專利名稱：一種數(shù)控電火花曲面磨床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電火花機(jī)床，尤其涉及一種用于曲面自動(dòng)電火花磨削的數(shù)控電火花機(jī)床。
背景技術(shù)：
類似于齒輪、凸輪等的表面為曲面零件的精加工，利用通用磨床加工非常困難，因?yàn)橥ㄓ媚ゴ仓荒苣ハ髌矫嬉约耙?guī)則的內(nèi)外圓表面。目前，齒輪表面的磨削都采用一種齒輪剃齒或珩齒機(jī)，利用展成原理靠砂輪的端部逐點(diǎn)磨削，加工效率非常慢；再如，經(jīng)線切割加工后的表面如果光潔度不夠，就必須經(jīng)過(guò)多次切割，不僅效率不高而且最終光潔度也受到很大限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種數(shù)控電火花曲面磨床，能夠方便地解決例如齒輪表面和凸輪表面等任意曲面的磨削問(wèn)題，不僅效率高，而且能夠達(dá)到令人滿意的光潔度，成本很低。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種數(shù)控電火花曲面磨床，其特征在于床身上設(shè)有立柱，立柱的伸出部與磨頭構(gòu)成可拆卸的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，磨頭由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；拖板的上下兩面設(shè)有相互垂直的導(dǎo)軌，其下面的導(dǎo)軌與床身構(gòu)成滑動(dòng)連接，上面的導(dǎo)軌與工作臺(tái)構(gòu)成滑動(dòng)連接，安裝在床身上的橫向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)拖板從而帶動(dòng)工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)，安裝在拖板上的縱向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)前后移動(dòng)；脈沖電源通過(guò)與工件相連的電極線X以及與磨頭相連的電極線Y輸送電脈沖，工作液供應(yīng)裝置向工作區(qū)供液；上述運(yùn)動(dòng)都由控制系統(tǒng)控制。
作為一種更進(jìn)一步的改進(jìn)所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置由電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)組成。
作為一種更進(jìn)一步的改進(jìn)所述工作臺(tái)上設(shè)有與之絕緣的工件壓緊裝置和工件，工件通過(guò)壓緊裝置壓緊；作為一種更進(jìn)一步的改進(jìn)所述工作臺(tái)與所述壓緊裝置之間設(shè)有絕緣塊。
作為一種更進(jìn)一步的改進(jìn)所述橫向驅(qū)動(dòng)裝置以及縱向驅(qū)動(dòng)裝置是由電機(jī)和絲杠螺母付組成。
作為一種更進(jìn)一步的改進(jìn)所述控制系統(tǒng)的核心部件由計(jì)算機(jī)構(gòu)成并通過(guò)指令驅(qū)動(dòng)橫向驅(qū)動(dòng)裝置和縱向驅(qū)動(dòng)裝置按照事先編好的程序做任意曲線運(yùn)動(dòng)。
作為一種更進(jìn)一步的改進(jìn)所述工作臺(tái)上還設(shè)有磨頭修整塊。
作為一種更進(jìn)一步的改進(jìn)所述磨頭修整塊為導(dǎo)電材料。
作為一種更進(jìn)一步的改進(jìn)所述磨頭為金屬導(dǎo)電材料且半徑小于工件上被加工曲面的最小曲率半徑。
作為一種更進(jìn)一步的改進(jìn)所述立柱的伸出部與磨頭構(gòu)成可拆卸的轉(zhuǎn)動(dòng)連接件為彈簧卡頭。
作為一種更進(jìn)一步的改進(jìn)所述立柱的伸出部設(shè)有上下兩個(gè)同軸的夾持部件。
由于采用上述技術(shù)方案，一種數(shù)控電火花曲面磨床，其特征在于床身上固連著立柱，立柱的伸出部與磨頭構(gòu)成可拆卸的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，磨頭由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；拖板的上下兩面設(shè)有相互垂直的導(dǎo)軌，其下面的導(dǎo)軌與床身構(gòu)成滑動(dòng)連接，上面的導(dǎo)軌與工作臺(tái)構(gòu)成滑動(dòng)連接，安裝在床身上的橫向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)拖板從而帶動(dòng)工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)，縱安裝在拖板上的向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)前后移動(dòng)；工作臺(tái)上設(shè)有與之絕緣的工件壓緊裝置，工件通過(guò)壓緊裝置壓緊；脈沖電源通過(guò)與工件相連的電極線X以及與磨頭相連(通過(guò)碳刷)的電極線Y輸送電脈沖，工作液供應(yīng)裝置向工作區(qū)供液；上述運(yùn)動(dòng)都由控制系統(tǒng)控制。能夠完成任意曲面的電火花磨削并且可以根據(jù)事先編好的程序自動(dòng)進(jìn)行，解決了任意曲面的精加工問(wèn)題，不僅加工速度快，而且表面質(zhì)量得到很大改善，成本很低。


附圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是加工方式的局部示意圖。
具體實(shí)施例方式
