CN101870018A - 燃油喷嘴喷孔内孔口电解加工方法及所使用的电解夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种燃油喷嘴喷孔内孔口电解加工方法，其是通过电化学方法在燃油喷嘴喷孔的内孔口形成凹半圆球面。首先是将电解夹具的套有绝缘套的阴极杆伸进燃油喷嘴内，使绝缘套上的出水孔正对所述喷嘴中需电解的喷孔内孔口位置，然后将燃油喷嘴和电解夹具的位置相互固定。然后将燃油喷嘴接直流电源的正极，将电解夹具的阴极杆接直流电源的负极，两极接通电源；同时，将电解液通入阴极杆，使其在强电场的作用下通过阴极杆和绝缘套之间的间隙流向绝缘套上的出水孔处，并从相应需电解凹半圆球面的喷孔流出，通过电解液在内孔口处产生腐蚀效应，逐渐电解出所需加工的凹半圆球面形状。本方法加工易于实现，精度高。

Description

燃油喷嘴喷孔内孔口电解加工方法及所使用的电解夹具
技术领域
本发明属于柴油机精密加工技术领域，具体涉及对低速柴油机复合喷嘴喷孔内孔口凹半园球面的加工。
背景技术
低速柴油机复合燃油喷嘴主要应用于低速柴油机阀杆式喷油器上面，是柴油机的关键零件。此类喷嘴是采用复合材料，材料特殊，主要结构见附图2，其在喷嘴的部分喷孔内孔口需要有R1～1.5的凹半园球面，要求精度高，加工难度大。而这种凹半园球面采用传统的机械加工方法根本无法加工。现有技术又没有公开过其他有效的加工方法，使得此类喷嘴加工成为一个难题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提出一种燃油喷嘴喷孔内孔口电解加工方法，采用电化学加工夹具和电解液，通过调整系列电场和流场参数，从而在复合燃油喷嘴喷孔的内孔口形成加工范围为R1～R1.5的凹半园球面，保证低速机复合燃油喷嘴的工作要求。
为了达到上述目的，本发明采用的加工方法如下：
一种燃油喷嘴喷孔内孔口电解加工方法，其是通过电化学方法在燃油喷嘴喷孔的内孔口形成凹半园球面，所述方法的过程如下：
首先将电解夹具的套有绝缘套的阴极杆伸进燃油喷嘴内，使绝缘套上的出水孔正对所述喷嘴中需电解的喷孔内孔口位置，然后将燃油喷嘴和电解夹具的位置相互固定。
然后将燃油喷嘴接直流电源的正极，将电解夹具的阴极杆接直流电源的负极，两极接通电源；同时，将电解液通入阴极杆，使其在强电场的作用下通过阴极杆和绝缘套之间的间隙流向绝缘套上的出水孔处，并从相应需电解凹半园球面的喷孔流出，通过电解液在内孔口处产生腐蚀效应，逐渐电解出所需加工的凹半园球面形状。
在本方法中，所述通电的电压为5～45V可调，电流密度为10～100A/cm2，所述内孔口处的凹半园球面的范围为R1～R1.5。
进一步本发明还提出所述加工方法使用的燃油喷嘴喷孔内孔口电解夹具，所述夹具包括螺母、压帽、绝缘套、阴极杆和定位销；
所述阴极杆的杆部伸入绝缘套的套杆内，在杆部外壁与套杆内壁之间留有容电解液通过的间隙，在套杆上对应于燃油喷嘴喷孔的位置，开有出水孔即电解出液口；
所述阴极杆的下部由绝缘套的套座下端面压装在螺母内，绝缘套的套座又由压帽压紧，压帽与螺母旋接固定；
所述绝缘套的套座的上端面为燃油喷嘴的定位面，在所述上端面上设计有与燃油喷嘴大外圆上的键槽位置对应的定位销孔。
所述阴极杆的下部加工有电解液进液孔，所述进电解液进液孔大小与阴极杆杆部外壁与绝缘套套杆内壁之间的间隙大小相当。
本发明通过电解的工艺方法，采用电解夹具和电解液，控制加工部位，电解形成所需要的喷孔内孔口凹半园球面形状，其加工易于实现，精度高。
本发明主要应用于低速机复合燃油喷嘴的加工，也可用于燃油喷射系统其它部分零件的加工。
附图说明
图1电解夹具在加工状态的示意图；
图1A是图1的A-A剖面图；
图2是加工出的喷嘴的结构示意图；
其中图2A：喷嘴的喷孔投影在竖直平面内的角度分布图；
图2B：喷嘴的喷孔投影在大端面内的角度分布图；
图2C：喷孔内孔口的加工示意图；
上述几个图中，1、2、3、4代表喷嘴的四个喷孔的序号，图中的角度表示喷孔在不同投影面内的分布情况。
具体实施方式
参见图1，对低速柴油机复合喷嘴喷孔内孔口凹半园球面的加工，我们采取了电解的工艺方法。在电解的过程中，电解夹具的设计结构非常重要，其主要有以下几部分组成：螺母、压帽、绝缘套、阴极杆、定位销。电解夹具的结构和本加工方法的过程如下所示：
1、电解夹具的结构：
所述阴极杆14的杆部伸入绝缘套13的套杆内，在杆部外壁与套杆内壁之间留有容电解液通过的间隙16，如图1A所示。在套杆上对应于燃油喷嘴喷孔的位置，开有电解液出液口17。
所述阴极杆14的下部由绝缘套13的套座下端面压装在螺母11内，绝缘套13的套座又由压帽12压紧，压帽12与螺母11旋接固定。
所述绝缘套13的套座的上端面为燃油喷嘴的定位面，在所述上端面上设计有与燃油喷嘴大外圆上的键槽位置对应的定位销孔18，通过定位销15定位。
所述阴极杆14的下部加工有4个电解液进液孔19，所述进电解液孔19与阴极杆杆部外壁与绝缘套套杆内壁之间的间隙16相通，便于电解液的流通。并且，所述电解液进液孔19的大小要与阴极杆杆部外壁与绝缘套套杆内壁之间的间隙A的大小相当。
本夹具中，阴极杆14是重要零件，由于我们采用的是对金属腐蚀性较强电解液，如NaCO3+NaCl+NaF，为了避免对阴极工具的腐蚀，阴极杆采用了耐腐蚀材料，如不锈钢材料。在电解液流通经过处，还须提高表面粗糙度，降低电解液的流通阻力，保持流场通畅。
绝缘套13是电解夹具中另一个重要的零件，它的制造精度直接影响电解加工的位置和形状。要保证只电解加工部分喷孔内孔口的凹半园球面，那么喷孔内腔的其它的地方必须绝缘，因此绝缘套主要的作用就是将阴极杆与零件的非电解部位隔离开，只露出需要电解加工的阴极部位。
本电解夹具采用定向电解、喷孔出水的结构形式，在喷孔的内孔口需电解处相对应的绝缘套位置，开一个出水孔，起到电解腐蚀和出水作用。由于复合燃油喷嘴的喷孔和大外圆上的键槽有严格的位置关系(如图2B中所示每个喷孔轴线与键槽有角度关系)，因此在绝缘套的套座上平面(即零件定位面)处设计有定位销孔，便于零件的定位和定向加工。只要精确计算了绝缘套上出水孔至零件定位面的距离，就能保证电解出来得凹半园球面位置不会有所偏差。
2、加工方法：
首先将电解夹具的套有绝缘套的阴极杆伸进燃油喷嘴内，使绝缘套上的出水孔正对所述喷嘴中需电解的内孔口的喷孔位置，然后将阴极杆的下部通过绝缘套固定到螺母和压帽组合形成的紧固结构中，将燃油喷嘴套在绝缘套的套杆外，并通过定位销定位，使其和电解夹具的位置相互固定。
然后将燃油喷嘴接直流电源的正极，将电解夹具的阴极杆接直流电源的负极，两极接通电源；同时，将电解液通入阴极杆和绝缘套之间的间隙，使其在强电场的作用下以一定的流速流向绝缘套上的出水孔处，并从相应需电解凹半园球面的喷孔流出。在绝缘套出水孔处，通过电场和流场的分布作用，随着电解时间的增加，电解液在内孔口处产生腐蚀效应，逐渐电解出所需加工的范围为R1～1.5凹半园球面形状。
在电解加工的过程中，电压为5～45V可调，电流密度为10～100A/cm2，加工节拍30S/件。电场和流场参数，根据工件的加工要求，在各自的范围内选取。

