CN101774051B - 斜小孔电火花加工装置及调整电极位置和角度的方法 - Google Patents

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CN101774051B CN2010101131473A CN201010113147A CN101774051B CN 101774051 B CN101774051 B CN 101774051B CN 2010101131473 A CN2010101131473 A CN 2010101131473A CN 201010113147 A CN201010113147 A CN 201010113147A CN 101774051 B CN101774051 B CN 101774051B
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Abstract

一种斜小孔电火花加工装置,包括联接体、电极偏转轴、定位夹紧螺钉、固紧螺帽、定位轴和空心小孔电极。电极偏转轴的连接杆位于联接体的矩形槽孔内;定位轴的等径端位于电极偏转轴的轴孔内固紧;橡胶密封件位于电极偏转轴轴孔内;空心小孔电极穿过钻夹头装入定位轴中。本发明根据斜小孔与X轴或Z轴夹角,利用联接体上的刻度,初调电极与X轴或Z轴的夹角β,并沿着Z轴负方向或X轴正方向移动电极,得到电极与X轴或Z轴间的实际夹角β。通过确定斜小孔电极与斜小孔中心C的相对位置,得到机床Z轴及X轴的坐标,克服了现有小孔电火花加工装置存在成本高、周期长、电极定位困难、加工孔位置精度低等问题,实现了0~90度斜小孔的电火花加工。

Description

斜小孔电火花加工装置及调整电极位置和角度的方法
技术领域
本发明涉及机械工程电火花加工技术领域,具体是一种斜小孔电火花加工装置及调整电极位置和角度的方法。 
背景技术
随着科学技术的发展和产品的不断更新,高温合金、硬质合金、钛合金及超高温复合材料等难加工材料的应用越来越广泛,产品结构越来越复杂,许多新产品零件除需电火花型腔加工外,还涉及到电火花小孔加工的问题,对于薄壁零件上多种直径的斜深小孔的加工,主要采用电火花等特种加工手段实现。 
精密数控电火花成型加工机床,凭借其优越的性能,越来越多地在机械加工领域中发挥作用,但这类高精度机床主要用于成型加工和直小孔的加工,却难于实现斜小孔的加工,特别对于零件上不同位置、不同角度及不同直径的斜小孔,如果没有一种专用装置及相应的加工方法,较难实现其加工。目前的高速电火花小孔加工机床,主要用于直孔的加工,对于斜小孔的加工,要通过专用工艺装备及多次装夹零件才能实现,对有些零件甚至无法实现其加工。 
目前的电火花小孔加工装置,以加工直小孔为主。在公告号为CN2044526的实用新型专利中提出了一种GDS型深小孔高速电火花加工装置,是配用在普通电火花成型机床上的小孔加工附件,该附件设计了一种可旋转的钻夹头,利用空心管电极,可在冲液状态下进行难加工材料深小孔的高速加工。 
在专利号为ZL200720058651.1的实用新型专利中提出了一种管电极及其电火花深小孔加工装置,与前述装置的主要区别在于金属管电极外包裹一层起导向作用的绝缘层,具有自导向性和较高的强度,可加工超深小孔。 
这两种装置均与普通电火花成型机床配用,进行深小直孔的加工。对于斜小孔的加工,采用现有装置加工时,要通过专用夹具把斜小孔转化为直孔来加工,而对于无法通过倾斜零件将斜小孔转换为直孔加工的场合,例如中大型环状、桶状零件,其不同表面上的不同角度的斜小孔的加工,利用现有装置及方法则无法实现。 
