微小倒锥孔的电火花加工装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种微小倒锥孔的电火花加工装置，包括工具电极、控制系统、加工电源、检测系统以及电极进给系统；工具电极接加工电源的负极，工件接加工电源的正极，加工电源为工具电极和工件之间的放电提供能量；检测系统实时监测加工电源正负极间的放电状态，反馈给控制系统；控制系统根据检测系统反馈的极间放电状态，控制电极进给系统使工具电极进给；电极进给系统实时将工具电极的进给深度反馈给控制系统，控制系统根据工具电极的进给深度和加工需要实时调整加工电源的放电能量。本实用新型专利技术在加工出口附近有效利用了加工产物的导电介质作用，增大电极对出口处的加工范围，加工出的倒锥孔的出口直径比入口直径大得更多，锥度更大。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于特种微细加工
，涉及ー种微小倒锥孔的电火花加工装置。
技术介绍
已有的大量理论和实验研究表明，喷油嘴喷孔采用倒锥形状(即喷孔内ロ直径大于外ロ直径)，有助于提升喷孔的流量系数和雾化效果。倒锥形的喷孔已在柴油机中被广泛的采用，随着各国对机动车尾气排放标准的日益提高，喷孔的直径已减小到了 200μπι以下，如何加工如此微小的倒锥孔仍是ー个技术难点。电火花加工是使工具电极和エ件之间产生脉冲性火花放电，利用放电时局部瞬时产生的高温蚀除金属材料。在电火花普通微孔加工中，常采用微细圆柱状电极对エ件进行 孔加工，电极沿一定方向进给，在电极与エ件的间隙有工作液冲刷，以带走加工产物。研究发现，在电火花向下加工微孔的过程中，在孔被加工贯穿前，加工产物难以完全被工作液冲刷带走，而是有部分在孔底部聚集，由于加工产物有一定导电性，有助于扩大火花放电的作用范围，随着加工的深入，加工产物越积越多，电极端部的加工范围就越来越大，所以在孔被加工贯穿前的大部分距离内，加工的微孔由外向内孔径是逐渐变大的。另ー方面，在电火花加工中，工具电极也会有一定量的损耗，在微孔加工过程中，电极损耗的部位主要在端部，随着加工的深入，电极端部逐渐变细变尖，使电极端部的加工范围逐渐变小，当孔被加エ贯穿后，工作液穿孔流过，将累积的加工产物冲刷带走，这进ー步减小了电极端部的加工范围，所以加工完成的微孔，孔径从加工入ロ沿加工方向先逐渐变大，在加工出ロ附近，孔径沿加工方向逐渐缩小。文ip* “Micro-EDM drilling of tapered holes for industrial applications，，(Journal of Materials Processing Technology. 2004，149 :296-303)中给出了一种电火花加工倒锥孔的方法。这种方法使用一定机构使电极偏摆，即电极旋转且电极轴向与电极整体的旋转方向偏离一定角度，这样就可以在エ件上加工出具有一定锥度的倒锥孔。这种方法的成形精度高，但所使用的电极偏摆机构设计、制造较为复杂，使得喷孔加工的成本升闻。中国技术专利“倒锥微孔的电火花加工方法”(申请号201110046319. 4)中提出了ー种电火花加工倒锥微孔的方法，实时检测孔的加工深度，控制电火花加工装置的脉冲电源參数和伺服进给速度，使脉冲电源的放电能量随着加工深度的増加而渐近増大；伺服进给速度随加工深度的増加而渐近降低，使微孔出口处产生二次放电的几率渐近増大，从而实现倒锥微孔的加工。这种方法不需要复杂的电极偏摆机构，且加工的倒锥孔有一定锥度。但在这种方法中，孔被加工贯穿后，在加工出较小的锥度后，加工产物已被工作液冲刷带走，加工间隙内的介质为均匀一致的工作液，极间最近点已不在出口附近，再提高放电能量和降低进给速度，已无助于锥度的扩大，所以用这种方法能够加工出的倒锥孔锥度较小。另ー方面，这种方法实时控制了工具电极的进给速度，使其随加工深度的増加而渐近降低，而在目前成熟的电火花加工中，工具电极的进给速度一般不需要主动控制，检测系统自动检测极间的放电状态，系统据此自动调整电极的进给速度，使放电间隙保持在最优状态，这样的自适应控制使加工速度始終保持在最优状态，而这种方法中主动地控制电极进给速度随加工深度的増加而渐近降低，并不能达到最优的加工速度，不利于生产效率的提高。美国专利“EDMprocess for manufacturing reverse tapered holes”(专利号US7572997B2)也给出了ー种电火花加工倒锥微孔的方法。首先，エ件为正极，工具电极为负极，对エ件进行电火花孔加工，加工一定深度后，工具电极损耗变尖，这时翻转极性，エ具电极为正极，エ件为负极，对工具电极进行电火花加工，使其变尖的端部被加工变顿，以保证电极端部的加工范围，然后再次翻转极性，エ件为正极，工具电极为负极，并提高加工电源的放电能量，继续对エ件进行加工，加工电源能量的提升使电极端部的加工范围变大，进而加工出倒锥孔。这种方法同样不需要复杂的电极偏摆机构，且加工的倒锥孔有一定锥度。这种方法虽然在加工中途对变尖的工具电极进行了修整，保证了工具电极端部的加 工范围，但同样，孔被加工贯穿后，在加工出较小的锥度后，加工产物已被工作液冲刷带走，カロエ间隙内的介质为均匀一致的工作液，极间最近点已不在出口附近，再提高放电能量和降低进给速度，已无助于锥度的扩大，所以用这种方法能够加工出的倒锥孔锥度同样较小。
