一种主轴摆动式五轴数控电火花成型机床的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于数控机床技术领域，具体涉及一种主轴摆动式五轴数控电火花成型机床。
【背景技术】
[0002]电火花加工方法是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电产生电火花瞬时高温，使局部的金属熔化而被腐蚀掉的一种特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工。
[0003]利用上述原理进行工作的机床称为电火花机床。电火花机床的种类较多，可分为电火花成型机床、电火花线切割机床等等。
[0004]数控电火花成型机床是以电极作为正极、工件作为负极，在工作液中两者之间产生放电从而将电极的形状“复制”到工件上的一种无切削加工机床。
[0005]电火花机床主要有两种情况使用场合。一是超硬材料的加工，主要是模具零件及军工、航空航天发动机中的部分零件，因其材料具有高强度、高韧性、高脆性，用传统的加工方法难以满足要求。二是加工复杂型腔、狭缝等结构件。
[0006]自1943年前苏联科学家拉扎林科夫研制出世界上第一台实用的电火花加工装置以来，美国、日本、瑞士等对数控电火花成型机床的研究世界领先，如瑞士的夏米尔、日本的沙迪克、牧野等公司等一直在推动电火花加工设备的发展，并已在通讯、家电制品、电动工具中、电子仪表、汽车、军工、航空航天等领域得到广泛的应用。如手机外壳模具、洗衣机传动轴模具、冲击钻振动锤模具、汽车转向轴挤压模具、航空发动机冠状蜗轮等的加工。
[0007]尽管美国、日本、瑞士等对数控电火花成型机床的研究比较深入和领先，但由于电火花机床许多方面的原理还不够清晰，所以，这些发达国家的主要精力集中在这些理论研究，对机床结构的研究比较少。世界上，电火花成型机床的种类基本上都是立柱式，分为单轴数控、三轴数控、五轴联动等。
[0008]单轴数控为只对主轴垂向(Z轴)的运动进行自动控制，工作台的左右和前后运动为手动;三轴数控为对主轴垂向(Z轴)和工作台的左右(X轴)和前后(Y轴)运动进行自动控制;五轴联动是在三轴控制的基础上增加数控回转轴。
[0009]比较典型的有两种形式，一种是在工作台上增加两轴数控转台(A/C轴)，这种结构的主轴设计不受限制，但回转不能设计太大，A轴回转到90°时，工作台承受很大的偏心力矩，适合中小零件的加工，可以加个叶片、转子、曲轴等，同时，由于电火花机床加工时，工件必须在工作液中进行，因而需要浸液式电机，这是一个难点。
[0010]另一种是配备两轴数控旋转头(A/B轴)，这种结构的主轴结构密集，设置在主轴端，主要用于加工发动机机壳、大型模具等。由于在放电的过程中，Z轴需要在电极与工件间距离很小时，迅速回退，所以，这种结构无法加工打斜孔、斜缝隙和内腔小的斜面。
[0011]随着技术的发展，现代产品的结构越来越紧凑，在汽车、通讯、电动工具等行业，大量采用整体复合一体化结构的零件，这就要求将几个零件甚至更多的零件组合而成的部件设计成一个整体件。但这些零件设计有斜孔、斜面等复合型面，其加工工艺性差，零件的加工困难，大量需要多轴数控电火花设备进行加工。研制的新型数控电火花机床，为这些行业的复合一体化模具制造提供一种中档次的数字化电火花制造装备。
[0012]这种特征的加工要素用国内现有的主轴只能垂直运动的电火花机床无法加工，迫使设计者只能设计成分体式的结构。而分体式的结构，降低了刚性和精度。另外，模具技术的发展，一模多腔模具需求增加，模具的尺寸也变来越大，因此为满足模具要求，机床工作台需能够安装较大更重的工件。
【发明内容】
[0013]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种通过采用的附加A/B轴多轴数控电火机机床结构，加工精确度高、控制方便且工艺更加集中，可有效减少装夹次数，可为复合、复杂型面的模具加工提高精度以及效率，具有重要的发展前景的主轴摆动式五轴数控电火花成型机床。
