專利名稱：微細(xì)電火花加工用微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于特種微細(xì)加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微細(xì)電火花加工用 微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著微細(xì)電火花加工技術(shù)的不斷發(fā)展，微細(xì)孔電火花加工在精度 提高和尺寸微細(xì)化方面取得了長足的進(jìn)展。迄今電火花加工的微細(xì)孔 最小孔徑可達(dá)數(shù)微米，尺寸精度達(dá)到微米量級，表面粗糙度達(dá)到亞微 米量級。但如何提高微細(xì)孔的加工效率，保證微細(xì)孔的加工精度仍是 亟待解決的問題。
微細(xì)電火花加工過程中，微細(xì)電極絲損耗的補(bǔ)償以及精密導(dǎo)向是 關(guān)鍵問題之一。雖然在線反拷電極的方法可以獲得極微細(xì)的電極絲， 加工出極微細(xì)的孔，但反拷電極耗時(shí)較長，加工過程需要頻繁修絲， 效率不高，不適合工業(yè)批量加工場合。
工業(yè)應(yīng)用場合一般選用拉拔電極絲，如鎢絲、銅絲、銅鎢合金電 極絲等。微細(xì)電極絲的精密導(dǎo)向是保證微細(xì)電火花加工精度的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)之一， 一般采取在電極絲末端加導(dǎo)向管以保證導(dǎo)向精度，或者用兩
塊倒角陶瓷塊拼接形成微細(xì)V型導(dǎo)向槽，然后將電極絲約束在V型
導(dǎo)向槽內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)電極絲的精密導(dǎo)向。對電極絲導(dǎo)向管的要求為材料
是高耐磨性，其微細(xì)孔內(nèi)壁光滑，圓度好，且與不同規(guī)格電極絲一一 對應(yīng)。但隨著加工孔徑的減小，在更換電極絲時(shí)，微細(xì)電極絲(如直
徑小于50,)順利穿過電極絲導(dǎo)向管比較困難。為了順利穿絲，導(dǎo) 向管孔徑往往略大于電極絲直徑，電極絲與導(dǎo)向管之間存在間隙，影 響了微細(xì)孔加工精度。
綜上所述，傳統(tǒng)的電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)存在如下問題-(1)傳統(tǒng)電火花小孔加工機(jī)床使用直徑較大、'剛度較好的中空電 極，電極夾絲機(jī)構(gòu)夾絲點(diǎn)與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)之間距離即使較大，也能保證加 工過程電極不發(fā)生彎曲。但是當(dāng)采用微細(xì)電極絲時(shí)，由于其剛度較差， 夾絲機(jī)構(gòu)夾絲點(diǎn)與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)之間的距離必須減小'否則微細(xì)電極絲容 易產(chǎn)生彎曲變形，其變形量會(huì)抵消掉電極絲的伺服進(jìn)給量，影響加工 過程的穩(wěn)定性。同時(shí)，在微細(xì)電極絲附加高頻激雍時(shí)，其彎曲變形會(huì) 抵消掉電極絲由于高頻激振作用而產(chǎn)生的軸向位移，附加高頻激振的 效果無法實(shí)現(xiàn)。
(2) 若導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中的常閉夾絲機(jī)構(gòu)在常開夾絲機(jī)構(gòu)之上，位于常 閉夾絲機(jī)構(gòu)與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)之間的微細(xì)電極絲較長，亦存在微細(xì)電極絲因 剛性不好而發(fā)生彎曲的問題。
(3) 加工不同孔徑微細(xì)孔，更換電極絲時(shí)，需頻繁更換與之匹配 的導(dǎo)向管。隨著加工孔徑的減小，微細(xì)電極絲順利穿過導(dǎo)向管比較困 難。為保證順利穿絲，微細(xì)電極絲與導(dǎo)向管內(nèi)壁之間往往存在一定間 隙，電極絲容易偏擺，降低了微細(xì)孔的加工精度。
此外，加工高深徑比的微細(xì)孔時(shí)，由于放電脈沖能量及放電間隙
非常小，因此電蝕產(chǎn)物不易從加工區(qū)排出，加工過程容易發(fā)生短路和 拉弧，加工穩(wěn)定性及加工精度隨之降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種微細(xì)電火花加工用微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)，旨在解決背景技術(shù)中所述的工業(yè)生產(chǎn)微細(xì)孔加工過程中微細(xì) 電極絲的精密進(jìn)給導(dǎo)向問題，特別涉及一種微細(xì)電火花加工用微細(xì)電 極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，微細(xì)電火花加工用微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要 由微細(xì)電極絲進(jìn)給與損耗自動(dòng)補(bǔ)償模塊，微細(xì)電極絲輔助激振模塊以 及微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊組成，其特征在于，該微細(xì)電火花加工用 微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中，微細(xì)電極絲進(jìn)給與損耗自動(dòng)補(bǔ)償模塊與
