CN208600850U - 一种内表面微结构加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内表面微结构加工装置，包括第二夹紧装置、第一夹紧装置、金属片、第二电机、第一电机、第三电机、金属刷电极和加工槽，通过设置第二夹紧装置和第一夹紧装置实现了对工件顶部和底部的挤压，从而实现了对工件位置的固定，避免在对工件进行加工的过程中工件出现脱落等情况，利用第二电机设第四电机转动从而实现了工件与金属刷电极的相对转动，加工时金属刷电极在压力的作用下将自适应工件内表面的形貌，并在和待加工表面的相对运动中不断对待加工表面进行疏松接触式放电加工，金属丝会在放电加工过程中损耗，剩余的金属丝会在压力作用下不断贴近待加工表面，从而使加工继续进行下去。

Description

一种内表面微结构加工装置

技术领域

本实用新型涉及一种加工装置，具体是一种内表面微结构加工装置。

背景技术

随着科技的发展，表面微结构的工业应用逐渐增多，具有表面微结构的表面在表面能、密封特性、润湿性能、机械特性、光学特性、热学特性、流体动力学特性及摩擦学性能等方面与光滑表面有着截然不同的特点，在航空航天、汽车、能源，医疗及其他诸多领域展示出了极大的应用潜力。微结构的制造技术是表面微结构技术的核心和基础，目前表面微结构的制造技术主要有：激光加工技术、聚焦离子束加工技术、电射流加工技术、微切削加工技术、磨料射流加工技术、电解加工技术、电火花加工技术等；

激光加工、聚焦离子束加工、电射流加工和微切削加工均为逐点去除的加工方法，对于表面微结构而言其加工效率比较低。磨料射流加工技术仅适合加工硬脆材料，且加工中粉尘和噪音污染比较大，电解加工过程中，存在较大的杂散腐蚀与过加工，其加工定域性较差，加工精度较低。并且以上的加工技术一般都不适用与加工内表面。电火花加工法具有很高的精度，且具备制造微结构的潜力，然而应用传统的电火花加工法加工大表面微结构，不仅需要制作阵列微电极，而且在加工中工具电极损耗十分严重，此外对于内表面微结构加工，传统的电火花加工也同样无能为力。针对上述传统电火花加工中存在的缺陷，本发明致力于设计一种金属刷电极的内表面放电加工装置，从而实现能采用电火花放电法制造内表面微结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种内表面微结构加工装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种内表面微结构加工装置，包括第一支撑板、第一电机、第二电机、金属刷电极、固定装置、第二支撑板、加工槽、底板、第一气缸、支撑腿、第二气缸、第一限位板、第一滑轨、第一丝杆、第一滑块、第二限位板、第三电机、第一横板、第二丝杆、竖杆、第二滑块和第二横板，所述底板顶部固定安装有第二支撑板，所述第二支撑板内侧设置有固定装置，所述固定装置包括第一安装板、第三支撑板、第四电机、第二安装板、第一夹紧装置、第二滑轨和第二夹紧装置，所述第四电机通过螺栓固定安装在第二支撑板外侧，所述第四电机的输出轴通过联轴器与转轴的一端固定连接，转轴的另一端固定安装在第三支撑板一侧，转轴外侧套设有第二电刷，所述第二电刷固定安装在第二支撑板内侧，所述第三支撑板的另一侧固定连接有第二滑轨，所述第二滑轨的两端分别固定连接有第一安装板和第二安装板，所述第二滑轨上设置有第一夹紧装置和第二夹紧装置，所述第二支撑板一侧且位于固定装置正下方的位置设置有加工槽，所述加工槽内部盛放工作介质，所述加工槽底部对称设置有第一气缸和第二气缸，所述第一气缸和第二气缸均固定安装在底板底部，所述第一气缸活塞杆的端部和第二气缸活塞杆的端部均固定安装在加工槽底部，所述底板底部对称设置有支撑腿，所述底板顶部位于加工槽一侧的位置固定连接有第一滑轨，所述第一滑轨的两端分别固定安装有第一限位板和第二限位板，第一滑轨上滑动设置有第一滑块，所述第一滑块顶部固定安装有第一支撑板，所述第一滑轨的正上方设置有第一丝杆，第一丝杆的一端通过轴承座转动安装在第一限位板内侧，第一丝杆的另一端通过联轴器与第三电机的输出轴固定连接，所述第三电机通过螺栓固定安装在第二限位板外侧，所述第一丝杆横向贯穿第一滑块，所述第一滑块上开设有用于与第一丝杆螺纹连接的螺纹通孔，所述第一支撑板一侧顶端固定安装有第二横板，第一支撑板一侧底端位于第二横板正下方的位置固定安装有第一横板，所述第一横板和第二横板之间的位置设置有竖杆，竖杆的两端分别固定安装在第一横板顶部和第二横板底部，所述竖杆一侧设置有第二丝杆，第二丝杆的一端通过轴承座转动安装在第一横板顶部，第二丝杆的另一端通过联轴器与第一电机的输出轴固定连接，所述第一电机通过螺栓固定安装在第二横板顶部，所述第一横板和第二横板之间设置有第二滑块，所述竖杆和第二丝杆均竖向贯穿第二滑块，第二滑块上分别开设有用于竖杆穿过的通孔和用于与第二丝杆螺纹连接的螺纹通孔，所述第二滑块一侧通过螺栓固定安装有第二电机，第二电机的输出轴通过联轴器与转轴的一端连接，转轴的另一端固定安装有金属刷电极，转轴外侧套设有第一电刷，所述第一电刷固定安装在第二电机外壳一侧，所述金属刷电极由柔性金属丝和刚性电极组成，刚性电极固定安装在转轴不与第二电机输出轴连接的一端，刚性电极外侧固定安装有若干柔性金属丝。

