CN1014305B - 有固定工作台和可降电介液工作容器的电火花机床 - Google Patents

Abstract

电火花加工机床有机床直柱和工作台的共用壳体框架，上面安装水平工作台台板，形成一个整体的角形固定组件，在它的背表面上（工作容器后壁）有垂直壁件。固定组件和一个上部位置由前壁及两侧壁组成的基本剖面为C形的垂直活动组件配合的静态工作的密封件，形成一个电介液工作容器。固定组件的后壁件制成一个壳体，其中有电介质排放口和烟道气抽吸口，和机床直柱中的相应管件固定。

Description

本发明有关一种有固定工作台和电介液工作容器的电火花机床，通过将一个固定组件和至少一个活动组件连接，可以把工作容器放置在机床上。固定组件中有一个工作台台板，当机器运转时，至少形成工作容器底部的一个部分。

上述机械在传统的电火花机，或称电火花机床中都属于已知范畴。这种机械的固定工作台的主要功能，是保证有高度的稳定性，从而有高工作精度，虽然在工具电极和工件之间，有相当大的局部作用力存在。在已知的电火花机床中，把承放工作台台板的工作台，构造成一个立柱，独自支撑在机床的底盘上，并和机床的直柱分离。固定组件包括工作台台板。活动组件包括一个闭合的偏置薄板金属架体，用套筒的形式围绕立柱，而同时装有一个密封件密封。活动组件可以沿立柱垂直活动，在升高的状态时，形成电介液工作容器的各侧壁。传统机械中的缺点是力线轨迹过长，在机床的直柱部分和工作台之间的连接表面面积相当小，并且在活动组件和作活动组件滑轨的工作台之间，必须使用动态密封件。由于工作台台板悬伸在工作台的上方，在更换动态密封件时，在进一步对工件加工前，必须首先将工作台台板拆卸，这样，为了工作精确，要求反复给工作台台板调节和定位。所有这些不利因素的结果降低了加工的精度。

在德国专利第2514899号（伯克（Bock））中，叙述了一种有可降电介液工作容器的电火花机床。这工作容器有一个可垂直活动的容器部 分，其形状为一个完全的容器，但是没有后壁而有一个后导向板。敞口的容器部分的相邻表面，和导向板，设有动态工作的密封件。工作容器的底部固定在工作台下面的导向板上，并伸到工作容器内。在最前面提到的已知电火花机床中，活动工作部分可以下降到工作台台板上边缘的下面，这样便可以全无障碍地接触到工件和工具。然而，这电火花机床不能提供高精度所需的充分的稳定性。因此，便用一个后部的主轴套，把工作台台板或工作台和导向板固定。导向板又用水平拖板和垂直拖板和机床的直柱连接，因此，在这种电火花机床中是没有固定的工作台的。

此外，有活动的工作台和其上装有活动部分的工作容器的电火花机床，在德国专利第1565371号（通用电气公司（AEC）DE-OS    2257138号（日内瓦物理仪器学会（societe    Genevoise    d′Instruments    de    physique））和美国专利第3，542，993号（巴克）（Buck）中都有提到。

DE-3303758公开了一种电火花机床，它和上述的电火花机床基本上是同一类的，它克服传统电火花机床的上述缺点是通过使垂直的机床直柱的前壁同时作为工作容器的固定后壁，而只有工作容器的其余的壁部能在垂直方向上下移动。这允许自由地接近机床工作台，从而改进了自动工作工艺。同时，这种电火花机床使机床刚度提高。此外，要注意的是，这种机床的工作容器的可活动的壁部最好被连成一体，并能被连续地移动然后被固定在不同的高度上。还有，这些可移动的壁部能被放低到低于机床工作台台板的高度。在这种电火花机床中，密封装置最好使用膨胀式密封件，即例如一个可膨胀的管子所组成的。但是，这种电火花机床并没彻底解决传统电火花机床的上述问题，例如由于电介液直接和直柱前壁接触，热应力就会使精度降低。

