CN113042837B - 一种微细电极丝进丝机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微细电极丝送丝机构，涉及特种加工设备技术领域，解决了进丝机构存在电极丝夹持不紧，容易发生次生放电的技术问题。该微细电极丝送丝机构包括用于夹持递送电极丝的夹持管总成、套设在夹持管总成外侧以提供冗余夹持力的外部套管总成，还包括能带动外部套管总成在锁定位和松开位之间往复移动以控制夹持管总成锁紧或放松电极丝的锁丝总成；锁丝总成包括控制外部套管总成持续位于锁定位的双夹紧弹簧结构和控制外部套管总成移动到松开位的气动执行机构。本发明通过气缸和夹持弹簧力实现电极丝的夹持和送丝，夹紧弹簧采用冗余设计，能够确保电极丝夹持的稳定性，避免加工过程中的产生次生放电现象。

Description

一种微细电极丝进丝机构

技术领域

本发明涉及特种加工设备技术领域，尤其是涉及一种用于电火花微细小孔加工机床的双弹簧气动微细电极丝进丝机构。

背景技术

随着汽车、医疗器械、军工和航空航天等工业的飞速发展，微、小孔的应用日趋广泛，例如高压共轨系统的喷油嘴和航空发动机上的喷注器等都需要加工一定数量的微、小孔。因此微细精密加工成为了当今加工技术发展的一个重要方向。电火花微细加工技术(Micro-EDM)作为一种实用的微细特种加工技术，具有设备比较简单，可实施性强等特点，在微细轴、孔加工及微三维结构制作，尤其是对难切削导电材料难加工结构的成形，已经显示出了相当大的发展潜力。且由于电火花微细加工属于非接触式加工，加工过程没有切削力的附加影响，非常适合于微小尺寸零件的成形，目前，不论是在国内还是国外，这种加工技术都日益受到重视，微细精密加工已经是电火花加工技术的重要研究和发展方向。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有的微小孔加工机床上的进丝机构存在电极丝夹持不紧，容易发生次生放电问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电火花微细小孔加工机床的双弹簧气动微细电极丝进丝机构，以解决现有技术中存在的进丝机构存在电极丝夹持不紧，容易发生次生放电的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种微细电极丝送丝机构，包括用于夹持递送电极丝的夹持管总成、套设在所述夹持管总成外侧以提供冗余夹持力的外部套管总成，还包括能带动所述外部套管总成在锁定位和松开位之间往复移动以控制所述夹持管总成锁紧或放松电极丝的锁丝总成。

作为本发明的进一步改进，还包括夹持管支撑总成和外部套管支撑总成，所述夹持管总成通过所述夹持管支撑总成与送丝平台连接；所述外部套管总成通过所述外部套管支撑总成与送丝平台连接。

作为本发明的进一步改进，所述外部套管总成的锁定位和松开位是所述外部套管总成向所述夹持管总成施以夹持力或解除夹持力的位置。

作为本发明的进一步改进，所述锁丝总成包括控制所述外部套管总成持续位于锁定位的双夹紧弹簧结构和控制所述外部套管总成移动到松开位的气动执行机构。

作为本发明的进一步改进，所述夹持管总成包括依次套接的转接管、穿丝管、第一夹头和第二夹头，所述转接管转动设置在所述夹持管支撑总成上；所述穿丝管转动设置在所述外部套管支撑总成上；所述第一夹头和所述第二夹头相对设置，在二者内部形成穿丝腔，且所述穿丝腔为阶梯结构，包括第一腔和第二腔，当所述外部套管总成位于锁定位时，所述第一腔规格大于电极丝外径，所述第二腔规格等于或小于电极丝外径；所述第一夹头和所述第二夹头头端为缩颈结构。

作为本发明的进一步改进，所述外部套管总成包括依次套接的滑管和限位管，还包括连接在所述滑管一端的近丝法兰，所述滑管活动连接在所述外部套管支撑总成上，能相对于所述外部套管支撑总成转动和前后移动；所述气动执行机构固定在所述夹持管支撑总成上，且与所述近丝法兰可接触连接；所述双夹紧弹簧结构包括第一夹持弹簧和第二夹持弹簧，所述第一夹持弹簧套设在所述滑管外侧且两端分别抵接在所述近丝法兰和外部套管支撑总成上，所述第二夹持弹簧套设在所述穿丝管外侧且两端分别抵接在所述滑管和所述穿丝管上。

