CN108637409A - 一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法及绝缘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法及绝缘装置，属于电弧放电加工技术领域。其步骤为：(1)在电弧放电加工区域与设备本体的之间安装绝缘体；(2)在电弧放电加工区域与设备本体安装的螺钉孔上套设防止安装螺钉与所述电弧放电加工区域接触的绝缘螺钉导套。本发明设计的方案，绝缘效果可靠，可以保证设备和周边人员的安全；同时，本方案制造、安装过程简便，利于电弧放电加工领域实际推广使用。综上，该装置具有明显的实际应用价值，可以很快推广到放电加工的技术领域。

Description

一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法及绝缘装置
技术领域：
本发明涉及的是一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法及绝缘装置，属于电弧放电加工技术领域。
背景技术
高速电弧放电加工是一种近年发展起来的高效加工方法。该方法利用工件和工具电极之间放电形成电弧等离子体，辅以高压流体排除熔融的工件材料，实现各种难切削金属材料的高效去除(参见文献W.Zhao,L.Gu,H.Xu,et.al.Anovel high efficiencyelectrical erosion process--Blasting erosion arcmachining[c].Procedia CIRP 6(2013)621-625)。
实验研究发现，为达到电弧放电加工高效去除材料的目的，必须在工具电极和工件之间形成击穿电位，同时维持数百安培电流，如果电弧放电加工区域与设备本体的绝缘处理不好，漏电对设备、对附近操作人员都会造成很大的危害。为研发一款高速电弧放电加工设备，需要设计一种可靠的绝缘方案。
对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN201610792107.3公开的基于标准接口的高速电弧放电加工刀柄装置，该装置安装于数控铣床主轴外壳下端标准椎口内，通过该装置的上端的绝缘盘实现电弧放电加工区域与机床本体绝缘，但该装置结构复杂，生产周期长、成本高，不利于实际生产推广使用。
为研发一款高速电弧放电加工设备，并实现电弧放电加工区域与机床本体绝缘，需要设计一种可靠的、适用于实际生产使用的绝缘方案。
发明内容
针对上述待解决问题，本发明解决技术问题采用的技术方案如下：
一种用于电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法，其步骤为：
(1)在所述电弧放电加工区域与所述设备本体之间安装可使得所述电弧放电加工区域与所述设备本体相互隔绝的绝缘体；
(2)在安装固定所述绝缘体的安装孔内设置一可防止安装螺钉与所述电弧放电加工区域接触的绝缘螺钉导套；
(3)所述安装螺钉穿过所述绝缘螺钉导套将所述电弧放电加工区域固定并与所述设备本体相互隔绝。
所述电弧放电加工区域包括带安装法兰的主轴外壳、工具电极和工件；所述电弧放电加工区域的安装面包括所述主轴外壳的轴面和安装法兰面，以及所述工件的下端面；所述设备本体的安装面包括所述设备本体床头箱的安装孔表面以及安装法兰面；所述绝缘体包括可套设在所述主轴外壳上的绝缘套筒、以及设置在所述导套上用于固定所述导套轴向位置的绝缘盘；
针对上述电弧放电加工区域与设备本体绝缘方法，有两种实现方案：
方案1：先将所述绝缘套筒放入用于安装所述主轴外壳的机床安装孔内；再将所述绝缘盘套设在所述主轴外壳上；所述主轴外壳插入所述绝缘套筒内，所述绝缘盘套一面抵顶在所述绝缘套筒的外露端面，所述绝缘盘套的另一面与所述安装法兰相抵接；在所述安装法兰的第二安装孔内放置一绝缘螺钉导套；所述安装螺钉穿过所述绝缘螺钉导套将所述绝缘导套和所述绝缘盘固定并与所述主轴外壳相互隔绝。
