[发明专利]电火花加工微细倒锥孔的锥角滚摆机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种电火花加工机床，尤其是涉及一种电火花加工微细倒锥孔的锥角滚摆机构。

背景技术

柴油发动机正向高速、高喷射压力、低排放等高性能方向发展，柴油发动机关键部件的先进制造技术备受关注。喷油嘴偶件是影响发动机性能、寿命与可靠性的关键部件。为有效改善喷油嘴微细喷孔喷射过程的流量系数和和雾化效果，柴油机喷油嘴微细喷孔不仅要求孔径小于0.2mm，而且要求孔径沿喷射方向逐渐变小形成1~2°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、可放在热处理后加工等优点。然而，由于电火花加工中加工屑与孔壁的侧向放电，使加工出的喷孔一般呈现“正锥形”孔径形状，即加工入口直径大、加工出口直径小。

申请号为201010598360.8、名称为《用于微细倒锥孔电火花加工的锥角推摆机构》的专利申请文件中的技术方案较好地解决了“倒锥孔”的加工问题，但是，由于该技术方案中完全采用机械结构来实现锥角偏摆，结构复杂，制造精度要求高，使制造成本较高，操作维护困难，锥角调整无法精准控制。 

发明内容

本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种电火花加工微细倒锥孔的锥角滚摆机构，结构简单紧凑，制造成本低，操作维护方便，锥角能够精确控制。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种电火花加工微细倒锥孔的锥角滚摆机构，包括定子及转子，所述定子的一侧设有连接支架；所述定子为上端开口的圆形筒体，所述定子中心设有内环壁将所述定子分隔为同轴的圆柱形转子腔及线圈槽，所述定子的底面设有与所述转子腔同轴的通孔；所述转子呈圆锥台形，所述转子小端向上设置在所述转子腔中，所述转子大端的直径与所述圆柱形转子腔的直径相等；铁芯及多个圆周均匀分布的线圈设置在所述线圈槽内；所述定子的开口端连接有端盖，弹簧抵装在所述端盖与所述转子的上端之间；陶瓷导向器同轴固定安装在所述转子的大端，尼龙导丝管同轴固定安装在所述转子的小端；当对圆周均匀分布的线圈进行单线圈依次通电或双线圈依次通电时，在定子内产生旋转磁场，锥形转子在转子腔的内圆柱面上作滚动偏摆，由转子带动电极丝作圆锥偏摆运动。

进一步的： 

所述线圈的数量为8个或12个。

所述转子大端的底边设有外圆角，所述定子的转子腔内设有与所述转子大端的外圆角相配合的内圆角。 

所述陶瓷导向器通过球头柱塞螺钉固定安装在所述转子上。

发明原理如下：

端面摇摆式微型电机特点是平面线圈激励、法向电磁力工作、输入电压低、锥转子摇摆，在一定磁场转速情况下，转子能稳定的做旋转摆动。如图5的端面摇摆式微型电机的原理图可以看出，定子1′和转子2′的工作面分别为锥顶重合而锥角不同的外锥面和内锥面，定子1′内部均匀排放着几个驱动线圈3′及铁芯5′，定子1′的一端设有导磁端盖4′，如果按照一定方式给线圈3′加电，定子1′内部将产生一个旋转磁场，在旋转电磁力的作用下，锥形转子2′将贴着定子1′内锥面上做圆周滚动，从而产生一个与滚动方向相反的转动，锥形转子2′的运动包括两个方面：一是转子2′绕其中心线的旋转，二是转子2′相对于锥顶的摆动。该类电机利用定子1′内线圈3′产生的法向电磁力驱动转子2′旋转偏摆，此外，定子线圈3′属于电流驱动方式，故电机可在低电压环境下工作。对电机可以设置8个或12个圆周均匀分布的线圈A、B、C、D、E、F、G、H，可选如下两种控制方式之一：（1）单线圈依次通电，A→B→……→H→A→；（2）双线圈依次通电，AB→BC→CD→……→HA→；双线圈依次通电方式可使锥形转子2′的运动更加平稳。

从理论计算可得知转子转速ω与旋转磁场角转速ω_f的减速比例关系式为：ω/ω_f =sinα/sin(β-α)，其中α为锥形转子的摆角，即转子中心线与定子中心线的夹角，β为定子内锥半角。

本发明应用端面摇摆式微型电机工作原理，用于电火花加工微细倒锥孔的锥角滚摆机构，

1、基于电极丝倒锥圆锥面运动原理，通过锥形转子在定子的圆柱形转子腔内的滚动偏摆方式，以锥形转子紧密贴合内圆柱面摆动精确定位电极丝锥角摆动角度，通过电极丝与工件之间的火花放电，实现微细倒锥孔电火花加工。

2、电极丝在转子的带动下作连续均匀的圆锥偏摆运动，定子内铁芯及线圈的加工制作和驱动电源控制方便。