[发明专利]微细电火花加工用电磁驱动高频激振辅助进丝机构

说明书

技术领域

本发明属于微细特种加工技术领域，面向使用微细长电极丝的微细电火花加工，特别涉及一种微细电火花加工用电磁驱动高频激振辅助进丝机构。

背景技术

微细电火花加工作为一种非接触式特种加工技术，具有低加工应力、无加工毛刺、可加工高硬度导电材料等工艺优势，可应用于微细孔、微细槽、微三维结构的加工。

然而，在微细电火花加工中，由于放电能量和放电间隙更加微小，使得极间电介质液体循环和电蚀产物移出不畅，引起加工中短路、拉弧等非正常现象频繁出现，造成微细电火花加工效率较低。

研究表明：在工具电极和工件两极之间附加高频率低幅值振动的工艺方法，有利于电介质液体内产生高频压力波、空化和泵吸效果，促进加工区电介质液体流动和电蚀产物排出，以改善极间放电条件和放电点转移，能够有效提高电火花放电率，从而提高微细电火花加工效率。

高频低幅振动可以施加于工件或工具电极上。工件辅助振动方式难于应用于具有多维空间工位要求的工件加工，比如柴油机喷油嘴的空间角度内多喷孔加工。与伺服进给相结合的微细电极丝(工具电极)轴向辅助振动方式，具有通用性和振动负载轻的优点。

目前，应用于电火花加工的辅助振动机构主要采用压电陶瓷驱动。实践表明，压电式辅助振动机构及其驱动电源不仅价格较贵，而且振动传递和发热问题造成可靠性差和寿命低，这限制了其工业应用。

发明内容

为提高微细电火花加工时的效率以及补偿电极丝损耗，解决微细电极丝(Φ0.1～0.3mm)辅助高频(1～4kHz)低幅(1～5μm)振动及夹持进给的技术问题，并达到振动直接传递、结构小巧、易于电控、较低成本等性能，本发明提供一种微细电火花加工用电磁驱动高频激振辅助进丝机构。

本发明采用的技术方案为：

该结构包括常开夹子和常闭夹子两部分，圆管式常开夹子电磁铁的推杆与常开夹子绝缘压丝块固连，圆管式常开夹子电磁铁与常开夹子固定支架螺纹连接，常开夹子固定支架与常开夹子绝缘导丝块通过螺钉连接；吸盘式常闭夹子电磁铁通过电磁铁固定螺钉与常闭夹子端盖固连，常闭夹子端盖通过端盖固定螺钉与外框座固连，常闭夹子电磁铁外圆面与外框座内圆面间隙配合。

常闭夹子衔铁和常闭夹子绝缘压丝块固接，作为常闭夹丝的一侧可开启夹块；绝缘支撑块、导电夹丝块、激振电磁铁动铁芯固接，作为常闭夹丝的另一侧夹块；常闭夹子绝缘压丝块与绝缘支撑块通过设定预紧力常闭夹子扭簧压紧电极丝，通过电磁驱动控制激振电磁铁动铁芯的高频振动，实现常闭夹丝夹子与电极丝一体化高频振动。

导电接线片通过螺钉与导电夹丝块固连，导电夹丝块压紧电极丝，将供电电极传导到电极丝上；绝缘垫圈和绝缘垫圈将带电的支撑板簧与外框座绝缘隔离，常闭夹子绝缘压丝块将带电的电极丝的一侧绝缘隔离，绝缘支撑块将带电的导电夹丝块和电极丝的另一侧绝缘隔离；绝缘支撑块与导电夹丝块、激振电磁铁动铁芯固接，以传递高频低幅振动。

导电夹丝块由板簧支撑在外框座上，常闭夹子绝缘压丝块通过扭簧支撑并将电极丝压紧在导电夹丝块上；常闭夹子绝缘压丝块与导电夹丝块之间为燕尾槽结构间隙配合，以精确控制电极丝的夹紧与松开动作范围。

激振电磁铁定铁芯采用上下面过盈配合固定于外框座上，激振永磁铁与激振电磁铁定铁芯通过前后面过盈配合固定，激振电磁线圈沿水平方向绕在激振电磁铁定铁芯上，外框端盖通过螺钉固定于外框座上，外框端盖在水平方向压紧激振电磁铁定铁芯。激振电磁铁动铁芯同时受到激振永磁铁和激振电磁线圈产生的磁力线作用，当激振电磁线圈产生的逆时针磁力线作用时，激振电磁铁动铁芯的下作用面的磁场强度将加强(同方向磁力线叠加)，在激振电磁铁动铁芯的上作用面的磁场强度将减弱(异方向磁力线抵消)，这将使激振电磁铁动铁芯的下作用面的拉力(吸引力)大于上作用面的拉力，即产生向下运动的合力；根据此原理，通过正弦波或方波交流电信号切换激振电磁线圈的电流方向，并控制激振电磁线圈的电流大小，即可在激振电磁铁动铁芯上产生设定频率和幅值的强迫振动。

所述外框座通过螺钉固定于微进给驱动滑块上，常开夹子固定支架固定于固定支架上。

所述支撑板簧通过轴向阶梯配合支撑常闭夹子衔铁、常闭夹子绝缘压丝块、导电夹丝块、绝缘支撑块、激振电磁铁动铁芯，支撑板簧通过板簧固定螺钉固定于外框座上。

所述常开夹子绝缘压丝块与常开夹子绝缘导丝块的凹槽上下表面无干涉。