CN2602862Y - 放电加工装置 - Google Patents

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Abstract

一种放电加工装置,包含一可垂直移动的T型滑动轴;至少两组可移动且连接于T型滑动轴的线性马达磁轭,是以平行于滑动方向设置,且对称分立于重力平衡杆固定点的两边;线性马达磁轭的对面设置一永久磁铁;一电极安装装置,固定在T型滑动轴的下末端;一重力平衡装置,提供T型滑动轴及工具电极重量等的重力负荷,该平衡装置,提供有一气缸及活塞杆,气缸末端由一支撑架固定,活塞杆由上往下伸入T型滑动轴的凸字形通孔与直条筒的中空孔中,活塞杆末端固定在直条筒中段的水平固定板上,使活塞杆的往返方向与T型滑动轴同一轴向,以气缸内气室压力的大小伺服控制,形成一可平衡重力的作用力。

Description

放电加工装置
技术领域
本实用新型属于放电加工领域,尤指一种放电加工装置。
背景技术
放电加工装置,是广泛地应用在加工去除可导电的工件,特别是成形模具及精密零件的制造,一般待加工件是固定在工件槽上,且以适当导电材料作为工具电极,此电极材料通常由铜或石墨制成,而此工具电极在事先经铣削、车削等成形加工,并夹固在垂直于加工槽平台的轴上;待引入介电绝缘液,如煤油、灯油等,而将工具电极逐渐靠近工件,直至一足够小的间隙,大约为10~100μm,此时,若电极与工件间施予一超过60伏特及1安培以上的功率脉冲,在间隙中的绝缘液因物理特性,发生绝缘破坏亦或称电子雪崩,简称放电;放电过程是一个能量传递与能量分配的过程,将相伴产生极高热冲击,引致材料气化、融化的现象,以及绝缘液气化膨胀,并且在放电最终时,由于电力突然消失,造成急速冷却,气体压力向内压迫材料,融液溅出,形成少量的凹口,如同火山口;透过控制放电加工的电力供应时间及大小,来达成能量控制的大小,因此得到所需要的工件表面粗糙度;由于重覆性的放电,逐渐除去工件材料,且沿著加工轴轴向推进,为维持一个适当间隙,使得加工可以持续进行,必须对加工轴进行定位调整,为顾及加工安全,必须同时将加工过程中的残渣与气泡排出。
放电加工的排渣方法,皆以产生加工间隙内绝缘液的流体压力差,造成流动,以带走加工残渣;清除方法主要有三种:
1.透过电极或工件内设置喷、吸油口;此方法需要付出安装注入口及其路径的加工费用,但不容易形成一个均匀的流场。
2.工件腔口处的侧边喷油;此方法虽然较容易,但在深孔加工时,因喷油的压力不易排出残渣,形成穴内发生侧边二次放电,影响成品的加工精度极大。
3.应用电极往返运动、跳跃方式;此方法一般若使用非高速线性马达,则只能短距离的跳跃,并且跳跃的速度慢(<3m/min),因此必然增加加工时间,须付出较多不加工的时间;如果太频繁的跳跃,显然降低效率。
而如果单只使用第3种方法,因为容易得到均匀的压力流场,所以对于加工型腔的形状精度的提升比较有利,因此,在精度与速度的两个要件下,设计机械高速运动方法的确为一个重要前题。
发明内容
本实用新型的目的,是提供一放电加工装置,即是提供一相对于此前的专利案采用不同的机构型式与配置方式,除可以在垂直于水平面上进行有效的高速运动外,同时提供一种新的重力平衡装置与配置方法,更将结构轻量化,高刚性化,以及外露的机械结构,特别具有利于安装、便于调整精度,无需将整个机体结构完全拆卸,即可完成维护及生产作业。
本实用新型的目的是这样实现的:
提供一种放电加工装置,其藉由一工具电极面向工件垂直移动,且在两者之间保持一极小间隙,进行周期的极间放电,形成工件的去除加工,其特征在于包含括有:
一可垂直移动的T型滑动轴,其上段为矩形六面体、下段为直条筒,矩形六面体上具三个同轴向的透通孔,其中两侧为相同的矩形通孔,中间为单一的凸字形通孔;直条筒其上方固定在矩形六面体下方,直条筒内中间处,设置一水平固定板,使其上半段内部亦为一凸字形通孔相同的中空孔,中空孔配合凸字形通孔导通;
一电极安装装置,是设置于T型滑动轴的直条筒下端,且与矩形六面体、直条筒同轴配置;
一组可穿置于T型滑动轴内二矩形通孔的平行的矩形柱,其与T型滑动轴平行于滑动轴向,并且其上、下端与框体连接;
至少两组线性马达的移动件,是设置于矩形六面体的矩形通孔内,而且呈对称于矩形六面体的凸字形通孔内一个点;
