CN2069766U - 喷油嘴针阀体座面仿形电火花机床机械装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种用于精加工喷油嘴针阀体 座面的专用机床的机械装置，本装置由整体式电极并 由红宝石V型定位组成放电加工定位机构，由步进 电机及测微计组成间隙自动调整机构。对电极锥面 的修正，仍然采用放电加工方法。并公开了一种既能 旋转又定轴摆动的加工电极的放电修正装置的发明， 修正电极的运动轨迹保证了加工电极的正确形状，而 不受修正电极原始精度的影响。本装置具有极高的 精度与加工精度，结构简单，适合2.5mm以上孔径的 喷油嘴座面电火花加工。

Description

本发明属于一种用于精加工柴油机喷油嘴针伐体座面专用机床的机械装置。

公知的座面精加工机床，目前有3种形式：

1、风动磨头手动操作座面加工机床，其特征是：工件以中孔定位，定位件为一空心套管，磨杆从套管孔内进入磨削部位工件定位与加工由两套装置组成。

2、中孔座面组合加工机床，其特征是：头架主轴系统以夹头夹持工件外园，由磨头及其往复运动导轨系统组成加工机构，以砂轮磨削座面。

3、走丝型电火花加工机床，其特征为：工件以一空心套管定位，其定位方式与风动磨头手动操作机床相同，以一根保持在空心导管中的金属丝为电极，从定位套管孔中指向被加工座面。另设一套往复运动机构，自动走丝机构，加工间隙自动调整机构等，控制电极丝端点与被加工座面之间的状态。

以上3种形式所共有的特征是：工件定位与加工系统均为两体结构，因而存在着定位误差及结构精度误差，最终将影响被加工座面的加工精度，另外1、2种加工形式切削力影响较大，因而对于目前国际推广的节油指标较好的J系列，P系列等低惯量喷油嘴，其中孔直径较小，因此磨杆直径就进一步受到限制，对于此类喷油嘴，国内外均感十分困难，同时因机械加工的工艺能力的限制也从实际可行性上限制了低惯量喷油嘴的进一步发展与研制。

以苏联为代表的走丝型电火花加工，虽可做到无切削力，但结构误差与定位误差较大，同时因定位与加工系统基本上与风动磨头手动操作机床相似，因而对小直径喷油嘴其适应能力也很差，因电火花加工生产效率与电极面积基本上成正比，因此这种加工形式生产效率极低。

本发明的目的，就是为了以一种仿形电极以放电加工的形式高效高质量的解决喷油嘴针伐体座面的加工问题。

由本发明人所申报实用新型专利，专利号为87212685.4名为喷油嘴座面电火花机床电极，仅公开了一种将工件定位原件与加工电极组合成为一种整体结构的专用电极形式。其特征为由一导体芯轴用两绝缘套与外套压装在一起，电极头压装在导电芯轴一端，电极头有一锥形的加工面，目的是以放电加工的方法加工针伐体锥面，外套为一高硬度筒形另件，可同时完成自身定位与工件定位。

下面将全部公开组成喷油嘴座面仿形电火花加工机床机械装置的全部技术解决方案。

本发明的枝术解决方案是：以专利87212685.4所称电极为本装置电极形式，加工件以工件内孔与电极外圆作径向定位，电极外圆在加工中以工件内孔作进给导向，为保证电极头本身正确的几何形状，将电极外圆支承在红宝石V型体上，仍以放电加工形式修正电极头，设置一修正电极，使修正电极也支承在一只绕一中心摆动的V型体上，由专用微型电机驱动，使电机皮带轮转动的同时驱动修正电极在V型体上旋转，同时由电机皮带轮上的偏心肖与摆动V型体形成偏心摇杆机构，使修正电极完成自转与公转的两种复合运动，目的在于保持加工电极的修正精度及修正电极本身的自然成型精度。

以步进电机通过磨擦轮传动系统驱动精密测微计作放电间隙调整机构。

利用一微型电机通过传动系统分别驱动工件与电极使其完成同轴反向旋转运动，同时由电机驱动弹性传动带向电极提供同步跟踪测微计测量面的轴向力，使其能够无间隙的跟踪自动调整系统。

