專利名稱：展成式電火花精密加工設(shè)備的制作方法
一種展成式電火花精密加工設(shè)備屬于電火花加工技術(shù)領(lǐng)域，該設(shè)備包括三個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)械和四個(gè)直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)，工件芯軸、工具電極芯軸和轉(zhuǎn)臺(tái)均可按需要回轉(zhuǎn)，座標(biāo)工作臺(tái)可作縱向和橫向移動(dòng)，工件頭架可作軸向和豎向移動(dòng)。該設(shè)備可設(shè)置成多種復(fù)合運(yùn)動(dòng)方式和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)布局，具有很豐富的加工功能，可用來(lái)加工內(nèi)外圓柱面、圓錐面、各種回轉(zhuǎn)曲面、平面、共軛曲面、棱柱面、棱錐面、球面、超半球面、螺旋面、等速螺旋面、齒形面及多種組合型面等，便于加工薄壁、小孔及微小型工件，精度達(dá)微米級(jí)，并實(shí)現(xiàn)電火花鏡面加工。
現(xiàn)有的單臺(tái)電火花加工機(jī)床(包括成型加工和線切割等機(jī)床)或機(jī)械加工機(jī)床都不具備本發(fā)明所述設(shè)備能適應(yīng)類型如此廣泛的加工功能，而且其中有些類型工件用已有各種機(jī)床均無(wú)法達(dá)到本設(shè)備能達(dá)到的工作效能或技術(shù)指標(biāo)。
電火花加工由于能彌補(bǔ)機(jī)械加工方法的不足而得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。與機(jī)械加工相比，它有兩項(xiàng)主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)一是對(duì)各種金屬材料，不受其物理性能(硬度、韌性、脆性等)的限制，均可進(jìn)行加工;二是加工過(guò)程沒(méi)有明顯的機(jī)械作用力，從而能適應(yīng)薄壁、小孔、內(nèi)型腔、小型復(fù)雜等工件的精密加工，一般來(lái)說(shuō)，絕大部分能夠用切削成形的金屬零件加工，用電火花加工也能完成，再加上上述優(yōu)勢(shì)，它應(yīng)該還能解決一些機(jī)械方法所不能解決的加工問(wèn)題。然而，已經(jīng)廣為發(fā)展的電火花加工所采用的加工運(yùn)動(dòng)方式構(gòu)成形式太少，限制了其工藝能力的發(fā)揮。
機(jī)械加工的許多成型運(yùn)動(dòng)方式大致上是由直線和圓周兩種基本運(yùn)動(dòng)所構(gòu)成，一般都能為電火花加工所借鑒(當(dāng)然由于加工機(jī)理不同，不能直接照搬)，從而完成類似的加工。然而更為重要的是根據(jù)電火花加工本身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)采取某些機(jī)械方法所無(wú)法采用的運(yùn)動(dòng)方式。目前已廣泛發(fā)展的成型電火花加工和線切割加工僅僅是借鑒了類似于沖、擠壓和線鋸中的直線運(yùn)動(dòng)為主的成型運(yùn)動(dòng)，這樣，它所能適用的加工類型就有一定的局限性，成形尺寸精度也有一定的限度。
本發(fā)明的目的是提供一種展成式電火花精密加工設(shè)備，該設(shè)備包括三個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和四個(gè)直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)，利用各機(jī)構(gòu)間的協(xié)調(diào)配合，可組成多種運(yùn)動(dòng)形式，使該設(shè)備具有很豐富的加工功能，實(shí)現(xiàn)目前切削加工和特種加工設(shè)備所未能實(shí)現(xiàn)的工藝目標(biāo)。能在淬硬鋼、不銹鋼、常用金屬材料和硬質(zhì)合金等特種材料或特種結(jié)構(gòu)工件上加工出許多種精密型面。精度達(dá)微米級(jí)，表面粗糙度Ra 0.32-0.04微米(相當(dāng)于
9-
11)。
本發(fā)明展成式電火花精密加工設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方式和結(jié)構(gòu)布局示意圖見(jiàn)

