CN107639313B - 一种电火花加工导向执行器及制孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电火花加工导向执行器及制孔方法，电火花加工导向执行器包括机架和传动部，机架包括基座和若干个导轨架，基座与待加工的工件的横截面形状相同，基座用于支撑所有的导轨架，并通过导轨架支撑传动部，传动部包括底座和带动底座上下运动的动力源，底座外侧面与若干连杆上端铰接，连杆下端与滑块一端铰接，滑块另一端与电火花工具连接，滑块沿着导轨架上表面带动电火花工具运动，利用该电火花加工导向执行器制孔能一次性加工多个工件周向孔位，成倍提高电火花成型加工的效率。

Description

一种电火花加工导向执行器及制孔方法

技术领域

本发明属于机械结构设计领域，具体涉及一种电火花加工导向执行器及制孔方法。

背景技术

目前电加工领域的制孔机构是依据点位信息，依次调整制孔机构姿态来加工各个孔位，能够适应复杂零件及复杂的点位空间特征，但一次只能加工一个孔，同时机构重复定位及精度的不断调整，使得制孔效率较低。对于待制孔的同一批次工件来说，尤其是圆锥形工件，其圆周上点位分布呈圆周对称性，这种圆周对称、孔位固定的批量化工艺特征，适合研发一种与此类型工件配套的制孔机构，使得所有孔位一次性批量加工，能成倍提高加工效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种在锥台形工件的某一半径上进行周向点位的制孔加工导向执行器，所用制孔技术是电火花加工，电火花加工相对于普通机械加工具有突出的优点，工具电极与工件不接触，使得两者之间的宏观作用力极小，这种加工力极小的优点，为轻便的工装及机构设计提供了可能。

为达到上述目的，本发明所述一种电火花加工导向执行器包括机架和传动部，机架包括基座和若干个导轨架，基座与待加工的工件的横截面形状相同，基座用于支撑所有的导轨架，并通过导轨架支撑传动部，传动部包括底座和带动底座上下运动的动力源，底座外侧面与若干连杆上端铰接，连杆下端与滑块一端铰接，滑块另一端与电火花工具连接，滑块沿着导轨架上表面带动电火花工具运动。

所述导轨架包括竖直部和导轨部，所述竖直部设置有镂空部，所述连杆伸入镂空。

所述竖直部和导轨部转动连接，竖直部和导轨部的角度能够调整。

所述连杆为V形连杆。

所述底座上表面几何中心固定有主轴，动力源通过主轴带动底座上下运动。

所有的所述电火花工具由一个总开关控制。

一种制孔方法，基于上述的电火花加工导向执行器完成，包括以下步骤：

步骤一：将工件依据与执行器相对位置约束关系放置好并固定，准备加工；

步骤二：开启电火花工具总开关；

步骤三：底座初始位置在最上方，开启底座的动力源，底座在动力源驱动下沿Z向缓慢向下移动，并带动连杆下端连接的滑块和电火花工具靠近工件，直至电火花工具沿导轨移动至距离工件0.05mm-0.10mm后，进行制孔加工；

步骤四：制孔完毕后，反向驱动主轴到初始位置；

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果，本发明设有机架部分和传动部分，机架部分用于支撑传动部分，并规范传动部分的移动路径，保证加工孔的精确定位，传动部分包括有若干个传动连杆，传动连杆末端连接有电火花工具，能够一次性加工垂直于圆锥面的多个工件周向孔位，能够成倍提高电火花成型加工的效率。

进一步的，导轨架包括竖直部和导轨部，竖直部设置有镂空部，连杆伸入镂空，镂空部能够将与导轨架对应的连杆的位置进行限定，从而确保连接在连杆下端的滑块在工作过程中沿着导轨部运动，进而保证制孔质量。

进一步的，竖直部和导轨部转动连接，竖直部和导轨部的角度能够调整，通过角度的调整，同一个导向执行器能够加工出不同角度的孔，使用者能根据需要调整竖直部和导轨部的角度，适用范围广。

进一步的，连杆为V形连杆，V形连杆的设计目的在于减小连杆对滑块垂直于导轨方向的作用力，从而减小滑块和导轨架之间的摩擦力。

进一步的，底座上表面几何中心固定有主轴，动力源通过主轴带动底座上下运动，

进一步的，所有的电火花工具由一个总开关控制，用同一个开关控制电火花工具的启停，操作方便，工作效率高。

一种电火花制孔方法，通过利用本发明的电火花加工导向执行器，且能够一次加工多个孔位，大大提高了生产效率。

附图说明

图1为电火花加工导向执行器主视图；

图2为电火花加工导向执行器轴侧图；

图3为电火花加工导向执行器俯视图；

图4为加工单元主视图；

图5为加工单元轴侧图；

图6为加工单元俯视图；

图7为加工单元机架主视图；

图8为加工单元机架右视图；

图9为加工单元机架仰视图；

图10为加工单元机架轴侧图；

图11为加工单元传动部分主视图；

图12为加工单元传动部分右视；

图13为加工单元传动部分俯视图；

图14为加工单元传动部分轴侧图；

图15为加工单元原理图；

附图中：1、机架，11、基座，12、导轨架，2、传动部，21、底座，22、连杆，23、滑块，24、主轴，3、工件，4、电火花工具。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，以对圆锥形工件制孔为例说明本发明的装置和制孔方法。

参照图1至图3，一种电火花加工导向执行器包括机架1和传动部2，电火花加工导向执行器周向对称分布30个加工单元，分别对应加工30个孔位，为了清晰直观的表述设备功能结构，对电火花加工导向执行器的一个加工单元的结构展开详细说明。

