CN107520471A - 超声打孔机工具头在线电火花修整装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了超声打孔机工具头在线电火花修整装置，包括机床主体和修整装置；该机床主体包括机架、导轨、滑块、超声振动系统、工具头和工装；该修整装置包括修整槽、绝缘支架、修整工具和脉冲电源；该机床主体还包括位移台，该位移台能滑动连接在机架上，该工装和修整槽都装设在位移台之上且通过位移台的滑动使工具头配合工装或修整槽；该绝缘支架安装在修整槽内，该修整工具装设在绝缘支架顶部，该脉冲电源的两极分别电接工具头与修整工具，通过工具头与修整工具之间的相切运动使工具头与修整工具之间产生脉冲放电，以去除工具头的磨损部位实现修整。它具有如下优点：能在线修整工具头；修整过程中不产生切削力。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声打孔机的部件，尤其涉及一种精密超声打孔机工具头在线电火花修整装置。
背景技术
随着航空航天、光学电子产业的发展，硬脆性材料如工程陶瓷、玻璃、蓝宝石等得到了越来越广泛的应用，然而由于该类材料特殊的性质(高硬度、高脆性)，传统机械加工的加工效率低下且加工质量难以令人满意。特别是硬脆性材料的深孔加工，一直是硬脆性性材料的加工难点。超声加工是近几十年来新兴的一种加工方法，尤其适合硬脆性材料的精密加工。超声打孔原理是通过工具头的超声频率振动带动磨粒冲击工件表面，达到去除工件材料的目的，针对硬脆性材料，超声打孔具有很好的效果。
然而超声打孔过程中游离磨粒冲击工件去除工件材料的同时，也会对工具头造成一定的磨损，使工具头端部变尖，这将会影响超声打孔效率和打孔精度，因此当工具头磨损后就需拆卸下来，将其末端尖部修平，然后重新安装到打孔机上进行加工。然而频繁拆装工具头不仅费时费力，而且在拆装过程中将不可避免地产生安装误差，导致整体效率和打孔质量均受到很大的影响。
此外，由于在超声打孔过程中尤其是微小孔加工时，工具头为细长的金属棒(长径比很大)，其刚度较小，受力容易变形，采用传统机械切割方法对工具头进行在线修整非常困难，且很容易使工具头变形，影响打孔精度。
发明内容
本发明提供了超声打孔机工具头在线电火花修整装置，其克服了背景技术中超声打孔机工具头传统修整方法所存在的不足。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：
超声打孔机工具头在线电火花修整装置，包括机床主体和修整装置；该机床主体包括机架、导轨、滑块、超声振动系统、工具头和工装，该导轨固设在机架上，该滑块滑接在导轨上，该超声振动系统装接在滑块上，该工具头装接在超声振动系统上；该修整装置包括修整槽、绝缘支架、修整工具和脉冲电源；该机床主体还包括位移台，该位移台能滑动连接在机架上，该工装和修整槽都装设在位移台之上且通过位移台的滑动使工具头配合工装或修整槽；该绝缘支架安装在修整槽内，该修整工具装设在绝缘支架顶部，该脉冲电源的两极分别电接工具头与修整工具，通过工具头与修整工具之间的相切运动使工具头与修整工具之间产生脉冲放电，以去除工具头的磨损部位实现修整。
一实施例之中：该导轨沿Z轴布置，该位移台移动方向垂直Z轴，该修整槽槽口朝上设置。
一实施例之中：该修整槽与工装并排固定安装于位移台上，通过位移台的滑动改变二者相对于工具头的位置，以此实现打孔机工作模式与工具头修整模式的自由切换。
一实施例之中：该修整槽内储存有绝缘工作液，该工作液液面高度高过修整工具上表面，该修整位置完全浸没于工作液中。
一实施例之中：该工具头与超声振动系统之间绝缘处理。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
