用于多通道放电烧蚀加工的新型集束电极旋转装置的制作方法

本发明涉及一种用于多通道放电烧蚀加工的集束电极旋转装置，用于加工孔，槽和平面铣削。具体地说是一种用于多通道放电烧蚀加工，实现集束电极在旋转的工况下与静止工件之间放电、向工件喷入气液混合介质的装置。

背景技术：

电火花加工利用电能转化为热能去除工件材料，加工工件为导电材料，并且不受工件材料的强度、硬度限制。加工过程中工件与材料没有接触，所以无宏观切削力，适用于难加工材料和脆硬性材料的加工。然而，相比于传统机械加工方式，电火花加工存在加工效率低，加工表面质量不高的缺点。

针对电火花加工过程中存在的加工效率低，加工表面质量差的缺点，南京航空航天大学的刘志东教授提出一种电火花放电诱导烧蚀加工方法，该方法在电火花放电过程中通入氧气，利用金属燃烧产生的巨大化学能蚀除工件。该方法实际加工中工件的蚀除效率获得显著提高，比传统电火花加工提高十倍以上。徐安阳提出功能电极电火花诱导烧蚀加工，设计中空电极，通过中空电极的内孔向加工区域通入氧气，采用浸液内喷气式电火花加工。凌加健提出气雾介质下的电火花放电诱导烧蚀加工，通过把自来水和氧气通过加压方式输送到中空电极管，喷射到工件上从而分散烧蚀能量，提高工件加工表面质量和效率。俞晓春提出分立电极多通道放电雾化烧蚀加工。通过7根分立的中空铜电极组成集束电极，每根电极采用单独进电的方式进行电火花加工，能够在同一时刻实现多电极、多通道的同时放电，能极大的提高电火花放电诱导烧蚀加工的加工效率，但是由于电极尺寸和电阻尺寸的限制，没办法实现在小面积尺寸的工件上实现大数目的电极旋转加工，导致加工效率和表面质量受到限制。

针对多通道放电烧蚀加工方法，在现有技术的背景下没办法在小面积工件上实现不同分压电阻的多根电极旋转加工。所以基于此有必要设计一种能够实现多根电极的新型旋转多通道加工装置，并且该装置能够解决电极的进气雾困难和电阻尺寸大小问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对电火花多通道放电烧蚀加工方法，设计一种新型多根电极的可旋转多通道加工装置，该装置可以解决旋转电极的进气雾难题，并且解决电阻尺寸对装置的旋转影响。

