[发明专利]一种超声振动辅助电火花倒锥微孔加工装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种超声振动辅助电火花倒锥微孔加工装置，包括电极丝送丝装置，双激励超声振动换能器，导向器，电极，电气控制装置；本发明采用超声振动辅助电火花加工倒锥微孔的方式进行倒锥微孔加工时，通过改变两个纵振超声振动换能器的振幅Asubgt;x/subgt;(t)和振幅Asubgt;y/subgt;(t)以及二者之间的相位差，在任意的加工深度H(t)处电极端部可呈现不同的运动轨迹，且电极端部轨迹Ⅰ与微孔截面相似，从而实现不同形状、不同尺寸的倒锥微孔加工，有效地解决了传统电火花难以加工倒锥微孔的问题，同时超声振动在工作液中的空化效应还可有效改善倒锥微孔加工时排屑以及消电离条件，提高倒锥微孔的加工效率以及加工质量。

技术领域

本发明涉及微细特种加工技术领域，具体说是一种超声振动辅助电火花倒锥微孔加工装置。

背景技术

喷油嘴是发动机必不可少的一个重要零件，汽车喷油嘴的喷孔结构对于燃油雾化性能具有至关重要的影响。传统的喷油嘴喷孔多采用直孔结构，难以满足国VI颗粒排放标准，因此目前喷油嘴喷孔多采用倒锥形结构，可有效减少热机状态颗粒物排放。传统的电火花微孔加工方式几乎无法实现微孔内部形貌的改变，尤其是在微孔内部加工倒锥形结构。为了解决目前存在的这类问题，在现有的电火花微孔加工方式的基础上，本发明提供了一种新型的超声振动辅助电火花加工倒锥微孔的方式，在电火花微孔加工过程中，通过改变两个纵振超声振动换能器的振幅Ax(t)和振幅Ay(t)以及二者之间的相位差，在任意的加工深度H(t)处均能使电极端部轨迹Ⅰ与微孔截面相似，从而实现倒锥微孔的加工。

发明内容

本发明提供了一种新型的超声振动电火花倒锥微孔加工装置，目的是为了满足倒锥微孔的加工，同时提高制孔效率和制孔质量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种超声振动辅助电火花倒锥微孔加工装置，其特征在于，包括电极丝送丝装置，双激励超声振动换能器，导向器，电极，电气控制装置。

双激励超声振动换能器设置在电极丝送丝装置下方，导向器安装在双激励超声振动换能器下方，电极依次穿过电极丝送丝装置、双激励超声振动换能器，导向器；

双激励超声振动换能器包括固定架、连接板、两个纵振超声振动换能器；两个纵振超声振动换能器均包括预紧螺栓、后盖板、压电陶瓷片、变幅杆；预紧螺栓依次穿过后盖板、压电陶瓷片和变幅杆，并通过预紧螺栓同轴压紧，连接板固定在两个纵振超声振动换能器前端，固定架与两个纵振超声振动换能器的法兰盘连接固定；

设微孔深度为H，加工间隙为h，电极直径为d，连接板通孔直径为D，微孔入口长半轴长度为D_x1，微孔入口短半轴长度为D_y1，微孔出口长半轴长度为D_x2，微孔出口短半轴长度为D_y2，则当微孔加工深度为H(t)时，此时微孔截面长半轴长度x(t)，短半轴长度y(t)可以表示为：

电极端部运动轨迹Ⅰ的长半轴长度B_x(t)、短半轴长度B_y(t)可以表示为：

设两个纵振超声振动换能器的振幅分别为A_x(t)、A_y(t)，连接板距离导向器的高度为H₁，导向器距离工件的高度为H₂，对于A_x(t)、A_y(t)和B_x(t)、B_y(t)有如下关系：