CN101444861A - 包括两个倾斜相交流路的流体设备的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工流体设备的方法，流体设备包括其中第一和第二流路(13a，13c)彼此倾斜相交的基体(13)。基体(13)具有限定第一流路(13a)的第一内壁(13b)、限定第二流路(13c)的第二内壁(13d)和在第一和第二内壁(13b，13d)之间的边界区域(13x)。边界区域(13x)包括其中第一和第二内壁(13b，13d)以锐角彼此相交的尖锐部分(130x)。该方法的特征在于：边界区域(13x)的尖锐部分(130x)利用第一加工电极(50)和第二加工电极(51)一起由ECM加工，第一和第二加工电极(50，51)分别插在第一和第二流路(13a，13c)中，以便面向尖锐部分(130x)。

Description

包括两个倾斜相交流路的流体设备的加工方法

技术领域

本发明涉及包括两个彼此倾斜相交的流路的流体设备的加工方法。

背景技术

传统的共轨燃料喷射系统(其将燃料喷射进压燃式发动机)包括加压燃料并向系统的共轨(即，高压燃料蓄压器)提供合成的高压燃料的燃料供应泵。

燃料供应泵包括气缸，其具有形成其中的柱塞插入孔、插入柱塞插入孔中的柱塞、由气缸和柱塞限定的泵室、以及在气缸中形成来与泵室相通的排放通道。运行中，柱塞在气缸的柱塞插入孔中往复运动，从而燃料吸入泵室，在泵室中加压，并从泵室排放到共轨。

在这种燃料供应泵中，当燃料在泵室中加压时，气缸由于高的燃料应力将径向地向外扩大。因此，在面向泵室的气缸的内壁中，在气缸的圆周方向将生成张应力。

图7是气缸的内壁的展开图，其中箭头表示张应力的方向。如图7所示，张应力将集中在泵室和排放通道13c之间的边界区域13x，造成高应力部分300。此外，从高应力部分300，可能开始疲劳断裂，造成整个边界区域13x的破损。

国际公开号2003-512559的日语译文公开了一种加工包括两个彼此垂直相交的流路的共轨的方法。根据该方法，加工电极插入两个流路之一，以便对在两个流路之间的边界区域执行ECM(电化学加工，又称电解加工)。利用这种方法，能够使边界区域变圆并减小边界区域的表面粗糙度，从而防止边界区域的破损。

但是，虽然以上方法在两个流路垂直相交的情况下是有效的，但在如图8所示的两个流路彼此倾斜相交的情况下是无效的。

更具体地，如图8所示，当两个流路13a和13c彼此倾斜相交时，在边界区域13x中将生成高的应力，尤其在边界区域13x的尖锐部分130x中，在尖锐部分130x中两个流路13a和13c以锐角相交。因此，在这种情况下，边界区域13xx比在两个流路13a和13c彼此垂直相交的情况下更容易被破坏。

此外，当加工电极50插入流路13a来执行对尖锐部分130x的ECM时，面向流路13c的尖锐部分130x的一侧132x不能由ECM充分地加工，造成尖锐部分130x的高的表面粗糙度。结果，疲劳断裂可以从尖锐部分130x的该侧132x开始，造成整个边界区域13x的破坏。

发明内容

根据本发明，提供了一种加工流体设备的方法，流体设备包括其中第一和第二流路(13a，13c)彼此倾斜相交的基体(13)。基体(13)具有限定第一流路(13a)的第一内壁(13b)、限定第二流路(13c)的第二内壁(13d)、和在第一和第二内壁(13b，13d)之间的边界区域(13x)。边界区域(13x)包括其中第一和第二内壁(13b，13d)以锐角彼此相交的尖锐部分(130x)。该方法的特征在于：边界区域(13x)的尖锐部分(130x)利用第一加工电极(50)和第二加工电极(51)一起由ECM(机电加工)来加工，第一和第二加工电极(50，51)分别插在第一和第二流路(13a，13c)中，以便面向边界区域(13x)的尖锐部分(130x)。

利用以上方法，分别面向第一和第二加工电极(50，51)的边界区域(13x)的尖锐部分(130x)的两侧能够可靠地由ECM加工。因此，整个尖锐部分(130x)的表面粗糙度能够减小。结果，在运行中，能够有效地分散在尖锐部分(130x)的应力，从而可靠地防止尖锐部分(130x)以及整个边界区域(13x)的破损。