现有电火花小孔加工装置,存在以下缺陷不足: 
1.加工斜小孔角度难以调整,需要专用工艺装备将零件倾斜一定角度来装夹,加工同一零件上不同角度、直径的小孔时,因需要多种不同工装,使加工成本高、周期长;对于复杂件上斜小孔时,甚至存在电极干涉问题,使得有些斜小孔无法加工。 
2.对于复杂形状零件上的斜小孔的加工,电极定位困难,孔中心位置精度难以保证,加工孔的角度误差一般在±30分; 
3.小孔加工装置与电火花机床主轴通过螺栓联接,调整安装工作繁琐、效率低,不便于与精密数控电火花成型加工机床(这类机床主轴上一般配有3R系统)配用。 
发明内容
为克服现有技术中存在的加工成本高、周期长、电极干涉,以及孔中心位置精度难以保证、与精密数控电火花成型加工机床配用不便的不足,本发明提出了一种斜小孔电火花加工装置及调整电极位置和角度的方法。 
本发明包括联接体、电极偏转轴、定位夹紧螺钉、进油嘴、橡胶密封件、固紧螺帽、定位轴、钻夹头和空心小孔电极。电极偏转轴的连接杆位于联接体的矩形槽孔内,并通过定位夹紧螺钉夹紧定位。定位轴的等径端位于电极偏转轴的轴孔内,并通过固紧螺帽固紧。橡胶密封件位于电极偏转轴轴孔内;空心小孔电极穿过钻夹头及橡胶密封件的内孔装入定位轴中。进油嘴位于电极偏转轴中部。 
所述的联接体上有定位夹紧螺钉的安装孔;在联接体一端的端面中心有偏转轴连接杆的安装孔;联接体的矩形槽孔两侧有刻度盘;该矩形槽孔的尺寸同偏转轴连接杆的外形尺寸。 
所述的偏转轴一端的中心有用于定位轴的安装孔;定位轴安装孔内中部的台阶形成了橡胶密封件的定位面;橡胶密封件的定位面距孔口处的距离同橡胶密封件与定位轴等径段的长度之和;在定位轴安装孔孔底部一侧的孔壁上有进油嘴的螺纹安装孔;偏转轴的连接杆中部有径向贯通的连接孔;偏转轴中空回转体一端端头的外圆周表面有外螺纹。 
所述的固紧螺帽中心有定位轴的过孔;固紧螺帽一个端面环中心孔有轴向凸出的螺纹挡肩,该螺纹挡肩的内径同偏转轴的外径,并与偏转轴的中空回转体一端端头的外螺纹配合。 
所述的定位轴的中部,环定位轴的圆周有径向凸出的轴肩,该轴肩的外径同固紧 螺帽上挡肩的内径,并且两者之间间隙配合;以定位轴的轴肩为界,轴肩一侧的定位轴杆为等径圆,另一侧的轴杆为锥形,其锥度同钻夹头的锥度。 
本发明还提出了一种利用斜小孔电火花加工装置调整电极位置和角度的方法,该方法包括如下具体步骤: 
步骤1,装夹并找正零件; 
步骤2,将斜小孔电火花加工装置通过联接体装夹在机床主轴的弹性夹头上,松动定位夹紧螺钉,旋转电极偏转轴,根据要求的斜小孔与X轴或Z轴夹角,利用联接体上的刻度盘与电极偏转轴上的刻线,初调电极与X轴或Z轴的夹角β,预紧定位夹紧螺钉; 
步骤3,根根据加工孔径要求,安装橡胶密封件和电极; 
步骤4,旋转机床主轴,使电极轴线与联接体所处平面平行于XZ平面,并找正Y向; 
步骤5,确定电极倾斜角度β。在工件表面上电极下方放置基准球,沿着Z轴负方向或X轴正方向移动电极至电极与基准球接触感知为止,并设置X及Z坐标为零;电极沿着Z轴正方向或X轴负方向移动16mm离开基准球;电极沿X或Z轴正方向移动距离a,并且a=5~10mm;沿Z轴负方向或X轴正方向移动电极至电极与基准球接触,得到Z轴或X轴的坐标值b;电极与X轴或Z轴间的实际夹角β通过下式得到: 
β = arctan b a
比较β与要求的斜小孔与X轴或Z轴夹角,若β>要求的斜小孔与X轴或Z轴夹角,则顺时针或逆时针旋转电极偏转轴;若β<要求的斜小孔与X轴或Z轴夹角,则逆时针或顺时针旋转电极偏转轴;重复上述调整过程,直至电极实际倾斜角β同要求的斜小孔与X轴或Z轴夹角;固紧电极。 
