CN101913003A - 微细阵列孔在线卧式电火花加工的专用夹具 - Google Patents

Abstract

一种微细阵列孔在线卧式电火花加工的专用夹具，包括工作液喷油管(10)、夹具基板(12)、夹具覆盖板(13)、工件上压板(14)、工件下压板(15)和紧固件，其特征在于，夹具基板(12)垂直固定在机床丝架上，工件上压板(14)和工件下压板(15)将用于加工阵列孔的阵列孔工件(16)夹持在两者之间，夹具覆盖板(13)和夹具基板(12)通过上下压板紧固螺钉螺母(17)将工件上压板(14)、工件下压板(15)和工件(16)装夹在其中，所述紧固件包括双头螺柱及螺母(11)和上下夹板紧固螺钉螺母(17)，双头螺栓螺母(11)将专用夹具整体紧固在机床丝架上；工作液喷油管(10)与在夹具基板(12)和夹具覆盖板(13)之间设置的沟槽通道相连。

Description

微细阵列孔在线卧式电火花加工的专用夹具

技术领域

本发明涉及微细阵列孔电火花加工时的工件及电极材料的装夹固定，具体为利用静电感应给电方法加工微细阵列孔的加工装置提供专用的配套夹具。

技术背景

微细阵列电极及阵列孔一直是超精密和微细加工技术等领域备受关注的对象。随着人们对微小模具、微细喷嘴及生命医学传感器等微小器件需求的增加，微细阵列电极及阵列孔的加工能力也迫切需要加以提高。在微细加工领域，一般有LIGA、MEMS和微细电火花等加工方法，但是由于LIGA和MEMS昂贵的加工成本以及较为受限的加工对象，使得微细电火花加工方法成为了首选的加工方法。

利用微细电火花线切割加工微细阵列电极，之后再用所加工的阵列电极利用微细电火花加工进行阵列孔的加工被认为是一种经济高效的可行方案。但是将在线切割加工机床上加工完成的微细阵列电极再在电火花加工机床上进行重新装夹是非常困难的，而且二次装夹也使其位置精度难以得到保证。为此，有必要实现微细阵列电极及阵列孔的一体化在线加工，此外，传统的电火花加工方式为主轴立式加工，在进行阵列孔加工时，加工间隙中的放电屑不易排出，放电状态不稳定，影响了阵列孔的加工精度和加工质量。

为实现在微细电火花线切割机床上加工阵列电极并在线一体式卧式加工阵列孔，必须有适用于该加工方法的专用夹具。

发明内容

本发明为一种用于微细阵列孔电火花加工的专用夹具，它用于在微细电火花线切割机床上利用在线卧式电火花加工阵列孔时对工件及电极材料进行装夹固定。

本发明的微细阵列孔在线卧式电火花加工的专用夹具包括工作液喷油管、夹具基板、夹具覆盖板、工件上压板、工件下压板和紧固件，其特征在于，夹具基板垂直固定在机床丝架上，工件上压板和工件下压板将用于加工阵列孔的阵列孔工件夹持在两者之间，夹具覆盖板和夹具基板通过上下压板紧固螺钉螺母将工件上压板、工件下压板和工件装夹在其中，所述紧固件包括双头螺柱及螺母和上下夹板紧固螺钉螺母，双头螺栓螺母将专用夹具整体紧固在机床丝架上；工作液喷油管与在夹具基板和夹具覆盖板之间设置的沟槽通道相连，以将工作液输送到沟槽通道中，以幕布方式均匀漫过工件表面，在工件表面形成幕布式淋液。

根据本发明，夹具基板和夹具覆盖板为绝缘材质，保证了机床丝架与阵列孔工件之间的绝缘。

根据本发明，工件上下压板根据阵列孔加工工作窗口的不同有不同的系列，通过更换不同系列的工件上下压板可以改变阵列孔加工工作窗口的大小。

本配套夹具具有制造简单，成本低，易于装夹，装夹精度高，夹具结构有利于工作液对放电屑的排除，有利于放电状态的稳定，易于推广使用的特点。并且本配套夹具的拓展性强，可为集成微细电火花线切割、电火花在线卧式加工微细阵列孔、电火花卧式加工微小轴孔等的电火花卧式加工复合机床的开发提供现成的夹具设计方案。

