基于流體和機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)合斷弧及高效排屑的放電切割機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電弧放電切割的加工方法所采用的新型機(jī)構(gòu)，具體為基于流體動(dòng)力和機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)合斷弧及高效排肩的放電切割機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了解決航天和軍工等領(lǐng)域中難加工材料的大厚度工件加工中存在的各種問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于流體動(dòng)力和機(jī)械動(dòng)力復(fù)合斷弧及高效排肩的放電切割的新型機(jī)構(gòu)，本發(fā)明機(jī)構(gòu)能很好地彌補(bǔ)現(xiàn)有放電加工技術(shù)的不足，進(jìn)一步擴(kuò)展高速放電加工技術(shù)的運(yùn)用領(lǐng)域，從而達(dá)到方便、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)具有成型、下料等切割特征功能的放電切割加工方法所有的新型機(jī)構(gòu)。
[0003]由于基于流體和機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)合斷弧及高效排肩的電弧輪廓切割放電加工方法主要特點(diǎn)有:1.大厚度、大能量、高效的電弧輪廓切割；2.流體和機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)合斷?。?.機(jī)械運(yùn)動(dòng)和高速?zèng)_液復(fù)合方式輔助高效排肩。因此，本發(fā)明給出了一種能適用該加工方法的新型機(jī)構(gòu)，

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于流體動(dòng)力和機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)合斷弧及高效排肩的放電切割機(jī)構(gòu)，具備使電極完成復(fù)雜運(yùn)動(dòng)、對(duì)加工區(qū)域的高速?zèng)_液、加載加工電流至旋轉(zhuǎn)電極以及使電極末端隨動(dòng)和夾緊的功能。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種基于流體和機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)合斷弧及高效排肩的放電切割機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)在于，包括使電極沿其軸線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)單元、使電極沿進(jìn)給方向振動(dòng)的電極振動(dòng)輔助排肩單元、使電極繞其軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的電極旋轉(zhuǎn)單元、對(duì)加工區(qū)域輔助高速?zèng)_液的高速?zèng)_液?jiǎn)卧褪闺姌O在做旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)的情況下，電極伸出末端實(shí)現(xiàn)夾緊功能的電極末端夾緊單元;
[0007]所述的往復(fù)運(yùn)動(dòng)單元包括:傳動(dòng)電機(jī)、底板安裝板、聯(lián)軸器、導(dǎo)軌、絲桿螺母、上部安裝板、四個(gè)導(dǎo)軌滑塊和絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述的傳動(dòng)電機(jī)、導(dǎo)軌和絲桿螺母安裝固定在底板安裝版上，由聯(lián)軸器將傳動(dòng)電機(jī)和絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，上部安裝版固定在四個(gè)導(dǎo)軌滑塊上，導(dǎo)軌滑塊配合安裝在導(dǎo)軌上，絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的絲桿滑塊與上部安裝版固定連接；
[0008]所述的電極振動(dòng)輔助排肩單元包括:音圈電機(jī)、振動(dòng)導(dǎo)軌和振動(dòng)滑臺(tái)，所述的振動(dòng)導(dǎo)軌與上部安裝板固定連接，音圈電機(jī)與振動(dòng)導(dǎo)軌固定連接，音圈電機(jī)的電機(jī)軸與振動(dòng)滑臺(tái)固定連接，振動(dòng)滑臺(tái)安轉(zhuǎn)在振動(dòng)導(dǎo)軌上；
