[发明专利]用于微细倒锥孔电火花加工的锥角推摆机构

说明书

技术领域

本发明属于微细特种加工技术领域，特别涉及一种用于微细倒锥孔电火花加工的锥角推摆机构，主要面向欧IV(国4)标准以上的喷油嘴加工。

背景技术

柴油发动机正向高速、高喷射压力、低排放等高性能方向发展，柴油发动机关键部件的先进制造技术备受关注。喷油嘴偶件是影响发动机性能、寿命与可靠性的关键部件。为有效改善喷油嘴微细喷孔喷射过程的流量系数和和雾化效果，柴油机喷油嘴微细喷孔不仅要求孔径小于0.2mm，而且要求孔径沿喷射方向逐渐变小形成1～2°锥角的“倒锥孔”，以达到欧IV(国4)以上的排放标准。

传统的机械钻削已无法满足高标准微细喷孔加工需求。电火花加工微细喷孔具有无机械加工力、喷孔直径小、精度较高、压力室无毛刺、可放在热处理后加工等优点。然而，由于电火花加工中加工屑与孔壁的侧向放电，使加工出的喷孔一般呈现“正锥形”孔径形状，即加工入口直径大、加工出口直径小。

目前，为实现“倒锥形”微细喷孔加工，采用在主轴头上集成使电极丝“倒锥形”空间内放电加工的机构模块，是较好的解决方案。国内外在此方面研究，取得了一些研究成果，但主要采用电极丝或其导向套必须自转的方式^[1～2]。实践表明，微细电极丝或导向套的自旋转实现倒锥孔放电加工时，由于微细电极丝刚度低及自旋转精度难于控制，造成微细倒锥孔加工尺寸和锥角误差较大，并且旋转中难于实现电极丝的持续伺服进给补偿损耗。

前期提出的发明专利^[3]研究发现：通过垫片调节“倒锥形”锥角难于操作，锥角顶点随着垫片厚度的变化具有不确定性，无法实现锥角的精确连续调节。而且，若保证电极丝伺服进给不自转时，转轴、左垫块、右垫块与电极丝之间具有滑动摩擦，当配合长度较长即摩擦接触面较大时，作用于电极丝上的摩擦力可造成电极丝“拧断”的破坏性后果，使其难于工业应用。

[1]Schubert.J Hoppe.V，Schramm.G，Pluta.J，Herold.S，Grota.B.Device for erodingconical borings.Europe patent application NO.1584397-A2 January 2005

[2]Stephan Aurich，Carsten Brandt，Wilhelm Frank，Rudiger Garn，Jens Hornig.Electrode guide for spark erosion machines and a method for the spark erosion ofwork pieces.US patent application NO.2004/0056004 A1 Mar.2004

[3]李勇，刘伟，徐明刚，吕善进，贾维溥.微细倒锥孔电火花加工电极运动导向机构.申请号：200810112281.4，公开号：CN 101318244A.，公开日2008年12月10日

发明内容

为实现欧IV(国4)以上排放标准的喷油嘴微细倒锥喷孔加工，解决倒锥角度高分辨率连续可调、无自转电极丝在伺服进给同时锥平面摆动、微小锥角顶点精确定位的关键性技术问题，本发明提供一种微细倒锥孔电火花加工中电极丝锥角推摆机构。

本发明采用的技术方案为：

1、基于电极丝倒锥圆锥面运动原理，通过电极丝与喷油嘴工件之间的火花放电，实现倒锥孔电火花加工。

2、通过偏转轴套内圆锥面与球形定位块的凸球面拟合方式，以球形定位块的固定球心精确定位微小锥角顶点，保证倒锥孔锥角顶点与喷油嘴工件的待加工表面位置精确可控，达到倒锥孔入口尺寸大小一致并可控目的。

相关部件组成及其连接配合关系：紧固螺钉将球形定位块和固定支架固接，锥面压紧弹簧将偏转轴套与球形定位块压紧，保证偏转轴套内圆锥面与球形定位块的凸球面拟合，导向陶瓷柱与偏转轴套调配使电极丝轴线通过球形定位块球心，并用胶将导向陶瓷柱与偏转轴套固接，设计球形定位块球心位于导向陶瓷柱下端0.5～2mm处，通过控制所述发明的锥角推摆机构模块Z轴方向与待加工喷油嘴表面相对位置，即可保证加工的倒锥孔入口尺寸大小一致并可控。

3、采用误差缩小原理，利用锥角调节螺钉调节偏转轴套上端的锥角偏转块的偏心距离，实现微小锥角大小的精确连续可调。