工装和修整槽都装设在位移台之上且通过位移台的滑动使工具头配合工装或修整槽，配合工装则实现超声打孔加工，配合修整槽则实现工具头修整，能在线修整工具头，避免工具头的频繁拆装，省去工具头装拆所需的时间及人力，有效地避免工具头拆装时产生的安装误差，对提高打孔效率和打孔精度均具有重要意义，而且操作简单，方法便捷。绝缘支架安装在修整槽内，修整工具装设在绝缘支架顶部，脉冲电源的两极分别电接工具头与修整工具，通过工具头与修整工具之间的相切运动使工具头与修整工具之间产生脉冲放电，以去除工具头的磨损部位实现修整，修整过程中不产生切削力，有效地避免工具头由于切削力的影响而发生弯折现象。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的精密超声打孔机的结构示意图。
图2为本发明的修整装置的结构示意图。
图3为本发明的工具头磨损及修整的原理示意图。
具体实施方式
请查阅图1至图3，超声打孔机工具头在线电火花修整装置，包括机床主体和修整装置。
该机床主体包括机架、导轨11、滑块、超声振动系统12、工具头13、电动位移台14和工装15，该导轨11固设在机架上，该滑块滑接在导轨11上，该超声振动系统12装接在滑块上，该工具头13装接在超声振动系统12上；其中：该导轨11沿Z轴布置，该滑块能沿Z轴移动，使超声振动系统12、工具头13能沿Z轴移动；该电动位移台14能沿X轴相对机架滑动以使电动位移台14能沿X轴移动；该电动位移台14如通过电机或液压机构带动移动；该工具头13与超声振动系统12之间绝缘处理；另设步进电机传动连接滑块以能带动滑块沿Z轴移动。
该修整装置包括修整槽21、绝缘支架22、修整工具23和脉冲电源24；该修整槽21为修整台顶面凹设凹槽形成的，修整槽槽口朝上设置。该绝缘支架22安装在修整槽21内，该修整工具23通过螺钉锁紧的方式装设在绝缘支架22顶部。该修整槽21内储存有绝缘工作液，该工作液液面高度高过修整工具23上表面5-10mm，该修整位置23完全浸没于工作液中。
该修整槽21与工装15并排固定安装于电动位移台14上，通过电动位移台14的滑动改变二者相对于工具头13的位置，以此实现打孔机工作模式与工具头13修整模式的自由切换。
当工具头13需要修整时，控制电动位移台14使修整槽21处于工具头13正下方，此时处于修整模式：调整工具头13的高度(沿Z轴移动)，该脉冲电源24的两极分别电接工具头13与修整工具23，通过工具头13与修整工具23之间的“相切”运动使工具头13与修整工具23之间产生脉冲放电，以去除工具头13的磨损部位实现修整。其中：通过调整工具头13的高度来控制修整量，通过步进电机控制工具头的高度以处于合适位置。
本具体实施方式之中：该电动位移台14带动修整槽21进行精密横向进给运动，根据工具头13材料的不同，应设置不同的进给速度，以保证放电间隙恒定在最佳值。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (5)
1.超声打孔机工具头在线电火花修整装置，包括机床主体，该机床主体包括机架、导轨、滑块、超声振动系统、工具头和工装，该导轨固设在机架上，该滑块滑接在导轨上，该超声振动系统装接在滑块上，该工具头装接在超声振动系统上；其特征在于：还包括修整装置，该修整装置包括修整槽、绝缘支架、修整工具和脉冲电源；该机床主体还包括位移台，该位移台能滑动连接在机架上，该工装和修整槽都装设在位移台之上且通过位移台的滑动使工具头配合工装或修整槽；该绝缘支架安装在修整槽内，该修整工具装设在绝缘支架顶部，该脉冲电源的两极分别电接工具头与修整工具，通过工具头与修整工具之间的相切运动使工具头与修整工具之间产生脉冲放电，以去除工具头的磨损部位实现修整。
2.根据权利要求1所述的超声打孔机工具头在线电火花修整装置，其特征在于：该导轨沿Z轴布置，该位移台移动方向垂直Z轴，该修整槽槽口朝上设置。
3.根据权利要求1所述的超声打孔机工具头在线电火花修整装置，其特征在于：该修整槽与工装并排固定安装于位移台上，通过位移台的滑动改变二者相对于工具头的位置，以此实现打孔机工作模式与工具头修整模式的自由切换。
4.根据权利要求1所述的超声打孔机工具头在线电火花修整装置，其特征在于：该修整槽内储存有绝缘工作液，该工作液液面高度高过修整工具上表面，该修整位置完全浸没于工作液中。
5.根据权利要求1所述的超声打孔机工具头在线电火花修整装置，其特征在于：该工具头与超声振动系统之间绝缘处理。
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