CN201586805U

CN201586805U - 一种短电弧切削设备现场加工用的阴极装置

Info

Publication number: CN201586805U
Application number: CN2009202795690U
Authority: CN
Inventors: 周碧胜
Original assignee: Individual
Current assignee: Xinjiang Short Electric Arc Technology Development Co Ltd
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2019-11-06

Abstract

本实用新型公开了一种新的技术方案，即在床身底板上活动安装电磁吸盘，在床身表面上装有纵横向阴极进给装置，在横向进给装置上面装有回转工作台，在回转工作台上装有产生阴极，旋转运动的环流装置，在环流装置主轴端部装有具有多个不同阴极的阴极组件，环流装置上装有CO₂气液混合装置，本实用新型具有机体小、重量轻、能作全方位移动适用于现场加工的有益效果，而且阴极组件中的每片电极的电极轴切面采用0.5°-5°的负偏角，提高加工效率5％，并提高了被加工件的尺寸精度和表面质量。

Description

一种短电弧切削设备现场加工用的阴极装置

技术领域

本实用新型涉及机械加工设备领域，具体涉及一种短电弧设备现场加工用的阴极装置。

背景技术

专利号为ZL02291891.4，名称为“短电弧切削设备用的阴极装置及电源电路”，该专利公开了一种在一定比例的水气混合物作用下对被加工件进行短电弧放电切削加工的回转阴极装置，及相应的电路，解决了回转加工的问题，但对于构造单一、设备重量大，不能多方位的移动，缺乏现场加工应用的功能。

发明内容

本实用新型的目的为提供一种能作多方位移动的短电弧切削设备现场加工用的阴极装置，并能实现用一个阴极组合件进行多项不同精度和表面质量的加工。

实现上述目的的技术方案如下：

一种短电弧切削设备现场加工用的阴极装置，具有床身1，在床身1底板上具有活动安装的电磁吸盘，在床身1表面上装有纵向进给装置9，在纵向进给装置9的床鞍3上装有横向进给装置8，在横向进给装置8上面装有回转工作台4，在回转工作台4上装有产生旋转运动的环流装置5，在环流装置5主轴端部装有阴极组件7。在阴极组件7端部旁边装有CO₂气液混合装置。所述回转工作台4包括有转盘13、转盘13底座12、转盘13通过转盘13底座12上的定位凸缘与转盘13底座12转动连接，转盘13底座12通过螺栓与横向进给装置8滚动导轨滑块连接，转盘13通过连接螺栓14与环流装置5连接。所述环流装置5具有阴极组件7，液压马达、主轴、绝缘支座、陶瓷轴承、电刷组件、电刷架绝缘定位板、铸造体集电器，液压马达固定安装在绝缘支座上，液压马达输出轴与主轴连接，绝缘支座通过陶瓷轴承转动连接，绝缘支座下部通过连接螺栓14与转盘13连接，在主轴与绝缘支座之间装有电刷绝缘定位板，在电刷绝缘定位板一侧装有电刷组件另一侧装有铸造体集电器。所述阴极组件7装置在主轴端部的电极座上，阴极组件7具有多个精、粗加工阴极，以错位形式固定在电极座上，阴极电极轴切面为0.5°-5°的负偏角。在机身两侧具有吊柱座10、在机身底部具有活动磁性吸盘11。所述纵、横向进给装置8的动力机构为卧式齿轮减速电机或伺服电机或手轮。