Z向伺服驅(qū)動(dòng)主軸13直接相連并受其驅(qū)動(dòng)，主要由常開夾絲機(jī)構(gòu)8 和常閉夾絲機(jī)構(gòu)7組成。常閉夾絲機(jī)構(gòu)7在常開夾絲機(jī)構(gòu)8下面，位 于常開夾絲機(jī)構(gòu)8和微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊之間，微細(xì)電極絲9由 常閉夾絲機(jī)構(gòu)7夾持，常閉夾絲機(jī)構(gòu)7通過常閉夾絲機(jī)構(gòu)托架18與 微細(xì)電極絲輔助激振模塊17下端相連，微細(xì)電極絲輔助激振模塊17 上端與連接塊16下端相連，連接塊16安裝在導(dǎo)軌滑塊15上，導(dǎo)軌 滑塊15通過連接塊16與Z向伺服驅(qū)動(dòng)主軸13相連，導(dǎo)軌滑塊15 和微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝板14滑動(dòng)連接。常開夾絲機(jī)構(gòu)8安 裝在常開夾絲機(jī)構(gòu)基座11的底面，常開夾絲機(jī)構(gòu)基座11固定在微細(xì) 電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝板14上。導(dǎo)向管12、上陶瓷導(dǎo)向器10安 裝在常開夾絲機(jī)構(gòu)基座11上，下陶瓷導(dǎo)向器19安裝在常閉夾絲機(jī)構(gòu) 托架18上，導(dǎo)向管12、上陶瓷導(dǎo)向器IO、下陶瓷導(dǎo)向器19與常開夾絲機(jī)構(gòu)8和常閉夾絲機(jī)構(gòu)7兩者的夾絲部分在同一直線上，微細(xì)電 極絲9從導(dǎo)向管12進(jìn)入，依次穿過上陶瓷導(dǎo)向器IO、常開夾絲機(jī)構(gòu) 8的夾絲部分、下陶瓷導(dǎo)向器19和常閉夾絲機(jī)構(gòu)7的夾絲部分，再 通過微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊。
微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊主要由微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊基座 6、微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片底座2、微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片1以及彈性壓 絲機(jī)構(gòu)3組成。微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊基座6固定在微細(xì)電極絲進(jìn) 給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝板14上，微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片1固定在微細(xì)電極絲 導(dǎo)向硅片底座2上，微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片底座2由電極絲導(dǎo)向硅片基 座定位壓片20壓緊固定在微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊基座6上，微細(xì) 電極絲9被彈性壓絲機(jī)構(gòu)3約束在微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片1的精密V 型導(dǎo)向槽23內(nèi)。
所述彈性壓絲機(jī)構(gòu)3由微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)托架5、微細(xì) 電極絲壓緊力調(diào)整螺釘4、長彈簧絲25、短彈簧絲26、下壓絲柱27、 上壓絲柱28構(gòu)成，微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)托架5安裝在微細(xì)電 極絲精密導(dǎo)向模塊基座6的端面，短彈簧絲26穿過上壓絲柱28的中 心孔，左、右兩端分別插入微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)托架5上部的 對應(yīng)定位孔內(nèi)，長彈簧絲25穿過下壓絲柱27的中心孔，左、右兩端 分別插入微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)托架5上部的對應(yīng)定位孔內(nèi)，四 個(gè)微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整螺釘4安裝在微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整機(jī)構(gòu) 托架5的四個(gè)螺紋孔內(nèi)，左、右兩個(gè)微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整螺釘4的 頂端分別壓住長彈簧絲25的左、右兩段，中間兩個(gè)微細(xì)電極絲壓緊
