CN1605425A - 一种电火花表面强化机床 - Google Patents

Abstract

一种电火花表面强化机床，包含夹持有工具电极的振动器和脉冲电源，其特征在于：设置有包含工件夹持装置、拖板行走机构和传动装置的床身；该传动装置包含减速电机、皮带减速机构和蜗轮减速器，该皮带减速机构的大皮带轮设置在工件夹持装置的夹盘轴上；该蜗轮减速器的输出与拖板行走机构的丝杠连接；该拖板行走机构的拖板上设置有若干组倾角可在0度－90度范围内调整的滑轨，该振动器滑动地设置在该滑轨上，夹持在该振动器上的工具电极在振动器的下滑作用下，以一定的压力与工件表面接触。本发明解决工具电极以恒定的压力与工件接触振动火花放电，并能在工件表面形成连续均匀、质量稳定、无暇疵的大面积强化层的技术问题。

Description

一种电火花表面强化机床

技术领域：

本发明是关于以电流高度集中作用在工件上的金属加工设备，尤其是关于对圆形柱体工件表面加工的电火花表面强化机床。

背景技术：

电火花表面强化处理主要是利用金属工件和工具电极间一系列在空间和时间上相互分隔产生的脉冲火花放电的热能，使作为阳极的工具电极材料熔融涂覆渗合在作为阴极的金属工件表面的工作原理形成一层不同于金属工件本身材料特性的强化层，来提高工件表面耐磨、耐蚀、耐热等机械、化学性能。由于它可以使用的高机械、化学性能材料作为工具电极，而在一般材质的金属工件上覆一层具有高硬度、高耐磨、抗腐蚀及红硬性好的强化层，可以显著地提高工件的使用寿命，大为降低材料成本。因此是一种经济、简便而有效的加工方法。

但是，目前电火花强化工艺均是由人手持的主要由夹持有工具电极的振动器组成的强化设备进行手工操作的，工作中用手把持的同时，需向工具电极施压并在加工区域移动。这不仅劳动强度大、工效低、涂层厚度均匀性差，还由所施压力不能保持恒定，影响强化层质量的稳定性。正因为缺乏像车床、铣床、刨床、磨床那样能实现高效率地机械化操作的成熟的专用电火花表面强化机，这一先进工艺未能获得广泛应用，特别是在重大工件(例如轧钢机的铸铁轧辊)上的推广。

发明内容：

本发明的目的在于提一种电火花表面强化机床，解决工具电极以恒定的压力与工件接触振动火花放电，并能在工件表面形成连续均匀、质量稳定、无暇疵的大面积强化层的技术问题，其次是解决重大工件的支承和工具电极材料的进给技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种电火花表面强化机床，包含夹持有工具电极的振动器和脉冲电源，其特征在于：设置有包含工件夹持装置、拖板行走机构和传动装置的床身；该传动装置包含减速电机、皮带减速机构和蜗轮减速器，该皮带减速机构的大皮带轮设置在工件夹持装置的夹盘轴上；该蜗轮减速器的输出与拖板行走机构的丝杠连接；该拖板行走机构的拖板上设置有若干组倾角可在0度-90度范围内调整的滑轨，该振动器滑动地设置在该滑轨上，夹持在该振动器上的工具电极在振动器的下滑作用下，以一定的压力与工件表面接触。

该传动设置的传送关系是工件旋转一周，拖板行走机构横向行走量≤工具电极的宽度。

该传动装置设置有控制减速电机转速的变频器。

该传动装置的蜗轮减速箱可由独立的电机提供动力。

该工件夹持装置可设置有固定于床身的由轴承构成的滚动支持座；该设置有滚动支承座的床身部分低于设置有拖板行走机构部分的床身。

该振动器可以增设有配重块。

本发明操作简便，可加工不同直径和材质的金属工件，由于夹持工件部分的床身高度低，又使用重心位置低的滚动支承座，特别适用于粗重的大工件装卸，能承受工件安放时的冲击力，又能保持其平稳地转动。

本发明使用简单的减速方案，使工件缓慢的低速转动，再匹配以工具电极横向行走的适合比例，保证了工件表面获得连续均匀的强化层。

本发明使用皮带减速装置，巧妙地利用了其柔性连接的特性，用以防止停车时，大型工件巨大的惯性力对减速电机或减速机输出轴造成的冲击破坏。

本发明将具有工具电极的振动器滑动地放置在拖板的倾斜滑轨上，该振动器在本身重力作用下下滑，将夹持在其上的工具电极始终保持在与工件表面接触的状态，因此可以不必设置工具电极材料的供给装置来补偿工具电极在工作中自身的消耗。

本发明将振动器滑动地置于倾斜的滑轨上，因此振动器重量沿滑轨方向的分力始终衡定地加压在工具电极和工件表面之间，只要轻易地改变滑轨的倾斜角度，这一分力的大小就随之变化，而且还可以在振动器上增设配重块，用增加振动器的重量来加大工具电极和工件表面的压力。