上述技术方案显示了以下主要特点：

本实用新型主要由床身1、阴极进给装置、回转工作台4、环流装置5、CO2气液混合装置、吊柱座10等组成。

床身1上装有电磁吸盘，可以活动地安装在床身1底板任意位置，液压马达：结构尺寸小、重量轻、结构小型化、可以实现理想的立式加工、特殊小空间、增加液压控制管路***。可以在空气中依靠工具电极的转动和与工件的短电弧放电和相对运动使熔屑脱离。采用伺服***从而实现数控现场短电弧加工。工具电极轴切面采用0.5°-5°的负偏角，可以提高加工效率5％。组合工具电极实现了多材料工具电极组合，实现不同工况下的短电弧加工和磨削加工。前后和错位安装工具电极实现不同效果的加工。可以在不放电加工时加装砂轮进行磨削或铣削加工。电刷安装在绝缘插接板上，刷架安装在绝缘板上一侧可以避免电刷与刷架打火，防止烧损电刷和刷架。床鞍3采用高强度PVC或高密度酚醛层压布板绝缘材料解决了金属床鞍3材料磁化和重量过大问题，大大减轻了重量，方便搬运和高空吊装装置。整体可做吸振材料喷涂防腐处理。

本实用新型具有以下有益效果：

1、提供了可用于现场加工的阴极装置，不磁化的拖板、床身1；提供了一种可安装活动磁铁的床身1，使用的灵活性，可以根据需要固定地安装在需要的工作位置了。床身长度可以根据需要长度组装。

2、提供了一种有保护作用的气液混合装置，可提供高度雾化的气雾化的液体介质防飞溅剂工作介质。

3、提供了一种体积更小、重量更轻、主体机座采用绝缘材料制成的环流装置5，该机座又有冷却***(水冷或风冷)，可以防止主体机座高温软化出现故障。

4、通过技术改进，减轻了整个装置的重量，便于现场吊装和安装、大幅度降低制造成本。

5、提供了一种改进的组合工具电极，每片工具电极的电极轴切面采用0.5°-5°的负偏角，可以提高加工效率5％。安装面一面安装粗加工电极I21、另一面安装其它材料的二次放电加工电极II22。实现了一个组合电极上的多次放电加工，可根据需要进行任意组合，大大提高被加工件的尺寸精度和表面质量。

6、提供了一种铸造体集电器和整体绝缘的机体实现了轻小型化。

7、通过吊柱座10可实现阴极装置整体移动，通过横向和纵向进给装置9可调整阴极装置的方位，通过回转工作台4可调整阴极组件7的工作角度，因此本实用新型实现了现场加工的目的。

附图说明：

图1为本实用新型短电弧切削设备现场加工用的阴极装置的主视结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为回转工作台结构示意图；

图4为环流装置结构示意图；

图5为阴极组件结构示意图。

图中各序号的名称为：

1——床身、2——接渣盘、3——床鞍、4——回转工作台、5——环流装置、6——CO₂气体吹离装置、7——阴极组件、8——横向进给装置、9——纵向进给装置、10——吊柱、11——地脚螺栓、12——转盘底座、13——转盘、14——连接螺栓、15——环流装置连接螺栓、16——连接板、21——工具电极I、22——具电极II、23——连接螺栓、24——电极座、25——连接螺栓、26——主轴、27——连接螺栓、28——前轴承端盖、29——环流装置绝缘支座、30——陶瓷轴承、31——防尘挡圈、32——电刷组件、33——电刷架绝缘定位板、34——铸造体集电器、35——防尘挡圈、36——绝缘花键套、37——定位键、39——后轴承端盖、40——隔热片、41——液动马达、42——螺栓、43——第一轴肩挡圈、44——第二轴肩挡圈。

具体实施方式：

结合上述附图用以下实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。图1-图4显示了本实用新型的一种实施例。包括床身1、阴极进给装置、回转工作台4、环流装置5、CO2气液混合装置6，具体结构分别叙述如下：

发明内容

床身1

由床身1、活动磁性吸盘11等组成。磁性吸盘11安装在床身1底部两端部位，两端各一个；使用时打开磁性吸盘开关，床身1吸附在导磁性的工作部件上，不用时关掉即可，可随意搬动需要加工的角度。

阴极进给装置由纵向进给和横向进给两部分组成。其中：

纵向进给装置9主要由：卧式齿轮减速电机(或伺服电机)、电磁离合器、纵向轴承座(两件)、纵向丝杠、纵向螺母座、直线滚动导轨副(两条轨四滑块)、纵向离合器座、嵌齿手轮、电机不锈钢防护罩等组成。