作为本实用新型进一步的方案：所述第二夹紧装置包括夹板、第三滑块和金属片，所述第三滑块滑动设置在第二滑轨上，第三滑块上开设有用于与螺栓螺纹连接的螺纹通孔，所述第三滑块一侧固定安装有L型支架的一端，L型支架的另一端固定安装有夹板，所述夹板为弧形板，所述夹板内壁固定连接有金属片，所述金属片为铜材质。

作为本实用新型再进一步的方案：所述第二夹紧装置和第一夹紧装置的结构相同。

作为本实用新型再进一步的方案：所述第一电机和第三电机均为电控双向伺服电机。

作为本实用新型再进一步的方案：所述第一支撑板不与第二横板连接的一侧顶端固定安装有电源，所述电源的两极分别通过导线与第一电刷和第二电刷电连接，所述第二电刷通过导线与工件电连接，第一电刷与金属刷电极电连通，所述第三电机、第一电机、第二电机、第一气缸和第二气缸的电力输入端均通过导线与外接电源电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过设置第二夹紧装置和第一夹紧装置实现了对工件顶部和底部的挤压，从而实现了对工件位置的固定，操作简单，通过设置金属片增加了夹板内壁与工件之间的摩擦力，从而提高了工件位置固定的效果，避免在对工件进行加工的过程中工件出现脱落等情况，提高了设备的实用性，通过调节第二夹紧装置和第一夹紧装置之间的距离，从而实现了对不同规格的工件进行固定的目的，利用第三电机和第一电机转动进而分别带动第一丝杆和第二丝杆转动，从而对金属刷电极位置进行调整使金属刷电极与工件内壁挤压接触，进一步利用第一气缸和第二气缸驱动活塞杆伸长从而推动加工槽向上移动并使加工槽内盛放的工作介质没过金属刷电极与工件内壁连接处，利用第二电机设第四电机转动从而实现了工件与金属刷电极的相对转动，加工时金属刷电极在压力的作用下将自适应工件内表面的形貌，并在和待加工表面的相对运动中不断对待加工表面进行疏松接触式放电加工，金属丝会在放电加工过程中损耗，剩余的金属丝会在压力作用下不断贴近待加工表面，从而使加工继续进行下去，进一步提高了设备的实用性。

