專利名稱：刀具接頭組件及加工系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種刀具接頭組件及設(shè)置有該刀具接頭組件的加工系統(tǒng)，尤其涉及一 種用來進(jìn)行電加工的刀具接頭組件及設(shè)置有該刀具接頭組件的加工系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
加工系統(tǒng)，比如計(jì)算機(jī)數(shù)控(Computer Numerical Controlled, CNC)機(jī)床或加工 中心(Machining Centers)已經(jīng)廣泛地用來加工工件。由于非接觸加工、高效及較低的刀具 成本，越來越多的加工系統(tǒng)設(shè)置有電加工的功能來加工工件，比如加工具有高硬度的工件。通常，在電加工，比如放電加工(Electro Discharge Machining，EDM)、電化學(xué)加 工(Electrochemical Machining, ECM)禾口電角軍放電力口工(Electrochemical Discharging Machining,ECDM)中，作為陰極的電極設(shè)置在可導(dǎo)電的工件上方，電流通過電極和工件間來 移除工件材料從而在工件上加工出期望的形狀。同時(shí)，加工液流過電極和工件間帶走所移 除的工件材料。然而，在一些現(xiàn)有的技術(shù)中，給加工系統(tǒng)設(shè)置電加工功能是比較困難的。此外，對(duì) 于一些現(xiàn)有的具有電加工功能的加工系統(tǒng)來說，電加工之前的準(zhǔn)備工作也是比較費(fèi)時(shí)的， 而且更換刀具效率也不高。所以，需要提供一種新的用來進(jìn)行電加工的刀具接頭組件及設(shè)置有該刀具接頭組 件的加工系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于工件電加工的加工系統(tǒng)。該加工系統(tǒng)包括機(jī) 床、電極、刀具固持裝置和轉(zhuǎn)接器。機(jī)床包括主軸。電極可用來進(jìn)行電加工。刀具固持裝置 安裝于所述機(jī)床的主軸上并可導(dǎo)電的固持所述電極。轉(zhuǎn)接器用來可導(dǎo)電的接觸所述刀具固 持裝置。該加工系統(tǒng)進(jìn)一步包括電源和加工液源。電源可與所述轉(zhuǎn)接器和工件連接從而使 所述工件和電極具有相反的極性。加工液源可提供通過所述電極與所述工件之間的加工 液。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供了一種刀具接頭組件。該刀具接頭組件包括刀具固持 裝置及轉(zhuǎn)接器。刀具固持裝置可固持電極用來進(jìn)行工件電加工，其包括可安裝于機(jī)床上的 固持頭及與所述固持頭相連并可導(dǎo)電的固持所述電極的固持體。轉(zhuǎn)接器可與電源和所述刀 具固持裝置可導(dǎo)電的相連從而使所述電源和所述電極形成電性連接。


通過結(jié)合附圖對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖 中圖1到圖4為本發(fā)明加工系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖5為本發(fā)明加工系統(tǒng)的設(shè)置有電極的刀具接頭組件的一個(gè)實(shí)施例的示意圖6為本發(fā)明加工系統(tǒng)的設(shè)置有電極的刀具接頭組件的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖7為本發(fā)明加工系統(tǒng)的設(shè)置有電極的刀具接頭組件的一個(gè)實(shí)施例的立體組合 圖；及圖8為本發(fā)明圖7中所示的刀具接頭組件的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1所示為用來加工工件101的加工系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。在一些實(shí) 施例中，加工系統(tǒng)10包括計(jì)算機(jī)數(shù)控(Computer NumericalControlled, CNC)機(jī)床或加工 中心(Machining Centers)，其可根據(jù)預(yù)設(shè)的控制程序，利用一個(gè)或多個(gè)刀具自動(dòng)的加工工 件101。該一個(gè)或多個(gè)刀具可存儲(chǔ)于加工系統(tǒng)的刀庫(kù)中。在一些的應(yīng)用中，加工系統(tǒng)10也 可不設(shè)置刀庫(kù)。如圖1所示，加工系統(tǒng)10包括機(jī)床11，刀具接頭組件(未標(biāo)注)，刀具傳送裝置 14，電源15，加工液源16及控制器17。其中，刀具接頭組件包括轉(zhuǎn)接器13和設(shè)置有刀具20 的刀具固持裝置12。圖1所示的實(shí)施例不對(duì)本發(fā)明具有限制作用。在圖1到圖7中，相同 的標(biāo)號(hào)可表示相同或相似的元件。