高频脉冲多功能电火花机床的制作方法

专利名称：高频脉冲多功能电火花机床的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电火花机床领域，主要涉及的是一种高频脉冲多功能电火花机床。
目前，在机械电加工中使用的电火花机床部分已向差速检测执行系统上发展，但是这些改进方案大多是采用两组蜗杆、蜗轮来带动各自的大伞形齿轮去摩擦小伞形齿轮来差速传动的。在伺服电机上是近似额定电压、运行速度较高，四只伞形齿轮的咬合以及与轴芯的摩擦时间一久，常会出现节矩和锥顶角的改变，致使噪声增大，灵敏度降低。另一方面，现有的电火花机床在加工圆孔时，常会将孔穿斜，或产生椭圆度，究其原因，主要是工作电极设有旋转功能，在加工圆孔时，需要对刀和更换电极，这样无形中就造成了圆孔的椭圆度的出现或是将孔穿斜，影响了加工精度，给人工修磨造成了大量工时的浪费，增加了工件产品的成本。
本实用新型的目的即由此产生，提出一种结构设计紧凑、灵敏度高、噪音小、工具电极可旋转、振动并可上下移动的高频脉冲多功能电火花机床。
为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的其是在现有由主轴部分、差速自动检测执行部分、电控部分、工作油循环部分和机身部分组成的电火花机床的结构基础上，其主轴部分的手动升降是经旋动辊花手柄，在伞形齿轮组的传动下使主轴手动升降滑键轴旋转而带动手动升降蜗杆驱使主轴升降托架带着整个主轴部分上下移动；电极旋转由伺服电机经齿轮将扭矩传给旋转电极滑键轴，依次通过旋转电极传动轴、绝缘传动片、传动轴将扭矩传给电极卡具和工具电极；主轴外套套装在旋转电极滑键轴上，其通过主轴外套筒的外缘支撑在主轴托架上；主轴中套通过轴承固定在主轴外套内，其上设置有两组伞形齿轮组，其中一组与差速自动检测执行部分连接，另一组为加工进给计量伞形齿轮组；在主轴中套内还设置有由自动升降调节螺母、进退“T”形丝杆构成的自动升降组件和由主轴芯部分构成的振动组件，进退“T”形丝杆套装在旋转电极滑键轴上，其与主轴中套通过自动升降调节螺母连动；主轴芯部分固定联接在进退“T”形丝杆的下部，其由振动线圈、振动组件及与主轴头相连的振动传动杆构成。
本实用新型结构设计合理，操作使用方便。由于其机床的主轴部分不仅保留了有原机床的振动、升降功能，还增加了旋转电极的功能，从而有效地解决了机床在加工圆孔时易出现的椭圆度和打斜孔的问题，使加工工件的精度提高，避免了人工修复费时费工的弊端，降低了工件产品的成本，满足了生产加工的需要，提高了工件效率。且其采用的是直齿轮的差速自动检测执行机构来差速传动的，因而其在使用中灵敏度较高、噪音小。
本实用新型有如下附图附


图1为本实用新型机床外观示意图。
附图2为本实用新型机身的侧面内透视图。
附图3为本实用新型机身的后视图。
附图4为本实用新型主轴的结构剖视图。
附图5为本实用新型差速自动检测执行机构的剖视图。
结合附图，给出本实用新型的实施例如下如
图1-2所示，本实施例是在现有主要由主轴部分1、差速自动检测执行机构部分76、电控部分10、11、工作油循环部分5-8及机壳13组成的电火花机床的结构基础上，其主轴部分(如图4所示)的手动升降功能通过旋动伸出主轴外罩65外的辊花手柄19，在与之联接的设置在主轴外罩65内的手动升降小伞齿轮组66的传动下，带动主轴手动升降滑键轴67旋转，并通过手动升降蜗杆68驱使主轴升降托架69带着整个主轴部分上下移动；电极旋转功能由伺服电机58与齿轮53相配装，通过旋