CN207372462U - 一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置 - Google Patents

Abstract

一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，涉及特种加工技术领域的电火花线切割加工领域；包括弹性顶尖、弹簧、弹性压板、基座和压紧螺钉；其中，基座为中空圆柱形结构；弹性顶尖沿轴向穿过基座；弹性压板为板状结构，弹性压板轴向垂直的安装在基座侧壁中部的通孔处，且弹性压板的侧边与基座的侧边相切；弹性顶尖和弹性压板通过压紧螺钉固定连接；弹性压板与基座轴向一端之间设置有弹簧；弹簧套装在弹性顶尖的外壁，且弹簧的一端与弹性压板侧壁接触，弹簧的另一端与基座远离外部导轮组件方向的轴向端面内壁接触；本实用新型设计合理，加工简单，拆装方便，可极大提升铝合金材料电火花线切割加工的质量与效率，该装置通用性强。

Description

一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置

技术领域

本发明涉及一种特种加工技术领域的电火花线切割加工领域，特别是一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置。

背景技术

在材料的放电腐蚀过程中，一个电极的电蚀产物会转移到另一个电极表面，形成一定厚度的覆盖层，这种现象叫做覆盖效应。覆盖层由石墨碳素层和金属黏结层组成，前者有很强的耐腐蚀性，对电极表面有一定的保护作用，后者有补偿电极损耗的作用，合理利用覆盖效应有利于降低电极损耗。

众所周知，铝合金材料在航天领域应用极为广泛，其加工工艺也是机械行业研究的重要课题，由于电火花线切割加工微细窄缝及微细窄缝组成的零件有其独特的优势，电火花线切割在加工在铝材中一直占有重要的地位。循环往复走丝电火花线切割加工基本原理是利用循环移动的金属丝作电极，对工件进行脉冲火花放电及切割成形，脉冲电流通过导电块与电极丝摩擦持续传递给加工工件。

然而由于铝合金固有的特性，线切割加工铝件时由于覆盖效应的存在，加工经常出现进电不稳、电极丝与导电块之间产生异常放电“火花”、导电块在很短的时间内被切割出沟槽、电极钼丝频换更换等状况，业界俗称为“切割铝烧导电块”现象。主要表现为导电块磨损严重、电极钼丝断裂次数成倍增加，很大程度影响了零件的表面质量、加工的连续性及稳定性，给铝材电火花线切割加工的批产和推广造成了困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，设计合理，加工简单，拆装方便，可极大提升铝合金材料电火花线切割加工的质量与效率，该装置通用性强。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，包括弹性顶尖、弹簧、弹性压板、基座和压紧螺钉；其中，基座为中空圆柱形结构；弹性顶尖沿轴向穿过基座，且弹性顶尖伸出基座的一端与外部脉冲电源连接；弹性顶尖与基座轴向端面位于同一平面的一端与外部导轮组件弹性接触；基座的侧壁开设有通孔；弹性压板为板状结构，弹性压板轴向垂直的安装在基座侧壁中部的通孔处，且弹性压板的侧边与基座的侧边相切；弹性顶尖穿过弹性压板的中心，且弹性顶尖和弹性压板通过压紧螺钉固定连接；弹性压板与基座轴向一端之间设置有弹簧；弹簧套装在弹性顶尖的外壁，且弹簧的一端与弹性压板侧壁接触，弹簧的另一端与基座远离外部导轮组件方向的轴向端面内壁接触。

在上述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，所述弹簧的自由长度不小于弹性压板与基座之间间隙的1.5倍；实现工作时弹性顶尖一直处于压紧状态。

在上述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，所述基座外侧壁直径L1为30-35mm，轴向长度L2为40-44mm；轴向一端的轴心处设置有直径L3为5-5.4mm的通孔，且通孔与基座轴心的同轴度为0.005。

在上述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，基座的外壁上对称设置有两个方孔组，两个方孔组互相垂直；每个方孔组均包括两个相同且对称的方孔；其中一个方孔组的方孔长L4为15-17mm，宽L5为13-15mm，方孔的侧边与基座的轴向端面距离L6为7-9mm；另一个方孔组的方孔长L7为15-17mm，宽L8为8-10mm，方孔的侧边与基座的轴向端面距离L9为5-7mm。

在上述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，所述弹性压板宽度L12为8.7-8.9mm；弹性顶尖的安装孔直径L13为5.2-5.4mm；厚度L10为5-5.5mm；压紧螺钉安装螺纹孔公称直径L11为2-3mm；弹性压板的两端为圆弧形状，圆弧半径L14为30-35mm。

