專利名稱：放電加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及，一邊在工具電極與導(dǎo)電性的工件之間發(fā)生反復(fù)放電，一邊把工具電極沿豎直方向朝工件送進，借此在工件中形成想要的形狀的孔的放電加工裝置。特別是，涉及備有使作用在能夠沿豎直方向移動的主軸上的重力平衡的平衡裝置的放電加工裝置。
背景技術(shù)：
放電加工裝置廣泛地用來把硬的導(dǎo)電性的工件精密加工成模具或沖模。工件固定于配置在加工槽內(nèi)的工作臺上，銅或石墨的工具電極用適當?shù)碾姌O安裝裝置安裝在能夠沿豎直方向移動的主軸上。加工槽盛滿煤油之類介電性液體，工具電極定位成非常接近工件。工具電極與工件的間隙稱為空隙，其尺寸為幾μm到幾十μm。在所控制的接通時間內(nèi)把電力脈沖施加在工具電極與工件之間，空隙中的介電性液體的絕緣性被破壞而發(fā)生放電。因為此一放電產(chǎn)生的熱量，微量的工件材料蒸發(fā)或熔融而流入介電性液體。放電之后火山口狀的微細的孔穴殘留在工件表面上。在接通時間結(jié)束的同時，所控制的切斷時間開始。在此一切斷時間內(nèi)停止電力脈沖的施加，借此恢復(fù)空隙中的介電性液體的絕緣性。放電加工裝置，通常，把接通時間和切斷時間控制在1μsec到幾十msec之間反復(fù)對空隙施加電力脈沖。放電加工裝置使工具電極沿著Z軸朝工件下降而把空隙維持成一定的尺寸。由于工具電極不與工件接觸而從工件上去除微量的材料，所以高精度地在工件中形成具有良好的粗糙面的，形狀上與工具電極互補的凹部。這種放電加工裝置，與使用行進的線電極的線切割放電加工裝置(線切割EDM)相區(qū)別，稱為沖鉆放電加工裝置(沖鉆EDM)。
為了把從工件上去除的碎片從空隙中沖洗掉而經(jīng)由空隙流過的介電性液體的“沖洗”動作，對于放電加工來說是重要的。沖洗動作，防止在從工件上去除的碎片與工具電極之間發(fā)生的不希望的二次放電而有助于切斷時間中恢復(fù)可靠的絕緣。熟練的作業(yè)者，在加工前，在工具電極或工件中的適當?shù)奈恢蒙闲纬捎脕硪贿叞研迈r的介電性液體送入空隙一邊把污染的介電性液體從空隙引出的孔。在該孔的形成因工具電極的尺寸或形狀而受到限制的場合，作業(yè)者在適當?shù)奈恢蒙显O(shè)置向空隙噴射介電性液體的噴射裝置。雖然沖洗是更快更高精度地進行放電加工的關(guān)鍵，但是為了在整個空隙中產(chǎn)生均一的流動，熟練成了必要的。使工具電極沿著Z軸周期性地迅速上升迅速下降而把污染的介電性液體幾乎全都從工件的凹部沖出的，所謂“跳動”的動作是公知的。在跳動動作中，以往，工具電極以幾百mm/min的速度來移動。只要工具電極的往復(fù)移動距離很大，就有更多的新鮮液體流入空隙而更多的污染的液體從空隙排出。最好是使工具電極上升得超過在工件中所形成的凹部的深度?？墒?，因為在跳動動作中材料從工件上的去除無法進行，故過度頻繁的跳動動作會降低材料去除速度。為了不降低材料去除速度而進行大移動量的跳動動作，最好是使工具電極以超過重力加速度(1G)的加速和減速，高速度來移動。
發(fā)明的公開本發(fā)明的目的在于，提供一種安裝了跟蹤能夠以高速度沿豎直方向移動的主軸，使作用在主軸上的重力平衡的平衡裝置的放電加工裝置。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種使在下端安裝了電極安裝裝置的主軸以高加速正確地沿豎直方向移動的放電加工裝置。
本發(fā)明的其他目的，部分地在下面繼續(xù)說明中述及，部分地通過實施本發(fā)明，本專業(yè)的技術(shù)人員將會明瞭。
為了實現(xiàn)上述目的，一邊在工件與工具電極之間發(fā)生放電一邊使工具電極朝工件沿豎直方向移動，借此來加工工件的本發(fā)明的放電加工裝置，包括能夠沿豎直方向移動的主軸，安裝在主軸的下端的，安裝工具電極的電極安裝裝置，關(guān)于主軸的中心線對稱地安裝在主軸上的至少兩個直線電動機移動子，分別與兩個移動子相對峙的至少兩個直線電動機定子，以及平衡力的作用線與主軸的中心線一致，使作用在主軸上的重力平衡的平衡裝置。
