适用于电火花机床的万向角度头的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种适用于电火花机床的万向角度头，属于电火花机床领域，能够使电火花机床由普通的Z轴单向加工转变为万向加工，从而解决模具“倒扣”及法向加工等问题。该万向角度头包括可在法向加工方向的垂直方向上往复直线运动的滑动装置，可推动该滑动装置做直线运动的推动装置，以及设置在滑动装置上、在加工完成后将滑动装置退回至原位的弹性件，其中，推动装置分别与电火花机床的主轴头和主轴箱相连接，滑动装置通过电极连接板与夹有电极的电极夹头连接，推动装置竖直贴合设置在滑动装置的上端。
【专利说明】
适用于电火花机床的万向角度头
技术领域
[0001]本发明涉及电火花机床领域，特别涉及一种适用于电火花机床的万向角度头。
【背景技术】
[0002]目前轮胎模具行业所应用的电火花机床多数为三轴机床，S卩X轴、Z轴、以及C轴等三个自由度方向做相对运动，其中Z轴为电火花机床的加工方向，其余运动为加工辅助运动。电火花机床在Z轴架设微动电机及光栅尺，能够保证Z轴加工的精度控制。
[0003]由于普通电火花机床仅能Z轴方向进行放电加工，所以如果加工工件在Z轴方向存在“倒扣”(即在加工方向上存在加工不到的区域)现象时，普通电火花机床是无法加工的。解决措施一般有两类，一是采用多轴联动机床加工，而多轴联动的加工机床多数属于国外高端厂家研发，设备价格高昂，加工成本也非常高;二是将电极拆分成多层，手动偏转主轴加工，逐层偏转近似加工，费时费力，且加工电极数量也会增加很多，加工成本会大大增加。
[0004]然而轮胎模具是电火花机床的主要加工范围，轮胎模具的花纹种类越来越复杂，花筋角度也是千变万化，上述的普通单轴加工已经不能满足其加工要求。基于此类问题，对电火花机床的主轴进行创造性的改进，使其能有效地进行加工方向的转换，满足日益提高的模具加工要求至关重要。现有技术中并没有单独对电火花机床的Z轴的角度头进行的单独研究和改进。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术中的不足，提供一种适用于电火花三轴机床的万向角度头，旨在于解决普通电火花机床加工轮胎模具过程中的Z向加工无法满足轮胎模具万向花纹加工的问题。使电火花机床由普通的Z轴单向加工转变为万向加工，从而解决模具“倒扣”及法向加工等问题。
[0006]为了达到上述目的，本发明的技术方案是适用于电火花机床的万向角度头，包括可在法向加工方向的垂直方向上往复直线运动的滑动装置，可推动该滑动装置做直线运动的推动装置，以及设置在滑动装置上、在加工完成后将滑动装置退回至原位的弹性件，其中，推动装置分别与电火花机床的主轴头和主轴箱相连接，滑动装置通过电极连接板与夹有电极的电极夹头连接，推动装置竖直贴合设置在滑动装置的上端，电火花加工时，推动装置推动滑动装置运动，滑动装置带动电极夹头和电极在法向加工方向上加工，加工完成后，弹性件推动滑动装置退回至原位。
[0007]作为优选，所述推动装置包括固定在电火花机床主轴头上的主动导柱，主动导柱外围设置有直线轴承，直线轴承位于空心轴内。
[0008]作为优选，所述推动装置还包括一端固定在电火花机床主轴箱上的固定板，所述空心轴及其内部的直线轴承和主动导柱依次穿过并固定在固定板上，所述空心轴穿过固定板的一端设置有蜗轮，与蜗轮配合的蜗杆设置在固定板上;所述主动导柱穿过固定板的一端设置有圆锥导块。
[0009]作为优选，蜗杆通过轴承座和蜗杆轴承固定在固定板上;所述蜗轮通过蜗轮轴承、孔用轴端挡圈、止动垫圈和圆螺母固定在空心轴上。
[0010]作为优选，所述圆锥导块通过六角螺母固定在主动导柱上。
[0011]作为优选，所述滑动装置包括设置蜗轮下方与空心轴平行的连接板，连接板上设置有直线导轨副，直线导轨副上设置有连接电极连接板的从动导块;从动导块具有与上述圆锥导块的锥面母线平行的斜平面。
[0012]作为优选，所述连接板上固定有直线导轨副，连接板的两端还设置有限位块，所述直线导轨副由导轨座和导轨组成，从动导块设置于导轨座上。
[0013]作为优选，所述弹性件包括分别设置在从动导块的两端、与限位块接触的矩形弹簧和调节矩形弹簧弹力的调节螺钉。
