CN102554379B - 一种超硬刀具电火花加工装置及操作方法 - Google Patents
一种超硬刀具电火花加工装置及操作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102554379B CN102554379B CN2012100042255A CN201210004225A CN102554379B CN 102554379 B CN102554379 B CN 102554379B CN 2012100042255 A CN2012100042255 A CN 2012100042255A CN 201210004225 A CN201210004225 A CN 201210004225A CN 102554379 B CN102554379 B CN 102554379B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- axis
- axle
- rotation electrode
- electric spark
- cutter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
本发明涉及一种超硬刀具电火花加工装置及操作方法，它包括精密数控电火花成型加工机床，机床的床身上设置有常规旋转工作台、旋转电机和伺服***，其特征在于：机床的床身上还设置有三坐标工作台，三坐标工作台通过连接轴连接十字滑台，十字滑台上设置有旋转电极；三坐标工作台包括三根相互正交的X轴、Y轴和Z轴，X轴和Y轴为水平方向，Z轴垂直于X轴和Y轴组成的水平面；十字滑台设置在旋转工作台与三坐标工作台之间，十字滑台包括两根相互正交的U轴和V轴，U轴与X轴平行，V轴与Y轴平行；连接轴垂直连接X轴和V轴，且与Z轴平行；旋转电极垂向设置在U轴的底部。本发明免去了大量的坐标转换计算，使刀具的展成加工编程可以简单实现，可用于各种硬质刀具的成型加工过程中。
Description
技术领域
本发明涉及一种刀具加工装置及操作方法，特别是关于一种能够保证刀具后角恒定的超硬刀具电火花加工装置及操作方法。
背景技术
精密数控电火花成型加工机床是精密特种加工技术的重要设备之一，主要用于加工传统机械加工机床难以加工的超硬材料和脆性材料，对精密机械、汽车、微电子产品、航空航天的精密零件和精密模具具有重要意义。电火花加工时无切削力；不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷；工具电极材料无需比工件材料硬；因此超硬刀具的加工是多轴联动数控电火花加工技术的又一成功应用领域。
随着加工工件质量要求的提高，对加工所使用的刀具形状、精度和使用寿命的要求也随之增加。很多工件加工大多为一次直接成型，因此，加工工件的刀具刀头越来越多地采用硬度高、耐磨性好的超硬材料，且形状也多为三维空间曲面，加工复杂。许多外形复杂的超硬异型成型刀具，如圆底刀、修边刀、屉锁刀、台阶刀等，都具有一个曲线型的侧面轮廓，这些刀具的侧面轮廓不能像普通的铣刀一样连成一条直线，而是一条曲线。如图1所示，为木工中经常使用的一种异形成型刀具1，其刀头形状为半球形，刀刃为回转曲线。目前常用的电火花加工机床，如VOLLMER公司的五轴电火花加工中心，在加工这类刀具时采用的是成型加工方法，即先在车床上加工一个和非矩形截面弧度相似的、截面是曲面的电极，然后进行刃口的成型与刃磨；这种加工方法存在的缺点是所加工的刀具的曲面部分后角不一致。如图2所示，成型电极2对被加工刀具3进行成型法加工后，a点处的后角是最佳后角，那么其它曲面部分的后角将小于a点，在b点，甚至出现了后角为0°的极限情况。这样就缩短了刀具的使用寿命和耐磨程度。为了使后角达到一致，可以换用展成法对刃口进行加工，但传统的电火花加工机床实现展成法加工需要在数控编程时进行大量的坐标换算，编程不易实现；而且，往往由于机床本身工作空间的限制使展成法不易实现。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种在加工复杂形状的超硬刀具过程中，能够为展成法加工提供良好基础、工作空间紧凑、编程实现简单，能够保证刀具后角恒定的超硬刀具电火花加工装置及操作方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种超硬刀具电火花加工装置，它包括精密数控电火花成型加工机床，所述机床的床身上设置有常规旋转工作台、旋转电机和伺服***，其特征在于：所述机床的床身上还设置有三坐标工作台，所述三坐标工作台通过连接轴连接十字滑台，所述十字滑台上设置有旋转电极；所述三坐标工作台包括三根相互正交的X轴、Y轴和Z轴，所述X轴和Y轴为水平方向，所述Z轴垂直于所述X轴和Y轴组成的水平面；所述十字滑台设置在所述常规旋转工作台与所述三坐标工作台之间，所述十字滑台包括两根相互正交的U轴和V轴，所述U轴与所述X轴平行，所述V轴与所述Y轴平行；所述连接轴垂直连接所述X轴和V轴，且与所述Z轴平行；所述旋转电极垂向设置在所述U轴的底部。
