CN116213857A - 一种基于edm机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工具电极技术领域,且公开了一种基于EDM机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极,包括塔式电极本体、电极基准台和连接轴,其中:电极基准台和连接轴分别安装在塔式电极本体的两个端面上,连接轴可拆卸安装在EDM机床上,通过EDM机床的脉冲电源对塔式电极本体放电,EDM机床带动塔式电极本体旋转下移,用于对内斜齿轮模具的型腔进行脉冲火花放电腐蚀。本发明中通过EDM机床进行放电,使得塔式电极本体对内斜齿轮模具进行电火花加工,能够一次成型,在保证加工精度的同时,也解决了表面的粗糙度问题,极大提升企业的竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及工具电极技术领域,具体为一种基于EDM机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极。
背景技术
内斜齿轮模具(如说明书附图3所示)对加工要求很高,要求尺寸精度±0.01MM,表面粗糙度要求更是达到了Ra0.2以下,因此加工该模具是一项艰巨的任务。国外有成功案例,但是国外大多依靠高精度的机床和机床自有的高精度加工模式,保证能够一次加工成型,国内由于受到国外高精度机床的进口封锁,没有设备上的优势,因此,我们提出一种基于EDM机床的工具电极,来对内斜齿轮模具进行一次加工成型。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题,本发明提出一种基于EDM机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极。
本发明提出的一种基于EDM机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极,包括塔式电极本体、电极基准台和连接轴,其中:电极基准台和连接轴分别安装在塔式电极本体的两个端面上,连接轴可拆卸安装在EDM机床上,通过EDM机床的脉冲电源对塔式电极本体放电,EDM机床带动塔式电极本体旋转下移,用于对内斜齿轮模具的型腔进行脉冲火花放电腐蚀。
作为本发明进一步优化的方案,塔式电极本体、电极基准台和连接轴通过数控机床加工一体成型。
作为本发明进一步优化的方案,所述连接轴远离塔式电极本体的一端通过夹具与EDM机床的U轴可拆卸连接,且EDM机床的U轴可旋转。
作为本发明进一步优化的方案,塔式电极本体为外斜齿轮状。
作为本发明进一步优化的方案,塔式电极本体包括多个电极部,且多个电极部呈塔式堆叠。
作为本发明进一步优化的方案,随着塔式电极本体旋转下移进入内斜齿轮模具的型腔,每个电极部的下移分别对应一个下移深度,每个下移深度分别对应一个EDM机床放电参数。
作为本发明进一步优化的方案,随着塔式电极本体下移深度的增加,每个下移深度所对应的放电参数逐渐减小。
本发明中,所提出的基于EDM机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极,通过EDM机床进行放电,使得塔式电极本体对内斜齿轮模具进行电火花加工,能够一次成型,在保证加工精度的同时,也解决了表面的粗糙度问题,极大提升企业的竞争力。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图;
图2为本发明的剖面结构示意图;
图3为本发明内内斜齿轮模具的结构示意图;
图4为本发明实施例中塔式电极本体的螺旋线展开图。
附图说明:1、塔式电极本体;2、电极基准台;3、连接轴;11、第一电极部;12、第二电极部;13、第三电极部。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中表示,其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解对本发明的限制。
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,也可以是电连接或彼此可通讯;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。
请参阅图1,一种基于EDM机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极,包括塔式电极本体1、电极基准台2和连接轴3,其中:电极基准台2和连接轴3分别安装在塔式电极本体1的两个端面上,连接轴3可拆卸安装在EDM机床上,通过EDM机床的脉冲电源对塔式电极本体1放电,EDM机床带动塔式电极本体1旋转下移,用于对内斜齿轮模具的型腔进行脉冲火花放电腐蚀;
具体的,塔式电极本体1、电极基准台2和连接轴3通过数控机床加工一体成型,且电极基准台2的上表面积小于塔式电极本体1的下表面积;需要采用五轴联动数控铣床或者车铣复合加工中心对塔式电极本体1进行加工,这样能保证一次装夹成型,保证基准与型腔的位置关系,电极部的外壁还要进行一个抛光,保证表面粗糙度在Ra0.2以下;
具体的,连接轴3远离塔式电极本体1的一端通过夹具与EDM机床的U轴可拆卸连接,且EDM机床的U轴可旋转;夹具可以是现有技术中的手动夹头或气动卡盘等,方便该工具电极的拆装和更换;
本发明通过EDM机床进行放电,使得塔式电极本体对内斜齿轮模具进行电火花加工,能够一次成型,在保证加工精度的同时,也解决了表面的粗糙度问题,极大提升企业的竞争力。
在本实施例中,请参阅图1和图2,塔式电极本体1为外斜齿轮状;
