專利名稱：用于電火花線切割機(jī)床的鏜磨附件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種基于電火花加工(簡(jiǎn)稱EDM)的精密電加工方法中所用的機(jī)床附件，具體地說(shuō)是ー種用于線切割機(jī)床的電火花鏜磨機(jī)床附件。
背景技術(shù)：
電火花鏜磨不受エ件材料硬度和強(qiáng)度的影響，雖然加工速度較慢，但能大大提高エ件的形狀、尺寸精度和降低表面粗糙度。目前在機(jī)器制造業(yè)，成批和大批量生產(chǎn)加工中廣 泛使用著鉆、擴(kuò)、鉸套及滑動(dòng)鏜套，但因其工作環(huán)境條件惡劣，使其成為最易因磨損而失效的元件?，F(xiàn)在一般采用碳素工具鋼或低碳鋼淬火制造，使用中會(huì)在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)磨損，必須更換。如果這些導(dǎo)套采用硬質(zhì)合金制造，其耐磨性可以達(dá)到碳素工具鋼的十倍以上，對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和降低エ藝成本都具有特別重要的意義，但因其硬質(zhì)合金導(dǎo)孔加工很難，現(xiàn)在一般采用砂輪磨削的方法加工，其砂輪損耗大，加工效率低，成本高。如采用電解磨削方法需使用專用的電解磨削機(jī)床，占地面積大，電解產(chǎn)物污染環(huán)境等缺點(diǎn)，故在生產(chǎn)中沒(méi)有得到推廣應(yīng)用，而電火花鏜磨加工比較好的解決了上述問(wèn)題。特別對(duì)硬質(zhì)合金深小孔的磨削加エ是更困難，而電火花鏜磨就可解決深小孔的加工難題。另外對(duì)模具零件的深小孔，特別對(duì)精密冷擠壓模和拉絲模的深孔要進(jìn)行電火花鏜磨精加工也是可行的。電火花鏜磨加工是ー種精密特種加工方法，其主要成形運(yùn)動(dòng)有エ件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電極絲的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，電極絲相對(duì)エ件的軸向往復(fù)走絲運(yùn)動(dòng)。圖I是電火花鍵磨加工的成形運(yùn)動(dòng)圖，圖2是電火花鏜磨加工原理圖，原理圖中的弓形架8要使張緊的電極絲作軸向的往復(fù)走絲運(yùn)動(dòng)，エ件5在三爪自定心卡盤(pán)6上定位后エ件加工孔的中心與回轉(zhuǎn)軸的中心同軸，エ件5在電機(jī)7的驅(qū)動(dòng)下作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)9要能帶動(dòng)エ件作間隙徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以保證加工孔的尺寸。加工中エ件接脈沖電源4的正極，電極絲2通過(guò)螺釘3固定接負(fù)極，絕緣工作液通過(guò)工作液管I噴入加工的エ件孔內(nèi)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)電火花鏜磨加工エ藝方法的應(yīng)用和研究很少，它是ー種特殊的電加工方法，更沒(méi)有廠家生產(chǎn)有關(guān)的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上缺陷，本發(fā)明提供的是ー種用于電火花線切割機(jī)床的鏜磨附件，針對(duì)現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)型慢走絲線切割機(jī)床(HCS250)設(shè)計(jì)的ー鏜磨機(jī)床附件，將其安裝在慢走絲電火花線切割機(jī)床工作臺(tái)上，技術(shù)方案為用于電火花線切割機(jī)床的鏜磨附件，包括エ件回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、脈沖電源的電刷進(jìn)電裝置、エ件定位夾緊裝置。其中エ件回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置彈性定心夾具I通過(guò)絕緣墊2定心安裝在回轉(zhuǎn)軸3上，軸承4內(nèi)孔與回轉(zhuǎn)軸3配合，外環(huán)與箱體7孔配合，它的端面是通過(guò)精密配磨的兩端蓋來(lái)壓緊以調(diào)節(jié)軸承的配合間隙，從而保證支承在箱體上的回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)精度，回轉(zhuǎn)軸3是由兩高精度角接觸球軸承固定在箱體7上，調(diào)速電機(jī)12通過(guò)特輕型齒形帶11驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使安裝在夾具上的套類エ件作可調(diào)速的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電機(jī)12和整個(gè)箱體7都安裝在底板13上，并通過(guò)螺釘壓板固定在機(jī)床工作臺(tái)上。