圖1，設(shè)備包括三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，即工件頭架芯軸(5)、工具電極頭架芯軸(4)和轉(zhuǎn)臺(tái)(2)，四個(gè)直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)，即座標(biāo)工作臺(tái)(3)中的縱、橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，工件頭架座中的水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)和豎向移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明所述設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)如下基座(1)承接載整臺(tái)設(shè)備部件，中空所留空間可安置配套件。轉(zhuǎn)臺(tái)(2)承載座標(biāo)工作臺(tái)(3)及電極頭架(4)，又作轉(zhuǎn)角分度用，也可作轉(zhuǎn)角進(jìn)給加工。該轉(zhuǎn)臺(tái)附有鎖緊固定裝置，用來(lái)鎖緊固定轉(zhuǎn)臺(tái)，轉(zhuǎn)臺(tái)帶位置刻度讀數(shù)裝置。對(duì)某些專用場(chǎng)合，可以將座標(biāo)工作臺(tái)調(diào)整固定在所需要的方位而不設(shè)能連續(xù)轉(zhuǎn)位分度的轉(zhuǎn)臺(tái)。
座標(biāo)工作臺(tái)(5)承載工具電極頭架，有移位及定向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，具有往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程控制功能。可采用步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、自整角電機(jī)或力矩電機(jī)等微電機(jī)驅(qū)動(dòng)，用步進(jìn)電機(jī)時(shí)以數(shù)控方式驅(qū)動(dòng)，用自整角電機(jī)時(shí)可與工件頭架、電極頭架的自整角電機(jī)按一定比例轉(zhuǎn)速聯(lián)動(dòng)。
工具電極頭架(芯軸)(4)電氣上與基座上的轉(zhuǎn)臺(tái)絕緣，工具電極頭架中的芯軸一端有錐孔，工具電極用錐柄裝夾到芯軸上，用電機(jī)通過(guò)機(jī)械變速裝置驅(qū)動(dòng)。電機(jī)可采用自整角機(jī)、力矩電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)等微電機(jī)與電極芯軸作同步或比例驅(qū)動(dòng)，或用伺服電機(jī)等微電機(jī)作獨(dú)立回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，工件頭架(芯軸)(5)電氣上與基座上的轉(zhuǎn)臺(tái)絕緣，工件芯軸一端有錐孔，工件用錐柄裝夾，用電機(jī)變速驅(qū)動(dòng)。電機(jī)可采用自整角電機(jī)、力矩電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)等微電機(jī)與電極芯軸作同步或比例驅(qū)動(dòng)，用伺服電機(jī)等微電機(jī)作獨(dú)立回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。頭架座連接水平和豎向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)不同加工類型和不同規(guī)格尺寸的工件加工時(shí)作調(diào)整用。
工件芯軸和電極芯軸在使用時(shí)功能可以互換，即工件芯軸上可裝工具電極，電極芯軸上可裝工件。可按加工類型、工件和電極尺寸大小、進(jìn)給方式合理性、成形需要、裝夾方便程度等具體情況靈活運(yùn)用。
本設(shè)備附設(shè)工作液循環(huán)過(guò)濾箱及加工區(qū)域盛油槽，采用煤油等工作液。過(guò)濾性能需滿足連續(xù)工作要求并保持加工件能達(dá)到鏡面要求所需的濾清度。加工區(qū)域盛液槽應(yīng)能滿足浸沒(méi)式或和注液式兩種工作狀態(tài)的需要，并能適應(yīng)轉(zhuǎn)臺(tái)在轉(zhuǎn)位及轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下工作。
與設(shè)備配套的脈沖電源箱粗、中加工范圍與常規(guī)電火花加工設(shè)備町類似，在精加工范圍，能量壓縮減小方面應(yīng)有延伸，以適應(yīng)超精鏡面加工要求。
本設(shè)備還附有多種裝夾工具電極和工件用的典型、常用、通用夾具以及工具電極修切整形工具等附件。
本設(shè)備的機(jī)構(gòu)設(shè)置如下a工件芯軸和工具電極芯軸軸線平行設(shè)置。