附图说明

图1为一种内表面微结构加工装置的结构示意图。

图2为一种内表面微结构加工装置中加工状态图。

图3为一种内表面微结构加工装置中固定装置的结构示意图。

图4为一种内表面微结构加工装置中夹板的结构示意图。

图中所示：第一支撑板1、第一电机2、第二电机3、金属刷电极4、固定装置5、第二支撑板6、加工槽7、底板8、第一气缸9、支撑腿10、第二气缸11、第一限位板12、第一滑轨13、第一丝杆14、第一滑块15、第二限位板16、第三电机17、第一横板18、第二丝杆19、竖杆20、第二滑块21、电源22、第二横板23、第一安装板24、第三支撑板25、第四电机26、第二安装板27、第一夹紧装置28、第二滑轨29、第二夹紧装置30、夹板31、第三滑块32、金属片33、第一电刷34、第二电刷35。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～4，本实用新型实施例中，一种内表面微结构加工装置，包括第一支撑板1、第一电机2、第二电机3、金属刷电极4、固定装置5、第二支撑板6、加工槽7、底板8、第一气缸9、支撑腿10、第二气缸11、第一限位板12、第一滑轨13、第一丝杆14、第一滑块15、第二限位板16、第三电机17、第一横板18、第二丝杆19、竖杆20、第二滑块21、电源22和第二横板23，所述底板8顶部固定安装有第二支撑板6，所述第二支撑板6内侧设置有固定装置5，所述固定装置5包括第一安装板24、第三支撑板25、第四电机26、第二安装板27、第一夹紧装置28、第二滑轨29和第二夹紧装置30，所述第四电机26通过螺栓固定安装在第二支撑板6外侧，所述第四电机26的输出轴通过联轴器与转轴的一端固定连接，转轴的另一端固定安装在第三支撑板25一侧，转轴外侧套设有第二电刷35，所述第二电刷35固定安装在第二支撑板6内侧，所述第三支撑板25的另一侧固定连接有第二滑轨29，所述第二滑轨29的两端分别固定连接有第一安装板24和第二安装板27，所述第二滑轨29上设置有第一夹紧装置28和第二夹紧装置30，所述第二夹紧装置30包括夹板31、第三滑块32和金属片33，所述第三滑块32滑动设置在第二滑轨29上，第三滑块32上开设有用于与螺栓螺纹连接的螺纹通孔，通过螺栓在螺纹通孔内旋转挤压第二滑轨29，从而实现了第三滑块32在第二滑轨29上位置的固定，所述第三滑块32一侧固定安装有L型支架的一端，L型支架的另一端固定安装有夹板31，所述夹板31为弧形板，所述夹板31内壁固定连接有金属片33，所述金属片33为铜材质；

所述第二夹紧装置30和第一夹紧装置28的结构相同，当需要对加工工件进行固定时，首先将加工工件放置在第二夹紧装置30和第一夹紧装置28之间的位置，推动第三滑块32在第二滑轨29上朝工件移动并进一步使夹板31的内壁与工件顶部接触，通过设置第二夹紧装置30和第一夹紧装置28实现了对工件顶部和底部的挤压，从而实现了对工件位置的固定，操作简单，通过设置金属片33增加了夹板31内壁与工件之间的摩擦力，从而提高了工件位置固定的效果，避免在对工件进行加工的过程中工件出现脱落等情况，提高了设备的实用性，通过调节第二夹紧装置30和第一夹紧装置28之间的距离，从而实现了对不同规格的工件进行固定的目的，所述第二支撑板6一侧且位于固定装置5正下方的位置设置有加工槽7，所述加工槽7内部盛放工作介质，所述加工槽7底部对称设置有第一气缸9和第二气缸11，所述第一气缸9和第二气缸11均固定安装在底板8底部，所述第一气缸9活塞杆的端部和第二气缸11活塞杆的端部均固定安装在加工槽7底部，所述底板8底部对称设置有支撑腿10，所述底板8顶部位于加工槽7一侧的位置固定连接有第一滑轨13，所述第一滑轨13的两端分别固定安装有第一限位板12和第二限位板16，第一滑轨13上滑动设置有第一滑块15，所述第一滑块15顶部固定安装有第一支撑板1，所述第一滑轨13的正上方设置有第一丝杆14，第一丝杆14的一端通过轴承座转动安装在第一限位板12内侧，第一丝杆14的另一端通过联轴器与第三电机17的输出轴固定连接，所述第三电机17通过螺栓固定安装在第二限位板16外侧，所述第一丝杆14横向贯穿第一滑块15，所述第一滑块15上开设有用于与第一丝杆14螺纹连接的螺纹通孔，所述第一支撑板1一侧顶端固定安装有第二横板23，第一支撑板1一侧底端位于第二横板23正下方的位置固定安装有第一横板18；