脈沖電源的電刷進(jìn)電裝置機(jī)床脈沖電源的正極通過(guò)導(dǎo)線連接到兩個(gè)對(duì)稱的電刷9上，電刷是安裝在箱體7內(nèi)壁的安裝支架6上，兩個(gè)電刷始終和軸上的金屬套8接觸，而金屬套8和絕緣套5相配合，這樣金屬套8帶電而回轉(zhuǎn)軸不帶電，金屬套上用小螺釘固定絕緣導(dǎo)線一端，絕緣導(dǎo)線又通過(guò)回轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔將電送到夾具上，由于夾具和回轉(zhuǎn)軸有絕緣墊2，這樣エ件帶電而回轉(zhuǎn)軸3不會(huì)帶電，擋圈10通過(guò)ー緊固螺釘固定在回轉(zhuǎn)軸3上，主要作用是避免電刷磨損后的灰塵直接掉入軸承中導(dǎo)致軸承的磨損而降低軸承壽命。達(dá)到高定心精度的エ件定位夾緊裝置套類エ件在電火花鏜磨回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中的回轉(zhuǎn)精度要求很高，否則無(wú)法保證エ件鏜磨孔的尺寸精度，最初使用螺紋雙V型塊定心夾緊機(jī)構(gòu)，但始終無(wú)法保證エ件的回轉(zhuǎn)精度，通過(guò)分析找出了三個(gè)方面的原因，①螺紋定心夾緊機(jī)構(gòu)的定心精度低，②回轉(zhuǎn)軸的軸承精度不夠和間隙調(diào)整不好，③回轉(zhuǎn)軸的軸頸和端面定位法蘭盤(pán)的同軸度精度不夠。最后作了改進(jìn)，使用了弾性碟片定心夾緊機(jī)構(gòu)，對(duì)彈性碟片在夾緊狀態(tài)的定位孔進(jìn)行了精磨，提高了回轉(zhuǎn)軸的軸承精度等級(jí)，改進(jìn)エ藝重新精心加工回轉(zhuǎn)軸，并經(jīng)過(guò)多次調(diào)試安裝保證了夾具定位內(nèi)孔的跳動(dòng)量小于O. 005_，從而使加工中的硬質(zhì)合金套類エ件達(dá)到了較高的回轉(zhuǎn)精度。對(duì)硬質(zhì)合金套孔進(jìn)行電火花鏜磨加工前要先使用該機(jī)床對(duì)要加工的孔進(jìn)行自動(dòng)找中心，并慢走絲切割內(nèi)孔兩次，使需要鏜磨的孔達(dá)到一定的精度，(該實(shí)驗(yàn)機(jī)床線切割兩次后可達(dá)到的尺寸精度為O. 12mm左右，粗糙度Ral. 2 μ m左右)，在此精度的基礎(chǔ)上再進(jìn)行電火花鏜磨加工，安裝在工作臺(tái)上的附件在工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)下作X和Y方向數(shù)控進(jìn)給運(yùn)動(dòng)保證加工孔的直徑尺寸，加工中的硬質(zhì)合金套在附件上的定心夾具中定位安裝并在附件的電機(jī)驅(qū)動(dòng)下作可變速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，線切割工具電極僅作軸向走絲，調(diào)整好機(jī)床上有關(guān)的電加工參數(shù)，這樣就就可對(duì)エ件進(jìn)行電火花鏜磨加工了。本發(fā)明的有益效果(I)本發(fā)明成本低，體積小，安裝方便，可安裝在慢走絲或中走絲電火花線切割機(jī)床上，且不影響原有機(jī)床的功能，實(shí)現(xiàn)ー機(jī)多用，也就擴(kuò)大了機(jī)床的使用范圍。(2)本發(fā)明所述機(jī)床的加工尺寸精度可從鏜磨前的O. 12_達(dá)到O. 01_，表面粗糙度可從鏜磨前的Ral. 2 μ m達(dá)到RaO. 4 μ m,加工精度得到了極大的提高。(3)本發(fā)明不僅能加工硬質(zhì)合金套孔，也可用于其它難加工材料的套類零件深小孔加工，為類似加工零件探索、開(kāi)創(chuàng)了一種切實(shí)可行的新エ藝方法。


圖I是電火花鏜磨加工的成形運(yùn)動(dòng)圖；圖2是電火花鏜磨加工原理圖；圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；圖4是不同加工條件鏜磨的孔徑比較圖；圖5是不同加工條件表面質(zhì)量比較圖。
具體實(shí)施例
下面結(jié)合附圖和本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)ー步詳細(xì)地說(shuō)明。實(shí)驗(yàn)條件機(jī)床HCS250經(jīng)濟(jì)型數(shù)控慢走絲線切割機(jī)床自動(dòng)編程系統(tǒng)ECO⑶T自動(dòng)編程軟件和電腦一臺(tái)電極絲直徑0. 2的線切割專用銅絲工作液純凈水エ件材料YG類硬質(zhì)合金套，內(nèi)孔毛坯尺寸為直徑O 7，外徑為0 20