作为本发明的进一步改进，所述夹持管支撑总成包括支架、深沟球轴承、轴承止动端盖、限位环和锁紧螺母，所述深沟球轴承设置在所述支架上，所述转接管通过所述深沟球轴承与所述支架转动连接，所述轴承止动端盖压设在所述深沟球轴承端部，所述限位环套设在所述转接管和所述轴承止动端盖之间并通过所述锁紧螺母实现位置锁定。

作为本发明的进一步改进，所述外部套管支撑总成包括衬套支架和无油衬套，所述滑管通过所述无油衬套与所述衬套支架活动连接。

作为本发明的进一步改进，所述滑管一端设置有外台阶，所述近丝法兰套接在所述外台阶处；另一端设置有内台阶，所述限位管螺接在所述内台阶处，所述限位管一端设置有内让位腔，所述穿丝管对应的一端设置有环形凸环，所述环形凸环外径等于所述内让位腔内径，所述第二夹持弹簧一端抵接在所述内台阶底部，另一端抵接在所述环形凸环上；所述限位管另一端内壁为缩颈结构，其缩颈斜度与所述第一夹头和所述第二夹头端部的缩颈结构相等。

作为本发明的进一步改进，所述第一夹头和所述第二夹头的缩颈结构长度小于所述第二腔长度。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明提供的微细电极丝送丝机构，为双弹簧气动微细电极丝送丝机构，通过气缸和夹持弹簧力的作用实现电极丝的夹持和送丝，以实现微细孔的加工和电极丝损耗的大行程补给性送丝；该微细电极丝送丝机构的夹紧弹簧采用冗余设计，能够确保电极丝夹持的稳定性，从而避免加工过程中的产生次生放电现象；该微细电极丝送丝机构为一体化结构设计，具有结构简单、占用空间小，便于装配和调试的特点；本发明的微细电极丝送丝机构中双弹簧夹紧方式可大大降低电极丝夹持不紧情况的发生概率；在气缸和弹簧力的作用下，外部套管总成做往复运动，因而不会由于气缸力的作用而使电极丝产生轴向攒动，从而有效保证了电极丝在大行程补给性运动时的直线进给精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1是本发明一种双弹簧气动微细电极丝进丝机构的立体结构示意图；

图中：1、夹持管总成；2、夹持管支撑总成；3、外部套管总成；4、第一夹持弹簧；5、外部套管支撑总成；6、电极丝；

附图2为本发明一种双弹簧气动微细电极丝进丝机构的剖面图。

图中：7、第二夹持弹簧；8、第一夹头；9、第二夹头；10、穿丝管；11、气缸；12、支架；13、深沟球轴承；14、转接管；15、锁紧螺母；16、限位环；17、轴承止动端盖；18、进丝法兰；19、滑管；20、限位管；21、无油衬套；22、衬套支架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种微细电极丝送丝机构，包括用于夹持递送电极丝的夹持管总成1、套设在夹持管总成1外侧以提供冗余夹持力的外部套管总成3，还包括能带动外部套管总成3在锁定位和松开位之间往复移动以控制夹持管总成1锁紧或放松电极丝5的锁丝总成。

进一步需要说明的是，电极丝6夹持在夹持管总成1内，夹持管总成1对电极丝有一定夹持力，为了提高夹持稳定性，在夹持管总成1外侧套设外部套管总成3，外部套管总成3能够对夹持管总成1提供更进一步的夹持力，以保证夹持稳定性，而且为了方便送丝，还需要能够控制外部套管总成3施加的夹持力，以在需要送丝时能保证电极丝6能够从夹持管总成1内送出，送完后还能再次被紧紧的夹持住而不松脱，故此设置锁丝总成，以控制外部套管总成3的夹持力施加和解除。

作为本发明的一种可选实施方式，还包括夹持管支撑总成2和外部套管支撑总成5，夹持管总成1通过夹持管支撑总成2与送丝平台连接；外部套管总成3通过外部套管支撑总成5与送丝平台连接。