上述一种超硬刀具电火花加工装置的操作方法，其包括以下步骤：1)通过机床自身的常规旋转工作台夹紧被加工刀具，控制被加工刀具沿三个方向的角度，以调节被加工刀具的位置；2)通过三坐标工作台的X轴、Y轴和Z轴调节连接轴的位置，并利用十字滑台的U轴和V轴控制旋转电极在以连接轴为原点的水平二维极坐标系内做曲线运动，Z轴配合使旋转电极增加一个垂直方向的移动自由度，实现旋转电极在水平面内以连接轴为回转中心进行极坐标运动，且回转中心的位置在三维空间内可调；3)采用旋转电极对被加工刀具进行展成法加工。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于刀具中心轴的三个正交方向坐标轴由相应伺服电机控制移动，而刀具绕中心轴的运动由两个旋转电机独立控制，如此即能减少实现刀具展成加工实现的复杂度，提高加工速度。2、本发明通过三坐标工作台的X轴、Y轴和Z轴调节连接轴的位置，并利用十字滑台中的U轴和V轴控制旋转电极在以连接轴为原点的水平二维极坐标系内做曲线运动，Z轴可配合使旋转电极增加一个垂直方向的移动自由度；这样，可以实现旋转电极在水平面内以连接轴为回转中心进行极坐标运动，且回转中心的位置在三维空间内可调。3、本发明可以直接对相应于U轴、V轴、X轴、Y轴和Z轴五个机械轴的驱动运动进行编程，免去了大量的坐标转换计算，直接实现了刀具的展成加工，使刀具的展成加工编程可以简单实现。本发明可以用于各种硬质刀具的成型及刃口加工过程中。
附图说明
图1是现有技术中硬质异形成型刀具的示意图
图2是现有技术中成型法电火花加工原理示意图
图3是本发明装置的结构示意图
图4是本发明展成法电火花加工原理示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明方法可以概括为以下内容：
1、采用精密数控电火花成型加工机床对被加工刀具进行加工，被加工刀具安装在机床自身的三坐标轴运动装置上；
2、将被加工刀具的运动分为两部分：一部分是被加工刀具沿三个正交方向的运动，其是利用机床自身的三坐标伺服***进行控制；另一部分是围绕被加工刀具中心轴的运动，其是利用两个电机进行独立控制；
3、采用圆盘状成型电极，利用展成法对被加工刀具进行刃口加工。
如图3所示，现有技术中，精密数控电火花成型加工机床的床身1上设置有常规旋转工作台2、旋转电机和伺服***。通过常规旋转工作台2可以使被加工刀具沿三个方向旋转运动，调节被加工刀具的位置；通过旋转电机控制被加工刀具围绕被加工刀具中心轴转动。本发明装置在现有精密数控电火花成型加工机床床身1上还设置有三坐标工作台3，三坐标工作台3通过连接轴4连接十字滑台5，十字滑台5上设置有旋转电极6。
常规旋转工作台2包括A轴21，B轴22和C轴23，用于夹紧被加工刀具，使被加工刀具能够沿三个方向做旋转运动，以调节被加工刀具的角度，即以A轴21、B轴22和C轴23为中心做旋转运动。
三坐标工作台3包括X轴31、Y轴32和Z轴33，X轴31、Y轴32和Z轴33相互正交，其中，X轴31和Y轴32为水平方向，Z轴垂直于X轴31和Y轴32组成的水平面，X轴31、Y轴32和Z轴33用于控制连接轴4沿三个正交方向运动，以调节连接轴4的位置。三坐标工作台3可以采用普通的三坐标机床。
十字滑台5位于常规旋转工作台2和三坐标工作台3之间，十字滑台5包括U轴51和V轴52，U轴51和V轴52相互垂直，且均为水平方向，其中U轴51与X轴31相互平行，V轴52与Y轴32相互平行；连接轴4垂直连接X轴31和V轴52，且与Z轴33平行；旋转电极6垂向设置在U轴51的底部。
三坐标工作台3的X轴31、Y轴32和Z轴33可以控制连接轴4的位置，十字滑台5中的U轴51和V轴52用于控制旋转电极6在水平面内沿两个相互垂直的方向运动；以实现旋转电极6以连接轴4为回转中心的回转运动。
本发明装置的具体操作方法：
1)通过机床自身的常规旋转工作台2夹紧被加工刀具，并通过A轴21、B轴22、C轴23控制被加工刀具沿三个方向的夹角，调节被加工刀具的位置；
2)调节好被加工刀具的位置并夹紧后，通过三坐标工作台3的X轴31、Y轴32和Z轴33配合调节连接轴4的位置，并利用十字滑台5中的U轴51和V轴52控制旋转电极6在以连接轴4为原点的水平二维极坐标系内做曲线运动，Z轴33可配合使旋转电极6增加一个垂直方向的移动自由度；这样，可以实现旋转电极6在水平面内以连接轴4为回转中心进行极坐标运动，且回转中心的位置在三维空间内可调。
3)采用旋转电极6对被加工刀具进行展成法加工。
采用上述加工方法能减少实现刀具展成法加工的复杂度，提高加工速度。
本发明可以直接对相应于U轴51、V轴52、X轴31、Y轴32和Z轴33五个机械轴的驱动运动进行编程，免去了大量的坐标转换计算，使刀具的展成加工编程可以简单实现，直接实现了刀具刃口的展成加工，使被加工刀具具有一致且最佳的后角。
如图4所示，上述实施例中，旋转电极6采用圆盘状旋转电极，利用展成法对硬质异形成型刀具7进行加工，保证整个切削刃的后角达到一致且最佳。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (2)
1.一种超硬刀具电火花加工装置，它包括精密数控电火花成型加工机床，其特征在于：所述机床的床身上设置有常规旋转工作台、旋转电机和伺服***，所述机床的床身上还设置有三坐标工作台，所述三坐标工作台通过连接轴连接十字滑台，所述十字滑台上设置有旋转电极；
所述三坐标工作台包括三根相互正交的X轴、Y轴和Z轴，所述X轴和Y轴为水平方向，所述Z轴垂直于所述X轴和Y轴组成的水平面，所述X轴、Y轴和Z轴用于控制所述连接轴沿三个正交方向运动；
