TWI790807B - 電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置 - Google Patents

Abstract

一種電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，其包括機體、主軸及滑軌裝置，其中，主軸係能沿著運動軸向線性運動地裝設於機體中，滑軌裝置連接於機體與主軸之間，且該滑軌裝置包括主滑軌組件及副滑軌組件，主滑軌組件與副滑軌組件分別設置於主軸的前後相對排列，藉由主滑軌組件與副滑軌組件分別位於主軸前後側對稱設置提供垂直方向的導引作用，建構出垂直運動體系，使主軸能平穩地高速運動，降低因震動而產生之晃動現象，提升主軸帶動的工作電極對工件執行電腐蝕加工加工的精度。

Description

電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置

本發明係關於一種電腐蝕加工機，尤指用於電腐蝕加工機中之機體與主軸的組合裝置。

電腐蝕加工技術概包括電化學加工(ECM)，精密電化學加工(PECM)，放電加工(EDM)等，一般而言，現有的電腐蝕加工機具有一剛性的機體，該剛性的機體之底座能以地腳螺栓鎖固在地面的鋼構支撐架上，機體於其工作空間底部設有夾具，藉由夾具固定待加工的工件，並通過夾具對工件給予正極性電壓，該機體之工作空間中還裝設有能為驅動組件帶動垂直方向線性運動的主軸，主軸的一側與機體之間設有垂直方向延伸的滑軌組件，該主軸朝向工件的底端設有軸電極，軸電極能給予負極性電壓，同時自軸電極中心朝向工件高壓噴出電化學液，當主軸底端的軸電極在非常靠近工件的狀態下，在正負兩極之間產生電化學腐蝕作用能去除工件的表面材料，並搭配主軸被驅動高速上下線性運動對工件執行電腐蝕加工。

前述電腐蝕加工機能受控對工件施以精密的電腐蝕加工作業，但是，該電腐蝕加工機中之主軸係利用其一側的滑軌組件連接機體一側的內周壁，滑軌組件雖以導引主軸垂直方向運動，設於機體中之主軸單側設置滑軌組件係呈懸臂狀態，故主軸被驅動高速上下運動過程中，單側的滑軌組件難以完全承受主軸高速上下運動時產生的震動，而在主軸高速運動中易產生晃動等問題，進而影響工件於電腐蝕加工時的加工精度，對此有進一步改良之必要。

本發明之目的在於提供一種電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，解決現有電腐蝕加工機中，設於機體之主軸單側設置滑軌組件之懸臂狀態而於高速運動中易產生晃動等技術問題。

為了達成前述目的，本發明所提出的電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，係包括：一機體，其係一體成形並包括一底座、位於該底座正上方的一頂框部，以及形成於該底座與該頂框部之間的一承載部，該承載部中形成一工件加工區間，該承載部的前側設有連通該工件加工區間的一工件取置口，該頂框部中形成一組裝區間，該組裝區間連通位置在下的該工件加工區間而構成一工作空間，該工作空間中定義有沿著垂直方向延伸的一運動軸向：一主軸，其能沿著該運動軸向線性運動地裝設於該機體的工作空間中，該主軸的周面與該機體的工作空間的周壁之間具有間距，且該主軸能為一驅動組件帶動沿著該運動軸向線性運動；以及一滑軌裝置，其連接於該機體與該主軸之間，該滑軌裝置包括一主滑軌組件以及一副滑軌組件，該主滑軌組件與該副滑軌組件分別位於該主軸的前後相對排列。

藉由前述電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，其主要係利用滑軌裝置中的主滑軌組件與副滑軌組件分別位於主軸的前後側連接機體，藉以在主軸為驅動機組驅動高速上下線性運動過程中，利用主滑軌組件與副滑軌組件於主軸前後側對稱設置的垂直方向導引而建構一垂直運動體系，使主軸能平穩地高速運動，降低因震動而產生之晃動現象，進而提升主軸帶動的工作電極對工件進行精密的電腐蝕加工精度。

本發明電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，還能進一步令該機體選用一體成形的構件，使該機體具備優異的耐震與吸震性能，且整個機 體能夠藉由一體化構造而能適當地縮減體積而小型化。此外，本發明電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置還能進一步令一體成形的機體選用人造花崗岩製造成形的構件，使一體化的機體具備優異的耐震與吸震性能。