[0009]所述的電極旋轉(zhuǎn)單元包括:旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電機(jī)安裝板、同步帶及帶輪傳動(dòng)、旋轉(zhuǎn)軸安裝支撐板、軸承及軸承端蓋板和管狀式旋轉(zhuǎn)軸；所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)與電機(jī)安轉(zhuǎn)板固定連接，電機(jī)安裝板與振動(dòng)滑臺(tái)固定連接，管狀式旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承安裝于旋轉(zhuǎn)軸安裝支撐板上，旋轉(zhuǎn)軸安裝支撐板與振動(dòng)滑臺(tái)固定連接，同步帶及帶輪傳動(dòng)將旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞至管狀式旋轉(zhuǎn)軸；軸承及軸承端蓋板安裝在旋轉(zhuǎn)軸安裝支撐板上；
[0010]所述的高速?zèng)_液?jiǎn)卧?旋轉(zhuǎn)接頭、旋轉(zhuǎn)接頭夾持件、同軸沖液噴嘴和管狀電極；所述的旋轉(zhuǎn)接頭與旋轉(zhuǎn)接頭夾持件固定連接，旋轉(zhuǎn)接頭夾持件與上部安裝板固定連接，旋轉(zhuǎn)接頭與管狀式旋轉(zhuǎn)軸固定連接，管狀電極夾持在管狀式旋轉(zhuǎn)軸的端部，同軸沖液噴嘴與旋轉(zhuǎn)軸安裝支撐板固定連接，同軸沖液噴嘴套在管狀式旋轉(zhuǎn)軸與管狀電極連接處外；
[0011]所述的電極末端夾緊單元包括:旋轉(zhuǎn)軸承、直線(xiàn)軸承、振動(dòng)運(yùn)動(dòng)滑塊、振動(dòng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和導(dǎo)軌底座；所述的管狀電極的末端固定安裝于旋轉(zhuǎn)軸承內(nèi)圈中，該旋轉(zhuǎn)軸承固定于直線(xiàn)軸承內(nèi)圈中，直線(xiàn)軸承與振動(dòng)運(yùn)動(dòng)滑塊固定連接，振動(dòng)運(yùn)動(dòng)滑塊配合安裝于振動(dòng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上，振動(dòng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌與導(dǎo)軌底座固定連接。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0013]I)具備使電極完成復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的功能，包括電極繞軸線(xiàn)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、電極沿軸線(xiàn)方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和電極沿加工進(jìn)給方向的振動(dòng)，通過(guò)電極旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)斷弧，通過(guò)電極的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)實(shí)現(xiàn)電極機(jī)械運(yùn)動(dòng)輔助高效排肩功能。
[0014]2)具備對(duì)加工區(qū)域的高速?zèng)_液的功能，包括高速同軸沖液和電極內(nèi)沖液，通過(guò)對(duì)加工區(qū)域的高速?zèng)_液來(lái)實(shí)現(xiàn)流體動(dòng)力斷弧以及輔助高效排肩功能。
[0015]3)具備加載加工電流至旋轉(zhuǎn)電極的功能，通過(guò)將加工電流加載至旋轉(zhuǎn)電極是電弧放電加工方法的基本條件。
[0016]4)具備使電極末端隨動(dòng)和夾緊功能，通過(guò)電極末端夾緊單元使電極伸出末端的夾緊架構(gòu)具備隨動(dòng)功能。
[0017]5)機(jī)構(gòu)通常安裝固定在機(jī)床的Z軸上使用，同時(shí)具備三個(gè)自由度，即電極繞其軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、電極沿其軸線(xiàn)方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和沿進(jìn)給方向上的振動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為基于流體和機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)合斷弧及高效排肩的放電切割機(jī)構(gòu)的三維示意圖；
