电控共轨柴油喷射系统是当今内燃机和汽车行业的重要发展方向,其关键零部件的制造对加工技术与加工装备提出了极为严苛的要求,开发此类技术与设备,对于国内的机床企业而言,难度巨大。
“电控共轨柴油喷射系统制造技术与关键装备的研发和应用”课题的实施,无疑为国内机床企业攻克这一技术难关带来了机遇!它使得国内机床企业获得了与用户深入接触、携手合作的机会,能够在用户开放的现场环境中,身临其境地详细了解相关零部件的加工工艺,对标国外技术,开展自主攻关,从而令科研开发工作达到了事半功倍的效果。
在此项目中,北京市电加工研究所及所属北京迪蒙数控技术有限责任公司承担了“四工位电火花加工喷孔专用机床”子课题研究任务。面对高压共轨喷油嘴的喷孔加工,实现设备的精密性、可靠性和加工一致性成为课题研究的难点和重点。通过对标进口机床的相关技术指标,在学习、创新的基础上,我们攻克了多项关键技术,包括:一体化倒锥孔加工机构、六轴数控系统及其可靠性和抗干扰技术,以及高效精密微细电火花加工脉冲电源等,最终开发出了满足共轨喷油嘴喷孔加工要求、具有自主知识产权的四工位电火花加工喷孔专用机床,不仅解决了包括“K”因素孔加工工艺及孔表面质量控制等方面的技术难题,而且使我国的电火花加工技术上了一个新的台阶。实际应用表明,所加工的孔直径公差±2μm,喷孔表面粗糙度Ra0.15μm,流量散差2.8%,性能指标达到国内领先水平,实现了此类装备的国产化和实用化,为国内高压共轨喷油系统生产企业打破国外技术垄断、改变受制于人的局面提供了自主技术支撑。
值得一提的是,课题开发的精密数控电火花喷孔加工机床具有很强的通用性,不仅适用于汽车发动机喷油嘴的制造,而且可用于加工航空航天、能源、船舶、核电、兵器以及轻工、民用等领域使用的难加工材料和微细零件。
MH10-4精密数控电火花喷孔加工机床
本课题研究成果与瑞士Posalux和美国AAEDM同类设备的对比
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优点 |
缺点 |
瑞士Posalux |
机械系统可靠性高 |
结构复杂,制造难度大; 锥度调整需气动与手动调节相配合 |
美国AAEDM |
无需手动调整, 锥度调整效率相对较高 |
电极丝摇动系统复杂,同时需要软硬件装置;电极丝摇动机构对材质要求高 |
本课题成果 |
锥度调整机构结构简单, 加工制造难度相对较低 |
机械系统初步得到验证,长期可靠性有待验证 |
按年产50万套自主电控共轨系统计算,购置关键设备的成本对比
设备名称 |
50万套 所需台数 |
进口单价(万元) |
进口合计(万元) |
国产单价(万元) |
国产合计(万元) |
喷油嘴倒锥喷孔数控精密电火花加工机床 |
6 |
450 |
2700 |
256 |
1536 |
对北京市电加工研究所和北京迪蒙数控技术有限责任公司而言,能够参与国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题的研究,我们深感荣幸。在课题实施过程中,令我们深有体会的是,国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项对课题研究的科学性、创新性和实用性格外重视,课题组织得井然有序,管理严格、系统,使得课题的实施能够最终落实到位。特别是在“用户牵引,需求导向”的引领下,课题目标更加明确、方向更加清晰,能够调动各方资源,尤其是借助用户的力量,在较短的时间内重点突破关键技术瓶颈,不仅达到了事半功倍的效果,而且加速了课题成果的市场化,实现了多方共赢。
在“电控共轨柴油喷射系统制造技术与关键装备的研发和应用”课题的实施过程中,无锡油泵油嘴研究所作为牵头单位发挥了重要作用。他们采取三级管理、定期沟通和专家把关等方式,确保了管理更加规范、技术方案更加完善,从而主动杜绝了可能出现的各种问题,令各子课题能够按照预定的时间节点顺利向前推进。不仅如此,无锡油泵油嘴研究所还尽全力为各子课题单位的科研开发创造了各种有利条件,比如对标设备、相关工艺参数以及课题研制设备的应用验证环境等,并从技术上给予了我们很多的帮助,这种顾全大局、无私奉献的精神给我们留下了深刻的印象。
北京市电加工研究所和北京迪蒙数控技术有限责任公司通过参与“电控共轨柴油喷射系统制造技术与关键装备的研发和应用”课题,不仅掌握了一些关键技术,形成了一系列技术规范,而且引进了多名高素质人才,培养并凝聚了一支专业化的创新人才队伍,他们在高档电火花成形机的设计与制造方面积累了较为丰富的经验,对数控系统的设计、精密主轴的开发、计算机控制的应用以及电火花加工工艺、可靠性设计与实现、产业化应用等较为熟悉,从而增强了研究所及公司的科技创新能力,使研究所及公司形成了“以优势学科为重点,以可持续发展为目标”的科技创新平台。
以专项课题成果为基础,北京市电加工研究所及所属北京迪蒙数控技术有限责任公司实现了对原有产品系列的更新换代,提升了产品档次,增强了市场竞争力。
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