根据本发明的另一实施例，ECM首先仅仅利用第一和第二加工电极(50，51)之一执行，然后利用第一和第二加工电极(50，51)一起执行。

更进一步地，在仅仅利用第一和第二加工电极(50，51)之一执行ECM中，优选地使电解液来从其中插入在ECM中仅仅使用的第一和第二加工电极(50，51)之一的两个流路(13a，13c)之一流向两个流路(13a，13c)的另一个。

根据本发明的另一实施例，在执行ECM之前，为边界区域(13x)的尖锐部分(130x)执行切割，以便切除尖锐部分(130x)的尖锐边缘(131x)。

再根据本发明的另一实施例，在执行ECM中，在第一加工电极(50)和基体(13)之间以及在第二加工电极(51)和基体(13)之间都间歇地施加电压。

根据本发明，还提供了制造流体设备(13)的方法，其特征在于流体设备(13)利用根据本发明的上述加工方法加工。

附图说明

本发明将通过以下给出的详细的说明和本发明的优选实施例的附图更加完整地被理解，但是，这些不限定本发明在特定的实施例，而是仅仅为了解释和理解。

在附图中：

图1A和1B是示意的横向剖视图，其示出了根据本发明的第一实施例的加工燃料供应泵的气缸的方法；

图2A，2B，2C是示意的横向剖视图，其示出了根据本发明的第二实施例的加工燃料供应泵的气缸的方法；

图3是示意的横向剖视图，其示出了未期望的例子，其中在执行对尖锐部分的ECM之后在燃料供应泵的气缸中的边界区域的尖锐部分的边缘仍保留；

图4A，4B，4C是示意的横向剖视图，其示出了根据本发明的第三实施例的加工燃料供应泵的气缸的方法；

图5A，5B，5C是示意的横向剖视图，其示出了根据本发明的第四实施例的加工燃料供应泵的气缸的方法；

图6A，6B是示意的横向剖视图，其示出了根据本发明的第五实施例的加工燃料供应泵的气缸的方法；

图7是传统的燃料供应泵的气缸的内壁的展开图；以及

图8是示意的横向剖视图，其示出了涉及包括彼此倾斜相交的两个流路的燃料供应泵的气缸的问题。

具体实施方式

以下将参照图1至6B说明根据本发明的优选实施例。

应该注意，为了清楚和理解的缘故，在可能的地方，在不同实施例中具有相同功能的相同部件已经利用在每幅图中的相同标号标出。

第一实施例

图1A和1B分别示出了在利用根据本发明的第一实施例的方法执行对气缸13的ECM(电化学加工)之前和之后的燃料供应泵的气缸13的形状。

燃料供应泵设计为用在共轨燃料喷射系统中，其喷射燃料进压燃式发动机，以便向系统的共轨(即，高压燃料蓄压器)供应高压燃料。

气缸13由金属材料制成并在其中形成圆柱形状的第一孔13a。圆柱形柱塞(未示出)插入第一孔13a中，以便在第一孔13a中往复运动。限定第一孔13a的气缸13的第一内壁13b与柱塞的顶部端面(未示出)一起限定了在气缸13中的泵室15。

气缸13还在其中形成第二孔13c，其与泵室15相通，以便用作泵室15的燃料排放通道。

在运行中，柱塞在气缸13的第一孔13a中往复运动，从而将燃料吸入泵室15，在泵室15中加压，并通过第二孔13c从泵室15排出到共轨。

应该注意，为了简化的缘故，泵室15的燃料吸入路径和共轨都从图1A和1B省略了。

第一和第二孔13a和13c彼此倾斜相交。换句话说，限定第一孔13a的气缸13的第一内壁13b倾斜地与限定第二孔13c的气缸13的第二内壁13d相交。在第一和第二内壁13b和13d之间的边界区域13x包括尖锐部分130x，其中第一和第二内壁13b和13d之间以锐角彼此相交。

在本实施例中，边界区域13x的尖锐部分130x利用第一加工电极50和第二加工电极51一起由ECM加工。

更具体地，如图1A所示，第一加工电极50插入气缸13的第一孔13a，以致第一加工电极50的远端部分在第一孔13a的径向方向面向边界区域13x的尖锐部分130x。另一方面，第二加工电极51插入气缸13的第二孔13c，以致第二加工电极51的远端部分在第二孔13c的径向方向面向边界区域13x的尖锐部分130x。

更进一步地，第一加工电极50的近端部分(未示出)和第二加工电极51的近端部分(未示出)都电连接到直流电源(未示出)的负极(-)接线端。另一方面，气缸13电连接到直流电源的正极(+)接线端。