10:機體

100:工作空間

11:底座

111:工件定位部

112:槽溝

12:頂框部

121:組裝區間

122:平坦基礎面

13:承載部

131:工件加工區間

132:工件取置口

133:後開口

134:側開口

20:主軸

30:滑軌裝置

31:主滑軌組件

311:上主支撐座

312:下主支撐座

313:主滑軌組

3131:主滑軌

3132:主滑塊

32:副滑軌組件

321:上副支撐座

322:下副支撐座

323:副滑軌組

3231:副滑軌

3232:副滑塊

33:鞍座

40:驅動組件

41:伺服馬達

42:螺桿

43:螺桿座

圖1係本發明電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置之一較佳實施例的前視立體示意圖。

圖2係本發明電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置之另一較佳實施例的前視立體示意圖。

圖3係圖2所示機體與主軸的組合裝置較佳實施例的後視立體示意圖。

圖4係圖2所示機體與主軸的組合裝置較佳實施例的另一前視角的立體示意圖。

圖5係圖2所示機體與主軸的組合裝置較佳實施例的另一後視角的立體示意圖。

圖6係圖2至圖5所示機體與主軸的組合裝置較佳實施例的側視剖面示意圖。

如圖1及圖2所示，其揭示本發明電腐蝕加工機之機體10與主軸20的組合裝置之兩種較佳實施例，由該些圖式中可以見及該機體10與主軸20的組合裝置係包括一機體10、一主軸20以及一滑軌裝置30。

如圖1至圖6所示，該機體10中形成一工件加工區間131，且該機體10前側設有連通該工件加工區間131的一工件取置口，於機體10頂部設有一組裝區間121，該組裝區間121連通位置在下的該工件加工區間131而構成一工作空間100，該工作空間100中定義有沿著垂直方向延伸的一運動軸向。

如圖1至圖6所示的較佳實施例，該機體10可為組合式型體或為一體成形的型體。該機體10可為不鏽鋼或人造花崗岩等高剛性材料製成的剛性構件。較佳的，該機體10是選用人造花崗岩製造成形的構件，使該機體10具備優異的耐震與吸震性能。

如圖1所示的較佳實施例，該機體10係為組合式型體。其中，該機體10包括一底座11、一頂框部12以及一承載部13，該頂框部12位於該底座11的正上方，該承載部13係為左右相對的兩側板所構成，並藉由複數螺絲等鎖固元件固設於該底座11與該頂框部12之間。如圖2至圖6所示的另一較佳實施例，該機體10則係為一體成形的構件，該機體10可為不鏽鋼或人造花崗岩等高剛性材料一體成形的剛性構件。較佳的，該機體10是選用人造花崗岩製造成形的構件，使該機體10除了具備優異的耐震與吸震性能，且藉由人造花崗岩一體成形的構造，使其整體能適當地縮減體積而小型化。該機體10包括一底座11、一頂框部12以及一承載部13，該頂框部12位於該底座11的正上方，該承載部13一體成形於該底座11與該頂框部12之間。

如圖1至圖6所示的較佳實施例的機體10中，該承載部13中形成一工件加工區間131，該工件加工區間131自該頂框部12的底面延伸至該底座11的頂面，該底座11面向該工件加工區間131的頂面形成工件定位部111，用以裝設工件夾具，藉由該工件夾具固定待加工的工件。該承載部13的前側設有連通該工件加工區間131的工件取置口，該頂框部12中形成組裝區間121，該組裝區間121連通位置在下的該工件加工區間131而構成工作空間100，該工作空間100中定義有沿著垂直方向延伸的一運動軸向，該頂框部12的頂面為一平坦基礎面122，該平坦基礎面122與該運動軸向實質上呈正交關係。

如圖1至圖6所示的較佳實施例中，該機體10的該承載部13的後側設有連通該工件加工區間131的後開口133，或者，該承載部13的左右兩側各 設有連通該工件加工區間131的側開口134，藉以使該機體10具備應有剛性、強度與耐震性的基礎上，藉由左右側開口134的設置，減少該機體10的重量。

如圖1至圖6所示的較佳實施例中，該工件定位部111的頂部形成間隔平行排列的複數槽溝112，所述槽溝112可為倒T字形的槽溝112，用以裝設工件夾具。

如圖1至圖6所示，該主軸20係能沿著該運動軸向沿著垂直方向延伸的直線往復運動地裝設於機體10的工作空間100中，該主軸20的周面與該機體10的工作空間100的周壁之間具有間距，該主軸20的底端位於該工件加工區間131內，並能裝設加工電極(圖未示)，該主軸20的中心軸線平行於該運動軸向。

