Способ электроэрозионной обработки направляющего отверстия в корпусе распылителя Российский патент 2023 года по МПК B23H9/14 B23H1/00 

Изобретение относится к электроэрозионной обработке деталей топливной аппаратуры и может быть использовано для обработки направляющих отверстий в корпусах распылителей топливных форсунок двигателей внутреннего сгорания.

В производстве топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания широкое распространение получили методы электрофизической и электрохимической обработки.

Известен комбинированный способ электрохимической обработки деталей из титановых сплавов, включающий импульсно-циклическую обработку детали в несколько этапов (режимов) с помощью электрод-инструмента с периодическим контролем межэлектродного зазора, причем на одном из этапов обработку ведут при постоянной длительности импульса, а стабилизацию рабочего тока осуществляют путем изменения скорости подачи электрод-инструмента (пат. RU 2681590, опубл. 11.03.2019. Бюл. №8).

К недостаткам известного решения относится невозможность его применения для прецизионной обработки направляющего отверстия в корпусе распылителя, что обусловлено технологическими возможностями. Так, по данным С.И. Захаркина, технологические возможности электрохимической размерной обработки ограничены некоторым критическим значением межэлектродного зазора, причем на существующем промышленном оборудовании возможна установка межэлектродного зазора до 0,02-0,03 мм, а погрешность обработки (копирования) не может быть меньше 0,03 мм (Захаркин С.И. Электрохимическая размерная обработка при сверхмалых межэлектродных зазорах: специальность 05.03.01 «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки»: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Захаркин Сергей Иванович; Тульский государственный университет. - Тула, 2002. - 144 с. - Библиогр.: с. 129-141. - Текст: непосредственный… С. 13, 107). В то же время, требования к точности направляющих отверстий в корпусах распылителей топливных форсунок намного выше, например, допуск отклонения профиля продольного сечения направляющего отверстия составляет 0,5 мкм.

Наиболее близким, по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемой полезной модели - является способ электроэрозионной обработки внутренних цилиндрических поверхностей, включающий вращение заготовки на оправке, сообщение электроду-инструменту возвратно-поступательного перемещения и радиальной подачи, измерение радиуса обрабатываемой поверхности детали относительно оси вращения измерительным наконечником, связанным с блоком управления, и стабилизацию тока в межэлектродном зазоре путем изменения скорости радиальной подачи электрода-инструмента (A.C. SU 1407712, опубл. 07.07.1988. Бюл. №25). По мере обработки детали межэлектродный зазор увеличивается за счет увеличения радиуса обрабатываемой поверхности и, одновременно, за счет электроэрозионного износа рабочего конца электрода-инструмента. Известный способ предполагает постоянные величины подаваемого напряжения на каждом режиме обработки. Изменение межэлектродного зазора приводит к изменению его электрического сопротивления. Для поддержания стабильного тока на каждом режиме в известном способе изменяют величину скорости радиальной подачи электрода-инструмента. Величина съема металл определяется заданием продолжительности обработки на каждом режиме.

К недостаткам известного решения относится неудовлетворительная точность стабилизации тока на режимах обработки, связанная с несоответствием исходного предположения о постоянстве величин напряжения и тока в искровом промежутке. В реальных условиях, по многолетнему опыту заявителя, наблюдаются колебания напряжения и тока в искровом промежутке, обусловленные работой регулятора подачи электрода-инструмента, а так же колебания питания генератора искры источником постоянного напряжения. Указанные дестабилизирующие факторы имеют значительное влияние на величину съема металла с обрабатываемой поверхности за заданное время.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является получение дополнительной возможности диагностики состояния используемого оборудования при электроэрозионной обработке направляющего отверстия корпуса распылителя.

Способ электроэрозионной обработки направляющего отверстия в корпусе распылителя включает вращение заготовки корпуса распылителя на оправке, сообщение электроду-инструменту возвратно-поступательного перемещения вдоль оси обрабатываемого отверстия и радиальной подачи, измерение радиуса обрабатываемого отверстия относительно оси вращения измерительным наконечником, связанным с блоком управления, подачу импульсов напряжения на электрод-инструмент и стабилизацию тока в межэлектродном зазоре путем изменения скорости радиальной подачи электрода-инструмента, при этом во время обработки постоянно измеряют расход электрода-инструмента и с учетом измеренного фактического расхода электрода-инструмента при обработке вычисляют величину съема материала и окончание электроэрозионной обработки, при этом определяют разницу во времени между моментами прекращения обработки по достижению заданного расхода электрода-инструмента и по достижению заданной продолжительности обработки, которую используют для диагностики состояния оборудования.

Решение поставленной технической задачи достигается за счет введения в технологический процесс обработки в качестве дополнительного контрольного параметра расхода электрода-инструмента, как показателя, пропорционального величине съема материала при воздействии вышеуказанных дестабилизирующих факторов, и применения для диагностики используемого оборудования временного промежутка между двумя событиями: окончанием электроэрозионной обработки, определяемым расходом электрода-инструмента, и временной уставкой, задаваемой для обработки детали, исходя из имеющегося припуска.

Эти признаки являются новыми, существенными, промышленно применимыми и направлены на достижение заявленного технического результата.

Предлагаемый в качестве настоящего изобретения способ электроэрозионной обработки направляющего отверстия корпуса распылителя осуществляется следующим образом.

1. Обрабатываемый корпус распылителя (далее - заготовка) устанавливают на оправку.

2. Подводят измерительный наконечник к обрабатываемой поверхности.

3. Вращают заготовку.