在本发明中，微细电极丝送丝机构为一体化结构，集成了气动执行机构、双夹紧弹簧、内外夹持管及支撑结构，采用冗余设计，采用双弹簧夹紧方式，确保了电极丝夹持管能够夹紧电极丝，从而使放电加工保持稳定。

在此需要说明的是，送丝平台可移动，以带动本发明的微细电极丝近丝机构的整体移动。

作为本发明的一种可选实施方式，外部套管总成3的锁定位和松开位是外部套管总成3向夹持管总成1施以夹持力或解除夹持力的位置。

进一步的，锁丝总成包括控制外部套管总成3持续位于锁定位的双夹紧弹簧结构和控制外部套管总成3移动到松开位的气动执行机构。

在此需要说明的是，气动执行机构为气缸11。

具体使用时，通过外部套管总成3的运动来实现电极丝的夹持和松开，这使得电极丝不会因为夹持和松开动作而产生电极丝轴向运动，从而能够有效保证电极丝的进给精度。

夹持管支撑总成2固定在送丝平台上，其上的气动执行机构即气缸11能够推动外部套管总成3做轴向运动，从而实现电极丝的夹持和松开；其深沟球轴承用于支撑电极丝夹持管总成，从而可以使电极丝能够满足旋转加工的要求。

本发明提供的微细电极丝送丝机构，为双弹簧气动微细电极丝送丝机构，通过气缸和夹持弹簧力的作用实现电极丝的夹持和送丝，以实现微细孔的加工和电极丝损耗的大行程补给性送丝；该微细电极丝送丝机构的夹紧弹簧采用冗余设计，能够确保电极丝夹持的稳定性，从而避免加工过程中的产生次生放电现象；该微细电极丝送丝机构为一体化结构设计，具有结构简单、占用空间小，便于装配和调试的特点；本发明的微细电极丝送丝机构中双弹簧夹紧方式可大大降低电极丝夹持不紧情况的发生概率；在气缸和弹簧力的作用下，外部套管总成做往复运动，因而不会由于气缸力的作用而使电极丝产生轴向攒动，从而有效保证了电极丝在大行程补给性运动时的直线进给精度。

如图2所示，夹持管总成1包括依次套接的转接管14、穿丝管10、第一夹头8和第二夹头9，转接管14转动设置在夹持管支撑总成1上；穿丝管10转动设置在外部套管支撑总成5上；第一夹头8和第二夹头9相对设置，在二者内部形成穿丝腔，且穿丝腔为阶梯结构，包括第一腔和第二腔，当外部套管总成3位于锁定位时，第一腔规格大于电极丝6外径，第二腔规格等于或小于电极丝6外径；第一夹头8和第二夹头9头端为缩颈结构。穿丝管10主要用于固定夹头，夹头用于夹持电极丝6。通过以上结构设计，既可以满足电极丝的不旋转加工要求，也可以满足旋转加工要求；需要电极丝旋转时通过专用连接装置将外部套管总成3的外套管转接到旋转轴上，使其在满足轴向进给要求的同时可以做旋转运动，此时，夹持管总成1在夹持弹簧力的作用下与外部套管总成一起做旋转运动，从而使电极丝做旋转运动。

如图2所示，外部套管总成3包括依次套接的滑管19和限位管20，还包括连接在滑管19一端的近丝法兰18，滑管19活动连接在外部套管支撑总成5上，能相对于外部套管支撑总成5转动和前后移动；气缸11固定在夹持管支撑总成2上，且与近丝法兰18可接触连接；双夹紧弹簧结构包括第一夹持弹簧4和第二夹持弹簧7，第一夹持弹簧4套设在滑管19外侧且两端分别抵接在近丝法兰18和外部套管支撑总成5上，第二夹持弹簧7套设在穿丝管10外侧且两端分别抵接在滑管19和穿丝管10上。进丝法兰18主要承受气缸压力，以实现外部套管的轴向运动；滑管19主要用于连接进丝法兰18和限位管20，并在无油衬套21里做轴向运动；限位管20主要用于卡紧夹头，以实现对电极丝的夹紧.