方案2：先将所述绝缘套筒和所述绝缘盘依次套设在所述主轴外壳上；再将套设有所述缘套筒和所述绝缘盘的所述主轴外壳上放入机床安装孔内；；所述主轴外壳插入所述绝缘套筒内，所述绝缘盘套一面抵顶在所述绝缘套筒的外露端面，所述绝缘盘套的另一面与所述安装法兰相抵接；在所述安装法兰的第二安装孔内放置一绝缘螺钉导套；所述安装螺钉穿过所述绝缘螺钉导套将所述绝缘导套和所述绝缘盘固定并与所述主轴外壳相互隔绝。
具体地，所述电弧放电加工区域还包括设备工作台上的待加工工件位置，在所述待加工工件位置上覆盖一绝缘层，隔绝带电工件与机床本体接触；所述安装法兰的第二安装孔为阶梯孔，所述绝缘螺钉导套端部的外周面上设置有一凸台；将所述绝缘螺钉导套安装于所述阶梯孔内时，所述凸台的内端面抵顶于所述阶梯孔的内端面，且所述绝缘螺钉导套的外周面于所述阶梯孔的内表面相间或相贴设置。
具体地，根据本方案设计有一种用于电弧放电加工区域与设备本体的绝缘装置，包括绝缘套筒、绝缘盘、绝缘螺钉导套和绝缘层。
所述绝缘盘中心开有通孔，周边开有与机床端面螺钉孔对应的第二通孔，自上而下套装于设备主轴外壳，内侧与主轴外壳采用间隙配合方式，下端与安装法兰接触定位；所述绝缘套筒自上而下套装于主轴外壳，内侧与主轴外壳采用过渡配合方式，下端与所述绝缘盘接触定位；主轴外壳安装所述绝缘套筒和绝缘盘后，自下而上插装于机床安装孔，所述绝缘盘上端与机床安装端面接触定位，所述绝缘套筒外侧与机床安装孔采用过渡配合方式；所述绝缘螺钉导套为中空状凸台结构，其截面为T型，自下而上安装于第二安装孔内，所述螺钉导套中心设置第一通孔、所述第一通孔与所述绝缘盘周边上的第二通孔以及所述机床端面螺钉孔同轴设置；安装螺钉依次穿过所述螺钉导套的第一通孔和所述绝缘盘周边上的第二通孔并与所述机床端面螺钉孔紧固连接；所述绝缘层通过螺栓安装于机床工作台上，绝缘层上端面安装有待加工工件。
所述绝缘套筒、绝缘盘和绝缘层组成绝缘隔层，隔绝电弧放电加工区域与机床本体安装面，防止机床本体接触带电；所述绝缘螺钉导套隔绝电弧放电加工区域与安装螺钉，防止安装螺钉将电弧放电加工区域与机床本体导通。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果在于：本设计方案绝缘可靠，制造、安装过程简单，利于电弧放电加工领域实际推广使用。
附图说明
图1：电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法原理图
图2：电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法局部放大图
图3：电弧放电加工区域与设备本体的绝缘装置爆炸图
图中：
101.床头箱；102.绝缘套筒；103.螺钉；104.绝缘盘；105.绝缘螺钉导套；106.主轴外壳；107.工具电极；108.工件；109.绝缘层；110.设备工作台；111.机床安装孔；112.机床安装端面；113.安装法兰；114.第二安装孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：
以下的实施例将有助于进一步理解本发明，但并不构成对本发明的具体限定。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，所做出的任何修改、等同替换、变型和改进，均应属于本发明的包含范围。
请结合图1、图2，一种用于电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法，其步骤为：
(1)在所述电弧放电加工区域与所述设备本体之间安装可使所述电弧放电加工区域与所述设备本体相互隔绝的绝缘体；
(2)在安装固定所述绝缘体的第二安装孔114内设置一可防止安装螺钉103与所述电弧放电加工区域接触的绝缘螺钉导套105；
(3)所述安装螺钉103穿过所述绝缘螺钉导套105将所述电弧放电加工区域固定并与所述设备本体相互隔绝。
请结合图1和图2，所述电弧放电加工区域包括带安装法兰的主轴外壳106、工具电极107和工件108；所述电弧放电加工区域的安装面包括所述主轴外壳106的轴面和安装法兰面、所述工件108的下端面；设备本体的安装面包括所述设备本体床头箱101的安装孔表面以及下端面。