技术实现思路
针对现有微小倒锥孔的电火花加工技术的上述不足，申请人经过研究改进，提供ー种微小倒锥孔的电火花加工装置，可以有效利用加工产物的导电介质作用，増大电极对出口处的加工范围，提高倒锥孔的锥度。本技术的技术方案如下ー种微小倒锥孔的电火花加工装置，包括工具电极、控制系统、加工电源、检测系统以及电极进给系统；工具电极接加工电源的负极，エ件接加工电源的正极，加工电源为エ具电极和エ件之间的放电提供能量；检测系统实时监测加工电源正负极间的放电状态，反馈给控制系统；控制系统根据检测系统反馈的极间放电状态，控制电极进给系统使工具电极进给；电极进给系统实时将工具电极的进给深度反馈给控制系统，控制系统根据工具电极的进给深度和加工需要实时调整加工电源的放电能量。本技术的有益技术效果是与现有加工技术相比较，本技术具有以下优点1、本技术无需复杂的电极偏摆机构，只需使工具电极直线进给，容易实现。2、本技术中在孔被加工贯穿前，实时检测极间的放电状态，据此自动调整エ具电极的进给速度，调整达到合适的极间间隙和放电状态，可以取得较高的加工速度。3、本技术在加工出口附近有效利用了加工产物的导电介质作用，并综合利用其他因素増大电极对出口处的加工范围，加工出的倒锥孔与已有的改变放电能量或极性的方法相比，出口直径比入口直径大得更多，锥度更大。附图说明图1是本技术的示意图。图2 (a d)是本技术加工倒锥孔的流程示意图。上述附图中，各标号的意义如下1-工具电极；2_工作液；3_加工产物；4-エ件；5-控制系统；6_加工电源；7_检测系统；8_电极进给系统；41_加工入口 ；42_加工出口。具体实施方式以下结合附图，通过实施例对本技术进行具体说明。如图1所示，本技术的结构如下工具电极1接加工电源6的负极，被加工的エ件4接加工电源6的正极，加工电源6为工具电极1和エ件4之间的放电提供能量。检测系统7实时监测加工电源6正负极间的放电状态，反馈给控制系统5。控制系统5根据检测系统7反馈的极间放电状态，控制电极进给系统8使工具电极1进给。电极进给系统8实时将工具电极1的进给深度反馈给控制系统5，控制系统5根据工具电极1的进给深度和加工需要实时调整加工电源6的放电能量。下面结合图1、图2，具体说明采用如图1所述装置来加工倒锥孔的加工方法，其具体步骤如下以工具电极1为负极，エ件4为正极。在孔没有被加工贯穿时，控制系统5根据检测系统7反馈的极间放电状态，控制电极进给系统8，调整工具电极1的进给速度，使工具电极1与エ件4间达到合适间隙，达到良好的放电状态。电极进给系统8实时将工具电极1的进给深度反馈给控制系统5，控制系统5根据工具电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微小倒锥孔的电火花加工装置，其特征在于：包括工具电极（1）、控制系统（5）、加工电源（6）、检测系统（7）以及电极进给系统（8）；工具电极（1）接加工电源（6）的负极，工件（4）接加工电源（6）的正极，加工电源（6）为工具电极（1）和工件（4）之间的放电提供能量；检测系统（7）实时监测加工电源（6）正负极间的放电状态，反馈给控制系统（5）；控制系统（5）根据检测系统（7）反馈的极间放电状态，控制电极进给系统（8）使工具电极（1）进给；电极进给系统（8）实时将工具电极（1）的进给深度反馈给控制系统（5），控制系统（5）根据工具电极（1）的进给深度和加工需要实时调整加工电源（6）的放电能量。

【技术特征摘要】
1.一种微小倒锥孔的电火花加工装置，其特征在于包括工具电极(I)、控制系统(5)、加工电源(6)、检测系统(7)以及电极进给系统(8);工具电极(I)接加工电源(6)的负极，工件(4)接加工电源(6)的正极，加工电源(6)为工具电极(I)和工件(4)之间的放电提供能量；检测系统(7)实时监测加工电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，胡瑞钦，虞锋，
申请(专利权)人：无锡微研有限公司，
类型：实用新型
国别省市：