卧式齿轮减速电机通过螺栓42安装在床身1加工过的面上，卧式齿轮减速电机安装电磁离合器活动端，固定端与纵向丝杠左端通过键相连接，纵向轴承座通过螺栓42安装在床身1加工过的面上，在电磁离合器固定端左面，2个轴承安装在纵向轴承座内，端部安装有纵向轴承盖用于防止轴承轴向活动，纵向丝杠左端安装在纵向轴承座内的2个轴承上，并可实现灵活转动。纵向丝杠上装有纵向螺母座，纵向螺母座通过螺栓42和推销安装在床鞍3地面，通过纵向丝杠转动带动纵向螺母座和床鞍3实现纵向进给往复运动，纵向丝杠右端安装在纵向轴承座内的2个轴承上，并可实现灵活转动。纵向丝杠右端通过键安装纵向离合器座，纵向离合器座上安装弹簧片和刻度环，纵向离合器座与嵌齿手轮之间的光轴上装有脱离弹簧，保持纵向离合器座与嵌齿手轮之间不工作时的自动脱离，嵌齿手轮空套的安装在纵向丝杠右端光轴上，光轴轴端处车有环槽，安装轴端挡圈，防止嵌齿手轮从光轴上窜出。

为了达到既可以实现电动控制操作，也可以实现手动操作，电动工作时嵌齿手轮靠弹簧自动脱离，手动工作时电磁离合器处于电控脱离状态，嵌齿手轮压合至于纵向离合器座工作态，即实现手动工作。

直线滚动导轨副通过螺栓42和圆柱销安装在床身1上，直线滚动导轨副两条轨上的四滑块与绝缘材料的床鞍3通过螺栓42相连接。横向进给装置8主要由：横向轴承座、轴承、横向丝杠、横向螺母座、嵌齿手轮、卧式齿轮减速电机(或伺服电机)、从动带轮、直线滚动导轨副(两条轨四滑块)、绝缘材料的床鞍3等组成。

横向轴承座两件安装在床鞍3底板前后两端上，前后两端横向轴承座内各装有轴承两件，前轴承两件通过横向轴承闷盖固定在前横向轴承座内，后轴承两件通过横向轴承盖固定在后横向轴承座内，横向丝杠前后两端分别安装在前后两端轴承内圈上，可实现灵活的旋转运动，轴承内加注黄油或机油润滑，前横向轴承座和横向轴承盖、横向轴承闷盖有油毡密封。横向丝杠装有横向螺母座，横向螺母座与转盘底座12通过4个螺栓42固定连接在一起，实现横向丝杠旋转时转盘底座12的前后往复运动。横向丝杠后端通过键安装横向离合器座，横向离合器座通过键与横向丝杠安装在一起，横向离合器座上安装簧片和横向刻度环，在轴向有一定的间隙，以保证实现横向刻度环可以在横向离合器座上随机转动地寻找“0”位，簧片保证横向丝杠转动横向离合器座与横向丝杠同步旋转，嵌齿手轮空套可旋转地安装在横向丝杠后端部位，横向离合器座与嵌齿手轮之间的光轴上装有脱离弹簧，保持横向离合器座与嵌齿手轮之间不工作时的自动脱离，嵌齿手轮空套安装在横向丝杠后端光轴上，光轴轴端处车有环槽，安装轴端挡圈，用轴用挡圈挡住，使嵌齿手轮不会脱落，防止嵌齿手轮从光轴上窜出。

从动带轮通过键安装在横向丝杠后端光轴上，小带轮安装在卧式齿轮减速电机轴上，通过梯形同步带实现小带轮带动从带轮的转动，卧式齿轮减速电机安装在电机底座上，电机底座安装在床鞍3的下平面上，电机底座上有可以调整梯形同步带的螺杆和调整板。

这样既可以实现电动控制操作、也可以实现手动操作，电动工作时手动嵌齿手轮靠弹簧自动脱离，手动工作时电磁离合器处于电控脱离状态，嵌齿手轮压合至与横向离合器座工作状态，即实现手动工作。