步骤6,确定斜小孔电极与斜小孔中心C的相对位置。斜小孔中心C点在Z轴方向上与零件上表面的距离为L。沿着Z轴负方向移动电极,直到电极与零件上表面接触,形成了E点,则电极端面中心与零件上表面的距离为 
Figure GSB00000819857500032
或 
Figure GSB00000819857500033
设定机床Z轴的坐标为 
Figure GSB00000819857500034
或 
Figure GSB00000819857500035
移动电极至工件外,沿D1圆直径向X轴负方向移动电极,直至与零件外圆周接触,形成了F点,则电极端面中心与外圆周的距 离为 
Figure GSB00000819857500041
或 
Figure GSB00000819857500042
设定机床X轴的坐标为 
Figure GSB00000819857500043
或 
Figure GSB00000819857500044
则加工起始点C的坐标为:Z=0, 
Figure GSB00000819857500045
其中,D为被加工件上斜小孔中心点C处的直径;d为电极直径;D1为被加工件的外径。 
本发明的斜小孔电火花加工装置,采用电极偏转轴结构,在加工斜孔时通过调整电极角度实现斜孔的角度要求,因此不需要专用工装对零件进行翻转,节省了工装的制造成本和时间,也有效解决了现有方法中存在电极干涉的问题;同时采用本发明的角度位置调整方法,可在25分钟内完成所有准备工作,而现有方法完成工装安装、电极调整、电极定位等过程需要1-2个小时,因此采用本发明进行斜小孔的电火花加工时,可明显降低加工成本,缩短加工周期。 
本发明在斜小孔的角度调整上,首先采用偏转轴上刻线与联接体上的刻度盘进行粗调,而后采用本发明提出的角度精确调整方法,运用三角函数进行精确计算,可实现角度的准确测量,解决了装置制造误差对斜孔角度的影响问题,角度精度可达±2分。同时在电极位置的确定上,本发明利用调整好的最终状态的电极与零件上的设计基准进行定位,消除了中间过程的误差,充分利用数控机床的直线导轨高精度特性,可使斜小孔位置精度达到φ0.1mm,有效解决了现有方法中电极定位困难、孔中心位置难于保证的问题。 
本发明装置在与数控电火花机床联接时,采用联接体上圆柱与机床标准弹簧夹头联接的方式,将现有技术中整个安装调整过程需要30分钟左右缩短至1分钟之内完成。靠弹簧夹头的自动定心原理保证安装后联接体与机床工作台的垂直度,提高了安装效率。 
附图说明
图1是斜小孔电火花加工装置结构示意图; 
图2是斜小孔电火花加工装置左视剖面图; 
图3是调整电极位置和角度的原理图; 
图4是实施例二的示意图; 
图5是实施例三的示意图; 
图6是实施例四的示意图; 
图7是联接体1的结构示意图; 
图8是联接体1的左视剖面图; 
图9是电极偏转轴5的结构示意图; 
图10是电极偏转轴5的左视剖面图; 
图11是定位轴7的结构示意图; 
图12是定位夹紧螺钉2的结构示意图; 
图13是固紧螺帽6的结构示意图;其中: 
1.联接体;2.定位夹紧螺钉;3.进油嘴;4.橡胶密封件;5.电极偏转轴;6.固紧螺帽;7.定位轴;8.钻夹头;9.空心小孔电极;10.刻度盘;11.刻线 
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明的斜小孔电火花加工装置的结构和调整电极位置和角度的方法做进一步的详细说明。 