请结合图1和图2，一种用于电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法，其工作过程为：电弧放电加工过程中，机床的主轴外壳106和工件108分别连接电源两极，为放电加工工具电极107和工件108供电，工件108和工具电极107之间形成击穿电位，同时维持数百安培电流实现高速电弧放电加工过程。所述绝缘套筒102、绝缘盘104和绝缘层109组成绝缘层，防止电弧放电加工区域与机床本体安装面接触，防止机床本体通电；绝缘螺钉导套105隔绝螺钉103与电弧放电加工区域接触，防止螺钉103导通电弧放电加工区域和设备本体，防止机床本体通电；所述绝缘套筒102、绝缘盘104、绝缘层109和绝缘螺钉导套105共同组成隔绝层，隔绝电弧放电加工区域和设备本体，防止机床本体通电造成电流外漏，保证设备和周边人员的安全。
请结合图3，一种用于电弧放电加工区域与设备本体的绝缘装置，用于实现上述绝缘方法，包括绝缘套筒102、绝缘盘104、绝缘螺钉导套105。
请结合图3，所述绝缘盘104中心开有通孔，周边开有6个与第二安装孔114对应的通孔，自上而下套装于主轴外壳106；所述绝缘盘104内侧与主轴外壳106外侧采用间隙配合方式，下端与安装法兰113接触定位。
请结合图3，所述绝缘套筒102自上而下套装于所述主轴外壳106，其内侧与主轴外壳106外侧采用过渡配合方式，下端与所述绝缘盘104接触定位；所述主轴外壳106安装所述绝缘套筒102和绝缘盘104后，自下而上插装于机床安装孔111，所述绝缘盘104上端与机床安装端面112接触定位，所述绝缘套筒102外侧与机床安装孔111采用过渡配合方式。
请结合图3，优选地，所述绝缘套筒102和所述绝缘盘104采用一体设计、一体加工。
请结合图1、图2和图3，所述绝缘螺钉导套105截面为T型，自下而上插装于第二安装孔114，所述绝缘螺钉导套105上端抵接所述绝缘盘104，下端安装有螺钉103。
请结合图1、图2和图3，所述螺钉导套105中心设置第一通孔、所述第一通孔与所述绝缘盘104周边上的第二通孔以及所述机床安装端面112螺钉孔同轴设置；安装螺钉103依次穿过所述螺钉导套105的第一通孔和所述绝缘盘104周边上的第二通孔并与所述机床端面112螺钉孔紧固连接。
请结合图1、图2和图3，一种用于电弧放电加工区域与设备本体的绝缘装置，其工作过程为：电弧放电加工过程中，机床主轴外壳106连接电源为工具电极107供电。所述绝缘套筒102、绝缘盘104和绝缘层109组成绝缘层，防止电弧放电加工区域与机床本体安装面接触，防止机床本体通电；绝缘螺钉导套105隔绝螺钉103与电弧放电加工区域接触，防止螺钉103导通电弧放电加工区域和设备本体，防止机床本体通电；所述绝缘套筒102、绝缘盘104、绝缘层109和绝缘螺钉导套105共同组成隔绝层，隔绝电弧放电加工区域和设备本体，防止机床本体通电造成电流外漏，保证设备和周边人员的安全。所述绝缘套筒102，绝缘盘104、绝缘螺钉导套105以及绝缘层109材质有多种选择，如塑料、大理石、玻璃、橡胶、陶瓷等。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进讲本发明的构思和技术方案直接用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法，其特征是:
(1)在所述电弧放电加工区域与所述设备本体之间安装可使得所述电弧放电加工区域与所述设备本体相互隔绝的绝缘体；
(2)在安装固定所述绝缘体的安装孔内设置一可防止安装螺钉与所述电弧放电加工区域接触的绝缘螺钉导套；
(3)所述安装螺钉穿过所述绝缘螺钉导套将所述电弧放电加工区域固定并与所述设备本体相互隔绝。
2.根据权利要求1所述的一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法，其特征是，所述电弧放电加工区域包括带安装法兰的主轴外壳，所述绝缘体包括可套设在所述主轴外壳上的绝缘套筒、以及设置在所述导套上用于固定所述导套轴向位置的绝缘盘；所述绝缘盘上开设有与所述安装法兰配对的第一安装孔；
