[發明專利]基于標準接口的高速電弧放電加工刀柄裝置

有效

• 申請號: 201610792107.3
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN106270860B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 陳吉朋;顧琳;張發旺;趙萬生
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B23H11/00
• 分類號: B23H11/00;B23H1/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31317
• 代理人: 張寧展

技術領域

本發明屬于放電加工裝備技術領域，具體涉及一種基于標準接口的高速電弧放電加工刀柄裝置。

背景技術

高速電弧放電加工是一種近年發展起來的高效加工方法。該方法利用工件和工具電極之間放電形成電弧等離子體，輔以高壓流體排除熔融的工件材料，實現各種難切削金屬材料的高效去除(參見文獻W.Zhao,L.Gu,H.Xu,et.al.A novel high efficiency electrical erosion process--Blasting erosion arc machining[c].Procedia CIRP 6(2013)621-625)。

高速電弧放電銑削加工利用多孔內沖液電極按設定軌跡進給加工，通過電極和工件之間的電弧放電產生的高溫去除材料，進而實現復雜輪廓、型腔等不同幾何特征的高效加工。在高速電弧放電銑削過程中，電極的旋轉運動可以均化電極損耗；將電極沿軸向開孔進行內沖液可以及時將熔融的金屬碎屑排出工件和電極之間，避免了短路及工件燒蝕；將數百安培(或以上)的電流通過電極以形成擊穿電勢是實現放電的前提。

為實現電極的旋轉、電極的通電以及電極的高速沖液，需設計專門的具有沖液旋轉導電功能的裝置。現有技術主要涉及兩種方法：

第一種，設計專門的旋轉沖液機構(參見專利文件CN201310541512.4)，該機構通過絕緣介質將自身連接到機床主軸上，同時具備電極的旋轉、沖液及導電功能，但其和機床主軸的連接存在一定誤差，容易導致電極跳動超差，并且通過兩側管件供給高壓流體增強沖液紊亂，同時該機構利用軸承內圈、外圈和滾珠之間的旋轉接觸，將固定的電刷供電轉化為電極的旋轉供電，極易因為裝配誤差、密封失效及滾珠和內圈、外圈之間的放電導致軸承損壞，進而引起旋轉精度喪失，因而其使用壽命短。

第二種，設計專門的主軸系統(參見專利文件CN201410747804.8)，該主軸通過高壓沖液流體，將流體直接通過主軸灌輸于工具電極上，并通過外加驅動機構帶動主軸和電極旋轉，此外，還有將固定的電栓(電源通過導電供電，供電的導線無法跟隨電極旋轉)轉化為電極旋轉運動的導電裝置，克服了傳統導電滑環的缺點。然而盡管該機構具有輕量化的特點，但是主軸設計精度要求高，設計周期長。

上述兩種方案無論是設計專用的旋轉沖液機構還是使用專門的主軸系統，均可實現高速電弧放電加工的電極旋轉、沖液夾持。然而，當高速電弧放電加工技術在不同型號的機床上移植時，由于市面上的數控機床種類繁多，結構各異，將其改造成高速電弧放電加工機床時，若采用上述兩種方案，則需要根據各類機床的特征設計專用旋轉沖液機構(及其固定裝置)或是主軸系統，該過程費時費力，限制了高速電弧放電加工的應用及產業化過程。

發明內容

為克服上述現有技術的缺陷，本發明提供一種基于標準接口的高速電弧放電加工刀柄裝置，可以方便植入不同類別的數控機床主軸系統中。即，在需要進行高速電弧放電加工工藝時，可快速連接至機床主軸系統；不需要高速電弧放電加工工藝時，可方便拆離機床主軸系統，將機床還原成普通機加工機床。并且，為實現高速電弧放電銑削加工，該刀柄裝置具有旋轉、導電功能，具有高精度電極夾持以及絕緣保護功能，結構簡單，方便拆卸和替換，并可結合機床主軸中心出水實現高壓沖液。

本發明解決技術問題所采取的技術方案如下：

一種基于標準接口的高速電弧放電加工刀柄裝置，包括刀柄，絕緣盤、導電盤、圓螺母、第一組推力球軸承、第二組推力球軸承、夾頭套筒、彈性夾頭、多孔電極(8)、夾頭螺母；

所述的刀柄通過刀柄螺母與所述的絕緣盤相連，該絕緣盤為中空結構，其中心供所述的芯軸的一端穿過；

所述的芯軸上裝有所述的第一組推力球軸承和第二組推力球軸承，該第一組推力球軸承的軸圈限位于所述的絕緣盤、座圈定位于所述的導電盤，第二組推力球軸承的軸圈限位于所述的圓螺母、座圈定位于所述的導電盤，該導電盤外接放電導線；

所述的芯軸的一端設有臺階，可卡在絕緣盤內，另一端裝有所述的夾頭套筒，該夾頭套筒內安裝彈性夾頭，所述的多孔電極通過夾頭螺母固定在所述的彈性夾頭上。

進一步地，所述的夾頭螺母和彈性夾頭之間有密封墊。

所述的絕緣盤內還裝有絕緣墊片，用于隔離所述的刀柄螺母和芯軸。

與現有技術相比，本發明有益效果在于：

1)該刀柄裝置具有標準刀柄結構，可方便植入具有標準接口的不同型號數控機床上。在需要進行高速電弧放電加工工藝時，可快速連接至機床主軸系統；