CN210451269U - 一种多排间隔高精度深孔加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多排间隔高精度深孔加工设备，包括：机床，转接柄和电火花装置，转接柄的一端与机床的主轴连接、另一端悬空；电火花装置设置在转接柄的悬空端；电火花装置的末端为电极，电极为中空管状结构，包括过渡部，以及分别连接在过渡部两端的连接部和放电部，连接部与放电部关于过渡部的中点中心对称，连接部远离过渡部的一端与电火花装置的末端连接，放电部的轴向与主轴的轴向垂直或平行。本实用新型的电火花装置通过转接柄与机床的主轴连接，借助主轴的调节作用，使得电极的放电部能够精准定位到需要钻孔的位置；同时，电极为近Z形的中空管状结构，其放电部能够探入筒段架构工件的各部件间的空隙，对需要钻孔的位置进行钻孔。

Description

一种多排间隔高精度深孔加工设备

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，具体涉及一种多排间隔高精度深孔加工设备。

背景技术

目前，在机械加工领域中，一些用于各部件间连接的筒段架构的工件，具有多排间隔高精度深孔，其孔的轴向沿筒段架构工件的延伸方向，而且，这些孔的加工精度一般为H9、H11，深度约为1000毫米；采用传统镗床的镗刀进行钻孔时，由于存在刀摆现象，加工的孔越深，镗刀摆动幅度越大，所加工孔的精度越难保证。

为克服上述技术问题，本领域技术人员设计了一种利用电火花进行钻孔的设备，加工过程中，通过高压脉冲放电，对工件进行放电烧蚀，实现钻孔，但是，现有电火花加工设备的钻孔精度不能满足小空间多排间隔高精度深孔的加工要求，同时，因筒段架构工件结构的特殊性，现有电火花加工设备很难胜任。

实用新型内容

为了克服现有电火花加工设备钻孔精度低、难以对筒段架构的工件进行钻孔的技术问题，进而提供一种多排间隔高精度深孔加工设备。

本实用新型所述的多排间隔高精度深孔加工设备，包括：机床，转接柄和电火花装置，转接柄的一端与机床的主轴连接、另一端悬空；电火花装置设置在转接柄的悬空端；电火花装置的末端为电极，电极为中空管状结构，包括过渡部，以及分别连接在过渡部两端的连接部和放电部，连接部与放电部关于过渡部的中点中心对称，连接部远离过渡部的一端与电火花装置的末端连接，放电部的轴向与主轴的轴向垂直或平行。

采用上述技术方案，将电火花装置通过转接柄与机床的主轴连接提高对准钻孔位置的精度；电极包括过渡部，以及分别连接在过渡部两端的连接部和放电部，连接部与放电部关于过渡部的中点中心对称，构成近Z形的结构，连接部将脉冲电源，输送至过渡部，并由过渡部传送至放电部，进行放电钻孔，近Z形结构的电极将电火花装置侧向偏移远离工件，避免电火花装置设置位置不合理，导致电极不能精准定位到钻孔位置，而与过渡部连接的放电部能够探入工件的各部件间的空隙，对需要钻孔的位置进行钻孔，弥补传统竖直结构的电极不能够对筒段架构工件进行钻孔的缺点。

优选地，过渡部的一端与连接部垂直连接、另一端与放电部垂直连接。

采用上述技术方案，连接部和放电部分别垂直连接至过渡部的两端，且连接部与放电部关于过渡部的中点中心对称，在钻孔加工过程中，过渡部和放电部能够探入筒段架构工件的各部件间的空隙，对需要钻孔的位置进行钻孔，而且，放电部、连接部分别与过渡部垂直连接，即放电部和过渡部连接以后，二者沿放电部轴向方向的长度为放电部的长度，当筒段架构工件各部件间的空隙较小时，只要放电部沿轴向方向上的长度小于空隙，就能够将放电部探入空隙内，对需要钻孔的位置进行放电钻孔。