附图说明

图1阵列电极及阵列孔在线卧式加工配套夹具安装布局图；

图2阵列电极和阵列孔加工区域示意图；

图3阵列孔卧式加工夹具侧视图；

图4阵列孔卧式加工夹具三视图；

图5阵列孔卧式加工夹具爆炸图；

图6阵列孔卧式加工夹具淋液方式示意图；

图7阵列孔加工工作窗口示意图。

具体实施方法

如图1所示，阵列孔专用夹具竖直安装在机床丝架上，与机床工作台的X轴有足够的垂直度，与Y轴有足够的平行度；阵列电极专用夹具水平安装在机床工作台上，在工作台的驱动下可以在机床电极丝和阵列孔工件附近作X、Y方向移动。

如图1-5所示，阵列孔卧式加工夹具是由工作液喷油管10、夹具基板12、夹具覆盖板13、工件上压板14、工件下压板15和紧固件组成，紧固件包括双头螺柱及螺母11和上下夹板紧固螺钉螺母17。具体位置关系如图7、8所示，夹具基板12垂直固定在机床丝架上，机床本身的丝架与工作台具有很高的垂直度和平行度；工件上压板14和工件下压板15将用于加工阵列孔的阵列孔工件16夹持在两者之间，夹具覆盖板13和夹具基板12通过上下压板紧固螺钉螺母17将工件上下压板和工件装夹在其中，然后拧紧双头螺栓螺母11将夹具整体紧固在丝架上，保证工件和丝架正面的水平；工作液喷油管10将工作液输送到在夹具基板和夹具覆盖板之间设计的沟槽通道中，在工件表面形成幕布式淋液；夹具基板12和夹具覆盖板13为绝缘材质，保证了机床丝架与阵列孔工件16之间的绝缘。

阵列孔卧式夹具的特别之处在于：

(1)卧式装夹设计使阵列孔在线卧式加工成为了可能；

(2)如图6所示，工作液喷油管配合垂直沟槽通道形成的特殊淋液方式，实现了阵列孔工件的非浸入式双面淋液，工作液在工件表面上以幕布的方式均匀漫过工件表面，有效地减小了工作液的冲击力在微小结构件的放电加工过程中的不利影响；

(3)如图7所示，通过更换不同系列的工件上下压板可以改变阵列孔加工工作窗口的大小，这样可以保证工作窗口的尺寸与不同厚度的阵列孔工件相配。较薄的工件采用较小工作窗口的压板，以避免放电加工中的电磁力造成的阵列孔工件局部微小与变形，保证有效的电火花加工放电间隙和稳定的放电状态。本发明的具体实施包括两部分：阵列电极方形棒料工件的装夹和阵列孔工件的装夹。

本夹具对工件材料准备工作的要求：阵列孔工件材料要求上下平面高度平行，厚度允许范围0.01～0.5mm，长宽范围为(20±2)×(8±2)mm。

阵列孔工件装夹的具体实施办法为：根据待加工工件的厚度选择与其匹配的工件上下压板；将工件片料16用工件上压板14和工件下压板夾持之后并固定在夹具基板12和夹具覆盖板13之间，并通过上下夹板紧固螺钉螺母17进行紧固压紧；用双头螺柱螺母11将夹具装夹固定到机床丝架上的相应位置，保证三组双头螺柱螺母11的预紧力一致；将工作液喷油管10插入到夹具基板12和夹具覆盖板13之间的沟槽通道里。至此，阵列孔工件的装夹完成。

Claims (3)

1.一种微细阵列孔在线卧式电火花加工的专用夹具，包括工作液喷油管(10)、夹具基板(12)、夹具覆盖板(13)、工件上压板(14)、工件下压板(15)和紧固件，其特征在于，夹具基板(12)垂直固定在机床丝架上，工件上压板(14)和工件下压板(15)将用于加工阵列孔的阵列孔工件(16)夹持在两者之间，夹具覆盖板(13)和夹具基板(12)通过上下压板紧固螺钉螺母(17)将工件上压板(14)、工件下压板(15)和工件(16)装夹在其中，所述紧固件包括双头螺柱及螺母(11)和上下夹板紧固螺钉螺母(17)，双头螺栓螺母(11)将专用夹具整体紧固在机床丝架上；工作液喷油管(10)与在夹具基板(12)和夹具覆盖板(13)之间设置的沟槽通道相连，以将工作液输送到沟槽通道中，以幕布方式均匀漫过工件(16)表面，在工件表面形成幕布式淋液。

2.如权利要求1所述的专用夹具，其特征在于，夹具基板(12)和夹具覆盖板(13)为绝缘材质，保证了机床丝架与阵列孔工件(16)之间的绝缘。

3.如权利要求1-2中的一项所述的专用夹具，其特征在于，工件上下压板(14、15)根据阵列孔加工工作窗口的不同有不同的系列，通过更换不同系列的工件上下压板(14、15)可以改变阵列孔加工工作窗口的大小。

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