[實用新型]一種用于不同直徑電極夾持的蠕動復合主軸機構

有效

• 申請號: 201720561281.7
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN207139044U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 李勇;張浩;蔡磊明;李寶泉
• 申請（專利權）人: 無錫微研股份有限公司;無錫微研精微機械技術有限公司;清華大學無錫應用技術研究院
• 主分類號: B23H1/00
• 分類號: B23H1/00;B23H11/00;B23H9/14
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 丁濤

技術領域

本實用新型涉及一種用于不同直徑電極夾持的蠕動復合主軸機構，屬于電火花加工技術領域。

背景技術

航空發動機正在朝大推重比、低油耗的方向發展，提高發動機性能的關鍵是提高渦輪前燃氣溫度。由于渦輪前溫度已超過渦輪葉片材料可承受的溫度極限，氣膜冷卻技術被廣泛采用來降低渦輪葉片壁面溫度。氣膜冷卻孔結構特點主要有孔徑小、孔徑多變（Φ0.2～0.8mm）、深徑比大、空間位置復雜，而且數量多（單個零件上幾十個到幾百個）。現階段國內外航空發動機制造商主要采用的是電火花放電的加工方法進行氣膜群孔的加工，以滿足其表面質量和避免背傷的要求，而且為了提高加工效率，對加工主軸提出了更高的要求，不僅要采用長度200～400mm的細長空心電極，而且要求進絲主軸具有電極進給補償、電極空心高壓內沖液、電極高精度旋轉、電極便于更換的多種功能。

目前，氣膜孔等深小孔電火花加工用主軸機構，主要采用的是一種后推式主軸結構，即將鉆夾頭和高壓沖液密封結構集成在旋轉主軸上，鉆夾頭夾住電極后端軸向進給補償電極損耗，電極前端有導向器進行約束。這種后推式主軸結構存在夾頭和導向器間電極長、剛度低的問題，這可能造成兩種不利情況：如果導向器和電極間隙過大，則電極端部旋轉徑跳誤差較大，影響孔徑精度和加工效率；如果導向器和電極間隙過小，則電極進退摩擦阻力較大且容易發生彎曲。而且，這種主軸機構常采用密封塞壓緊電極方式，使電極更換的操作過程不夠簡便。基于上述缺點，清華大學佟浩等在《一種用于深小孔電火花加工的多功能主軸機構》. 專利號ZL 201410023226.3中基于微細孔加工領域蠕動式主軸機構設計了一種用于深小孔電火花加工的多功能主軸機構，該主軸機構的優點是可實現工具電極的前推式蠕動進給、高精度旋轉、中空高壓沖液及電極在線更換的多種功能。但是機構過于復雜，而且同一主軸無法實現不同直徑電極的對中夾持加工，更換不同直徑電極時，需要整體更換主軸機構，電、液、氣三部分穩定連接實現困難且可靠性較低，也增加設備開發成本。

實用新型內容

針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提出一種可夾持Φ0.2~1mm直徑電極加工的蠕動式復合主軸機構。

本實用新型的技術方案如下：

一種用于不同直徑電極夾持的蠕動復合主軸機構，所述機構包括上安裝板、下安裝板、S軸模組、Z軸模組、旋轉傳動機構、電動球閥、常閉夾子機構、常開夾子機構；所述旋轉傳動機構、常閉夾子機構固定安裝在上安裝板上，所述電動球閥通過球閥支架安裝在上安裝板上，所述常開夾子機構通過常開夾子支架安裝在下安裝板上，所述上安裝板與S軸模組的滑塊連接，所述下安裝板與Z軸模組滑塊連接，通過Z軸模組和S軸模組之間的相對運動，常閉夾子機構、常開夾子機構的交替開合實現電極的蠕動進給和損耗的自動補償。

上述旋轉傳動機構包括伺服電機、同步帶、大同步帶輪、旋轉接頭，所述伺服電機通過同步帶驅動大同步帶輪轉動，大同步帶輪通過鍵與旋轉接頭的動軸連接，從而帶動常閉夾子機構及電極絲進行旋轉運動，伺服電機的位置控制可實現旋轉主軸的定向停止。

上述旋轉接頭為液電混合旋轉接頭，具有旋轉導電，旋轉動密封的功能，包括靜軸、動軸、軸承、導電滑環、機械密封、高壓水進口、動軸導線出口、靜軸導線入口；所述動軸與常閉夾子機構連接，所述靜軸通過鋼管與電動球閥連接，所述軸承設置在靜軸內靠近動軸端，通過軸承的支撐，使得動軸相對于靜軸保持高精度旋轉，所述導電滑環設置在靜軸內靠近鋼管端，兩對機械密封設置在軸承與導電滑環之間，實現旋轉導電功能，加工脈沖電源與靜軸導線入口連接，經過導電滑環，從動軸前端的動軸導線出口引出；所述高壓水進口設置在兩對機械密封之間，實現高壓工作液進入旋轉主軸內部后的旋轉動密封。

上述常閉夾子機構包括第一導向管、松開法蘭螺母盤、定位連接柱、第二導向管、壓縮彈簧、陶瓷支撐塊、鉸鏈銷、鉸鏈壓桿、氣缸和O型密封圈一；大同步帶輪帶動動軸旋轉，大同步帶輪通過C型扣環軸向固定在動軸上，定位連接柱與動軸聯接定位，通過上緊法蘭螺母盤軸向鎖緊定位接連柱，從而帶動常閉夾子機構整體隨著動軸一起高精度旋轉；

定位連接柱內部從上至下依次安裝有導向壓塊、橡膠密封塞、第一導向管和第二導向管，導向壓塊、橡膠密封塞、第一導向管和第二導向管圍繞主軸的軸中心安裝，電極絲從動軸內部進入后順序穿過它們的中心；動軸內部通以高壓工作液后，在壓力作用下，橡膠密封塞25的徑向變形實現電極絲外圍的密封，主軸與定位連接柱之間通過O型密封圈一密封，防止錐面的泄漏；O型密封圈一防止配合錐面的泄漏；