如圖1至圖6所示較佳實施例中，該主軸20的俯視截面形狀相對於該運動軸向呈對稱狀的形狀，使該主軸20於該運動軸向直線運動時具備良好的平穩性。於本較佳實施例中，該主軸20選用橫截面呈矩形且內部具有一通道的中空軸桿，該主軸20的前、後側各具有一組接側面，所述組接側面平行於該運動軸向，該主軸20於該通道的周壁形成縱橫交錯的複數補強肋，使該主軸20在具備應有的剛性與機械強度的基礎上，藉由縱橫交錯的複數補強肋構成的強化構造，能夠適當地減少主軸20的周壁厚度而減輕重量。

如圖1至圖6所示，該滑軌裝置30係連接於該機體10與該主軸20之間，使該主軸20能相對於該機體10沿著該運動軸向沿著垂直方向延伸的直線往復運動，該滑軌裝置30包括一主滑軌組件31以及一副滑軌組件32，該主滑軌組件31與該副滑軌組件32於該主軸20前後相對排列。於本較佳實施例中，該主滑軌組件31裝設於該主軸20的後側的組接側面與該機體10的工作空間100後側壁之間，該副滑軌組件32裝於主軸20前側的組接側面與該機體10的工作空間 100的前側壁之間，使該主滑軌組件31與該副滑軌組件32分別位於該主軸20前後側呈對稱相對排列。

如圖1至圖6所示的較佳實施例，該主滑軌組件31包括至少一上主支撐座311、至少一下主支撐座312以及複數主滑軌組313，所述上主支撐座311以及所述下主支撐座312分別設置於該機體10的頂框部12後段的上下側，藉由頂框部12之平坦基礎面122提供所述上主支撐座311較佳的位置設置，並以所述上主支撐座311與下主支撐座312結合該複數主滑軌組313連接該主軸20後側的組接側面，每一所述主滑軌組313包括一主滑軌3131以及多個主滑塊3132，該複數主滑軌組313的主滑軌3131係平行於該運動軸向地間隔設置於該主軸20後側的組接側面，每一所述主滑軌3131上皆設有上下排列的複數所述主滑塊3132，並以該複數主滑塊3132分別連接所述上主支撐座311與下主支撐座312。另藉由頂框部12之平坦基礎面122提供所述上主支撐座311較佳的位置設置，用以確保主軸20能精準地垂直方向運動。

如圖1至圖6所示較佳實施例，該主滑軌組件31具有一所述上主支撐座311以及一所述下主支撐座312，並以一所述上主支撐座311以及一所述下主支撐座312共同連接該複數主滑軌組313的主滑軌3131，或者，所述上主支撐座311及所述下主支撐座312亦可依據所述主滑軌組313的數量而採用相對應的數量，每一所述主滑軌組313皆分別連接一所述上主支撐座311及一所述下主支撐座312，於本較佳實施例中，該主滑軌組件31具有兩主滑軌組313，該二主滑軌組313分別裝設於矩形的主軸20後側兩角落處。

所述主滑軌組313可直接連接所述上主支撐座311及所述下主支撐座312；或者，如圖1至圖6所示的較佳實施例，於該主軸20的後側與該機體10的工作空間100的後周壁之間裝設一鞍座33，該鞍座33固接所述上主支撐座311與下主支撐座312，每一所述主滑軌所設複數所述主滑塊3132皆裝設於鞍座 33上，該鞍座33中具有一容置空間，並在該鞍座33的容置空間裝設一驅動組件40，該驅動組件40具有能受控產生上下線性運動之一運動部件，並以該運動部件連接該主軸20，使該驅動組件40能驅動該主軸20上下線性運動。於本較佳實施例中，所述驅動組件40可以選用伺服馬達41結合螺桿42與螺桿座43之驅動組件，其中，伺服馬達41裝設於鞍座33中，伺服馬達41能受控正反向旋轉，螺桿42平行於運動軸向且樞設於鞍座33中，螺桿座43設於該主軸20後側的組接側面並為該螺桿42螺接通過，伺服馬達41能受控驅動螺桿42旋轉，經由螺桿座43而驅動主軸20於機體10中高速上下線性運動。較佳的，該螺桿42的中心線與該複數主滑軌3131的中心線非位於同一平面，使主軸20於高速上下線性運動時具備良好平穩性。

