一種用於電火花微孔加工的倒錐孔加工機構的製作方法

2023-07-25 01:10:56 1

專利名稱：一種用於電火花微孔加工的倒錐孔加工機構的製作方法
技術領域：
本發明屬於特種機械加工領域，尤其涉及一種用於電火花微孔加工的倒錐孔加工機構。
背景技術：
電火花加工技術是利用脈衝放電產生的熱能來蝕除材料的非接觸加工技術，主要用於機械加工難以勝任的高硬度、高強度、高熔點、高韌性和高脆性材料的加工，並可完成微細精密加工、複雜形狀零件的加工。電火花加工的加工工具是電極絲，以工作液作為放電介質，常用的工作液有煤油、去離子水和乳化液等。隨著當今製造業高性能產品的產業升級和更新換代，為了改善精密微孔的節流特性，而將微細小孔加工為倒錐孔型的情況開始大量湧現，而現今精密微細倒錐孔的最通用和有效的加工方式就是電火花加工。例如電控高壓共軌柴油噴射系統，為了提高其性能，其噴油嘴的微細精密倒錐孔，一般就是通過電火花加工技術實現的。然而，在運用電火花技術加工倒錐孔的現有裝置中存在以下問題，由於電極絲驅動部件落後或缺失，倒錐孔加工響應遲緩，倒錐孔加工精度無法精準控制，錐度誤差較大難於調節，倒錐孔的孔型結構單一，如何自由而精確控制電極絲的的運動以使其能夠加工出符合要求的工件是目前本領域亟待解決的問題。因此，針對以上不足，本發明提供了一種用於電火花微孔加工的倒錐孔加工機構。

發明內容
(一)要解決的技術問題本發明的目的是提供一種用於電火花微孔加工的倒錐孔加工機構，解決倒錐孔加工響應遲緩、錐度誤差較大難於調節和倒錐孔的孔型結構單一的問題。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用於電火花微孔加工的倒錐孔加工機構，其包括水平驅動裝置、垂直驅動裝置和電極絲導向裝置，所述水平驅動裝置和所述垂直驅動裝置鉸接在一起，所述電極絲導向裝置位於所述垂直驅動裝置上並在所述垂直驅動裝置的驅動下在垂直方向上運動，所述電極絲導向裝置在所述水平驅動裝置的驅動下通過所述垂直驅動裝置在水平面上運動。其中，所述水平驅動裝置包括第一直線電機和水平搖動支座，所述第一直線電機和所述水平搖動支座通過第一球面鉸鏈連接。其中，所述垂直驅動裝置包括第二直線電機和垂直搖動支座，所述第二直線電機和所述垂直搖動支座通過第二球面鉸鏈連接。其中，所述水平搖動支座和所述垂直搖動支座通過所述鉸鏈連接，所述鉸鏈的轉動軸的軸線為垂直搖動軸線。其中，所述電極絲導向裝置包括電極絲左夾塊、電極絲右夾塊、電極絲浮動壓塊、緊固件和彈簧，所述電極絲左夾塊和所述電極絲右夾塊設置在所述垂直搖動支座上用於在水平面上夾持電極絲，所述電極絲浮動壓塊通過緊固件安裝在垂直搖動支座上，所述緊固件上套有彈簧，所述電極絲浮動壓塊在垂直方向上壓在電極絲、電極絲左夾塊和電極絲右夾塊上。其中，所述水平驅動裝置還包括第一直線電機支座、第一角接觸球軸承和第一軸承座，所述第一直線電機設置在所述第一直線電機支座上，所述第一直線電機支座通過第一角接觸球軸承安裝在第一軸承座上。其中，所述垂直驅動裝置還包括第二直線電機支座、第二角接觸球軸承和第二軸承座，所述第二直線電機設置在所述第二直線電機支座上，所述第二直線電機支座通過第二角接觸球軸承安裝在第二軸承座上。其中，所述第二軸承支座上設有固定安裝杆，所述固定安裝杆通過軸承安裝在所述第二軸承支座上，所述固定安裝杆上設有安裝孔。其中，所述水平搖動支座下方設置一具有圓弧形軌道的搖動機構安裝座，所述水平搖動支座沿所述圓弧軌道轉動，所述圓弧形軌道的中心軸線為水平搖動軸線。其中，無錐度加工時，電極絲的軸線、水平搖動軸線和垂直搖動軸線垂直相交於一點。(三)有益效果本發明的上述技術方案具有如下優點通過將電極絲導向裝置設置於垂直驅動裝置上以使其在垂直驅動裝置驅動下在垂直方向上搖擺運動，將水平驅動裝置通過鉸鏈與垂直驅動裝置連接，水平驅動裝置通過鉸鏈和垂直驅動裝置驅動電極絲導向裝置在水平面上搖擺運動，從而實現了電極絲導向裝置在垂直方向和水平面上運動的耦合，進而實現了電極絲導向裝置上的電極絲在垂直方向和水平面上運動的耦合，使得電極絲的運動更加靈活可控，這樣使得本發明倒錐孔加工響應速度快、錐度可靈活調節、加工的倒錐孔孔型多樣。


