轮胎模具电火花加工机床的制作方法

本实用新型涉及一种轮胎模具电火花加工机床。

背景技术：

现有的轮胎模具成型加工一般需要通过电火花来对数控机床粗加工后的工件进行精加工，但是，在此过程中由于轮胎模具尺寸规格不统一且型腔面花纹结构复杂多样，电火花加工常存在着机床加工主轴干涉花纹块/圈、机床主轴尺寸过大以及机床行程不足等诸多问题。

为解决上述问题目前常采取以下两种方法：

一、进行机床的改造：通过机床改造来增加机床行程，改装主轴结构来避免干涉花纹，但这种解决方案成本较高，同时需要花费较长时间来进行机床装配和精度校验，会延长轮胎模具加工周期，增加生产成本；而且由于轮胎模具的个性化需求太强，改造后机床并不通用，造成机床的浪费和专用性。

二、对模具进行分块加工：将轮胎模具花纹圈进行分块加工，这种方案虽然可以解决干涉花纹的问题，但是无法解决机床行程不足的问题，同时这种分块加工的加工方式需要对花纹块进行多次装夹，费时费力，严重影响生产效率。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种轮胎模具电火花加工机床，本实用新型具有良好的通用性且有效解决了机床加工能力受限的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种轮胎模具电火花加工机床，包括机床本体，所述机床主轴与电火花作用端之间可拆卸设置有导电连接件，实现电火花作用端相对于主轴中心线的向外延伸，以缩短机床主轴需要移动的行程。

进一步的，机床本体上设置有回转工作台，以及驱动回转工作台转动的驱动装置。

进一步的，驱动装置的动力输出端通过精密分度机构与回转工作台传动连接。

作为一种优选方案，回转工作台驱动装置优选为伺服电机。

进一步的，回转工作台向后倾斜有一定的角度，角度优选为10～15度；床身上设置有偏向床身一侧倾斜的立柱，其倾斜角度优选为10～15度，移动横梁通过横梁安装座滑动连接于立柱侧向端面，机床主轴通过分度转台转动连接于移动横梁一端。

当然，本实用新型的技术方案不需要对原有的电火花机床进行大型改造，上述仅仅是电火花机床的一个示例，并不仅限于上述的电火花机床，其他类型或结构的机床都可以适用。

进一步的，所述导电连接件包括电极连接板，电极连接板一端与电极连接，另一端与机床主轴固定连接。

进一步的，所述导电连接件通过夹具与机床主轴或/和电极连接，夹具包括相互配合的夹具座和夹具片。

更进一步的，夹具座主体中心设置有中心通孔，夹具座主体端面上设置有周向定位块和轴向定位块，且周向定位块上端面高于轴向定位块上端面。

作为一种优选方案，周向定位块和轴向定位块相互交叉布置，且皆沿中心通孔圆周均匀设置有多个。

更进一步的，夹具片主体中心设置有中心通孔，夹具片主体端面上设置有周向定位槽和轴向定位面，所述周向定位槽与周向定位块相配合，轴向定位面与轴向定位块相配合。

进一步的，所述导电连接件的两端设置有多个定位孔，以定位和紧固夹具座与夹具片，各个定位孔分布中心的连线与导电连接件延伸方向平行设置。这样的设计能够保证找正精度。

夹具座与夹具片相配合，夹具座的周向定位块卡设于夹具片周向定位槽中以限制夹具片的周向位移，夹具座轴向定位块与夹具片轴向定位面紧密贴合保证平面度，通过锁紧机构将夹具片锁紧于夹具座上。

进一步的，所述导电连接件为Z字型结构，具体包括两个端部及中间部分，两个端部设置有一定的高度差且与中间部分形成有一定的夹角，夹角优选为大于或者等于90度，两个端部优选为平行设置；导电连接件的弯折部位设置有加强筋，避免连接板体工作过程中发生震颤和冷热变形。

进一步的，所述导电连接件为一字型结构。一字型结构端面设置有加强筋。

优选的，导电连接件为铝质材料，其厚度优选为20～25mm，该连接板体适用于重量小于1kg的电极装夹，其优点在于重量轻、稳定性好，对机床主轴头负载和精度影响小；连接板体也可以为钢质材料，其厚度优选为10～15mm，该连接板体适用于重量大于或者等于1kg的电极装夹，其优点在于强度高、稳定性好。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、解决了由于轮胎模具胎顶直径的限制，机床主轴无法进入轮胎模具型腔内部，导致机床无法完成对轮胎模具型腔面的精细加工的问题，利用导电连接件形成电火花作用端的行程向外延伸，而不需要机床主轴整体运动；