至少两组线性马达的静子,是分别位在各自移动件的对面设置;
一组重力平衡装置,是可负荷T型滑动轴、电极安装装置重力平衡作用的装置。以及
各组移动件是包含磁轭和绕著磁轭的电枢线圈,以及各组静子是包含一组设于矩形柱的磁板与一列永久磁铁。
该重力平衡装置包含一与矩形六面体的凸字形通孔同轴的气缸,气缸尾部在上,以支撑架固定,气缸的活塞杆尾端,向下依序穿置于矩形六面体的凸字形通孔,及直条筒的中空孔,最后连接在直条筒内中间处的水平固定板。
该二矩形柱前侧各设置一线性滚柱轴承轨道;且T型滑动轴的矩形六面体的二矩形通孔前方内侧面上,设一上轴承座,线性滚柱轴承轨道与上轴承座紧密配合。
该T型滑动轴的直条筒中间外侧,可加设一固定板,其内装有二对称下轴承滑块,其排列对称的轴心,同轴于凸字形通孔的轴向。
本实用新型的目的也可以这样实现:
一种放电加工装置,其藉由一工具电极面向工件垂直移动,且在两者之间保持一极小间隙,进行周期支极间放电,形成工件的去除加工,其特征在于包括有:
一可垂直移动的T型滑动轴,其上段为矩形六面体、下段为直条筒,矩形六面体上具三个同轴向的透通孔,其中两侧为相同的矩形通孔,中间为单一的凸字形通孔;直条筒其上方固定在矩形六面体下方,直条筒内中间处,设置一水平固定板,使其上半段内部亦为一凸字形通孔相同的中空孔,中空孔配合凸字形通孔导通;
一电极安装装置,是设置于T型滑动轴的直条筒下端,且与矩形六面体、直条筒同轴配置;
至少两组线性马达的移动件,移动件设为矩形,设置于矩形六面体的矩形通孔内,移动件中心为一圆形孔,提供静子穿置;
至少两组线性马达的静子,静子设为圆柱体,上、下端各与框体连接,并与矩形六面体相同滑动轴向;
一组重力平衡装置,是可负荷T型滑动轴、电极安装装置的重力平衡作用。
该各组移动件是包含磁轭和绕著磁轭的电枢线圈,以及各组静子是包含一圆柱体的磁柱与永久磁铁。
本实用新型的优点与积极效果是:
由于本实用新型采用不同现有技术的机构型式与配置方式,除可以在垂直于水平面上进行有效的高速运动外,同时提供一种新的重力平衡装置与配置方法,更将结构轻量化,高刚性化;并且为了要能精密导引滑动轴运动,至少设置有二线性滚柱轴承轨道,为了减低重力负荷对线性马达的持续作用,而完成上下对称的力作用,以利于马达驱动器的控制,而提供一气缸来承接重量,并将该四方形框底部设为一日形部,以增进承载撑托的稳固性。此外,其外露的机械结构,特别具有利于安装、便于调整精度,无需将整个机体结构完全拆卸,即可完成维护及生产作业的优点。
附图说明
图1  本实用新型总体设备的立体图。
图2  本实用新型的立体图。
图3  本实用新型的前视图。
图4  本实用新型的T型滑动轴立体图。
图5  本实用新型的线性马达侧视示意图。
图6  本实用新型的前侧纵向剖视图。
图7  本实用新型的左侧纵向剖视图。
图8  本实用新型的横向剖视图。
图9  本实用新型的第二实施型式立体图。
图10 本实用新型的第二实施型式横向剖视图。
图11 本实用新型的第三实施型式立体图。
图12 本实用新型的第三实施型式前侧纵向剖视图。
图13 本实用新型的第三实施型式横向剖视图。件号索引:
座床 1                        柱架 11
滑动体 12                     鞍座 3
工件槽 14
框体 2                        矩形柱 21
线性滚柱轴承轨道 22           凸缘 23
支撑架 24                     挡块 25、26
四方形框 27                   日形部 28
电极安装装置 3                工具电极 31
T型滑动轴 4                   矩形六面体 41
矩形通孔 42                   凸字形通孔 43
直条筒 44                     水平固定板 45
止动器 46、47                 极限器 48、49
线性马达 5                    永久磁铁 51
磁板 52                       磁轭 53
