一種主軸擺動(dòng)式五軸數(shù)控電火花成型機(jī)床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種主軸擺動(dòng)式五軸數(shù)控電火花成型機(jī)床。
【背景技術(shù)】
[0002]電火花加工方法是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電產(chǎn)生電火花瞬時(shí)高溫，使局部的金屬熔化而被腐蝕掉的一種特種加工方法，又稱放電加工或電蝕加工。
[0003]利用上述原理進(jìn)行工作的機(jī)床稱為電火花機(jī)床。電火花機(jī)床的種類較多，可分為電火花成型機(jī)床、電火花線切割機(jī)床等等。
[0004]數(shù)控電火花成型機(jī)床是以電極作為正極、工件作為負(fù)極，在工作液中兩者之間產(chǎn)生放電從而將電極的形狀“復(fù)制”到工件上的一種無(wú)切削加工機(jī)床。
[0005]電火花機(jī)床主要有兩種情況使用場(chǎng)合。一是超硬材料的加工，主要是模具零件及軍工、航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)中的部分零件，因其材料具有高強(qiáng)度、高韌性、高脆性，用傳統(tǒng)的加工方法難以滿足要求。二是加工復(fù)雜型腔、狹縫等結(jié)構(gòu)件。
[0006]自1943年前蘇聯(lián)科學(xué)家拉扎林科夫研制出世界上第一臺(tái)實(shí)用的電火花加工裝置以來(lái)，美國(guó)、日本、瑞士等對(duì)數(shù)控電火花成型機(jī)床的研究世界領(lǐng)先，如瑞士的夏米爾、日本的沙迪克、牧野等公司等一直在推動(dòng)電火花加工設(shè)備的發(fā)展，并已在通訊、家電制品、電動(dòng)工具中、電子儀表、汽車、軍工、航空航天等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。如手機(jī)外殼模具、洗衣機(jī)傳動(dòng)軸模具、沖擊鉆振動(dòng)錘模具、汽車轉(zhuǎn)向軸擠壓模具、航空發(fā)動(dòng)機(jī)冠狀蝸輪等的加工。
[0007]盡管美國(guó)、日本、瑞士等對(duì)數(shù)控電火花成型機(jī)床的研究比較深入和領(lǐng)先，但由于電火花機(jī)床許多方面的原理還不夠清晰，所以，這些發(fā)達(dá)國(guó)家的主要精力集中在這些理論研究，對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)的研究比較少。世界上，電火花成型機(jī)床的種類基本上都是立柱式，分為單軸數(shù)控、三軸數(shù)控、五軸聯(lián)動(dòng)等。
[0008]單軸數(shù)控為只對(duì)主軸垂向(Z軸)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)控制，工作臺(tái)的左右和前后運(yùn)動(dòng)為手動(dòng);三軸數(shù)控為對(duì)主軸垂向(Z軸)和工作臺(tái)的左右(X軸)和前后(Y軸)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)控制;五軸聯(lián)動(dòng)是在三軸控制的基礎(chǔ)上增加數(shù)控回轉(zhuǎn)軸。
[0009]比較典型的有兩種形式，一種是在工作臺(tái)上增加兩軸數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)(A/C軸)，這種結(jié)構(gòu)的主軸設(shè)計(jì)不受限制，但回轉(zhuǎn)不能設(shè)計(jì)太大，A軸回轉(zhuǎn)到90°時(shí)，工作臺(tái)承受很大的偏心力矩，適合中小零件的加工，可以加個(gè)葉片、轉(zhuǎn)子、曲軸等，同時(shí)，由于電火花機(jī)床加工時(shí)，工件必須在工作液中進(jìn)行，因而需要浸液式電機(jī)，這是一個(gè)難點(diǎn)。
[0010]另一種是配備兩軸數(shù)控旋轉(zhuǎn)頭(A/B軸)，這種結(jié)構(gòu)的主軸結(jié)構(gòu)密集，設(shè)置在主軸端，主要用于加工發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼、大型模具等。由于在放電的過(guò)程中，Z軸需要在電極與工件間距離很小時(shí)，迅速回退，所以，這種結(jié)構(gòu)無(wú)法加工打斜孔、斜縫隙和內(nèi)腔小的斜面。