(a)兩軸以差動(dòng)方式回轉(zhuǎn)，用于1)加工平面;2)加工圓柱面;3)加工圓孔;4)加工微小孔;5)加工薄壁零件(圓筒等);6)加工錐面;7)加工平底、V形、曲線型底環(huán)形槽(圖2);8)加工旋轉(zhuǎn)曲面(圖3);9)加工薄片;10)加工環(huán)形梳刀;11)加工凸肩狀零件;12)加工臺(tái)階孔。
(b)兩軸以共軛方式回轉(zhuǎn)，用機(jī)械或機(jī)電實(shí)現(xiàn)同步、倍角、比例差動(dòng)回轉(zhuǎn)。用于1)加工各種牙形的內(nèi)外螺紋，包括米制、英制、梯形、矩形、鋸齒形、圓弧形及其他特殊牙型等(圖4);2)加工分頭及牙形對(duì)稱精度很高的內(nèi)外多頭螺紋;3)加工內(nèi)外錐度螺紋及圓錐管螺紋;4)加工內(nèi)外齒輪，特別是淬硬的小模數(shù)精密內(nèi)齒輪及硬質(zhì)合金齒輪，包括直齒和螺旋齒輪(圖5);5)加工變模數(shù)齒輪(圖6);6)加工人字形齒輪;7)加工靜壓軸承油腔，包括直孔形、錐形。球面形(圖7);8)加工字碼及標(biāo)記符號(hào)類滾壓模(圖8);9)其他類型的共軛回轉(zhuǎn)體，如回轉(zhuǎn)泵體。
(c)單軸回轉(zhuǎn)，并作直線往復(fù)平移展成運(yùn)動(dòng)，用于1)展成平面;2)展成直線棱柱面(V形槽等);3)展成曲線棱柱面(二次曲線柱面反射鏡型面等)(圖9);4)平面和圓柱面上字符轉(zhuǎn)移(圖10);5)加工小模數(shù)齒條(圖11);6)齒條狀電極加工齒輪(圖12);7)加工搓絲板。
(d)一軸回轉(zhuǎn)，另一軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與徑向(或再加軸向)直線運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖(機(jī)械聯(lián)動(dòng)或數(shù)控方式)，用于1)加工等速螺旋線型面(成型刀具、弧面滾齒刀等鏟背(圖13);2)凸輪曲線工作面加工;3)空間等速螺旋面凸輪加工(圖14);4)工件等分槽加工;5)其他多工位加工(對(duì)稱手輪模具等)b工件芯軸和工具電極芯軸線相交成一定角度設(shè)置(利用轉(zhuǎn)臺(tái))(a)軸以差動(dòng)方式回轉(zhuǎn)，用于1)加工凸、凹球面(軸承球面、單球體軸承等)，2)加工內(nèi)、外錐形面;3)加工展成型旋轉(zhuǎn)曲面(用圓柱形電極等)(b)兩軸以共軛方式回轉(zhuǎn)，用于1)加工內(nèi)外錐度螺紋(圖15);2)加工錐齒輪(圖16);3)加工錐形靜壓軸承油腔(圖17);4)其他錐形及交接式共軛回轉(zhuǎn)體加工;5)異型孔擴(kuò)錐加工(拉絲模錐腔等)。
(c)一軸回轉(zhuǎn)，另一軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與軸向直線運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖(機(jī)械聯(lián)動(dòng)或數(shù)控方式)，用于1)螺旋槽加工(刀具螺旋槽等);2)多工位型槽加工。
C、工件芯軸和工具電極芯軸線相互垂直設(shè)置。
(a)兩軸以差動(dòng)方式回轉(zhuǎn)用于1)加工旋轉(zhuǎn)圓弧面;2)加工曲線型環(huán)槽;3)加工曲線型環(huán)形凸肩;4)加工端面環(huán)形槽(V形槽、圓弧槽等)(圖18)(b)兩軸以共軛方式回轉(zhuǎn)，用于1)全嚙合蝸輪蝸桿副對(duì)合加工(圖19);2)加工端面齒輪;3)加工圓錐齒輪(圖20);4)端面靜壓軸承油腔加工。
(c)一軸回轉(zhuǎn)，另一軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與軸向直線運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖(機(jī)械聯(lián)動(dòng)或數(shù)控方式)，用于1)靠模螺旋槽加工(圖21);2)加工端面凸輪(圖22)。
本設(shè)備中部分結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，如減少一個(gè)直線移位機(jī)構(gòu)或減少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，仍能保留所述的部分加工運(yùn)動(dòng)方式和功能，從而使本設(shè)備成為進(jìn)行某些類型的加工的專用設(shè)備。