然后，当使电解液流向边界区域13x的尖锐部分130x时，在第一加工电极50和气缸13之间以及在第二加工电极51和气缸13之间施加电压。结果，构成尖锐部分130x的金属材料由电解液溶解，形成如图1B中所示的尖锐部分130x。

利用根据本发明的以上方法，分别面向第一和第二加工电极50和51的边界区域13x的尖锐部分130x的两侧能够可靠地由ECM加工。因此，整个尖锐部分130x的表面粗糙度能够减至最小。结果，在运行中，应力能够有效地在尖锐部分130x中分散，从而可靠地防止尖锐部分130x以及整个边界区域13x的破损。

此外，在该实施例中，在第一加工电极50和气缸13之间以及在第二加工电极51和气缸13之间都间歇地施加电压。更具体地，以脉冲的形式施加该电压。

利用这种电压施加，在电压施加期间由电解液溶解的尖锐部分130x的金属材料在电压释放期间能够可靠地由电解液的流动从尖锐部分130x移走。因此，能够更有效地使尖锐部分130x的表面粗糙度最小化。

此外，应该理解，也能够在第一加工电极50和气缸13之间以及在第二加工电极51和气缸13之间都持续地施加电压。

第二实施例

图2A，2B，2C分别示出了利用根据本发明的第二实施例的方法在执行对气缸13的ECM之前、期间、之后的气缸13的形状。

首先参照图3，依据ECM的条件(如，过分长的ECM时间)在执行对尖锐部分130x的ECM之后可能仍保留尖锐部分130x的尖锐边缘131x。在尖锐边缘131x容易出现应力集中，造成尖锐部分130x的破损。因此，期望在ECM之后防止保留尖锐边缘131x。

鉴于以上，在本实施例中，ECM以两个阶段对边界区域13x的尖锐部分130x执行。

在第一阶段中，如图2A所示，仅仅将第一加工电极50插入气缸13的第一孔13a中，以致第一加工电极50的远端部分在第一孔13a的径向方向面向尖锐部分130x。

然后，当使电解液流向边界区域13x的尖锐部分130x时，在第一加工电极50和气缸13之间施加电压。因此，在第一孔13a侧上的尖锐部分130x的金属材料由电解液溶解，如图2B所示使尖锐部分130x的尖锐边缘131x变圆。

在第二阶段中，如图2C所示，还将第二加工电极51插入气缸13的第二孔13c中，以致第二加工电极51的远端部分在第二孔13c的径向方向面向尖锐部分130x。

然后，当使电解液流向边界区域13x的尖锐部分130x时，在第一加工电极50和气缸13之间以及在第二加工电极51和气缸13之间施加电压。因此，在第一孔13a侧上和第二孔13c侧上的尖锐部分130x的金属材料由电解液溶解。结果，尖锐部分130x的形状如图2C所示，没有保留尖锐边缘131x。

此外，在第一阶段中，代替利用第一加工电极50插入气缸13的第一孔13a中，ECM也能够利用第二加工电极51插入气缸13的第二孔13c中执行。在这种情况下，仍然能够有效地由ECM使尖锐部分130x的尖锐边缘131x成圆形。

第三实施例

图4A-4C示出了根据本发明的第三实施例加工边界区域13x的尖锐部分130x的方法。

在本实施例中，边界区域13x的尖锐部分130x以两个阶段加工。

在第一阶段中，如图4A所示，安装在钻床(未示出)中的钻头70插入气缸13的第一孔13a，以便切断尖锐部分130x的尖锐边缘131x。结果，尖锐部分130x的形状如图4B所示。

在第二阶段中，如图4C所示，将第一加工电极50插入气缸13的第一孔13a中，以致第一加工电极50的远端部分在第一孔13a的径向方向面向尖锐部分130x。此外，将第二加工电极51插入气缸13的第二孔13c中，以致第二加工电极51的远端部分在第二孔13c的径向方向面向尖锐部分130x。

然后，当使电解液流向尖锐部分130x时，在第一加工电极50和气缸13之间以及在第二加工电极51和气缸13之间施加电压。结果，在第一孔13a侧上和第二孔13c侧上的尖锐部分130x的金属材料由电解液溶解，形成如图4C所示的尖锐部分130x。

此外，在第一阶段中，在尖锐部分130x的切割表面和第一孔13a轴线之间的角度(即，在钻头70的轴线和第一孔13a轴线之间的角度)可以设为任意值，只要钻头70能够以那个值切断尖锐部分130x的尖锐边缘131x即可。