圖1為本發明實施例倒錐孔加工機構的立體示意圖；圖2為本發明實施例倒錐孔加工機構正視圖；圖3為本發明實施例倒錐孔加工機構俯視圖。圖中1 :第一直線電機；2 :水平搖動支座；3 :第二直線電機；4 :垂直搖動支座；5 :第一球面鉸鏈；6 :第二球面鉸鏈；7 :第一直線電機支座；8 :第一角接觸球軸承；9 :第一軸承座；10 :第二直線電機支座；11 :第二角接觸球軸承；12 :第二軸承座；13 :固定安裝杆；14 :第一軸承；15 :第二軸承；16 :安裝孔；17 :電極絲左夾塊；18 :電極絲右夾塊；19 :電極絲浮動壓塊；20 :固定螺釘；21 :彈簧；22 :電極絲軸線；23 :水平搖動軸線；24 :垂直搖動軸線；25 :電極絲搖動錐點；26 :搖動機構安裝座；27 :鉸鏈。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。如圖1所示，本發明實施例的用於電火花微孔加工的倒錐孔加工機構，包括水平驅動裝置、垂直驅動裝置和電極絲導向裝置；水平驅動裝置包括第一直線電機1、水平搖動支座2，第一直線電機I和水平搖動支座2通過第一球面鉸鏈5連接；垂直驅動裝置包括第二直線電機3、垂直搖動支座4，所述第二直線電機3和垂直搖動支座4通過第二球面鉸鏈6連接；所述水平搖動支座2和所述垂直搖動支座通過所述鉸鏈27連接；電極絲導向裝置包括電極絲左夾塊17、電極絲右夾塊18、電極絲浮動壓塊19、固定螺釘20和彈簧21，電極絲導向裝置設置在垂直搖動支座4上。本發明電極絲導向裝置用於夾持電極絲為電極絲提供導向，電極絲導向裝置設置於垂直驅動裝置上，具體地設在垂直搖動支座4上，垂直驅動裝置中的第二直線電機3在垂直面上運動的同時通過垂直搖動支座4驅動電極絲導向裝置在垂直方向上的搖擺運動，水平驅動裝置中的水平搖動支座2和垂直驅動裝置中的垂直搖動支座4通過鉸鏈27活動連接，水平驅動裝置中的第一直線電機I可以在水平方向上運動，當第一直線電機I在水平面上運動時，通過鉸鏈27帶動所述垂直驅動裝置中的垂直搖動支座4在水平面上的運動，進而驅動電極絲導向裝置在水平面上的搖擺運動，這樣實現了電極絲導向裝置在垂直方向和水平方向上運動的耦合，從而實現了電極絲在垂直方向和水平方向上搖擺運動，為加工出符合要求的工件提供了保證。電極絲在加工放電時會振動，影響加工精度，為了實現對電極絲的導向和防止電極絲的振動，在垂直搖動支座4上設置了電極絲導向裝置，具體來講，電極絲左夾塊17和電極絲右夾塊18設置在所述垂直搖動支座4上並形成一個凹槽，電極絲位於凹槽中，電極絲浮動壓塊19通過固定螺釘20安裝在垂直搖動支座4上，固定螺釘20上套有彈簧21，電極絲浮動壓塊19在垂直方向上壓在電極絲、電極絲左夾塊17和電極絲右夾塊18上。這樣，電極絲導向裝置通過電極絲浮動壓塊19將電極絲壓在電極絲左、右夾塊形成的凹槽裡；固定螺釘20用作緊固件，通過調節固定螺釘20來調整彈簧21的壓緊力，進而調節電極絲浮動壓塊19對電極絲的壓緊力，從而確保電極絲浮動壓塊19和電極絲左、右夾快對電極絲的扶持，使得電極絲能夠在凹槽裡穩定的微動進給和回退。