CN206010074U - 一种微细电火花台阶孔加工机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种微细电火花台阶孔加工机床，包括机架、立柱、大Z轴运动机构、气动夹具、双工位机头加工装置和XY轴直线电机平台，所述立柱设置在机架上，所述大Z轴运动机构设置在立柱上，所述双工位机头加工装置设置在大Z轴运动机构上，由大Z轴运动机构带动双工位机头加工装置上下位移动，所述XY轴直线电机平台设置在机架上，位于双工位机头加工装置下方，所述气动夹具设置在XY轴直线电机平台上。本实用新型结构简单，操作方便，一次可以加工两种不同孔径类型的孔，定位精度高，大小孔的同轴度好，使控制阀从装件到加工完毕一次成型，利于批量生产，节约加工时间，降低了生产成本。

Description

一种微细电火花台阶孔加工机床

技术领域

本实用新型涉及一种微细电火花台阶孔加工机床，属于电火花加工领域。

背景技术

电火花加工是将工具电极和工件分别连接脉冲电源的两极，并浸入工作液中，利用正负电极之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，将零件的尺寸、形状及表面质量加工到预定要求的特种加工方法。而台阶孔的放电加工，是在先加工尺寸较大的孔之后，再切换至另一个放电负载，在大孔的底部打小孔，在打完大孔要打小孔时，因为加工精度的不同，必须更换放电负载。

传统的电火花小孔加工机床只能加工孔径类型相同的孔，要想一次加工两种不同孔径类型的孔（台阶孔），就比较麻烦，需要换不同的电极丝或者二次装夹，完全不能从装件到加工完毕一次成型，不利于批量生产。而且传统的电火花小孔加工机床XY轴设置在机头加工装置上，采用步进电机开环模式，行程短，响应慢，重复定位精度低，X轴的行程只有40mm，Y轴的行程只有30mm，重复定位精度误差在5um之内。

此外，现有用于电火花加工的高频脉冲电源只能对单个负载进行放电，所以在切换到加工小孔时，必须停下来，由人工来完成放电负载的更换，这样很不方便且加工效率不高。而且大小孔加工时是由两个加工头进行的，因为大小孔的精度不同，电源参数也不相同，所以如果采取两组电源，就会增加设备成本。

雷尼绍的直线光栅具有独创的光学滤波***具有极强的抗污能力，能够有效滤除污垢、灰尘和划痕等对计量的不利影响。雷尼绍的直线光栅***采用非接触式设计，提供了高速、可靠的操作，摩擦和磨损均为零。

实用新型内容

目的：本实用新型提供一种微细电火花台阶孔加工机床，采用双工位加工装置以及利用直线电机，并利用台阶孔专用脉冲电源，实现一次可以加工两种不同孔径类型的孔，提高定位精度，保证大小孔的同轴度好。

技术方案：为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种微细电火花台阶孔加工机床，包括机架、立柱、大Z轴运动机构、气动夹具、双工位机头加工装置和XY轴直线电机平台，所述立柱设置在机架上，所述大Z轴运动机构设置在立柱上，所述双工位机头加工装置设置在大Z轴运动机构上，由大Z轴运动机构带动双工位机头加工装置上下位移动，所述XY轴直线电机平台设置在机架上，位于双工位机头加工装置下方，所述气动夹具设置在XY轴直线电机平台上；

所述双工位机头加工装置包括第一机头加工装置和第二机头加工装置，且两机头加工装置结构相同，并排设置；

所述XY轴直线电机平台包括X轴直线电机平台、Y轴直线电机平台、X轴光栅装置、Y轴光栅装置和夹具放置平台，所述X轴直线电机平台设置在Y轴直线电机平台下方，所述夹具放置平台设置在Y轴直线电机平台上，所述X轴光栅装置和Y轴光栅装置分别设置在X轴直线电机平台和Y轴直线电机平台内。

优选地，所述X轴光栅装置和Y轴光栅装置均采用雷尼绍直线光栅***，包括零点、长方形光栅尺和读数头，所述零点和读数头均设置在长方形光栅尺上，所述零点为长方形光栅尺上方的某个固定位置，所述X轴光栅装置的长方形光栅尺和Y轴光栅装置的长方形光栅尺分别固定在X轴直线电机平台和Y轴直线电机平台上，所述X轴光栅装置和Y轴光栅装置的两个读数头分别安装在连接平台的X轴、Y轴方向上保持不动，且读数窗口对应在相应的长方形光栅尺上。