力調(diào)整螺釘4的頂端分別壓住短彈簧絲26的左、右兩段，上壓絲柱 28和下壓絲柱27在微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片1的精密V型導(dǎo)向槽23上 壓住微細(xì)電極絲9。上壓絲柱28和下壓絲柱27對電極絲的壓緊力分 別由短彈簧絲26和長彈簧絲25提供，通過擰緊或放松微細(xì)電極絲壓 緊力調(diào)整螺釘4，調(diào)節(jié)對電極絲壓緊力的大小。
所述的精密V型導(dǎo)向槽23刻蝕在微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片1中心線 上，第一層涂層二氧化硅(Si02)薄膜22沉積在微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅 片1的V型導(dǎo)向槽表面，第二層涂層氮化硅(Si3N4)薄膜24沉積在 第一層涂層二氧化硅(Si02)薄膜22上。
所述的精密V型導(dǎo)向槽23的制造方法為體硅刻蝕工藝，第一層 涂層二氧化硅(Si02)薄膜22及第二層涂層氮化硅(Si3N4)薄膜24 的制造方法為化學(xué)氣相沉積(CVD)。
所述的微細(xì)電極絲輔助激振模塊(17)為壓電陶瓷激振模塊或電 磁激振模塊等。
所述下壓絲柱27和上壓絲柱28的材料為高分子絕緣材料。 進(jìn)行微細(xì)電極絲損耗補(bǔ)償時(shí)，常開夾絲機(jī)構(gòu)8的電磁致動(dòng)器通 電，將微細(xì)電極絲9夾緊，接著常閉夾絲機(jī)構(gòu)7的電磁致動(dòng)器通電， 夾絲頭在電磁力的作用下松開微細(xì)電極絲9，之后Z向伺服驅(qū)動(dòng)常閉 夾絲機(jī)構(gòu)7向上運(yùn)動(dòng)，至預(yù)設(shè)極限位置時(shí)，常閉夾絲機(jī)構(gòu)7和常開夾 絲機(jī)構(gòu)8先后恢復(fù)常態(tài)，Z向伺服驅(qū)動(dòng)常閉夾絲機(jī)構(gòu)7帶動(dòng)微細(xì)電極 絲9向下運(yùn)動(dòng)一定距離。重復(fù)上述過程便可實(shí)現(xiàn)微細(xì)電極絲的進(jìn)給， 反之則能實(shí)現(xiàn)微細(xì)電極絲的回退。
加工過程中，微細(xì)電極絲9除了伺服進(jìn)給，還可以在微細(xì)電極絲
輔助激振模塊17的作用下高頻振動(dòng)，有利于提高脈沖的利用率，減 少短路、拉弧現(xiàn)象的發(fā)生，改善間隙放電狀態(tài)與排屑條件，進(jìn)一步提 高加工穩(wěn)定性和加工效率。
微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊的關(guān)鍵零件是微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片1 及其精密V型導(dǎo)向槽23。根據(jù)不同微細(xì)電極絲9的直徑范圍，采用 體硅刻蝕工藝在硅片上刻蝕出一定寬度與深度的精密V型導(dǎo)向槽23， 然后再在其表面沉積二氧化硅(Si02)薄膜22和氮化硅(Si3N4)薄 膜24，以增加其耐磨性及絕緣性。微細(xì)電極絲9從導(dǎo)向管12穿過上 陶瓷導(dǎo)向器IO、常開夾絲機(jī)構(gòu)8、下陶瓷導(dǎo)向器19和常閉夾絲機(jī)構(gòu) 7，再經(jīng)過微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片1上的精密V型導(dǎo)向槽23，由彈性壓 絲機(jī)構(gòu)3壓緊，約束在精密V型導(dǎo)向槽23內(nèi)。微細(xì)電極絲壓緊力的 大小可以通過微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整螺釘4進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳的 加工效果。加工過程中，只要根據(jù)孔徑范圍選擇微細(xì)電極絲9和匹配 相應(yīng)規(guī)格的微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片1。
本發(fā)明的有益效果為
(1)微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊中采用精密V型導(dǎo)向槽，其最大 優(yōu)點(diǎn)是穿絲容易，用簡單的工藝保證微細(xì)電極絲始終與精密V型導(dǎo) 向槽的V型導(dǎo)向面接觸，同時(shí)又能保證微細(xì)電極絲軸向自由滑動(dòng)， 獲得了對微細(xì)電極絲髙精度導(dǎo)向的效果，解決了微細(xì)電火花加工微細(xì) 電極絲的精密導(dǎo)向問題。且一種規(guī)格V型導(dǎo)向槽的硅片可以適應(yīng)一 定直徑范圍的微細(xì)電極絲，導(dǎo)向硅片不必與每一直徑的電極絲一一對