实施例一 
本实施例是一种斜小孔电火花加工装置。如图1和图2所示,该装置包括联接体1、电极偏转轴5、定位夹紧螺钉2、进油嘴3、橡胶密封件4、固紧螺帽6、定位轴7、钻夹头8和空心小孔电极9。 
电极偏转轴5的连接杆位于联接体1的矩形槽孔内,并通过定位夹紧螺钉2夹紧定位。定位轴7的等径端位于电极偏转轴5的轴孔内,并且两者之间间隙配合,并通过固紧螺帽6固紧。橡胶密封件4位于电极偏转轴5轴孔内。空心小孔电极9穿过钻夹头8和橡胶密封件4的内孔装入定位轴7中。进油嘴3位于电极偏转轴5中部。 
联接体1为回转体。联接体1的外圆周为阶梯状,其一端的大直径端上有径向阶梯孔,该阶梯孔的小端为螺纹孔,用于安装定位夹紧螺钉2。在联接体1大直径端的端面中心有轴向的矩形槽孔,并且在该端面矩形槽孔两侧有刻度盘;该矩形槽孔的尺寸同偏转轴5连接杆的外形尺寸。 
偏转轴5由一段中空回转体和一段矩形连接杆组成。偏转轴5的回转体段中心有用于定位轴7的安装孔,并且该定位轴安装孔为台阶孔,孔径同定位轴7的外径;定位轴安装孔内的台阶位于孔的中部,台阶面形成了橡胶密封件4的定位面;橡胶密封件4的定位面距孔口处的距离同橡胶密封件4与定位轴7等径段的长度之和。在定位 轴安装孔孔底部一侧的孔壁上,有径向贯通的进油嘴3的螺纹安装孔。偏转轴5的连接杆中部有径向贯通的连接孔,该连接孔的孔径同定位夹紧螺钉2螺杆的外径;连接杆装入联接体1端面中心轴向矩形槽孔内。偏转轴5中空回转体一端端头的外圆周表面有外螺纹。 
固紧螺帽6为回转体。固紧螺帽6中心有定位轴7的过孔,定位轴7的锥形轴杆穿过该贯通孔。固紧螺帽6一个端面为平面,另一个端面环中心孔有轴向凸出的螺纹挡肩,该螺纹挡肩的内径同偏转轴5的外径,并与偏转轴5的中空回转体一端端头的外螺纹配合。 
定位轴7为中空回转体。在定位轴7的中部,环定位轴7的圆周有径向凸出的轴肩,该轴肩的外径同固紧螺帽6上挡肩的内径,并且两者之间间隙配合。以定位轴7的轴肩为界,轴肩一侧的定位轴杆为等径圆,另一侧的轴杆为锥形,其锥度同钻夹头8的锥度。 
使用时,旋转电极偏转轴5,根据偏转轴上的刻线11和联接体上的刻度盘10,可实现电极在0至±90度内任意角度的偏转,刻度盘10上每小格为5度,每大格为10度。采用该装置进行斜小孔的加工时,高压工作液通过P处进入进油嘴3,到达偏转轴5的内孔中,在橡胶密封件4的作用下,以一定的压力经过空心电极9进入火花放电加工区,有利于电火花加工小孔时的铁屑的排出。 
实施例二 
一种利用实施例一所述斜小孔电火花加工装置,在数控电火花加工机床上加工与X轴夹角为0度的斜小孔时调整电极角度和位置的方法,该方法包括如下具体步骤: 
步骤1,装夹并找正零件; 
步骤2,将斜小孔电火花加工装置通过联接体1装夹在机床主轴的弹性夹头上,松动定位夹紧螺钉2,旋转电极偏转轴5,根据斜小孔与X轴夹角为0度的要求,初调电极与X轴的夹角β;使电极偏转轴上的刻线11对准刻度盘10上+90°位置,预紧定位夹紧螺钉2; 
步骤3,根根据加工孔径要求,安装橡胶密封件和电极; 
步骤4,旋转机床主轴,使电极轴线与联接体所处平面平行于XZ平面,并找正Y 向; 
步骤5,确定电极倾斜角度β。如图4所示,根据零件上斜小孔与X轴夹角为0度的要求,在工件表面上电极下方放置基准球;沿着Z轴负方向移动电极至电极与基准球接触感知为止,并设置X及Z坐标为零;沿着Z轴正方向移动电极至16mm处使电极离开基准球;沿着X轴正方向使电极移动距离a,并且a=10mm;沿Z轴负方向移动电极至电极与基准球接触,得到Z轴坐标值b;电极与X轴的实际夹角β通过下式得到: 
