专利名称：一种用于电火花微孔加工的倒锥孔加工机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于特种机械加工领域，尤其涉及一种用于电火花微孔加工的倒锥孔加工机构。
背景技术：
电火花加工技术是利用脉冲放电产生的热能来蚀除材料的非接触加工技术，主要用于机械加工难以胜任的高硬度、高强度、高熔点、高韧性和高脆性材料的加工，并可完成微细精密加工、复杂形状零件的加工。电火花加工的加工工具是电极丝，以工作液作为放电介质，常用的工作液有煤油、去离子水和乳化液等。随着当今制造业高性能产品的产业升级和更新换代，为了改善精密微孔的节流特性，而将微细小孔加工为倒锥孔形的情况开始大量涌现，而现今精密微细倒锥孔的最通用和有效的加工方式就是电火花加工。例如电控高压共轨柴油喷射系统，为了提高其性能，其喷油嘴的微细精密倒锥孔，一般就是通过电火花加工技术实现的。然而，在运用电火花技术加工倒锥孔的现有装置中存在以下问题，由于电极丝驱动部件落后或缺失，倒锥孔加工响应迟缓，倒锥孔加工精度无法精准控制，锥度误差较大难于调节，倒锥孔的孔形结构单一，如何自由而精确控制电极丝的的运动以使其能够加工出符合要求的工件是目前本领域亟待解决的问题。因此，针对以上不足，本实用新型提供了一种用于电火花微孔加工的倒锥孔加工机构。
实用新型内容(一)要解决的技术问题本实用新型的目的是提供一种用于电火花微孔加工的倒锥孔加工机构，解决倒锥孔加工响应迟缓、锥度误差较大难于调节和倒锥孔的孔型结构单一的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于电火花微孔加工的倒锥孔加工机构，其包括水平驱动装置、垂直驱动装置和电极丝导向装置，所述水平驱动装置和所述垂直驱动装置铰接在一起，所述电极丝导向装置位于所述垂直驱动装置上并在所述垂直驱动装置的驱动下在垂直方向上运动，所述电极丝导向装置在所述水平驱动装置的驱动下通过所述垂直驱动装置在水平面上运动。其中，所述水平驱动装置包括第一直线电机和水平摇动支座，所述第一直线电机和所述水平摇动支座通过第一球面铰链连接。其中，所述垂直驱动装置包括第二直线电机和垂直摇动支座，所述第二直线电机和所述垂直摇动支座通过第二球面铰链连接。其中，所述水平摇动支座和所述垂直摇动支座通过所述铰链连接，所述铰链的转动轴的轴线为垂直摇动轴线。[0013]其中，所述电极丝导向装置包括电极丝左夹块、电极丝右夹块、电极丝浮动压块、紧固件和弹簧，所述电极丝左夹块和所述电极丝右夹块设置在所述垂直摇动支座上用于在水平面上夹持电极丝，所述电极丝浮动压块通过紧固件安装在垂直摇动支座上，所述紧固件上套有弹簧，所述电极丝浮动压块在垂直方向上压在电极丝、电极丝左夹块和电极丝右夹块上。其中，所述水平驱动装置还包括第一直线电机支座、第一角接触球轴承和第一轴承座，所述第一直线电机设置在所述第一直线电机支座上，所述第一直线电机支座通过第一角接触球轴承安装在第一轴承座上。其中，所述垂直驱动装置还包括第二直线电机支座、第二角接触球轴承和第二轴承座，所述第二直线电机设置在所述第二直线电机支座上，所述第二直线电机支座通过第二角接触球轴承安装在第二轴承座上。其中，所述第二轴承支座上设有固定安装杆，所述固定安装杆通过轴承安装在所述第二轴承支座上，所述固定安装杆上设有安装孔。其中，所述水平摇动支座下方设置一具有圆弧形轨道的摇动机构安装座，所述水平摇动支座沿所述圆弧轨道转动，所述圆弧形轨道的中心轴线为水平摇动轴线。其中，无锥度加工时，电极丝的轴线、水平摇动轴线和垂直摇动轴线垂直相交于一点。(三)有益效果本实用新型的上述技术方案具有如下优点:通过将电极丝导向装置设置于垂直驱动装置上以使其在垂直驱动装置驱动下在垂直方向上摇摆运动，将水平驱动装置通过铰链与垂直驱动装置连接，水平驱动装置通过铰链和垂直驱动装置驱动电极丝导向装置在水平面上摇摆运动，从而实现了电极丝导向装置在垂直方向和水平面上运动的耦合，进而实现了电极丝导向装置上的电极丝在垂直方向和水平面上运动的耦合，使得电极丝的运动更加灵活可控，这样使得本实用新型倒锥孔加工响应速度快、锥度可灵活调节、加工的倒锥孔孔型多样。