优选地，所述双工位机头加工装置连接有台阶孔专用高频脉冲电源，所述台阶孔专用高频脉冲电源包括控制开关、多档变压器、多档电阻、多档电压电阻调节开关、开关电源、风扇、高频放电回路模块、主控制模块、外部电压表、外部电流表、上位机、继电器，第一放电负载和第二放电负载，所述控制开关分别与开关电源和一个多档变压器连接，用于控制开关电源与多档变压器的电源通断，所述多档变压器和多档电阻分别与高频放电回路模块连接，用于为其提供放电电压与限流电阻，所述多档电压电阻调节开关分别与多档变压器和多档电阻连接，用于对多档变压器的电压与多档电阻的电阻进行调节，所述开关电源通过主控制模块与高频放电回路模块连接，为其提供直流电源，所述高频放电回路模块提供接口分别与外部电压表和外部电流表连接；所述主控制模块提供IO接口与RS232通讯口用于与上位机连接；所述第一放电负载和第二放电负载分别与高频放电回路模块连接，且由主控制模块控制继电器的通断来实现第一放电负载和第二放电负载的切换，所述高频放电回路模块上设有风扇，所述第一放电负载和第二放电负载分别连接第一机头加工装置和第二机头加工装置。

有益效果： 本实用新型提供一种微细电火花台阶孔加工机床，结构简单，操作方便，一次可以加工两种不同孔径类型的孔，定位精度高，大小孔的同轴度好，使控制阀从装件到加工完毕一次成型，利于批量生产，节约加工时间，降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为本实用新型的X轴光栅装置安装位置图；

图3为本实用新型的Y轴光栅装置安装位置图；

图4为X轴光栅装置结构示意图；

图5为台阶孔专用高频脉冲电源；

图中：控制开关1、多档变压器2、多档电阻3、多档电压电阻调节开关4、开关电源5、风扇6、高频放电回路模块7、主控制模块8、外部电压表9、外部电流表10、上位机11、继电器12、第一放电负载13、第二放电负载14、机架15、第一机头加工装置16、第二机头加工装置17、X轴直线电机平台18、Y轴直线电机平台19、X轴光栅装置20、Y轴光栅装置21、零点22、长方形光栅尺23、读数头24、立柱25、大Z轴运动机构26、夹具放置平台27。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

一种微细电火花台阶孔加工机床，包括机架15、立柱25、大Z轴运动机构26、气动夹具、双工位机头加工装置和XY轴直线电机平台，所述立柱25设置在机架15上，所述大Z轴运动机构26设置在立柱25上，所述双工位机头加工装置设置在大Z轴运动机构26上，由大Z轴运动机构26带动双工位机头加工装置上下位移动，所述XY轴直线电机平台设置在机架15上，位于双工位机头加工装置下方，所述气动夹具设置在XY轴直线电机平台上；

所述双工位机头加工装置包括第一机头加工装置16和第二机头加工装置17，且两机头加工装置结构相同，并排设置；

所述XY轴直线电机平台包括X轴直线电机平台18、Y轴直线电机平台19、X轴光栅装置20、Y轴光栅装置21和夹具放置平台27，所述X轴直线电机平台18设置在Y轴直线电机平台19下方，两直线电机平台之间设有一连接平台，连接平台通过螺丝分别与两直线电机平台连接，所述夹具放置平台27设置在Y轴直线电机平台19上，所述X轴光栅装置20和Y轴光栅装置21分别设置在X轴直线电机平台18和Y轴直线电机平台19内。

优选地，所述X轴光栅装置20和Y轴光栅装置21均采用雷尼绍（RENISHAW）直线光栅***，包括零点22、长方形光栅尺23和读数头24，所述零点22和读数头24均设置在长方形光栅尺23上，所述零点22为长方形光栅尺23上方的某个固定位置，所述X轴光栅装置20的长方形光栅尺23和Y轴光栅装置21的长方形光栅尺23分别固定在X轴直线电机平台18和Y轴直线电机平台19上，所述X轴光栅装置20和Y轴光栅装置21的两个读数头24分别安装在连接平台27的X轴、Y轴方向上保持不动，且读数窗口对应在相应的长方形光栅尺23上。

优选地，所述双工位机头加工装置连接有台阶孔专用高频脉冲电源，所述台阶孔专用高频脉冲电源包括控制开关1、多档变压器2、多档电阻3、多档电压电阻调节开关4、开关电源5、风扇6、高频放电回路模块7、主控制模块8、外部电压表9、外部电流表10、上位机11、继电器12，第一放电负载13和第二放电负载14，所述控制开关1分别与开关电源5和一个多档变压器2连接，用于控制开关电源5与多档变压器2的电源通断，所述多档变压器2和多档电阻3分别与高频放电回路模块7连接，用于为其提供放电电压与限流电阻，所述多档电压电阻调节开关4分别与多档变压器2和多档电阻3连接，用于对多档变压器2的电压与多档电阻3的电阻进行调节，所述开关电源5通过主控制模块8与高频放电回路模块7连接，为其提供直流电源，所述高频放电回路模块7提供接口分别与外部电压表9和外部电流表10连接；所述主控制模块8提供IO接口与RS232通讯口用于与上位机11连接；所述第一放电负载13和第二放电负载14分别与高频放电回路模块7连接，且由主控制模块8控制继电器12的通断来实现第一放电负载13和第二放电负载14的切换，所述高频放电回路模块7上设有风扇6，所述第一放电负载13和第二放电负载14分别连接第一机头加工装置16和第二机头加工装置17。