本設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)如下利用本發(fā)明所述設(shè)備設(shè)置的多種運(yùn)動(dòng)方式和此結(jié)構(gòu)布局可借電火花加工形成內(nèi)外圓柱面，圓錐面，各種旋轉(zhuǎn)曲面、端平面、共軛曲面、棱柱面、球面、超半球面、螺旋面、等速螺旋面、齒形面及多種組合型面等，便于加工薄壁、小孔及微小型零件。用本設(shè)備加工件的尺寸精度和幾何精度均能達(dá)到微米數(shù)量級(jí)，表面粗糙度Ra0.32-0.04微米(相當(dāng)于
9-
11)。能在多種型面較大面積上實(shí)現(xiàn)電火花鏡面加工。因此，特別適用于加工硬質(zhì)合金、淬硬鋼、不銹鋼等各種機(jī)械方法難加工的金屬材料制造的精密零件。
本設(shè)備作展成加工時(shí)通常是工具電極與工件或二者之一除作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外相互間還同時(shí)作展成成形運(yùn)動(dòng)，可以是沒(méi)有固定對(duì)應(yīng)加工點(diǎn)關(guān)系的差動(dòng)式，也可以是具有固定對(duì)應(yīng)加工關(guān)系的共軛式。展成加工中有一些成形運(yùn)動(dòng)方式與通常的磨削展成運(yùn)動(dòng)相似，如加工刀具的等速螺旋線型部分及各種凸輪線型等。但由于采用的加工手段不一樣，便產(chǎn)生新的功能，如本設(shè)備用電火花加工可以順利地加工硬質(zhì)合金精密刀具，這一方面技術(shù)能力就明顯地比磨削技術(shù)強(qiáng)。本設(shè)備的另一些展成加工方式則往往是磨削所無(wú)法采用而屬于新開(kāi)辟的工藝途徑，如用齒條狀工具電極直接加工齒輪零件或插齒刀(即不需用傳統(tǒng)的滾齒機(jī)或磨齒機(jī)就能很方便地加工出淬硬的精密齒輪狀工件)，用蝸輪狀工具電極可直接加工出全嚙合蝸桿，一次展成成型二次曲面，加工搓絲板、星點(diǎn)板等復(fù)雜型面，實(shí)現(xiàn)各種薄壁、小孔及微小型工件的精密尺寸加工，某些運(yùn)動(dòng)偶合件的對(duì)合精加工等。
從技術(shù)本質(zhì)來(lái)分析，本展成式電火花加工設(shè)備與傳統(tǒng)機(jī)械磨削設(shè)備相比有以下優(yōu)點(diǎn)
1、工件與工具電極間切向相對(duì)運(yùn)動(dòng)線速度的值可以很小，有時(shí)幾乎接近于零，有些情況與磨削運(yùn)動(dòng)狀態(tài)已有很大的不同，因此能取用一些通常磨削所不宜或不能直接采用的工件方式，如共軛回轉(zhuǎn)式。
2、加工部位不產(chǎn)生明顯的機(jī)械作用力，能夠適應(yīng)許多傳統(tǒng)機(jī)械加工方式不易或不能解決的加工件類型，與第一點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，使本設(shè)備能夠設(shè)計(jì)和制造得具有很高的精度，并得到很高的加工工藝指標(biāo)。
3、工具電極特別是成型電極比砂輪制造方便，容易整修，尤其是對(duì)于一些復(fù)雜型面和多環(huán)狀電極，它的技術(shù)效果更為明顯，使它在許多方面有逐步取代磨削的趨勢(shì)。因?yàn)槌３？梢灾圃斐龊芏嘈兔鎻?fù)雜精確的工具電極，但是無(wú)法制造出同樣精確的磨輪。也正由于這一點(diǎn)，使得許多情況下，用兩種方法加工同一種工件，則電火花加工的展成運(yùn)動(dòng)有時(shí)可以比機(jī)械磨削簡(jiǎn)單得多，運(yùn)動(dòng)精度也就容易掌握，如用石墨電極加工成型刀具。
4、同一工具電極既可完成粗加工，也可完成精加工。因此，有些場(chǎng)合易于機(jī)動(dòng)靈活地發(fā)揮加工能力，工作效率能比磨削有大幅度提高。
5、同一臺(tái)設(shè)備能加工多種類型很不相同的精密型面和工件。如精密平面、圓柱面、圓錐面、球面、旋轉(zhuǎn)曲面、共軛曲面、內(nèi)外螺紋、齒輪、靜壓軸承油腔和復(fù)雜型面刀具等。
6、用本發(fā)明所述設(shè)備可以進(jìn)行綜合加工，并且可以在一次裝夾條件下完成多種型面的精密加工，如工件包含有端平面、錐面、外圓柱面、內(nèi)孔面、螺紋、齒形、球面、旋轉(zhuǎn)曲面、棱面等類中的幾種型面，利用本設(shè)備加工，通?？墒垢餍兔娴男挝还詈统叽绻罹_(dá)到微米級(jí)精度。
