五軸聯(lián)動超聲復(fù)合電火花微精加工數(shù)控機床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種五軸聯(lián)動超聲復(fù)合電火花微精加工數(shù)控機床，屬于復(fù)合、微細特種加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代制造科學(xué)中，精密微細與復(fù)雜曲面加工技術(shù)集合、交叉了多學(xué)科的內(nèi)容，難加工材料(如電子陶瓷、高溫合金、硬質(zhì)合金等)、復(fù)雜異形面(如:三維曲面、異型孔槽等)零部件的制造已成為研究的熱點，也是促進各類工藝競相發(fā)展的重要手段。
[0003]在復(fù)合、微細特種加工技術(shù)領(lǐng)域，有許多復(fù)合加工方法，如超聲復(fù)合微細電火花加工、超聲復(fù)合微細電解加工、超聲復(fù)合微細高能束流加工等。這些加工方法具有不受工件硬度影響、加工作用力小、工具損耗很小等優(yōu)點，在零部件微精加工中發(fā)揮重要作用，解決了難加工材料切削加工難以實現(xiàn)的精密、微細加工難題。
[0004]現(xiàn)有超聲復(fù)合電火花加工機床可將微電流放電與超聲頻振動同頻、同步有機復(fù)合，解決了在加工材料硬度及韌性高、加工深經(jīng)比大的工件時微精加工精度低的問題。然而，此類機床加工工件過程時，工具電極與工件間不存在橫向切削力，又由于機床受到成形機理的限制，一般難以實現(xiàn)對復(fù)雜異形面的加工。同時，這類機床的加工區(qū)工作液可流動性小，極容易被加工產(chǎn)物堵塞，進而造成加工效率、加工精度下降，難以獲得精密加工的效果。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決上述問題，本實用新型的目的是提供一種五軸聯(lián)動超聲復(fù)合電火花微精加工數(shù)控機床，將超聲頻振動與工具電極振動有效復(fù)合，由五軸聯(lián)動工作臺帶動微細進給的加工工件，解決了難加工材料、復(fù)雜異形面難以加工的問題，本實用新型又可實現(xiàn)加工產(chǎn)物的有效排除，促進工作液的循環(huán)更新、改善加工間隙，提高工件的加工效率、精度。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是，一種五軸聯(lián)動超聲復(fù)合電火花微精加工數(shù)控機床，包括工具電極、變幅桿、法蘭盤、壓電換能器、支架盤、支撐架、立柱、底座、A向旋轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)、C向旋轉(zhuǎn)液槽機構(gòu)、Z軸升降臺機構(gòu)、Y軸滑動機構(gòu)、X軸滑鞍機構(gòu)；
[0007]所述工具電極安裝連接在變幅桿底部，變幅桿外側(cè)套有法蘭盤;所述支架盤位于變幅桿正上方，固定裝于支撐架圓孔端下方;所述壓電換能器設(shè)置于變幅桿上方，并支撐在支撐架上；
[0008]所述支撐架一端與支架盤安裝固定，另一端與立柱安裝固定;所述立柱下端設(shè)置有支座，支座與底座固定，在底座上還設(shè)有X軸導(dǎo)軌滑座，X軸導(dǎo)軌滑座上方設(shè)有可在其上滑動的X軸滑鞍機構(gòu)，X軸滑鞍機構(gòu)上方設(shè)有Y軸方向移動的Y軸滑動機構(gòu)，Y軸滑動機構(gòu)內(nèi)部裝有Z軸升降臺機構(gòu)，Z軸升降臺機構(gòu)上設(shè)有C向轉(zhuǎn)動的C向支撐圓臺，C向支撐圓臺上固定安裝有C向旋轉(zhuǎn)液槽機構(gòu)，(:向旋轉(zhuǎn)液槽機構(gòu)內(nèi)裝有A向旋轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)。
[0009]所述工具電極上端通過螺釘安裝在變幅桿底部的螺紋孔內(nèi)。