本发明的目的是改进前面提到的各种型式的电火花机床，特别是提高它们的工作精度，同时保留该型式的大部分优点。

为了达到上述目的，按照本发明的一种有固定工作台和可降电介液工作容器的电火花机床包括：一个固定的机床工作台，一个能装在该工作台上的盛放电介液的工作容器，该工作容器由一个固定组件连接着至少一个活动组件而组成，固定组件包括形成至少工作容器底部一部分的机床工作台台板，本发明的特征是，该固定组件还包括一个面向机床直柱的主要形成工作容器后壁的固定壁部。

一个直接朝向机械支座的固定后壁的结构完全不影响接触工件或工具。还不需要在工作台和机械的直柱之间留空隙，供工作容器壁作垂直方向的活动用，而在已知的电火花机床上则有需要。因此，在本发明的电火花机床上，工作台可以直接安装在机床的直柱上。这样便可能使工作台和机床的直柱之间有一个大面积的连接。假如工作台的上部也和机床直柱连接，那么就可能造成一个较短的闭合力线轨迹。这样就给予电火花机床以高稳定性，而为高工作精度的重要条件。

最好固定组件是一个整体结构。在用基本为平行六面体形状的工作容器时，则有基本为两个邻接的长方形表面的形状。

在另一个理想的实施方案中，把所有的活动组件连接，形成一个整体的组件。其优点是把密封问题尽量减少到少数几个表面上。有比较稳定的工作容器2是另外一个优点。由于表面元件和作为工作容器活动侧壁的壁部相连，作为工作容器部分底部和工作容器后壁的表面元件，在上述容器组装后，与固定组件相邻，这样，工作容器的稳定性又可以进一步提高。本发明技术构思的另一个发展，是使活动组件可以沿导轨在垂直方向上滑动。导轨最好在工作台的两侧，和机床的直柱固定。这也有助于提高电火花机床的整体稳定性，可以对工件和工具电极作迅速而自由的接触。

对本发明提出的机床还可以作进一步的发展，在固定组件的固定后壁上，在相应的点（最好在中线的上端和下端）上，都设有出口，作抽 吸烟道气体和排出电介液用。这些开口可以和机床直立床身的相应管件固定，而在先有技术领域中这是难以做到的。

根据本发明提出的一种电火花机床的另一种理想的结构中，把作为工作容器后壁的固定组件的壁部设计成一个壳体，其中放纳工作容器运转（有如作洗涤或抽气位置，类型和量，温度，液高，充注和排放控制等等）所必须的供给装置和排出装置。热应力和伴随的工作误差可以得到避免，至少也可大大降低，因为壳体和机床的直柱前壁在空间上分离。由于工作台台板在工作台的侧面及外部表面的上方悬伸，可以减少沉降的腐蚀材料在工作台基准平面中的定中元件和夹紧元件上造成污染。这样就可以采用最高等质量、有高精度的组件，诸如液压机械夹具，套筒夹头等等。

本发明还有可能用高聚合物混凝土制度机床立柱和机床直座的一个共用壳体框架，框架的空穴中，用轻质的填料填充作为核心以提高稳定性，轻质填料有如聚苯乙烯或聚氨基甲酸酯等。这个措施可以提高机床的稳定性。

本发明各实施方案，将在下文中参照附图作更详尽的叙述，附图内容简单介绍如下：

图1为第一实施方案的透视图，其中部分分解成功能组。

图2和图3为形成工作容器所需的组合件的各实施方案。

图4为第一实施方案主要组合件的正视和侧视图，活动组件的一个图表示和固定组件连接的位置，另一个图表示脱离固定组件完全下降的位置。

图5至图8表示在固定组件和活动组件之间固定一种密封条的各种可行方法。

图9为另一种实施方案通过机床直柱，工作台和工作容器的垂直剖视图，工作容器的供给管和排放管放在机床直柱内。

图10为活动组件导向和驱动的另一实施例。

附图中的实施方案有一个机床直柱1，上面承放一个中间拖板7，在床身上纵向滑动。这拖板上有可横向移动的横梁8，横梁的前面放置工作头9，工作头上有可伸缩的主轴套10。工作台3设置在机床直柱1的前方。