具体的,塔式电极本体1包括多个电极部,且多个电极部呈塔式堆叠;
进一步的,电极部的数量为三个,分别为第一电极部11、第二电极部12和第三电极部13,第一电极部11、第二电机部12、第三电极部13依次堆叠;电极部的数量也可为四个或者五个以及更多,具体取决于精度及粗糙度的要求设计;
进一步的,随着塔式电极本体1旋转下移进入内斜齿轮模具的型腔,每个电极部的下移分别对应一个下移深度,每个下移深度分别对应一个EDM机床放电参数;
具体的,第一电极部11对应的下移深度为Z2,第二电极部12对应的下移深度为Z3,第三电极部13对应的下移深度为Z3,随着塔式电极本体1下移深度的增加,每个下移深度所对应的放电参数逐渐减小;
具体的,下移深度Z2所对应的放电参数为0.2MM的火花间隙电流,下移深度Z3所对应的放电参数为0.1MM的火花间隙电流,下移深度Z4所对应的放电参数为0.05MM的火花间隙电流;以便对内斜齿轮模具型腔加工时,开粗-精加工-精抛光这几步骤的不间断连续完成,精度保证的同时,也解决了表面的粗糙度问题;
在本实施例中,请参阅图4,三角形ABC为塔式电极本体1的螺旋线展开平面,螺旋角β由齿轮参数可知,通过三角函数可计算出导程L,然后测量内斜齿轮模具内齿的高度,于是U轴旋转角度可通过实际的内斜齿轮模具内齿的高度与导程L的比值计算出,EDM机床放电需要的三个深度分别为Z2、Z3、Z4,计算可得出对应的三个U轴旋转角度U2、U3、U4;
具体公式如下:
L=“间距圆弧直径”×π×tan(90°-β);
间距圆弧直径=“模块”*“齿数”÷cosβ;
U2=Z2×(-1)×360÷L;
U3=Z3×(-1)×360÷L;
U4=Z4×(-1)×360÷L;
其中,(-1)是指扭转方向为右时的值;
在实际使用时,需要使用带有U轴旋转功能的EDM机床,通过U轴旋转同时Z轴配合下降,在加工模式中编辑好放电程序,程序要求每旋转到一定角度和深度需要匹配上对应的火花间隙的电流,即Z2深度和U2过程对应的放电参数是0.2MM的火花间隙电流以及相应的回退和细节参数,同理,Z3深度和U3过程对应的放电参数是0.1MM的火花间隙电流以及相应的回退和细节参数,Z4深度和U4过程对应的放电参数是0.05MM的火花间隙电流以及相应的回退和细节参数;而且为了保证加工精度和粗糙度,塔式电极本体在放电过程没有回零点动作,整个加工过程一气呵成,且加工至Z4深度后,塔式电极本体也没有回零点动作,需要松动EDM机床夹头的夹持部位,然后在内斜齿轮模具的底部取出工具电极(在加工前应将内斜齿轮模具垫高,留取高度保证塔式电极本体加工轨迹有足够距离)。
本发明所提供的的工具电极,由三种火花位的工具电极叠加而成,形似塔状,在加工对尺寸精度和粗糙度要求高的内斜齿轮模具时,充分体现出了优势,相当于对内斜齿轮模具型腔加工时开粗-精加工-精抛光这几步骤不间断连续完成,精度保证的同时也解决了表面的粗糙度问题,极大提升企业的竞争力,此结构可延伸至模型更为复杂,多样化的电火花成型加工,具有广阔的市场前景。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,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,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于EDM机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极,其特征在于,包括塔式电极本体(1)、电极基准台(2)和连接轴(3),其中:电极基准台(2)和连接轴(3)分别安装在塔式电极本体(1)的两个端面上,连接轴(3)可拆卸安装在EDM机床上,通过EDM机床的脉冲电源对塔式电极本体(1)放电,EDM机床带动塔式电极本体(1)旋转下移,用于对内斜齿轮模具的型腔进行脉冲火花放电腐蚀。
2.根据权利要求1所述的一种基于EDM机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极,其特征在于,塔式电极本体(1)、电极基准台(2)和连接轴(3)通过数控机床加工一体成型。
3.根据权利要求1所述的一种基于EDM机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极,其特征在于,所述连接轴(3)远离塔式电极本体(1)的一端通过夹具与EDM机床的U轴可拆卸连接,且EDM机床的U轴可旋转。
4.根据权利要求1所述的一种基于EDM机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极,其特征在于,塔式电极本体(1)为外斜齿轮状。
5.根据权利要求1所述的一种基于EDM机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极,其特征在于,塔式电极本体(1)包括多个电极部,且多个电极部呈塔式堆叠。
6.根据权利要求5所述的一种基于EDM机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极,其特征在于,随着塔式电极本体(1)旋转下移进入内斜齿轮模具的型腔,每个电极部的下移分别对应一个下移深度,每个下移深度分别对应一个EDM机床放电参数。
7.根据权利要求6所述的一种基于EDM机床的内斜齿轮模具加工用塔式工具电极,其特征在于,随着塔式电极本体(1)下移深度的增加,每个下移深度所对应的放电参数逐渐减小。
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