[0011]隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來(lái)越緊湊，在汽車、通訊、電動(dòng)工具等行業(yè)，大量采用整體復(fù)合一體化結(jié)構(gòu)的零件，這就要求將幾個(gè)零件甚至更多的零件組合而成的部件設(shè)計(jì)成一個(gè)整體件。但這些零件設(shè)計(jì)有斜孔、斜面等復(fù)合型面，其加工工藝性差，零件的加工困難，大量需要多軸數(shù)控電火花設(shè)備進(jìn)行加工。研制的新型數(shù)控電火花機(jī)床，為這些行業(yè)的復(fù)合一體化模具制造提供一種中檔次的數(shù)字化電火花制造裝備。
[0012]這種特征的加工要素用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的主軸只能垂直運(yùn)動(dòng)的電火花機(jī)床無(wú)法加工，迫使設(shè)計(jì)者只能設(shè)計(jì)成分體式的結(jié)構(gòu)。而分體式的結(jié)構(gòu)，降低了剛性和精度。另外，模具技術(shù)的發(fā)展，一模多腔模具需求增加，模具的尺寸也變來(lái)越大，因此為滿足模具要求，機(jī)床工作臺(tái)需能夠安裝較大更重的工件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種通過(guò)采用的附加A/B軸多軸數(shù)控電火機(jī)機(jī)床結(jié)構(gòu)，加工精確度高、控制方便且工藝更加集中，可有效減少裝夾次數(shù)，可為復(fù)合、復(fù)雜型面的模具加工提高精度以及效率，具有重要的發(fā)展前景的主軸擺動(dòng)式五軸數(shù)控電火花成型機(jī)床。
[0014]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種主軸擺動(dòng)式五軸數(shù)控電火花成型機(jī)床，包括機(jī)床底座，滑枕，旋轉(zhuǎn)體，旋轉(zhuǎn)軸，主軸，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及工作臺(tái)，所述機(jī)床底座上設(shè)有滑動(dòng)軌道，所述滑動(dòng)軌道上活動(dòng)設(shè)有滑枕，所述滑枕的一端部連接有旋轉(zhuǎn)體，所述旋轉(zhuǎn)體通過(guò)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)軸連接有主軸，所述主軸下端連接有電極，所述電極下方設(shè)有工作臺(tái)；所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括蝸輪，蝸桿，夾緊套，箱體以及壓板，所述箱體上設(shè)有進(jìn)油口、泄油口，所述夾緊套環(huán)向設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸上，所述壓板設(shè)置在所述箱體的端部;所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置的本體，伺服電機(jī)，傘齒輪機(jī)構(gòu)，直齒輪機(jī)構(gòu)，擺動(dòng)體以及電極，所述伺服電機(jī)安裝于所述本體的內(nèi)腔，所述伺服電機(jī)下部連接有傘齒輪機(jī)構(gòu)，所述傘齒輪機(jī)構(gòu)下方設(shè)有直齒輪機(jī)構(gòu)，所述直齒輪機(jī)構(gòu)下方設(shè)有擺動(dòng)體，所述擺動(dòng)體上方設(shè)有扇形齒，所述擺動(dòng)體下方連接有電極，所述扇形齒與所述直齒輪機(jī)構(gòu)相互嚙合;所述直齒輪機(jī)構(gòu)通過(guò)直齒輪芯軸以及直齒輪軸承與所述本體活動(dòng)連接，所述擺動(dòng)體通過(guò)擺動(dòng)體芯軸以及擺動(dòng)體軸承與所述本體活動(dòng)連接。
[0015]進(jìn)一步的，所述蝸桿采用雙螺距漸厚蝸桿。
[0016]進(jìn)一步的，所述蝸桿蝸桿齒的左、右兩側(cè)面具有不同的齒距，而同一側(cè)面的齒距則是相等的。
[0017]進(jìn)一步的，所述蝸桿的端部還設(shè)有調(diào)整墊片。
[0018]進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)軸和主軸的端部還設(shè)有ENC0DERH-90型旋轉(zhuǎn)編碼器。
[0019]進(jìn)一步的，所述傘齒輪機(jī)構(gòu)包括兩只相互嚙合的螺旋式的第一傘齒輪和第二傘齒輪。
[0020]進(jìn)一步的，所述直齒輪機(jī)構(gòu)包括兩片直齒輪，且相互之間用彈簧錯(cuò)開。
[0021]進(jìn)一步的，所述扇形齒的弧度為110°。