本发明采用下列技术方案：

一种新型多根电极的可旋转多通道加工装置，它包括直流电机(1)、电机挡撑(2)、联轴器(3)、同步带轮(4)、同步带(5)、外壳(6)、电极(7)、输气雾电极(8)、pvdf热缩管(9)、轴套(10)、排母固定夹具(11)、铜管导套(12)、排母(13)、分压电阻(14)、导电铜管(15)、碳刷(16)碳刷支座(17)、引线(18)、转接管(19)、套管(20)、旋转接头转接件(21)、旋转接头(22)、旋转接头固定件(23)、铝型材(24)、角铁(25)、紧固螺钉(26)、鸡米螺丝(27)、杜邦线(28)、管螺母(29)、尼龙紧固螺钉(30)、密封轴承(31)、输气雾固定套(32)。其特征是铝型材(24)固定在电火花机床主轴上，铝型材与铝型材通过角铁连接。外壳(6)与电机挡撑(2)和旋转接头固定件(23)通过紧固螺钉(26)与铝型材固定连接。直流电机(1)通过螺钉固定在电机挡撑(2)上，电机伸出轴与联轴器(3)通过鸡米螺丝(27)进行轴向定位，同时联轴器(3)与同步带轮(4)过盈配合并通过鸡米螺丝(27)进行轴向定位。直流电机(1)通过同步带(5)输出动力给电极(7)端的同步轮(4)从而实现集束电极的转动。轴套(10)与密封轴承(31)过盈配合，密封轴承(31)与外壳(6)过盈配合，轴套(10)下端与同步带轮(5)过盈配合并用鸡米螺丝(27)轴向定位。电极(7)分别插入排母(13)孔内，通过ab胶固定在轴套(10)内孔里，单根电极(7)通过pvdf热缩管(9)包裹实现电极相互之间的绝缘。轴套(10)上端排母槽放置排母(13)，与排母固定夹具一起配合固定内部上下双层排母(13)，排母与排母之间留有四个对称位置放置输气雾电极(8)的铜管导套(12)。上层排母(13)内孔插入分压电阻(14)，分压电阻(14)插入杜邦线(28)母端，杜邦线(28)另一端与导电铜环(15)焊接实现电路的导通。套管(20)与导电铜环(15)过盈配合，四根输气雾电极(8)与输气雾固定套(32)过盈配合，通过ab胶粘结在套管(20)内，导电铜环(15)端面放置一对对称分布的碳刷(16)引出电流，碳刷(16)放置在碳刷支座(17)内通过弹簧经行来回收缩。转接管(19)与旋转接头转接件(21)和套管(20)进行过盈连接。管螺母(29)装夹在旋转接头转接件(21)内孔内，通过ab胶固定，旋转接头(22)与管螺母(29)通过螺纹连接密封，旋转接头(22)端部通过过盈配合夹紧在旋转接头固定件内孔里。

所述的直流电机(1)转速范围为10-20000r/min，通过同步带(5)带动集束电极(7)经行旋转运动。

所述的联轴器(3)为单膜片弹性联轴器，通过与直流电机(1)伸出轴过盈配合传递扭力。

所述的外壳(6)采用pla或abs材料通过熔融沉积成形(fdm)，下部与密封轴承(31)过盈配合，上面左右端部与碳刷支座(17)通过螺钉连接安装碳刷(16)进行引出电流。左右两端各有一个输水口，用来为分压电阻(14)降温。

所述的轴承(31)为密封轴承，外圈与外壳(16)过盈配合，内圈与轴套(10)过盈配合紧固。

所述的smc旋转接头(22)实现集束电极在旋转过程中的进气雾。气雾的工作压力为0.01～3mpa。

所述的旋转接头连接件(21)采用pla或abs材料通过熔融沉积成形(fdm)，一端与管螺母(29)过盈配合，并用ab胶固定，另一端与转接管(19)过盈配合，端部用ab胶密封。

所述的电极(7)为直径0.8的紫铜管，外层使用pvdf热缩管(9)包裹，实现电极之间的绝缘。输气雾电极(8)为外径3mm、内径2.5mm的中空黄铜电极管。电极(7)一共94根均匀的与四根输气雾电极(8)圆形捆扎，电极(7)上部插入双层排母下部孔中，并且用ab胶固定。输气雾电极(8)穿过铜管导套(12)与输气雾固定套(32)端面四个孔过盈配合，输气雾固定套(32)与套管(20)过盈配合，端部用ab胶固定。

所述的排母固定夹具(11)和轴套(10)采用pla或abs材料通过熔融沉积成形(fdm)，两者上下配合，中间规则的分布排母(13)，排母(13)为上下两层，通过公母头相互插入固定。

所述的分压电阻(14)为金属膜电阻，通过交替上下排布实现小体积内放置足够多数目的分压电阻。分压电阻(14)下引脚插入排母(13)引口内，上引脚插入杜邦线(28)孔槽里实现电路的导通。

