[发明专利]燃油喷孔的加工方法以及燃油喷嘴

说明书

本发明涉及一种燃油喷孔的加工方法以及燃油喷嘴，其中，所述燃油喷孔的直径为第一直径D1，所述加工方法的加工精度为0.01mm以内，采用电火花加工，所述加工方法的步骤包括：步骤A.采用直径为第二直径D2的电极作用于待加工件，打通第一孔，所述第一孔的深度为所述燃油喷孔的深度，所述第一孔的直径为第三直径D3；步骤B.得到所述第一孔后，所述步骤A中使用过的电极被更换未使用过的电极，该电极进行圆弧插补进给放电作用于所述第一孔，得到第二孔。加工中使用的微细电极采用特殊的分段切削方式加工制备，保证微细电极的加工精度和形状，以及电极间的一致性，从而保证燃油喷孔的加工质量。

技术领域

本发明涉及加工制造领域，尤其涉及一种燃油喷孔的加工方法以及燃油喷嘴。

背景技术

燃油喷嘴为发动机的关键部件，例如作为燃气涡轮发动机燃烧室的关键构件之一，其主要功能是将燃油雾化，加速混合气形成，保证稳定燃烧和提高燃烧效率，而且要高稳定的性能要求，在燃烧室大推力、高温升的工作环境下，燃油喷嘴一般带有热防护设计结构，避免其在很短工作周期内发生低循环疲劳、蠕变疲劳时效等。为满足燃气涡轮发动机的更大推重比、更高燃烧效率、更复杂工况的需求，新一代燃油喷嘴内部油路更加复杂，主燃级与预燃级喷孔的供油流道盘曲交错，整体的异型结构对现有制造技术及能力提出了挑战。

燃油流量均匀性是影响燃烧室出口温度分布的主要因素之一，燃烧室出口温度分布品质对涡轮工作的可靠性起着关键的作用。主燃级油路的加工质量直接影响燃油雾化质量和燃油流量分布均匀性，如果燃油雾化效果差，会使过大的油滴喷至燃烧室壁面，使其过热、结焦，进而导致发动机排气冒烟及污染物增加。

主燃级喷孔的直径一般较微小，尺寸范围在Φ0.3-0.5mm之间，并沿喷嘴零件外轮廓圆周均布。现有技术中，对于主燃级喷孔这样的微小孔加工方法可分为机械加工方法和特种加工方法两大类，其中机械加工方法主要为机械钻削加工，特种加工方法主要包括激光加工和电火花打孔。

然而，发明人在完成本发明的过程中发现，若对主燃级油路喷孔采用机械钻孔加工能够获得良好的尺寸精度和孔的形状，生产效率较高。使用的钻削刀具直径细小，需要保证微小孔切削系统的稳定，对钻削设备、刀具及切削工艺参数有着非常高的要求。虽然机械钻孔能够获得良好的切削质量，但由于钻削出口处的毛刺翻向弯曲的流道内壁，同时孔径微小，不能通过人工和手动工具去除毛刺（即燃油喷孔需要是近净成形的），这样会直接影响喷孔流量的稳定和工作性能，因此机械钻孔的方法不适合在这种构型的喷孔上使用。

激光加工是典型的光热效应加工过程，几乎不受工件材料的限制，可以获得大深径比的微小孔，其非接触式的加工形式，无切削力，可用于薄壁零件的加工；激光加工按脉冲宽度来划分为毫秒激光、纳秒激光和飞秒激光，其中飞秒激光加工可以获得几乎无重熔层的微小孔，但是其加工效率较低，设备投资大，国内技术成熟度较低，对封闭管路的加工深度控制仍在攻关阶段中，在主燃级喷孔的加工过程中易产生对壁击伤的现象，不能满足燃油喷嘴的使用性能。

电火花打孔适用于导电金属材料的加工，可加工深径比100以上的微小孔，高速电火花加工效率非常高，适合数量多、密度高的群孔加工，通过放电能量的优化，在适当降低打孔速度的情况下，能够控制电火花打孔的重熔层厚度；但由于放电间隙的存在以及电蚀产物的非正常放电，因此普通的电火花打孔设备不能够满足0.01mm以内的尺寸加工精度，且孔口易出现加工锥度和圆角，这些缺陷都会对主燃级喷孔的喷射性能产生不利影响。

因此，本领域需要一种可以实现燃油喷孔的近净成形的加工方法，解决封闭内型腔油路喷孔的加工难题，保证最终喷孔的尺寸精度和圆柱，避免内壁孔口毛刺和加工对壁击伤，同时能够精密控制喷孔的尺寸大小，获得良好的内孔圆柱度，重熔层厚度控制在0.01mm以内，从而满足主燃级油路喷孔的性能要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃油喷孔的加工方法。

本发明的目的在于提供一种燃油喷嘴。