图1为本实用新型实施例倒锥孔加工机构的立体示意图；图2为本实用新型实施例倒锥孔加工机构正视图；图3为本实用新型实施例倒锥孔加工机构俯视图。图中:1:第一直线电机；2:水平摇动支座；3:第二直线电机；4:垂直摇动支座；
5:第一球面铰链；6:第二球面铰链；7:第一直线电机支座；8:第一角接触球轴承；9:第一轴承座；10:第二直线电机支座；11:第二角接触球轴承；12:第二轴承座；13:固定安装杆；14:第一轴承；15:第二轴承；16:安装孔；17:电极丝左夹块；18:电极丝右夹块；19:电极丝浮动压块；20:固定螺钉；21:弹簧；22:电极丝轴线；23:水平摇动轴线；24:垂直摇动轴线；25:电极丝摇动锥点；26:摇动机构安装座；27:铰链。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。如图1所示，本实用新型实施例的用于电火花微孔加工的倒锥孔加工机构，包括水平驱动装置、垂直驱动装置和电极丝导向装置；水平驱动装置包括第一直线电机1、水平摇动支座2，第一直线电机I和水平摇动支座2通过第一球面铰链5连接；垂直驱动装置包括第二直线电机3、垂直摇动支座4，所述第二直线电机3和垂直摇动支座4通过第二球面铰链6连接；所述水平摇动支座2和所述垂直摇动支座通过所述铰链27连接；电极丝导向装置包括电极丝左夹块17、电极丝右夹块18、电极丝浮动压块19、固定螺钉20和弹簧21，电极丝导向装置设置在垂直摇动支座4上。本实用新型电极丝导向装置用于夹持电极丝为电极丝提供导向，电极丝导向装置设置于垂直驱动装置上，具体地设在垂直摇动支座4上，垂直驱动装置中的第二直线电机3在垂直面上运动的同时通过垂直摇动支座4驱动电极丝导向装置在垂直方向上的摇摆运动，水平驱动装置中的水平摇动支座2和垂直驱动装置中的垂直摇动支座4通过铰链27活动连接，水平驱动装置中的第一直线电机I可以在水平方向上运动，当第一直线电机I在水平面上运动时，通过铰链27带动所述垂直驱动装置中的垂直摇动支座4在水平面上的运动，进而驱动电极丝导向装置在水平面上的摇摆运动，这样实现了电极丝导向装置在垂直方向和水平方向上运动的耦合，从而实现了电极丝在垂直方向和水平方向上摇摆运动，为加工出符合要求的工件提供了保证。电极丝在加工放电时会振动，影响加工精度，为了实现对电极丝的导向和防止电极丝的振动，在垂直摇动支座4上设置了电极丝导向装置，具体来讲，电极丝左夹块17和电极丝右夹块18设置在所述垂直摇动支座4上并形成一个凹槽，电极丝位于凹槽中，电极丝浮动压块19通过固定螺钉20安装在垂直摇动支座4上，固定螺钉20上套有弹簧21，电极丝浮动压块19在垂直方向上压在电极丝、电极丝左夹块17和电极丝右夹块18上。这样，电极丝导向装置通过电极丝浮动压块19将电极丝压在电极丝左、右夹块形成的凹槽里；固定螺钉20用作紧固件，通过调节固定螺钉20来调整弹簧21的压紧力，进而调节电极丝浮动压块19对电极丝的压紧力，从而确保电极丝浮动压块19和电极丝左、右夹快对电极丝的扶持，使得电极丝能够在凹槽里稳定的微动进给和回退。