β = arctan b a
比较β与要求的斜小孔与X轴夹角。本实施例中,斜小孔与X轴夹角为0度,若β>0°,则顺时针旋转电极偏转轴5;若β<0°,则逆时针旋转电极偏转轴5;重复上述调整过程,直至电极实际倾斜角β同要求的斜小孔与X轴夹角0度为止;固紧电极。 
步骤6,确定斜小孔电极与斜小孔中心C的相对位置。斜小孔中心C点在Z轴方向上与零件上表面的距离为L。沿着Z轴负方向移动电极,直到电极与零件上表面接触,形成了E点,则电极端面中心与零件上表面的距离为 
Figure GSB00000819857500072
设定机床Z轴的坐标为 
Figure GSB00000819857500073
移动电极至工件外,沿D1圆直径向X轴负方向移动电极,直至与零件外圆周接触,形成了F点,则电极端面中心与外圆周的距离为 
Figure GSB00000819857500074
设定机床X轴的坐标为 
Figure GSB00000819857500075
则加工起始点C的坐标为:Z=0, 
Figure GSB00000819857500076
其中,D为被加工件上斜小孔中心点C处的直径;d为电极直径;D1为被加工件的外径。 
实施例三 
一种利用实施例一所述斜小孔电火花加工装置,在数控电火花加工机床上加工与X轴夹角为30度的斜小孔时调整电极角度和位置的方法,该方法包括如下具体步骤: 
步骤1,装夹并找正零件; 
步骤2,将斜小孔电火花加工装置通过联接体1装夹在机床主轴的弹性夹头上,松动定位夹紧螺钉2,旋转电极偏转轴5,根据斜小孔与X轴夹角为30度的要求,初调电极与X轴的夹角β,使电极偏转轴上的刻线11对准刻度盘10上+60°位置,预紧 定位夹紧螺钉2; 
步骤3,根根据加工孔径要求,安装橡胶密封件和电极; 
步骤4,旋转机床主轴,使电极轴线与联接体所处平面平行于XZ平面,并找正Y向; 
步骤5,确定电极倾斜角度β。如图5所示,根据零件上斜小孔与X轴夹角为30度的要求,在工件表面上电极下方放置基准球,沿着Z轴负方向移动电极至电极与基准球接触感知为止,并设置X及Z坐标为零;沿着Z轴正方向移动电极至16mm处使电极离开基准球;沿着X轴正方向使电极移动距离a,并且a=8mm;沿Z轴负方向移动电极至电极与基准球接触,得到Z轴的坐标值b;电极与X轴的实际夹角β通过下式得到: 
β = arctan b a
比较β与要求的斜小孔与X轴夹角30度,若β>30°,则顺时针旋转电极偏转轴5;若β<30°,则逆时针旋转电极偏转轴5;重复上述调整过程,直至电极实际倾斜角β同要求的斜小孔与X轴夹角30度为止;固紧电极。 
步骤6,确定斜小孔电极与斜小孔中心C的相对位置。斜小孔中心C点在Z轴方向上与零件上表面的距离为L。沿着Z轴负方向移动电极,直到电极与零件上表面接触,形成了E点,则电极端面中心与零件上表面的距离为 
Figure GSB00000819857500082
设定机床Z轴的坐标为 移动电极至工件外,沿D1外圆直径向X轴负方向移动电极,直至与零件外圆周接触,形成了F点,则电极端面中心与外圆周的距离为 
Figure GSB00000819857500084
设定机床X轴的坐标为 
Figure GSB00000819857500085
则加工起始点C的坐标为:Z=0, 
Figure GSB00000819857500086
其中,D为被加工件上斜小孔中心点C处的直径;d为电极直径;D1为被加工件的外径。 
实施例四 