第四实施例

图5A-5C示出了根据本发明的第四实施例加工边界区域13x的尖锐部分130x的方法。

在本实施例中，边界区域13x的尖锐部分130x以两个阶段加工。

在第一阶段中，如图5A所示，安装在铣槽机(未示出)中的开槽刀片80插入气缸13的第一孔13a，以便切断尖锐部分130x的尖锐边缘131x。结果，尖锐部分130x的形状如图5B所示。

在第二阶段中，如图5C所示，将第一加工电极50插入气缸13的第一孔13a中，以致第一加工电极50的远端部分在第一孔13a的径向方向面向尖锐部分130x。此外，将第二加工电极51插入气缸13的第二孔13c中，以致第二加工电极51的远端部分在第二孔13c的径向方向面向尖锐部分130x。

然后，当使电解液流向尖锐部分130x时，在第一加工电极50和气缸13之间以及在第二加工电极51和气缸13之间施加电压。结果，在第一孔13a侧上和第二孔13c侧上的尖锐部分130x的金属材料由电解液溶解，形成如图5C所示的尖锐部分130x。

此外，在第一阶段中，在尖锐部分130x的切割表面和第一孔13a轴线之间的角度可以设为任意值，只要钻头70能够以那个值切断尖锐部分130x的尖锐边缘131x即可。

第五实施例

图6A和6B示出了根据本发明的第五实施例的加工边界区域13x的尖锐部分130x的方法。

根据本实施例的方法几乎与根据第二实施例的方法相同。在两种方法之间唯一的不同是在ECM的第一阶段中的电解液的流动方向在本实施例中还被特定了。

更具体地，在本实施例中，在ECM的第一阶段中，仅仅将第一加工电极50插入气缸13的第一孔13a中，以致第一加工电极50的远端部分在第一孔13a的径向方向面向尖锐部分130x。

然后，在第一加工电极50和气缸13之间施加电压。同时使电解液从第一孔13a经由尖锐部分130x流向第二孔13c，如在图6A中的箭头A所示。

因此，从第一加工电极50释放的负离子沿着电解液流动，从而可靠地到达尖锐部分130x的尖锐边缘131x并与制成尖锐边缘131x的金属材料反应。结果，如图6B中所示使尖锐边缘131x变圆。

ECM的第二阶段与第二实施例中的相同；因此，此处省略重复的说明。

虽然已经示出并描述了本发明的以上具体实施例，但是本领域的技术人员应该理解，不脱离本发明的精神的情况下可以做出各种修改、变化、和改进。

例如，在以前的实施例中，本发明应用于共轨燃料喷射系统的燃料供应泵的汽缸13。但是，本发明也能够应用于包括彼此倾斜相交的两个流路的任何其它的流体设备。

Claims (6)

1.一种加工流体设备的方法，流体设备包括其中第一和第二流路(13a，13c)彼此倾斜相交的基体(13)，基体(13)具有限定第一流路(13a)的第一内壁(13b)、限定第二流路(13c)的第二内壁(13d)、以及在第一和第二内壁(13b，13d)之间的边界区域(13x)，边界区域(13x)包括其中第一和第二内壁(13b，13d)之间以锐角彼此相交的尖锐部分(130x)，其特征在于：

边界区域(13x)的尖锐部分(130x)利用第一加工电极(50)和第二加工电极(51)一起由ECM加工，第一和第二加工电极(50，51)分别插在第一和第二流路(13a，13c)中，以便面向边界区域(13x)的尖锐部分(130x)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：ECM首先仅仅利用第一和第二加工电极(50，51)之一执行，然后利用第一和第二加工电极(50，51)一起执行。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在仅仅利用第一和第二加工电极(50，51)之一执行ECM中，使电解液从其中插入ECM仅仅使用的第一和第二加工电极(50，51)之一的两个流路(13a，13c)之一流向两个流路(13a，13c)的另一个。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在执行ECM之前，对边界区域(13x)的尖锐部分(130x)执行切割，以便切除尖锐部分(130x)的尖锐边缘(131x)。

5.根据权利要求1-4的任一项所述的方法，其特征在于：在执行ECM中，在第一加工电极(50)和基体(13)之间以及在第二加工电极(51)和基体(13)之间都间歇地施加电压。

6.一种制造流体设备(13)的方法，其特征在于：流体设备(13)利用如权利要求1-5任一项所述的方法加工。

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