CN105598597A - 一种旋转超声振动辅助电磁激励调制高效电弧加工平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种旋转超声振动辅助电磁激励调制高效电弧加工平台，包括大理石工作台、立柱、工作液槽、X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴运动组件、电机、电极等部件。该平台特征是X轴安装在Y轴之上，工作液槽安装在X轴之上，旋转轴通过Z轴衬板和Z轴滑板安装在立柱上。X轴、Y轴上都安装有电机，分别带动各个轴在各自轴向方向运动。该超声振动辅助电磁激励旋转轴由超声发生器、励磁装置、旋转主轴、托架、工作电极等组成。电机通过旋转主轴与旋转接头带动超声发生器与工具电极的旋转，其中安装在励磁装置之上的托架对励磁装置起着托起的作用，保证整个旋转轴在旋转过程中的稳定性，从而提高加工过程的加工效率和加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转超声振动辅助电磁激励调制高效电弧加工平台，通过超声振动与电磁激励对电弧加工进行辅助，调制高效率高精度的电弧加工平台。
背景技术
电弧加工是非接触加工，是在加工过程中利用两极间受激电弧放电群组或电火花放电群组蚀除金属或非金属导电材料的一种非接触加工方法。较电火花加工，电弧加工具有更高的连续能量密度，因此特别适合超硬材料等难加工材料的高效加工。电弧加工可以获得很高的材料去除率，在加工某些特殊材料，如加工镍基高温合金材料时甚至高于高速铣削加工。但由于电弧放电能量密度大，不易控制，加工精度有待提高，因此主要用于大去除量的粗加工阶段。欲使电弧放电实现有效的材料去除加工，关键是有让电弧移动并最后拉断的有效方式，即“断弧机制”。对断弧机制的研究主要集中在“流体断弧机制”、“外加磁场断弧机制”以及“机械运动断弧机制”等单一断弧机制方面。因而基于旋转超声振动辅助电磁激励的复合断弧机制调制高效电弧加工平台的研究非常有意义。
发明内容
一种旋转超声振动辅助电磁激励调制高效电弧加工平台主体构造由Z轴电机(1)，旋转轴电机(2)，旋转主轴(3)，旋转接头(4)，超声发生器(5)，托架(6)，励磁装置(7)，工作液槽(8)，X轴电机(9)，滑板(10)，Y轴(11)，Y轴电机(12)，大理石工作台(13)，X轴(14)，工具电极(15)，立柱(16)，Z轴滑板(17)，Z轴衬板(18)等构成。
该加工平台以大理石工作台(13)为基座，Y轴(11)安装在X轴(14)下方和立柱(16)一起通过深入大理石工作台(13)内部的螺栓安装在大理石工作台(9)上。工作液槽(8)通过螺栓安装在X轴滑板的上方。其中X轴运动组件与Y轴运动组件具有相同的结构，通过滑板(10)相连，呈现90度交叉叠放。X轴(14)、Y轴(11)内部构造由导轨丝杠(18)等构成，主体边缘通过螺栓密封轴璧，内部具有锁紧螺母(20)对导轨丝杠(19)进行固定。X轴(14)、Y轴(11)分别安装有电机，通过导轨丝杠(19)带动Y轴(11)、X轴(14)的纵、横向运动。Z轴(7)通过Z轴滑板(17)与立柱(16)连接，Z轴滑板(17)竖直放置通过螺栓安装在立柱(16)上，Z轴安装在Z轴滑板(17)上，其中Z轴衬板(18)上安装有Z轴电机(1)。超声振动辅助电磁激励旋转轴通过螺栓安装在Z轴衬板(18)上，该超声振动辅助电磁激励旋转轴由旋转轴电机(2)，旋转主轴(3)，旋转接头(4)，超声发生器(5)，托架(6)，励磁装置(7)等构成，通过外加零件相连接，共同组成超声振动辅助电磁激励旋转轴。