此外，在一些架構(gòu)中，加工系統(tǒng)10可包括一個(gè)或多個(gè)電 源，一個(gè)或多個(gè)刀具接頭組件，一個(gè)或多個(gè)刀具傳送裝置，一個(gè)或多個(gè)加工液源及/或一個(gè) 或多個(gè)控制器。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，刀具固持裝置12設(shè)置在機(jī)床11上用來對(duì)工件101進(jìn) 行加工。機(jī)床11可用來進(jìn)行一定的運(yùn)作，比如進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，刀具20可包 括用來進(jìn)行電加工的電極。在一些應(yīng)用中，該電加工可包括比如放電加工(EDM)、電化學(xué) 加工(ECM)、電解放電加工(ECDM)、電弧加工(Electro Arc Machining, ECAM)或電蝕加工 (ElectroerosionMachining)。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置有刀具20的刀具固持裝置12可進(jìn)行 電解放電加工(ECDM)。在本實(shí)施例中，刀具固持裝置12包括固持頭18及其上端與固持頭18相連的固持 體19。機(jī)床11包括設(shè)置有裝配槽(未標(biāo)注)的主軸21。該裝配槽用來可靠的收容至少一 部分固定頭18從而刀具固持裝置12可通過固持頭18與主軸21的配合牢固的安裝于機(jī)床 11上。這樣，刀具固持裝置12可帶動(dòng)刀具20隨著主軸21的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例 中，刀具固持裝置12可帶動(dòng)刀具20隨著主軸21的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。電極20設(shè)置在固持體19 的下端。另外，加工系統(tǒng)10可設(shè)置夾具22來固持電極20于固持體19上。在一些應(yīng)用中， 其他合適的夾持件也可用來固持電極20于固持體19上。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接器13和工件101均可與電源15電性連接。在一個(gè)實(shí)施例 中，轉(zhuǎn)接器13和工件101可分別與電源15的負(fù)極和正極相連。在圖1所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn) 接器13包括可分離的安裝于主軸21上的基部23和一端樞轉(zhuǎn)的設(shè)置于基部23上的臂部M。 該臂部M與固持體19可導(dǎo)電的連接。當(dāng)然，在另一些結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)接器23可不設(shè)置于主軸 21上。臂部24、固持體19和電極20均包括有一個(gè)或多個(gè)可導(dǎo)電材料且可依次相連，這樣， 來自于電源15的電源可通過臂部M和固持體19從而到達(dá)電極20來進(jìn)行電加工。因此， 當(dāng)操作時(shí)，在一些應(yīng)用中，電極20可作為陰極，工件101可作為陽(yáng)極。所述的一個(gè)或多個(gè)可 導(dǎo)電材料可包括金屬，金屬合金或其他合適的材料。在一些實(shí)施例中，基部23和固持頭18也是可導(dǎo)電的。如圖1所示，電絕緣件25，26可分別設(shè)置于固持頭18和固持體19間及主軸21和基部23間用來電絕緣。電絕緣件 25,26均可包括一個(gè)或多個(gè)電絕緣材料，比如聚乙烯材料、陶瓷材料、橡膠材料或其他合適 的材料。在其他應(yīng)用中，基部23和/或固持頭18也包括一個(gè)或多個(gè)電絕緣材料。這樣，電 絕緣件25和/或沈可不設(shè)置。在一些實(shí)施例中，臂部M可用氣壓驅(qū)動(dòng)從而相對(duì)于基部23 可樞轉(zhuǎn)的接觸和脫離固持體19。另外，其他合適的驅(qū)動(dòng)方式比如凸輪驅(qū)動(dòng)可設(shè)置來驅(qū)動(dòng)臂 部M接觸或遠(yuǎn)離固持體19。這樣，臂部對(duì)和固持體19可可導(dǎo)電的連接從而在其間傳導(dǎo)電 流。相似的，固持體19和刀具20也可可導(dǎo)電的連接從而在其間傳導(dǎo)電流。在一些應(yīng)用中，為了加強(qiáng)臂部對(duì)和固持體19間的電傳導(dǎo)，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電元件可 設(shè)置于臂部M和固持體19間。如圖1所示，一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電元件27可設(shè)置于臂部M 上的與臂部M與基部23相連的一端相對(duì)的另一端從而把電力從臂部M傳送到固持體19。 在一些實(shí)施例中，由于電線的電阻小于臂部M的電阻，電線(未圖示)可用來連接第一導(dǎo) 電元件27和臂部M來提高第一導(dǎo)電元件27和臂部M之間的電傳導(dǎo)。