應(yīng)，簡化了微細(xì)電極絲導(dǎo)向器的設(shè)計(jì)。
(2)微細(xì)電極絲進(jìn)給與損耗自動(dòng)補(bǔ)償模塊中，常閉夾絲機(jī)構(gòu)位于 常開夾絲機(jī)構(gòu)與微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊之間，較常開夾絲機(jī)構(gòu)位于 常閉夾絲機(jī)構(gòu)的下部相比，縮短了常閉夾絲機(jī)構(gòu)夾絲點(diǎn)與微細(xì)電極絲 精密導(dǎo)向模塊間的距離，減少了由于電極絲彎曲帶來的加工過程不穩(wěn) 定等問題，提高了加工過程中微細(xì)電極絲的穩(wěn)定性。
(3)微細(xì)電極絲輔助激振模塊安裝在Z向伺服驅(qū)動(dòng)主軸與常閉 夾絲機(jī)構(gòu)之間。加工過程微細(xì)電極絲進(jìn)行伺服進(jìn)給的同時(shí)，還在微細(xì) 電極絲輔助激振模塊的作用下作高頻振動(dòng)，能夠改善間隙放電狀態(tài)與 排屑條件，提高加工過程穩(wěn)定性和加工效率。
附國說明


圖1是微細(xì)電火花加工用微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)示意圖； 圖2是微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊局部放大圖； 圖3是圖2的B向視圖即彈性壓絲機(jī)構(gòu)示意圖； 圖4是圖1中微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊的A-A向視圖； 圖5是微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖1 圖5中，1為微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片，2為微細(xì)電極絲導(dǎo) 向硅片底座，3為彈性壓絲機(jī)構(gòu)，4為微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整螺釘，5 為微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)托架，6為微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊基 座，7為常閉夾絲機(jī)構(gòu)，8為常開夾絲機(jī)構(gòu)，9為微細(xì)電極絲，10為 上陶瓷導(dǎo)向器，ll為常開夾絲機(jī)構(gòu)基座，12為導(dǎo)向管，13為Z向伺 服驅(qū)動(dòng)主軸，14為微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝板，15為導(dǎo)軌滑塊，
16為連接塊，17為微細(xì)電極絲輔助激振模塊，18為常閉夾絲機(jī)構(gòu)托 架，19為下陶瓷導(dǎo)向器，20為電極絲導(dǎo)向硅片基座定位壓片，21為 電極絲導(dǎo)向硅片基體，22為二氧化硅(Si02)薄膜，23為精密V型 導(dǎo)向槽，24為氮化硅(Si3N4)薄膜，25為長彈簧絲，26為短彈簧絲， 27為下壓絲柱，28為上壓絲柱。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
如圖1所示實(shí)施例，該微細(xì)電火花加工用微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī) 構(gòu)主要由微細(xì)電極絲進(jìn)給與損耗自動(dòng)補(bǔ)償模塊、微細(xì)電極絲輔助激振 模塊以及微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊等組成，微細(xì)電極絲進(jìn)給與損耗自 動(dòng)補(bǔ)償模塊、微細(xì)電極絲輔助激振模塊和微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊均 安裝在微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝板14上。在此微細(xì)電極絲進(jìn)給 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中，Z向伺服驅(qū)動(dòng)主軸13和微細(xì)電極絲進(jìn)給與損耗自動(dòng)補(bǔ) 償模塊的連接塊16相連，微細(xì)電極絲9由常閉夾絲機(jī)構(gòu)7夾持，常 閉夾絲機(jī)構(gòu)7通過常閉夾子托架18與微細(xì)電極絲輔助激振模塊17的 下端相連接，微細(xì)電極絲輔助激振模塊17通過連接塊16安裝在導(dǎo)軌 滑塊15上，導(dǎo)軌滑塊15通過連接塊16與Z向伺服驅(qū)動(dòng)主軸13相連 接，導(dǎo)軌滑塊15和微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝板14滑動(dòng)連接。