优选地，过渡部的一端与连接部连接、另一端与放电部连接，过渡部分别与连接部和放电部之间的夹角小于90°。

采用上述技术方案，近Z形结构的电极将电火花装置侧向偏移远离工件，而与过渡部连接的放电部能够探入筒段架构工件的各部件间的空隙，对需要钻孔的位置进行钻孔，弥补传统竖直结构的电极不能够对筒段架构工件进行钻孔的缺点。

优选地，电火花装置包括单相脉冲电源、导向塞、压电驱动体和两端开口的壳体；单相脉冲电源的正极与工件连接、负极与连接部连接；导向塞和压电驱动体的数量均为2，2个导向塞分别设置在壳体内部的两端，2个导向塞均开设有通孔，连接部能够同时贯穿壳体两端的开口，以及2个导向塞的通孔；2个压电驱动体相对设置在壳体内，连接部贯穿通孔，且设置在2个压电驱动体之间。

采用上述技术方案，单相脉冲电源能够提高钻孔过程中的蚀除效率，且对电极的放电钻孔损耗较低，延长电火花装置的使用寿命；设置有贯穿通孔的2个导向塞，分别设置在壳体内部的两端，且通孔能够与壳体两端的开口重合，电极的连接部须贯穿壳体的开口和导向塞的通孔，安装在电火花装置内，导向塞对电极的连接部起到支撑和限定运动方向的作用；在壳体内还相对设置有2个压电驱动体，电极的连接部，贯穿一端开口和通孔后，设置在2个压电驱动体之间，2个压电驱动体分别在不同幅值和频率的驱动电压作用下，实现电极的放电部在钻孔时的前进和回退。

优选地，转接柄包括连接杆，连接杆的一端与主轴连接，另一端垂直连接一固定杆，壳体设置在固定杆上。

采用上述技术方案，转接柄为倒T形结构，包括沿主轴方向设置的连接杆，以及垂直于主轴方向设置的固定杆，壳体可设置在垂直于主轴方向的固定杆上，由此，电火花装置的电极可沿垂直于主轴方向的钻孔方向进行钻孔；当然，壳体也可设置在平行于主轴方向的连接杆上，由此，电火花装置的电极可沿平行于主轴方向的钻孔方向进行钻孔，提高加工设备适用性。

优选地，加工设备还包括工作液箱、水泵和夹具，工作液箱设置在机床的工作面上，用于承装工作液，工作液箱具有至少一个入口和出口；水泵的入口与工作液箱的出口连通，水泵的出口通过管路与连接部连通，以为电极提供工作液；夹具设置于工作液箱的入口上方，用于夹持工件。

采用上述技术方案，机床的工作面上设置有工作液箱，在钻孔时，电极以放电的形式对工件进行钻孔，同时会在电极和钻孔位置，喷洒工作液以强化钻孔效果，从电极和工件流下的工作液，通过工作液箱的入口流入到工作液箱内，过滤掉钻孔产生的结渣，通过水泵增压后，为连接部提供工作液，对实现工作液循环再利用，提高资源的利用率。

优选地，电极为铜管。

优选地，机床为三轴数控机床。

采用上述技术方案，三轴数控机床具有高精度的特征，其主轴能够沿X、Y、Z三方向运动，通过主轴的调节作用，带动与之连接的转接柄和转接柄上电火花装置的运动，从而使得电极的放电部能够精准定位到需要钻孔的位置，提高钻孔精度。

优选地，转接柄的一端通过轴套与主轴连接。

综上所述，本实用新型提供的多排间隔高精度深孔加工设备，其电火花装置通过转接柄与机床的主轴连接，借助主轴的调节作用，带动转接柄和转接柄上电火花装置的运动，从而使得电极的放电部能够精准定位到需要钻孔的位置，提高钻孔精度。

同时，电火花装置的末端为电极，电极为近Z形的中空管状结构，可将电火花装置侧向偏移远离工件，而与过渡部连接的放电部能够探入筒段架构工件的各部件间的空隙，对需要钻孔的位置进行钻孔，弥补传统竖直结构的电极不能够对筒段架构工件进行钻孔的缺点。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型中电极结构示意图。

