镜像双丝微细电火花磨削微细轴加工装置及方法与流程

文档序号:12330241阅读:279来源:国知局
镜像双丝微细电火花磨削微细轴加工装置及方法与流程

本发明属于微小型加工领域,具体涉及一种镜像双丝微细电火花磨削微细轴加工装置及方法。



背景技术:

作为非接触加工的微细电火花加工方法,由于加工无宏观作用力,因此被广泛应用于制备微喷部件喷孔板阵列群孔加工用刀具、发动机喷油嘴喷孔加工用刀具、微模具型腔加工用刀具、表面粗糙度测量探针、显微操作用工具等。工业用喷墨打印机喷墨头核心零件之一为喷孔板,其典型结构特征为微细群孔,例如分辨率为300DPI的喷墨头喷孔板,要求将2×128阵列微孔直径控制在(43~45)μm范围内,因此采用微细电火花加工技术制作此类阵列群孔所使用的单根微细轴直径一致性应该控制在2μm范围内。在批量加工喷墨头喷孔板时,需要保证批量喷孔板平均直径满足一定精度要求,进而保证喷墨打印机批量产品的喷墨打印质量稳定性。为了提高批量喷孔板平均直径的一致性即减小平均直径的分散程度σ为数列Davg(i),i=1、2、3……n的均方差,其中Davg(i)代表第i个喷孔板256个微孔的平均直径,n为喷孔板的总件数),需要首先提高批量微细轴的直径一致性即减小微细轴平均直径的分散程度σ为数列davg(i),i=1、2、3……n的均方差,其中davg(i)代表第i根微细轴的平均直径,n为微细轴的总根数)。提高批量微细轴直径控制精度无论对于改善单件产品的喷墨打印质量,还是对于提高批产品的喷墨打印质量稳定性都起着至关重要的作用。

目前微细轴电火花加工方法中为提高同一直径微细轴加工可重复性,多通过“直径在线测量—吃刀量调整—再磨削”等环节循环逐渐逼近目标直径的方式;加工过程的自动化的实现一定程度上提高了微细轴加工效率,改善了微细轴重复制作直径一致性精度,但是由于加工策略依然是通过多个周期环节的不断循环逼近,整体上加工效率仍然较低。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供了一种镜像双丝微细电火花磨削微细轴加工装置及方法,本发明能够提高所加工微细轴直径的一致性,具体包括单根直径一致性、多根微细轴直径一致性。

本发明采用如下技术方案:

一种镜像双丝微细电火花磨削微细轴加工装置,包括主动供丝模块、线电极恒张力模块、运丝高度调整模块、放电模块、线电极导向轮间隙调整模块、收丝模块、微细轴伺服驱动模块;

主动供丝模块用于完成线电极主动送进;线电极恒张力模块用于将恒定张力施加于线电极I(5)、线电极II(7)上;运丝高度调整模块用于实现线电极运丝平面高度的调整;放电模块为线电极I(5)、线电极II(7)、微细轴65提供电源;线电极导向轮间隙调整模块用于调整线电极I(5)和线电极II(7)之间的距离;收丝模块用于将线电极I(5)和线电极II(7)绕进卷丝轮(46);微细轴伺服驱动模块用于驱动微细轴X向、Y向、Z向的伺服运动;X向伺服运动用于驱动微细轴(65)跟踪两线电极对称中心线,Y向伺服运动用于实现微细轴在Y向的进给,Z向伺服运动用于实现微细轴(65)整体沿Z向即竖直方向的运动,实现微细轴(65)的成形。