微 細(xì)電極絲進(jìn)給與損耗自動(dòng)補(bǔ)償模塊主要由常開夾絲機(jī)構(gòu)8和常閉夾 絲機(jī)構(gòu)7組成，常閉夾絲機(jī)構(gòu)7位于常開夾絲機(jī)構(gòu)8和微細(xì)電極絲精 密導(dǎo)向模塊之間，較常開夾絲機(jī)構(gòu)位于常閉夾絲機(jī)構(gòu)下部相比，該結(jié) 構(gòu)能有效縮短常閉夾絲機(jī)構(gòu)夾絲點(diǎn)與微細(xì)電極絲導(dǎo)向模塊之間的距離，有利于提高加工過程中微細(xì)電極絲的穩(wěn)定性。微細(xì)電極絲進(jìn)給與
損耗自動(dòng)補(bǔ)償模塊中，常開夾絲機(jī)構(gòu)8安裝在常開夾絲機(jī)構(gòu)基座11
的底面，常開夾絲機(jī)構(gòu)基座11固定在微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝
板14上。
微細(xì)電極絲損耗補(bǔ)償過程如下當(dāng)電極絲需要補(bǔ)償時(shí)，常開夾絲
機(jī)構(gòu)8的電磁致動(dòng)器通電夾緊微細(xì)電極絲9，然后常閉夾絲機(jī)構(gòu)7的 電磁致動(dòng)器的線圈通電，松開微細(xì)電極絲9，之后Z向伺服驅(qū)動(dòng)常閉 夾絲機(jī)構(gòu)7向上運(yùn)動(dòng)，達(dá)到設(shè)定的極限位置時(shí)，常閉夾絲機(jī)構(gòu)7和常 開夾絲機(jī)構(gòu)8先后恢復(fù)常態(tài)，Z向伺服驅(qū)動(dòng)常閉夾絲機(jī)構(gòu)7帶動(dòng)微細(xì) 電極絲9向下運(yùn)動(dòng)一定距離。重復(fù)上述過程便可實(shí)現(xiàn)微細(xì)電極絲的進(jìn) 給，反之則能實(shí)現(xiàn)微細(xì)電極絲的回退。
微細(xì)電極絲9在Z向伺服作用下作伺服進(jìn)給的同時(shí)，還在微細(xì)電 極絲輔助激振模塊17的作用下作高頻振動(dòng)。微細(xì)電極絲輔助高頻振 動(dòng)能夠改善間隙放電狀態(tài)與排屑條件，提高加工過程穩(wěn)定性，提高加 工效率。
微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊基座6、微 細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片底座2、微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片1以及彈性壓絲機(jī)構(gòu) 3等組成。微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片底座2由氧化鋯基陶瓷等硬度較高且 絕緣性能好的材料加工而成。微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片1固定在微細(xì)電極 絲導(dǎo)向硅片基座2上，微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片底座2由電極絲導(dǎo)向硅片 基座定位壓片20壓緊固定在導(dǎo)向模塊基座6上。微細(xì)電極絲精密導(dǎo) 向模塊的關(guān)鍵是硅片的精密V型導(dǎo)向槽23的加工，該V型導(dǎo)向槽通
過體硅刻蝕的工藝獲得。根據(jù)不同的電極絲直徑范圍，通過體硅刻蝕
工藝，在硅片上刻出一定寬度與深度的精密V型導(dǎo)向槽。微細(xì)電極 絲9依次穿過導(dǎo)向管12、上陶瓷導(dǎo)向器IO、下陶瓷導(dǎo)向器19、常開 夾絲機(jī)構(gòu)8和常閉夾絲機(jī)構(gòu)7，由彈性壓絲機(jī)構(gòu)3在微細(xì)電極絲導(dǎo)向 硅片1上壓緊，約束在精密V型導(dǎo)向槽23中。彈性壓絲機(jī)構(gòu)3主要 由微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)托架5、微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整螺釘4、 上壓絲柱28、下壓絲柱27以及長彈簧絲25和短彈簧絲26組成。長 彈簧絲25穿過下壓絲柱27的中心孔，短彈簧絲26穿過上壓絲柱28 的中心孔，各彈簧絲的兩端分別固定在微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)托 架5上部相應(yīng)的定位孔內(nèi)。四個(gè)微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整螺釘4的頂端 分別壓住兩個(gè)彈簧絲左、右段，通過擰緊或放松微細(xì)電極絲壓緊力調(diào) 整螺釘4，便可調(diào)整彈簧絲的彎曲變形量，從而調(diào)整壓絲力的大小， 保證加工過程微細(xì)電極絲9與精密V型導(dǎo)向槽23的導(dǎo)向面之間良好 無間隙接觸且能自由滑動(dòng)，不易發(fā)生電極絲的偏擺現(xiàn)象。上壓絲柱 28和下壓絲柱27的材料為聚四氟乙烯等高分子絕緣材料。