進一步地，如圖1和圖2所示，所述水平驅動裝置還包括第一直線電機支座7、第一角接觸球軸承8和第一軸承座9,第一直線電機I設置在第一直線電機支座上,所述第一直線電機支座7通過第一角接觸球軸承8安裝在第一軸承座9上，所述第一軸承座9固定安裝在一個固定的工作檯面上，其中優選地，第一角接觸球軸承8以背對背的方式安裝兩個。這樣第一直線電機可以以第一角接觸球軸承8的軸線為旋轉軸在水平面上進行搖擺運動，進而滿足水平搖動支座2及其上面的垂直搖動支座4和電極絲導向裝置在水平面上完成搖擺運動的自由度要求。優選地，為了水平搖動支座更好地在水平面上進行擺動，在水平搖動支座2的下方設置一個具有圓弧形軌道的搖動機構安裝座26，水平搖動支座2沿圓弧軌道做圓周運動。水平搖動支座2、垂直搖動支座4和電極絲導向裝置在水平面上做圓周運動圍繞的中心軸線為水平搖動軸線23。進一步地，如圖1和圖2所示，所述垂直驅動裝置還包括第二直線電機支座10、第二角接觸球軸承11和第二軸承座12，所述第二直線電機3設置在所述第二直線電機支座10上，所述第二直線電機支座10通過第二角接觸球軸承11安裝在第二軸承座12上，其中優選地，第二角接觸球軸承11以背對背的方式安裝兩個。這樣第二直線電機3可以以第二角接觸球軸承11的軸線為旋轉軸在垂直面上進行搖擺運動，進而滿足垂直搖動支座4及其上面的電極絲導向裝置在垂直方向上完成搖擺運動的要求，垂直搖動支座4及其上面的電極絲導向裝置搖擺運動的軸線為鉸鏈27的轉動軸的軸線即垂直搖動軸線24。進一步地，如圖1和圖3所示，第二軸承支座12上設有固定安裝杆13，固定安裝杆13通過第一軸承14和第二軸承15設置在所述第二軸承支座12上，所述固定安裝杆13上設有安裝孔16，固定安裝杆13通過所述安裝孔16固定安裝在一個固定的工作面上。這樣，第二角接觸球軸承11、第二軸承支座12以及第二直線電機3可以以第一軸承14和第二軸承15共同的軸線為旋轉軸線做旋轉，進而可以實現垂直搖動支座4及其上面的電極絲導向裝置在垂直方向上的搖擺運動。本發明實施例的倒錐孔加工機構使用時，通過直線電機微細倒錐孔的錐度可實現數控控制，根據加工需求，可以通過調節第一直線電機I和第二直線電機3的運動幅度和運動速度來調節所要加工的孔的錐度和孔型。無錐度加工時，垂直搖動支座4及其上面的電極絲導向裝置做搖擺的軸線即垂直搖動軸線24、水平搖動支座2圓周運動的水平搖動軸線23和電極絲軸線22均相互垂直，並匯交於一點。綜上所述，本發明實施例的垂直驅動裝置和水平驅動裝置的設置方式，一方面通過第二直線電機3驅動實現了垂直搖動支座4及電極絲導向機構以垂直搖動支座4與水平搖動支座2之間鉸鏈27的軸線為旋轉軸線進行垂直方向的搖擺運動；另一方面，通過第一直線電機I的驅動實現了水平搖動支座2在水平面上搖動機構安裝座26的圓弧軌道上做圓周運動，進而水平搖動支座2通過鉸鏈27帶動其上的垂直搖動支座4和電極絲導向裝置在水平面上做圓周運動，從而實現了電極絲導向裝置在垂直方向和水平面上運動的耦合，同時也實現了電極絲導向裝置上的電極絲在垂直方向和水平面上運動的耦合，可得到電極絲運動軌跡在垂直於進給方向的橫截面上的圓弧軌跡、橢圓軌跡以及其它形狀的軌跡，使得電極絲的運動更加靈活可控，從而使得本發明倒錐孔加工機構具有響應速度快、錐度可靈活調節、加工的倒錐孔孔型多樣的優點。以上所述僅是本發明的一種優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種用於電火花微孔加工的倒錐孔加工機構，其特徵在於其包括水平驅動裝置、垂直驅動裝置和電極絲導向裝置，所述水平驅動裝置和所述垂直驅動裝置鉸接在一起，所述電極絲導向裝置位於所述垂直驅動裝置上並在所述垂直驅動裝置的驅動下在垂直方向上運動，所述電極絲導向裝置在所述水平驅動裝置的驅動下通過所述垂直驅動裝置在水平面上運動。
