CN107186297A - 一种精密电极数控电火花加工装置及加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种精密电极数控电火花加工装置及加工方法，包括主机座、立柱座、L型立柱、Z轴导轨座、Z轴驱动电机、工作台、Y轴导轨、Y轴丝杠副、Y轴驱动电机、Z轴转盘、伺服主轴、导丝机构、X轴导轨、X轴驱动电机等，所述的主机座是其主体支撑体，立柱座固定在主机座上，L型立柱固定在立柱座上，Z轴转盘与连接盘连接并通过Z轴转盘紧固螺栓锁紧，Y轴导轨与Z轴导轨和X导轨相互垂直，在主机座右端设置Y轴驱动电机，工作台下面固定X轴导轨滑座和X轴丝杠，X轴驱动电机与X轴丝杠通过联轴器连接。该发明应用于复杂、低刚度零件的精密数控电火花加工，可实现对回转体、非回转体、低刚度、高强度、结构复杂零件的加工，应用于非传统加工技术领域中。

Description

一种精密电极数控电火花加工装置及加工方法
技术领域
本发明涉及非传统加工技术领域中的一种精密电极数控电火花加工装置及加工方法。
背景技术
目前，微细电火花加工有着高材料选择的柔性非接触式的加工优势，在微加工中具有独特的工艺，尤其在加工的优越性、材料性能、高深宽比等方面凸显强势。微细电火花广泛应用于航空设备、医疗器械及微电子器件上的微孔、光阑、模具等重要领域。工具电极的制作已成为影响微细制造技术走向实用化的关键技术之一。
微细电火花加工主要是电火花成型加工方法和电火花线切割方法，目前电火花加工技术在多学科、多领域得到越来越广泛的应用。但对一些特殊要求的零件加工如：变截面微细零件、阶梯类不同截面形状零件加工则无法满足要求，甚至无法加工。因此，应用电火花加工中利用电极放电去除金属材料中工具工件不接触、加工中无显著的切削力、切削热影响小的这一特征，研究一种可加工结构复杂、微细低刚度零件的精密数控电火花加工方法具有十分重要的意义。因此，研究开发一种精密电极数控电火花加工装置及加工方法一直是急待解决的新课题。
发明内容
本发明的目的提供一种精密电极数控电火花加工装置及加工方法，该发明应用于复杂、低刚度零件的精密数控电火花加工，可实现对回转体、非回转体、低刚度、高强度、结构复杂零件的加工，满足科研和生产发展的要求。
本发明的目的是这样实现的：一种精密电极数控电火花加工装置，由机床本体部分、线电极加工部分、电源及控制***部分三个部分组成，包括主机座、立柱座、L型立柱、连接盘、Z轴导轨座、Z轴丝杠副、Z轴同步带轮组件、Z轴驱动电机、Z轴连接架、Z轴导轨、主轴供电连接端子、主轴夹头、工作台、Y轴导轨、Y轴丝杠副、Y轴驱动电机、Z轴转盘、Z轴转盘紧固螺栓、前防护罩、伺服主轴、脉冲电源、导丝机构、X轴导轨、X轴丝杠副、X轴驱动电机、联轴器、丝杠座，所述的主机座是其主体支撑体，立柱座固定在主机座上，L型立柱固定在立柱座上，立柱座上端的环形槽与连接盘连接，Z轴转盘与连接盘连接并通过Z轴转盘紧固螺栓锁紧，立柱座的上端是圆形盘，圆形盘上开环形槽，Y轴导轨与Z轴导轨和X导轨相互垂直，连接盘上装导轨座和丝杠座，导轨座与Z轴丝杠副连接，Z轴丝杠副与Z轴连接架、Z轴导轨连接，在Z轴连接架上设置Z轴同步带轮组件、Z轴驱动电机，在Z轴连接架右部设置前防护罩、伺服主轴、脉冲电源，在伺服主轴上设置主轴供电连接端子、主轴夹头，在主机座右端设置Y轴驱动电机，工作台下面固定X轴导轨滑座和X轴丝杠，X轴驱动电机与X轴丝杠通过联轴器连接，Y轴导轨和Y轴丝杠副固定在主机座的平台上，脉冲电源的输出脉冲电信号一端与主轴供电连接端子连接；
所述的导丝机构由导丝架、丝筒电机、联轴器、电极丝、导丝变向轮 、导丝供电轮 、导丝工作轮、左张力控制轮 、左丝筒 、右丝筒、右张力控制轮组成，导丝机构通过导丝架U型孔B固定在工作台上，在导丝架上设置两个丝筒电机，两个丝筒电机分别与两个联轴器连接，两个联轴器 分别与左丝筒和右丝筒连接，左丝筒上的电极丝绕过左张力控制轮、导丝变向轮、导丝供电轮、导丝工作轮、导丝工作轮、导丝供电轮、导丝变向轮、右张力控制轮、右丝筒；
