RU213425U1

RU213425U1 - Displacer for electroerosive piercing of holes in complex steel parts

Info

Publication number: RU213425U1
Application number: RU2022115465U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Афанасьевич Лебедев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий"
Filing date: 2022-06-06
Publication date: 2022-09-12

Abstract

Вытеснитель для электроэрозионной прошивки отверстий в сложнопрофильных стальных деталях включает направляющую и упругую части, причем упругая часть выполнена в виде разрезной пружинящей втулки, устанавливаемой перед началом обработки в полость обрабатываемой детали, расположенную за прецизионным направляющим отверстием и имеющую диаметр больше диаметра прецизионного направляющего отверстия, так, что после установки образует заданное сочетание наружного диаметра упругой части с диаметром полости в зоне выхода прошиваемого отверстия.

A displacer for electroerosive piercing of holes in complex steel parts includes a guide and an elastic part, the elastic part being made in the form of a split spring bushing, which is installed before starting processing in the cavity of the workpiece, located behind the precision guide hole and having a diameter greater than the diameter of the precision guide hole, so, which, after installation, forms a given combination of the outer diameter of the elastic part with the diameter of the cavity in the exit zone of the pierced hole.

Description

Полезная модель относится к электроэрозионной обработке деталей в машиностроении и может быть использована, в частности, для выполнения отверстий в корпусах управляющих клапанов форсунок двигателей внутреннего сгорания.The utility model relates to electrical discharge machining of parts in mechanical engineering and can be used, in particular, to make holes in the control valve bodies of injectors of internal combustion engines.

В производстве топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания широкое распространение получили методы электроэрозионной обработки. С их помощью получают, в частности сопловые отверстия в корпусах распылителей.In the production of fuel equipment for internal combustion engines, methods of electrical discharge machining are widely used. With their help, in particular, nozzle openings in the atomizer housings are obtained.

Известно, что при сквозной прошивке отверстий, например, при выполнении соплового аппарата в корпусах распылителей наблюдается искажение продольной формы отверстий. Подачу электрода инструмента обычно организуют в направлении от наружной поверхности корпуса распылителя. При этом происходит, в общем случае, нелинейное сужение отверстия с расположением области меньшего диаметра в конце хода электрода инструмента, то есть со стороны внутренней полости корпуса распылителя.It is known that when through-piercing holes, for example, when making a nozzle apparatus in sprayer bodies, a distortion of the longitudinal shape of the holes is observed. The supply of the tool electrode is usually organized in the direction from the outer surface of the sprayer body. In this case, in the general case, a non-linear narrowing of the hole occurs with the location of a region of smaller diameter at the end of the tool electrode stroke, that is, from the side of the inner cavity of the atomizer body.

В распылителях, имеющих более одного соплового отверстия, продольные профили отверстий после прошивки различаются между собой, что связано с различием в условиях эвакуации продуктов эрозии из зоны обработки. До выхода электрода инструмента во внутреннюю полость корпуса распылителя продукты эрозии удаляются по кольцевому каналу - зазору - между электродом инструмента и стенками получаемого отверстия. После выхода электрода-инструмента во внутреннюю полость большая часть продуктов эрозии выходит в нее, так как гидравлическое сопротивление отверстия в зоне вскрытия меньше гидравлического сопротивления кольцевого канала. При обработке второго и последующих отверстий гидравлическое сопротивление на выходе из зоны вскрытия во внутреннюю полость еще более падает из-за дополнительной разгрузки внутренней полости через сопловые отверстия, прошитые ранее. Это приводит к различию в расходных характеристиках сопловых отверстий в одном корпусе распылителя, то есть к уменьшению гидроединообразия.In sprayers with more than one nozzle hole, the longitudinal profiles of the holes after piercing differ from each other, which is associated with a difference in the conditions for the evacuation of erosion products from the treatment zone. Before the tool electrode exits into the inner cavity of the atomizer housing, erosion products are removed along the annular channel - the gap - between the tool electrode and the walls of the resulting hole. After the tool electrode enters the inner cavity, most of the erosion products enter it, since the hydraulic resistance of the hole in the opening zone is less than the hydraulic resistance of the annular channel. When processing the second and subsequent holes, the hydraulic resistance at the exit from the opening zone into the inner cavity drops even more due to additional unloading of the inner cavity through the previously sewn nozzle holes. This leads to a difference in the flow characteristics of the nozzle holes in the same sprayer body, that is, to a decrease in hydrouniformity.