其中，1为机床，10为主轴，2为转接柄，20为连接杆，21为固定杆，3为电火花装置，30为电极，300为连接部，301为过渡部，302为放电部， 31为壳体，4为工作液箱，5为夹具。

具体实施方式

下面结合附图说明根据本实用新型的具体实施方式。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。

为更好地理解本实用新型的设计目的，下面阐述通过现有钻孔设备对筒段架构的工件进行钻孔时存在的工作问题。

在机械加工领域中，一些用于各部件间连接的筒段架构的工件，具有多排间隔高精度深孔，其孔的轴向沿筒段架构工件的延伸方向，而且，这些孔的加工精度一般为H9、H11精度，深度约为1000毫米；采用传统镗床的镗刀进行钻孔时，由于存在刀摆现象，加工的孔越深，镗刀摆动幅度越大，所加工孔的精度越难保证；采用侧铣头加工时，能够完成部分局部孔的加工，但是由于侧铣头自身体积的限制，位于间隙位置的部件上的孔无法加工到位。

对于筒段架构的工件有专用的钻孔工装，能够对处于筒段架构的工件上各部件间隙的钻孔位置进行钻孔，但是加工这些专用的钻孔工装，所需的生产成本较高，同时，这些专用的钻孔工装的适用范围较小，不具备通用性，对不同位置钻孔时，还需要多次装夹拆卸，操作繁琐。

而采用电火花钻孔设备对筒段架构的工件进行钻孔时，因筒段架构工件结构的特殊性，以及间断孔的深度较长，现有电火花加工设备很难胜任。

为了克服现有电火花加工设备难以对筒段架构工件进行钻孔的技术问题，进而提供一种多排间隔高精度深孔加工设备。

本实用新型所述的多排间隔高精度深孔加工设备，如图1和图2所示，包括：机床1，转接柄2和电火花装置3，转接柄2的一端与机床1的主轴10连接、另一端悬空；电火花装置3设置在转接柄2的悬空端；电火花装置3的末端为电极30，电极30为中空管状结构，包括过渡部301，以及分别连接在过渡部301两端的连接部300和放电部302，连接部300与放电部302关于过渡部301的中点中心对称，连接部300远离过渡部301的一端与电火花装置3的末端连接，放电部302的轴向与主轴10的轴向垂直或平行。

本实施例中，电火花装置3通过转接柄2与机床1的主轴10连接，能够随主轴10沿X、Y、Z三方向运动，电火花装置3的末端为电极30，在加工过程中，通过控制机床1的主轴10运动，实现电火花装置3和其上电极30的运动，借助机床1的调节功能，将电极30对准需要钻孔的工作区域；电极30为近Z形的结构，连接部300将电火花装置3产生的脉冲信号，输送至过渡部301，并由过渡部301传送至放电部302，进行放电钻孔。

采用上述技术方案，将电火花装置3通过转接柄2与机床1的主轴10连接，提高对准钻孔位置的精度；近Z形结构的电极30将电火花装置3侧向偏移远离工件，避免电火花装置3设置位置不合理，导致电极30不能精准定位到钻孔位置，而与过渡部301连接的放电部302能够探入筒段架构工件的各部件间的空隙，对需要钻孔的位置进行钻孔，弥补传统竖直结构的电极30不能够对筒段架构工件进行钻孔的缺点。

在上述实施例的基础上进一步地，如图2所示，过渡部301的一端与连接部300垂直连接、另一端与放电部302垂直连接。

本实施例中，连接部300和放电部302分别垂直连接至过渡部301的两端，且连接部300与放电部302在过渡部301上的设置位置关于过渡部301的中点中心对称。

采用上述技术方案，在钻孔加工过程中，过渡部301和放电部302能够探入筒段架构工件的各部件间的空隙，对需要钻孔的位置进行钻孔，而且，放电部302、连接部300分别与过渡部301垂直连接，即放电部302和过渡部301连接以后，二者沿放电部302轴向方向的长度为放电部302的长度，当筒段架构工件各部件间的空隙较小时，只要放电部302沿轴向方向上的长度小于空隙，就能够将放电部302探入空隙内，对需要钻孔的位置进行放电钻孔。