另外，第一導(dǎo)電元 件27可包括一個(gè)或多個(gè)碳刷。此外，如圖1所示，一個(gè)或多個(gè)第二導(dǎo)電元件觀也可設(shè)置于固持體19上用來加強(qiáng) 固持體19和導(dǎo)電元件27間的電傳導(dǎo)。在一些實(shí)施例中，第二導(dǎo)電元件觀可包括一個(gè)或多 個(gè)銅元件。在另一些應(yīng)用中，第一和域第二導(dǎo)電元件27二8也可不設(shè)置。這樣，在操作中， 來自電源15的電力可通過臂部對(duì)，第一和第二導(dǎo)電元件27，觀和固持體19到達(dá)電極20。 此外，在一些應(yīng)用中，一個(gè)或多個(gè)彈簧四可設(shè)置于臂部M上用來保持第一導(dǎo)電元件27和 第二固持元件觀或固持體19具有一定的接觸力。在本發(fā)明的實(shí)施例中，加工液源16用來提供一種或多種加工液來通過電極20和 工件101間。在一些實(shí)施例中，加工液可包括非導(dǎo)電溶液或電解質(zhì)溶液。在一定的實(shí)施例 中，加工液選用電解質(zhì)溶液來進(jìn)行電加工。與一些現(xiàn)有的加工系統(tǒng)相似，在圖1所示的實(shí)施 例中，加工液源16與主軸21相連。刀具固持裝置12安裝于主軸21上且設(shè)置有穿過固持 頭18和固持體19的第一通道30。電極20設(shè)置有與第一通道30相連的內(nèi)通道31。這樣， 如箭頭102所示，來自加工液源16的加工液通過第一通道30和內(nèi)通道31從而通過電極20 和工件101間，這可被稱為內(nèi)沖刷。如上所述，在一些應(yīng)用中，刀具固持裝置12可隨著主軸21轉(zhuǎn)動(dòng)，臂部M接觸固持 體19來傳遞電流。這樣，在一些實(shí)施例中，由于轉(zhuǎn)動(dòng)的固持體19和臂部M間摩擦力的存 在，如圖1所示，固持體19進(jìn)一步設(shè)置有第一腔室32容納來自于第一通道30上部的加工 液從而對(duì)固持體19進(jìn)行冷卻。然后，加工液從第一腔室32進(jìn)入第一通道30的下部并進(jìn)一 步進(jìn)入電極20的內(nèi)通道31中來進(jìn)行內(nèi)沖刷。此外，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制器可用來控制電加工操作，比如 根據(jù)一定的程序來控制一些組件的運(yùn)動(dòng)。在圖1所示的實(shí)施例中，控制器17至少可控制機(jī) 床11的操作。另外，轉(zhuǎn)接器13、刀具傳送裝置14、電源15和/或加工液源16的操作可由控 制器17或單獨(dú)設(shè)置的控制器進(jìn)行控制。在本發(fā)明實(shí)施例中，控制器可包括計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù) 和/或處理器中的至少一個(gè)。本發(fā)明實(shí)施例并不局限于任何特定的計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)或處理 器。所述“計(jì)算機(jī)”可指任何可進(jìn)行計(jì)算和運(yùn)算來執(zhí)行發(fā)明的任務(wù)的設(shè)施。所述“計(jì)算機(jī)” 還可指任何可接收一定的輸入并根據(jù)一定的規(guī)則進(jìn)行處理產(chǎn)生一定的輸出的設(shè)施。
繼續(xù)參看圖1所示，在一些實(shí)施例中，刀具傳送裝置14可在控制下自動(dòng)的傳送一 個(gè)或多個(gè)刀具到機(jī)床11。在另一些實(shí)施例中，刀具傳送裝置14也可不設(shè)置。另外，與一些 現(xiàn)有的加工系統(tǒng)相似，在一些應(yīng)用中，刀具傳送裝置14可包括刀庫(kù)和/或刀具交換裝置。刀 庫(kù)用來存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)刀具。刀具交換裝置可用來分別把刀具安裝于機(jī)床11上或從機(jī)床 11上卸載刀具。在一些示例中，刀具交換裝置可包括旋轉(zhuǎn)臂、凸輪裝置或其他合適的裝置。在一些結(jié)構(gòu)中，刀具交換裝置可設(shè)置于刀庫(kù)上，從而刀庫(kù)除了存儲(chǔ)刀具外，還可自 動(dòng)的把刀具安裝于機(jī)床上或從機(jī)床上卸載刀具。此外，刀具傳送裝置也可單獨(dú)設(shè)置。在另 一些應(yīng)用中，刀庫(kù)也可不設(shè)置，比如只有一個(gè)刀具，刀具交換裝置就可分別把該刀具安裝于 機(jī)床上或從機(jī)床上卸載該刀具；在其他結(jié)構(gòu)中，除了把刀具安裝于機(jī)床上或從機(jī)床上卸載 刀具外，刀具交換裝置也可作為刀庫(kù)使用以來存儲(chǔ)刀具。如圖1所示，刀具固持裝置12進(jìn)一步包括凹口件33從而刀具傳送裝置14可夾住 凹口件33來傳送刀具固持裝置12。在一些應(yīng)用中，凹口件13可與固持頭18 —體成型或者 可分離的安裝在一起。這樣，當(dāng)操作時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)于控制器17的控制程序，刀具傳送裝置14 夾持期望的刀具，比如刀具固持裝置12并把刀具固持裝置12安裝于主軸21上。