最好是，平衡裝置包括與主軸同軸地配置的氣缸。
進而最好是，主軸在其中心有沿豎直方向延伸的孔，氣缸配置在該孔中。
附圖的簡要說明

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的放電加工裝置的第1實施例的側(cè)視圖。
圖2是表示圖1的放電加工裝置的透視圖。
圖3是表示圖1的平衡裝置的氣動回路圖。
圖4是表示圖1的制動裝置的橫剖視圖。
圖5是表示圖1的制動裝置的圖。
圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的放電加工裝置的第2實施例的側(cè)視圖。
圖7是表示圖6的放電加工裝置的透視圖。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的放電加工裝置的第3實施例的側(cè)視圖。
圖9是表示圖8的放電加工裝置的透視圖。
圖10是表示圖8的平衡裝置的氣動回路圖。
實施發(fā)明的最佳形態(tài)參照圖1、2、3、4和5，描述根據(jù)本發(fā)明的放電加工裝置的第1實施例。
如圖1中所示，安裝工具電極(未畫出)的電極安裝裝置42，固定在主軸41的下端而與主軸41同軸地配置。四方柱形的主軸41，在其中心有垂直延伸的圓柱形的孔。主軸41，借助于兩個直線電動機能夠沿著Z軸沿豎直方向以高加速來移動。在所示的實施例中，直線電動機移動子由永久磁鐵44和磁鐵板43組成，直線電動機定子由軛鐵31和電樞線圈32組成。配置了一列永久磁鐵44的磁鐵板43，分別固定于關(guān)于主軸41的中心線對稱地相對峙的平行側(cè)壁。永久磁鐵44為了減少轉(zhuǎn)矩的脈動而分別從水平方向稍微傾斜地粘貼在磁鐵板43上。放電加工機的立柱1放置在床身(未畫出)上，框體2安裝在立柱1上。卷繞有電樞線圈32的軛鐵31，與一列永久磁鐵44相對峙地固定于框體2。在與主軸41相對峙的兩側(cè)面處產(chǎn)生的推力的中心將與主軸41的中心線一致，為此移動子與定子的間隙維持相同的尺寸。冷卻液通過的管路33在軛鐵31中形成。如果電流流過線圈32，則主軸41借助于在定子與移動子之間發(fā)生的推力沿豎直方向移動。決定主軸41的移動的界限的擋塊45和46，分別設(shè)在主軸41的上端和下端。擋塊45和46，包括在它們與框體2碰撞之際吸收沖擊的彈性構(gòu)件。主軸41，借助于由導(dǎo)軌52和一對直線運動滾柱軸承51組成的導(dǎo)向裝置來導(dǎo)向。導(dǎo)軌52設(shè)在未設(shè)置移動子的主軸41側(cè)面上，一對直線運動滾柱軸承51與設(shè)在框體2上的導(dǎo)軌52配合。
平衡作用在能夠以超過1G的加速度垂直移動的主軸41上的重力用的平衡裝置6，由氣缸60和空氣供給裝置61組成。氣缸60，包括與主軸41同軸地配置在主軸41的孔中缸筒62，能夠與缸筒內(nèi)壁滑動的活塞63，一端連接到活塞63的活塞桿64。缸筒62的法蘭部65，靠螺栓牢固地固定于主軸41的上端。活塞桿64在其另一端由托架7來支撐。托架7，由固定著活塞桿64的另一端的頂板71，和支撐頂板71的側(cè)壁72組成。側(cè)壁72，固定于框體2。由于缸筒62緊挨著主軸41設(shè)置，所以氣缸60可以以高響應(yīng)性來跟蹤主軸41的移動。
參照圖3詳細地描述空氣供給裝置61。
在缸筒62上形成向在活塞63上方的缸筒62內(nèi)所形成的上室68供給空氣或排出的供給口66。上室68中的空氣壓力將會維持規(guī)定的值，根據(jù)主軸41的位置來控制上室68中的空氣量。在活塞63下方的缸筒62內(nèi)所形成的下室69，經(jīng)由消聲器67連通到大氣?？諝夤┙o裝置61，把從壓縮機之類的空氣源618供給的壓縮空氣的壓力維持于設(shè)定值而控制氣缸60?？諝夤┙o裝置61，包括從壓縮空氣中去除灰塵或塵埃的過濾器611，從壓縮空氣中進一步去除油霧的過濾器612，把壓縮空氣調(diào)整成規(guī)定的壓力的空氣調(diào)節(jié)器613?？