本展成式電火花加工設(shè)備與現(xiàn)有的電火花成型加工機(jī)床和線切割兩大類機(jī)床相比其優(yōu)點(diǎn)在于最有利于實(shí)現(xiàn)精加工。由于具有多種有利的技術(shù)條件，能夠較好地發(fā)揮電火花加工的特點(diǎn)，它所能達(dá)到的工藝質(zhì)量指標(biāo)，比其他兩類加工高，例如，對(duì)于同一臺(tái)加工電源設(shè)備，配用在本機(jī)床上能達(dá)到的表面粗糙度會(huì)比配用在其他類型的機(jī)床上改善得多(當(dāng)然由于各類加工各有不同的應(yīng)用面，可加工的對(duì)象也有不同。因此并不能取代其他類加工)。本設(shè)備的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)如下1、由于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)造成的液流擾動(dòng)和適宜的加工布局，使得狹長(zhǎng)的加工區(qū)域附近具有足夠的空間，可以做到在加工過(guò)程中始終保持加工區(qū)域具有良好的排屑、排氣條件。這一點(diǎn)對(duì)于能得到高的加工精度和表面質(zhì)量非常重要，這樣能夠徹底避免通常電火花加工中由于存在排屑、排氣不良產(chǎn)生二次放電而形成錐度等偏差以及造成工具電極各部分相對(duì)損耗不一致而影響加工精度。另外，也幾乎不會(huì)因排屑、排氣不良而產(chǎn)生拉電弧燒傷工件的現(xiàn)象。
2、本電火花加工設(shè)備具有許多種成形運(yùn)動(dòng)方式，選用合理的運(yùn)動(dòng)方式，可使型面得到精確成形。對(duì)于一些如齒輪或泵體轉(zhuǎn)子等工件，組配對(duì)合加工后能夠具有極好的傳動(dòng)嚙合性能，某些情況下還可消除工具電極本身的微量制造偏差，利用運(yùn)轉(zhuǎn)和加工進(jìn)給時(shí)對(duì)應(yīng)部位存在的滑移差動(dòng)，使得被加工件的表面粗糙度可以遠(yuǎn)比工具電極對(duì)應(yīng)工作面的原始粗糙度低，這在其他類型的電火花加工中是較難做到的。如工具電極Ra＝2.5微米，使工件加工至Ra＝0.05微米。工具電極加工面的粗糙度在加工過(guò)程中也同時(shí)會(huì)得到提高。
3、利用形狀簡(jiǎn)單的工具電極，通過(guò)展成運(yùn)動(dòng)，能加工出較為復(fù)雜的工件型面。
4、可以在極小的放電間隙下進(jìn)行正常加工，減少包絡(luò)線成形偏差影響，利用迫近法實(shí)現(xiàn)如漸開(kāi)線，擺線型和螺旋面等復(fù)雜型面的精密加工。
5、便于對(duì)工具電極的損耗采取多種有效的精確補(bǔ)償措施。有些情況下，利用制造精工不很高的工具電極，通過(guò)加工過(guò)程中展成運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償自修正作用，可以加工出精度很高的工件型面。
6、加工時(shí)屬于窄區(qū)放電的情況較多，極間電容的影響可以忽略不計(jì)，能夠利用很小的單個(gè)脈沖放電能量順利地進(jìn)行精加工和超精加工。
7、可以實(shí)現(xiàn)電規(guī)程的連續(xù)轉(zhuǎn)換和加工尺寸的連續(xù)進(jìn)給，使精加工余量減至最小的限度，對(duì)提高平均電蝕生產(chǎn)率和加工效率有很大好處。
綜上所述，從有關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、特征、功能、精度設(shè)計(jì)、用途、加工精度和加工表面質(zhì)量等方面看本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果就十分明顯，還有下列幾點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)新穎。創(chuàng)造性地在電火花加工設(shè)備上運(yùn)用了多軸轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)角聯(lián)動(dòng)，使運(yùn)動(dòng)成形組合條件多樣化、且優(yōu)化了工藝技術(shù)條件。
2、加工類型廣泛，可以說(shuō)絕大部分機(jī)械加工廠或具有規(guī)模的機(jī)加工車間，均能利用本發(fā)明解決該單位需要解決而過(guò)去無(wú)法解決的加工工藝難題，僅是以行業(yè)的不同，利用面大小有所不同而已。
3、綜合技術(shù)指標(biāo)高以及其能同時(shí)兼得。如實(shí)現(xiàn)微米級(jí)精度大平面、曲面等的鏡面加工，這項(xiàng)工藝目標(biāo)一直是國(guó)際電加工界企求解決而未能實(shí)際解決的問(wèn)題。
4、對(duì)工件材料有廣泛的加工適應(yīng)性，能彌補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)械加工方法的不足。如一些設(shè)備或儀器大的易損件，機(jī)械加工方法只能加工淬硬鋼制工件，利用本設(shè)備可加工硬質(zhì)合金制工件，后者使用壽命能提高20-30倍。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明如下圖1是本設(shè)備的正面視圖和頂視圖，圖中1-基座;2-轉(zhuǎn)臺(tái);3-座標(biāo)工作臺(tái);4-電極頭架;5-工件頭架;6-豎向移動(dòng)機(jī)構(gòu);7-水平移動(dòng)機(jī)構(gòu);8-微電機(jī)組。