接下來， 轉(zhuǎn)接器13接觸固持體19從而使在電源15和電極12間形成電性連接。進(jìn)一步的，來自電 源15的電流通過工件101和電極20來移除工件材料以在工件101上形成期望的特征。同 時(shí)，來自加工液源16的加工液穿過第一通道30和內(nèi)通道31帶走所移除的工件材料。此外，當(dāng)電加工完成后，刀具傳送裝置14可把刀具固持裝置12從主軸21上卸載。 在一些應(yīng)用中，在卸載刀具固持裝置12的同時(shí)，刀具傳送裝置14可夾持另一刀具以安裝其 在主軸21上來進(jìn)行其它加工，比如磨削或混合加工。可見，在一些實(shí)施例中，刀具固持裝置12可以自動(dòng)的安裝于主軸21或自動(dòng)地從主 軸21上卸載從而提高加工效率。在另一些實(shí)施例中，無論刀具固持裝置12是自動(dòng)或手動(dòng) 的安裝于主軸21上，轉(zhuǎn)接器13可自動(dòng)的接觸固持體19從而在電源15和電極20件自動(dòng)的 形成電連接以提高加工效率。圖2所示為本發(fā)明加工系統(tǒng)10的另一實(shí)施例的示意圖。圖2到圖8中實(shí)施例并 不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制。為了便于說明，在圖2到圖8的實(shí)施例中，刀具傳送裝置、電源、加工 液源和控制器沒有顯示。如圖2所示，其實(shí)施例與圖1所示的實(shí)施例相似。二者區(qū)別于在圖2中刀具接頭 組件包括多個(gè)安裝于主軸21上的轉(zhuǎn)接器13。每一個(gè)轉(zhuǎn)接器13包括基部23和樞轉(zhuǎn)的與基 部23連接的臂部24。同時(shí)，還在臂部M上沿著臂部M的輪廓開設(shè)有一個(gè)或多個(gè)通道34。 該通道34可與加工液源16相通。在一些實(shí)施例中，刀具接頭組件也可只包括一個(gè)轉(zhuǎn)接器。這樣，除了用于進(jìn)行內(nèi)沖刷的在刀具固持裝置12上開設(shè)的第一通道30和在電極 20上開設(shè)的內(nèi)通道31外，來自加工液源16的加工液也可通過相應(yīng)的通道34從而從電極20 的外側(cè)通過電極20和工件101間。如箭頭103所示，由于加工液從電極20的外圍而不是 從其內(nèi)部通過電極20和工件101間，所以這可被定義為外沖刷。另外，為了防止加工液滲 漏，一個(gè)或多個(gè)密封件35，比如橡膠圈可設(shè)置于轉(zhuǎn)接器13和刀具固持裝置12上。相似的， 前述第一和第二導(dǎo)電元件27，28也可設(shè)置以加強(qiáng)在電極20和電源15間形成的電連接。與圖1所示實(shí)施例相似，在操作中，黨固持有電極20的刀具固持裝置12被安裝于 主軸21上后，所述一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)接器13便在控制下自動(dòng)的移動(dòng)以接觸相應(yīng)的第二導(dǎo)電元件觀從而在電極20和電源15間形成電連接。同時(shí)，加工液通過轉(zhuǎn)接器13上的通道34及 第一通道30和內(nèi)通道31分別來進(jìn)行內(nèi)外沖刷。在電加工完成后，轉(zhuǎn)接器13便放開刀具固 持裝置12。裝載有電極20的刀具固持裝置12從主軸21上卸載并存儲(chǔ)在比如刀庫(kù)中。在 一些實(shí)施例中，在卸載刀具固持裝置12的同時(shí)，另一刀具可被選擇的安裝于主軸21上便于 進(jìn)行下一次加工。如圖3所示，其實(shí)施例與圖1所示的實(shí)施例相似。二者區(qū)別于圖3所示的轉(zhuǎn)接器 36包括一對(duì)基部37和一個(gè)臂部38。基部37電絕緣的安裝于主軸21上并和電源電性連接。 臂部38可導(dǎo)電性的安裝于固持體19上。在一些應(yīng)用中，轉(zhuǎn)接器36可包括一個(gè)或多個(gè)基部 37和一個(gè)或多個(gè)臂部38。在一些示例中，基部37和臂部38是可導(dǎo)電的，這樣，當(dāng)?shù)毒吖坛?裝置12安裝于主軸21上后，基部37和臂部38相接觸便可在電源15和電極20間形成電 連接。在圖3所示的實(shí)施例中，每一個(gè)基部37包括一個(gè)導(dǎo)電件39及設(shè)置在機(jī)床11和導(dǎo) 電件39間用來使導(dǎo)電件39和臂部38具有一定接觸力的彈簧40。在一個(gè)示例中，導(dǎo)電件 39包括碳刷。臂部38具有環(huán)形形狀并圍繞著固持體19設(shè)置。在另一些示例中，臂部38可 具有其他形狀，比如矩形。在圖3中，除了開設(shè)在刀具固持裝置12上的第一通道30和開設(shè)在電極20上的內(nèi) 通道31外，刀具固持裝置12還在第一通道30旁開設(shè)一個(gè)或多個(gè)第二通道41以和加工液 源16相通。這樣，加工液可穿過第二通道41從電極20的外圍通過電極20和工件101間 以進(jìn)行外沖刷。另外，刀具固持裝置12還在固持頭18內(nèi)開設(shè)有第二腔室42以便把加工液 分布到第一和第二通道30和41內(nèi)。