如圖1至圖6所示的較佳實施例，該副滑軌組件32包括至少一上副支撐座321、至少一下副支撐座322以及複數副滑軌組323，所述上副支撐座321以及所述下副支撐座322分別設置於該機體10的頂框部12前段的上下側，且所述上副支撐座321位於所述頂框部12的平坦基礎面122上，並以所述上副支撐座321與下副支撐座322結合該複數副滑軌組323連接該主軸20前側的組接側面，每一所述副滑軌組323皆包括一副滑軌3231以及複數個副滑塊3232，該複數副滑軌組323之副滑軌3231係平行於該運動軸向地間隔設置於該主軸20前側的組接側面，每一所述副滑軌3231上皆設有上下排列的複數所述副滑塊3232，並以該複數副滑塊3232分別連接所述上副支撐座321與下副支撐座322。

如圖1至圖6所示較佳實施例，所述上副支撐座321及所述下副支撐座322係採依據所述副滑軌組323的數量而採用相對應的數量，圖式揭示的較佳實施例具有兩副滑軌組323，每一副滑軌組323結合一上副支撐座321結合在位置在下的一下副支撐座322連接該主軸20的前側的組接側面，兩副滑軌組323位於主軸20前側的兩角落處，搭配兩主滑軌組313位於主軸20後側的兩角落處 呈前後對稱排列；或者，該副滑軌組件32也可以是具有一上副支撐座321以及一下副支撐座322，並以該上副支撐座321及其位置在下的該下副支撐座322一同連接該複數副滑軌組323。

如圖1至圖6所示，本發明機體10與主軸20的組合裝置適用於電化學加工(ECM)、精密電化學加工(PECM)及放電加工(EDM)等電腐蝕加工之機具，其中，該機體10能以其底座11以地腳螺栓與地面的鋼構支撐架鎖固結合，於主軸20位於該機體10之工作空間100內之底端裝設軸電極，於機體10之工作空間100內之工件定位部111裝設工件夾具，待加工的工件經由機體10前側的工件取置口132置入工作空間100內，以工件夾具固定待加工的工件，並對工件給予正極性電壓，另控制該驅動組件40帶動主軸20底端之軸電極朝工件方向移動，軸電極給予負極性電壓，同時自軸電極中心朝向工件高壓噴出電化學液，在軸電極非常靠近工件至兩者僅存在極小的間隙時，在正負兩極之間產生電化學腐蝕作用而去除工件的表面材料，並利用主軸20之軸電極被驅動高速上下線性運動對工件執行精密的電腐蝕加工。

在前述執行精密的電腐蝕加工過程中，本發明機體10與主軸20的組合裝置利用主滑軌組件31與副滑軌組件32於主軸20前後側對稱設置的垂直方向導引，建構出垂直運動體系，使主軸20能平穩地高速運動，降低因震動而產生之晃動現象，使該主軸20帶動的軸電極對工件執行精密的電腐蝕加工時具備優異的加工精度。再者，本發明還能進一步利用一體成形的一體化的機體10提供良好的耐震構造，特別是該機體10是選用人造花崗岩製造成形的構件時，使該機體10具備優異的耐震與吸震性能。

10:機體

100:工作空間

11:底座

111:工件定位部

112:槽溝

12:頂框部

121:組裝區間

122:平坦基礎面

13:承載部

131:工件加工區間

132:工件取置口

134:側開口

20:主軸

30:滑軌裝置

31:主滑軌組件

311:上主支撐座

32:副滑軌組件

321:上副支撐座

322:下副支撐座

323:副滑軌組

3231:副滑軌

3232:副滑塊

33:鞍座

40:驅動組件

41:伺服馬達

Claims (9)