本發(fā)明的工作原理為常閉夾絲機(jī)構(gòu)置于常開夾絲機(jī)構(gòu)和微細(xì)電 極絲精密導(dǎo)向模塊之間，縮短了常閉夾絲機(jī)構(gòu)夾絲點(diǎn)與微細(xì)電極絲精 密導(dǎo)向模塊間的距離，減少了由于電極絲彎曲帶來的加工過程不穩(wěn)定 等問題，提高了加工過程中微細(xì)電極絲的穩(wěn)定性；引入微細(xì)電極絲高 頻激振模塊，改善間隙放電狀態(tài)，改善間隙流場及排屑條件，提高加 工過程穩(wěn)定性，提高加工效率；采用體硅刻蝕工藝獲得V型導(dǎo)向槽 的硅片作為微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊電極絲導(dǎo)向的關(guān)鍵零件，用簡單
的工藝實(shí)現(xiàn)了加工過程微細(xì)電極絲的高精度導(dǎo)向，解決了微細(xì)電火花
加工中微細(xì)電極絲的精確導(dǎo)向問題。加工時(shí)只要根據(jù)工件要求的孔徑 選擇與其匹配的相應(yīng)微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片。
權(quán)利要求
1.一種微細(xì)電火花加工用微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，主要由微細(xì)電極絲進(jìn)給與損耗自動(dòng)補(bǔ)償模塊、微細(xì)電極絲輔助激振模塊和微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊組成。其特征在于，該微細(xì)電火花加工用微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中，微細(xì)電極絲進(jìn)給與損耗自動(dòng)補(bǔ)償模塊與Z向伺服驅(qū)動(dòng)主軸(13)直接相連，微細(xì)電極絲進(jìn)給與損耗自動(dòng)補(bǔ)償模塊主要由常開夾絲機(jī)構(gòu)(8)和常閉夾絲機(jī)構(gòu)(7)組成，常閉夾絲機(jī)構(gòu)(7)在常開夾絲機(jī)構(gòu)(8)下面，位于常開夾絲機(jī)構(gòu)(8)和微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊之間，微細(xì)電極絲(9)由常閉夾絲機(jī)構(gòu)(7)夾持，常閉夾絲機(jī)構(gòu)(7)通過常閉夾絲機(jī)構(gòu)托架(18)與微細(xì)電極絲輔助激振模塊(17)下端相連，微細(xì)電極絲輔助激振模塊(17)上端與連接塊(16)下端相連，連接塊(16)安裝在導(dǎo)軌滑塊(15)上，導(dǎo)軌滑塊(15)通過連接塊(16)與Z向伺服驅(qū)動(dòng)主軸(13)相連，導(dǎo)軌滑塊(15)和微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝板(14)通過滑動(dòng)連接，常開夾絲機(jī)構(gòu)(8)和常開夾絲機(jī)構(gòu)基座(11)的底面固接，常開夾絲機(jī)構(gòu)基座(11)固定在微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝板(14)上，導(dǎo)向管(12)、上陶瓷導(dǎo)向器(10)安裝在常開夾絲機(jī)構(gòu)基座(11)上，下陶瓷導(dǎo)向器(19)安裝在常閉夾絲機(jī)構(gòu)托架(18)上，導(dǎo)向管(12)、上陶瓷導(dǎo)向器(10)、下陶瓷導(dǎo)向器(19)與常開夾絲機(jī)構(gòu)(8)和常閉夾絲機(jī)構(gòu)(7)兩者的夾絲部分在同一直線上，微細(xì)電極絲(9)從導(dǎo)向管(12)進(jìn)入，穿過上陶瓷導(dǎo)向器(10)、常開夾絲機(jī)構(gòu)(8)的夾絲部分、下陶瓷導(dǎo)向器(19)和常閉夾絲機(jī)構(gòu)(7)的夾絲部分，再通過微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊。微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊主要由微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊基座(6)、微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片底座(2)、微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片(1)以及彈性壓絲機(jī)構(gòu)(3)組成，微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊基座(6)固定在微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝板(14)上，微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片(1)固定在微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