[0010]所述法蘭盤為帶頸對焊法蘭，裝于變幅桿的振動節(jié)點處，法蘭盤四周對稱分布連接有四個夾持固定件，四個夾持固定件與法蘭盤經(jīng)螺栓固定，每個夾持固定件裝配有振動輻射頭，每個振動輻射頭后端設(shè)有換能器，振動輻射頭與換能器通過夾持架與所述支架盤螺栓連接固定。
[0011]所述夾持固定件一側(cè)呈凹形，與法蘭盤間隙配合安裝;夾持固定件另一側(cè)為螺紋釘，與振動輻射頭內(nèi)螺紋孔配合安裝。
[0012]所述振動輻射頭相對于所述法蘭盤均勻?qū)ΨQ，分布位置分別與所述X軸滑鞍機構(gòu)以及所述Y軸滑動機構(gòu)進給方向一致。
[0013]所述支撐架與所述支架盤之間裝有起到減震與減噪的作用的墊圈。
[0014]所述五軸聯(lián)動超聲復(fù)合電火花微精加工數(shù)控機床中，X軸滑鞍機構(gòu)、X軸導(dǎo)軌滑座與所述Y軸滑動機構(gòu)內(nèi)均設(shè)有滾珠絲杠，滾珠絲杠由伺服電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動分別帶動X軸滑鞍機構(gòu)X軸向移動進給、Y軸滑動機構(gòu)Y軸向移動進給、Z軸升降臺機構(gòu)Z軸向升降進給，所述C向旋轉(zhuǎn)液槽機構(gòu)、A向旋轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)分別由伺服電機驅(qū)動分別相對于Z軸升降臺機構(gòu)和C向旋轉(zhuǎn)液槽機構(gòu)轉(zhuǎn)動，可轉(zhuǎn)動角度范圍分別為-180?180°、-90?90 °。
[0015]所述C向旋轉(zhuǎn)液槽機構(gòu)呈凹形，其內(nèi)壁與A向旋轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)兩側(cè)間隙配合，C向旋轉(zhuǎn)液槽機構(gòu)的凹形槽兩端設(shè)有板槽。可裝夾高強度、防腐、防漏的夾板，用于盛放工作液。
[0016]所述A向旋轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)呈凹形，A向旋轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)的凹形底面設(shè)置有T型槽裝夾板。工件裝夾穩(wěn)固，利于工作液流動、加工產(chǎn)物的排除。
[0017]所述支撐架在立柱上能手動定位，可在立柱上做升降移動或者繞立柱轉(zhuǎn)動。
[0018]本實用新型的有益效果是:在工具電極橫向增加了振動激勵，使得工具電極可以橫向加工工件，去除了機床工件成形機理的限制，實現(xiàn)工件的多方向加工。本實用新型的工作臺機構(gòu)由五軸聯(lián)動驅(qū)動進給，進給方向穩(wěn)定，進給速度由伺服電機控制調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了工件在復(fù)雜線路上微細進給加工，為工具電極加工復(fù)雜異形面增加了可能性。機床加工過程中，工作臺移動促進了工作液的流動，利于排除加工熱量與加工產(chǎn)物，實現(xiàn)工作液的更新，有效提高工件加工的效率與精度。
[0019]本實用新型提供一種五軸聯(lián)動超聲復(fù)合電加工數(shù)控機床，結(jié)構(gòu)新穎，解決了難加工材料、復(fù)雜異形面難以加工的問題，工件加工效率高、精度高，具有廣泛的應(yīng)用市場。
【附圖說明】
[0020]圖1五軸聯(lián)動超聲復(fù)合電火花微精加工數(shù)控機床結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖2五軸聯(lián)動超聲復(fù)合電火花微精加工數(shù)控機床法蘭盤裝配結(jié)構(gòu)、局部剖視圖。
[0022]圖3五軸聯(lián)動超聲復(fù)合電火花微精加工數(shù)控機床主視圖。
[0023]圖4五軸聯(lián)動超聲復(fù)合電火花微精加工數(shù)控機床右視圖。