諝夤┙o裝置61，進而，包括以高速向上室68中供給空氣并從上室68排出空氣，借此把上室68中的空氣壓力維持于設(shè)定值的高溢流空氣調(diào)節(jié)器614。高溢流空氣調(diào)節(jié)器614，是備有大容量的溢流閥的大容量的空氣調(diào)節(jié)器。如果上室68中的空氣壓力因主軸41的下降而變得高于規(guī)定值，則高溢流空氣調(diào)節(jié)器614打開溢流閥把上室68中的空氣以高速從供給口66排出。如果上室68中的空氣壓力因主軸41的上升而變得低于規(guī)定值，則高溢流空氣調(diào)節(jié)器614在關(guān)閉了溢流閥的狀態(tài)下以高速從供給口66向上室68供給壓縮空氣。上室68內(nèi)的空氣壓力，設(shè)定成產(chǎn)生平衡力，平衡主要由主軸41、直線電動機移動子、電極安裝裝置42和工具電極等的質(zhì)量作用在主軸41上的重力。該設(shè)定值能夠由高溢流空氣調(diào)節(jié)器614的旋鈕(未畫出)容易地變更?？諝鈮毫?，根據(jù)安裝在機械上的工具電極的重量，在例如2.5～6kg/cm2的范圍內(nèi)設(shè)定?？諝鈮毫Φ目潭茸詈檬桥c工具電極的重量相關(guān)聯(lián)，以便操作者能夠容易地設(shè)定空氣壓力。
這樣一來，由于主要包括主軸41、直線電動機移動子、電極安裝裝置42和工具電極的移動體的重量不對直線電動機施加負載，所以在主軸41靜止時節(jié)約電力。此外，由于平衡裝置6減輕直線電動機的輸出功率，所以直線電動機的的發(fā)熱被抑制，直線電動機移動子被減輕重量。移動體總體的減輕重量，有助于移動體以高加速的移動。由于缸筒62與主軸41同軸配置，所以氣缸60中產(chǎn)生的平衡力的作用線與主軸41的中心線一致。此外，平衡力的作用線，還與直線電動機產(chǎn)生的推力的中心相一致。因而，彎曲力矩不作用在主軸41和氣缸60上，確保主軸41的移動的筆直性。
防止工具電極意外下降碰撞工件的制動裝置8設(shè)在法蘭部65。如圖4中所示，推壓構(gòu)件83，借助于從氣口82向制動裝置8中供給的壓縮空氣，打開一對杠桿84。在此一狀態(tài)下，與杠桿84成整體的一對制動蹄鐵86，克服壓縮螺旋彈簧85的彈性力，釋放貫通制動裝置8的活塞桿64。壓縮空氣，如圖5中所示，從空氣源618經(jīng)由電磁閥81送到制動裝置8。下面參照圖5，來描述發(fā)生停電時的制動裝置8的動作。標注文字EL和WP，分別代表工具電極和工件。不間斷電源91，一檢測出停電，立即向控制裝置615、電動機驅(qū)動器10和繼電器電路616供給電力。不間斷電源91，由電源9經(jīng)常充電?？刂蒲b置615，一從不間斷電源91收到表示停電的信號，就把使主軸41上升規(guī)定距離或者使之停止的控制信號送到電動機驅(qū)動器10?？刂蒲b置615，進而，把使壓縮空氣從制動裝置8排出的控制信號送到電磁閥81用的繼電器電路616。電磁閥81，切斷空氣源618與制動裝置8之間的空氣的流通，把壓縮空氣從制動裝置8的氣口82排出。壓縮螺旋彈簧85的彈性力一勝過制動裝置8中的空氣壓力，一對制動蹄鐵86就擠住活塞桿64。這樣一來，即使停電時也防止主軸41下落。在供給到氣缸60的空氣的壓力異常降低的場合，制動裝置8也動作。空氣壓力的異常降低，由設(shè)在空氣調(diào)節(jié)器613與氣缸60之間的壓力開關(guān)617來檢測?？刂蒲b置615，一從壓力開關(guān)617收到檢測信號，就發(fā)出警報同時與停電時同樣地使制動裝置8動作。
參照圖6和7，描述根據(jù)本發(fā)明的放電加工裝置的第2實施例。對于與圖1、2、3、4和5中同樣的要素，賦予相同的標號，并省略其說明。
制動裝置8，在立柱1與主軸41之間固定于框體2。能夠沿與活塞桿64平行的方向移動的軸87貫通制動裝置8?？蓜虞S87，由插入在框體2的通孔的軸承88來導(dǎo)向?？蓜虞S87的上端，由水平延伸的橋板73，連接著主軸41的上端。托架7的側(cè)壁72，有著橋板73通過的開口。在此一實施例中，由于制動裝置不配置在主軸41的上部，所以機械的頂部的高度減小。