该旋转超声振动辅助电磁激励调制高效电弧加工平台采用X轴(14)、Y轴(11)、Z轴三轴联动，且三轴均分别安装有X轴电机(9)，Y轴电机(12)，Z轴电机(1)分别带动各个轴沿着轴向方向行进。其中X轴(14)与Y轴(11)通过滑板相连，且通过安装在各自轴上的电机，可以调控X轴(14)、Y轴(11)在各自正、负方向上的行程，间接可以对安装在X轴(14)之上的工作液槽(8)位置进行调节，从而保证加工过程的精度。Z轴通过Z轴电机(1)实现竖直方向的运动，实现对超声振动辅助电磁激励旋转主轴中的工具电极(15)与工作液槽(8)内加工工件相对位置的调节。
该旋转超声振动辅助电磁激励调制高效电弧加工平台中Z轴为旋转轴，励磁装置(7)安装在托架(6)下方，其中旋转主轴(3)内装嵌有变幅杆，其整体为阶梯型变截面杆结构，端部是与主轴连接的法兰结构，与超声发声器(5)、励磁装置(7)分别通过法兰安装在Z轴内部，但有一部分裸露在外，以供连接相关加工装置。该旋转轴安装有旋转电机(2)，通过旋转主轴(3)与旋转接头(4)带动超声发生器(5)，励磁装置(7)以及工具电极(15)旋转。同时，在旋转轴上加装一个托架(6)，保证整个旋转轴在旋转过程中的稳定性。
附图说明
图1旋转超声振动辅助电磁激励加工平台装配图。
图2X轴构造图。
图3旋转超声振动辅助电磁激励旋转轴。
图4超声发生器主轴。
图5励磁装置。
图中，1Z轴电机2旋转轴电机3旋转主轴4旋转接头5超声发生器6托架7励磁装置8工作液槽9X轴电机10滑板11Y轴12Y轴电机13大理石工作台14X轴15工具电极16立柱17Z轴滑板18Z轴衬板19导轨丝杠20锁紧螺母21发声器安装螺纹22旋转轴托架23超声电源接口24发声器安装法兰25超声旋转主轴26连接孔27安装轴承28旋转主轴电刷29电磁安装螺纹30电磁电源接口31电磁安装法兰32磁轭33极靴34励磁线圈35电极丝安装孔36励磁主轴37衬里
具体实施方式
在图1—5所示的实施例中：包括X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴运动组件、旋转主轴3、超声发生器5、励磁装置7、工作液槽8、大理石工作台13、立柱16等构件。
在整个平台的搭建中，X轴电机9、Y轴电机12分别安装在X轴14、Y轴11上，通过轴内部的导轨丝杠19旋转，带动X轴14、Y轴11在各自轴向方向的运动，从而调节安装在X轴14之上工作液槽8的位置，进而调整工作液槽8中待加工工件的位置。Z轴上同样安装有Z轴电机1，带动Z轴在垂直方向运动，通过Z轴电机1调整工具电极15与待加工工件的相对位置。Z轴的主要部分是回转主轴，采用立式结构，内嵌有超声发声器5、励磁装置7、旋转主轴3，旋转轴电机2安装在旋转主轴3的上方，带动整个旋转超声振动辅助电磁激励旋转轴的转动。超声发声器5通过旋转接头4安装在旋转主轴3的下方，旋转接头通过中空轴内部的发声器安装螺纹21与超声发声器连接，其旋转轴托架22与外部构件相互连接，使超声发声器5安全可靠的旋转，在通过超声电源接口23与外部超声电源的连接发出超声振动。在超声发声器5的下方安装有托架6，分担旋转超声振动辅助电磁激励旋转轴的负重，并且与励磁装置7相连，使励磁装置7工作更加平稳可靠。励磁装置7上有电磁电源接口30，通过外部电磁电源的连接，励磁装置7产生电磁场，作用于电弧加工过程。励磁装置7通过电磁安装螺纹29与托架6相连，在励磁装置7中有电极丝安装孔35，该电极丝安装孔35加工成螺纹孔，在电极丝安装孔25处，用螺纹配合安装电极丝进给机构，安装工具电极15。
