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《清华大学》 2010年
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微细倒锥孔电火花加工机构设计及其实验研究

马洪驹  
【摘要】:随着汽车工业发展和环境保护要求的提高,直喷孔柴油发动机已难以适应新国际标准下的排放要求。有关研究表明,倒锥形喷孔能有效地改善雾化效果,进一步提高喷孔的流量系数。为推进微细电火花加工在倒锥形微细喷孔加工方面的工业应用,本文研制了一种专用的加工机构模块。分析了影响机构加工精度的主要因素,并实验研究了脉冲电压、放电电容、导向模块旋转速度等参数对加工过程的影响。 在原有微细直孔电火花加工机床的基础上,本文设计了一种微细倒锥孔加工机构模块。电极丝的夹持、伺服进给仍由原有微细电火花小孔加工机床提供,替换微细倒锥孔专用末端导向机构后即可进行倒锥孔加工。该机构选用精密陶瓷导向柱约束微细电极丝端部实现定位,再利用球形定位块使陶瓷柱在空间中按照特定的角度偏转,最后利用直流电机驱动陶瓷柱所在的偏转主轴作旋转运动,从而使被约束的电极丝端部在空间中形成倒锥形状的包络面,完成倒锥孔加工。 为研究机构的有效性和加工特性,安装本机构于原有机床上进行实验加工。倒锥形孔的加工质量主要与入口孔径、出口孔径相关,采用相同直径的电极丝,加工相同倒锥角度的微孔,如果入口孔径越小,加工质量越高。可行性实验中,该机构的加工效果证明了机构的有效性。在加工实验的基础上,从理论分析的角度研究本机构的加工误差来源,定量分析了误差值的大小,提出了调节机构、减小误差的操作办法并通过实验有效验证。在工艺实验中,通过改变脉冲电压、极间并联电容、电极丝偏转速度等加工参数,进一步研究该机构微细倒锥孔加工性能。 实验结果表明,该微细倒锥孔加工机构效果明显。选用直径120μm、长度300 mm的拉拔微细钨丝作为工具电极,在厚度1mm的钢片上加工出入口孔径192μm,出口孔径220μm的倒锥孔,倒锥顶角1.60°。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG661

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