直线滚动导轨副通过螺栓42和圆柱销安装在床鞍3上，其中：床鞍3由底板、加强角钢、滚动导轨底座、圆柱销、内六角螺栓42组件等组成。底板与滚动导轨底座结合面连接时应涂导轨胶，床鞍3底板上装有滚动导轨底座，滚动导轨底座通过螺栓42、圆柱销、加强角钢、内六角螺栓组件及导轨胶与床鞍3底板固定在一体。直线滚动导轨副两条轨上的四滑块与回转工作台4的转盘底座12通过螺栓42相连接。

回转工作台4

由转盘底座12、转盘13、环流装置连接螺栓15、T型螺栓组件、标尺、油杯等组成。可用于外圆、端面、斜面、锥面的加工。

转盘13通过转盘底座12上的定位凸缘可转动地安装在转盘底座12上，转盘13与转盘底座12装配后松开T型螺栓，转盘应转动灵活，转盘与转盘底座12结合面应加润滑油，标尺通过铆钉安装在转盘底座12上。环流装置5通过四个螺栓6安装在转盘2上。

环流装置5

环流装置5由工具电极I21、工具电极II22、主轴26、绝缘支座29、陶瓷轴承30、电刷组件32、刷架绝缘定位板33、铸造体集电器34、液动马达41等组成。

绝缘支座通过螺栓44安装在转盘13上，主轴26通过前后轴承30可灵活转动地安装在绝缘支座上，工具电极I21、工具电极II22通过螺栓23、27和主轴接盘处止口或凸缘直接安装在主轴工作端。主轴外圆工作端均布有螺栓孔，用于安装工具电极。

主轴上涂喷1-3毫米厚的隔热绝缘材料AL₂O₃，起到隔热、绝缘、防锈、防止轴承过电的作用；前后陶瓷轴承的轴向均有轴承端盖28、轴承端盖39固定安装在绝缘支座29，刷架绝缘定位板33通过绝缘支座29上下定位插槽固定安装在主轴导电铜环处，刷架绝缘定位板33插装到位后固定安装不活动为好，刷架绝缘定位板33一面装电刷组件32，电刷组件32多少根据需要设计，电刷组件32用于安装电刷，电刷上的导电铜线连接到另一面的铸造体集电器34上，铸造体集电器34接短电弧电源输出端阴极。铸造体集电器34内装一定量的与制冷***连通的除霜剂作冷却循环用，起到冷却***作用，刷架安装在绝缘板上一侧可以避免电刷与刷架打火，防止烧损电刷和刷架，另一侧装空心铸造剂电器，绝缘定位板33通过角支撑安装在机体上或与机体一起浇注而成或插槽式安装在机体上。

经前期使用的阴极装置发现，轴承因电流发热容易损毁，因此该机体轴承处通循环冷却水，之前的阴极装置设有该循环水路，这样可以避免因电流发热而造成使轴承容易损毁的现象。

绝缘支座增加了散热面得结构设计，前后轴承外环处有水冷水道或风冷通道，绝缘支座为绝缘材料制作，如玻璃钢，高强度、高韧性耐300度高温塑料，PVC材料等，绝缘支座耐300-700度高温的绝缘材料。风冷却通道有风扇，气体循环通道直接与空气连接，防止机体过快发热，影响操作和加工效率。

液动马达41输出轴与主轴26通过绝缘花键套36插接，液动马达机体固定安装在绝缘支座上，之间加隔热片40，实现液动马达带动主轴和工具电极I21、工具电极II22转动。

马达转速压力控制和液体流量控制***采用恒力矩驱动回路，根据需要采用各种转动扭矩、转速适合的油马达(齿轮、叶片、径向柱塞、轴向柱塞等)，油路之前可以加溢流阀和压力控制阀，调节油流量和压力，实现工作需要的旋转转速，端面连接在主轴。

阴极组件7采用组合工具电极I21、工具电极II22可以大幅度降低电极成本，实现粗加工和精加工电极的一次组合工具电极为导电材料。可以将一些片状材料或者边角料利用起来做电极。工具电极座24两边错位的工具电极I21、工具电极II22实现了粗加工和精加工过程的快速转换，实现了粗精短电弧放电加工工作的连续性。实现不同导电材料工具电极的多种组合以及多种不同形状组合使用，可实现优良的加工表面质量。