測(cè)量工具內(nèi)徑百分表、微型表面粗糙度儀TR100實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加工孔的尺寸是の7，先使用機(jī)床對(duì)エ件進(jìn)行慢走絲切割兩次，使孔達(dá)到一定的精度，電火花鏜磨前的尺寸編程切割加工為の8 (mm)，鏜磨時(shí)間均為五分鐘，電源的脈沖寬度(on time)固定為50 y s，脈沖間隔(off time)為100 y s，每個(gè)エ件加工后測(cè)量三次算出平均尺寸。實(shí)驗(yàn)中改變加工電流(A)、電壓(V)和エ件轉(zhuǎn)速(r/min)對(duì)加工尺寸和表面質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量，獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析在實(shí)驗(yàn)條件下，我們對(duì)HCS250數(shù)控慢走絲線切割機(jī)床改變不同的エ藝參數(shù)，做了15組不同條件的加工實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)是在エ件轉(zhuǎn)速100 (r/min)和エ件轉(zhuǎn)速300 (r/min)情況下進(jìn)行，在同一轉(zhuǎn)速下分別在3種條件條件一，電壓5V，平均電流IA ;條件ニ，電壓8V，平均電流2A ;條件三，電壓10V，平均電流3A。對(duì)實(shí)驗(yàn)加工后的零件尺寸和表面質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量(表1，表2)，通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)得到尺寸和表面粗糙度的分析點(diǎn)圖，圖4和圖5。在圖4中，從下至上3條折線分別是條件一(電壓5V，平均電流1A);條件ニ(電壓8V，平均電流2A)和條件三(電壓10V，平均電流3A)測(cè)得的數(shù)據(jù)。從圖中可以看出，在轉(zhuǎn)速不變的情況下，電壓電流越大放電間隙就大，加工的孔尺寸就越大；在同一電壓電流下，エ件轉(zhuǎn)速越高加工表面與電極絲間的放電頻率越高，加工孔尺寸也越大，但也可看出同一條件下(電流電壓不變)加工孔的尺寸變化基本上在0.01mm內(nèi)，也就是尺寸精度可控制在0. 01左右。這樣的規(guī)律符合電火花加工的一般エ藝規(guī)律。表I :電流電壓エ件轉(zhuǎn)速對(duì)加工尺寸的影響
權(quán)利要求
1.ー種用于電火花線切割機(jī)床的鏜磨附件，其特征在于，包括エ件回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、脈沖電源的電刷進(jìn)電裝置、エ件定位夾緊裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電火花線切割機(jī)床的鏜磨附件，其特征在于，所述エ件回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置弾性定心夾具(I)通過(guò)絕緣墊(2)定心安裝在回轉(zhuǎn)軸(3)上，軸承(4)內(nèi)孔與回轉(zhuǎn)軸(3)配合，外環(huán)與箱體(7)孔配合，回轉(zhuǎn)軸(3)是由兩高精度角接觸球軸承固定在箱體(7)上，調(diào)速電機(jī)(12)通過(guò)特輕型齒形帶(11)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)軸(3)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使安裝在夾具上的套類エ件作可調(diào)速的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，調(diào)速電機(jī)(12)和整個(gè)箱體(7)都安裝在底板(13)上，并通過(guò)螺釘壓板固定在機(jī)床工作臺(tái)上； 所述脈沖電源的電刷進(jìn)電裝置機(jī)床脈沖電源的正極通過(guò)導(dǎo)線連接到兩個(gè)對(duì)稱的電刷(9)上，電刷是安裝在箱體(7)內(nèi)壁的安裝支架(6)上，兩個(gè)電刷始終和軸上的金屬套(8)接觸，而金屬套(8)和絕緣套(5)相配合，金屬套上用小螺釘固定絕緣導(dǎo)線一端，絕緣導(dǎo)線又通過(guò)回轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔將電送到夾具上，擋圈(10)通過(guò)ー緊固螺釘固定在回轉(zhuǎn)軸(3)上； 所述エ件定位夾緊裝置為彈性碟片定心夾緊機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電火花線切割機(jī)床的鏜磨附件，其特征在于，夾具定位內(nèi)孔的跳動(dòng)量小于O. 005mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于電火花線切割機(jī)床的鏜磨附件，包括工件回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、脈沖電源的電刷進(jìn)電裝置、工件定位夾緊裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案可擴(kuò)大機(jī)床的應(yīng)用范圍，具有占地面積小，加工成本較低的優(yōu)點(diǎn)，也可用于其它難加工材料的套類零件深小孔加工，為類似難加工零件探索、開(kāi)創(chuàng)了一種切實(shí)可行的新工藝方法。
文檔編號(hào)B23H11/00GK102642059SQ20111031527
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者劉勇, 張利堂, 杜樹(shù)浩, 林中原, 蘇蓉 申請(qǐng)人:西華大學(xué)