所述的装置,所述主动供丝模块包括主动供丝电机(1)、主动供丝联轴器(2)、供丝轮轴支撑座(3)、供丝轮轴(4)、线电极I(5)、储丝轮I(6)、线电极II(7)、储丝轮II(8)、储丝轮锥形固定螺母(9)、绝缘挡丝轴I(10)、绝缘挡丝轴II(12)、绝缘挡丝轴III(62)、绝缘挡丝轴IV(60)、线电极位置检测传感器I(61)、线电极位置检测传感器II(12)、隔丝板(13)、隔丝块、转向柱I(15)、转向柱II(16)、上丝绝缘块(17);线电极I(5)和线电极II(7)分别缠绕于储丝轮I(6)和储丝轮II(8)上;储丝轮I(6)和储丝轮II(8)叠合安装紧锁于供丝轮轴(4)上,并通过储丝轮锥形固定螺母9进行轴向锁紧,供丝轮轴(4)通过支撑部件安装在供丝轮轴支撑座(3)上;线电极I(5)和线电极II(7)从储丝轮I(6)和储丝轮II(8)绕下后,线电极I(5)由绝缘挡丝轴III(62)、绝缘挡丝轴IV(60)约束位置,线电极II(7)由绝缘挡丝轴I(10)、绝缘挡丝轴II(11)约束位置。线电极I(5)和电极II(7)由隔丝板13隔离;绝缘挡丝轴I(10)、绝缘挡丝轴II(11)的中间,绝缘挡丝轴III(62)、绝缘挡丝轴IV(60)的中间分别布置线电极位置检测传感器II(12)、线电极位置检测传感器I(61)。线电极位置检测传感器I(61)、线电极位置检测传感器II(12)检测线电极I(5)和电极II(7)是否处于绷紧状态;当线电极I(5)和线电极II(7)有任一线电极处于绷紧状态时,主动供丝电机1带动联轴器旋转进而带动储丝轮I(6)和储丝轮II(8)旋转完成线电极主动送进。

所述的装置,所述线电极恒张力模块包括恒张力轮(18)、压丝平带轮(59)、压丝平带(58)、转向V槽塔轮(19);其中恒张力轮(18)与磁滞制动器相连接,并同步转动;线电极I(5)和线电极II(7)绕过绝缘挡丝轴II(11)、绝缘挡丝轴IV(60)后绕进隔丝块(14),在隔丝块(14)中线电极I(5)和线电极II(7)完全电气隔离,随后线电极I(5)和线电极II(7)经由转向柱I(15)、转向柱II(16)后,绕进上丝绝缘块(17),随后绕进恒张力轮(18);压丝平带轮(59)、恒张力轮(18)共同约束压丝平带(58)的空间位置,并使得压丝平带(58)处于涨紧状态;压丝平带(58)将线电极I(5)、线电极II(7)压紧于恒张力轮(18)上,实现线电极I(5)、线电极II(7)的夹持;恒张力轮(18)与磁滞制动器相连接,并将恒定张力施加于线电极I(5)、线电极II(7)上。

所述的装置,所述运丝高度调整模块包括转向平塔轮Ⅰ(20)、转向平塔轮Ⅱ(39)、V槽塔轮Ⅰ(21)、V槽塔轮Ⅱ(38)、丝架(22);转向平塔轮Ⅰ、转向平塔轮Ⅱ、V槽塔轮Ⅰ、V槽塔轮Ⅱ皆安装于丝架上;线电极I(5)和线电极II(7)在绕离恒张力轮(18)后,依次绕进转向V槽塔轮(19)、转向平塔轮Ⅰ(20)、V槽塔轮(21);其中转向平塔轮Ⅰ(20),V槽塔轮(21)之间在垂直方向上存在高度差值,实现线电极运丝平面高度的调整。