所述十字滑台设置在所述常规旋转工作台与所述三坐标工作台之间，所述十字滑台包括两根相互正交的U轴和V轴，所述U轴与所述X轴平行，所述V轴与所述Y轴平行，所述U轴和V轴用于控制所述旋转电极在水平面内沿两个相互垂直的方向运动；
所述连接轴垂直连接所述X轴和V轴，且与所述Z轴平行；
所述旋转电极垂向设置在所述U轴的底部。
2.一种如权利要求1所述的超硬刀具电火花加工装置的操作方法，其包括以下步骤：
1）通过机床自身的常规旋转工作台夹紧被加工刀具，控制被加工刀具沿三个方向的角度，以调节被加工刀具的位置；
2）通过三坐标工作台的X轴、Y轴和Z轴调节连接轴的位置，并利用十字滑台的U轴和V轴控制旋转电极在以连接轴为原点的水平二维极坐标系内做曲线运动，Z轴配合使旋转电极增加一个垂直方向的移动自由度，实现旋转电极在水平面内以连接轴为回转中心进行极坐标运动，且回转中心的位置在三维空间内可调；
3）采用旋转电极对被加工刀具进行展成法加工。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012100042255A CN102554379B (zh) | 2012-01-09 | 2012-01-09 | 一种超硬刀具电火花加工装置及操作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012100042255A CN102554379B (zh) | 2012-01-09 | 2012-01-09 | 一种超硬刀具电火花加工装置及操作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102554379A CN102554379A (zh) | 2012-07-11 |
| CN102554379B true CN102554379B (zh) | 2013-12-11 |
Family
ID=46401727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012100042255A Active CN102554379B (zh) | 2012-01-09 | 2012-01-09 | 一种超硬刀具电火花加工装置及操作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102554379B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107042344A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-08-15 | 苏州群伦精密机电工业有限公司 | 微型数控放电加工装置及其xy轴传动装置 |
| CN107116273A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-09-01 | 群基精密工业(苏州)有限公司 | 微型数控放电加工装置 |
| CN110449675A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-11-15 | 江苏省艾格森数控设备制造有限公司 | 一种卧轴回转式金刚石砂棒电火花修形机床 |
| CN113695692A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-11-26 | 瑞声精密制造科技(常州)有限公司 | 一种刀具加工方法及装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2413832Y (zh) * | 2000-03-20 | 2001-01-10 | 苏州中特机电科技有限公司 | 电火花高速小孔加工设备的数控驱动机构 |
| CN2757993Y (zh) * | 2004-11-10 | 2006-02-15 | 北京安德数字设备有限公司 | 一种电火花加工机床的进给机构 |
| JP4218322B2 (ja) * | 2002-11-20 | 2009-02-04 | パナソニック株式会社 | 研削工具の作製方法 |
| CN101795806A (zh) * | 2007-07-17 | 2010-08-04 | 通用电气公司 | 用于混合加工波形薄壁工件的装置及方法 |
| CN102019474A (zh) * | 2010-09-16 | 2011-04-20 | 南京航空航天大学 | 线电极电化学磨削微细工具在线制备***及方法 |
| CN102152155A (zh) * | 2011-04-18 | 2011-08-17 | 苏州电加工机床研究所有限公司 | 一种用于电火花加工环形花纹的机床轨迹摇动机构 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08108319A (ja) * | 1994-10-07 | 1996-04-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 細管の試料採取装置 |