如图2所示，夹持管支撑总成2包括支架12、深沟球轴承13、轴承止动端盖17、限位环16和锁紧螺母15，深沟球轴承13设置在支架12上，转接管14通过深沟球轴承13与支架12转动连接，轴承止动端盖17压设在深沟球轴承13端部，限位环16套设在转接管14和轴承止动端盖17之间并通过锁紧螺母15实现位置锁定。气缸11用于推动外部套管总成3沿轴向前向进给，进而使电极丝夹持管总成1松开电极丝；支架12用于支撑深沟球轴承13、转接管14和气缸11。

进一步的，如图2所示，外部套管支撑总成5包括衬套支架22和无油衬套21，滑管19通过无油衬套21与衬套支架22活动连接，可以沿其轴线方向做前后运动。无油衬套21主要用于外部套管总成3的导向；衬套支架22主要用于支撑无油衬套21。

具体的，滑管19一端设置有外台阶，近丝法兰18套接在外台阶处；另一端设置有内台阶，限位管20螺接在内台阶处，限位管20一端设置有内让位腔，穿丝管10对应的一端设置有环形凸环，环形凸环外径等于内让位腔内径，第二夹持弹簧7一端抵接在内台阶底部，另一端抵接在环形凸环上；限位管20另一端内壁为缩颈结构，其缩颈斜度与第一夹头8和第二夹头9端部的缩颈结构相等。通过该缩颈结构，能够使限位管20相对于第一夹头8和第二夹头9伸出或缩回时，在伸出状态形成对第一夹头8和第二夹头9夹持力的解除，在缩回时对第一夹头8和第二夹头9夹持力的施加。

最优的方式，限位管20端部与第一夹头8和第二夹头9端部平齐时为锁定位，限位管20末端凸出于第一夹头8和第二夹头9端部时为松开位。

进一步的，第一夹头8和第二夹头9的缩颈结构长度小于第二腔长度。

实施例1：

如附图1和附图2所示，一种双弹簧气动微细电极丝进丝机构由电极丝夹持管总成1、夹持管支撑总成2、外部套管总成3、第一夹持弹簧4、外部套管支撑总成5和第二夹持弹簧7这几个模块组成。其中，电极丝夹持管总成1由第一夹头8、第二夹头9和穿丝管10组成。夹持管支撑总成由气缸11、支架12、深沟球轴承13、转接管14、锁紧螺母15、限位环16和轴承止动端盖17组成；外部套管总成3由进丝法兰18、滑管19和限位管20组成。外部套管支撑总成5由无油衬套21和衬套支架22组成。

第二夹持弹簧7套装在穿丝管10和滑管19之间，滑管19和限位管20是通过螺纹连接紧固在一起，第一夹头8和第二夹头9紧固在穿丝管10上并从限位管20中间孔穿过。因此在第二夹持弹簧7的作用下限位管20使第一夹头8和第二夹头9产生夹持力，从而夹紧电极丝6。外部套管总成3套装在无油衬套21内，并沿其轴线方向做往复运动，无油衬套21的优点是摩擦力小且不需要频繁维护；无油衬套21固定在衬套支架22内。衬套支架22固定在相应的送丝平台上。外部套管总成3的进丝法兰18固定安装在滑管19上，第一夹紧弹簧4套装在滑管19上，并夹持在进丝法兰18和无油衬套21之间，由于外部套管支撑总成5相对于外部套管总成3是固定的，因此第一夹持弹簧4的弹簧力增大了第一夹头8和第二夹头9产生夹持力，进而保证了电极丝6夹持的稳定性和可靠性，从而最大限度的避免了由于夹持不紧而造成次生放电情况的发生。夹持管支撑总成2中，深沟球轴承13由轴承止动端盖17固定在支架12中，转接管14在锁紧螺母15和限位环16力的作用下固定在深沟球轴承的内圈上。转接管14与穿丝管10通过螺纹连接相连接在一起；夹持管支撑总成2与外部套管支撑总成5安装在同一直线运动的送丝平台上。这样在夹持管支撑总成2上气缸11力的作用下，可以使外部套管总成3做直线进给运动，从而使第一夹头8和第二夹头9松开电极丝6，这时直线运动送丝平台向反方向运动，而电极丝6则可保持不动，然后气缸11断气，在第一夹持弹簧4和第二夹持弹簧7力的作用下，第一夹头8和第二夹头9重新夹紧电极丝6，从而实现了电极丝6的补偿性进给。当加工或电极丝修正时需要电极丝6做旋转运动，则可将限位管20通过相应的转接装置固定在旋转轴上，从而使外部套管总成3做旋转运动，并在摩擦力和弹簧力的作用夹下，夹持管总成2带动电极丝6一起做旋转运动。