进一步地，如图1和图2所示，所述水平驱动装置还包括第一直线电机支座7、第一角接触球轴承8和第一轴承座9,第一直线电机I设置在第一直线电机支座上,所述第一直线电机支座7通过第一角接触球轴承8安装在第一轴承座9上，所述第一轴承座9固定安装在一个固定的工作台面上，其中优选地，第一角接触球轴承8以背对背的方式安装两个。这样第一直线电机可以以第一角接触球轴承8的轴线为旋转轴在水平面上进行摇摆运动，进而满足水平摇动支座2及其上面的垂直摇动支座4和电极丝导向装置在水平面上完成摇摆运动的自由度要求。优选地，为了水平摇动支座更好地在水平面上进行摆动，在水平摇动支座2的下方设置一个具有圆弧形轨道的摇动机构安装座26，水平摇动支座2沿圆弧轨道做圆周运动。水平摇动支座2、垂直摇动支座4和电极丝导向装置在水平面上做圆周运动围绕的中心轴线为水平摇动轴线23。进一步地，如图1和图2所示，所述垂直驱动装置还包括第二直线电机支座10、第二角接触球轴承11和第二轴承座12，所述第二直线电机3设置在所述第二直线电机支座10上，所述第二直线电机支座10通过第二角接触球轴承11安装在第二轴承座12上，其中优选地，第二角接触球轴承11以背对背的方式安装两个。这样第二直线电机3可以以第二角接触球轴承11的轴线为旋转轴在垂直面上进行摇摆运动，进而满足垂直摇动支座4及其上面的电极丝导向装置在垂直方向上完成摇摆运动的要求，垂直摇动支座4及其上面的电极丝导向装置摇摆运动的轴线为铰链27的转动轴的轴线即垂直摇动轴线24。进一步地，如图1和图3所示，第二轴承支座12上设有固定安装杆13，固定安装杆13通过第一轴承14和第二轴承15设置在所述第二轴承支座12上，所述固定安装杆13上设有安装孔16，固定安装杆13通过所述安装孔16固定安装在一个固定的工作面上。这样，第二角接触球轴承11、第二轴承支座12以及第二直线电机3可以以第一轴承14和第二轴承15共同的轴线为旋转轴线做旋转，进而可以实现垂直摇动支座4及其上面的电极丝导向装置在垂直方向上的摇摆运动。本实用新型实施例的倒锥孔加工机构使用时，通过直线电机微细倒锥孔的锥度可实现数控控制，根据加工需求，可以通过调节第一直线电机I和第二直线电机3的运动幅度和运动速度来调节所要加工的孔的锥度和孔形。无锥度加工时，垂直摇动支座4及其上面的电极丝导向装置做摇摆的轴线即垂直摇动轴线24、水平摇动支座2圆周运动的水平摇动轴线23和电极丝轴线22均相互垂直，并汇交于一点。综上所述，本实用新型实施例的垂直驱动装置和水平驱动装置的设置方式，一方面通过第二直线电机3驱动实现了垂直摇动支座4及电极丝导向机构以垂直摇动支座4与水平摇动支座2之间铰链27的轴线为旋转轴线进行垂直方向的摇摆运动；另一方面，通过第一直线电机I的驱动实现了水平摇动支座2在水平面上摇动机构安装座26的圆弧轨道上做圆周运动，进而水平摇动支座2通过铰链27带动其上的垂直摇动支座4和电极丝导向装置在水平面上做圆周运动，从而实现了电极丝导向装置在垂直方向和水平面上运动的耦合，同时也实现了电极丝导向装置上的电极丝在垂直方向和水平面上运动的耦合，可得到电极丝运动轨迹在垂直于进给方向的横截面上的圆弧轨迹、椭圆轨迹以及其它形状的轨迹，使得电极丝的运动更加灵活可控，从而使得本实用新型倒锥孔加工机构具有响应速度快、锥度可灵活调节、加工的倒锥孔孔形多样的优点。以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种用于电火花微孔加工的倒锥孔加工机构，其特征在于:其包括水平驱动装置、垂直驱动装置和电极丝导向装置，所述水平驱动装置和所述垂直驱动装置铰接在一起，所述电极丝导向装置位于所述垂直驱动装置上并在所述垂直驱动装置的驱动下在垂直方向上运动，所述电极丝导向装置在所述水平驱动装置的驱动下通过所述垂直驱动装置在水平面上运动。