一种利用实施例一所述斜小孔电火花加工装置,在数控电火花加工机床上加工与X轴夹角为90度的斜小孔时调整电极角度和位置的方法,该方法包括如下具体步骤: 
步骤1,装夹并找正零件; 
步骤2,将斜小孔电火花加工装置通过联接体1装夹在机床主轴的弹性夹头上,松动定位夹紧螺钉2,旋转电极偏转轴5,使电极偏转轴上的刻线11对准刻度盘10上+90°位置,预紧定位夹紧螺钉2; 
步骤3,根根据加工孔径要求,安装橡胶密封件和电极; 
步骤4,旋转机床主轴,使电极轴线与联接体所处平面平行于XZ平面,并找正Y向;松动定位螺钉2,旋转电极偏转轴5,根据斜小孔与Z轴夹角为0度的要求,初调电极与Z轴的夹角β,使电极偏转轴上的刻线11对准刻度盘10上0°的位置,预紧定位夹紧螺钉2; 
步骤5,确定电极倾斜角度β。如图5所示,根据零件上斜小孔与Z轴夹角为0度的要求,在工件表面上电极下方放置基准球;沿着X轴正方向移动电极至电极与基准球接触感知为止,并设置X及Z坐标为零;沿着X轴负方向移动电极至-16mm处使电极离开基准球;电极沿着Z轴正方向移动距离a,并且a=5mm;沿X轴正方向移动电极至电极与基准球接触,得到X轴的坐标值b;电极与Z轴的实际夹角β通过下式得到: 
β = arctan b a
比较β与要求的斜小孔与Z轴夹角。本实施例中,斜小孔与Z轴夹角为0度,若β>0°,则逆时针旋转电极偏转轴5;若β<0°,则顺时针旋转电极偏转轴5;重复上述调整过程,直至电极实际倾斜角β同要求的斜小孔与Z轴夹角0度为止;固紧电极。 
步骤6,确定斜小孔电极与斜小孔中心C的相对位置。斜小孔中心C点在Z轴方向上与零件上表面的距离为L。沿着Z轴负方向移动电极,直到电极与零件上表面接触,形成了E点,则电极端面中心与零件上表面的距离为 设定机床Z轴的坐标为+L;移动电极至工件外,沿D1外圆直径向X轴负方向移动电极,直至与零件外圆周接触,形成了F点,则电极端面中心与外圆周的距离为 
Figure GSB00000819857500093
设定机床X轴的坐标为 
Figure GSB00000819857500094
则加工起始点C的坐标为:Z=0, 
Figure GSB00000819857500095
其中,D为被加工件上斜小孔中心点C处的直径;d为电极直径;D1为被加工件的外径。 

Claims (4)

1.一种斜小孔电火花加工装置,其特征在于,所述的斜小孔电火花加工装置包括联接体(1)、电极偏转轴(5)、定位夹紧螺钉(2)、进油嘴(3)、橡胶密封件(4)、固紧螺帽(6)、定位轴(7)、钻夹头(8)和空心小孔电极(9);电极偏转轴(5)的连接杆位于联接体(1)的矩形槽孔内,并通过定位夹紧螺钉(2)夹紧定位;定位轴(7)的等径端位于电极偏转轴(5)的轴孔内固紧;橡胶密封件(4)位于电极偏转轴(5)轴孔内;空心小孔电极(9)穿过钻夹头(8)和橡胶密封件(4)的内孔装入定位轴(7)中;进油嘴(3)位于电极偏转轴(5)中部;
所述的联接体(1)上有定位夹紧螺钉(2)的安装孔;在联接体(1)一端的端面中心有用于安装电极偏转轴(5)的连接杆的所述矩形槽孔;联接体(1)的矩形槽孔两侧有刻度盘;该矩形槽孔的尺寸同电极偏转轴(5)的连接杆的外形尺寸;
所述的电极偏转轴(5)一端的中心有用于安装定位轴(7)的所述轴孔;所述轴孔内中部的台阶形成了橡胶密封件(4)的定位面;橡胶密封件(4)的定位面距孔口处的距离同橡胶密封件(4)与定位轴(7)等径端的长度之和;在所述轴孔孔底部一侧的孔壁上有进油嘴(3)的安装孔;电极偏转轴(5)的连接杆中部有径向贯通的连接孔;电极偏转轴(5)中空回转体一端端头的外圆周表面有外螺纹;