所述刀具固持裝置12進(jìn)一步的可包括一個(gè)第二凹口 件43，其設(shè)置在固持體19上以便于刀具傳送裝置14夾持。在一些實(shí)施例中，第一和第二腔 室32，42也可不設(shè)置。第一凹口件33也可不設(shè)置。這樣，在操作中，當(dāng)?shù)毒吖坛盅b置12安裝于主軸21上后，可導(dǎo)電的基部37與可導(dǎo) 電的臂部38相接觸從而在電極20和電源15間形成電連接。來自加工液源16的加工液進(jìn) 入第二腔室42。然后一部分加工液穿過第一通道30和內(nèi)通道31進(jìn)行內(nèi)沖刷，另一部加工 液穿過第二通道41從電極20的外部進(jìn)行外沖刷。圖4所示為本發(fā)明加工系統(tǒng)10的再一個(gè)實(shí)施例示意圖。如圖4所示，轉(zhuǎn)接器44 包括一個(gè)基部45和一個(gè)臂部46以相互配合從而形成電連接和/或加工液連通?；?5 安裝于主軸21上，其包括第一連接件(未標(biāo)注)。該第一連接件包括一個(gè)導(dǎo)電件47和一 個(gè)流體相通件49。該導(dǎo)電件47開設(shè)有配合槽48并和電源15電性連接。該流體相通件49 開設(shè)有對(duì)接通道50以和加工液源16 (如圖1所示)相通。在一些應(yīng)用中，導(dǎo)電件47和流 體連通件49可一體成型或分別互相獨(dú)立設(shè)置。臂部46包括一個(gè)安裝于固持體19上的支撐件51和一個(gè)第二連接件(未標(biāo)注)。 該第二連接件包括一個(gè)電連接件52和一個(gè)流體連通件53。該電連接件53和流體連通件 53設(shè)置在支撐件51上以分別和相應(yīng)的導(dǎo)電件47及流體相通件49配合。另外，一個(gè)或多個(gè) 軸承M設(shè)置在臂部46和固持體19間以便于刀具固持裝置12相對(duì)于臂部46轉(zhuǎn)動(dòng)。在一 些實(shí)施例中，電連接件52和/或流體連通件53與支撐件51可一體成型或分別獨(dú)立設(shè)置。 在另一些實(shí)施例中，電連接件52和流體連通件53可相互分離的設(shè)置或均設(shè)置在同一個(gè)元 件上。
在圖4所示的實(shí)施例中，電連接件52和流體連通件53均包括一個(gè)從支撐件51的 上表面突出的連接部55來確保和相應(yīng)的導(dǎo)電件47和流體連通件49的準(zhǔn)確對(duì)接。第一元 件56和第二元件57分別可動(dòng)的收容并延伸出相應(yīng)的連接部55。第二元件57還開設(shè)有連 接通道58以和對(duì)接通道50相連通。一對(duì)彈簧(未標(biāo)注)也可設(shè)置在相應(yīng)的連接部55內(nèi) 以提高導(dǎo)電件47和第一元件56及連接通道58和對(duì)接通道50的連接。在一些應(yīng)用中，第 一和第二元件56，57也可不設(shè)置，連接部55可直接和相應(yīng)的導(dǎo)電件47和流體相同件49對(duì) 接。相似的，除了用于內(nèi)沖刷的開設(shè)在刀具固持裝置12上的第一通道30和開設(shè)在電 極20上的內(nèi)通道31外，固持體19進(jìn)一步在第一通道30旁開設(shè)有以和對(duì)接通道50相通的 一個(gè)或多個(gè)通道59及第一腔室60。該腔室60用來把加工液分布到通道59內(nèi)并對(duì)固持體 19進(jìn)行冷卻。這樣，在操作中，當(dāng)?shù)毒吖坛盅b置12安裝到主軸21上后，來自電源15的電流穿過 導(dǎo)電件47、電連接件52、支撐件51和固持體19以到達(dá)電極20，從而在電極20和電源15間 形成電性連接。同時(shí)，流體連通件53和流體相通件49對(duì)接，從而加工液通過對(duì)接通道50， 連接通道58，第一腔室60和通道59后從電極20的外側(cè)進(jìn)行外沖刷。在圖4所示的實(shí)施例 中，刀具固持裝置12開設(shè)有所述通道59來進(jìn)行外沖刷。在另一些應(yīng)用中，其他合適的結(jié)構(gòu) 也可被用來進(jìn)行外沖刷。同圖1所示的實(shí)施例相似，第一和第二導(dǎo)電元件27，28(如圖1所示)中的一個(gè)或 多個(gè)也可設(shè)置在支撐件51和固持體19間以加強(qiáng)其間的電性連接。此外，一個(gè)或多個(gè)電線 (未圖示)也可用來電性連接第一導(dǎo)電元件27和支撐件51或電連接件52以提高其間的電 性連接。當(dāng)然，第一和/或第二導(dǎo)電元件也可不設(shè)置。圖5所示為包括刀具固持裝置12和轉(zhuǎn)接器44的刀具接頭組件的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的 示意圖。圖5所示實(shí)施例與圖4所示實(shí)施例相似。兩個(gè)實(shí)施例不同之處在于圖5中的支撐 件51開設(shè)有一個(gè)和連接通道58相通的空腔61及和空腔61相通用來把來自空腔61的加 工液噴射到電極20和工件101間的噴射通道62。圖6所示的實(shí)施例與圖5所示的實(shí)施例相似。