[发明专利]微细电火花加工用微细电极丝进给导向机构

说明书

技术领域

本发明属于特种微细加工技术领域，涉及一种微细电火花加工用微细电极丝进给导向机构。

背景技术

随着微细电火花加工技术的不断发展，微细孔电火花加工在精度提高和尺寸微细化方面取得了长足的进展。迄今电火花加工的微细孔最小孔径可达数微米，尺寸精度达到微米量级，表面粗糙度达到亚微米量级。但如何提高微细孔的加工效率，保证微细孔的加工精度仍是亟待解决的问题。

微细电火花加工过程中，微细电极丝损耗的补偿以及精密导向是关键问题之一。虽然在线反拷电极的方法可以获得极微细的电极丝，加工出极微细的孔，但反拷电极耗时较长，加工过程需要频繁修丝，效率不高，不适合工业批量加工场合。

工业应用场合一般选用拉拔电极丝，如钨丝、铜丝、铜钨合金电极丝等。微细电极丝的精密导向是保证微细电火花加工精度的关键环节之一，一般采取在电极丝末端加导向管以保证导向精度，或者用两块倒角陶瓷块拼接形成微细V型导向槽，然后将电极丝约束在V型导向槽内，以实现电极丝的精密导向。对电极丝导向管的要求为材料是高耐磨性，其微细孔内壁光滑，圆度好，且与不同规格电极丝一一对应。但随着加工孔径的减小，在更换电极丝时，微细电极丝(如直径小于50μm)顺利穿过电极丝导向管比较困难。为了顺利穿丝，导向管孔径往往略大于电极丝直径，电极丝与导向管之间存在间隙，影响了微细孔加工精度。

综上所述，传统的电极丝进给导向机构存在如下问题：

(1)传统电火花小孔加工机床使用直径较大、刚度较好的中空电极，电极夹丝机构夹丝点与导向机构之间距离即使较大，也能保证加工过程电极不发生弯曲。但是当采用微细电极丝时，由于其刚度较差，夹丝机构夹丝点与导向机构之间的距离必须减小，否则微细电极丝容易产生弯曲变形，其变形量会抵消掉电极丝的伺服进给量，影响加工过程的稳定性。同时，在微细电极丝附加高频激振时，其弯曲变形会抵消掉电极丝由于高频激振作用而产生的轴向位移，附加高频激振的效果无法实现。

(2)若导向机构中的常闭夹丝机构在常开夹丝机构之上，位于常闭夹丝机构与导向机构之间的微细电极丝较长，亦存在微细电极丝因刚性不好而发生弯曲的问题。

(3)加工不同孔径微细孔，更换电极丝时，需频繁更换与之匹配的导向管。随着加工孔径的减小，微细电极丝顺利穿过导向管比较困难。为保证顺利穿丝，微细电极丝与导向管内壁之间往往存在一定间隙，电极丝容易偏摆，降低了微细孔的加工精度。

此外，加工高深径比的微细孔时，由于放电脉冲能量及放电间隙非常小，因此电蚀产物不易从加工区排出，加工过程容易发生短路和拉弧，加工稳定性及加工精度随之降低。

发明内容

本发明的目的是设计一种微细电火花加工用微细电极丝进给导向机构，旨在解决背景技术中所述的工业生产微细孔加工过程中微细电极丝的精密进给导向问题，特别涉及一种微细电火花加工用微细电极丝进给导向机构，微细电火花加工用微细电极丝进给导向机构主要由微细电极丝进给与损耗自动补偿模块，微细电极丝辅助激振模块以及微细电极丝精密导向模块组成，其特征在于，该微细电火花加工用微细电极丝进给导向机构中，微细电极丝进给与损耗自动补偿模块与Z向伺服驱动主轴13直接相连并受其驱动，主要由常开夹丝机构8和常闭夹丝机构7组成。常闭夹丝机构7在常开夹丝机构8下面，位于常开夹丝机构8和微细电极丝精密导向模块之间，微细电极丝9由常闭夹丝机构7夹持，常闭夹丝机构7通过常闭夹丝机构托架18与微细电极丝辅助激振模块17下端相连，微细电极丝辅助激振模块17上端与连接块16下端相连，连接块16安装在导轨滑块15上，导轨滑块15通过连接块16与Z向伺服驱动主轴13相连，导轨滑块15和微细电极丝进给导向机构安装板14滑动连接。常开夹丝机构8安装在常开夹丝机构基座11的底面，常开夹丝机构基座11固定在微细电极丝进给导向机构安装板14上。导向管12、上陶瓷导向器10安装在常开夹丝机构基座11上，下陶瓷导向器19安装在常闭夹丝机构托架18上，导向管12、上陶瓷导向器10、下陶瓷导向器19与常开夹丝机构8和常闭夹丝机构7两者的夹丝部分在同一直线上，微细电极丝9从导向管12进入，依次穿过上陶瓷导向器10、常开夹丝机构8的夹丝部分、下陶瓷导向器19和常闭夹丝机构7的夹丝部分，再通过微细电极丝精密导向模块。