所述的装置,所述放电模块包括转向单V槽轮Ⅰ(23)、转向单V槽轮Ⅱ(37)、转向单V槽轮III(24)、转向单V槽轮IV(36)、上电轮Ⅰ(25)、上电轮Ⅱ(26)、上电轮III(29)、上电轮IV(30)、导向器Ⅰ(27)、导向器Ⅱ(28)、电火花加工电源(81);上电轮Ⅰ(25)、上电轮Ⅱ(26)、上电轮III(29)、上电轮IV(30)均连接电火花加工电源(81)一极为线电极I(5)、线电极II(7)提供电源,微细轴(65)连接到电火花加工电源(81)的另一极;线电极I(5)绕离V槽塔轮(21)后分别依次绕进转向单V槽轮Ⅰ(23)、上电轮Ⅰ(25)、导向器Ⅰ(27)、上电轮III(29)、转向单V槽轮Ⅱ(37)、V槽塔轮Ⅱ(38)、转向平塔轮Ⅱ(39)、转向平塔轮III(40)、转向平塔轮IV(41);线电极II(7)绕离V槽塔轮(21)后分别依次绕进转向单V槽轮III(24)、上电轮Ⅱ(26)、导向器Ⅱ(28)、上电轮IV(30)、转向单V槽轮IV(36)、V槽塔轮Ⅱ(38)、转向平塔轮Ⅱ(39)、转向平塔轮III(40)、转向平塔轮IV(41)。

所述的装置,所述线电极导向轮间隙调整模块包括柔性铰链调整台(31)、滚珠Ⅰ(32)、柔性铰链杠杆(33)、滚珠Ⅱ(34)、管状压电陶瓷致动器(35);其中导向器Ⅱ(28)安装于柔性铰链调整台的动框上,导向器Ⅰ(27)、导向器Ⅱ(28)分别安装于运丝安装板(64)、柔性铰链调整台(31)的外框上;运丝安装板(64)安装于WEDG底板(63)上,柔性铰链调整台(31)的固定部通过连接螺钉(80)固定于WEDG底板(63)上;加工区内线电极I(5)和线电极II(7)之间的距离调整过程如下:管状压电陶瓷致动器(35)伸长,推动柔性铰链杠杆(33)自由端向左运动,柔性铰链杠杆(33)通过滚珠Ⅰ(32)作用于柔性铰链调整台(31)的外框,柔性铰链调整台(31)的外框带动固定于其上的导向器(28)向左运动,线电极I(5)和线电极II(7)之间的距离减小,反之,线电极I(5)和线电极II(7)之间的距离增大。

所述的装置,所述收丝模块包括转向平塔轮III(40)、转向平塔轮IV(41)、收丝电机(53)、收丝联轴器(54)、主动摩擦轮轴(43)、主动摩擦轮(42)、从动摩擦轮轴(44)、从动摩擦轮(43)、主动齿轮(57)、从动齿轮(55)、摩擦轮座(52);卷丝轮支撑座(51)、卷丝轮轴(47)、卷丝轮(46)、卷丝轮固定螺母(48)、O型带(49)、O槽轮Ⅰ(50)、O槽轮Ⅱ(56);线电极I(5)和线电极II(7)绕出转向平塔轮IV(41)后依次绕进主动摩擦轮(42)和从动摩擦轮(45)。通过主动摩擦轮(42)和从动摩擦轮(45)之间形成的摩擦传动将线电极I(5)和线电极II(7)拉出,随后线电极I(5)和线电极II(7)绕进卷丝轮(46);摩擦轮主轴(43)与O槽轮Ⅱ(56)同步回转,O槽轮Ⅰ(50)与卷丝轮轴(47)同步回转。O槽轮Ⅰ(50)、O槽轮Ⅱ(56)、O型带(49)形成O型带传动,利用O型带传动打滑来实现主动摩擦轮(42)和卷丝轮(46)传动的实时速度匹配。

所述的装置,所述微细轴伺服模块包括主轴安装座(67)、主轴带轮(68)、主轴O型带(70)、微动工作台安装板(73),微动工作台(74)、微动工作台连接板(75)、Z轴托板(76)、主轴电机带轮(77)、主轴电机安装座(78)、主轴电机(79),微细轴(65)装夹于主轴(66)上,主轴(66)安装于主轴安装座(67)上,主轴安装座(67)固定于连接板(69)上,连接板(69)与微动工作台连接板(75)固连于一体并与微动工作台(74)的运动部连接,微动工作台(74)则通过微动工作台安装板(73)与Z轴托板(76)一起上下运动。