[0019]圖2為基于流體動(dòng)力和機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)合斷弧及高效排肩的放電切割機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)單元的三維示意圖；
[0020]圖3為往復(fù)運(yùn)動(dòng)單元部分細(xì)節(jié)圖；
[0021]圖4為基于流體動(dòng)力和機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)合斷弧及高效排肩的放電切割機(jī)構(gòu)的電極振動(dòng)輔助排肩單元三維示意圖；
[0022]圖5為基于流體動(dòng)力和機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)合斷弧及高效排肩的放電切割機(jī)構(gòu)的電極旋轉(zhuǎn)單元三維示意圖；
[0023]圖6為基于流體動(dòng)力和機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)合斷弧及高效排肩的放電切割機(jī)構(gòu)的高速?zèng)_液?jiǎn)卧S示意圖；
[0024]圖7為基于流體動(dòng)力和機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)合斷弧及高效排肩的放電切割機(jī)構(gòu)的電極末端夾緊單元三維示意圖。
[0025]圖中:往復(fù)運(yùn)動(dòng)單元I ;電極振動(dòng)輔助排肩單元2 ;電極旋轉(zhuǎn)單元3 ;高速?zèng)_液?jiǎn)卧? ；電極末端夾緊單元5 ；
[0026]傳動(dòng)電機(jī)1-1、底板安裝板1-2、聯(lián)軸器1-3、導(dǎo)軌1_4、絲桿螺母1_5、上部安裝板
1-6、導(dǎo)軌滑塊1-7、絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1-8、絲桿滑塊1-9、音圈電機(jī)2-1、振動(dòng)導(dǎo)軌2-2、振動(dòng)滑臺(tái)2-3、旋轉(zhuǎn)電機(jī)3-1、電機(jī)安裝板3-2、同步帶及帶輪傳動(dòng)3-3、旋轉(zhuǎn)軸安裝支撐板3_4、軸承及軸承端蓋板3-5、管狀式旋轉(zhuǎn)軸3-6、旋轉(zhuǎn)接頭4-1、旋轉(zhuǎn)接頭夾持件4-2、同軸沖液噴嘴4_4和管狀電極4-5、旋轉(zhuǎn)軸承5-1、直線(xiàn)軸承5-2、振動(dòng)運(yùn)動(dòng)滑塊5-3、振動(dòng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌5-4、導(dǎo)軌底座 5-5。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]如圖1所示基于流體動(dòng)力和機(jī)械運(yùn)動(dòng)復(fù)合斷弧及高效排肩的放電切割機(jī)構(gòu)，包括五個(gè)單元:往復(fù)運(yùn)動(dòng)單元1、電極振動(dòng)輔助排肩單元2、電極旋轉(zhuǎn)單元3、高速?zèng)_液?jiǎn)卧?和電極末端夾緊單元5。各個(gè)單元的結(jié)構(gòu)和功能描述如下:
[0029]所述的往復(fù)運(yùn)動(dòng)單元I (如圖2所示)包括傳動(dòng)電機(jī)1-1、底板安裝板1-2、聯(lián)軸器1-3、導(dǎo)軌1-4、絲桿螺母1-5、上部安裝板1-6、四個(gè)導(dǎo)軌滑塊1-7和絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1_8。所述的傳動(dòng)電機(jī)1-1、導(dǎo)軌1-4和絲桿螺母1-5安裝固定在底板安裝版1-2上，由聯(lián)軸器1-3將傳動(dòng)電機(jī)1-1和絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1-8連接，上部安裝版1-6固定在四個(gè)導(dǎo)軌滑塊1-7上，絲桿滑塊與上部安裝版1-6固定連接，傳動(dòng)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)，再由絲桿驅(qū)動(dòng)上部安裝板運(yùn)動(dòng)。
[0030]所述的電極振動(dòng)輔助排肩單元2 (如圖4所示)包括:旋轉(zhuǎn)電機(jī)3-1、電機(jī)安裝板
3-2、同步帶及帶輪傳動(dòng)3-3、旋轉(zhuǎn)軸安裝支撐板3-4、軸承及軸承端蓋板3-5和管狀式旋轉(zhuǎn)軸3-6。所述的振動(dòng)導(dǎo)軌2-2與上部安裝板1-6固定連接，音圈電機(jī)2-1與振動(dòng)導(dǎo)軌2_2固定連接，音圈電機(jī)2-1的電機(jī)軸與振動(dòng)滑臺(tái)2