所述的固紧螺帽(6)中心有定位轴(7)的过孔;固紧螺帽(6)一个端面环中心孔有轴向凸出的螺纹挡肩,该螺纹挡肩的内径同电极偏转轴(5)的外径,并与电极偏转轴(5)的中空回转体一端端头的外螺纹配合;
所述的定位轴(7)的中部,环定位轴(7)的圆周有径向凸出的轴肩,该轴肩的外径同固紧螺帽(6)上螺纹挡肩的内径,并且两者之间间隙配合;以定位轴(7)的轴肩为界,轴肩一侧的等径端为等径圆,另一侧的轴杆为锥形,其锥度同钻夹头(8)的锥度。
2.一种利用如权利要求1所述斜小孔电火花加工装置调整电极位置和角度的方法,是加工与X轴成夹角β的斜小孔时的方法,所述的夹角β=30°;其特征在于,具体步骤如下:
步骤1,装夹并找正零件;
步骤2,将斜小孔电火花加工装置通过联接体装夹在机床主轴的弹性夹头上,松动定位夹紧螺钉,旋转电极偏转轴,根据要求的斜小孔与X轴夹角,利用联接体上的刻度盘,初调电极与X轴的夹角β,使电极偏转轴上的刻线对准刻度盘上+60°位置,预紧定位夹紧螺钉;
步骤3,根据加工孔径要求,安装橡胶密封件和电极;
步骤4,旋转机床主轴,使电极轴线与联接体所处平面平行于XZ平面,并找正Y向;
步骤5,确定电极倾斜角度β,在工件表面上电极下方放置基准球,沿着Z轴负方向移动电极至电极与基准球接触感知为止,并设置X及Z坐标为零;电极沿着Z轴正方向移动16mm离开基准球;电极沿X轴正方向移动距离a,并且a=8mm;沿Z轴负方向移动电极至电极与基准球接触,得到Z轴的坐标值b;电极与X轴间的实际夹角β通过下式得到:
β = arctan b a
比较β与要求的斜小孔与X轴夹角,若β>要求的斜小孔与X轴夹角,则顺时针旋转电极偏转轴;若β<要求的斜小孔与X轴夹角,则逆时针旋转电极偏转轴;重复
上述调整过程,直至电极实际倾斜角β同要求的斜小孔与X轴夹角;固紧电极;
步骤6,确定斜小孔电极与斜小孔中心C的相对位置,斜小孔中心C点在Z轴方向上与零件上表面的距离为L;沿着Z轴负方向移动电极,直到电极与零件上表面接触,形成了E点,则电极端面中心与零件上表面的距离为
Figure FSB00000819857400022
设定机床Z轴的坐标为
Figure FSB00000819857400023
移动电极至工件外,沿D1圆直径向X轴负方向移动电极,直至与零件外圆周接触,形成了F点,则电极端面中心与外圆周的距离为
Figure FSB00000819857400024
设定机床X轴的坐标为
Figure FSB00000819857400025
则加工起始点C的坐标为:Z=0,
Figure FSB00000819857400026
其中,D为被加工件上斜小孔中心点C处的直径;d为电极直径;D1为被加工件的外径。
3.一种利用如权利要求1所述斜小孔电火花加工装置调整电极位置和角度的方法,是加工与X轴成夹角β的斜小孔时的方法,所述的夹角β=0°;其特征在于,具体步骤如下:
步骤1,装夹并找正零件;
步骤2,将斜小孔电火花加工装置通过联接体装夹在机床主轴的弹性夹头上,松动定位夹紧螺钉,旋转电极偏转轴,根据要求的斜小孔与X轴夹角,利用联接体上的刻度盘,初调电极与X轴的夹角β,使电极偏转轴上的刻线对准刻度盘上+90°位置,预紧定位夹紧螺钉;
步骤3,根据加工孔径要求,安装橡胶密封件和电极;
步骤4,旋转机床主轴,使电极轴线与联接体所处平面平行于XZ平面,并找正Y向;
