[发明专利]基于电极侧壁绝缘的喷油嘴倒锥孔微细电火花加工装置

说明书

本发明公开了一种基于电极侧壁绝缘的喷油嘴倒锥孔微细电火花加工装置，包括设置在底板和支撑架上的快速进给装置、微进给装置、工作台定位装置、工件夹持装置、开路电压动态可调的可控式RC脉冲电源和侧壁绝缘电极。本发明提高了喷油嘴倒锥孔加工的精度和效率，降低了“倒锥孔”加工装置的复杂性和对装置高精度的要求，消除了电极丝刚度低所造成的误差。而采用侧壁绝缘电极，可消除非绝缘电极加工随着加工时间变长，加工入口处电蚀过多和电蚀产物所造成的“腰鼓”现象。同时，利用电极头部放电侧面不放电的条件，使电蚀产物在底部放电来消除出口加工不足的情况。而绝缘层则在电极底部放电时逐渐电蚀，进而加工出符合要求的“倒锥孔”。

技术领域

本发明属于机械工程领域，具体涉及一种基于电极侧壁绝缘的喷油嘴倒锥孔微细电火花加工装置。

背景技术

微细电火花加工技术作为先进制造技术的一个重要分支，已成为制造技术领域不可或缺的重要组成部分。尤其是进入21世纪后，随着信息技术、材料科学技术等高新技术的发展，微细电火花加工技术也朝着更深层次、更高水平的方向发展。虽然传统的微细电火花加工技术通过自身的不断更新发展以及与其它相关技术的融合，在一些特殊加工领域表现出了加工效率高等优势，但这种技术仍存在一定的不足。相反，微细电火花成形加工技术通过借鉴其它加工技术的发展经验，正不断向微细化、高效化、精密化、自动化、智能化等方向发展。

微细电火花加工主要指尺寸小于300μm的轴孔、凹槽和型腔等的加工。实现微细电火花加工的一个重要条件是加工单位(即每次放电的蚀除量)尽可能小，其加工单位只取决于单个脉冲的放电能量。而微细电火花加工“倒锥孔”的先进制造技术对柴油发动机向着高速、高喷射压力、低排放等高性能方向发展备受关注。喷油嘴偶件是影响发动机性能、寿命及可靠性的关键部件，为有效改善喷油嘴微细喷孔喷射过程的流量系数和雾化效果，不仅要求其喷孔孔径小于0.2mm，还要求孔径沿喷射方向逐渐变小形成0°～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的加工需求。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、可在热处理后加工等优点。瑞士某公司在电火花加工机床主轴上集成了旋转电极丝的偏转倾斜块，加工出锥顶角0°～1.4°的倒锥形微细孔。但实践表明，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、自旋转精度难以精确控制，引入的随机误差易造成较大的孔径和锥角误差，且旋转中难以持续进给微细电极丝。非绝缘电极加工随着加工时间变长，导致“倒锥孔”在加工入口处电蚀过多使入口过大。同时，随加工的进行电蚀产物增多也会放电，使倒锥孔呈现“腰鼓”形状。并且，加工出口由于非绝缘电极端部自身损耗变得细长而加工较少，不能形成标准的“倒锥孔”。所以加工出孔径沿喷射方向逐渐变小形成0°～2°锥角的合格“倒锥孔”对柴油发动机正向着高速、高喷射压力、低排放等高性能方向发展是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电极侧壁绝缘的喷油嘴倒锥孔微细电火花加工装置，以克服现有技术中的问题，本发明提高了喷油嘴倒锥孔加工过程中的工作效率，降低了生产成本，保证了生产质量，并减少了生产安全隐患。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于电极侧壁绝缘的喷油嘴倒锥孔微细电火花加工装置，包括底板，底板上设置有用于夹持喷油嘴的工件夹持装置，且底板上安装有对工件夹持装置进行定位的工作台定位装置，底板上还连接有支撑架，支撑架上安装有用于进给电极的快速进给装置以及连接在快速进给装置上的微进给装置，喷油嘴和电极分别连接至开路电压动态可调的可控式RC脉冲电源的正极和负极；

所述的工作台定位装置包括设置在底板上的X向滑板，X向滑板上装有由XY向转轴轴承支撑的XY向转轴，XY向转轴通过XY向联轴器连接有XY向伺服电机。