所述的一种精密电极数控电火花加工装置的工作原理是：所述的连接盘上装导轨座和丝杠座，在Z轴驱动电机的驱动下带动Z轴丝杠副转动，实现伺服主轴上下运动，工作台下面固定X轴导轨和X轴丝杠，X轴驱动电机与X轴丝杠通过联轴器连接，驱动X轴丝杠转动带动工作台沿X轴移动，脉冲电源的输出脉冲电信号一端与主轴供电连接端子连接，通过伺服主轴向装夹在伺服主轴上的工件供电，另一端通过导丝机构中的导丝供电轮供电，形成放电回路，丝筒电机分别驱动左丝筒和右丝筒转动，收放电极丝；在两个导丝工作轮之间的电极为电极工作段；
所述的一种精密电极数控电火花加工装置的加工方法是：工件通过夹头与主轴连接，保证其回转精度，因为重力产生弯曲，加工工具为线电极，线电极固定在工作台上，工件的运动为回转和上下运动，加工时，由于线电极和工件非接触放电加工，保证加工时对工件不产生切削力及切削热影响很小，加工时，线电极可对工件上的任意截面进行展成加工，对工件进行复杂曲面的加工。
本发明的要点在于它的结构与工作原理及加工方法。
一种精密电极数控电火花加工装置及加工方法与现有技术相比，具有应用于复杂、低刚度零件的精密数控电火花加工，可实现对回转体、非回转体、低刚度、高强度、结构复杂零件的加工，满足科研和生产发展的要求等优点，将广泛的应用于非传统加工技术领域中。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的右视图。
图3是图2的A-A视图。
图4是图1的K向视图。
图5是本发明导丝机构部分的结构示意图。
图6是图5的右视图。
图7是图6的俯视图。
具体实施方式
参照附图，一种精密电极数控电火花加工装置，由机床本体部分、线电极加工部分、电源及控制***部分三个部分组成，包括主机座1、立柱座2、L型立柱3、连接盘4、Z轴导轨座5、Z轴丝杠副6、Z轴同步带轮组件7、Z轴驱动电机8、Z轴连接架9、Z轴导轨10、主轴供电连接端子11、主轴夹头12、工作台13、Y轴导轨14、Y轴丝杠副15、Y轴驱动电机16、Z轴转盘17、Z轴转盘紧固螺栓18、前防护罩19、伺服主轴20、脉冲电源21、导丝机构22、X轴导轨23、X轴丝杠副24、X轴驱动电机25、联轴器26、丝杠座27，所述的主机座1是其主体支撑体，立柱座2固定在主机座1上，L型立柱3固定在立柱座2上，立柱座2上端的环形槽与连接盘4连接，Z轴转盘17与连接盘4连接并通过Z轴转盘紧固螺栓18锁紧，立柱座2的上端是圆形盘，圆形盘上开环形槽，Y轴导轨14与Z轴导轨10和X导轨23相互垂直，连接盘4上装导轨座5和丝杠座27，导轨座5与Z轴丝杠副6连接，Z轴丝杠副6与Z轴连接架9、Z轴导轨10连接，在Z轴连接架9上设置Z轴同步带轮组件7、Z轴驱动电机8，在Z轴连接架9右部设置前防护罩19、伺服主轴20、脉冲电源21，在伺服主轴20上设置主轴供电连接端子11、主轴夹头12，在主机座1右端设置Y轴驱动电机16，工作台13下面固定X轴导轨滑座23和X轴丝杠24，X轴驱动电机25与X轴丝杠24通过联轴器26连接，Y轴导轨14和Y轴丝杠副15固定在主机座1的平台上，脉冲电源21的输出脉冲电信号一端与主轴供电连接端子11连接。
所述的导丝机构22由导丝架22-1、丝筒电机22-2、联轴器22-3、电极丝 22-4、导丝变向轮22-5、导丝供电轮22-6、导丝工作轮22-7、左张力控制轮22-8、左丝筒22-9、右丝筒22-10、右张力控制轮11组成，导丝机构22通过导丝架U型孔B固定在工作台13上，在导丝架22-1上设置两个丝筒电机22-2，两个丝筒电机22-2分别与两个联轴器22-3连接，两个联轴器22-3分别与左丝筒 22-9和右丝筒22-10连接，左丝筒22-9上的电极丝22-4绕过左张力控制轮22-8、导丝变向轮22-5、导丝供电轮22-6、导丝工作轮22-7、导丝工作轮22-7、导丝供电轮22-6、导丝变向轮22-5、右张力控制轮11、右丝筒22-10。
