CN209919043U - 一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置 - Google Patents
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Abstract
一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置，属于电火花加工领域。解决了电火花成形加工中蚀除产物排出效果差，放电状态不稳定等问题。利用该装置进行加工时，勒洛五边形电极做自转运动和绕正六边形套筒心轴做公转运动，其复合运动轨迹是一个正六边形，从而使具有勒洛五边形截面的工具电极在电火花加工中扫掠一个正六边形区域。由于勒洛五边形电极的自转和公转运动，电火花加工过程中产生的蚀除产物可随着勒洛五边形电极的运动及工作液的流动带出加工间隙，有利于蚀除产物的排出，可显著提高深正六边形孔的加工效率。该装置主要用于加工正六边形孔。
Description
技术领域
本发明涉及电火花加工领域，具体涉及一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置。
背景技术
正六边形孔具有良好的结构性能，正六边形结构受力稳定，空间利用率高，利用同样多的材料进行加工，正六边形结构是最节省材料的方式来实现所需求的性能要求。正六边形孔广泛应用于航空航天、空间设计和结构连接等领域，如航空器材的内部及卫星的外壳也大量采用正六边形结构，零部件之间的连接也多采用正六边形即六角孔的结构。
但目前正六边形孔的加工方法单一，普遍利用传统的铣削以及电火花成形加工等加工方法进行加工。其中铣削加工由于切削力的存在，只能加工一些大尺寸、易切削的工件，在一些难加工的硬质金属材料中，传统刀具切削难以进行。为了避免切削力对加工精度的影响和对工件材料要求的限制，特种加工的方法逐渐广泛应用于复杂型腔及难加工材料的加工。其中电解加工和电火花成形加工是常用的方法，但是电解加工方法的加工效率较低、加工成本较高，也存在污染的现象。电火花成形加工具有非接触式加工、加工过程不受材料硬度限制、能加工的材料广泛等诸多优点，特别适用于机械切削加工难以胜任的高硬度、高强度、高熔点、高韧性、高脆性等特殊材料，但在电火花成形加工中存在着排屑困难，易产生二次放电等不良因素影响加工精度等问题。因此，探求一种新型的电火花加工正六边形孔的加工装置对正六边形孔结构的加工及应用都有着重大的意义。
发明内容
本发明是为了解决电火花成形加工正六边形孔时排屑困难，难以达预期的加工要求等问题，本发明提供了一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置。
一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置，它包括支撑板、直流电机、电机支架、万向联轴器、勒洛五边形凸轮、正六边形套筒、莫氏锥度电极夹具、勒洛五边形电极；
直流电机主轴、万向联轴器、勒洛五边形凸轮、莫氏锥度电极夹具、勒洛五边形电极从上至下依次同轴安装，莫氏锥度电极夹具和勒洛五边形电极采用莫氏锥度配合连接。
勒洛五边形电极为石墨电极，采用高速铣削加工方法进行制备；
勒洛五边形凸轮和正六边形套筒均采用热喷涂技术进行耐磨性处理；
勒洛五边形电极的截面形状和勒洛五边形凸轮的截面形状均均为勒洛五边形，在主轴的带动下，勒洛五边形凸轮和勒洛五边形电极同轴安装，勒洛五边形凸轮在正六边形套筒内做自转及绕套筒心轴做公转运动，其复合运动的轨迹是一个正六边形，勒洛五边形凸轮带动勒洛五边形电极做同轨迹运动，勒洛五边形电极底面按自转和公转的复合轨迹下进行电火花放电加工，即可扫掠加工出正六边形区域。
原理分析：本发明是利用勒洛五边形的等宽性，故勒洛五边形凸轮能在正六边形套筒的边界内进行平稳地、完全贴合地自转和公转复合运动，所述的勒洛五边形和凸轮和勒洛五边形电极同轴安装，并且二者具有相同的运动轨迹，所以电极在复合的正六边形轨迹下进行放电加工，即可扫掠出一个正六边形区域。将本发明所述的一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置安装在电火花加工机床的Z轴上，检测装置和伺服系统通过控制电极底面与工件之间的放电间隙，进行孔深方向的伺服进给，实现正六边形孔的加工。在勒洛五边形电极的自转和公转复合运动下，加工过程中产生的蚀除产物可以被流动的工作液冲洗带出加工间隙。
相对于现有技术，本发明具有的增益效果：
本装置由于勒洛五边形电极在工作液中的自转和公转运动，使得工作液将蚀除产物从加工间隙中冲洗出来，便于排屑，提升加工效率；双套筒结构使得电极具有良好的运动平稳性和同轴度保持性；莫氏锥度电极夹具和勒洛五边形电极采用莫氏锥度配合，使勒洛五边形电极和莫氏锥度电极夹具间具有较高的同轴度且便于拆卸；勒洛五边形电极以石墨为电极材料，石墨电极有着易加工、廉价等优点，且石墨电极能形成碳保护膜来补偿石墨电极的损耗；勒洛五边形凸轮和正六边形套筒均采用热喷涂技术进行耐磨性处理，提升了凸轮机构的耐磨性，提高了加工精度及加工稳定性。
附图说明：