所述的装置,所述主轴(66)旋转驱动过程如下:主轴电机带轮(77)与主轴电机(79)连接;主轴电机(79)固定安装于主轴电机安装座(78)上,主轴带轮(68)安装于主轴(66)上,通过主轴O型带(70)将主轴电机(79)输出的转动传递给主轴(66)。

所述的装置,所述微细轴(65)通过碳刷预紧弹簧(71)作用于碳刷(72),碳刷(72)以一定正压力作用于主轴(66)的尾端,通过碳刷(72)给微细轴(65)上电。

所述的装置,所述微细轴X向伺服过程中,微动工作台(74)拖动微动工作台连接板(75)、连接板(69)、主轴电机安装座(78)、主轴电机(79)、主轴电机带轮(77)、主轴O型带(70)、主轴带轮(68)、碳刷预紧弹簧(71)、碳刷(72)、主轴安装座(67)、主轴(66)、微细轴(65)沿X向运动(水平运动),保证微细轴(65)位于加工区内线电极I(5)和线电极II(7)的中心位置。

所述的装置,所述微细轴Z向伺服过程:微细轴(65)成形过程中,Z轴托板(76)带动微动工作台安装板(73),微动工作台(74),微动工作台连接板(75)、连接板(69)、主轴电机安装座(78)、主轴电机(79)、主轴电机带轮(77)、主轴O型带(70)、主轴带轮(68)、碳刷预紧弹簧(71)、碳刷(72)、主轴安装座(67)、主轴(66)、微细轴(65)整体上下往复运动(沿Z向即竖直方向的运动)实现微细轴(65)的成形

一种镜像双丝微细电火花磨削微细轴加工方法,具体步骤如下:

步骤一:加工前准备工作;

1.1依据设定的穿丝路径进行双电极丝穿丝并处于加工准备就绪状态;

1.2将微细轴安装于主轴上,所述微细轴相对线电极位置的定位;

步骤二:微细轴相对线电极位置的定位;

2.1设置运丝速度参数、张力参数使线电极按照预定的运丝速度及张力值单向滑动;

2.2所述微细轴沿与进给方向垂直的方向进行微细轴与一线电极的接触感知,装置数控系统记录发生接触感知时刻的位置坐标,然后所述微细轴与另一线电极接触感知,装置数控系统记录发生接触感知时刻位置坐标,依据两次记录的接触感知时刻位置坐标值,重新调整微细轴相对线电极在X方向的位置,使微细轴位于两线电极对称中心位置;

步骤三:微细轴粗加工;

3.1电火花用脉冲电源正极与微细轴接通,脉冲电源负极与线电极I、线电极II接通;

3.2选择微细电火花加工过程冲液方式;采用冲液方式加工或采用浸液方式加工;若采用冲液加工,调整冲液喷嘴空间位姿,使喷嘴朝向放电加工区;若采用浸液加工,将工作液注入到工作液槽中,保证电火花放电加工区被工作液浸没;

3.3主轴驱动微细轴旋转;设定微细轴上下往复运动参数,微细轴上下往复运动;数控系统控制微细轴切入两线电极形成的狭缝,压电陶瓷微动平台处于一定伸长长度状态;

3.4接通放电脉冲电源,选择粗加工放电参数进行粗加工;依据微细轴直径控制模型和粗加工目标直径值确定粗加工横向切入量,当微细轴横向切入量达到预定的切入量时,依次停止微细轴进给、线电极运丝、微细轴旋转及Z向往复运动和冲液,粗加工结束;

步骤四:微细轴直径在线测量;

首先采用高压气体将微细轴加工表面工作液及粘附的电蚀产物吹离,然后进行微细轴直径在线测量;并依据微细轴直径测量值、微细轴目标直径、微细轴直径公差确定微细轴精加工切入深度范围;

步骤五:微细轴精加工;