Claims (5)

1.一种燃油喷嘴喷孔内孔口电解加工方法，其是通过电化学方法在燃油喷嘴喷孔的内孔口形成凹半园球面，所述方法的过程如下：
首先将电解夹具的套有绝缘套的阴极杆伸进燃油喷嘴内，使绝缘套上的出水孔正对所述喷嘴中需电解的喷孔内孔口位置，然后将燃油喷嘴和电解夹具的位置相互固定；
然后将燃油喷嘴接直流电源的正极，将电解夹具的阴极杆接直流电源的负极，两极接通电源；同时，将电解液通入阴极杆和绝缘套之间的间隙，使其在强电场的作用下流向绝缘套上的出水孔处，并从相应需电解凹半园球面的喷孔流出，通过电解液在内孔口处产生腐蚀效应，逐渐电解出所需加工的凹半园球面形状。
2.根据权利要求1所述的燃油喷嘴喷孔内孔口电解加工方法，其特征在于：所述通电的电压为5～45V可调，电流密度为10～100A/cm2。
3.根据权利要求1或2所述的燃油喷嘴喷孔内孔口电解加工方法，其特征在于：所述内孔口处的凹半园球面的范围为R1～R1.5。
4.一种实现权利要求1所述加工方法的燃油喷嘴喷孔内孔口电解夹具，所述夹具包括螺母、压帽、绝缘套、阴极杆和定位销；
所述阴极杆的杆部伸入绝缘套的套杆内，在杆部外壁与套杆内壁之间留有容电解液通过的间隙，在绝缘套的套杆上对应于燃油喷嘴喷孔的位置，开有电解液出液口；所述阴极杆的下部加工有电解液进液孔；
所述阴极杆的下部由绝缘套的套座下端面压装在螺母内，绝缘套的套座又由压帽压紧，压帽与螺母旋接固定；
所述绝缘套的套座的上端面为燃油喷嘴的定位面，在所述上端面上设计有与燃油喷嘴大外圆上的键槽位置对应的定位销孔。
5.根据权利要求4所述的燃油喷嘴喷孔内孔口电解夹具，其特征在于：所述电解液进液孔的大小与阴极杆杆部外壁与绝缘套套杆内壁之间的间隙的大小相当。
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