在上述实施例的基础上进一步地，过渡部301的一端与连接部300连接、另一端与放电部302连接，过渡部301分别与连接部300和放电部302之间的夹角小于90°。

采用上述技术方案，近Z形结构的电极30将电火花装置3侧向偏移远离工件，而与过渡部301连接的放电部302能够探入筒段架构工件的各部件间的空隙，对需要钻孔的位置进行钻孔，弥补传统竖直结构的电极30不能够对筒段架构工件进行钻孔的缺点。

在上述实施例的基础上进一步地，电火花装置3包括单相脉冲电源、导向塞、压电驱动体和两端开口的壳体31；单相脉冲电源的正极与工件连接、负极与连接部300连接；导向塞和压电驱动体的数量均为2，2个导向塞分别设置在壳体31内部的两端，2个导向塞均开设有通孔，连接部300能够同时贯穿壳体31两端的开口，以及2个导向塞的通孔；2个压电驱动体相对设置在壳体31内，连接部300设置在2个压电驱动体之间。

在本实施例中，2个导向塞分别设置在壳体31内部的两端，2个压电驱动体相对设置在壳体31内，且位于2个导向塞之间，电极30的连接部300贯穿壳体31两端的开口和导向塞的通孔，设置在2个压电驱动体之间，2个压电驱动体分别在不同幅值和频率的驱动电压作用下，实现电极30的放电部302在钻孔时的前进和回退。

采用上述技术方案，单相脉冲电源能够提高钻孔过程中的蚀除效率，且对电极30的放电钻孔损耗较低，延长电火花装置3的使用寿命；在放电时，单相脉冲电源的正极更容易被烧蚀，将其与工件电连接，以加快钻孔速度，提高钻孔效率，电极30贯穿导向塞的通孔，导向塞能够对电极30的连接部300起到支撑的作用，同时电极30运动时只能够沿通孔的方向，从而限定电极30的运动方向，避免钻孔时，放电部302的轴向偏移，导致工件上的孔倾斜。

在上述实施例的基础上进一步地，转接柄2包括连接杆20，连接杆20的一端与主轴10连接，另一端垂直连接一固定杆21，壳体31设置在固定杆21上。

本实施例中，转接柄2为倒T形结构，包括沿主轴方向设置的连接杆20，以及垂直于主轴方向设置的固定杆21，壳体31可设置在垂直于主轴方向的固定杆21上，在其他实施例中，壳体31也可设置在平行于主轴方向的连接杆20上。

采用上述技术方案，电火花装置3可沿平行于主轴方向或沿垂直于主轴方向设置，由此，电火花装置3的电极30可沿平行于主轴方向，或垂直于主轴方向的钻孔方向进行钻孔，提高加工设备的适用性。

在上述实施例的基础上进一步地，加工设备还包括工作液箱4、水泵和夹具5，工作液箱4设置在机床1的工作面上，用于承装工作液，工作液箱4具有至少一个入口和出口；水泵的入口与工作液箱4的出口连通，水泵的出口通过管路与连接部300连通，以为电极30提供工作液；夹具5设置于工作液箱4的入口上方，用于夹持工件。

采用上述技术方案，机床1的工作面上设置有工作液箱4，在钻孔时，电极30以放电的形式对工件进行钻孔，同时会在电极30和钻孔位置，喷洒工作液以强化钻孔效果，从电极30和工件流下的工作液，通过工作液箱4的入口，流入到工作液箱4内，过滤掉钻孔产生的结渣，通过水泵增压后，为连接部300提供工作液，实现工作液循环再利用，提高资源的利用率；工作液箱4的入口上方设置有夹具5，工作前，用夹具5夹持工件，避免工件在钻孔时偏移，导致钻孔角度改变，影响钻孔质量。