[0014]作为优选，从动导块通过螺钉与电极连接板连接，电极连接板上设置有电极夹头，电极夹头通过定位片与加工电极连接，且加工电极与主轴头成90度。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]1、可以使普通三轴电火花机床经过简单改造即可完成多轴电火花机床的功能，加工范围大大增加；
[0017]2、减少了对高端多轴机床的依赖，以普通设备的加工成本完成多轴设备的加工效果，极大地减少加工了成本；
[0018]3、由于可以进行法向加工，电极的损耗进一步降低，从而提高了电极的利用率，减少电极精修次数，显著的提高了经济效益。
【附图说明】
[0019]图1为万向角度头的爆炸图；
[0020]图2为万向角度头的局部放大图
[0021]图3为万向角度头的主视图；
[0022]图4为万向角度头的左视图；
[0023]图中:1-主动导柱;2-直线轴承;3-空心轴;4-固定板;5-轴承座;6_蜗杆轴承;7_蜗杆;8-蜗轮;9-蜗轮轴承；I O-孔用轴端挡圈；11-止动垫圈；12-圆螺母；13-六角螺母；14_圆锥导块；15-限位块；16-连接板；17-直线导轨副；171-导轨座；172-导轨；18-从动导块；19-电极连接板;20-电极夹头;21-矩形弹簧;22-调节螺钉。
【具体实施方式】
[0024]下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
[0025]在本发明的描述中，需要说明的是，本发明的角度头安装时，角度头与电火花机床的主轴头轴向方向一致;术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0026]本发明的实施例一方面提供了一种适用于电火花机床的万向角度头，该电火花机床的万向角度头的具体部件如图1和图2所示。
[0027]该万向角度头包括可在法向加工方向的垂直方向上往复直线运动的滑动装置，可推动该滑动装置做直线运动的推动装置，以及设置在滑动装置上、在加工完成后将滑动装置退回至原位的弹性件，其中，推动装置分别与电火花机床的主轴头和主轴箱相连接，滑动装置通过电极连接板与装有电极的电极夹头连接，推动装置竖直贴合设置在滑动装置的上端，电火花加工时，推动装置推动滑动装置运动，滑动装置带动电极夹头和电极在法向加工方向上加工，加工完成后，弹性件推动滑动装置退回至原位。
[0028]如图3-4所示，推动装置包括固定在电火花机床主轴头上的主动导柱I，主动导柱外围设置有直线轴承2，直线轴承位于空心轴3内。推动装置还包括一端固定在电火花机床主轴箱上的固定板4，所述空心轴3及其内部的直线轴承2和主动导柱I依次穿过并固定在固定板4上，所述空心轴3穿过固定板4的一端设置有蜗轮8，与蜗轮8配合的蜗杆7设置在固定板4上;所述主动导柱I穿过固定板4的一端设置有圆锥导块14。主动导柱端部的圆锥导块是作用原件，主轴头提供作用力，该设置可以安装在主轴头上从而通过主轴头实现作用力方向的更改。
[0029]如图1、3所示，蜗杆7通过轴承座5和蜗杆轴承6固定在固定板4上;蜗轮8通过蜗轮轴承9、孔用轴端挡圈10、止动垫圈11和圆螺母12固定在空心轴3上。圆锥导块14通过六角螺母13固定在主动导柱I上。上述螺母的选择是根据蜗轮和圆锥导块的具体形状选择的，能够更加牢固的将部件连接。
[0030]如图3、4所示，所述滑动装置包括设置蜗轮8下方与空心轴3平行的连接板16，连接板16上设置有直线导轨副17，直线导轨副17上设置有连接电极连接板19的从动导块18;从动导块I8具有与上述圆锥导块14的锥面平行的斜平面。
[0031]如图3、4所示，所述连接板16上固定有直线导轨副17，连接板16的两端还设置有限位块15，所述直线导轨副17由导轨座171和导轨172组成，从动导块18设置于导轨座171上。
[0032]如图3所示，所述弹性件包括分别设置在从动导块18的两端、与限位块15接触的矩形弹簧21和调节矩形弹簧弹力的调节螺钉22。
[0033]如图3所示，从动导块18通过螺钉与电极连接板19连接，电极连接板19上设置有电极夹头20，电极夹头20通过定位片与加工电极连接，且加工电极与主轴头成90度。优选的，电极夹头为3R夹头，3R夹头通过3R定位片与加工电极连接，且加工电极与主轴头成90度，该设置可顺利实现精确定位及加工。