本实用新型采用直线电机后，不需要把旋转运动变成直线运动的附加装置，因而使得***本身的结构大为简化，直线电机可以无接触传递力，因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差，无反向间隙， 所以能达到最佳的重复定位精度在1um之内。反应速度快、灵敏度好，无机械摩擦，稳定性可靠，免维护。

本实用新型中的XY轴直线电机平台的X轴行程为130mm，Y轴行程为80mm，比之前加长了，有足够的行程距离来回运动，避免了行程短，不够进行加工；XY轴直线电机平台中的X轴直线电机左右移动，左右两块用风琴罩保护起来，避免铁屑，螺丝吸入X轴直线电机。

本实用新型所采用雷尼绍（RENISHAW）直线光栅***的直线光栅读数头中均内置有LED安装指示灯，这可提高安装速度，而且无需其他复杂的辅助安装装置，读数头输出（分辨率）达到0.1um，远超普通光栅尺分辨率，使重复定位精度变高，减小误差，确保了很高的同轴度。

双工位机头加工装置拥有第一加工位和第二加工位，可以打两种不同类型的孔（打大小孔），可以有效的减少换电极丝的频率，使工艺简化。即能起到独立加工的作用，又能相互协调相互促进依次进行加工，大大的缩短了加工时间，降低了生产成本。

以上实施是对本实用新型优选实施方案进行描述，但本实用新型不限于此，在不脱离本实用新型的构思和工作原理下，本领域普通技术人员对本新型的技术方案和材料作出的各种变形和改进，均应在本实用新型的权利要求书确定的保护。

Claims (3)

1.一种微细电火花台阶孔加工机床，其特征在于，包括机架、立柱、大Z轴运动机构、气动夹具、双工位机头加工装置和XY轴直线电机平台，所述立柱设置在机架上，所述大Z轴运动机构设置在立柱上，所述双工位机头加工装置设置在大Z轴运动机构上，由大Z轴运动机构带动双工位机头加工装置上下位移动，所述XY轴直线电机平台设置在机架上，位于双工位机头加工装置下方，所述气动夹具设置在XY轴直线电机平台上；

所述双工位机头加工装置包括第一机头加工装置和第二机头加工装置，且两机头加工装置结构相同，并排设置；

所述XY轴直线电机平台包括X轴直线电机平台、Y轴直线电机平台、X轴光栅装置、Y轴光栅装置和夹具放置平台，所述X轴直线电机平台设置在Y轴直线电机平台下方，所述夹具放置平台设置在Y轴直线电机平台上，所述X轴光栅装置和Y轴光栅装置分别设置在X轴直线电机平台和Y轴直线电机平台内。

2.根据权利要求1所述的一种微细电火花台阶孔加工机床，其特征在于，所述X轴光栅装置和Y轴光栅装置均采用雷尼绍直线光栅***，包括零点、长方形光栅尺和读数头，所述零点和读数头均设置在长方形光栅尺上，所述零点为长方形光栅尺上方的某个固定位置，所述X轴光栅装置的长方形光栅尺和Y轴光栅装置的长方形光栅尺分别固定在X轴直线电机平台和Y轴直线电机平台上，所述X轴光栅装置和Y轴光栅装置的两个读数头分别安装在连接平台的X轴、Y轴方向上保持不动，且读数窗口对应在相应的长方形光栅尺上。

3.根据权利要求1所述的一种微细电火花台阶孔加工机床，其特征在于，所述双工位机头加工装置连接有台阶孔专用高频脉冲电源，所述台阶孔专用高频脉冲电源包括控制开关、多档变压器、多档电阻、多档电压电阻调节开关、开关电源、风扇、高频放电回路模块、主控制模块、外部电压表、外部电流表、上位机、继电器，第一放电负载和第二放电负载，所述控制开关分别与开关电源和一个多档变压器连接，用于控制开关电源与多档变压器的电源通断，所述多档变压器和多档电阻分别与高频放电回路模块连接，用于为其提供放电电压与限流电阻，所述多档电压电阻调节开关分别与多档变压器和多档电阻连接，用于对多档变压器的电压与多档电阻的电阻进行调节，所述开关电源通过主控制模块与高频放电回路模块连接，为其提供直流电源，所述高频放电回路模块提供接口分别与外部电压表和外部电流表连接；所述主控制模块提供IO接口与RS232通讯口用于与上位机连接；所述第一放电负载和第二放电负载分别与高频放电回路模块连接，且由主控制模块控制继电器的通断来实现第一放电负载和第二放电负载的切换，所述高频放电回路模块上设有风扇，所述第一放电负载和第二放电负载分别连接第一机头加工装置和第二机头加工装置。