參照圖8、9和10，描述根據(jù)本發(fā)明的放電加工裝置的第3實施例。對于與圖1、2、3、4和5中同樣的要素，賦予相同的標號，并省略其說明。
與第1和第2實施例不同，磁鐵板43分別固定于與立柱1的豎直面1a平行的主軸41側(cè)壁上?？墒牵c其他實施例同樣，兩個直線電動機，配置成它們的推力的中心與主軸41的中心線相一致。缸筒62在主軸41與立柱1之間與主軸41平行地配置，氣缸60的法蘭部65，靠螺栓牢固地固定在框體2上。與主軸41同軸地延伸的支撐桿74的下端固定于主軸41的上端。活塞桿64的上端，借助于水平延伸的橋板73，連接到支撐桿74的上端。在包括主軸41在內(nèi)的移動體的減輕重量最為優(yōu)先時，像這樣，氣缸60和制動裝置8從移動體排除。如圖10中所示，空氣從供給口66供給到在活塞63下方的缸筒62內(nèi)所形成的下室69或者從下室69排出。下室69中的空氣壓力將維持于規(guī)定值，根據(jù)主軸41的位置來控制下室69中的空氣量。在活塞63上方的缸筒62內(nèi)所形成的上室68，經(jīng)由消聲器67連通到大氣。
無意把本發(fā)明限定于所公開的形式。顯然，參照上述描述多種改進和變動是可能的。
所示的實施例，是為了說明發(fā)明的本質(zhì)及其實用的應(yīng)用而選擇的。發(fā)明的范圍，由所附權(quán)利要求書來界定。
權(quán)利要求
1．一種放電加工裝置，一邊在工件與工具電極之間發(fā)生放電一邊使工具電極朝工件沿豎直方向移動，借此來加工工件，其中包括能夠沿豎直方向移動的主軸，安裝在主軸的下端的，安裝工具電極的電極安裝裝置，關(guān)于主軸的中心線對稱地安裝在主軸上的至少兩個直線電動機移動子，分別與兩個移動子相對峙的至少兩個直線電動機定子，以及平衡力的作用線與主軸的中心線一致，使作用在主軸上的重力平衡的平衡裝置。
2．權(quán)利要求1的放電加工裝置，其中平衡裝置包括與主軸同軸地配置的氣缸。
3．權(quán)利要求2的放電加工裝置，其中主軸在其中心有沿豎直方向延伸的孔，氣缸配置在該孔中。
4．權(quán)利要求1的放電加工裝置，其中平衡裝置，包括與主軸同軸地固定于主軸的缸筒，能夠沿缸筒的內(nèi)壁滑動的活塞，以及連接到活塞的固定的活塞桿。
5．權(quán)利要求4的放電加工裝置，其中還包括對活塞桿賦予制動力的制動裝置。
6．權(quán)利要求4的放電加工裝置，其中包括與活塞桿平行延伸的可動軸，把可動軸和主軸連接起來的水平延伸的橋板，以及對可動軸賦予制動力的制動裝置。
7．權(quán)利要求1的放電加工裝置，其中電極安裝裝置與主軸同軸地配置。
8．一種放電加工裝置，一邊在工件與工具電極之間發(fā)生放電一邊使工具電極朝工件沿豎直方向移動，借此來加工工件，其中包括能夠沿豎直方向移動的主軸，安裝在主軸的下端的，安裝工具電極的電極安裝裝置，關(guān)于主軸的中心線對稱地安裝在主軸上的至少兩個直線電動機的移動子，分別與兩個移動子相對峙的至少兩個直線電動機定子，與主軸平行地固定的缸筒，能夠沿缸筒的內(nèi)壁滑動的活塞，連接到活塞的活塞桿，固定于主軸并與主軸同軸地延伸的支撐桿，以及把活塞桿和支撐桿連接起來的水平延伸的橋板。
全文摘要
放電加工裝置,包括安裝工具電極的電極安裝裝置(42),電極安裝裝置安裝在下端的能夠沿豎直方向移動的主軸(41),關(guān)于主軸的中心線對稱地安裝在主軸上的至少兩個直線電動機移動子(43、44),分別與兩個移動子相對峙的至少兩個直線電動機定子(31、32),以及平衡作用在主軸上的重力的平衡裝置(6)。平衡裝置,包括與主軸同軸地配置使得平衡力與主軸的中心線相一致的氣缸(60)。最好是,把氣缸設(shè)置在主軸的中心形成的沿豎直方向延伸的孔中。
文檔編號B23H7/18GK1287516SQ99801842
公開日2001年3月14日 申請日期1999年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月2日
發(fā)明者佐野定男, 保坂昭夫 申請人:沙迪克株式會社, 株式會社Khs