2、解决了由于轮胎模具型腔面花筋高度和/或侧面倾斜角度的限制，机床主轴进入轮胎模具型腔内部与机床回转工作台、工艺板和/或花筋产生干涉，导致机床无法完成对轮胎模具型腔面的精细加工的技术问题；

3、机床针对不同工况配置不同形式的导电连接板，进一步扩展了机床的加工范围，解决了普通电火花机床加工能力与加工范围受限的技术问题；

4、导电连接板在使用过程中，采用快换夹具进行装夹，机外提前找正，操作简单快捷，保证装夹精度，提高了装夹效率；

5、通过导电连接板的可拆卸连接，实现普适性，具有较高的通用性，同时，节省了机床改造的成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为电火花加工机床结构示意图；

图2(a)为主轴与回转机床发生干涉问题的示意图；

图2(b)为主轴干涉花纹块/圈问题的示意图；

图2(c)为主轴行程不足问题的示意图；

图2(d)为主轴尺寸太大，无法进入腔面内问题的示意图；

图3(a)、图3(b)为Z字型连接板的结构示意图；

图4(a)-图4(c)为Z字型连接板的使用示意图；

图5(a)、图5(b)为一字型连接板的结构示意图；

图6为一字型连接板的使用示意图；

图7为夹具片结构示意图；

图8(a)和图8(b)为夹具座结构示意图；

图8(c)为拉杆示意图；

图8(d)为夹具座和夹具片配合示意图；

其中：1、立柱，2、移动横梁，3、机床主轴，4、花纹块/圈，5、工艺板，6、床身，7、定位孔，8、端部，9、中间部分，10、加强筋，11、第一夹角，12、第二夹角，13、导电连接件，14、周向定位槽，15、轴向定位面，16、中心通孔，17、周向定位块，18、轴向定位块，19、回转工作台，20、夹具座，21、夹具片。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在电火花加工机床的加工主轴干涉机床回转工作台19与花纹块/圈4、机床主轴3尺寸过大以及机床行程不足等缺陷，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种轮胎模具电火花加工机床。

如图1所示，轮胎模具电火花加工机床，具体包括床身6，床身6上设置有回转工作台19，以及驱动回转工作台19转动的驱动装置，回转工作台19驱动装置优选为伺服电机，其动力输出端通过精密分度机构与回转工作台19传动连接，回转工作台19向后倾斜有一定的角度，角度优选为10～15度；床身6上设置有偏向床身6一侧倾斜的立柱1，其倾斜角度优选为10～15度，移动横梁2通过横梁安装座滑动连接于立柱1侧向端面，机床主轴3通过分度转台转动连接于移动横梁2一端。

当然，本实施例中只提供一种机床结构，可以将机床在其他实施例中替换为其他结构的产品。

如图2(a)-图2(d)中所示，上述轮胎模具电火花加工机床在使用过程中，部分花纹块的加工可能存在一些问题，如主轴与机床回转工作台19发生干涉、主轴干涉花纹块/圈4、主轴行程不足或由于主轴尺寸太大，主轴整体无法进入腔面内等多种问题。

为了解决上述问题，机床主轴3可拆卸地连接有导电连接件13，导电连接件13优选为电极连接板，电极连接板一端连接在机床主轴3上，另一端连接有电极。

需要说明的是，所述导电连接件13不必局限于板状结构，在其他实施例中，导电连接件13可以为块状或者柱状，本领域技术人员可以根据具体工况进行设计，在此不作赘述。

电极连接板包括连接板体，连接板体通过夹具与电极和/或机床主轴3固定连接；作为一种优选方案，夹具包括夹具座20与夹具片21，如图8(a)和图8(b)所示，夹具座20包括夹具座主体，夹具座20主体中心设置有中心通孔16，夹具座20主体端面上设置有周向定位块17、轴向定位块18，且周向定位块17上端面高于轴向定位块18上端面；周向定位块17、轴向定位块18优选地相互交叉布置，且皆沿周向均匀设置为多个(图中为4个)。

如图7所示，夹具片21包括夹具片21主体，夹具片21主体中心设置有中心通孔16，夹具片21主体端面上设置有周向定位槽14、轴向定位面15，所述周向定位槽14与周向定位块17相配合，轴向定位面15与轴向定位块18相配合。

连接板体一端固定连接有夹具座20，该夹具座20可以与固定连接有电极的夹具片21相配合，夹具座20周向定位块17卡设于夹具片21周向定位槽14中，夹具座20周向定位块17两侧面与夹具片21周向定位槽14两侧面紧密贴合以限制夹具片21的周向位移，夹具座20轴向定位块18端面与夹具片21轴向定位面15紧密贴合保证平面度，通过锁紧机构将夹具片21锁紧于夹具座20上。