安装时，先将所述绝缘套筒放入用于安装所述主轴外壳的机床安装孔内；
再将所述绝缘盘套设在所述主轴外壳上；
所述主轴外壳插入所述绝缘套筒内，所述绝缘盘套一面抵顶在所述绝缘套筒的外露端面，所述绝缘盘套的另一面与所述安装法兰相抵接；
在所述安装法兰的第二安装孔内放置一绝缘螺钉导套；
所述安装螺钉穿过所述绝缘螺钉导套将所述绝缘导套和所述绝缘盘固定并与所述主轴外壳相互隔绝。
3.根据权利要求2所述的一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法，其特征是，所述电弧放电加工区域包括带安装法兰的主轴外壳，所述绝缘体包括可套设在所述主轴外壳上的绝缘套筒、以及设置在所述导套上用于固定所述导套轴向位置的绝缘盘；所述绝缘盘上开设有与所述安装法兰配对的第一安装孔；
安装时，先将所述绝缘套筒和所述绝缘盘依次套设在所述主轴外壳上；
再将套设有所述缘套筒和所述绝缘盘的所述主轴外壳上放入机床安装孔内；；
所述主轴外壳插入所述绝缘套筒内，所述绝缘盘套一面抵顶在所述绝缘套筒的外露端面，所述绝缘盘套的另一面与所述安装法兰相抵接；
在所述安装法兰的第二安装孔内放置一绝缘螺钉导套；
所述安装螺钉穿过所述绝缘螺钉导套将所述绝缘导套和所述绝缘盘固定并与所述主轴外壳相互隔绝。
4.根据权利要求2或3所述的一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法，其特征是，所述电弧放电加工区域还包括设备工作台上的待加工工件位置，在所述待加工工件位置上覆盖一绝缘层。
5.根据权利要求2所述的一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘方法，其特征是，所述安装法兰的第二安装孔为阶梯孔，所述绝缘螺钉导套端部的外周面上设置有一凸台；
将所述绝缘螺钉导套安装于所述阶梯孔内时，所述凸台的内端面抵顶于所述阶梯孔的内端面，且所述绝缘螺钉导套的外周面于所述阶梯孔的内表面相间或相贴设置。
6.一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘装置，用于实现上述1至5中任一项绝缘方法，其特征是，所述绝缘装置包括绝缘套筒、绝缘盘和绝缘螺钉导套；
所述绝缘盘中心开有通孔，自上而下套装于设备主轴外壳，内侧与主轴外壳采用间隙配合方式，下端与所述主轴外壳的安装法兰抵顶定位；
所述绝缘套筒自上而下套装于主轴外壳，内侧与主轴外壳采用过渡配合方式，下端抵顶所述绝缘盘定位；
所述绝缘螺钉导套中心开有通孔，自下而上安装于第二安装孔内。
7.根据权利要求6所述的一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘装置，其特征是，所述绝缘盘周边开有与机床端面安装孔对应的第二通孔。
8.根据权利要求6所述的一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘装置，其特征是，主轴外壳安装所述绝缘套筒和绝缘盘后，自下而上插装于机床安装孔，所述绝缘盘上端与机床安装端面接触定位，所述绝缘套筒外侧与机床安装孔采用过渡配合方式。
9.根据权利要求6所述的一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘装置，其特征是，所述绝缘螺钉导套为中空状凸台结构，其截面为T型，自下而上插装与机床安装孔内。
10.根据权利要求6所述的一种电弧放电加工区域与设备本体的绝缘装置，其特征是，所述螺钉导套中心设置第一通孔、所述第一通孔与所述绝缘盘周边上的第二通孔以及所述机床端面螺钉孔同轴设置；安装螺钉依次穿过所述螺钉导套的第一通孔和所述绝缘盘周边上的第二通孔并与所述机床端面螺钉孔紧固连接。
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