圖2是本設(shè)備的工件芯軸和工具電極芯軸軸線平行設(shè)置，兩軸以差動(dòng)方式回轉(zhuǎn)，用圓筒形電極加工圓截面形密封橡膠圈的壓模環(huán)道，可以將工件模塊加工到很高的對(duì)合精度。
圖3是兩軸線平行設(shè)置，以差動(dòng)方式回轉(zhuǎn)，用曲線回轉(zhuǎn)體形手柄狀工具電極加工塑料壓模，可以使型面線型過(guò)渡光潔圓滑。
圖4是兩軸線平行設(shè)置，以同步共軛方式回轉(zhuǎn)，用外螺紋電極加工內(nèi)螺紋的運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給方式的示意。
圖5是兩軸線平行設(shè)置，以比例差動(dòng)共軛方式回轉(zhuǎn)，用外齒輪電極加工內(nèi)齒輪的運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給方式的示意。
圖6是兩軸線平行設(shè)置，以倍角共軛方式回轉(zhuǎn)，用帶缺口的齒輪狀電極，加工變模數(shù)大齒輪的運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給方式的示意。采用這種方式還可進(jìn)行一組齒輪的對(duì)合加工，能夠加工出齒形對(duì)稱精度很高，具有良好嚙合性能的齒輪組件。
圖7是兩軸線平行設(shè)置，以倍角共軛方式回轉(zhuǎn)，用圖示形狀電極加工靜壓軸承的高度對(duì)稱形內(nèi)油腔的運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給方式示意。
圖8是兩軸線平行設(shè)置，兩軸以共軛方式回轉(zhuǎn)，使對(duì)應(yīng)加工部位的切向線速度接近相等，用容易制造的在外圓柱面上刻有凹字型，圖案的電極在另一圓柱形淬硬滾壓模上加工形成通常較難制造的凸型字和圖案。
圖9是以單軸回轉(zhuǎn)并作直線往復(fù)平移展成運(yùn)動(dòng)，用旋轉(zhuǎn)拋物線型電極加工拋物柱面反光鏡壓模的示圖。
圖10是以單軸回轉(zhuǎn)并作直線往復(fù)平移展成運(yùn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)動(dòng)與平移運(yùn)動(dòng)按一定比速協(xié)調(diào)動(dòng)作，用易于制造的平面字型，圖案的凹形電極在圓柱形淬硬滾壓模上加工成凸型字和圖案。
圖11是以單軸回轉(zhuǎn)并作直線往復(fù)平移展成運(yùn)動(dòng)用多環(huán)狀電極加工淬硬精密齒條的加工方式示意。
圖12是兩軸線平行設(shè)置，以共軛展成方式控制轉(zhuǎn)動(dòng)與平移運(yùn)動(dòng)的比速，用齒條狀工具電極加工齒輪的加工方式示圖。
圖13是兩軸線平行設(shè)置，一軸回轉(zhuǎn)，另一軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與徑向直線運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖，用成型旋轉(zhuǎn)電極一次性展成弧面齒滾刀上整排齒背的等速螺旋線型面。
圖14是兩軸線平行設(shè)置，一軸回轉(zhuǎn)，另一軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與徑向，軸向直線運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖，用圓柱形旋轉(zhuǎn)電極加工空間等速螺旋面內(nèi)凸輪的示圖。
圖15是工件芯軸和工具電極芯軸軸線相交成一定角度設(shè)置，兩軸以同步共軛方式回轉(zhuǎn)，用卷繞在圓柱體上的螺旋狀金屬絲作工具電極，在圓錐面上加工兩端不通頭的螺旋狀油槽的加工方式示意，用類似方式可加工內(nèi)，外錐度螺紋。
圖16是兩軸線相交成一定角度設(shè)置，兩軸以比例差動(dòng)共軛方式回轉(zhuǎn)，用圓錐形齒輪電極加工內(nèi)圓錐齒輪或兩個(gè)齒輪的對(duì)合加工示意。
圖17是兩軸線相交成一定角度設(shè)置，兩軸以倍角共軛方式回轉(zhuǎn)，用帶錐度的工具電極加工錐形靜壓軸承的高度對(duì)稱形油腔的加工方式示意。