如附圖1所示，一種數(shù)控電火花曲面磨床，床身(1)上固連著立柱(2)，立柱(2)的伸出部與磨頭(4)構(gòu)成可拆卸的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，可拆卸的目的是為了方便更換磨頭，可采用彈簧卡頭等夾持方式，磨頭(4)由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(3)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；拖板(11)的上下兩面設(shè)有相互垂直的導(dǎo)軌，其下面的導(dǎo)軌與床身(1)構(gòu)成滑動(dòng)連接，上面的導(dǎo)軌與工作臺(tái)(9)構(gòu)成滑動(dòng)連接，安裝在床身(1)上的橫向驅(qū)動(dòng)裝置(12)驅(qū)動(dòng)拖板從而帶動(dòng)工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)，安裝在拖板(11)上的縱向驅(qū)動(dòng)裝置(10)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)(9)前后移動(dòng)；工作臺(tái)(9)上設(shè)有與之絕緣的工件壓緊裝置(6)，該壓緊裝置具有定位功能，工件(7)通過(guò)壓緊裝置(6)定位夾緊；脈沖電源通過(guò)與工件(7)相連的電極線X以及與磨頭(4)相連(通過(guò)碳刷)的電極線Y輸送電脈沖，工作液供應(yīng)裝置向工作區(qū)供液；上述運(yùn)動(dòng)都由控制系統(tǒng)控制；所述工作臺(tái)(9)與所述壓緊裝置(6)之間設(shè)有絕緣塊(8)；所述工作臺(tái)(9)上還設(shè)有磨頭修整塊(5)，該磨頭修整塊的作用是當(dāng)磨頭由于損耗而需要修整時(shí)，將磨頭靠上利用反極性電火花加工將磨頭快速修平，當(dāng)然，所述磨頭修整塊必須是導(dǎo)電材料且與工作臺(tái)(9)絕緣并布置在不妨礙運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)的一邊；所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(3)由電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)組成，該減速機(jī)構(gòu)可以是蝸輪蝸桿、齒輪等，甚至是氣動(dòng)馬達(dá)和液壓馬達(dá)等；與床身固連的所述橫向驅(qū)動(dòng)裝置(12)以及與拖板固連的縱向驅(qū)動(dòng)裝置(10)是由電機(jī)和絲杠螺母付組成；所述控制系統(tǒng)的核心部件由計(jì)算機(jī)構(gòu)成并通過(guò)指令驅(qū)動(dòng)橫向驅(qū)動(dòng)裝置(12)和縱向驅(qū)動(dòng)裝置(10)按照事先編好的程序做任意曲線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡與線切割類似；所述磨頭(4)的半徑小于工件上被加工曲面的最小曲率半徑，否則容易出現(xiàn)干涉；所述磨頭(4)由導(dǎo)電的金屬材料構(gòu)成；所述脈沖電源與現(xiàn)有的線切割或電火花所用的脈沖電源類似，目的是提供電火花放電用的高效脈沖能量；所述工作液供應(yīng)裝置也與現(xiàn)有的線切割及電火花所用的工作液供應(yīng)裝置類似，目的是向工作區(qū)提供工作液起到冷卻和帶走電蝕物的作用，所述拖板(11)與床身(1)及工作臺(tái)(9)構(gòu)成的滑動(dòng)連接也可以在兩導(dǎo)軌之間增加滾動(dòng)功能部件，如鋼球、滾柱、直線導(dǎo)軌等構(gòu)成滾動(dòng)摩擦形式。
其工作過(guò)程是根據(jù)被加工件的曲面形狀輪廓編制好加工程序并輸入控制系統(tǒng)，將工件(7)放入壓緊裝置(6)上定位并壓緊，根據(jù)被加工面的最小曲率半徑選擇磨頭的直徑并正確按裝，調(diào)整工件和磨頭的初始位置，接通脈沖電源，工作液供應(yīng)裝置開始向加工區(qū)供液，機(jī)床開始工作；工件按照程序指令靠近旋轉(zhuǎn)磨頭，當(dāng)二者處于恰當(dāng)放電間隙時(shí)開始放電加工，當(dāng)間隙電壓大于事先設(shè)定的數(shù)值時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出進(jìn)給指令，工件(7)與工作臺(tái)(9)在橫向驅(qū)動(dòng)裝置(12)和縱向驅(qū)動(dòng)裝置(10)的驅(qū)動(dòng)下沿事先設(shè)定的軌跡進(jìn)給；當(dāng)加工出現(xiàn)短路等異常情況時(shí)，間隙電壓小于事先設(shè)定的數(shù)值，控制系統(tǒng)發(fā)出回退指令，工件(7)與工作臺(tái)(9)在橫向驅(qū)動(dòng)裝置(12)和縱向驅(qū)動(dòng)裝置(10)的驅(qū)動(dòng)下回退；消除短路后重新進(jìn)給，直至完成全部加工。如果加工過(guò)程中需要修整磨頭，則中斷正常加工，磨頭移至磨頭修整塊(5)進(jìn)行反拷，然后回到正常加工。
本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)，包括上位計(jì)算機(jī)和下位的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，一般是通用的兩軸兩聯(lián)動(dòng)方式，類似于線切割的控制系統(tǒng)，在市場(chǎng)上可以買到，故此處不在贅述。
本發(fā)明伺服控制部分所述的脈沖電源，與普通的電火花成型(線切割)機(jī)床脈沖電源類似，它包括脈沖電源發(fā)生部分和伺服控制部分，脈沖發(fā)生部分的主要作用是提供放電能量，伺服控制部分的主要作用是控制恰當(dāng)?shù)姆烹婇g隙，市場(chǎng)上可以買到，故此處不在贅述。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，針對(duì)不同的加工對(duì)象，可以增加超聲波、電化學(xué)以及磨料等加工方法或者將上述加工方法組合以提高工作效率和表面光潔度。