4. Продолжительность обработки, выраженная в единицах времени, определяется, исходя из фактического размера направляющего отверстия в заготовке перед началом обработки, то есть исходя из припуска на операцию. Величина продолжительности обработки вводится в блок управления станка перед началом обработки.

5. На электрод-инструмент подают импульсы напряжения с генератора.

6. Электроду-инструменту сообщают возвратно-поступательное движение вдоль образующей обрабатываемого направляющего отверстия в заготовке и радиальную подачу в направлении к обрабатываемой поверхности.

Этапы с 1 по 6 осуществляются известным способом и не являются новыми.

7. Во время обработки постоянно измеряют расход электрода-инструмента и передают полученное значение в блок обработки информации.

Измерение расхода электрода-инструмента может быть выполнено любым способом, известным из уровня техники. Способ, примененный заявителем и описанный в примере осуществления предлагаемого способа, является только примером, не исключающим другие варианты.

8. Сигнал, преобразованный в блоке обработки информации, передают в блок управления станком, где используется для вычисления количества снятого материала для окончания обработки на текущем режиме.

9. Далее обработка ведется до ее прекращения по сигналу блока управления.

Блок управления подает сигнал при достижении одного из двух событий: достижения расхода электрода-инструмента, при котором величина съема равна величине припуска с погрешностью, допускаемой технологической документацией, и завершении заданной уставки по времени.

При нормальном осуществлении способа электроэрозионной обработки эти события наступают с временным промежутком, определяемым фактическим разбросом режимных параметров в реальных условиях и заданным в технологической документации.

Если разница между уставкой по времени и моментом наступления заданного расхода расход-электрода инструмента превышает допустимое значение, существует большая вероятность несоответствующей работы электрооборудования станка, например, отказ источника питания, генератора технологического напряжения и т.п.Таким образом, во время обработки происходит мониторинг технического состояния оборудования, а обслуживающий персонал получает первичную диагностическую информацию о состоянии оборудования без обмеров деталей, которые на этом оборудовании обрабатываются. Это позволяет существенно сэкономить время на обнаружение аварийных ситуаций и предотвратить выпуск несоответствующей продукции.

Пример осуществления предлагаемого способа. Обрабатывали распылитель 6А1-2003-60.

Использовали базовый станок ЦНИТА-8311, модернизированный для осуществления предлагаемого способа.

Заготовку вращали с частотой 60 мин^-1.

Электрод-инструмент перемещали возвратно-поступательно с частотой 40 ходов в минуту. Подачу электрода-инструмента осуществляли с помощью шагового привода. При этом на вход шагового привода подавали импульсы напряжения. Частота импульсов определяет скорость подачи электрода-инструмента, а количество - расход электрода-инструмента.

Расход электрода-инструмента измеряли на всех режимах обработки в пределах от 40 мкм/мин до 900 мкм/мин.

Технические требования к направляющему отверстию, оговоренные в конструкторской документации, полностью выполнены. Разница между заданной уставкой по времени и моментом наступления заданного расхода электрода-инструмента не превысила допустимую на всех режимах обработки. Проверка после завершения обработки систем станка подтвердила соответствие их технического состояния.

Техническим результатом осуществления предлагаемого способа обработки направляющего отверстия в корпусе распылителя является получение дополнительного инструмента мониторинга и диагностирования состояния оборудования, предотвращение попадания несоответствующих деталей на следующие операции.

Предлагаемый способ электроэрозионной обработки направляющего отверстия в корпусе распылителя внедрен в серийное производство на Алтайском заводе прецизионных изделий.

Изобретение относится к электроэрозионной обработке деталей топливной аппаратуры и может быть использовано для обработки направляющих отверстий в корпусах распылителей топливных форсунок двигателей внутреннего сгорания. Способ включает вращение заготовки корпуса распылителя на оправке, сообщение электроду-инструменту возвратно-поступательного перемещения вдоль оси обрабатываемого отверстия и радиальной подачи, измерение радиуса обрабатываемого отверстия относительно оси вращения измерительным наконечником, связанным с блоком управления, подачу импульсов напряжения на электрод-инструмент и стабилизацию тока в межэлектродном зазоре путем изменения скорости радиальной подачи электрода-инструмента. Во время обработки постоянно измеряют расход электрода-инструмента и с учетом измеренного фактического расхода электрода-инструмента при обработке вычисляют величину съема материала и окончание электроэрозионной обработки, при этом определяют разницу во времени между моментами прекращения обработки по достижении заданного расхода электрода-инструмента и по достижении заданной продолжительности обработки, которую используют для диагностики состояния оборудования. Техническим результатом является получение дополнительного инструмента мониторинга и диагностирования состояния оборудования, предотвращение попадания несоответствующих деталей на следующие операции. 1 пр.

Способ электроэрозионной обработки направляющего отверстия в корпусе распылителя, включающий вращение заготовки корпуса распылителя на оправке, сообщение электроду-инструменту возвратно-поступательного перемещения вдоль оси обрабатываемого отверстия и радиальной подачи, измерение радиуса обрабатываемого отверстия относительно оси вращения измерительным наконечником, связанным с блоком управления, подачу импульсов напряжения на электрод-инструмент и стабилизацию тока в межэлектродном зазоре путем изменения скорости радиальной подачи электрода-инструмента, отличающийся тем, что во время обработки постоянно измеряют расход электрода-инструмента и с учетом измеренного фактического расхода электрода-инструмента при обработке вычисляют величину съема материала и окончание электроэрозионной обработки, при этом определяют разницу во времени между моментами прекращения обработки по достижении заданного расхода электрода-инструмента и по достижении заданной продолжительности обработки, которую используют для диагностики состояния оборудования.