2.根据权利要求1所述的倒锥孔加工机构，其特征在于:所述水平驱动装置包括第一直线电机(I)和水平摇动支座(2 )，所述第一直线电机(I)和所述水平摇动支座(2 )通过第一球面铰链(5)连接。
3.根据权利要求2所述的倒锥孔加工机构，其特征在于:所述垂直驱动装置包括第二直线电机(3 )和垂直摇动支座(4 )，所述第二直线电机(3 )和所述垂直摇动支座(4 )通过第二球面铰链(6)连接。
4.根据权利要求3所述的倒锥孔加工机构，其特征在于:所述水平摇动支座(2)和所述垂直摇动支座(4)通过铰链(27)连接，所述铰链(27)的转动轴的轴线为垂直摇动轴线(24)。
5.根据权利要求4所述的倒锥孔加工机构，其特征在于:所述电极丝导向装置包括电极丝左夹块(17)、电极丝右夹块(18)、电极丝浮动压块(19)、紧固件和弹簧(21)，所述电极丝左夹块(17)和所述电极丝右夹块(18)设置在所述垂直摇动支座(4)上用于在水平面上夹持电极丝，所述电极丝浮动压块(19)通过紧固件安装在垂直摇动支座(4)上，所述紧固件上套有弹簧(21)，所述电极丝浮动压块(19)在垂直方向上压在电极丝、电极丝左夹块(17)和电极丝右夹块(18)上。
6.根据权利要求2-5任一项所述的倒锥孔加工机构，其特征在于:所述水平驱动装置还包括第一直线电机支座(7)、第一角接触球轴承(8)和第一轴承座(9),所述第一直线电机(I)设置在所述第一直线电机支座(7 )上，所述第一直线电机支座(7 )通过第一角接触球轴承(8 )安装在第一轴承座(9 )上。
7.根据权利要求6中所述的倒锥孔加工机构，其特征在于:所述垂直驱动装置还包括第二直线电机支座(10)、第二角接触球轴承(11)和第二轴承座(12)，所述第二直线电机(3)设置在所述第二直线电机支座(10)上，所述第二直线电机支座(10)通过第二角接触球轴承(11)安装在第二轴承座(12)上。
8.根据权利要求7所述的倒锥孔加工机构，其特征在于:所述第二轴承支座(12)上设有固定安装杆(13)，所述固定安装杆(13)通过轴承安装在所述第二轴承支座(12)上，所述固定安装杆(13 )上设有安装孔(16 )。
9.根据权利要求4或5所述的倒锥孔加工机构，其特征在于:所述水平摇动支座(2)下方设置一具有圆弧形轨道的摇动机构安装座(26)，所述水平摇动支座(2)沿所述圆弧轨道转动，所述圆弧轨道的中心轴线为水平摇动轴线(23)。
10.根据权利要求9所述的倒锥孔加工机构，其特征在于:无锥度加工时，电极丝的轴线、水平摇动轴线(23)和垂直摇动轴线(24)垂直相交于一点。
专利摘要本实用新型涉及特种机械加工领域，尤其涉及一种用于电火花微孔加工的倒锥孔加工机构，该倒锥孔加工机构包括水平驱动装置、垂直驱动装置和电极丝导向装置，所述水平驱动装置和所述垂直驱动装置铰接在一起，所述电极丝导向装置位于所述垂直驱动装置上并在所述垂直驱动装置的驱动下在垂直方向上运动，所述电极丝导向装置在所述水平驱动装置的驱动下通过所述垂直驱动装置在水平面上运动，这样实现了电极丝在垂直方向和水平面上运动的耦合，使得倒锥孔加工响应速度快、锥度可灵活调节、加工的倒锥孔孔形多样。
文档编号B23H9/14GK202963691SQ20122069020
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者刘建勇, 杨大勇, 蔡延华, 李艳, 何史杉 申请人:北京迪蒙数控技术有限责任公司