锁紧机构优选的包括拉杆，拉杆一端设置有圆柱形定位块，所述定位块卡设于夹具片21通孔16中，拉杆另一端穿过通孔16通过锁紧螺栓将夹具片21与夹具座20固定连接。

需要说明的是，在其他实施例中，所述夹具可以为连接螺栓或其他连接构件，本领域技术人员可以根据具体工况进行设计，在此不作赘述。

连接板体另一端固定连接有夹具片21，该夹具片21可以与设置于机床主轴3上的夹具座20相配合，通过所述夹具片21与夹具座20将连接板体与机床主轴3固定连接；连接板体两端优选的设置有多个定位孔7，通过连接螺栓将夹具座20和夹具片21进行定位和紧固，多个定位孔7分布中心的连线与导电连接件延伸方向平行设置，用于保证找正精度。

连接板体可以为铝质材料，其厚度优选为20～25mm，该连接板体适用于重量小于1kg的电极装夹，其优点在于重量轻、稳定性好，对机床主轴3头负载和精度影响小；连接板体也可以为钢质材料，其厚度优选为10～15mm，该连接板体适用于重量大于或者等于1kg的电极装夹，其优点在于强度高、稳定性好。

当然，根据具体的应用情况，本领域技术人员能够将连接板体的材质进行替换，或将其参数进行修改，这些均属于简单替换。

为适应不同的工况，连接板体分为以下两种类型：

如图3(a)和图3(b)所示的Z字型连接板体，具体包括三个部分，即两个端部8及中间部分9；两个端部8之间设置有一定的高度差且与中间部分9形成有一定的夹角(第一夹角11、第二夹角12)，夹角优选为大于或者等于90度，两个端部8优选为平行设置(即第一夹角11等于第二夹角12)；连接板体弯折部位设置有加强筋10，避免连接板体工作过程中发生震颤和冷热变形。

需要说明的是，所述端部8与中间部分9的长度及两者之间的夹角需要根据待加工工件的具体结构进行选择，本领域技术人员可以根据具体工况来进行设计，在此不作赘述。

如图5(a)和图5(b)所示的一字型结构，一字型连接板体为一平板，连接板体端面设置有加强筋10。

具体的应用实施例包括以下几种：

实施例一：

机床不配置导电连接件的情况下进行单独使用，如图1所示，具体过程在此不作赘述；

实施例二

通过配置不同形式的电极连接板可以进一步扩展机床的加工范围，其使用方法如下：

(1)用拉杆将电极连接板的夹具片21固定在电火花机床的夹具座20上，再将所述夹具片21固定连接在电极连接板一端，电极连接板另一端与另一夹具座20固定连接；

(2)进行机外找正，验证电极连接板的夹具座20与电火花机床的夹具座20精度是否一致；

(3)将电极连接板固定连接于机床主轴上，并在电极连接板的夹具座20上安装装夹有电极的夹具片21加工模具，直至受限花纹加工完成；

当机床配置有Z字型电极连接板，其主要适用于如下所述工况：

如图2(a)和图2(b)所示；轮胎模具型腔面需要进行精细加工，由于花筋侧面倾斜角度和/或花筋高度的限制，机床主轴3进入轮胎模具型腔内部并摆动一定的角度，机床主轴3会与机床工作台、工艺板5和/或花筋产生干涉，导致机床无法完成对轮胎模具型腔面的精细加工时；如图4(a)和图4(b)所示，可以在机床主轴3安装Z字型电极连接板，可以增加机床主轴3的作业高度，同时缩短机床主轴3的X轴行程(将机床主轴3移出工作台、工艺板5、模具型腔面)，有效解决了上述技术问题。

如图2(c)和图2(d)所示；由于轮胎模具胎顶直径的限制(过小)，机床主轴3Z轴行程不足和/或机床主轴3(尺寸过大)无法进入轮胎模具型腔内部，导致机床无法完成对轮胎模具型腔面的精细加工；如图4(c)所示，在机床主轴3安装Z字型形电极连接板，可以相对增加机床主轴3的Z轴形程，同时缩短机床主轴3的X轴行程(将机床主轴3移出轮胎模具型腔内部)，有效解决了上述技术问题。

实施例三

机床配置有一字型电极连接板，其主要适用于如下所述工况：

如图2(d)所示；由于轮胎模具胎顶直径的限制(过小)，机床主轴3(尺寸过大)无法进入轮胎模具型腔内部，导致机床无法完成对轮胎模具型腔面的精细加工时，在机床主轴3安装一字型电极连接板，如图6所示，可以缩短机床主轴3的X轴行程(将机床主轴3移出轮胎模具型腔内部)，有效解决了上述技术问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。