附图说明：

图1是本发明总体结构示意图。

图2是本发明设置在拖板上的倾斜滑轨结构示意图。

图3是本发明的滚动支承座支承粗重工件的正视和侧视示意图。

具体实施方式：

请参阅1所示，本发明包含振动器2和脉冲电源7。振动器2可以是现有手持电火花强化装置采用的各种振动器一般以采用现有电磁式振动器为佳。脉冲电源7为常规的由电阻R和电容C组成的RC脉冲放电电路，其负极输出与金属工件1相连接，正极输出与夹持在振动器2上的工具电极8相连接。设置有床身10，该床身10上包含有工件夹持装置、拖板行走机构9和动力传动装置。该工件夹持装置与现有一般机床的结构相同，主要由卡盘、顶针组成，一般细长、重量轻的金属工件被夹持固定在卡盘、顶针之间，随卡盘一起转动。床身10上还设置有由轴承11组成的滚动支承座(参见图3)，用以支承粗大、笨重的金属工件1，由于该滚动支承座的重心低，有利于大而重的工件搬运装卸，为降低金属工件1在床身10上的重心位置，该设置有滚动支承座的床身10部分的离地高度可比设置有拖板行走机构9的床身10部分要低。该拖板行走机构9与现有一般机床使用的结构相同，主要由设置在床身10上的导轨，可在导轨上滑行的拖板和与拖板螺母啮合的丝杠组成。该传动装置包含减速电机、皮带减速机构5和蜗轮减速器6，其中该皮带减速机构5的小带轮和蜗轮减速器6的输入端与减速电机3的输出端共轴，皮带减速机构5的大带轮与工件夹持装置中卡盘轴相接，蜗轮减速器6的输出轴与拖板行走机构9的丝杠相连接。这样就可以使工件以低速转动，而拖板则沿工件轴线方向作缓慢的横向移动，它们之间保持工件旋转一周，拖板横向位移量在≤工具电极8宽度范围内的运动关系。此外，还设置有可连续控制减速电机3转速变化的变频器4，用以调整工件速度。上述的减速电机3可以分别由一般的电机和齿轮减速器组合替代；蜗轮减速器6也可以由单独的电机带动，只要保证上述工件转动与拖板移动的运动关系即可。

请参阅图2所示，本发明在该拖板行走机构9的拖板91上设置有若干组平行的滑轨92，该滑轨92具有角度调节装置93，可以通过该角度调节装置93使滑轨92与拖板91(也即水平面)之间的夹角θ在0度-90度的范围内变化。该角度调节装置93可采用现有技术中的任一种角度调节装置，图示的一种一点位置可变动的三点式杠杆角度调节装置。振动器2滑动放置在一组滑轨92上，该振动器2的重力G生产了一个沿滑轨方向的分力P＝GSinθ，该分力P使振动器2沿滑轨92向下滑行，并使夹持在振动器2上的工具电极8始终压向工件1的表面上形成恒压接触，有利于强化层的质量稳定，又解决了工具电极8在工作过程中自身消耗的进给补偿问题。本发明可以在振动器2上设置有配重块，以增加振动器2的重力G，扩大分力P的调节范围。工作时，振动器2在电磁振动和其重力G的配合下，使其不断地沿倾斜的滑轨92上下来回振动，进行持续、稳定的电火花放电。该拖板91上可放置多个振动器2，也可以在该拖板行走机构9设置有数个间隔一定距离的拖板91，每个拖板91上均分别设置有可调节倾斜角度的滑轨92，如此可以设置有众多振动器2，以提高工效。

Claims (6)

1.一种电火花表面强化机床，包含夹持有工具电极的振动器和脉冲电源，其特征在于：设置有包含工件夹持装置、拖板行走机构和传动装置的床身；该传动装置包含减速电机、皮带减速机构和蜗轮减速器，该皮带减速机构的大皮带轮设置在工件夹持装置的夹盘轴上；该蜗轮减速器的输出与拖板行走机构的丝杠连接；该拖板行走机构的拖板上设置有若干组倾角可在0度-90度范围内调整的滑轨，该振动器滑动地设置在该滑轨上，夹持在该振动器上的工具电极在振动器的下滑作用下，以一定的压力与工件表面接触。

2.根据权利要求1所述的电火花表面强化机床，其特征在于：该传动设置的传送关系是工件旋转一周，拖板行走机构横向行走量≤工具电极的宽度。

3.根据权利要求2所述的电火花表面强化机床，其特征在于：该传动装置设置有控制减速电机转速的变频器。

4.根据权利要求2所述的电火花表面强化机床，其特征在于：该传动装置的蜗轮减速箱可由独立的电机提供动力。

5.根据权利要求1.2.3或4所述的电火花表面强化机床，其特征在于：该工件夹持装置可设置有固定于床身的由轴承构成的滚动支持座；该设置有滚动支承座的床身部分低于设置有拖板行走机构部分的床身。

6.根据权利要求1.2.3或4所述的电火花表面强化机床，其特征在于：该振动器可以增设有配重块。

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