参照图4至图6，电火花加工导向执行器机包括机架1和传动部2，机架1包括基座11和30个导轨架12，基座11用于支撑所有的导轨架12，并通过导轨架12支撑传动部2，传动部2包括主轴24、底座21、连杆22和滑块23，连杆22为V形连杆，主轴24与基座11之间通过移动副配合，V形连杆伸出导轨架12的镂空部。

参照图7至图10，基座11为圆环状，基座11外侧面与30个导轨架12的上端固定连接，导轨架12包括竖直部和导轨部，竖直部设置有用于插入传动部的V形连杆的镂空部，导轨部和待加工的工件外表面的角度与工件需要加工的孔在工件上的角度相同，导轨部用于确保连接在V形连杆末端的滑块23的角度，进而使滑块23带动电火花工具4与待加工的工件3外表面垂直，竖直部和导轨部转动连接，竖直部和导轨部之间的夹角能够调整，不同批次的工件，配套不同角度的导轨架。

参照图11至图14，传动部2包括主轴24、底座21、V形连杆和滑块23，主轴24固定在圆盘形底座21圆心处，底座21的直径小于基座11的内径，底座21设置在基座11正下方，底座21外侧面与30个V形连杆上端铰链接，V形连杆下端与滑块23一端铰链接，滑块23另一端与电火花工具4固定连接，底座21用于为圆周分布的30个V形连杆—滑块机构进行运动传递，V形连杆与滑块23通过转动副配合，V形连杆的设计目的在于减小连杆对滑块23垂直于导轨方向的作用力，从而减小滑块与导轨架12之间的摩擦力，主轴24一端连接有Z向移动副，Z向移动副用于带动主轴24沿Z向上下移动，通过主轴24的上下移动，带动V形连杆—滑块机构运动，从而实现电火花工具4相对于工件的运动，机构运动原理如图15所示，滑块23是电火花工具4的运动执行单元，带着电火花工具4相对于导轨进行移动，从而实现工件的电火花制孔加工过程，由于主轴24和滑块23通过V形连杆连接，所以滑块23运动的速度小于主轴24运动的速度，且随着主轴24下移，滑块23运动的速度逐渐减小，使得制孔时电火花工具4的运动比较平稳，保证了制孔质量，基于该发明的特性，本发明在薄壁间的批量加工很有优势。

该电火花加工导向执行器能一次性加工垂直于圆锥面的多个工件周向孔位，能成倍提高电火花成型加工的效率。

利用装置制孔操作步骤如下：

1)固定工件：将工件依据与执行器相对位置约束关系放置好固定，准备加工；

2)开启电火花：开启电火花工具4的总开关；

3)主轴移动：主轴24初始位置在最上方，开启主轴24的动力源，主轴24在动力源驱动下沿Z向缓慢向下移动，并带动连杆22下端连接的滑块23和电火花工具4靠近工件3，直至电火花工具4沿导轨移动至距离工件0.05mm-0.10mm后，此时电火花工具4与工件3之间的距离达到放电间隙开始放电，电火花工具4进行30个点位的制孔加工；

4)反向移动主轴：待30个点位加工完毕，并反向驱动主轴24到初始位置；

5)取出工件：主轴24复位后，取出工件3，加工完毕。

Claims (7)

1.一种电火花加工导向执行器，其特征在于，包括机架(1)和传动部(2)，机架(1)包括基座(11)和若干个导轨架(12)，基座(11)与待加工的工件(3)的横截面形状相同，基座(11)用于支撑所有的导轨架(12)，并通过导轨架(12)支撑传动部(2)，传动部(2)包括底座(21)和带动底座(21)上下运动的动力源，底座(21)外侧面与若干连杆(22)上端铰接，连杆(22)下端与滑块(23)一端铰接，滑块(23)另一端与电火花工具(4)连接，滑块(23)沿着导轨架(12)上表面带动电火花工具(4)运动。

2.根据权利要求1所述的一种电火花加工导向执行器，其特征在于，所述导轨架(12)包括竖直部和导轨部，所述竖直部设置有镂空部，所述连杆(22)伸入镂空。

3.根据权利要求2所述的一种电火花加工导向执行器，其特征在于，所述竖直部和导轨部转动连接，竖直部和导轨部的角度能够调整。

4.根据权利要求1所述的一种电火花加工导向执行器，其特征在于，所述连杆(22)为V形连杆。

5.根据权利要求1所述的一种电火花加工导向执行器，其特征在于，所述底座(21)上表面几何中心固定有主轴(24)，动力源通过主轴(24)带动底座(21)上下运动。

6.根据权利要求1所述的一种电火花加工导向执行器，其特征在于，所有的所述电火花工具(4)由一个总开关控制。

7.一种制孔方法，基于权利要求1所述的电火花加工导向执行器完成，包括以下步骤：

步骤一：将工件(3)依据与执行器相对位置约束关系放置好并固定，准备加工；

步骤二：开启电火花工具(4)总开关；

步骤三：底座(21)初始位置在最上方，开启底座(21)的动力源，底座(21)在动力源驱动下沿Z向缓慢向下移动，并带动连杆(22)下端连接的滑块(23)和电火花工具(4)靠近工件(3)，直至电火花工具(4)沿导轨移动至距离工件(3)0.05mm-0.10mm后，进行制孔加工；

步骤四：制孔完毕后，反向驱动主轴(24)到初始位置；

步骤五：底座(21)复位后，取出工件(3)，加工完毕。