转被动齿轮59、压丝头55、向万珠形压头54将扭矩传给旋转电极滑键轴56，依次通过旋转电极传动轴62、绝缘传动片50、旋转传动轴51将扭矩传给电极卡具52和工具电极4；在旋转电极滑键轴56上套有由主轴顶端盖70、主轴外套筒71和主轴下端盖72构成的主轴外套，其通过主轴外套筒71的外缘支撑在主轴托架69上；在主轴顶端盖70上还设有主轴芯上移限位开关77；在主轴外套内还设置有可自由旋转的主轴中套74，其由轴承64装卡在主轴外套内，在主轴中套74外设有两组伞形齿轮组，其中一组为加工进给计量伞形齿轮组73，装配在主轴中套74上端，并与其共同旋转，其与仪表相连，目的是为了便于观察加工状况。另一组为自动检测进给伞形齿轮组75，其通过滑键套装在主轴中套74上，该伞齿轮75有一托架支撑其在轴向固定不动，内设的滑键可根据加工的需要带动主轴中套74旋转，也可以在手动调整主轴升降时，主轴中套74随之上下自由滑动，该伞形齿轮组75与自动检测差速机构连接，并由其根据反馈信号输入动力；在主轴中套74内还设置有由进退“T”形丝杆57及主轴升降调整螺母61构成的自动升降组件和由主轴芯部分构成的振动组件，进退“T”形丝杆57套装在旋转电极滑键杆56上，其与主轴中套74通过主轴升降调节螺母61转动，主轴芯固定联接在进退“T”形丝杆57的下部，其由振动线圈29、振动组件27、28、29、30、31及振动传动杆32构成，振动传动杆32的一端与振动组件31连接，另一端与主轴头49相连接。其在工作中，振动线圈29通过主机电控系统获得一个脉冲电流，与内铁芯(T形丝杆57)、外铁芯(振动组件27)共同产生一个交变的磁场，作用于振动组件31作25次/秒(0.1-0.2振幅)的振动动作，通过振动传动杆32将振动传输给主轴头49及工具电极4(注在采用振动功能时，要紧固主轴头振动紧固件78，使主轴头只能振动不能做旋转动作；在采用旋转工具电极功能时，要放松主轴头振动紧固件78，使主轴可以自由旋转)，在对异形工件的加工中要用到这项功能，其振动还可以有效地清除电火花在电极(工具电极与工件)间产生的金属杂销，提高工作效率。工具电极4的旋转是由伺服电极58通过齿轮53、59、压丝头55将转动扭矩传给旋转电极滑键杆56，再通过与其相套装的旋转电极传动轴62、绝缘传动片50将旋转扭矩传给主轴头49及工具电极4，在穿圆孔时用到这项功能可有效地解决穿孔时出现椭圆度的难题，而且操作使用特别方便。
差速自动检测执行系统76(如图5所示)由组件A、组件B和组件C组成。组件A由蜗轮35与中心齿轮36铆合联接后构成，组件B由蜗轮40与内齿轮41铆合后构成，组件C由至少三根小轴37及其与分别配装的卫星齿轮38、齿轮架39及护圈46构成。本实施例为三根小轴，其三根小轴37将三只卫星齿轮38以分别相间120度位置装在齿轮架39上，小轴37的另一端均与护圈46铆合，三只卫星齿轮38可以在各自的心轴上自动转动，将组件C的齿轮架39紧固在中心轴42的中心部位，再将组件A套装在中心轴42的右端，组件B套装在中心轴42的左端，这时组件C的三只卫星齿轮38正好位于组件A的中心齿轮36和组件C的内齿轮41之间，且各组件的齿与齿彼此吻合，相互咬合，使组件A、B、C形成一个整个。同时，组件A、B、C可在各自内装的滑动轴承43、44上自由转动。组件A、B中的蜗轮由与其相配装的蜗杆48、47及伺服电极输入动力。把组件A、B、C套装在中心轴42上，再装一外壳45就形成一个完整的差速系统。