所述的导电铜环(15)为黄铜管，上半部分与碳刷(16)接触导电，下半部分与杜邦线末端导线焊接，从而实现多根电极(7)的相互导通。

本发明具有如下有益效果：

(1)通过旋转接头(22)实现电极旋转部分与外接气雾装置分隔。

(2)通过双层排母(13)实现电极(7)与分压电阻(14)之间的连接，从而解决电阻尺寸对电极旋转装置的影响，并且实现旋转过程中每根电极的单独进电。

(3)通过pvdf热缩管(9)实现在0.8mm的直径电极(7)下实现绝缘，从而可以在小面积加工区域聚集高的能量进行烧蚀加工。

(4)通过4根直径3mm的黄铜管插入铜管导套中，作为输气雾电极实现下端工件的雾化加工，从而解决烧蚀过程中的热源提供和排泄难题。

附图说明

图1是本发明整体模型图。

图2是本发明输气液铜管与排母排布结构图。

图3是本发明外壳结构模型图。

图4是本发明旋转加工部分总体结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

一种新型多根电极的可旋转多通道加工装置，它包括直流电机(1)、电机挡撑(2)、联轴器(3)、同步带轮(4)、同步带(5)、外壳(6)、电极(7)、输气雾电极(8)、pvdf热缩管(9)、轴套(10)、排母固定夹具(11)、铜管导套(12)、排母(13)、分压电阻(14)、导电铜管(15)、碳刷(16)碳刷支座(17)、引线(18)、转接管(19)、套管(20)、旋转接头转接件(21)、旋转接头(22)、旋转接头固定件(23)、铝型材(24)、角铁(25)、紧固螺钉(26)、鸡米螺丝(27)、杜邦线(28)、管螺母(29)、尼龙紧固螺钉(30)、密封轴承(31)、输气雾固定套(32)。其特征是铝型材(24)固定在电火花机床主轴上，铝型材与铝型材通过角铁连接。外壳(6)与电机挡撑(2)和旋转接头固定件(23)通过紧固螺钉(26)与铝型材固定连接。直流电机(1)通过螺钉固定在电机挡撑(2)上，电机伸出轴与联轴器(3)通过鸡米螺丝(27)进行轴向定位，同时联轴器(3)与同步带轮(4)过盈配合并通过鸡米螺丝(27)进行轴向定位。直流电机(1)通过同步带(5)输出动力给电极(7)端的同步轮(4)从而实现集束电极的转动。轴套(10)与密封轴承(31)过盈配合，密封轴承(31)与外壳(6)过盈配合，轴套(10)下端与同步带轮(5)过盈配合并用鸡米螺丝(27)轴向定位。电极(7)分别插入排母(13)孔内，通过ab胶固定在轴套(10)内孔里，单根电极(7)通过pvdf热缩管(9)包裹实现电极相互之间的绝缘。轴套(10)上端排母槽放置排母(13)，与排母固定夹具一起配合固定内部上下双层排母(13)，排母与排母之间留有四个对称位置放置输气雾电极(8)的铜管导套(12)。上层排母(13)内孔插入分压电阻(14)，分压电阻(14)插入杜邦线(28)母端，杜邦线(28)另一端与导电铜环(15)焊接实现电路的导通。套管(20)与导电铜环(15)过盈配合，四根输气雾电极(8)与输气雾固定套(32)过盈配合，通过ab胶粘结在套管(20)内，导电铜环(15)端面放置一对对称分布的碳刷(16)引出电流，碳刷(16)放置在碳刷支座(17)内通过弹簧经行来回收缩。转接管(19)与旋转接头转接件(21)和套管(20)进行过盈连接。管螺母(29)装夹在旋转接头转接件(21)内孔内，通过ab胶固定，旋转接头(22)与管螺母(29)通过螺纹连接密封，旋转接头(22)端部通过过盈配合夹紧在旋转接头固定件内孔里。双层排母(13)实现电极(7)与分压电阻(14)之间的连接，从而解决电阻尺寸对电极旋转装置的影响，并且实现旋转过程中每根电极的单独进电。pvdf热缩管(9)实现在0.8mm的直径电极(7)下实现绝缘，从而可以在小面积加工区域聚集高的能量进行烧蚀加工。