Калибровка сопловых отверстий за счет пропускания электрода инструмента в каждое сопловое отверстие на значительную длину не может исправить положения, поскольку сохраняются условия для разгрузки внутренней полости от продуктов эрозии через сопловые отверстия, прошитые ранее. Кроме того, при калибровке существует опасность внедрения электрода инструмента в противоположную стенку корпуса распылителя и, соответственно, браку.Calibration of the nozzle holes by passing the tool electrode into each nozzle hole for a considerable length cannot correct the situation, since the conditions remain for unloading the internal cavity from erosion products through the previously sewn nozzle holes. In addition, during calibration, there is a risk of the tool electrode penetrating the opposite wall of the atomizer body and, accordingly, marriage.

Известен способ прошивки сопловых отверстий распылителей, предусматривающий одновременно с калибровкой прошитого отверстия разрушение вышедшей из отверстия части электрода инструмента с помощью дополнительного электрода, помещенного в полость корпуса распылителя [А.С. SU 91044, опубл. 30.03.1967].A known method of flashing the nozzle holes of sprayers, which provides, simultaneously with the calibration of the stitched hole, the destruction of the part of the tool electrode that came out of the hole with the help of an additional electrode placed in the cavity of the sprayer body [A.S. SU 91044, publ. March 30, 1967].

К недостаткам известного решения относится сложность процесса, обусловленная необходимостью наличия второго разрядного контура и системы управления им. Кроме того, при реализации известного решения сохраняется разгрузка внутренней полости корпуса распылителя через прошитые ранее отверстия, что уменьшает их гидроединообразие.The disadvantages of the known solutions include the complexity of the process, due to the need for a second discharge circuit and a control system for it. In addition, when implementing the known solution, the unloading of the internal cavity of the atomizer body through previously stitched holes is preserved, which reduces their hydrouniformity.

Наиболее близким, по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемой полезной модели - является инструмент, применяемый при осуществлении способа прошивки сопловых отверстий и представляющий собой вытеснитель, устанавливаемый в корпус обрабатываемой детали с малым зазором по прецизионному направляющему отверстию в ней, причем в процессе прошивки выполняют выход электрода инструмента во внутреннюю полость обрабатываемой детали и внедрением на малую контролируемую величину в тело вытеснителя (пат. RU 2723855, опубл. 17.06.2020. Бюл. №17). Сопловые отверстия расположены на диаметрах, меньших диаметра прецизионного направляющего отверстия. Это позволяет эффективно использовать известное решение для их прошивки.The closest, in terms of essential features - the prototype of the claimed utility model - is a tool used in the implementation of the method of flashing nozzle holes and representing a displacer installed in the body of the workpiece with a small gap along a precision guide hole in it, and in the process of flashing, the electrode exits the tool into the internal cavity of the workpiece and the introduction of a small controlled value into the body of the displacer (US Pat. RU 2723855, publ. 17.06.2020. Bull. No. 17). The nozzle holes are located at diameters smaller than the diameter of the precision pilot hole. This allows you to effectively use the well-known solution for their firmware.

В то же время, к недостаткам известного решения относится неудовлетворительное ограничение объема полости за границей прошитого отверстия, если диаметр этой полости больше диаметра прецизионного направляющего отверстия. В топливной аппаратуре существует объективная необходимость обработки сложнопрофильных деталей, имеющих расширяющиеся полости за прецизионными отверстиями. К таким деталям относятся, например, корпуса управляющих клапанов форсунок. Использования вытеснителей постоянного диаметра не позволяет обеспечивать при электроэрозионной прошивке заданные требования к точности прошиваемых отверстий, выходящих в полости, расширяющиеся за прецизионными отверстиями.At the same time, the disadvantages of the known solution include the unsatisfactory limitation of the volume of the cavity outside the stitched hole, if the diameter of this cavity is greater than the diameter of the precision guide hole. In fuel equipment, there is an objective need to process complex-shaped parts with expanding cavities behind precision holes. Such parts include, for example, the control valve bodies of the injectors. The use of displacers of constant diameter does not make it possible to provide, during electroerosive piercing, the specified requirements for the accuracy of pierced holes that extend into cavities expanding behind precision holes.

Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание вытеснителя для электроэрозионной прошивки отверстий в сложнопрофильных стальных деталях (далее - вытеснителя), имеющих прецизионное направляющее отверстие с расположенной за ним полостью, диаметр которой больше диаметра прецизионного направляющего отверстия, позволяющего обрабатывать отверстия, расположенные на диаметрах, больших диаметра прецизионного направляющего отверстия, в том числе – отверстий в корпусах управляющего клапана.The technical problem to be solved by the proposed utility model is the creation of a displacer for electroerosive piercing of holes in complex steel parts (hereinafter referred to as the displacer) having a precision guide hole with a cavity located behind it, the diameter of which is larger than the diameter of the precision guide hole, which allows processing holes, located on diameters larger than the diameter of the precision pilot hole, including holes in the control valve bodies.

Решение поставленной технической задачи достигается за счет выполнения в конструкции вытеснителя направляющей и упругой частей, так, что упругая часть выполнена в виде разрезной пружинящей втулки с возможностью установки перед началом прошивки в упомянутую полость детали с обеспечением заданного сочетания наружного диаметра упругой части с диаметром полости в зоне выхода прошиваемого отверстия.The solution of the stated technical problem is achieved due to the implementation of the guide and elastic parts in the design of the displacer, so that the elastic part is made in the form of a split spring sleeve with the possibility of installation before starting the firmware in the mentioned cavity of the part, providing a given combination of the outer diameter of the elastic part with the diameter of the cavity in the zone hole to be sewn.

Новизной в предлагаемом вытеснителе является применение вытеснителя для ограничения объема полости за границей прошитого отверстия, обеспечивающего отвод (эвакуацию) продуктов эрозии только по кольцевому каналу, образованному электродом и стенками прошиваемого отверстия, и допускающего внедрение в себя электрода инструмента на контролируемую величину, выполненного в виде упругой детали.A novelty in the proposed displacer is the use of a displacer to limit the volume of the cavity outside the stitched hole, which ensures the removal (evacuation) of erosion products only along the annular channel formed by the electrode and the walls of the stitched hole, and allows the introduction of the tool electrode into itself by a controlled value, made in the form of an elastic details.

Конструкция предлагаемого в качестве настоящей полезной модели вытеснителя для электроэрозионной прошивки отверстий в сложнопрофильных стальных деталях поясняется чертежом (фиг. 1) и включает направляющую часть 1, базируемую по прецизионному направляющему отверстию, выполненному в обрабатываемой детали 4, и упругую часть 2, находящуюся в процессе обработки детали 4 в полости, диаметр которой больше диаметра упомянутого прецизионного отверстия.The design of the displacer proposed as a real utility model for electroerosive piercing of holes in complex steel parts is illustrated by the drawing (Fig. 1) and includes a guide part 1 based on a precision guide hole made in the workpiece 4, and an elastic part 2 that is in the process of processing parts 4 in the cavity, the diameter of which is greater than the diameter of the said precision hole.

Упругая часть 2 вытеснителя выполнена в виде разрезной пружинящей втулки. Диаметр упругой части 2 после установки вытеснителя в рабочее положение перед началом прошивки отверстия 41 в обрабатываемой детали 4 меньше диаметра полости 42 в зоне выхода будущего отверстия 41 в полость 42 на величину допустимого зазора, равен этому диаметру или превышает его на величину допустимого натяга.The elastic part 2 of the displacer is made in the form of a split spring sleeve. The diameter of the elastic part 2 after the displacer is installed in the working position before the start of piercing the hole 41 in the workpiece 4 is less than the diameter of the cavity 42 in the area where the future hole 41 exits into the cavity 42 by the value of the allowable gap, is equal to this diameter or exceeds it by the value of the allowable tightness.

Величина допустимого зазора или допустимого натяга в сопряжении упругой части 2 вытеснителя с полостью 42 не являются предметом охраны по настоящей заявке.The value of the allowable gap or allowable tightness in the interface of the elastic part 2 of the displacer with the cavity 42 are not subject to protection in this application.

Предлагаемый в качестве настоящей полезной модели вытеснитель для электроэрозионной прошивки отверстий в сложнопрофильных стальных деталей работает следующим образом.Proposed as a real utility model, the displacer for electroerosive piercing of holes in complex steel parts works as follows.