片底座(2)上，微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片底座(2)由電極絲導(dǎo)向硅片基座定位壓片(20)壓緊固定在微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊基座(6)上，微細(xì)電極絲(9)被彈性壓絲機(jī)構(gòu)(3)約束在微細(xì)電極絲導(dǎo)向硅片(1)的精密V型導(dǎo)向槽(23)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微細(xì)電火花加工用微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述彈性壓絲機(jī)構(gòu)(3)由微細(xì)電極絲壓緊力 調(diào)整機(jī)構(gòu)托架(5)、四個(gè)微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整螺釘(4)、長彈簧絲 (25)、短彈簧絲(26)、下壓絲柱(27)、上壓絲柱(28)構(gòu)成，微 細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)托架(5)安裝在微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊 基座(6)的端面，短彈簧絲(26)穿過上壓絲柱(28)的中心孔， 左、右兩端分別插入微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)托架(5)上部的對 應(yīng)定位孔內(nèi)，長彈簧絲(25)穿過下壓絲柱(27)的中心孔，左、右 兩端分別插入微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整機(jī)構(gòu)托架(5)上部的對應(yīng)定位 孔內(nèi)，四個(gè)微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整螺釘(4)安裝在微細(xì)電極絲壓緊 力調(diào)整機(jī)構(gòu)托架(5)的四個(gè)螺紋孔內(nèi)，左、右兩個(gè)微細(xì)電極絲壓緊 力調(diào)整螺釘(4)的頂端分別壓住長彈簧絲(25)的左、右兩段，中 間兩個(gè)微細(xì)電極絲壓緊力調(diào)整螺釘(4)的頂端分別壓住短彈簧絲(26) 的左、右兩段，上壓絲柱(28)和下壓絲柱(27)在微細(xì)電極絲導(dǎo)向 硅片(1)的精密V型導(dǎo)向槽(23)上壓住微細(xì)電極絲(9)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微細(xì)電火花加工用微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的精密V型導(dǎo)向槽(23)刻蝕在微細(xì)電 極絲導(dǎo)向硅片(1)上，第一層涂層二氧化硅薄膜(22)沉積在微細(xì) 電極絲導(dǎo)向硅片(1)的V型導(dǎo)向槽表面，第二層涂層氮化硅薄膜(24) 沉積在第一層涂層二氧化硅薄膜(22)表面上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微細(xì)電火花加工用微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述微細(xì)電極絲輔助激振模塊(17)為壓電陶 瓷激振模塊或電磁激振模塊。
全文摘要
本發(fā)明屬于特種微細(xì)加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微細(xì)電火花加工用微細(xì)電極絲進(jìn)給導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，由微細(xì)電極絲進(jìn)給與損耗自動(dòng)補(bǔ)償模塊、微細(xì)電極絲輔助激振模塊以及微細(xì)電極絲精密導(dǎo)向模塊組成。常閉夾絲機(jī)構(gòu)位于常開夾絲機(jī)構(gòu)和精密導(dǎo)向模塊之間，縮短了常閉夾絲機(jī)構(gòu)夾絲點(diǎn)與導(dǎo)向模塊間的距離，提高了微細(xì)電極絲的穩(wěn)定性。微細(xì)電極絲在伺服進(jìn)給的同時(shí)，還在輔助激振模塊的作用下高頻振動(dòng)，用于改善間隙放電狀態(tài)與排屑條件，提高加工效率。精密導(dǎo)向模塊采用在硅片上刻蝕的精密V型導(dǎo)向槽實(shí)現(xiàn)對微細(xì)電極絲的高精度導(dǎo)向，一種規(guī)格V型導(dǎo)向槽的硅片可以適應(yīng)一定直徑范圍的電極絲。本發(fā)明用于微細(xì)孔加工。
文檔編號B23H7/26GK101362236SQ200810111890
公開日2009年2月11日 申請日期2008年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月19日
發(fā)明者偉 劉, 徐明剛, 勇 李, 賈維溥, 陳旭鵬 申請人:清華大學(xué)