电枢线圈 54                   调整螺 55
上轴承座 56                   固定板 57
下轴承滑块 58
气缸 6                            活塞杆 61
刹车器 62
线性光学尺 7                      位置感测器 71
具体实施方式
为能更全面了解本实用新型的特点及功效,兹配合附图详析于后:第一实施型式
首先请参阅图1、2、3所示,将一柱架11固设于座床1的后方,柱架11前侧安装有框体2,框体2内架设有T型滑动轴4,在座床1上装设一滑动体12,滑动体12可依Y轴方向移动,且滑动体12上设置一鞍座13,鞍座13可在与Y轴垂直的X轴方向滑动,于鞍座13上承载有一内盛填有介电绝缘液的工件槽14;将一接近工件处的工具电极31连接在电极安装装置3,而电极安装装置3连接于一T型滑动轴4下段的直条筒44,且与T型滑动轴4的滑动方向同轴配置;如图4所示,该T型滑动轴4的上段为一矩形六面体41,矩形六面体41上下面平行,且设有三个同轴的透通孔,其中两侧为相同的矩形通孔42中间为单一的凸字形通孔43;两条垂直且平行的矩形柱21是分别设置于框体2前左、右侧,而分别穿过矩形六面体41的矩形通孔42,故T型滑动轴4可沿著Z轴(垂直水平面的方向),在通过平行矩形柱21的情况下,以10M/S2以上的加速度上下运动,此一加速度是由两组线性马达5所推动;请参阅图5,每一组线性马达5含有永久磁铁51及磁板52,并各自设置于分离的二平行矩形柱21最外侧垂直平面,而其可动的电枢线圈54与磁轭53则面对于永久磁铁51及磁板52的平面平行配置,并将其固定在矩形六面体41的二平行矩形通孔42内侧。
由于矩形六面体41的水平截面四周厚度不均,故严格的说T型滑动轴4没有真正的几何中心轴,同时T形滑动轴4的整体重心轴向对矩形六面体41或直条筒44的几何中心轴有一偏位距离。
在矩形六面体41的矩形通孔42两侧的上下平面,分别提供有止动器46、47,以决定矩形六面体41最大行程移动限制;止动器46、47分别与框体2旁侧所凸设的挡块25、26碰撞时,用于吸收冲力的回弹组件;且在挡块25、26后侧的框体2一侧面上下分置有极限器48、49,以限制矩形六面体41升降位置(如图1、2、3、7所示)。
线性马达5的磁板52与电枢线圈54所互相面对的间距是为极小且精密,可以调整螺丝55定位,使得两组线性马达5可具有相同的作用力,因为线性马达5直接负荷T型滑动轴4及工具电极31重量,并且为达成高加速度,线性马达5所产生推力很大,通常相伴高的热温升,对于高定位精度的机器轴,必须要提供一冷却循环系统,将产生的热量排出,一般常应用工业制品,在线性马达5的电枢线圈54附近的磁轭53边缘处,有提供气体及液体冷却管的入口(图中没有显示)。线性光学尺7(如图2所示)则设计固定在框体2一侧,并与矩形六面体41侧面所固设一位置感测器71相对应,以读取T型滑动轴4的运动位置。
为了要能精密导引T型滑动轴4作动,请参阅图4与图6,至少设置有二线性滚柱轴承轨道22,且将该轨道22与滑动方向同轴,而固定在框体2的二矩形柱21前侧,并以二平行的上轴承座56固定在T型滑动轴4的六面体41的两侧孔内,即于T型滑动轴4的二矩形通孔42前方内侧面上,并与线性滚柱轴承轨道22紧密配合;在T型滑动轴4的直条筒44中间段,设置一固定板57,该固定板57内装有二下轴承滑块58,与线性滚柱轴承轨道22紧密配合,固定板57可大幅增加直条筒44的侧向抗弯曲能力。
为了减低重力负荷对线性马达5的持续作用,而完成上下对称的力作用,以利于马达驱动器的控制,因此,提供一气缸6来承接重量,请参阅图6、7、8,为了避免气缸6占据T型滑动轴4的空间,让较细的活塞杆61穿置于T型滑动轴4的内部,利于减少T型滑动轴4的体积;故由框体2固设的凸缘23与支撑架24将气缸6的尾部固定;气缸6平行于滑动轴向,可向下伸出活塞杆61,活塞杆61穿套一刹车器62且活塞杆61尾端穿置于T型滑动轴4的直条筒44内,并与直条筒内中间的一水平固定板45连接定位,该刹车器62在电力失效时,籍以挟持住活塞杆61,避免造成工具电极31意外坠落情况;活塞杆61另一端是在气缸6内,可来回运动,透过量测气缸6内压力的压力检测器(图中无显示),回授至气压伺服控制器控制气压阀,使得气室内的压力足以支撑重力,如此可以在不运动时,减低线性马达5的电力。第二实施型式