重新选择放电加工参数,进行微细轴精加工,当微细轴横向切入量达到预定切入所述微细轴精加工切入深度范围的中间值时,停止微细轴进给、线电极运丝、微细轴旋转及Z向往复运动和冲液,加工结束。

有益效果:

主轴X向伺服模块驱动微细轴在加工过程中微细轴沿线电极I和线电极II对称中心线运动,微细轴同时与线电极I和线电极II放电。线电极导向轮间隙调整模块调整线电极I和线电极II间的距离将微细轴加工至不同直径。采用主动供丝模块、线电极恒张力模块、运丝高度调整模块实现了线电极I和线电极II张力相等。该装置和方法减小了微细轴直径控制难度,提高了微细轴加工效率、提高了单根、多根微细轴的直径一致性。

附图说明

图1为本发明微细轴形成方法的加工状态的立体图;

图2为本发明微细轴形成方法过程要点说明示意图;R为微细轴初始半径,加工过程中微细轴从位置D、C、B、A半径逐渐缩小,

图3为镜像双丝微细电火花磨削微细轴加工装置运丝系统结构示意图;

图4为线电极导向轮间隙调整模块和主轴X向伺服模块结构示意图;

附图标记说明:

1-主动供丝电机、2-主动供丝联轴器、3-供丝轮轴支撑座、4-供丝轮轴、5-线电极I、6-储丝轮I、7-线电极II、8-储丝轮II、9-储丝轮锥形固定螺母、10-绝缘挡丝轴I、11-绝缘挡丝轴II、12-线电极位置检测传感器II、13-隔丝板、14-隔丝块、15-转向柱I、16-转向柱II、17-上丝绝缘块;18-恒张力轮、19-转向V槽塔轮、20-转向平塔轮Ⅰ、21-V槽塔轮Ⅰ、22-丝架、23-转向单V槽轮Ⅰ、24-转向单V槽轮III、25-上电轮Ⅰ、26-上电轮Ⅱ、27-导向器Ⅰ、28-导向器Ⅱ、29-上电轮III、30-上电轮IV、31-柔性铰链调整台、32-滚珠Ⅰ、33-柔性铰链杠杆、34-滚珠Ⅱ、35-管状压电陶瓷致动器、36-转向单V槽轮IV、37-转向单V槽轮Ⅱ、38-V槽塔轮Ⅱ、39-转向平塔轮Ⅱ、40-转向平塔轮III、41-转向平塔轮IV、42-主动摩擦轮、43-主动摩擦轮轴、44-从动摩擦轮轴、45-从动摩擦轮、46-卷丝轮、47-卷丝轮轴、48-卷丝轮固定螺母、49-O型带、50-O槽轮Ⅰ、51-卷丝轮支撑座、52-摩擦轮座;53-收丝电机、54-收丝联轴器、55-从动齿轮、56-O槽轮Ⅱ、57-主动齿轮、58-压丝平带、59-压丝平带轮、60-绝缘挡丝轴IV、61-线电极位置检测传感器I、62-绝缘挡丝轴III。

63-WEDG底板、64-运丝安装板、65-微细轴、66-主轴、67-主轴安装座、68-主轴带轮、69-连接板、70-主轴O型带、71-碳刷预紧弹簧、72-碳刷、73-微动工作台安装板,74-微动工作台、75-微动工作台连接板、76-Z轴托板、77-主轴电机带轮、78-主轴电机安装座、79-主轴电机、80-连接螺钉、81电火花加工电源。

具体实施方式

以下结合具体实施例,对本发明进行详细说明。

一种镜像双丝微细电火花磨削微细轴加工装置,包括主动供丝模块、线电极恒张力模块、运丝高度调整模块、放电模块、线电极导向轮间隙调整模块、收丝模块、微细轴伺服驱动模块;