Claims (3)
1.一种旋转超声振动辅助电磁激励调制高效电弧加工平台，其特征在于：该加工平台的主体构造由Z轴电机(1)，旋转轴电机(2)，旋转主轴(3)，旋转接头(4)，超声发生器(5)，托架(6)，励磁装置(7)，工作液槽(8)，X轴电机(9)，滑板(10)，Y轴(11)，Y轴电机(12)，大理石工作台(13)，X轴(14)，工具电极(15)，立柱(16)，Z轴滑板(17)，Z轴衬板(18)构成；
该加工平台以大理石工作台(13)为基座，Y轴(11)处于下X轴(14)下方和立柱(16)一起通过深入大理石工作台(13)内部的螺栓安装在大理石工作台(9)上；工作液槽(8)通过螺栓安装在X轴滑板的上方；其中X轴运动组件与Y轴运动组件具有相同的结构，通过滑板(10)相连，呈现90度交叉叠放；X轴(14)、Y轴(11)内部构造由导轨丝杠(18)等构成，主体边缘通过螺栓密封轴璧，内部具有锁紧螺母(20)对导轨丝杠(19)进行固定；X轴(14)、Y轴(11)分别安装有电机，通过导轨丝杠(19)带动Y轴(11)、X轴(14)的纵、横向运动；Z轴(7)通过Z轴滑板(17)与立柱(16)连接，Z轴滑板(17)竖直放置通过螺栓安装在立柱(16)上，Z轴安装在Z轴滑板(17)上，其中Z轴衬板(18)上安装有Z轴电机(1)；超声振动辅助电磁激励旋转轴通过螺栓安装在Z轴衬板(18)上，该超声振动辅助电磁激励旋转轴由旋转轴电机(2)，旋转主轴(3)，旋转接头(4)，超声发生器(5)，托架(6)，励磁装置(7)构成，通过外加零件相连接，共同组成超声振动辅助电磁激励旋转轴。
2.根据权利要求书1所述的一种旋转超声振动辅助电磁激励调制高效电弧加工平台，其特征在于：该旋转超声振动辅助电磁激励调制高效电弧加工平台采用X轴(14)、Y轴(11)、Z轴三轴联动，且三轴均分别安装有X轴电机(9)，Y轴电机(12)，Z轴电机(1)分别带动各个轴沿着轴向方向行进；其中X轴(14)与Y轴(11)通过滑板相连，且通过安装在各自轴上的电机，可以调控X轴、Y轴在各自正、负方向上的行程，间接可以对安装在X轴(14)之上的工作液槽(8)位置进行调节，从而保证加工过程的精度；Z轴通过Z轴电机(1)实现竖直方向的运动，实现对超声振动辅助电磁激励旋转轴中的工具电极(15)与工作液槽(8)内加工工件相对位置的调节。
3.根据权利要求书1所述的一种旋转超声振动辅助电磁激励调制高效电弧加工平台，其特征在于：该旋转超声振动辅助电磁激励调制高效电弧加工平台中Z轴为旋转轴，励磁装置(7)安装在托架(6)下方，其中旋转主轴(3)内装嵌有变幅杆，其整体为阶梯型变截面杆结构，端部是与主轴连接的法兰结构，与超声发声器(5)、励磁装置(7)分别通过法兰安装在Z轴内部，但有一部分裸露在外，以供连接相关加工装置；该旋转轴安装有旋转电机(2)，通过旋转主轴(3)与旋转接头(4)带动超声发生器(5)，励磁装置(7)以及工具电极(15)旋转；同时，在旋转轴上加装一个托架(6)，保证整个旋转轴在旋转过程中的稳定性。
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