[0034]如图2和图3所示，实际加工时，电火花机床的主轴头驱动主动导柱I做竖直方向的上下往复运动，主动导柱I带动圆锥导块14做上下往复运动。
[0035]如图3、4所示，当电火花机床的主轴头进程时，圆锥导块14的锥面母线与从动导块18的斜平面接触，通过力的相互作用驱动从动导块18沿直线导轨副17的方向实现直线运动，从动导块18带动电极连接板19及电极夹头20—起沿直线导轨副17的方向实现水平直线运动，从而完成竖直直线运动到水平直线运动的转化。
[0036]当电火花机床的主轴头返程时，从动导块18在矩形弹簧21的作用下，沿直线导轨副17的方向做水平直线位移，从而驱动圆锥导块14向上做竖直直线运动，完成竖直直线运动的返程，且在整个运动过程中保持圆锥导块14与从动导块接触面完全贴合，消除运动间隙。其中调节螺钉22可以调节矩形弹簧21的弹力，保证返程的效果。
[0037]如图3、4所示，当需要调整水平直线运动的方向时，通过旋转蜗杆7，带动蜗轮8绕主动导柱I轴向旋转，蜗轮8带动连接板16连同直线导轨副17、从动导块18、以及电极连接板19和3R夹头20等一起旋转，完成竖直面上的角度调整。由于蜗轮8和蜗杆7自身带自锁功能，所以不需要额外的锁紧机构即可保持旋转角度的稳定性。
[0038]具体的，本发明的角度头的竖直方向角度调整，以及电极连接板的角度调节，可以实现任意的多种空间角度的调整，从而实现普通电火花机床多角度万向电火花加工。
[0039]以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
【主权项】
1.适用于电火花机床的万向角度头，其特征在于，该万向角度头包括可在法向加工方向的垂直方向上往复直线运动的滑动装置，可推动该滑动装置做直线运动的推动装置，以及设置在滑动装置上、在加工完成后将滑动装置退回至原位的弹性件，其中，推动装置分别与电火花机床的主轴头和主轴箱相连接，滑动装置通过电极连接板与装有电极的电极夹头连接，推动装置竖直贴合设置在滑动装置的上端，电火花加工时，推动装置推动滑动装置运动，滑动装置带动电极夹头和电极在法向加工方向上加工，加工完成后，弹性件推动滑动装置退回至原位。2.根据权利要求1所述的适用于电火花机床的万向角度头，其特征在于，所述推动装置包括固定在电火花机床主轴头上的主动导柱，主动导柱外围设置有直线轴承，直线轴承位于空心轴内。3.根据权利要求2所述的适用于电火花机床的万向角度头，其特征在于，所述推动装置还包括一端固定在电火花机床主轴箱上的固定板，所述空心轴及其内部的直线轴承和主动导柱依次穿过并固定在固定板上，所述空心轴穿过固定板的一端设置有蜗轮，与蜗轮配合的蜗杆设置在固定板上;所述主动导柱穿过固定板的一端设置有圆锥导块。4.根据权利要求3所述的适用于电火花机床的万向角度头，其特征在于，蜗杆通过轴承座和蜗杆轴承固定在固定板上;所述蜗轮通过蜗轮轴承、孔用轴端挡圈、止动垫圈和圆螺母固定在空心轴上。5.根据权利要求3所述的适用于电火花机床的万向角度头，其特征在于，所述圆锥导块通过六角螺母固定在主动导柱上。6.根据权利要求3所述的适用于电火花机床的万向角度头，其特征在于，所述滑动装置包括设置蜗轮下方与空心轴平行的连接板，连接板上设置有直线导轨副，直线导轨副上设置有连接电极连接板的从动导块;从动导块具有与上述圆锥导块的锥面母线平行的斜平面。7.根据权利要求6所述的适用于电火花机床的万向角度头，其特征在于，所述连接板上固定有直线导轨副，连接板的两端还设置有限位块，所述直线导轨副由导轨座和导轨组成，从动导块设置于导轨座上。8.根据权利要求7所述的适用于电火花机床的万向角度头，其特征在于，所述弹性件包括分别设置在从动导块的两端、与限位块接触的矩形弹簧和调节矩形弹簧弹力的调节螺钉。9.根据权利要求6-8任意一项所述的适用于电火花机床的万向角度头，其特征在于，从动导块通过螺钉与电极连接板连接，电极连接板上设置有电极夹头，电极夹头通过定位片与加工电极连接，且加工电极与主轴头成90度。
【文档编号】B23H7/26GK106001818SQ201610594678
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月26日
【发明人】张楠楠
【申请人】青岛金科模具有限公司