所述的一种精密电极数控电火花加工装置的工作原理是：所述的连接盘4上装导轨座5和丝杠座27，在Z轴驱动电机8的驱动下带动Z轴丝杠副6转动，实现伺服主轴20上下运动，工作台13下面固定X轴导轨23和X轴丝杠24，X轴驱动电机25与X轴丝杠24通过联轴器26连接，驱动X轴丝杠24转动带动工作台13沿X轴移动，脉冲电源21的输出脉冲电信号一端与主轴供电连接端子11连接，通过伺服主轴20向装夹在伺服主轴20上的工件供电，另一端通过导丝机构21中的导丝供电轮22-6供电，形成放电回路，丝筒电机22-2分别驱动左丝筒22-9和右丝筒22-10转动，收放电极丝22-4；在两个导丝工作轮22-7之间的电极为电极工作段。
所述的一种精密电极数控电火花加工装置的加工方法是：工件通过夹头与主轴连接，保证其回转精度，因为重力产生弯曲，加工工具为线电极，线电极固定在工作台13上，工件的运动为回转和上下运动，加工时，由于线电极和工件非接触放电加工，保证加工时对工件不产生切削力及切削热影响很小，加工时，线电极可对工件上的任意截面进行展成加工，对工件进行复杂曲面的加工。

Claims (4)

1.一种精密电极数控电火花加工装置，由机床本体部分、线电极加工部分、电源及控制***部分三个部分组成，包括主机座、立柱座、L型立柱、连接盘、Z轴导轨座、Z轴丝杠副、Z轴同步带轮组件、Z轴驱动电机、Z轴连接架、Z轴导轨、主轴供电连接端子、主轴夹头、工作台、Y轴导轨、Y轴丝杠副、Y轴驱动电机、Z轴转盘、Z轴转盘紧固螺栓、前防护罩、伺服主轴、脉冲电源、导丝机构、X轴导轨、X轴丝杠副、X轴驱动电机、联轴器、丝杠座，其特征在于：所述的主机座是其主体支撑体，立柱座固定在主机座上，L型立柱固定在立柱座上，立柱座上端的环形槽与连接盘连接，Z轴转盘与连接盘连接并通过Z轴转盘紧固螺栓锁紧，立柱座的上端是圆形盘，圆形盘上开环形槽，Y轴导轨与Z轴导轨和X导轨相互垂直，连接盘上装导轨座和丝杠座，导轨座与Z轴丝杠副连接，Z轴丝杠副与Z轴连接架、Z轴导轨连接，在Z轴连接架上设置Z轴同步带轮组件、Z轴驱动电机，在Z轴连接架右部设置前防护罩、伺服主轴、脉冲电源，在伺服主轴上设置主轴供电连接端子、主轴夹头，在主机座右端设置Y轴驱动电机，工作台下面固定X轴导轨滑座和X轴丝杠，X轴驱动电机与X轴丝杠通过联轴器连接，Y轴导轨和Y轴丝杠副固定在主机座的平台上，脉冲电源的输出脉冲电信号一端与主轴供电连接端子连接。
2.根据权利要求1所述的一种精密电极数控电火花加工装置，其特征在于：所述的导丝机构由导丝架、丝筒电机、联轴器、电极丝、导丝变向轮 、导丝供电轮 、导丝工作轮、左张力控制轮 、左丝筒 、右丝筒、右张力控制轮组成，导丝机构通过导丝架U型孔B固定在工作台上，在导丝架上设置两个丝筒电机，两个丝筒电机分别与两个联轴器连接，两个联轴器 分别与左丝筒和右丝筒连接，左丝筒上的电极丝绕过左张力控制轮、导丝变向轮、导丝供电轮、导丝工作轮、导丝工作轮、导丝供电轮、导丝变向轮、右张力控制轮、右丝筒。
3.根据权利要求1所述的一种精密电极数控电火花加工装置，其特征在于：所述的一种精密电极数控电火花加工装置的工作原理是：所述的连接盘上装导轨座和丝杠座，在Z轴驱动电机的驱动下带动Z轴丝杠副转动，实现伺服主轴上下运动，工作台下面固定X轴导轨和X轴丝杠，X轴驱动电机与X轴丝杠通过联轴器连接，驱动X轴丝杠转动带动工作台沿X轴移动，脉冲电源的输出脉冲电信号一端与主轴供电连接端子连接，通过伺服主轴向装夹在伺服主轴上的工件供电，另一端通过导丝机构中的导丝供电轮供电，形成放电回路，丝筒电机分别驱动左丝筒和右丝筒转动，收放电极丝；在两个导丝工作轮之间的电极为电极工作段。
4.根据权利要求1所述的一种精密电极数控电火花加工装置的加工方法，其特征在于：所述的一种精密电极数控电火花加工装置的加工方法是：工件通过夹头与主轴连接，保证其回转精度，因为重力产生弯曲，加工工具为线电极，线电极固定在工作台上，工件的运动为回转和上下运动，加工时，由于线电极和工件非接触放电加工，保证加工时对工件不产生切削力及切削热影响很小，加工时，线电极可对工件上的任意截面进行展成加工，对工件进行复杂曲面的加工。
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