所述第一横板18和第二横板23之间的位置设置有竖杆20，竖杆20的两端分别固定安装在第一横板18顶部和第二横板23底部，所述竖杆20一侧设置有第二丝杆19，第二丝杆19的一端通过轴承座转动安装在第一横板18顶部，第二丝杆19的另一端通过联轴器与第一电机2的输出轴固定连接，所述第一电机2通过螺栓固定安装在第二横板23顶部，所述第一横板18和第二横板23之间设置有第二滑块21，所述竖杆20和第二丝杆19均竖向贯穿第二滑块21，第二滑块21上分别开设有用于竖杆20穿过的通孔和用于与第二丝杆19螺纹连接的螺纹通孔，所述第二滑块21一侧通过螺栓固定安装有第二电机3，第二电机3的输出轴通过联轴器与转轴的一端连接，转轴的另一端固定安装有金属刷电极4，转轴外侧套设有第一电刷34，所述第一电刷34固定安装在第二电机3外壳一侧，所述金属刷电极4由柔性金属丝和刚性电极组成，刚性电极固定安装在转轴不与第二电机3输出轴连接的一端，刚性电极外侧固定安装有若干柔性金属丝，所述第一电机2和第三电机17均为电控双向伺服电机，所述第一支撑板1不与第二横板23连接的一侧顶端固定安装有电源22，所述第三电机17、第一电机2、第二电机3、第一气缸9和第二气缸11的电力输入端均通过导线与外接电源电连接，当需要对工件进行加工时，首先利用固定装置5对工件的位置进行固定，利用第三电机17和第一电机2转动进而分别带动第一丝杆14和第二丝杆19转动，从而对金属刷电极4位置进行调整使金属刷电极4与工件内壁挤压接触，进一步利用第一气缸9和第二气缸11驱动活塞杆伸长从而推动加工槽7向上移动并使加工槽7内盛放的工作介质没过金属刷电极4与工件内壁连接处，所述电源22的两极分别通过导线与第一电刷34和第二电刷35电连接，所述第二电刷35与工件电连接，第一电刷34与金属刷电极4电连接，利用第二电机3设第四电机26转动从而实现了工件与金属刷电极4的相对转动，加工时金属刷电极4在压力的作用下将自适应工件内表面的形貌，并在和待加工表面的相对运动中不断对待加工表面进行疏松接触式放电加工，金属丝会在放电加工过程中损耗，剩余的金属丝会在压力作用下不断贴近待加工表面，从而使加工继续进行下去，进一步提高了设备的实用性。