圖18是工件芯軸和工具電極芯軸軸線相互垂直設(shè)置，兩軸以差動(dòng)方式回轉(zhuǎn)，用轉(zhuǎn)盤狀電極加工圓截面形密封橡膠圈的壓模環(huán)道，環(huán)道工作面的表面質(zhì)量可達(dá)到很高的工藝指標(biāo)。
圖19是兩軸線相互垂直設(shè)置，兩軸以共軛方式回轉(zhuǎn)，用蝸輪電極加工全嚙合蝸桿的示意，然后再用類似方式使蝸輪、蝸桿副作對(duì)合加工，可以得到用機(jī)械方法很難制造的傳動(dòng)嚙合性能和承截能力特別好的偶合件。
圖20是兩軸線相互垂直設(shè)置，兩軸以共軛方式回轉(zhuǎn)，用圓錐齒輪電極加工另一件難加工材料制造的圓錐齒輪或兩個(gè)圓錐齒輪的對(duì)合加工的示意。
圖21是兩軸線相互垂直設(shè)置，一軸回轉(zhuǎn)，另一軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與軸向直線運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖，用圓柱形電極精加工淬硬靠模螺旋槽的加工方式示意。
圖22是兩軸線相互垂直設(shè)置，一軸回轉(zhuǎn)，另一軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與軸向直線運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖，用圓柱形電極加工端面凸輪的示圖，可以得到過(guò)渡很勻滑，表面很光潔的曲面。
可以參照附圖1和表1所列一組主要參數(shù)設(shè)計(jì)本設(shè)備。也可根據(jù)特定加工對(duì)象的技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)整，另行組配設(shè)計(jì)參數(shù)。
表1 本設(shè)備各主要部件設(shè)計(jì)參數(shù)
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權(quán)利要求
1.一種展成式電火花精密加工設(shè)備其特征是該設(shè)備由三個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和四個(gè)直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，三個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括工件芯軸的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、工具電極芯軸的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，四個(gè)直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括工件頭架座的水平直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)和豎向直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)、工具電極頭架座的縱向直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)和橫向直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)，上述機(jī)構(gòu)能協(xié)調(diào)組合聯(lián)動(dòng)設(shè)置成多種展成運(yùn)動(dòng)方式，使該設(shè)備具有很豐富的加工功能，a工件芯軸和工具電極芯軸軸線平行設(shè)置，(a)兩軸以差動(dòng)方式回轉(zhuǎn)，加工平面、圓柱面、微小孔和臺(tái)階孔等，(b)兩軸以共軛方式回轉(zhuǎn)，用來(lái)加工螺紋、齒輪、靜壓軸承軸油腔、滾壓模、共軛回轉(zhuǎn)體等，(c)單軸回轉(zhuǎn)，頭架座同時(shí)作直線往復(fù)平移展成運(yùn)動(dòng)，用來(lái)加工平面、棱柱面(如齒條)、平面和圓柱面上字符或圖形的轉(zhuǎn)移等，(d)一軸回轉(zhuǎn)，另一軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與頭架座的徑向(或再加軸向)直線運(yùn)動(dòng)聯(lián)動(dòng)(機(jī)械聯(lián)動(dòng)或機(jī)電聯(lián)動(dòng)或數(shù)控方式)，用來(lái)加工等速螺旋線型面和空間等速螺旋面凸輪等，b工件芯軸和工具電極芯軸軸線相交成一定角度設(shè)置，(a)兩軸以差動(dòng)方式回轉(zhuǎn)，用來(lái)加工球面、錐面和旋轉(zhuǎn)曲面等，(b)兩軸以共軛方式回轉(zhuǎn)，用來(