主动供丝模块用于完成线电极主动送进,其包括主动供丝电机1、主动供丝联轴器2、供丝轮轴支撑座3、供丝轮轴4、线电极I5、储丝轮I6、线电极II7、储丝轮II8、储丝轮锥形固定螺母9、绝缘挡丝轴I10、绝缘挡丝轴II12、绝缘挡丝轴III62、绝缘挡丝轴IV60、线电极位置检测传感器I61、线电极位置检测传感器II12、隔丝板13、隔丝块、转向柱I15、转向柱II16、上丝绝缘块17;

图3为镜像双丝切向进给电火花磨削装置的结构示意图。线电极I5和线电极II7分别缠绕于储丝轮I6和储丝轮II8上;储丝轮I6和储丝轮II8叠合安装紧锁于供丝轮轴4上,并通过储丝轮锥形固定螺母9进行轴向锁紧,供丝轮轴4通过支撑部件安装在供丝轮轴支撑座3上;

线电极I5和线电极II7从储丝轮I6和储丝轮II8绕下后,线电极I5由绝缘挡丝轴III62、绝缘挡丝轴IV60约束位置,线电极II7由绝缘挡丝轴I10、绝缘挡丝轴II11约束位置。线电极I5和电极II7由隔丝板13隔离;

绝缘挡丝轴I10、绝缘挡丝轴II11的中间,绝缘挡丝轴III62、绝缘挡丝轴IV60的中间分别布置线电极位置检测传感器II12、线电极位置检测传感器I61。线电极位置检测传感器I61、线电极位置检测传感器II12检测线电极I5和电极II7是否处于绷紧状态。当线电极I5和线电极II7有任一线电极处于绷紧状态时,主动供丝电机1带动联轴器旋转进而带动储丝轮I6和储丝轮II8旋转完成线电极主动送进;

线电极恒张力模块用于将恒定张力施加于线电极I5、线电极II7上,其包括恒张力轮18、压丝平带轮59、压丝平带58、转向V槽塔轮19。其中恒张力轮18与磁滞制动器相连接,并同步转动。

参考图3,线电极I5和线电极II7绕过绝缘挡丝轴II11、绝缘挡丝轴IV60后绕进隔丝块14,在隔丝块14中线电极I5和线电极II7完全电气隔离,随后线电极I5和线电极II7经由转向柱I15、转向柱II16后,绕进上丝绝缘块17,随后绕进恒张力轮18。

压丝平带轮59、恒张力轮18共同约束压丝平带58的空间位置,并使得压丝平带58处于涨紧状态。压丝平带58将线电极I5、线电极II7压紧于恒张力轮18上,实现线电极I5、线电极II7的夹持。恒张力轮18与磁滞制动器相连接,并将恒定张力施加于线电极I5、线电极II7上;

运丝高度调整模块用于实现线电极运丝平面高度的调整,其包括转向平塔轮Ⅰ20、转向平塔轮Ⅱ39、V槽塔轮Ⅰ21、V槽塔轮Ⅱ38、丝架22。转向平塔轮Ⅰ、转向平塔轮Ⅱ、V槽塔轮Ⅰ、V槽塔轮Ⅱ皆安装于丝架上;

线电极I5和线电极II7在绕离恒张力轮18后,依次绕进转向V槽塔轮19、转向平塔轮Ⅰ20、V槽塔轮21。其中转向平塔轮Ⅰ20,V槽塔轮21之间在垂直方向上存在高度差值,实现线电极运丝平面高度的调整;

放电模块为线电极I5、线电极II7、微细轴65提供电源;其包括转向单V槽轮Ⅰ23、转向单V槽轮Ⅱ37、转向单V槽轮III24、转向单V槽轮IV36、上电轮Ⅰ25、上电轮Ⅱ26、上电轮III29、上电轮IV30、导向器Ⅰ27、导向器Ⅱ28、电火花加工电源81;上电轮Ⅰ25、上电轮Ⅱ26、上电轮III29、上电轮IV30均连接电火花加工电源81一极例如负极为线电极I5、线电极II7提供电源,微细轴65连接到电火花加工电源81的另一极。