[0024]圖5五軸聯(lián)動超聲復(fù)合電火花微精加工數(shù)控機床俯視圖。
[0025]圖中:I工具電極、2變幅桿、3支架盤、4螺栓、5壓電換能器、6墊圈、7支撐架、8立柱、9工件、10支撐軸、IIC向旋轉(zhuǎn)液槽機構(gòu)、12Z軸升降臺機構(gòu)、13Y軸滑動機構(gòu)、14X軸滑鞍機構(gòu)、15X軸伺服電機、16X軸滾珠絲杠、17Y軸滾珠絲杠、18Y軸伺服電機、19X軸導(dǎo)軌滑座、20底座、21Z軸滑動槽、22A向旋轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)、23T型槽裝夾板、24板槽、25A向伺服電機、26C向支撐圓臺、27支座、101夾持架、104夾持架、107夾持架、110夾持架、102換能器、105換能器、108換能器、111換能器、1 3振動福射頭、106振動福射頭、109振動福射頭、112振動福射頭、113螺紋孔、114夾持固定件、115螺栓孔、116法蘭盤。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【附圖說明】對本實用新型作進一步說明。
[0027]下面結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細說明。
[0028]五軸聯(lián)動超聲復(fù)合電火花微精加工數(shù)控機床，包括工具電極1、變幅桿2、法蘭盤116、壓電換能器5、支架盤3、支撐架7、立柱8、底座20、A向旋轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)22、C向旋轉(zhuǎn)液槽機構(gòu)11、Z軸升降臺機構(gòu)12、Y軸滑動機構(gòu)17、X軸滑鞍機構(gòu)14。工具電極I上端通過螺釘安裝在其正上方變幅桿2底部的螺紋孔內(nèi)，變幅桿2的振動節(jié)點處套有頸對焊法蘭盤116。
[0029]在變幅桿2上方設(shè)置壓電換能器5，支架盤3位于變幅桿2正上方，固定裝于支撐架7圓孔端下方，支撐架7另一端安裝于立柱8上，支撐架7能手動定位，可在所述立柱8上做升降移動或者繞立柱8轉(zhuǎn)動;所述立柱8下端設(shè)置有支座27，支座27與底座20后端固定，在底座20上還設(shè)置X軸導(dǎo)軌滑座19，X軸導(dǎo)軌滑座19上方設(shè)置可在其上滑動的X軸滑鞍機構(gòu)14，在X軸滑鞍機構(gòu)14上方設(shè)置Y軸方向移動的Y軸滑動機構(gòu)13，Y軸滑動機構(gòu)13內(nèi)部裝有Z軸升降臺機構(gòu)12，該Z軸升降臺機構(gòu)12上設(shè)置C向轉(zhuǎn)動的C向支撐圓臺26，該C向支撐圓臺26上固定安裝有C向旋轉(zhuǎn)液槽機構(gòu)11，(:向旋轉(zhuǎn)液槽機構(gòu)11內(nèi)裝有A向旋轉(zhuǎn)工作臺機構(gòu)22。
[0030]變幅桿2上端接有壓電換能器5，當(dāng)壓電換能器5接入超聲電源時，超聲電源產(chǎn)生連續(xù)可調(diào)的超聲頻交變電信號，經(jīng)過所述壓電換能器5和變幅桿2轉(zhuǎn)換放大后連接所述工具電極I，所述工具電極I下端面將產(chǎn)生同頻超聲頻機械振動。
[0031]本實用新型中，法蘭盤116優(yōu)選為帶頸對焊法蘭，裝于所述變幅桿2的振動節(jié)點處，法蘭盤116四周對稱分布連接有四個夾持固定件114，法蘭盤116通過螺栓固定四周對稱分布的四個夾持固定件114，每個夾持固定件114裝配有振動輻射頭103、106、109、112，振動輻射頭103、106、109、112后端分別設(shè)置有換能器102、105、108、111，振動輻射頭與換能器通過夾持架101、104、107、110與支架盤3螺栓連接固定。
[0032]進一步的，夾持固定件114一側(cè)呈凹形與法蘭盤116間隙配合安裝，另一側(cè)為螺紋釘，可與振動輻射頭103、106、109