其中当组件A与组件B反向且与同样的速度转动时，中心轴42静止不动；假如改变组件A或B任一组件的转速，中心轴42的转速、转向就会作相应的变化。电控系统会根据加工过程中工具电极4与工件12(工件电极)检测来的电压讯号，改变输在差速系统中伺服电机的电压，从而改变输入组件A或B的转速，这样中心轴42就会输出一个相应的转速(转向)到自动检测升降伞齿组75上，并由其带动主轴中套74正转或反转就会通过升降调节螺母61，驱使主轴芯上升或下降，达到自动检测进给加工的目的。本实施例的主轴1部分是工作的具体执行者，其可在工作中实现“X、Y、Z”向动作。主轴1配装在立板2上，通过辊花手柄19的调节可使主轴在轴向移动(如
图1、2中“Z”所示)，并且可以在轴向位移的任一位置锁定，这样可以方便地调整工具电极4迅速到位或退开，这一功能称主轴手动升降“Z”向动作。在主轴外罩65上有一副控面板30，其上配有各种动作的功能开关21、24。主轴自动升缩“Y”向动作，是由伺服电机、减速器79(如图2所示)、滑板3等构件来实现的，配装在减速器上的伺服电极驱动减速器，带动传动丝杆驱使滑板3在其导槽上前后移动，由于主轴1配装在立板2上，而立板2是配装在滑板3上，这样就实现了主轴水平位置“Y”向动作。主轴的“X”向动作是相对载物台22动作的，其通过旋转“X”轴向摇柄23带动挂板25内一丝杆转动，并驱使套装在丝杆上的拨权带动载物台22左右动作，实现主轴“X”向相对动作。本实施例电控系统中的主变压器9、电力线路10、电子线路11等是机床的交直流能源，在该系统的作用下产生一个大功率的脉冲电流输送到工作的两极之间(工具电极与工件)，在油介质中产生电火花，进行对工件的电蚀加工。电力线路11、电子线路10等电控部分，分别安装在电器柜两侧左右两扇门上，方便出现故障时的检修。本实施例的油循环系统是由工件油箱5、储油箱6、油泵7和输油管8组成。工件油箱设置在机身13前面、主轴的下方，用以浸没工件用，通过旋转“Z”轴向手柄26带动机体内部一对齿轮同步转动，在齿动的转动下，可以将动力传给与其咬合的一对齿条上，使齿条上下移动，工件油箱5与齿条联结，因而在齿条的作用下其油箱随之上下移动。储油箱位于机身下部，由输油管、油泵将其与工件油箱相联。机身是整机的框架，由机壳13、主控面板14、工具箱15、灭火器存放柜16、灭火器18和电源开关箱17组成(如图3所示)。
本实施例的工作过程如下机床在加工前，先要对工件进行“对刀”。旋转主轴上的辊花手柄19，使主轴1快速提升，开启主轴芯位移开关21，使主轴芯自动上升到位后，将需加工的工件装卡在载物台22上，先把主轴用手柄19降下，当工具电极与工件即将接触时，停止下调，再通过“X、Y、Z”向动作系调来精调工件的加工点。工件的加工点调好后，再选好一试打电流量，提升工件油箱5，上升到工件完全浸没在介质油中，根据加工的需要开启旋转加工或振动加工的功能开关，便开始了对工件的自动进给加工。在加工过程中，是由电控系统产生一个大功率的脉冲电流，输送到加工的工具电极和工件间，产生电火花对工件进行所需的电蚀加工。主轴工作的振动、旋转功能，在前文中主轴部分已详细说明。工作油循环系统在工作时，由油泵7通过导油管8将介质油从储油箱6中抽到工件油箱5内，并从上而下冲刷工件，将加工过程中产生的金属屑冲散，起到了对工件散热的作用，提高了工作效率， 在工件油5内的左侧设有一油平面定位板33，当工作油箱的介质油积累较多，高出定位板孔时，多余的介质油便溢回到储油箱6中，带去工件加工中的热量与金属杂屑，回流到储油箱中经过滤器34过滤冷却后继续循环使用。
