[發明專利]一種多功能復合電加工主軸

有效

• 申請號: 201210008477.5
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102554378A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張勇斌;吳祉群;何建國;吉方;雷艷華;魚勝利;劉廣明;張連新;朱建平
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所
• 主分類號: B23H7/10
• 分類號: B23H7/10;B23H11/00
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

技術領域

?本發明屬于微細電火花數控加工機床領域，具體涉及一種多功能復合電加工主軸。

背景技術

在微細電加工過程中，工具電極存在較大的損耗，需要在零件加工過程中不斷對工具電極進行修整，嚴重影響了加工效率。目前國內現有的微細電加工主軸一般只具有回轉、自動送絲功能；由于主軸上實現超聲振動技術難度較大，一般情況下都將超聲振動功能放置在工作臺上實現。因此目前的該類主軸在微細電火花加工中，存在效率低、電極損耗大、超聲加工零件通用性差等缺點。

發明內容

為了克服已有技術中電加工主軸效率低、電極損耗大、超聲加工零件通用性差的不足，本發明提供一種多功能復合電加工主軸。

本發明的一種多功能復合電加工主軸，其特點是，所述的多功能復合電加工主軸含有回轉機構、主軸電極夾頭、供電機構、主軸支座和自動送絲機構。多功能復合電加工主軸為圓柱狀。位于復合加工主軸上端的回轉機構通過主軸支座與下端的主軸電極夾頭連接，主軸支座與供電機構連接，所述復合主軸通過電加工主軸支座與機床連接。

所述的回轉機構包括中空主軸、軸承預緊螺母、軸承端蓋、軸承、軸承套筒、定位座、軸承座、電機、光柵編碼器及超聲供電滑環。中空主軸為中心軸，在中空主軸和安裝在中空主軸外圍的軸承座上依次設置有軸承預緊螺母、軸承端蓋、軸承、軸承套套筒，用于控制中空主軸的回轉精度。電機及光柵編碼器安裝在軸承端蓋的上面，形成直連結構，可使回轉機構既可實現高速旋轉又可保證回轉機構實現高精度分度功能。中空主軸的上端設置有用于超聲振源的供電超聲供電滑環，中空主軸下端與定位座固定連接，作為更換主軸電極夾頭的統一接口，保證主軸電極夾頭更換后精度保持一致。

所述的主軸電極夾頭包括超聲振源、彈簧夾頭、電極供電銅環及定位塊，其中，超聲振源由超聲振源支座、壓電陶瓷、絕緣陶瓷、拉緊螺栓、超聲供電滑環及變幅桿組成。定位塊與回轉機構中的定位座固定連接，超聲振源支座的上端與定位塊固定連接，用于主軸電極夾頭更換時的準確定位，下端依次與變幅桿、彈簧夾頭固定連接。在超聲振源支座與變幅桿之間設置有壓電陶瓷、絕緣陶瓷，壓電陶瓷與兩端的兩片絕緣陶瓷通過拉緊螺栓固定在變幅桿上，變幅桿的節點處的固定法蘭與中空的超聲振源支座相連接，形成一個密閉的空間，將壓電陶瓷、拉緊螺栓部件裝入其中，在超聲源支座與變幅桿之間設置有超聲供電滑環。作為電極絲的輸送通道的中空主軸、超聲振源支座、壓電陶瓷、絕緣陶瓷、變幅桿、拉緊螺栓均為中空結構。超聲振源提供超聲振動功能，由于超聲振源的高頻信號與電極絲的供電信號易相互干擾，壓電陶瓷與電極絲采用絕緣處理使其單獨接地。彈簧夾頭包括夾頭座、轉軸、夾緊頭、用于夾緊頭復位的彈簧、定位螺釘及導向套；夾緊頭通過轉軸與夾頭座形成轉動運動副，用于夾緊電極絲；彈簧用于夾緊頭的復位，并對電極絲保持一定的預壓緊力；定位螺釘安裝在夾緊頭上，既可以確定夾緊頭的開合度又可以為彈簧提供支撐；用于電極絲自動送絲提供粗定位的導向套安裝在夾緊頭的上部。

所述的自動送絲機構包括回轉機構的中空主軸、主軸電極夾頭、點動氣缸及流體源；通過回轉機構與主軸電極夾頭的中空結構構成電極絲的輸送通道；當電極絲通過流體由回轉機構的上端輸送至主軸電極夾緊頭的導向套處時，點動氣缸將夾緊頭微微松開，電極絲在流體的推動下自動通過夾緊頭，進給到滿足的長度后，點動氣缸松開夾緊頭，使夾緊頭在彈簧的作用下，將電極絲壓在夾頭座上，從而完成送絲動作。所述的中空主軸、超聲振源支座、壓電陶瓷、絕緣陶瓷、變幅桿、拉緊螺栓、超聲供電滑環均為同軸心。

所述的供電機構由電極供電機構和超聲供電機構組成。電極供電機構包括供電支架、四點電刷、電刷預緊調節螺釘、電極供電銅環，供電支架通過電刷預緊調節螺釘與四點電刷固定連接，四點電刷與電極供電銅環滑動接觸；脈沖信號由供電接線端子引入，經四點電刷與電極供電銅環滑動接觸，電極供電銅環與導電的超聲振源支座、變幅桿，將脈沖信號傳導給彈簧夾頭上的電極絲。四點電刷的結構采用四點同時接觸，保證電刷接觸可靠。超聲供電機構包括超聲供電滑環、中空主軸線路通道、定位機構觸點。超聲供電滑環安裝在回轉機構的中空主軸的上端，便于維修更換。超聲供電滑環的輸出電源線經中空主軸的線路通道與定位座上的供電觸點相連，當主軸電極夾頭進行更換時，可以方便地為主軸電極夾頭供電。主軸電極夾頭的供電觸點與壓電陶瓷相連。

所述的彈簧夾頭與點動汽缸對應設置。