线电极I5绕离V槽塔轮21后分别依次绕进转向单V槽轮Ⅰ23、上电轮Ⅰ25、导向器Ⅰ27、上电轮III29、转向单V槽轮Ⅱ37、V槽塔轮Ⅱ38、转向平塔轮Ⅱ39、转向平塔轮III40、转向平塔轮IV41;

线电极II7绕离V槽塔轮21后分别依次绕进转向单V槽轮III24、上电轮Ⅱ26、导向器Ⅱ28、上电轮IV30、转向单V槽轮IV36、V槽塔轮Ⅱ38、转向平塔轮Ⅱ39、转向平塔轮III40、转向平塔轮IV41;

线电极导向轮间隙调整模块用于调整线电极I5和线电极II7之间的距离,其包括柔性铰链调整台31、滚珠Ⅰ32、柔性铰链杠杆33、滚珠Ⅱ34、管状压电陶瓷致动器35。其中导向器Ⅱ28安装于柔性铰链调整台的动框上;

参考图4,导向器Ⅰ27、导向器Ⅱ28分别安装于运丝安装板64、柔性铰链调整台31的外框上。运丝安装板64安装于WEDG底板63上,柔性铰链调整台31的固定部通过连接螺钉80固定于WEDG底板63上。

加工区内线电极I5和线电极II7之间的距离调整过程如下:管状压电陶瓷致动器35伸长,推动柔性铰链杠杆33自由端向左运动,柔性铰链杠杆33通过滚珠Ⅰ32作用于柔性铰链调整台31的外框,柔性铰链调整台31的外框带动固定于其上的导向器28向左运动,线电极I5和线电极II7之间的距离减小,反之,线电极I5和线电极II7之间的距离增大。

收丝模块用于将线电极I5和线电极II7绕进卷丝轮46,其包括转向平塔轮III40、转向平塔轮IV41、收丝电机53、收丝联轴器54、主动摩擦轮轴43、主动摩擦轮42、从动摩擦轮轴44、从动摩擦轮43、主动齿轮57、从动齿轮55、摩擦轮座52;卷丝轮支撑座51、卷丝轮轴47、卷丝轮46、卷丝轮固定螺母48、O型带49、O槽轮Ⅰ50、O槽轮Ⅱ56;

线电极I5和线电极II7绕出转向平塔轮IV41后依次绕进主动摩擦轮42和从动摩擦轮45。通过主动摩擦轮42和从动摩擦轮45之间形成的摩擦传动将线电极I5和线电极II7拉出,随后线电极I5和线电极II7绕进卷丝轮46;

摩擦轮主轴43与O槽轮Ⅱ56同步回转,O槽轮Ⅰ50与卷丝轮轴47同步回转。O槽轮Ⅰ50、O槽轮Ⅱ56、O型带49形成O型带传动,利用O型带传动打滑来实现主动摩擦轮42和卷丝轮46传动的实时速度匹配。

微细轴伺服驱动模块用于驱动微细轴X向、Y向、Z向的伺服运动;X向伺服运动用于驱动微细轴65跟踪两线电极对称中心线,Y向伺服运动用于实现微细轴在Y向的进给,Z向伺服运动用于实现微细轴65整体沿Z向即竖直方向的运动,实现微细轴65的成形;

微细轴伺服模块包括主轴安装座67、主轴带轮68、主轴O型带70、微动工作台安装板73,微动工作台74、微动工作台连接板75、Z轴托板76、主轴电机带轮77、主轴电机安装座78、主轴电机79,微细轴65装夹于主轴66上,主轴66安装于主轴安装座67上,主轴安装座67固定于连接板69上,连接板69与微动工作台连接板75固连于一体并与微动工作台74的运动部连接,微动工作台74则通过微动工作台安装板73与Z轴托板76一起上下运动。

主轴66旋转驱动过程如下:主轴电机带轮77与主轴电机79连接;主轴电机79固定安装于主轴电机安装座78上,主轴带轮68安装于主轴66上,通过主轴O型带70将主轴电机79输出的转动传递给主轴66。