lái)加工錐度螺紋、錐齒輪、錐形靜壓軸承油腔及交接式共軛回轉(zhuǎn)體等，(c)一軸回轉(zhuǎn)，另一軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與頭架座的軸向直線運(yùn)動(dòng)聯(lián)動(dòng)，用來(lái)加工刀具螺旋槽等，c工件芯軸和工具電極芯軸軸線相互垂直設(shè)置，(a)兩軸以差動(dòng)方式回轉(zhuǎn)，用來(lái)加工旋轉(zhuǎn)圓弧面、環(huán)槽、凸肩等，(b)兩軸以共軛方式回轉(zhuǎn)，用來(lái)加工全嚙合蝸輪蝸桿副、端面齒輪和靜壓軸承油腔等，(c)一軸回轉(zhuǎn)，另一軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與頭架座的軸向直線運(yùn)動(dòng)聯(lián)動(dòng)，用來(lái)加工靠模螺旋槽、端面凸輪等。
2.權(quán)利要求1所述的展成式電火花精密加工設(shè)備其特征是工件芯軸和工具電極芯軸均用微電機(jī)通過(guò)機(jī)械變速裝置驅(qū)動(dòng)，使用時(shí)兩者功能可以互換，即工件芯軸上裝工具電極，工具電極芯軸上裝工件。
3.權(quán)利要求1所述的展成式電火花精密加工設(shè)備其特征是該設(shè)備中的轉(zhuǎn)臺(tái)既可作轉(zhuǎn)角分度用，也可作轉(zhuǎn)角進(jìn)給加工用，能使工件轉(zhuǎn)軸和電極轉(zhuǎn)軸相互平行設(shè)置，相互垂直設(shè)置或相交成一定角度設(shè)置。
4.權(quán)利要求1所述的展成式電火花精密加工設(shè)備其特征是該設(shè)備能加工許多種類型很不相同的精密型面和工件，如精密平面、圓柱面、錐面、球面、旋轉(zhuǎn)曲面、共軛曲面等速螺旋線型面、內(nèi)外螺紋、齒輪、靜壓軸承油腔和復(fù)雜型面刀具等。
5.權(quán)利要求1所述的展成式電火花精密加工設(shè)備其特征是該設(shè)備中的工件頭架座和工具電極頭架座兩者之中的一個(gè)頭架座裝在水平設(shè)置的直角座標(biāo)工作臺(tái)上，另一個(gè)頭架座裝在豎直設(shè)置的能按直角座標(biāo)運(yùn)動(dòng)方式移位的基座上。
6.權(quán)利要求1所述的展成式電火花精密加工設(shè)備其特征是轉(zhuǎn)臺(tái)附有鎖緊固定裝置和位置刻度讀數(shù)裝置。
7.權(quán)利要求1所述的展成式電火花精密加工設(shè)備其特征是座標(biāo)工作臺(tái)可以直接調(diào)整固定在基座上而不設(shè)轉(zhuǎn)臺(tái)。
8.權(quán)利要求1所述的展成式電火花精密加工設(shè)備，其特征是本設(shè)備中部分結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，如減少一個(gè)直線移位機(jī)構(gòu)或減少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，仍能保留所述的部分加工運(yùn)動(dòng)方式和功能，從而使本設(shè)備成為進(jìn)行某些類型的加工的專用設(shè)備。
全文摘要
一種展成式電火花精密加工設(shè)備，該設(shè)備包括三個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和四個(gè)直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)，工件芯軸、工具電極芯軸和轉(zhuǎn)臺(tái)均可按需要回轉(zhuǎn)，坐標(biāo)工作臺(tái)可作縱向和橫向移動(dòng)，工件頭架可作軸向和豎向移動(dòng)。該設(shè)備可設(shè)計(jì)成多種復(fù)合運(yùn)動(dòng)方式和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)布局，具有很豐富的加工功能，可用來(lái)加工內(nèi)外圓柱面、圓錐面、各種回轉(zhuǎn)曲面、平面、共軛曲面、棱柱面、棱錐面、球面、超半球面、螺旋面、等速螺旋面、齒形面及多種組合型面等。便于加工薄壁、小孔及微小型工件，精度達(dá)微米級(jí)并實(shí)現(xiàn)電火花鏡面加工。
文檔編號(hào)B23H7/00GK1088142SQ92107850
公開(kāi)日1994年6月22日 申請(qǐng)日期1992年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月16日
發(fā)明者孫昌樹(shù), 丁小瑜, 黃毅, 劉震剛, 王志強(qiáng) 申請(qǐng)人:國(guó)營(yíng)江南光學(xué)儀器廠