不管結(jié)構(gòu)形式和外觀做如何變換，只要是主要利用電火花旋轉(zhuǎn)放電，并通過(guò)X、Y軸的數(shù)控軌跡運(yùn)動(dòng)對(duì)任意曲面進(jìn)行加工，都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控電火花曲面磨床，其特征在于床身(1)上設(shè)有立柱(2)，立柱(2)的伸出部與磨頭(4)構(gòu)成可拆卸的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，磨頭(4)由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(3)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；拖板(11)的上下兩面設(shè)有相互垂直的導(dǎo)軌，其下面的導(dǎo)軌與床身(1)構(gòu)成滑動(dòng)連接，上面的導(dǎo)軌與工作臺(tái)(9)構(gòu)成滑動(dòng)連接，安裝在床身(1)上的橫向驅(qū)動(dòng)裝置(12)驅(qū)動(dòng)拖板從而帶動(dòng)工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)，安裝在拖板(11)上的縱向驅(qū)動(dòng)裝置(10)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)(9)前后移動(dòng)；脈沖電源通過(guò)與工件(7)相連的電極線X以及與磨頭(4)相連的電極線Y輸送電脈沖；工作液供應(yīng)裝置向工作區(qū)供液；上述運(yùn)動(dòng)都由控制系統(tǒng)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控電火花曲面磨床，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(3)由電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控電火花曲面磨床，其特征在于工作臺(tái)(9)上設(shè)有使工作臺(tái)(9)和工件(7)絕緣的工件壓緊裝置(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種數(shù)控電火花曲面磨床，其特征在于所述工作臺(tái)(9)與所述壓緊裝置(6)及工件(7)之間設(shè)有絕緣塊(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控電火花曲面磨床，其特征在于所述橫向驅(qū)動(dòng)裝置(12)以及縱向驅(qū)動(dòng)裝置(10)是由電機(jī)和絲杠螺母付組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種數(shù)控電火花曲面磨床，其特征在于所述控制系統(tǒng)的核心部件由計(jì)算機(jī)構(gòu)成并通過(guò)指令驅(qū)動(dòng)橫向驅(qū)動(dòng)裝置(12)和縱向驅(qū)動(dòng)裝置(10)按照事先編好的程序做任意曲線運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控電火花曲面磨床，其特征在于所述工作臺(tái)(9)上還設(shè)有磨頭修整塊(5)且所述磨頭修整塊(5)為導(dǎo)電材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控電火花曲面磨床，其特征在于所述磨頭(4)為金屬導(dǎo)電材料且半徑小于工件(7)上被加工曲面的最小曲率半徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控電火花曲面磨床，其特征在于所述立柱(2)的伸出部設(shè)有上下兩個(gè)同軸的可拆卸的轉(zhuǎn)動(dòng)連接件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種數(shù)控電火花曲面磨床其特征在于所述立柱(2)的伸出部與磨頭(4)構(gòu)成可拆卸的轉(zhuǎn)動(dòng)連接件為彈簧卡頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)控電火花曲面磨床，有以下技術(shù)特征，床身上固連著立柱，立柱的伸出部與磨頭構(gòu)成可拆卸的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，磨頭由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；拖板的上下兩面設(shè)有相互垂直的導(dǎo)軌，其下面的導(dǎo)軌與床身構(gòu)成滑動(dòng)連接，上面的導(dǎo)軌與工作臺(tái)構(gòu)成滑動(dòng)連接，安裝在床身上的橫向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)拖板從而帶動(dòng)工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)，縱安裝在拖板上的向驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)前后移動(dòng)；工作臺(tái)上設(shè)有與之絕緣的工件壓緊裝置，工件通過(guò)壓緊裝置壓緊；脈沖電源通過(guò)與工件相連的電極線X以及與磨頭相連(通過(guò)碳刷)的電極線Y輸送電脈沖，工作液供應(yīng)裝置向工作區(qū)供液；上述運(yùn)動(dòng)都由控制系統(tǒng)控制。能夠完成任意曲面的電火花磨削并且可以根據(jù)事先編好的程序自動(dòng)進(jìn)行，解決了任意曲面的精加工問(wèn)題，不僅加工速度快，而且表面質(zhì)量得到很大改善，成本很低。
文檔編號(hào)B23Q3/06GK1846918SQ200610055188
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月12日
發(fā)明者馮民堂 申請(qǐng)人:馮民堂