根据图9里的实施方案，机床直柱1和工作台3有一个共同的高聚合物混凝土壳体框架36，其空穴用聚氨基甲酸酯核心料16填充。这可带来高度的稳定性。管子17，18从机床直柱1的中心通过，用以排放工作容器里的电介液和抽吸烟道废气。这些管子还可以对机床直柱1作辅助加强，起着良好的核心作用，并取得有利的对称热膨胀。

有一个有“L”形垂直剖面的整体（固定）组件13，在工作台上固定，悬伸在工作台的侧面及外部表面的上方。组件13主要有一个水平工作台台板，工作台板5和一个垂直后壁件，和机床直柱1直接相邻。工作台台板5主要作为下面将要叙述的电介液工作容器的底部，而垂直壁部主要作为该工作容器的后壁6，机床工作台台板5，用工作台3上的定中元件14和夹定元件15固定，使工作台台板5的下表面在基准平面12内（参见图4和图9）。在机床直柱1和L形或角形固定组件13的后壁件6之间有一个间距23，其空气垫用于和机床的立柱1绝热。

在举例的实施方案中，有一个基本为平行六面体的工作容器，这工作容器由角形固定组件13，和一个补充活动组件4组装而成。活动组件4有一个基本为C形的剖面，包围整个工作容器的前壁19和两个侧壁20。活动组件4可以沿滑轨2在垂直方向上活动。活动组件在上升的状态时，和固定组件13作有密封的接触，从而形成容放电介液的工作容器。

静态工作密封件11可以用一种流体，例如用充气操纵，也可以利用弹性橡胶密封成形条，密封固定组件和活动组件之间的界面区。密封件可以通过粘接，夹定，或压入定形槽座里等等的方法，固定在与前壁和 侧壁19，20（见图3，5-8）连接的活动组件4底部和后壁部分上的垂直法兰35上，或者固定在固定组件13（见图2）的相应侧表面上。

固定组件13作为容器后壁6的组成部分，作为一个壳体24，用以容放工作容器运转时所需要的全部供给装置和排放装置。烟道废气出口22设在壳体24的中心，从壳体的上表面上通过，而其底表面上有一个出口21，作电介液的排放和供给用。这两个出口用法兰等和机床直柱1的床身中的上述相应管子17，18固定。

可在垂直方向上活动的组件4在顶部上承放一个全向接触安全装置28，而两侧壁20的后端，各用两个轴套25在垂直滑轨2上滑动。滑轨2作成管形滑轨26，固定在机床直柱1的前方，在工作台3的两侧对称布置，使C形框架下降时，接触安全装置28的上边缘仍在工作台台板5的上边缘下面。用垫块27保持机床直柱1和管形滑轨26之间的间距。为使有c形框形状的组件4活动，可以采用已知形式的驱动系统使它作纵向活动，例如螺纹轴29，连续张紧装置（钢丝绳，张紧链，张紧带等），气压或液压提升动力缸，直线驱动装置等等。图10所示的实施方案表示综合导向和驱动。两个管形滑轨26上设有长形槽孔，各有螺纹轴29，螺纹轴可以从外部驱动，以可旋转的方式安装在管形滑轨内。这螺纹轴和一个相应的升降螺母33连接，螺母33放在活塞34的下面，活塞和塑料滑动导向器32同时在管形滑轨26的内部工作。活塞34可以借助于螺纹，通过长形槽孔，旋拧在沿管形滑轨26外壁滑动的轴套25上。有一个齿轮制动电机31，和一根螺纹轴29的基部端连接。从工作台3的开孔37中通过的有齿皮带30，用于把两个螺纹轴29保持同步。