本机械装置及利用此装置组成的电火花座面加工机床与公知座面加工机床相比有如下实质性进步。

（1）极高的定位精度与加工精度，实际使用表明，由本装置所加工的座面园度为0.1UM座面光洁度Ra0.2座面对中孔轴向跳动不大于0.002mm。这种质量指标在目前国内外各种加工方法中处于绝对领先水平，实际上，任何机械加工水平也不可能达到。

（2）成形电极的修正，修正电极本身定位均采用红宝石V型定位面具有无间隙，无定位误差，使用寿命长及精度保持性极高的优点。

（3）采用步进电机  通过磨擦轮传动，驱动精密测微计使整个放电间隙自动调整机构传动链短，机构惯量小反应快，使放电电压从零到120V范围内均有良好的自动跟踪性。

（4）机床结构排除了公知机床所必需的头架系统，动力头往复运动机构，机床主轴系统等传统结构因而使机械装置结构简单，故障率很低。

（5）完成同样的加工任务，本机电耗仅0.25千瓦，仅仅是公知机床的十分之一。

附图（1）成型电极电火花座面机床机械装置平面布置图。

附图（2）放电加工及间隙自动调整机构，A向视图。

附图（3）放电加工及间隙自动调整机构，B向视图。

附图（4）成型电极半自动修正机构剖视图。

附图（5）冷却液供应通道剖视图。

附图（6）修正角度微调机构。

附图（7）摆动V型体正向视图。

附图（8）宝石V型架另件图。

以下结合附图详述本发明的技术解决方案。

本发明可由附图（1）所示，由放电加工及间隙自动调整机构1。

半自动电极修正机构2组成，它们均以螺钉固定在一平面度在全长不超过0.002mm的金属底板上。

附图（2）为放电加工及间隙自动调整机构A向视图。工件（1）以内孔与电极（2）外圆相配合，其配合间隙为分组选配，以保持其间隙为0.003mm电极外圆由装有红宝石支承块的V型体（3）支承，供油套（4）与电极（2）为动配合，其作用是：将来自  机床的润滑油经机床上设置的输油软管，经管接头（5）通过电极上的进油孔，电极内腔，经工件与电极配合段，电极上的节流孔，流入工件、电极配合间隙，目的在于建立一定的静压润滑作用，提高工件加工定位精度及电极定位面使用寿命。

来自机床冷却系统的冷却油，经机床上设置的输油管接头（6）通过供油套上与管接头（6）相连通的轴向孔将冷却液通过工件上的进油孔，直接送往工件座面放电加工处，以起到放电加工介质及冷却的双重作用。

供油套利用其本身上的开口活动的卡在V型体的左臂上，当电极利用固定在其外圆上的皮带轮（7）受电机（8）皮带轮（9）传动的弹性传动带（10）的驱动时    供油套不应对电极产生任何干涉其转动与定位的力，弹性传动带（10）同时具有将电极约束在红宝石定位面上的作用。附图（8）为红宝石V型架另件图。

正极导电片（11）固定在导电片绝缘支架（12）上，并有弹簧（13）的作用使正极导电片可靠的压在工件端面，装卸工件时  只须拉出导电片绝缘支架（12），使其脱离定位套（14）的定位齿的约束然后再转离垂直位置，拉开驱动工件转动的弹性传动带（15）（见图3）便可取下工件。

工件的传动是由电机（8）经皮带轮（9）传动带（16）导轮（17）传动带（15）导轮（18）由传动带（15）的单边驱动。工件与电极在上述驱动装置的作用下，转向相反。导轮（17）（18）内分别装有单列径向轴承，并由支承轴（19）（20）分别固定在V型体座（21）及支承架（22）上。

负极导电片（23）经绝缘块（24）固定在测微计（25）按装支架（26）上，负极导电片为一弹性导体，工作时依靠弹性贴在电极芯轴尾端。

由测微计（25）作精密丝杠，由磨擦轮（27）（28）步进电机（29）组成了加工间隙自动调整机构，来自放电加工间隙的电压讯号，经微机处理后，向步进电机（29）发出相应的控制指令，并由步进电机通过磨擦轮控制测微计的前进或后退，电极（2）则由于弹性传动带（10）对皮带轮（7）具有一定的轴向分力，使电极在旋转的同时及时的响应测微计测量端面的动作状态，这样便达到了调整  放电间隙电压的目的。