2.根據權利要求1所述的倒錐孔加工機構，其特徵在於所述水平驅動裝置包括第一直線電機(I)和水平搖動支座(2 )，所述第一直線電機(I)和所述水平搖動支座(2 )通過第一球面鉸鏈(5)連接。
3.根據權利要求2所述的倒錐孔加工機構，其特徵在於所述垂直驅動裝置包括第二直線電機(3 )和垂直搖動支座(4 )，所述第二直線電機(3 )和所述垂直搖動支座(4 )通過第二球面鉸鏈(6)連接。
4.根據權利要求3所述的倒錐孔加工機構，其特徵在於所述水平搖動支座(2)和所述垂直搖動支座(4)通過鉸鏈(27)連接，所述鉸鏈(27)的轉動軸的軸線為垂直搖動軸線(24)。
5.根據權利要求4所述的倒錐孔加工機構，其特徵在於所述電極絲導向裝置包括電極絲左夾塊(17)、電極絲右夾塊(18)、電極絲浮動壓塊(19)、緊固件和彈簧(21)，所述電極絲左夾塊(17)和所述電極絲右夾塊(18)設置在所述垂直搖動支座(4)上用於在水平面上夾持電極絲，所述電極絲浮動壓塊(19)通過緊固件安裝在垂直搖動支座(4)上，所述緊固件上套有彈簧(21)，所述電極絲浮動壓塊(19)在垂直方向上壓在電極絲、電極絲左夾塊(17)和電極絲右夾塊(18)上。
6.根據權利要求2-5任一項所述的倒錐孔加工機構，其特徵在於所述水平驅動裝置還包括第一直線電機支座(7)、第一角接觸球軸承(8)和第一軸承座(9),所述第一直線電機(I)設置在所述第一直線電機支座(7 )上，所述第一直線電機支座(7 )通過第一角接觸球軸承(8 )安裝在第一軸承座(9 )上。
7.根據權利要求6中所述的倒錐孔加工機構，其特徵在於所述垂直驅動裝置還包括第二直線電機支座(10)、第二角接觸球軸承(11)和第二軸承座(12)，所述第二直線電機(3)設置在所述第二直線電機支座(10)上，所述第二直線電機支座(10)通過第二角接觸球軸承(11)安裝在第二軸承座(12)上。
8.根據權利要求7所述的倒錐孔加工機構，其特徵在於所述第二軸承支座(12)上設有固定安裝杆(13)，所述固定安裝杆(13)通過軸承安裝在所述第二軸承支座(12)上，所述固定安裝杆(13 )上設有安裝孔(16 )。
9.根據權利要求4或5所述的倒錐孔加工機構，其特徵在於所述水平搖動支座(2)下方設置一具有圓弧形軌道的搖動機構安裝座(26)，所述水平搖動支座(2)沿所述圓弧軌道轉動，所述圓弧軌道的中心軸線為水平搖動軸線(23)。
10.根據權利要求9所述的倒錐孔加工機構，其特徵在於無錐度加工時，電極絲的軸線、水平搖動軸線(23)和垂直搖動軸線(24)垂直相交於一點。
全文摘要
本發明涉及特種機械加工領域，尤其涉及一種用於電火花微孔加工的倒錐孔加工機構，該倒錐孔加工機構包括水平驅動裝置、垂直驅動裝置和電極絲導向裝置，所述水平驅動裝置和所述垂直驅動裝置鉸接在一起，所述電極絲導向裝置位於所述垂直驅動裝置上並在所述垂直驅動裝置的驅動下在垂直方向上運動，所述電極絲導向裝置在所述水平驅動裝置的驅動下通過所述垂直驅動裝置在水平面上運動，這樣實現了電極絲在垂直方向和水平面上運動的耦合，使得倒錐孔加工響應速度快、錐度可靈活調節、加工的倒錐孔孔型多樣。
文檔編號B23H9/14GK103056464SQ20121054080
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者劉建勇, 楊大勇, 蔡延華, 李豔, 何史杉 申請人:北京迪蒙數控技術有限責任公司