[0022]有益效果:本發(fā)明所述的一種主軸擺動(dòng)式五軸數(shù)控電火花成型機(jī)床，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，通過(guò)采用附加A/B軸的多軸數(shù)控電火機(jī)機(jī)床結(jié)構(gòu)，加工精確度高、控制方便且工藝更加集中，可有效減少裝夾次數(shù)，可為復(fù)合、復(fù)雜型面的模具加工提高精度以及效率，具有重要的發(fā)展前景。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明的機(jī)床整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的搖擺機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的蝸桿原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1所示的一種主軸擺動(dòng)式五軸數(shù)控電火花成型機(jī)床，包括機(jī)床底座I，滑枕3，旋轉(zhuǎn)體4，旋轉(zhuǎn)軸5，主軸7，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及工作臺(tái)10，所述機(jī)床底座I上設(shè)有滑動(dòng)軌道2，所述滑動(dòng)軌道2上活動(dòng)設(shè)有滑枕3，所述滑枕3的一端部連接有旋轉(zhuǎn)體4，所述旋轉(zhuǎn)體4通過(guò)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)軸5連接有主軸7，所述主軸7下端連接有電極8，所述電極8下方設(shè)有工作臺(tái)10。
[0025]如圖2所示的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括蝸輪11，蝸桿12，夾緊套15，箱體6以及壓板17，所述箱體6上設(shè)有進(jìn)油口 13、泄油口 14，所述夾緊套15環(huán)向設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸5上，所述壓板設(shè)置在所述箱體6的端部。
[0026]在對(duì)工件指定角度的特征進(jìn)行加工時(shí)，由于回轉(zhuǎn)部件所承受力的不平衡，僅靠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常不能滿足工件所需的定位精度要求。需要具備回轉(zhuǎn)部件的定位夾緊功能。回轉(zhuǎn)部件中使用定位夾緊機(jī)構(gòu)，不但能夠?yàn)榛剞D(zhuǎn)部件提高較高的定位精度，還能夠轉(zhuǎn)移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的受力，將力傳遞給滑枕，使得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)得到釋放，從而保證回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具有$父尚的傳動(dòng)剛性，明顯提尚機(jī)床耐重切削的能力。
[0027]該機(jī)床的A/B軸是一種任意角度的回轉(zhuǎn)部件，采用夾緊套環(huán)抱式夾緊方式。當(dāng)壓力油從進(jìn)油口進(jìn)入，作用于夾緊套時(shí)，通過(guò)夾緊套與回轉(zhuǎn)軸之間產(chǎn)生的摩擦力矩對(duì)回轉(zhuǎn)軸進(jìn)行角度定位的夾緊。這樣的機(jī)構(gòu)，夾緊力矩大，結(jié)構(gòu)緊湊，不會(huì)產(chǎn)生軸向推力，也不會(huì)產(chǎn)生扭曲。而且將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和夾緊系統(tǒng)很好地融合在一起，從而獲得理想的夾緊效果。
[0028]如圖3所示的搖擺機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置的本體81，伺服電機(jī)82，傘齒輪機(jī)構(gòu)，直齒輪機(jī)構(gòu)，擺動(dòng)體89以及電極8，所述伺服電機(jī)82安裝于所述本體81的內(nèi)腔，所述伺服電機(jī)82下部連接有傘齒輪機(jī)構(gòu)，所述傘齒輪機(jī)構(gòu)下方設(shè)有直齒輪機(jī)構(gòu)，所述直齒輪機(jī)構(gòu)下方設(shè)有擺動(dòng)體89，所述擺動(dòng)體89上方設(shè)有扇形齒，所述擺動(dòng)體89下方連接有電極8，所述扇形齒與所述直齒輪機(jī)構(gòu)相互嚙合;所述直齒輪機(jī)構(gòu)通過(guò)直齒輪芯軸87以及直齒輪軸承86與所述本體81活動(dòng)連接，所述擺動(dòng)體89通過(guò)擺動(dòng)