Вытеснитель устанавливают в обрабатываемую деталь 4 до фиксации в рабочем положении. При перемещении вытеснителя через прецизионное направляющее отверстие в обрабатываемой детали, упругая часть 2 упруго деформируется так, что ее наружный диаметр уменьшается. Это позволяет завести упругую часть 2 в полость 42 обрабатываемой детали 4. После выхода упругой части 2 в полость 42 происходит восстановление формы и размеров упругой части 2 - до исходных величин, если предусмотрена установка упругой части 2 в полость 42 с зазором или до пределов, ограниченных размерами полости 42, если предусмотрена установка с натягом.The displacer is installed in the workpiece 4 until it is fixed in the working position. By moving the displacer through the precision guide hole in the workpiece, the elastic part 2 is elastically deformed so that its outer diameter is reduced. This allows you to get the elastic part 2 into the cavity 42 of the workpiece 4. After the release of the elastic part 2 into the cavity 42, the shape and dimensions of the elastic part 2 are restored to their original values, if the installation of the elastic part 2 into the cavity 42 with a gap or to the limits limited the dimensions of the cavity 42, if an interference fit is provided.

Фиксация вытеснителя в рабочем положении может осуществлять любым способом, известным из уровня техники. В качестве примера, не исключающего другие варианты исполнения, определяемые конструкцией конкретных обрабатываемых деталей и используемого оборудования, на фиг. показан вариант с упором вытеснителя во внутренний торец обрабатываемой детали 4.Fixation of the displacer in the working position can be carried out by any method known from the prior art. As an example, not excluding other embodiments, determined by the design of specific workpieces and equipment used, in Fig. the variant with the displacer stop in the inner end face of the workpiece 4 is shown.

После фиксации вытеснителя к детали 4 подводят инструмент с электродом 3 так, что ось электрода 3 совпадает с осью будущего отверстия 41, выполняют прошивку соплового отверстия, сообщая электроду 3 поступательное движение. При этом фактическое перемещение электрода 3 устанавливают большим, чем длина отверстия 41 на малую величину. При выходе из соплового отверстия электрод 3 внедряется в упругую часть 2 вытеснителя, формируя в нем глухую полость 21. Продукты эрозии при прошивке отверстия 41 эвакуируются только через кольцевой канал, образованный стенками этого отверстия и поверхностью электрода 3. Это обеспечивает для всех обрабатываемых деталей 4 пренебрежимо малое различие продольных профилей и, соответственно, высокую степень гидравлического единообразия прошитых отверстий.After fixing the displacer, a tool with an electrode 3 is brought to the part 4 so that the axis of the electrode 3 coincides with the axis of the future hole 41, the nozzle hole is pierced, imparting translational motion to the electrode 3. In this case, the actual movement of the electrode 3 is set to be larger than the length of the hole 41 by a small amount. When leaving the nozzle hole, the electrode 3 is introduced into the elastic part 2 of the displacer, forming a blind cavity 21 in it. small difference in longitudinal profiles and, accordingly, a high degree of hydraulic uniformity of the stitched holes.

После завершения прошивки электрод 3 извлекают из прошитого отверстия 41, вытеснитель перемещают из детали 4 наружу. При перемещении по прецизионному направляющему отверстию детали 4 упругая часть 2 вновь деформируется, ее наружный диаметр уменьшается, после выхода из детали - восстанавливается до исходных формы и размеров.After the firmware is completed, the electrode 3 is removed from the stitched hole 41, the displacer is moved out of the part 4. When moving along the precision guide hole of the part 4, the elastic part 2 deforms again, its outer diameter decreases, after leaving the part it is restored to its original shape and dimensions.

Предлагаемый вытеснитель для электроэрозионной прошивки отверстий в сложнопрофильных стальных деталях внедрен в серийное производство корпусов управляющих клапанов на Алтайском заводе прецизионных изделий.The proposed displacer for electroerosive drilling of holes in complex steel parts has been introduced into mass production of control valve bodies at the Altai Plant of Precision Products.

Claims

A displacer for electroerosive piercing of holes in a complex steel part having a precision guide hole with a cavity located behind it, the diameter of which is greater than the diameter of the precision guide hole, characterized in that it has a guide and an elastic part, the elastic part being made in the form of a split spring sleeve with the possibility installation before the start of flashing into the mentioned cavity of the part, providing a given combination of the outer diameter of the elastic part with the diameter of the cavity in the exit zone of the hole to be flashed.