[發(fā)明專利]微細(xì)電火花加工用電磁驅(qū)動高頻激振輔助進(jìn)絲機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110439601.9
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102513625A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佟浩;李勇;金丹
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: B23H7/10
• 分類號: B23H7/10;B23H1/00;B06B1/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微細(xì)特種加工技術(shù)領(lǐng)域，面向使用微細(xì)長電極絲的微細(xì)電火花加工，特別涉及一種微細(xì)電火花加工用電磁驅(qū)動高頻激振輔助進(jìn)絲機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

微細(xì)電火花加工作為一種非接觸式特種加工技術(shù)，具有低加工應(yīng)力、無加工毛刺、可加工高硬度導(dǎo)電材料等工藝優(yōu)勢，可應(yīng)用于微細(xì)孔、微細(xì)槽、微三維結(jié)構(gòu)的加工。

然而，在微細(xì)電火花加工中，由于放電能量和放電間隙更加微小，使得極間電介質(zhì)液體循環(huán)和電蝕產(chǎn)物移出不暢，引起加工中短路、拉弧等非正常現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，造成微細(xì)電火花加工效率較低。

研究表明：在工具電極和工件兩極之間附加高頻率低幅值振動的工藝方法，有利于電介質(zhì)液體內(nèi)產(chǎn)生高頻壓力波、空化和泵吸效果，促進(jìn)加工區(qū)電介質(zhì)液體流動和電蝕產(chǎn)物排出，以改善極間放電條件和放電點(diǎn)轉(zhuǎn)移，能夠有效提高電火花放電率，從而提高微細(xì)電火花加工效率。

高頻低幅振動可以施加于工件或工具電極上。工件輔助振動方式難于應(yīng)用于具有多維空間工位要求的工件加工，比如柴油機(jī)噴油嘴的空間角度內(nèi)多噴孔加工。與伺服進(jìn)給相結(jié)合的微細(xì)電極絲(工具電極)軸向輔助振動方式，具有通用性和振動負(fù)載輕的優(yōu)點(diǎn)。

目前，應(yīng)用于電火花加工的輔助振動機(jī)構(gòu)主要采用壓電陶瓷驅(qū)動。實(shí)踐表明，壓電式輔助振動機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動電源不僅價格較貴，而且振動傳遞和發(fā)熱問題造成可靠性差和壽命低，這限制了其工業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為提高微細(xì)電火花加工時的效率以及補(bǔ)償電極絲損耗，解決微細(xì)電極絲(Φ0.1～0.3mm)輔助高頻(1～4kHz)低幅(1～5μm)振動及夾持進(jìn)給的技術(shù)問題，并達(dá)到振動直接傳遞、結(jié)構(gòu)小巧、易于電控、較低成本等性能，本發(fā)明提供一種微細(xì)電火花加工用電磁驅(qū)動高頻激振輔助進(jìn)絲機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

該結(jié)構(gòu)包括常開夾子和常閉夾子兩部分，圓管式常開夾子電磁鐵的推桿與常開夾子絕緣壓絲塊固連，圓管式常開夾子電磁鐵與常開夾子固定支架螺紋連接，常開夾子固定支架與常開夾子絕緣導(dǎo)絲塊通過螺釘連接；吸盤式常閉夾子電磁鐵通過電磁鐵固定螺釘與常閉夾子端蓋固連，常閉夾子端蓋通過端蓋固定螺釘與外框座固連，常閉夾子電磁鐵外圓面與外框座內(nèi)圓面間隙配合。

常閉夾子銜鐵和常閉夾子絕緣壓絲塊固接，作為常閉夾絲的一側(cè)可開啟夾塊；絕緣支撐塊、導(dǎo)電夾絲塊、激振電磁鐵動鐵芯固接，作為常閉夾絲的另一側(cè)夾塊；常閉夾子絕緣壓絲塊與絕緣支撐塊通過設(shè)定預(yù)緊力常閉夾子扭簧壓緊電極絲，通過電磁驅(qū)動控制激振電磁鐵動鐵芯的高頻振動，實(shí)現(xiàn)常閉夾絲夾子與電極絲一體化高頻振動。

導(dǎo)電接線片通過螺釘與導(dǎo)電夾絲塊固連，導(dǎo)電夾絲塊壓緊電極絲，將供電電極傳導(dǎo)到電極絲上；絕緣墊圈和絕緣墊圈將帶電的支撐板簧與外框座絕緣隔離，常閉夾子絕緣壓絲塊將帶電的電極絲的一側(cè)絕緣隔離，絕緣支撐塊將帶電的導(dǎo)電夾絲塊和電極絲的另一側(cè)絕緣隔離；絕緣支撐塊與導(dǎo)電夾絲塊、激振電磁鐵動鐵芯固接，以傳遞高頻低幅振動。

導(dǎo)電夾絲塊由板簧支撐在外框座上，常閉夾子絕緣壓絲塊通過扭簧支撐并將電極絲壓緊在導(dǎo)電夾絲塊上；常閉夾子絕緣壓絲塊與導(dǎo)電夾絲塊之間為燕尾槽結(jié)構(gòu)間隙配合，以精確控制電極絲的夾緊與松開動作范圍。

激振電磁鐵定鐵芯采用上下面過盈配合固定于外框座上，激振永磁鐵與激振電磁鐵定鐵芯通過前后面過盈配合固定，激振電磁線圈沿水平方向繞在激振電磁鐵定鐵芯上，外框端蓋通過螺釘固定于外框座上，外框端蓋在水平方向壓緊激振電磁鐵定鐵芯。激振電磁鐵動鐵芯同時受到激振永磁鐵和激振電磁線圈產(chǎn)生的磁力線作用，當(dāng)激振電磁線圈產(chǎn)生的逆時針磁力線作用時，激振電磁鐵動鐵芯的下作用面的磁場強(qiáng)度將加強(qiáng)(同方向磁力線疊加)，在激振電磁鐵動鐵芯的上作用面的磁場強(qiáng)度將減弱(異方向磁力線抵消)，這將使激振電磁鐵動鐵芯的下作用面的拉力(吸引力)大于上作用面的拉力，即產(chǎn)生向下運(yùn)動的合力；根據(jù)此原理，通過正弦波或方波交流電信號切換激振電磁線圈的電流方向，并控制激振電磁線圈的電流大小，即可在激振電磁鐵動鐵芯上產(chǎn)生設(shè)定頻率和幅值的強(qiáng)迫振動。

所述外框座通過螺釘固定于微進(jìn)給驅(qū)動滑塊上，常開夾子固定支架固定于固定支架上。

所述支撐板簧通過軸向階梯配合支撐常閉夾子銜鐵、常閉夾子絕緣壓絲塊、導(dǎo)電夾絲塊、絕緣支撐塊、激振電磁鐵動鐵芯，支撐板簧通過板簧固定螺釘固定于外框座上。

所述常開夾子絕緣壓絲塊與常開夾子絕緣導(dǎo)絲塊的凹槽上下表面無干涉。