1. 一種電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，其包括：一機體，其內部形成一工件加工區間，該機體的前側設有連通該工件加工區間的一工件取置口，該機體的頂部具有一頂框部以及形成於該頂框部中的一組裝區間，該組裝區間連通位置在下的該工件加工區間而構成一工作空間，該工作空間中定義有沿著垂直方向延伸的一運動軸向，該頂框部的頂面具有與該運動軸向呈正交關係的一平坦基礎面；一主軸，其能沿著該運動軸向線性運動地裝設於該機體的工作空間中，該主軸的周面與該機體的工作空間的周壁之間具有間距，且該主軸能為一驅動組件帶動沿著該運動軸向線性運動，該主軸的前、後側各具有平行於該運動軸向的一組接側面；以及一滑軌裝置，其連接於該機體與該主軸之間，該滑軌裝置包括一主滑軌組件以及一副滑軌組件，該主滑軌組件與該副滑軌組件分別位於該主軸的前後相對排列；其中，該主滑軌組件包括至少一上主支撐座、至少一下主支撐座以及複數主滑軌組，所述上主支撐座以及所述下主支撐座分別設置於該機體的頂框部後段的上下側，且所述上主支撐座設於所述頂框部的平坦基礎面上，所述上主支撐座與所述下主支撐座結合該複數主滑軌組連接該主軸後側，每一所述主滑軌組包括一主滑軌以及多個主滑塊，該複數主滑軌組的主滑軌係平行於該運動軸向地間隔設置於該主軸後側的組接側面，每一所述主滑軌上皆設有上下排列的複數所述主滑塊，並以該複數主滑塊分別連接所述上主支撐座與所述下主支撐座；該副滑軌組件包括至少一上副支撐座、至少一下副支撐座以及複數副滑軌組，所述上副支撐座以及所述下副支撐座分別設置於該機體 的頂框部前段的上下側，且所述上副支撐座設於所述頂框部的平坦基礎面上，所述上副支撐座與所述下副支撐座結合該複數副滑軌組連接該主軸前側，每一所述副滑軌組皆包括一副滑軌以及複個副滑塊，該複數副滑軌組之副滑軌平行於該運動軸向地間隔設置於該主軸前側的組接側面，每一所述副滑軌上皆設有上下排列的複數所述副滑塊，並以該複數副滑塊分別連接所述上副支撐座與所述下副支撐座。
2. 如請求項1所述之電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，其中，該機體包括一底座，該頂框部裝設於該底座正上方，於該底座與該頂框部之間固接一承載部，該承載部中形成該工件加工區間，該承載部的前側設有該工件取置口。
3. 如請求項2所述之電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，其中，該機體於該承載部的後側設有連通該工件加工區間的一後開口，該承載部的左右兩側各設有連通該工件加工區間的一側開口，該機體的底座面向該工件加工區間的頂面形成一工件定位部，該工件定位部的頂部形成間隔平行排列的複數槽溝，所述槽溝為倒T字形的槽溝。
4. 如請求項1所述之電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，其中，該機體係一體成形並包括一底座，該頂框部位於該底座正上方，於該底座與該頂框部之間形成一承載部，該承載部中形成該工件加工區間，該承載部的前側設有該工件取置口，該頂框部中形成該組裝區間。
5. 如請求項4所述之電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，其中，該機體為人造花崗岩一體成形的構件。
6. 如請求項5所述之電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，其中，該機體於該承載部的後側設有連通該工件加工區間的一後開口，該承載部的左右兩側各設有連通該工件加工區間的一側開口，該機體的底座面向該工件 加工區間的頂面形成一工件定位部，該工件定位部的頂部形成間隔平行排列的複數槽溝，所述槽溝為倒T字形的槽溝。
7. 如請求項1至6中任一項所述之電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，其中，該主軸的後側與該機體的工作空間的後周壁之間裝設一鞍座，該鞍座固接所述上主支撐座與所述下主支撐座，每一所述主滑軌所設複數所述主滑塊皆裝設於該鞍座上，該驅動組件設於該鞍座。
8. 如請求項7所述之電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，其中，該鞍座中具有一容置空間，該驅動組件具有一伺服馬達、連接該伺服馬達的一螺桿，以及被該螺桿螺設通過的一螺桿座，伺服馬達固設於該鞍座，該螺桿平行於該運動軸向且樞設於該鞍座中，該螺桿座設於該主軸後側的組接側面，該螺桿的中心線與該複數主滑軌的中心線非位於同一平面。
9. 如請求項1至6中任一項所述之電腐蝕加工機之機體與主軸的組合裝置，其中，該主軸為橫截面呈矩形且內部具有一通道的中空軸桿，該主軸於該通道的周壁形成縱橫交錯的複數補強肋。

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