二者區(qū)別于在圖6中一個(gè)分布件63 繞著電極20設(shè)置。該分布件63開設(shè)有一個(gè)或多個(gè)通道64以和連接通道58相連通。這樣， 在操作中，流過對(duì)接通道50的加工液通過可進(jìn)入分布件63中的通道64以從電極20的外 部進(jìn)行外沖刷。此外，在圖5和圖6所示的實(shí)施例中，在一些應(yīng)用中，支撐件51也可不設(shè)置 空腔61。圖5所示的噴射通道62也可開設(shè)在支撐件51上。相似的，第一和/或第二導(dǎo)電 元件也可設(shè)置在支撐件51和固持體19間來加強(qiáng)其間的電性連接。圖7和圖8所示分別為包括刀具固持裝置12和轉(zhuǎn)接器65的刀具接頭組件的一個(gè) 實(shí)施例的立體和剖面示意圖。如圖7和圖8所示，其刀具固持裝置與圖5和圖6中所示的 刀具固持裝置相似。轉(zhuǎn)接器65包括基部66和臂部67。基部66包括一個(gè)設(shè)置在主軸21上 的固持件68、設(shè)置在固持件68上用來和電源15電性連接的第一連接件69及開設(shè)在第一 連接件69上用來和加工液源16相連通的一個(gè)或多個(gè)通道(未圖示)。在本實(shí)施例中，固 持件68和第一連接件69彼此相互獨(dú)立的設(shè)置。當(dāng)然，二者也可一體設(shè)置。在該實(shí)施例中， 第一連接件69是可導(dǎo)電的以便于在電源15和電極20間形成電性連接。與圖1所示的實(shí) 施例相似，一個(gè)或多個(gè)電絕緣元件70可設(shè)置在固持件68和第一連接件69間及/或固持件68和主軸21間來實(shí)現(xiàn)電絕緣。臂部67包括一個(gè)設(shè)置在固持體19上的支撐件71及一個(gè)與支撐件71相連的第二 連接件72。與圖4到圖6中所示的實(shí)施例相似，軸承M(如圖8所示)可設(shè)置在支撐件71 和固持體19間以便于刀具固持裝置12相對(duì)于轉(zhuǎn)接器65轉(zhuǎn)動(dòng)。第一導(dǎo)電元件，如碳刷也可 設(shè)置在支撐件71和固持體19間來便于電性連接。另外，第二導(dǎo)電元件，如銅元件也設(shè)置或 不設(shè)置在固持體19上以和第一導(dǎo)電元件對(duì)接。如圖7所示，第二連接件72開設(shè)有一個(gè)或多個(gè)第二通道(未圖示)，其還包括一個(gè) 突出部73。所述第二通道用來和相應(yīng)的設(shè)置在第一連接件69上的第一通道相通。在一些 應(yīng)用中，第二通道可延伸出和第一連接件69對(duì)接的第二連接件72的一端以插入到相應(yīng)的 第一通道中從而可確保第一和第二連接件69和72準(zhǔn)確對(duì)接。另外，其他合適的結(jié)構(gòu)也可 被采用來確保第一和第二連接件69和72準(zhǔn)確對(duì)接，比如第一和第二連接件中的一個(gè)設(shè)置 有突出件，另一個(gè)設(shè)置有凹槽來收容所述突出件。在圖7中，突出部73在第二連接件72大致中部的位置水平延伸以和支撐件71相 連從而使第二連接件72安裝在刀具固持裝置12上。此外，與圖6所示的實(shí)施例相似，分布 件63也可圍繞著電極20設(shè)置并和第二連接件72上的第二通道相通。 這樣，在操作中，第一連接件69和第二連接件72對(duì)接，來自加工液源16的加工液 穿過第一通道、第二通道和分布件63來進(jìn)行外沖刷。由于第一和第二連接件69和72均可 導(dǎo)電，所以電流也可通過第一和第二連接件69，72后到達(dá)電極20從而在電源15和電極20 間形成電性連接。相似的，操作完成后，刀具固持裝置12從主軸21上卸載，從而第一連接 件69和第二連接件72分離。在該實(shí)施例中，第二連接件72和分布件63單獨(dú)分別設(shè)置。在 一些實(shí)施例中，第二連接件72和分布件63可一體設(shè)置。另外，在圖4到圖6中所示的進(jìn)行 外部沖刷的架構(gòu)也可設(shè)置在圖7所示的實(shí)施例中。在一些應(yīng)用中，當(dāng)?shù)毒吖坛盅b置12和第二連接件72的組合在機(jī)床11和刀具傳送 裝置14間傳遞的過程中，為了避免刀具固持裝置12和第二連接件72件發(fā)生震動(dòng)或相對(duì)移 動(dòng)，一個(gè)止位件74可動(dòng)的設(shè)置在第二連接件72上來使刀具固持裝置12與第二連接件72在 傳遞過程中相互不發(fā)生移動(dòng)。比如，在固持體19的上部設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)凹口(未標(biāo)注)。 止位件74包括有一個(gè)延伸部可延伸進(jìn)所述的凹口中從而鎖定刀具固持裝置12以使該刀具 固持裝置12和止位件74相互不發(fā)生移動(dòng)。然后，當(dāng)?shù)毒吖坛盅b置12安裝到主軸21從而第一和第二連接件69，72對(duì)接的過 程中，第一連接件69接觸并下壓止位件74使改止位件74脫離相應(yīng)的凹口以釋放固持體 19。