权利要求1.一种高频脉冲多功能电火花机床，包括主轴(1)部分、差速自动检测执行机构(76)部分、电控(10、11)部分、工作油循环(5-8)部分及机壳(13)部分，其特征在于；所述的主轴(1)部分其手动升降是通过旋动辊花手柄(19)，在手动升降伞形齿轮组(66)的传动下带动主轴升降滑键轴(67)旋转，并使与其连接的手动升降蜗杆(68)驱使主轴升降托架(69)带着整个主轴(1)部分上下移动；电极旋转部分由伺服电机(58)经齿轮(53)(59)将扭矩传给旋转电极滑键轴(56)，再通过旋转电极传动轴(62)、绝缘传动片(50)、旋转传动轴(51)将扭矩传给电极卡具(52)和工具电极(4)；在旋转电极传动轴(62)上套装有主轴外套，其固定支撑在主轴托架(69)上；在主轴外套内还设有可自由转动的主轴中套(74)，主轴中套(74)上设有两组伞形齿轮组，其中的一组为加工进给计量伞形齿轮组(73)，另一组为自动检测进给伞形齿轮组(75)，其由差速自动检测执行机构(76)传输动力；在主轴中套(74)内设有由进退“T”形丝杆(57)、自动升降调节螺母(61)构成的自动升降组件和由主轴芯部分构成的振动组件，进退“T”形丝杆套装在旋转电极滑键轴(56)上，其与主轴中套(74)通过自动升降调节螺母(61)连动，主轴芯部分由由振动线圈(29)、振动组件(27、28、29、30、31)及振动传动杆(32)构成，其固定联接在进退“T”形丝杆(57)与主轴头(49)之间。
2.根据权利要求1所述的高频脉冲多功能电火花机床，其特征在于所述的差速自动检测执行机构(76)部分是由组件A、组件B及组件C组成，所述的组件A由蜗轮(35)与中心齿轮(36)铆合后构成，组件B是由蜗轮(40)与内齿轮(41)铆合后构成，组件C由至少三根小轴(37)将与其配装的卫星齿轮(38)相间120度装在齿轮架(39)上构成，组件C与中心轴(42)由齿轮架(39)紧固连接，组件A套装在中心轴(42)的右端，组件B套装在中心轴(42)的左端，组件A、B、C通过彼此间的齿轮相互啮合形成整体。
3.根据权利要求1所述的高频脉冲多功能电火花机床，其特征在于所述的主轴(1)通过“X”轴向手柄(23)可使主轴实现“X”向动作；通过辊花手柄(19)可使主轴实现“Z”向动作；主轴“Y”向动作的实现是通过在主轴装配(20)立板(2)上再配装滑板(3)实现的。
4.根据权利要求1-3所述的高频脉冲多功能电火花机床，其特征在于所述的工件油箱(5)通过手柄(26)可上下移动。
5.根据权利要求1-3所述的高频脉冲多功能电火花机床，其特征在于所述电极旋转部分的伺服电机(58)是经齿轮(53)(59)、压丝头(55)、万向珠形压头(54)将扭矩传给旋转电极滑键轴(56)的。
专利摘要本实用新型公开了一种高频脉冲多功能电火花机床,其主轴部分的手动升降蜗杆驱使主轴升降托架(69)带着主轴(1)上下移动;电极旋转部分由伺服电机(58)经齿轮将扭力经旋转电极滑健轴(56)、电极传动轴(62)、绝缘传动片(50)、旋转传动轴(51)传给电极卡(52)和工具电极(4);在旋转电极传动轴(65)上套有主轴外套及主轴中套(74),主轴中套外设有加工进给计量伞形齿轮组(73)和自动检测进给伞型齿轮组(75)。本实用新型可有效解决现有机床在加工圆孔时易出现的椭圆度和打斜孔问题。
文档编号B23H7/26GK2394746SQ99222270
公开日2000年9月6日 申请日期1999年9月8日 优先权日1999年9月8日
发明者宋留新, 段瑞君 申请人:铁道部第十五工程局建筑工程公司