CO₂气液混合装置6

该装置可以根据需要随机选用，也可以去掉不用。由调整机构和气液混合总成等组成。采用的液气压力为液压：≤0.2MP，气压：≥0.3MP，还可以是液压＝气压＝0MP。

一个显著的特点，该阴极装置不需要液气混合物就可以实现高效加工，通过短电弧放电电极的旋转实现熔化金属的祛除。即通过工具电极I21、工具电极II22的快速转动直接带走熔屑，实现废屑脱离。也可以用高度雾化的液体介质防飞溅剂溶液与CO₂气体混合地吹在放电加工处，实现废屑脱离和防止废屑粘结在工件上，(有热粘结、磁吸粘结两种)。其中带有压力的CO₂有效保护工件材料不氧化，液体介质防飞溅剂溶液可以防止废屑粘结在工件上。工作时不需要水或水溶液作工作介质。

以上实例进一步表明提高体阴极装置的实用性和多功能适应性，提供了一种改进的组合工具电极，且每片工具电极采用0.5°-5°的负偏角，可以提高加工效率5-10％。是一种使机构整体性能更优化、功能更强大的阴极装置。且在电极座安装面一面安装粗加工电极、另一面安装其它材料的二次放电加工电极，实现了在一个电极上多次放电加工，大大提高被加工件的尺寸精度和表面质量。

Claims

1.一种短电弧切削设备现场加工用的阴极装置，其特征为具有床身(1)，在床身底板上具有活动安装的电磁吸盘，在床身表面上装有纵向给进装置(9)，在纵向给进装置的床鞍上装有横向给进装置(8)，在横向给进装置上面装有回转工作台(4)，在回转工作台上装有产生旋转运动的环流装置(5)，在环流装置主轴(26)端部装有阴极(21、22、23、24)组件，环流装置(5)上装有气液混合器(6)；环流装置(5)接短电弧电流的阴极负电。

根据权利要求1所述的短电弧切削设备现场加工用的阴极装置，其特征为在阴极组件端部旁边装有CO₂气液混合装置(6)。

2.根据权利要求1所述的短电弧切削设备现场加工用的阴极装置，其特征为所述回转工作台(4)包括有转盘(13)，转盘底座(12)，转盘通过转盘底座上的定位凸缘与转盘底座转动连接，转盘底座通过连接螺栓与横向给进装置滚动导轨滑块连接，转盘通过连接螺栓(15)与环流装置(5)连接。

3.根据权利要求1所述的短电弧切削设备现场加工用的阴极装置，其特征为所述环流装置(5)具有阴极组件，液动马达(4)、主轴(26)、绝缘支座(29)、陶瓷轴承(30)、电刷组件(32)、电刷架绝缘定位板(33)、铸造体集电器(34)，液动马达固定安装在绝缘支座上，液动马达输出轴与主轴连接，绝缘支座通过陶瓷轴承(30)转动连接，绝缘支座下部通过连接螺栓(44)与转盘连接板(16)连接，在主轴与绝缘支座之间装有电刷架绝缘定位板(33)，在电刷架绝缘定位板一侧装有电刷组件另一侧装有铸造体集电器(34)。

4.根据权利要求1所述的短电弧切削设备现场加工用的阴极装置，其特征为所述阴极组件装在主轴端部的电极座上。阴极组件具有多个精、粗加工阴极，以错位形式固定在电极座上，阴极电极轴切面为0.5°-5°的负偏角。

5.根据权利要求1所述的短电弧切削设备现场加工用的阴极装置，其特征为在机身两侧具有吊柱(10)、在机身底部具有地脚螺栓(11)。

6.根据权利要求1所述的短电弧切削设备现场加工用的阴极装置，其特征为所述纵、横向给进装置的动力机构为卧式齿轮减速电机或伺服电机或手轮。