這樣，當(dāng)加工時(shí)，刀具固持裝置12就可攜帶者電極20隨著主軸21的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，攜帶有電極的刀具固持裝置可自動(dòng)的安裝于主軸上并可自 動(dòng)的從主軸上卸載。在一定的控制程序控制下，電力和加工液，比如外沖刷也可自動(dòng)的實(shí) 現(xiàn)。比起傳統(tǒng)的加工系統(tǒng)，本發(fā)明的實(shí)施例的加工系統(tǒng)具有較高效率。另外，利用本發(fā)明的 實(shí)施例來改進(jìn)現(xiàn)有的加工系統(tǒng)以使其具有較高的加工效率也是可較易實(shí)現(xiàn)的。雖然結(jié)合特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，對(duì) 本發(fā)明可以作出許多修改和變型。因此，要認(rèn)識(shí)到，權(quán)利要求書的意圖在于覆蓋在本發(fā)明真 正構(gòu)思和范圍內(nèi)的所有這些修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種用于工件電加工的加工系統(tǒng)，包括機(jī)床，其包括主軸；電極，其可用來進(jìn)行電加工；刀具固持裝置，其安裝于所述機(jī)床的主軸上并可導(dǎo)電的固持所述電極；轉(zhuǎn)接器，其用來可導(dǎo)電的接觸所述刀具固持裝置；電源，其與所述轉(zhuǎn)接器和工件連接從而使所述工件和電極具有相反的極性；及加工液源，其可提供通過所述電極與所述工件之間的加工液。
2.如權(quán)利要求1所述的加工系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括控制器，該控制器可控制機(jī)床帶動(dòng)固 持有電極的刀具固持裝置自動(dòng)的進(jìn)行所述電加工及可控制轉(zhuǎn)接器自動(dòng)的接觸所述刀具固持裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的加工系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括刀具傳送裝置，該刀具傳送裝置在所 述控制器的控制下可自動(dòng)的把所述固持有電極的刀具固持裝置安裝于所述機(jī)床上并可把 所述固持有電極的刀具固持裝置從所述機(jī)床上卸載。
4.如權(quán)利要求1所述的加工系統(tǒng)，其中所述刀具固持裝置開設(shè)有第一通道以和開設(shè)在 相應(yīng)的電極中的內(nèi)通道相連通從而所述加工液可通過所述內(nèi)通道進(jìn)行內(nèi)沖刷。
5.如權(quán)利要求4所述的加工系統(tǒng)，其中所述加工液可從電極的外圍通過所述工件和所 述電極之間以進(jìn)行外沖刷。
6.如權(quán)利要求5所述的加工系統(tǒng)，其中所述刀具固持裝置開設(shè)有設(shè)置在所述第一通道 旁的第二通道，該第二通道可與所述加工液源連通從而所述加工液可通過所述第二通道以 從電極外部進(jìn)行沖刷。
7.如權(quán)利要求1所述的加工系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)接器包括可設(shè)置于機(jī)床上的基部及與可 所述基部相配合從而可導(dǎo)電的接觸所述刀具固持裝置的臂部。
8.如權(quán)利要求7所述的加工系統(tǒng)，其中刀具固持裝置包括可安裝于所述主軸上的固持 頭及與所述固持頭相連并固持所述電極的固持體。
9.如權(quán)利要求8所述的加工系統(tǒng)，其中所述臂部用來可導(dǎo)電的接觸所述固持體從而使 所述電源和所述電極進(jìn)行電性連接。
10.如權(quán)利要求7所述的加工系統(tǒng)，其中所述臂部可樞轉(zhuǎn)的安裝于所述基部上從而可 接觸或脫離所述刀具固持裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的加工系統(tǒng)，其中所述臂部開設(shè)有可與所述加工液源相通的通 道，從而所述加工液可通過所述通道以從所述電極的外圍穿過所述電極和所述工件間。
12.如權(quán)利要求7所述的加工系統(tǒng)，其中所述臂部安裝于所述刀具固持裝置上以和所 述基部可導(dǎo)電的對(duì)接。
13.如權(quán)利要求7所述的加工系統(tǒng)，其中所述基部包括可與所述電源連接及可與所述 加工液源相通的第一連接件，所述臂部包括可設(shè)置于所述刀具固持裝置上的支撐件及設(shè)置 于所述支撐件上并可與所述第一連接件對(duì)接以形成電性連接和加工液連通的第二連接件。
14.如權(quán)利要求13所述的加工系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括圍繞著電極設(shè)置的分布件，該分布 件開設(shè)有可與所述第二連接件相同的通道，從而所述加工液可通過該分布件開設(shè)的通道從 所述電極的外圍流過所述電極和所述工件間。
15.如權(quán)利要求13所述的加工系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括止位件，該止位件設(shè)置于第二連接件上用來鎖扣和釋放所述刀具固持裝置。