[0014]技术方案:本发明所述的一种主轴摆动式五轴数控电火花成型机床，包括机床底座，滑枕，旋转体，旋转轴，主轴，摆动机构，以及工作台，所述机床底座上设有滑动轨道，所述滑动轨道上活动设有滑枕，所述滑枕的一端部连接有旋转体，所述旋转体通过回转机构、旋转轴连接有主轴，所述主轴下端连接有电极，所述电极下方设有工作台；所述回转机构包括蜗轮，蜗杆，夹紧套，箱体以及压板，所述箱体上设有进油口、泄油口，所述夹紧套环向设置在所述旋转轴上，所述压板设置在所述箱体的端部;所述摆动机构包括对称设置的本体，伺服电机，伞齿轮机构，直齿轮机构，摆动体以及电极，所述伺服电机安装于所述本体的内腔，所述伺服电机下部连接有伞齿轮机构，所述伞齿轮机构下方设有直齿轮机构，所述直齿轮机构下方设有摆动体，所述摆动体上方设有扇形齿，所述摆动体下方连接有电极，所述扇形齿与所述直齿轮机构相互啮合;所述直齿轮机构通过直齿轮芯轴以及直齿轮轴承与所述本体活动连接，所述摆动体通过摆动体芯轴以及摆动体轴承与所述本体活动连接。
[0015]进一步的，所述蜗杆采用双螺距渐厚蜗杆。
[0016]进一步的，所述蜗杆蜗杆齿的左、右两侧面具有不同的齿距，而同一侧面的齿距则是相等的。
[0017]进一步的，所述蜗杆的端部还设有调整垫片。
[0018]进一步的，所述旋转轴和主轴的端部还设有ENC0DERH-90型旋转编码器。
[0019]进一步的，所述伞齿轮机构包括两只相互啮合的螺旋式的第一伞齿轮和第二伞齿轮。
[0020]进一步的，所述直齿轮机构包括两片直齿轮，且相互之间用弹簧错开。
[0021]进一步的，所述扇形齿的弧度为110°。
[0022]有益效果:本发明所述的一种主轴摆动式五轴数控电火花成型机床，其结构设计合理，通过采用附加A/B轴的多轴数控电火机机床结构，加工精确度高、控制方便且工艺更加集中，可有效减少装夹次数，可为复合、复杂型面的模具加工提高精度以及效率，具有重要的发展前景。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的机床整体结构示意图； 图2为本发明的回转机构结构示意图；
图3为本发明的摇摆机构结构示意图；
图4为本发明的蜗轮蜗杆结构示意图；
图5为本发明的蜗杆原理示意图。
【具体实施方式】
[0024]如图1所示的一种主轴摆动式五轴数控电火花成型机床，包括机床底座I，滑枕3，旋转体4，旋转轴5，主轴7，摆动机构，以及工作台10，所述机床底座I上设有滑动轨道2，所述滑动轨道2上活动设有滑枕3，所述滑枕3的一端部连接有旋转体4，所述旋转体4通过回转机构、旋转轴5连接有主轴7，所述主轴7下端连接有电极8，所述电极8下方设有工作台10。
[0025]如图2所示的回转机构结构示意图。回转机构包括蜗轮11，蜗杆12，夹紧套15，箱体6以及压板17，所述箱体6上设有进油口 13、泄油口 14，所述夹紧套15环向设置在所述旋转轴5上，所述压板设置在所述箱体6的端部。
[0026]在对工件指定角度的特征进行加工时，由于回转部件所承受力的不平衡，仅靠驱动系统和传动机构通常不能满足工件所需的定位精度要求。需要具备回转部件的定位夹紧功能。回转部件中使用定位夹紧机构，不但能够为回转部件提高较高的定位精度，还能够转移传动机构的受力，将力传递给滑枕，使得驱动系统和传动机构得到释放，从而保证回转机构具有$父尚的传动刚性，明显提尚机床耐重切削的能力。
[0027]该机床的A/B轴是一种任意角度的回转部件，采用夹紧套环抱式夹紧方式。当压力油从进油口进入，作用于夹紧套时，通过夹紧套与回转轴之间产生的摩擦力矩对回转轴进行角度定位的夹紧。这样的机构，夹紧力矩大，结构紧凑，不会产生轴向推力，也不会产生扭曲。而且将驱动系统和夹紧系统很好地融合在一起，从而获得理想的夹紧效果。
[0028]如图3所示的摇摆机构结构示意图。摆动机构包括对称设置的本体81，伺服电机82，伞齿轮机构，直齿轮机构，摆动体89以及电极8，所述伺服电机82安装于所述本体81的内腔，所述伺服电机82下部连接有伞齿轮机构，所述伞齿轮机构下方设有直齿轮机构，所述直齿轮机构下方设有摆动体89，所述摆动体89上方设有扇形齿，所述摆动体89下方连接有电极8，所述扇形齿与所述直齿轮机构相互啮合;所述直齿轮机构通过直齿轮芯轴87以及直齿轮轴承86与所述本体81活动连接，所述摆动体89通过摆动