步骤5,确定电极倾斜角度β,在工件表面上电极下方放置基准球,沿着Z轴负方向移动电极至电极与基准球接触感知为止,并设置X及Z坐标为零;电极沿着Z轴正方向移动16mm离开基准球;电极沿X轴正方向移动距离a,并且a=10mm;沿Z轴负方向移动电极至电极与基准球接触,得到Z轴的坐标值b;电极与X轴间的实际夹角β通过下式得到:
β = arctan b a
比较β与要求的斜小孔与X轴夹角,若β>要求的斜小孔与X轴夹角,则顺时针旋转电极偏转轴;若β<要求的斜小孔与X轴夹角,则逆时针旋转电极偏转轴;重复上述调整过程,直至电极实际倾斜角β同要求的斜小孔与X轴夹角;固紧电极;步骤6,确定斜小孔电极与斜小孔中心C的相对位置,斜小孔中心C点在Z轴方向上与零件上表面的距离为L;沿着Z轴负方向移动电极,直到电极与零件上表面接触,形成了E点,则电极端面中心与零件上表面的距离为设定机床Z轴的坐标为
Figure FSB00000819857400033
移动电极至工件外,沿D1圆直径向X轴负方向移动电极,直至与零件外圆周接触,形成了F点,则电极端面中心与外圆周的距离为设定机床X轴的坐标为
Figure FSB00000819857400035
则加工起始点C的坐标为:Z=0,
Figure FSB00000819857400036
其中,D为被加工件上斜小孔中心点C处的直径;d为电极直径;D1为被加工件的外径。
4.一种利用如权利要求1所述斜小孔电火花加工装置调整电极位置和角度的方法,其是加工与Z轴成0°夹角的斜小孔时的方法,其特征在于,具体步骤如下:
步骤1,装夹并找正零件;
步骤2,将斜小孔电火花加工装置通过联接体装夹在机床主轴的弹性夹头上,松动定位夹紧螺钉,旋转电极偏转轴,使电极偏转轴上的刻线对准刻度盘上+90°位置,预紧定位夹紧螺钉;
步骤3,根根据加工孔径要求,安装橡胶密封件和电极;
步骤4,旋转机床主轴,使电极轴线与联接体所处平面平行于XZ平面,并找正Y向;松动定位夹紧螺钉,旋转电极偏转轴,根据斜小孔与Z轴夹角为0度的要求,初调电极与Z轴的夹角β,使电极偏转轴上的刻线对准刻度盘上0°的位置,预紧定位夹紧螺钉;
步骤5,确定电极倾斜角度β,在工件表面上电极下方放置基准球,沿着X轴正方向移动电极至电极与基准球接触感知为止,并设置X及Z坐标为零;电极沿着X轴负方向移动16mm离开基准球;电极沿Z轴正方向移动距离a,并且a=5mm;沿X轴正方向移动电极至电极与基准球接触,得到X轴的坐标值b;电极与Z轴间的实际夹角β通过下式得到:
β = arctan b a
比较β与要求的斜小孔与Z轴夹角,若β>要求的斜小孔与Z轴夹角,则逆时针旋转电极偏转轴;若β<要求的斜小孔与Z轴夹角,则顺时针旋转电极偏转轴;重复上述调整过程,直至电极实际倾斜角β同要求的斜小孔与Z轴夹角;固紧电极;
步骤6,确定斜小孔电极与斜小孔中心C的相对位置,斜小孔中心C点在Z轴方向上与零件上表面的距离为L;沿着Z轴负方向移动电极,直到电极与零件上表面接触,形成了E点,则电极端面中心与零件上表面的距离为设定机床Z轴的坐标为
Figure FSB00000819857400043
移动电极至工件外,沿D1圆直径向X轴负方向移动电极,直至与零件外圆周接触,形成了F点,则电极端面中心与外圆周的距离为
Figure FSB00000819857400044
设定机床X轴的坐标为则加工起始点C的坐标为:Z=0,
Figure FSB00000819857400046
其中,D为被加工件上斜小孔中心点C处的直径;d为电极直径;D1为被加工件的外径。
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