图1为本发明所述的一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置结构示意图；
图2为勒洛五边形电极加工工件的原理示意图；
图3为勒洛五边形电极顺时针旋转一周加工正六边形孔的流程图。
附图标记说明：1、支撑板，2、直流电机，3、电机支架，4、万向联轴器，5、勒洛五边形凸轮，6、正六边形套筒，7、莫氏锥度电极夹具，8、勒洛五边形电极。
具体实施方式：
具体实施方式一：参见图1，本实施方式所述的一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置，该装置包括支撑板1、直流电机2、电机支架3、万向联轴器4、勒洛五边形凸轮5、正六边形套筒6、莫氏锥度电极夹具7、勒洛五边形电极8；
其中电机支架3和正六边形套筒6同轴固定在支撑板1上，电机输出轴、万向联轴器4、勒洛五边形凸轮5、莫氏锥度电极夹具7、勒洛五边形电极8依次同轴连接安装，勒洛五边形凸轮5在正六边形套筒内完全贴合安装，电机通电后带动主轴旋转，主轴连接万向联轴器4带动勒洛五边形凸轮5和勒洛五边形电极8做自转运动及围绕正六边形套筒心轴的公转运动；莫氏锥度电极夹具(7)和勒洛五边形电极(8)采用莫氏锥度配合连接；
勒洛五边形电极(8)为石墨电极；勒洛五边形凸轮(5)和正六边形套筒(6)均采用热喷涂技术进行耐磨性处理；
参见附图2和图3，所述的所述的一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置，图3为勒洛五边形电极8顺时针旋转，每转动45°时电极的位置；该装置的原理是利用勒洛五边形能在正六边形的边界内进行平稳地、完全贴合地自转和公转复合运动，自转和公转的角速度之比为6:1，所述的勒洛五边形和凸轮5和勒洛五边形电极8同轴安装，并且二者具有相同的运动轨迹，所以电极底面放电扫掠加工出正六边形区域；
本实施方式中所述的勒洛五边形凸轮5和正六边形套筒6均采用热喷涂技术进行耐磨性处理，能提升凸轮的耐磨性，提高加工稳定性及加工精度。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一所述的一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置的区别在于，所述的勒洛五边形凸轮5和正六边形套筒6可采用渗碳淬火或氮化处理等热处理方式来提升凸轮机构的表面硬度及耐磨性，相较于具体实施方式一，有着不需要二次加工的优势，但热处理过程较为繁琐。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二所述的一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置的区别在于，莫氏锥度电极夹具7可换成通用型电火花机床夹具，增强适配性，无需制备专用的电极夹具。
具体实施方式四：参见附图2和图3，勒洛五边形电极8的和勒洛五边形凸轮5的截面形状必须均为勒洛五边形，但尺寸可以不相同，当勒洛五边形电极8与勒洛五边形凸轮5尺寸完全相同时，用宽度为a的勒洛五边形电极8可加工出边长为a的正六边形孔；若要加工不同尺寸规格的正六边形孔，可通过更换不同尺寸的勒洛五边形电极8来实现。
Claims (2)
1.一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置，其特征在于，该装置包括支撑板（1）、直流电机（2）、电机支架（3）、万向联轴器（4）、勒洛五边形凸轮（5）、正六边形套筒（6）、莫氏锥度电极夹具（7）、勒洛五边形电极（8）；直流电机（2）主轴、万向联轴器（4）、勒洛五边形凸轮（5）、莫氏锥度电极夹具（7）、勒洛五边形电极（8）从上至下依次同轴安装；莫氏锥度电极夹具（7）和勒洛五边形电极（8）采用莫氏锥度配合连接；勒洛五边形电极（8）为石墨电极，采用高速铣削加工方法进行制备；勒洛五边形凸轮（5）和正六边形套筒（6）均采用热喷涂技术进行耐磨性处理。
2.根据权利要求1所述的一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置，其特征在于，勒洛五边形电极（8）的截面形状和勒洛五边形凸轮（5）的截面形状均为勒洛五边形，在主轴的带动下，勒洛五边形凸轮（5）和勒洛五边形电极（8）同轴安装，勒洛五边形凸轮（5）在正六边形套筒（6）内做自转运动及绕套筒心轴做公转运动，其复合运动的轨迹是一个正六边形；勒洛五边形凸轮（5）带动勒洛五边形电极（8）做同轨迹运动，勒洛五边形电极（8）按自转和公转的复合轨迹下进行电火花放电加工，扫掠加工出正六边形区域。
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| CN110026631A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-07-19 | 哈尔滨理工大学 | 一种电火花加工正六边形孔的主轴执行装置及加工方法 |
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