火花加工技术在对喷油器进行微孔加工过程中,已经不再满足深微孔加工,开始探寻高质量加工方法,为此需要针对微孔加工形成科学质量评价体系,准确判断微孔的位置、形状误差。

三、高速电火花微孔加工的未来发展方向

随着科技的发展,对于微孔加工质量要求也会相继提升,而高速电火花加工技术日后将会朝着以下几种方向发展：第一是通过对机床加工功能进行深入研究,积极发展盲孔技术,结合相应的电极检测功能,深入研究该项技术,应用到机型加工当中。第二是类似盲孔加工技术。通过实施电极损耗试验以及机床功能研发促进该项技术的持续发展,以机床防击穿保护功能为主积极开展相关试验,但因为对电极损耗要求较为精确,因此通常需要针对不同孔径和厚度的材料进行试验,随后,将最终的实验结果应用到零件加工当中。第三是深孔加工技术,针对不同深度选择不同参数加工方法,预防出现锥孔的问题,从而满足深孔的孔径需求。第四是提高加工稳定性,高速电火花加工技术自身在应用过程中,便存在较强随机性,加工工艺十分复杂,为此需要积极创新,提高加工稳定性[2]。

结语：综上所述,随着技术发展和制造领域竞争趋势的越加积累,其对于高速电火花微孔加工也提出了更高的工艺要求,为相关加工工艺的创新研发提供了全新发展动力,而后期电火花工艺在发展过程中需要朝着自动化、环保安全、低损耗、高效化的方向发展。