16.如權(quán)利要求13所述的加工系統(tǒng)，其中所述第一連接件包括有可與所述電源連接的 導(dǎo)電件及開設(shè)有可與所述加工液源相通的對(duì)接通道的流體相通件，所述第二連接件包括可 與所述導(dǎo)電件可導(dǎo)電的連接的電連接件及開設(shè)有連接通道的流體連通件，該連接通道可與 所述對(duì)接通道相通從而與所述加工液源相通。
17.如權(quán)利要求16所述的加工系統(tǒng)，其中所述刀具固持裝置開設(shè)有可通過所述連接通 道與所述對(duì)接通道相通的第一腔室及與所述第一腔室相通的通道，所述加工液通過所述第 一腔室后進(jìn)入所述通道從而所述加工液可從所述電極的外圍流過所述電極和所述工件間。
18.一種刀具接頭組件，包括刀具固持裝置，其可固持電極用來進(jìn)行工件電加工，其包括可安裝于機(jī)床上的固持頭 及與所述固持頭相連并可導(dǎo)電的固持所述電極的固持體；及轉(zhuǎn)接器，其可與電源和所述刀具固持裝置可導(dǎo)電的相連從而使所述電源和所述電極形 成電性連接。
19.如權(quán)利要求18所述的刀具接頭組件，其中所述轉(zhuǎn)接器可與加工液源相連通從而來 自所述加工液源的加工液可通過所述轉(zhuǎn)接器穿過所述電極和所述工件間，所述刀具固持裝 置開設(shè)有第一通道以和開設(shè)在所述電極中的內(nèi)通道相連通從而所述加工液可通過所述內(nèi) 通道進(jìn)行內(nèi)沖刷，所述加工液可進(jìn)一步的從所述電極的外圍流過所述電極和所述工件間以 從所述電極外部進(jìn)行沖刷。
20.如權(quán)利要求19所述的刀具接頭組件，其中所述刀具固持裝置開設(shè)有設(shè)置在所述第 一通道旁的第二通道，該第二通道可與所述加工液源連通從而所述加工液可通過所述第二 通道來從所述電極外部進(jìn)行沖刷，所述刀具固持裝置進(jìn)一步的在所述固持頭開設(shè)有可與所 述加工液源相通的腔室，其可分部所述加工液到所述第一和第二通道中。
21.如權(quán)利要求18所述的刀具接頭組件，其中所述轉(zhuǎn)接器包括可設(shè)置于機(jī)床上的基部 及與可所述基部相配合從而可導(dǎo)電的接觸所述刀具固持裝置的臂部。
22.如權(quán)利要求21所述的刀具接頭組件，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述臂部和刀具固持裝置 間的第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件中的一個(gè)或多個(gè)。
23.如權(quán)利要求21所述的刀具接頭組件，其中所述臂部可樞轉(zhuǎn)的安裝于相應(yīng)的所述基 部上從而可接觸或脫離所述刀具固持裝置。
24.如權(quán)利要求23所述的刀具接頭組件，其中所述臂部開設(shè)有可與所述加工液源相通 的通道，從而所述加工液可通過所述通道以從所述電極的外圍穿過所述電極和工件間。
25.如權(quán)利要求21所述的刀具接頭組件，其中所述臂部安裝于相應(yīng)的所述刀具固持裝 置上以和所述基部可導(dǎo)電的對(duì)接。
26.如權(quán)利要求21所述的刀具接頭組件，其中所述基部包括可與所述電源連接及可與 所述加工液源相通的第一連接件，所述臂部包括設(shè)置于所述刀具固持裝置上的支撐件及設(shè) 置于所述支撐件上并可與所述第一連接件對(duì)接以形成電性連接和加工液連通的第二連接 件。
27.如權(quán)利要求沈所述的刀具接頭組件，其進(jìn)一步包括圍繞著電極設(shè)置的分布件，該 分布件開設(shè)有可與所述第二連接件相同的通道，從而所述加工液可通過該分布件開設(shè)的通 道從所述電極的外圍流過所述電極和所述工件間。
28.如權(quán)利要求沈所述的刀具接頭組件，其中所述第一連接件包括有可與所述電源連 接的導(dǎo)電件及開設(shè)有可與所述加工液源相通的對(duì)接通道的流體相通件，所述第二連接件包 括可與所述導(dǎo)電件可導(dǎo)電的連接的電連接件及開設(shè)有連接通道的流體連通件，該連接通道 可與所述對(duì)接通道相通從而與所述加工液源相通。
全文摘要
本發(fā)明公開一種刀具接頭組件及加工系統(tǒng)，該用于工件電加工的加工系統(tǒng)，包括機(jī)床、電極、刀具固持裝置和轉(zhuǎn)接器。機(jī)床包括主軸。電極可用來進(jìn)行電加工。刀具固持裝置安裝于所述機(jī)床的主軸上并可導(dǎo)電的固持所述電極。轉(zhuǎn)接器用來可導(dǎo)電的接觸所述刀具固持裝置。該加工系統(tǒng)進(jìn)一步包括電源和加工液源。電源可與所述轉(zhuǎn)接器和工件連接從而使所述工件和電極具有相反的極性。加工液源可提供通過所述電極與所述工件之間的加工液。此外，本發(fā)明還涉及一種刀具接頭組件。
文檔編號(hào)B23H7/26GK102133666SQ20101010404
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者史蒂文·R·哈亞西, 李紅濤, 羅元豐, 袁人煒, 陳曉賓, 魏斌 申請(qǐng)人:通用電氣公司