冗余设计又称余度设计技术，是指在系统或设备完成任务起关键作用的地方，增加一套以上完成相同功能的功能通道、工作元件或部件，以保证当该部分出现故障时，系统或设备仍能正常工作，减少系统或者设备的故障概率，提高系统可靠性。

这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种微细电极丝进丝机构，其特征在于，包括用于夹持递送电极丝的夹持管总成、套设在所述夹持管总成外侧以提供冗余夹持力的外部套管总成，还包括能带动所述外部套管总成在锁定位和松开位之间往复移动以控制所述夹持管总成锁紧或放松电极丝的锁丝总成；

还包括夹持管支撑总成和外部套管支撑总成，所述夹持管总成通过所述夹持管支撑总成与送丝平台连接；所述外部套管总成通过所述外部套管支撑总成与送丝平台连接；

所述外部套管总成的锁定位和松开位是所述外部套管总成向所述夹持管总成施以夹持力或解除夹持力的位置；

所述锁丝总成包括控制所述外部套管总成持续位于锁定位的双夹紧弹簧结构和控制所述外部套管总成移动到松开位的气动执行机构；

所述夹持管总成包括依次套接的转接管、穿丝管、第一夹头和第二夹头，所述转接管转动设置在所述夹持管支撑总成上；所述穿丝管转动设置在所述外部套管支撑总成上；所述第一夹头和所述第二夹头相对设置，在二者内部形成穿丝腔，且所述穿丝腔为阶梯结构，包括第一腔和第二腔，当所述外部套管总成位于锁定位时，所述第一腔规格大于电极丝外径，所述第二腔规格等于或小于电极丝外径；所述第一夹头和所述第二夹头头端为缩颈结构。

2.根据权利要求1所述的微细电极丝进丝机构，其特征在于，所述外部套管总成包括依次套接的滑管和限位管，还包括连接在所述滑管一端的近丝法兰，所述滑管活动连接在所述外部套管支撑总成上，能相对于所述外部套管支撑总成转动和前后移动；所述气动执行机构固定在所述夹持管支撑总成上，且与所述近丝法兰可接触连接；所述双夹紧弹簧结构包括第一夹持弹簧和第二夹持弹簧，所述第一夹持弹簧套设在所述滑管外侧且两端分别抵接在所述近丝法兰和外部套管支撑总成上，所述第二夹持弹簧套设在所述穿丝管外侧且两端分别抵接在所述滑管和所述穿丝管上。

3.根据权利要求1所述的微细电极丝进丝机构，其特征在于，所述夹持管支撑总成包括支架、深沟球轴承、轴承止动端盖、限位环和锁紧螺母，所述深沟球轴承设置在所述支架上，所述转接管通过所述深沟球轴承与所述支架转动连接，所述轴承止动端盖压设在所述深沟球轴承端部，所述限位环套设在所述转接管和所述轴承止动端盖之间并通过所述锁紧螺母实现位置锁定。

4.根据权利要求2所述的微细电极丝进丝机构，其特征在于，所述外部套管支撑总成包括衬套支架和无油衬套，所述滑管通过所述无油衬套与所述衬套支架活动连接。

5.根据权利要求2所述的微细电极丝进丝机构，其特征在于，所述滑管一端设置有外台阶，所述近丝法兰套接在所述外台阶处；另一端设置有内台阶，所述限位管螺接在所述内台阶处，所述限位管一端设置有内让位腔，所述穿丝管对应的一端设置有环形凸环，所述环形凸环外径等于所述内让位腔内径，所述第二夹持弹簧一端抵接在所述内台阶底部，另一端抵接在所述环形凸环上；所述限位管另一端内壁为缩颈结构，其缩颈斜度与所述第一夹头和所述第二夹头端部的缩颈结构相等。

6.根据权利要求1所述的微细电极丝进丝机构，其特征在于，所述第一夹头和所述第二夹头的缩颈结构长度小于所述第二腔长度。

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