在上述实施例的基础上进一步地，钻孔过程中使用的工作液可为水、乳化液等现有工作液中的一种，具体视工作情况设置。

在上述实施例的基础上进一步地，在工作液箱4的出口与水泵之间设置有滤网，滤网网孔的规格小于放电过程中产生的结渣的规格，避免结渣进入水泵或电极30内，从而导致水泵或电极30堵塞、损坏。

在上述实施例的基础上进一步地，电极30为铜管。

在另一优选实施例中，电极30还可以是石墨电极、金刚石电极或聚合物复合材料电极等现有电极中的一种，根据具体工作情况设置，在此不再赘述。

在上述实施例的基础上进一步地，机床1为三轴数控机床，当然，机床1还可为任一种现有机床，满足工作要求即可。

采用上述技术方案，三轴数控机床具有高精度的特征，其主轴10能够沿X、Y、Z三方向运动，通过主轴10的调节作用，带动与之连接的转接柄2和转接柄2上电火花装置3的运动，从而使得电极30的放电部302能够精准定位到需要钻孔的位置，提高钻孔精度。

在上述实施例的基础上进一步地，转接柄2的一端通过轴套与主轴10连接。

在另一优选实施例中，转接柄2的一端还可通过法兰等现有连接件的一种与主轴10连接，满足工作要求即可。

综上所述，本实用新型提供的多排间隔高精度深孔加工设备，电火花装置3通过转接柄2与机床1的主轴10连接，借助主轴10的调节作用，带动转接柄2和转接柄2上电火花装置3的运动，从而使得电极30的放电部302能够精准定位到需要钻孔的位置，提高钻孔精度。

同时，电火花装置3的末端为电极30，电极30为近Z形的中空管状结构，可将电火花装置3侧向偏移远离工件，而与过渡部301连接的放电部302能够探入筒段架构工件的各部件间的空隙，对需要钻孔的位置进行钻孔，弥补传统竖直结构的电极30不能够对筒段架构工件进行钻孔的缺点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种多排间隔高精度深孔加工设备，其特征在于，包括：机床，

转接柄，所述转接柄的一端与所述机床的主轴连接、另一端悬空；

电火花装置，所述电火花装置设置在所述转接柄的悬空端；

所述电火花装置的末端为电极，所述电极为中空管状结构，包括过渡部，以及分别连接在过渡部两端的连接部和放电部，所述连接部与所述放电部关于所述过渡部的中点中心对称，所述连接部远离所述过渡部的一端与所述电火花装置的末端连接，所述放电部的轴向与所述主轴的轴向垂直或平行。

2.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述过渡部的一端与所述连接部垂直连接、另一端与所述放电部垂直连接。

3.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述过渡部的一端与所述连接部连接、另一端与所述放电部连接，所述过渡部分别与所述连接部和放电部之间的夹角小于90°。

4.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，电火花装置包括单相脉冲电源、导向塞、压电驱动体和两端开口的壳体；

所述单相脉冲电源的正极与工件连接、负极与所述连接部连接；

所述导向塞和压电驱动体的数量均为2个，2个所述导向塞分别设置在所述壳体内部的两端，2个所述导向塞均开设有通孔，所述连接部能够同时贯穿所述壳体两端的开口，以及2个所述导向塞的通孔；

2个所述压电驱动体相对设置在所述壳体内，所述连接部设置在2个所述压电驱动体之间。

5.根据权利要求4所述的加工设备，其特征在于，所述转接柄包括连接杆，所述连接杆的一端与所述主轴连接，另一端垂直连接一固定杆，所述壳体设置在所述固定杆上。

6.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，还包括工作液箱，所述工作液箱设置在所述机床的工作面上，用于承装工作液，所述工作液箱具有至少一个入口和出口；

水泵，所述水泵的入口与所述工作液箱的出口连通，所述水泵的出口通过管路与所述连接部连通，以为所述电极提供工作液；

夹具，所述夹具设置于所述工作液箱的入口上方，用于夹持工件。

7.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述电极为铜管。

8.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述机床为三轴数控机床。

9.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述转接柄的一端通过轴套与所述主轴连接。

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