在上述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，所述弹性顶尖为圆柱结构，直径L15优选5mm；轴向长度L16为50-70mm；且弹性顶尖与基座、弹性顶尖与弹性压板均为间隙配合，间隙为0.15-0.35mm。

在上述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，所述弹簧为圆柱螺旋结构，弹簧丝截面直径L17为0.3-0.5mm，内径L18为5.4-5.6mm，有效圈数为8-15圈。

在上述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，压紧螺钉与弹性顶尖之间的安装力矩为0.3Nm。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明中基座，弹簧、弹性压板、弹性顶、压紧螺钉尖零件均采用常用有色金属材料，易获取，成本低，加工精度适中；

(2)本发明中弹性顶尖送电装置在替换现有装置过程中方便快捷，只需拆下原有机床导电块，在导轮组件处安装该装置，且适用于所有循环往复走丝电火花线切割机床，通用性强；

(3)本发明解决了铝合金电火花线切割加工过程中电极钼丝更换频繁、零件表面质量差、加工的不连续不稳定等问题，节约了成本，提升了加工效率，保证了产品可靠性；

(4)本发明针对切割面积大于50×50(mm)的宇航铝合金零件应用效果明显。如某大厚度铝合金线路盒内腔大面采用电火花线切割加工，采用该装置后，由原来20h/件提高到8h/件，电极丝更换次数缩减约70％，加工合格率提升30％。

附图说明

图1为本发明弹性顶尖送电装置组件图；

图2为本发明基座其中一个方孔组结构示意图；

图3为本发明基座另一个方孔组结构示意图；

图4为本发明弹性压板结构主视图

图5为本发明弹性压板结构侧视图；

图6为本发明弹性顶尖结构示意图；

图7为本发明弹簧结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

本发明的目的是提供一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置替代现有导电块送电装置，解决铝合金材料在电火花线切割加工过程中出现进电不稳、电极丝与导电块之间产生异常放电“火花”、导电块在很短的时间内被切割出沟槽、电极钼丝频换更换带来的种种问题。

本发明设计了一种针对铝合金电火花线切割加工特有的弹性顶尖送电装置，主要原理是取消机床导电块，在走丝装置的导轮处设计安装弹性顶尖送电装置替代导电块的功能，且适合所有往复走丝电火花线切割机床。

如图1所示为弹性顶尖送电装置组件图，由图可知，一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，包括弹性顶尖1、弹簧2、弹性压板3、基座4和压紧螺钉5；其中，基座4为中空圆柱形结构；弹性顶尖1沿轴向穿过基座4，且弹性顶尖1伸出基座4的一端与外部脉冲电源连接；弹性顶尖1与基座4轴向端面位于同一平面的一端与外部导轮组件6弹性接触；基座4的侧壁开设有通孔；弹性压板3为板状结构，弹性压板3轴向垂直的安装在基座4侧壁中部的通孔处，且弹性压板3的侧边与基座4的侧边相切；弹性顶尖1穿过弹性压板3的中心，且弹性顶尖1和弹性压板3通过压紧螺钉5固定连接；弹性压板3与基座4轴向一端之间设置有弹簧2；弹簧2套装在弹性顶尖1的外壁，且弹簧2的一端与弹性压板3侧壁接触，弹簧2的另一端与基座4远离外部导轮组件6方向的轴向端面内壁接触。其中，弹簧2的自由长度不小于弹性压板3与基座4之间间隙的1.5倍；实现工作时弹性顶尖1一直处于压紧状态。

如图2所示为基座其中一个方孔组结构示意图，由图可知，基座4外侧壁直径L1为30-35mm，轴向长度L2为40-44mm；轴向一端的轴心处设置有直径L3为5-5.4mm的通孔，且通孔与基座4轴心的同轴度为0.005。

如图3所示为基座另一个方孔组结构示意图，由图可知，基座4的外壁上对称设置有两个方孔组，两个方孔组互相垂直；每个方孔组均包括两个相同且对称的方孔；其中一个方孔组的方孔长L4为15-17mm，宽L5为13-15mm，方孔的侧边与基座4的轴向端面距离L6为7-9mm；另一个方孔组的方孔长L7为15-17mm，宽L8为8-10mm，方孔的侧边与基座4的轴向端面距离L9为5-7mm。

如图4所示为弹性压板结构主视图，如图5所示为弹性压板结构侧视图，由图可知，弹性压板3宽度L12为8.7-8.9mm；弹性顶尖1的安装孔直径L13为5.2-5.4mm；厚度L10为5-5.5mm；压紧螺钉5安装螺纹孔公称直径L11为2-3mm；弹性压板3的两端为圆弧形状，圆弧半径L14为30-35mm。