微细轴65通过碳刷预紧弹簧71作用于碳刷72,碳刷72以一定正压力作用于主轴66的尾端,通过碳刷72给微细轴65上电。

微细轴X向伺服过程中,微动工作台74拖动微动工作台连接板75、连接板69、主轴电机安装座78、主轴电机79、主轴电机带轮77、主轴O型带70、主轴带轮68、碳刷预紧弹簧71、碳刷72、主轴安装座67、主轴66、微细轴65沿X向运动水平运动,保证微细轴65位于加工区内线电极I5和线电极II7的中心位置。

微细轴Z向伺服过程:微细轴65成形过程中,Z轴托板76带动微动工作台安装板73,微动工作台74,微动工作台连接板75、连接板69、主轴电机安装座78、主轴电机79、主轴电机带轮77、主轴O型带70、主轴带轮68、碳刷预紧弹簧71、碳刷72、主轴安装座67、主轴66、微细轴65整体上下往复运动沿Z向即竖直方向的运动实现微细轴65的成形。

一种镜像双丝微细电火花磨削微细轴加工方法,实现该方法的具体步骤如下:

步骤一:加工前准备工作;

1.1依据设定的穿丝路径进行双电极丝穿丝并处于加工准备就绪状态;

1.2将微细轴安装于主轴上,所述微细轴相对线电极位置的定位;

步骤二:微细轴相对线电极位置的定位;

2.1设置运丝速度参数、张力参数使线电极按照预定的运丝速度及张力值单向滑动;

2.2所述微细轴沿与进给方向垂直的方向进行微细轴与一线电极的接触感知,装置数控系统记录发生接触感知时刻的位置坐标,然后所述微细轴与另一线电极接触感知,装置数控系统记录发生接触感知时刻位置坐标,依据两次记录的接触感知时刻位置坐标值,重新调整微细轴相对线电极在X方向的位置,使微细轴位于两线电极对称中心位置;

步骤三:微细轴粗加工;

3.1电火花用脉冲电源正极与微细轴接通,脉冲电源负极与线电极I、线电极II接通;

3.2选择微细电火花加工过程冲液方式;采用冲液方式加工或采用浸液方式加工;若采用冲液加工,调整冲液喷嘴空间位姿,使喷嘴朝向放电加工区;若采用浸液加工,将工作液注入到工作液槽中,保证电火花放电加工区被工作液浸没;

3.3主轴驱动微细轴旋转;设定微细轴上下往复运动参数,微细轴上下往复运动;数控系统控制微细轴切入两线电极形成的狭缝,压电陶瓷微动平台处于一定伸长长度状态;

3.4接通放电脉冲电源,选择粗加工放电参数进行粗加工;依据微细轴直径控制模型和粗加工目标直径值确定粗加工横向切入量,当微细轴横向切入量达到预定的切入量时,依次停止微细轴进给、线电极运丝、微细轴旋转及Z向往复运动和冲液,粗加工结束;

步骤四:微细轴直径在线测量;

首先采用高压气体将微细轴加工表面工作液及粘附的电蚀产物吹离,然后进行微细轴直径在线测量;并依据微细轴直径测量值、微细轴目标直径、微细轴直径公差确定微细轴精加工切入深度范围;

步骤五:微细轴精加工;

重新选择放电加工参数,进行微细轴精加工,当微细轴横向切入量达到预定切入所述微细轴精加工切入深度范围的中间值时,停止微细轴进给、线电极运丝、微细轴旋转及Z向往复运动和冲液,加工结束。

本发明中,两根线电极在放电加工区,或者在更大的区域即同侧的两上电轮和导向器之间的线电极I和线电极II在图1中X方向上左右对称,同时两线电极轴线位于同一水平面内。加工过程中微细轴运动轨迹还需位于两线电极的对称中心面内。综合以上原因考虑,命名这种加工方法为镜像双丝微细电火花磨削加工技术。

综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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