与此相反，可以将轴套通过内螺纹和螺纹轴29直接连接，并可以沿管形滑轨26的内表面活动。轴套用从管形滑轨26上的长形槽孔伸出的连接件固定在活动组件4上。在这个实施方案中轴套中还有起重螺母的结构。

Claims (12)

1、一种有固定工作台和可降电介质液工作器的电火花机床，包括：

a)一个固定的机床工作台(3)，

b)一个能装在该工作台上的盛放电介液的工作容器，该工作容器由一个固定组件(13)连接着至少一个活动组件(4)而组成，

b1)固定组件(13)包括形成至少工作容器底部一部分的机床工作台台板(5)，

本发明的特征是，

b2)该固定组件(13)还包括一个面向机床直柱(1)的主要形成工作容器后壁(6)的固定壁部。

b3)该活动组件(4)包括靠近该固定组件(13)的作为工作容器底部一部分和作为工作容器后壁(6)一部分的部分。

2、如权利要求1的电火花机床，其特征为该活动组件（4）具有能沿着装在机床工作台（3）两侧的机床直柱（1）上的滑轨（2）垂直移动的轴套（25），其中

a）该轴套（25）和滑轨（2）中带垂直长槽孔的管形滑轨（26）的内壁相配合，管形滑轨内部各有以可旋转的方式安装的螺纹轴（29），该螺纹轴可从外部驱动，

b）该轴套（25）有内螺纹和该螺纹轴（29）配合，

c）该轴套（25）通过从长槽孔中伸出的连接件连接在活动组件（4）上。

3、如权利要求1的电火花机床，其特征为该活动组件（4）具有能沿着装在机床工作台（3）两侧的机床直柱（1）上的滑轨（2）垂直移动的轴套（25），其中

（a）该轴套（25）和该滑轨（2）中带垂直长槽孔的管形滑轨（26）的外壁相配合，管形滑轨内部有以可旋转的方式安装的螺纹轴（29），该螺纹轴可从外部驱动，该螺纹轴和一个起重螺母（33）配合，该起重螺母（33）放在一个活塞（34）的下面，该活塞上设有塑料滑动导向器（32），并在管形滑轨（26）的内部工作，

（b）该轴套通过长形槽孔和活塞（34）相连，并和活动组件（4）固定。

4、如权利要求2或3的电火花机床，其特征为该两根螺纹轴（29）通过从机床工作台（3）的一个孔口（37）穿出的有齿循环皮带（30）互相连接，该螺纹轴（29）的基部连接着齿轮制动电机（31）。

5、如权利要求1的电火花机床，其特征为作往复式连接的固定组件和/或活动组件的各表面上设有密封件。

6、如权利要求5的电火花机床，其特征为密封件用粘接，夹定或压入相应形状的槽座固定。

7、如权利要求5或6的电火花机床，其特征为密封件是一个静态工作的密封件，其中有一个成形的弹性橡胶体，或者一根可充气的软管。

8、如权利要求1的电火花机床，其特征为固定组件（13）的后壁件（6）在上表面上设有烟道气抽吸口，在下表面上设有电介液排放口，两个出口都和机床直柱中的相应管件（17，18）固定。

9、如权利要求1的电火花机床，其特征为将后壁件（6）制成一个壳体（25），其中容纳工作容器工作所必须的供给装置和排放装置。

10、如权利要求1的电火花机床，其特征为机床直柱和工作台用一种高聚合物混凝土制造的一个共同壳体框架，其空穴用一种轻质填充料作核心料填充。

11、如权利要求10的电火花机床，其特征为该轻质填充料为聚苯乙烯。

12、如权利要求10的电火花机床，其特征为该轻质填充料为聚氨基甲酸酯。

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