如图6所示为弹性顶尖结构示意图，由图可知，弹性顶尖1为圆柱结构，直径L15优选5mm；轴向长度L16为50-70mm；且弹性顶尖1与基座4、弹性顶尖1与弹性压板3均为间隙配合，间隙为0.15-0.35mm。

如图7所示为弹簧结构示意图，由图可知，弹簧2为圆柱螺旋结构，弹簧丝截面直径L17为0.3-0.5mm，内径L18为5.4-5.6mm，有效圈数为8-15圈。压紧螺钉5与弹性顶尖1之间的安装力矩为0.3Nm。

基座4为不锈钢材料；弹性顶尖1为不黄铜材料；弹性压板3为铝合金材料；压紧螺钉5与弹簧3为不锈钢材料。

装配时，弹性顶尖1以此穿过基座4、弹簧2、弹性压板3，弹簧2的自由长度不小于弹性压板3与基座4之间的间隙的1.5倍，保证装配时弹性顶尖1一直处于压紧状态，其余为间隙配合，配合间隙0.15-0.35mm；弹性顶尖左端连接脉冲电源，右端与导轮弹性接触，调整好后，安装压紧螺钉，顶住弹性顶尖即可，力矩要求0.3N.m。最后将组件与导轮组件螺接，装置安装完毕。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，其特征在于：包括弹性顶尖(1)、弹簧(2)、弹性压板(3)、基座(4)和压紧螺钉(5)；其中，基座(4)为中空圆柱形结构；弹性顶尖(1)沿轴向穿过基座(4)，且弹性顶尖(1)伸出基座(4)的一端与外部脉冲电源连接；弹性顶尖(1)与基座(4)轴向端面位于同一平面的一端与外部导轮组件(6)弹性接触；基座(4)的侧壁开设有通孔；弹性压板(3)为板状结构，弹性压板(3)轴向垂直的安装在基座(4)侧壁中部的通孔处，且弹性压板(3)的侧边与基座(4)的侧边相切；弹性顶尖(1)穿过弹性压板(3)的中心，且弹性顶尖(1)和弹性压板(3)通过压紧螺钉(5)固定连接；弹性压板(3)与基座(4)轴向一端之间设置有弹簧(2)；弹簧(2)套装在弹性顶尖(1)的外壁，且弹簧(2)的一端与弹性压板(3)侧壁接触，弹簧(2)的另一端与基座(4)远离外部导轮组件(6)方向的轴向端面内壁接触。

2.根据权利要求1所述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，其特征在于：所述弹簧(2)的自由长度不小于弹性压板(3)与基座(4)之间间隙的1.5倍；实现工作时弹性顶尖(1)一直处于压紧状态。

3.根据权利要求1所述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，其特征在于：所述基座(4)外侧壁直径L1为30-35mm，轴向长度L2为40-44mm；轴向一端的轴心处设置有直径L3为5-5.4mm的通孔，且通孔与基座(4)轴心的同轴度为0.005。

4.根据权利要求3所述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，其特征在于：基座(4)的外壁上对称设置有两个方孔组，两个方孔组互相垂直；每个方孔组均包括两个相同且对称的方孔；其中一个方孔组的方孔长L4为15-17mm，宽L5为13-15mm，方孔的侧边与基座(4)的轴向端面距离L6为7-9mm；另一个方孔组的方孔长L7为15-17mm，宽L8为8-10mm，方孔的侧边与基座(4)的轴向端面距离L9为5-7mm。

5.根据权利要求1所述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，其特征在于：所述弹性压板(3)宽度L12为8.7-8.9mm；弹性顶尖(1)的安装孔直径L13为5.2-5.4mm；厚度L10为5-5.5mm；压紧螺钉(5)安装螺纹孔公称直径L11为2-3mm；弹性压板(3)的两端为圆弧形状，圆弧半径L14为30-35mm。

6.根据权利要求1所述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，其特征在于：所述弹性顶尖(1)为圆柱结构，直径L15优选5mm；轴向长度L16为50-70mm；且弹性顶尖(1)与基座(4)、弹性顶尖(1)与弹性压板(3)均为间隙配合，间隙为0.15-0.35mm。

7.根据权利要求1所述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，其特征在于：所述弹簧(2)为圆柱螺旋结构，弹簧丝截面直径L17为0.3-0.5mm，内径L18为5.4-5.6mm，有效圈数为8-15圈。

8.根据权利要求1所述的一种铝材电火花线切割加工弹性顶尖送电装置，其特征在于：压紧螺钉(5)与弹性顶尖(1)之间的安装力矩为0.3Nm。