本实用新型的工作原理是：当需要对加工工件进行固定时，首先将加工工件放置在第二夹紧装置30和第一夹紧装置28之间的位置，推动第三滑块32在第二滑轨29上朝工件移动并进一步使夹板31的内壁与工件顶部接触，通过设置第二夹紧装置30和第一夹紧装置28实现了对工件顶部和底部的挤压，从而实现了对工件位置的固定，操作简单，通过设置金属片33增加了夹板31内壁与工件之间的摩擦力，从而提高了工件位置固定的效果，避免在对工件进行加工的过程中工件出现脱落等情况，提高了设备的实用性，通过调节第二夹紧装置30和第一夹紧装置28之间的距离，从而实现了对不同规格的工件进行固定的目的，当需要对工件进行加工时，首先利用固定装置5对工件的位置进行固定，利用第三电机17和第一电机2转动进而分别带动第一丝杆14和第二丝杆19转动，从而对金属刷电极4位置进行调整使金属刷电极4与工件内壁挤压接触，进一步利用第一气缸9和第二气缸11驱动活塞杆伸长从而推动加工槽7向上移动并使加工槽7内盛放的工作介质没过金属刷电极4与工件内壁连接处，利用第二电机3设第四电机26转动从而实现了工件与金属刷电极4的相对转动，加工时金属刷电极4在压力的作用下将自适应工件内表面的形貌，并在和待加工表面的相对运动中不断对待加工表面进行疏松接触式放电加工，金属丝会在放电加工过程中损耗，剩余的金属丝会在压力作用下不断贴近待加工表面，从而使加工继续进行下去，进一步提高了设备的实用性。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种内表面微结构加工装置，包括第一支撑板(1)、第一电机(2)、第二电机(3)、金属刷电极(4)、固定装置(5)、第二支撑板(6)、加工槽(7)、底板(8)、第一气缸(9)、支撑腿(10)、第二气缸(11)、第一限位板(12)、第一滑轨(13)、第一丝杆(14)、第一滑块(15)、第二限位板(16)、第三电机(17)、第一横板(18)、第二丝杆(19)、竖杆(20)、第二滑块(21)和第二横板(23)，其特征在于，所述底板(8)顶部固定安装有第二支撑板(6)，所述第二支撑板(6)内侧设置有固定装置(5)，所述固定装置(5)包括第一安装板(24)、第三支撑板(25)、第四电机(26)、第二安装板(27)、第一夹紧装置(28)、第二滑轨(29)和第二夹紧装置(30)，所述第四电机(26)通过螺栓固定安装在第二支撑板(6)外侧，所述第四电机(26)的输出轴通过联轴器与转轴的一端固定连接，转轴的另一端固定安装在第三支撑板(25)一侧，转轴外侧套设有第二电刷(35)，所述第二电刷(35)固定安装在第二支撑板(6)内侧，所述第三支撑板(25)的另一侧固定连接有第二滑轨(29)，所述第二滑轨(29)的两端分别固定连接有第一安装板(24)和第二安装板(27)，所述第二滑轨(29)上设置有第一夹紧装置(28)和第二夹紧装置(30)，所述第二支撑板(6)一侧且位于固定装置(5)正下方的位置设置有加工槽(7)，所述加工槽(7)内部盛放工作介质，所述加工槽(7)底部对称设置有第一气缸(9)和第二气缸(11)，所述第一气缸(9)和第二气缸(11)均固定安装在底板(8)底部，所述第一气缸(9)活塞杆的端部和第二气缸(11)活塞杆的端部均固定安装在加工槽(7)底部，所述底板(8)底部对称设置有支撑腿(10)，所述底板(8)顶部位于加工槽(7)一侧的位置固定连接有第一滑轨(13)，所述第一滑轨(13)的两端分别固定安装有第一限位板(12)和第二限位板(16)，第一滑轨(13)上滑动设置有第一滑块(15)，所述第一滑块(15)顶部固定安装有第一支撑板(1)，所述第一滑轨(13)的正上方设置有第一丝杆(14)，第一丝杆(14)的一端通过轴承座转动安装在第一限位板(12)内侧，第一丝杆(14)的另一端通过联轴器与第三电机(17)的输出轴固定连接，所述第三电机(17)通过螺栓固定安装在第二限位板(16)外侧，所述第一丝杆(14)横向贯穿第一滑块(15)，所述第一滑块(15)上开设有用于与第一丝杆(14)螺纹连接的螺纹通孔，所述第一支撑板(1)一侧顶端固定安装有第二横板(23)，第一支撑板(1)一侧底端位于第二横板(23)正下方的位置固定安装有第一横板(18)，所述第一横板(18)和第二横板(23)之间的位置设置有竖杆(20)，竖杆(20)的两端分别固定安装在第一横板(18)顶部和第二横板(23)底部，所述竖杆(20)一侧设置有第二丝杆(19)，第二丝杆(19)的一端通过轴承座转动安装在第一横板(18)顶部，第二丝杆(19)的另一端通过联轴器与第一电机(2)的输出轴固定连接，所述第一电机(2)通过螺栓固定安装在第二横板(23)顶部，所述第一横板(18)和第二横板(23)之间设置有第二滑块(21)，所述竖杆(20)和第二丝杆(19)均竖向贯穿第二滑块(21)，第二滑块(21)上分别开设有用于竖杆(20)穿过的通孔和用于与第二丝杆(19)螺纹连接的螺纹通孔，所述第二滑块(21)一侧通过螺栓固定安装有第二电机(3)，第二电机(3)的输出轴通过联轴器与转轴的一端连接，转轴的另一端固定安装有金属刷电极(4)，转轴外侧套设有第一电刷(34)，所述第一电刷(34)固定安装在第二电机(3)外壳一侧，所述金属刷电极(4)由柔性金属丝和刚性电极组成，刚性电极固定安装在转轴不与第二电机(3)输出轴连接的一端，刚性电极外侧固定安装有若干柔性金属丝。

2.根据权利要求1所述的一种内表面微结构加工装置，其特征在于，所述第二夹紧装置(30)包括夹板(31)、第三滑块(32)和金属片(33)，所述第三滑块(32)滑动设置在第二滑轨(29)上，第三滑块(32)上开设有用于与螺栓螺纹连接的螺纹通孔，所述第三滑块(32)一侧固定安装有L型支架的一端，L型支架的另一端固定安装有夹板(31)，所述夹板(31)为弧形板，所述夹板(31)内壁固定连接有金属片(33)，所述金属片(33)为铜材质。

3.根据权利要求1或2所述的一种内表面微结构加工装置，其特征在于，所述第二夹紧装置(30)和第一夹紧装置(28)的结构相同。

4.根据权利要求1所述的一种内表面微结构加工装置，其特征在于，所述第一电机(2)和第三电机(17)均为电控双向伺服电机。

5.根据权利要求1所述的一种内表面微结构加工装置，其特征在于，所述第一支撑板(1)不与第二横板(23)连接的一侧顶端固定安装有电源(22)，所述电源(22)的两极分别通过导线与第一电刷(34)和第二电刷(35)电连接，所述第二电刷(35)可将电传导至工件，第一电刷(34)可将电传导至金属刷电极(4)，所述第三电机(17)、第一电机(2)、第二电机(3)、第一气缸(9)和第二气缸(11)的电力输入端均通过导线与外接电源电连接。