如图9、10所示,显示本实用新型第二实施型式放电加工装置的线性马达构成说明图,其中与第一实施型式的图2相同或相当部分,是以线性马达5的移动件包含磁轭53、电枢线圈54设为矩形,而设置于矩形六面体41两侧的矩形通孔42内,该移动件中心为一圆形孔,提供包含永久磁铁51磁柱52的静子穿置,且该静子设为圆柱体,上、下端各与框体2连接,并与矩形六面体41相同滑动轴向;
由于藉如上述的线性马达5的静子上下端直接与框体2连接,对应移动件,因此,可更有效率实行T型滑动轴4平衡滑动,及省略了框体2的二矩形柱21、水平固定板57、下轴承滑块58。第三实施型式
如图11、12、13所示,本实用新型第三实施型式放电加工装置的周边构成说明图,其中,与第一实施型式的图2相同符号是表示相同或相同部份,是显示强化框体2稳固性与重力平衡支撑力,框体2上前端连接一四方形框27,框体2的二矩形柱21恰设置于其间,且四方形框27底部为一日形部28,以增进承载撑托的稳固性。

Claims (7)

1.一种放电加工装置,其藉由一工具电极面向工件垂直移动,且在两者之间保持一极小间隙,进行周期的极间放电,形成工件的去除加工,其特征在于包含括有:
一可垂直移动的T型滑动轴,其上段为矩形六面体、下段为直条筒,矩形六面体上具三个同轴向的透通孔,其中两侧为相同的矩形通孔,中间为单一的凸字形通孔;直条筒其上方固定在矩形六面体下方,直条筒内中间处,设置一水平固定板,使其上半段内部亦为一凸字形通孔相同的中空孔,中空孔配合凸字形通孔导通;
一电极安装装置,是设置于T型滑动轴的直条筒下端,且与矩形六面体、直条筒同轴配置;
一组可穿置于T型滑动轴内二矩形通孔的平行的矩形柱,其与T型滑动轴平行于滑动轴向,并且其上、下端与框体连接;
至少两组线性马达的移动件,是设置于矩形六面体的矩形通孔内,而且呈对称于矩形六面体的凸字形通孔内一个点;
至少两组线性马达的静子,是分别位在各自移动件的对面设置;
一组重力平衡装置,是可负荷T型滑动轴、电极安装装置重力平衡作用的装置。
2.如权利要求1所述的放电加工装置,其特征在于,各组移动件是包含磁轭和绕著磁轭的电枢线圈,以及各组静子是包含一组设于矩形柱的磁板与一列永久磁铁。
3.如权利要求1所述的放电加工装置,其特征在于,该重力平衡装置包含一与矩形六面体的凸字形通孔同轴的气缸,气缸尾部在上,以支撑架固定,气缸的活塞杆尾端,向下依序穿置于矩形六面体的凸字形通孔,及直条筒的中空孔,最后连接在直条筒内中间处的水平固定板。
4.如权利要求1所述的放电加工装置,其特征在于,该二矩形柱前侧各设置一线性滚柱轴承轨道;且T型滑动轴的矩形六面体的二矩形通孔前方内侧面上,设一上轴承座,线性滚柱轴承轨道与上轴承座紧密配合。
5.如权利要求1所述的放电加工装置,其特征在于,该T型滑动轴的直条筒中间外侧,可加设一固定板,其内装有二对称下轴承滑块,其排列对称的轴心,同轴于凸字形通孔的轴向。
6.一种放电加工装置,其藉由一工具电极面向工件垂直移动,且在两者之间保持一极小间隙,进行周期支极间放电,形成工件的去除加工,其特征在于包括有:
一可垂直移动的T型滑动轴,其上段为矩形六面体、下段为直条筒,矩形六面体上具三个同轴向的透通孔,其中两侧为相同的矩形通孔,中间为单一的凸字形通孔;直条筒其上方固定在矩形六面体下方,直条筒内中间处,设置一水平固定板,使其上半段内部亦为一凸字形通孔相同的中空孔,中空孔配合凸字形通孔导通;
一电极安装装置,是设置于T型滑动轴的直条筒下端,且与矩形六面体、直条筒同轴配置;
至少两组线性马达的移动件,移动件设为矩形,设置于矩形六面体的矩形通孔内,移动件中心为一圆形孔,提供静子穿置;
至少两组线性马达的静子,静子设为圆柱体,上、下端各与框体连接,并与矩形六面体相同滑动轴向;
一组重力平衡装置,是可负荷T型滑动轴、电极安装装置的重力平衡作用。
7.如权利要求6所述的放电加工装置,其特征在于,该各组移动件是包含磁轭和绕著磁轭的电枢线圈,以及各组静子是包含一圆柱体的磁柱与永久磁铁。
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