| KR100407888B1 (ko) * | 2001-05-15 | 2003-12-03 | 한국과학기술원 | 전해방전 가공장치 |
-
2012
- 2012-01-09 CN CN2012100042255A patent/CN102554379B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2413832Y (zh) * | 2000-03-20 | 2001-01-10 | 苏州中特机电科技有限公司 | 电火花高速小孔加工设备的数控驱动机构 |
| JP4218322B2 (ja) * | 2002-11-20 | 2009-02-04 | パナソニック株式会社 | 研削工具の作製方法 |
| CN2757993Y (zh) * | 2004-11-10 | 2006-02-15 | 北京安德数字设备有限公司 | 一种电火花加工机床的进给机构 |
| CN101795806A (zh) * | 2007-07-17 | 2010-08-04 | 通用电气公司 | 用于混合加工波形薄壁工件的装置及方法 |
| CN102019474A (zh) * | 2010-09-16 | 2011-04-20 | 南京航空航天大学 | 线电极电化学磨削微细工具在线制备***及方法 |
| CN102152155A (zh) * | 2011-04-18 | 2011-08-17 | 苏州电加工机床研究所有限公司 | 一种用于电火花加工环形花纹的机床轨迹摇动机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102554379A (zh) | 2012-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103358789B (zh) | 一种数控玉器雕铣琢磨机床 | |
| CN204397367U (zh) | 一种动梁柱式龙门五轴加工中心 | |
| CN102554379B (zh) | 一种超硬刀具电火花加工装置及操作方法 | |
| CN106736630B (zh) | 五面体加工机 | |
| CN104625893A (zh) | 一种五轴联动的数控刀具加工磨床 | |
| CN112222947A (zh) | 一种3+2轴机床加工的二次对刀方法 | |
| CN204339573U (zh) | 螺杆磨床 | |
| CN204171491U (zh) | 一种空间曲面线切割结构 | |
| TW201424925A (zh) | 機床控制系統 | |
| CN204893598U (zh) | 一种锥孔的加工磨床 | |
| CN103111667B (zh) | 一种数控四轴装置 | |
| CN204893101U (zh) | 一种数控铣齿机 | |
| CN104476362A (zh) | 一种圆弧槽倒角刀数控磨槽机 | |
| CN203330839U (zh) | 五轴异形曲面磨床 | |
| TW201424926A (zh) | 機床控制系統 | |
| CN204657587U (zh) | 一种铣边机 | |
| CN203697824U (zh) | 龙门式轮胎模具专用四轴刻字机 | |
| CN103008810B (zh) | 线切割加工机及切割方法 | |
| CN109475993B (zh) | 加工程序生成装置及加工方法 | |
| CN104999120A (zh) | 动梁龙门铣床 | |
| CN204818210U (zh) | 动梁龙门铣床 | |
| CN204339411U (zh) | 一种新型立式数控铣床 | |
| CN203317991U (zh) | 一种数控玉器雕铣琢磨机床 | |
| CN105312646A (zh) | 用于加工胚料的方法及设备 | |
| CN205464615U (zh) | 三轴联动数控线切割控制***加工回转类齿状零件的装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190418 Address after: 321015 Office 218, Tianshan Road, Jinyi Metropolitan Economic Development Zone, Jindong District, Jinhua City, Zhejiang Province Patentee after: Zhejiang Saili Precision Technology Co., Ltd. Address before: 100084 Department of Precision Instruments and Mechanics, Tsinghua University, Haidian District, Beijing Co-patentee before: Foshan Shunde Sairui Tool Co., Ltd. Patentee before: Tsinghua University Co-patentee before: Foshan Shunde Sarui Numerical Control Electric Discharge Machines Research Center |