图（4）为电极半自动修正机构。

修正电极（30）外形为一高精密圆柱体，左端为定位锥端，右端压装有修正电极头，电极外圆靠弹性传动带（31）的拉力定位于摆动摇杆（32）上的红宝石定位面上，并由微型同步电机（33）通过皮带轮（34）传动带（31）驱动电极皮带轮（35）并驱动修正电极旋转，同时摇杆以轴（36）为摆动中心，受偏心肖（37）的控制与电机（33）的转动  同步摆动。修正电极通过弹性导电片（38）接通脉冲电源负极，并由红宝石定位块（39）作后端轴向定位。

弹性导电片（38）靠绝缘块（40）固定在摇杆（32）上。

微型同步电机（33）轴（36）均以支架（41）作固定支架，轴（36）对修正电极轴线，被修正电极轴线平行度应有较高的要求。平行度的修正以研磨支架（41）底面为基础，然后再以金钢石研磨剂用专用研磨块研磨红宝石V型面。

支架（41）固定在滑板（47）上，并可以定位肖（43）为中心靠螺钉（44）（45）顶压装在支架（41）底板上的圆柱肖（46）微调座面修正度，定位肖（43）同时具有将来自  机床冷却系统的冷却液，经软质输油管，经管接头（47）通过滑板内部通道、定位肖上的导油孔，最后经焊在定位肖上的金属管直接将冷却油喷往修正放电间隙处。

滑板（42）导轨（47）之间装有钢球，在导轨（47）下面有T型槽，由T型螺钉（48），压套（49），弹簧（50），使T型螺钉对T型槽底面产生一定的磨擦力，起到修正定位作用，压下压套（49）时可手推移位，以调节滑板在导轨上的位置。

工件在粗加工后即应修正一次电极，这时应取下工件，将滑板推以最佳修正位置，启动机床修正按钮，即可自动完成修正动作。对于一种类型的另件，其最佳修正位置是固定的，这时可用定位螺钉（51）与挡铁（52）确定滑板定位的位置。

机床的调整工艺要求：

支承电极的红宝石V型支承仅靠其极高的定位精度，仅保证电极在修正后具有正确的几何形状精度，被加工件的加工精度仅决定被加工件中孔与加工电极外圆的配合间隙，而不受电极本身定位精度的影响。

本装置要求支承电极的红宝石V型面对底板上基准面，修正电极V型支承面对摆动V型体支承轴，对滑板移动全长有较高的平行度。红宝石V型精度的找正依靠金钢石研磨剂  用90°铸铁研具研磨而成。

滑板与导轨的加工主要是保证钢球滚道对导轨底面平行度，及两90°滚道之间的水平平行度。其工艺保证方法是：将上滑板与下导轨做成一体结构，经锻刨热处理精磨两平面，然后在工具磨床上  以精磨合格的导轨底面为基准，一次定位磨出两90°V型钢球滚道，然后用砂轮切断，装配后即可满足使用。

Claims (4)

1、一种喷油嘴座面电火花机床机械装置，由放电加工及间隙自动调整机构1、半自动放电修正机构2组成，放电加工及间隙自动调整机构1、半自动修正机构2、均按装在底板3上，其特征在于放电加工及间隙自动调整机构中，步进电机(29)、通过摩擦轮(27)(28)传动精密丝杠(25)，精密丝杠推动整体式电极(2)，整体式电极(2)受传动带(10)皮带轮(7)的约束以外园定位于V型体(3)上，电动机(8)通过传动带(10)(15)(16)皮带轮(9)传动整体式电极(2)、被加工件(1)，被加工件以中孔与整体式电极外园(2)相配合，在半自动电极放电修正机构中；装在同步电机(33)轴上的皮带轮(34)上装有偏心肖(37)驱动摆动摇杆(32)绕轴(36)产生摆动，同步电机(33)轴(36)均按装在支架(41)上，皮带轮(33)通过橡胶传动带(31)驱动放置在摆动摇杆上的修正电极(30)后端装有定位块(39)。

2、根据权利要求1所说的喷油嘴座面电火花机床机械装置，其特征在于；整体式电极（2）的定位V型体（3）上装有红宝石支承块。

3、根据权利要求1所说的喷油嘴座面电火花机床机械装置，其特征在于修正电极（30）由一电极杆及电极头组成，电极杆为一园柱体一端与电极头压配另一端为一定位锥端。

4、根据权利要求1所说的喷油嘴座面电火花机床机械装置，其特征在于摆动摇杆（32）上面装有红宝石并制成V型定位面。

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