用于数控短电弧铣床的内外冲液组合式装置的制作方法

本发明涉及数控短电弧铣床技术领域，特别涉及一种用于数控短电弧铣床上的特种加工领域内气液混合介质装置，可实现数控短电弧铣床内外冲液组合式。

背景技术：

短电弧铣削加工是一种区别于传统机械加工的新型加工方法，它是指在一定比例的气液混合工作介质作用下，利用工件、工具电极之间产生的受激发短电弧放电群组来蚀除难加工导电材料的一种电切削加工方法。其材料去除机理类似于传统电火花加工，它主要是基于热侵蚀作用。当工具、工件电极之间距离最短时，电介质被击穿，形成等离子体通道，通过放电通道热量被转移到刀具和工件表面上，在工件表面形成近似圆形的平面热源，加工材料受到局部高温熔化甚至被气化，产生的电弧使高温材料从工件表面喷射出去，去离子效应诱导下一个电弧的出现，经过一连串的短电弧，大量的材料被蚀除，获得所需的形状和尺寸。其技术特点在于采用非接触式极间短电弧放电方式进行工件尺寸加工，加工效率高、工作噪音小、无污染，是一种专门用于硬面材料高效加工的新型实用技术，在冶金、机械、航空、航天、石油、化工、水利发电等行业得到广泛应用。

现有的短电弧数控铣床采用的是外冲液式，有如下不足：1.短电弧铣削加工的工作液只能从工件的旁侧间隙进入加工区域，需要选用合适的加工间隙及参数以利于排屑，工作液介质利用率较低，降低加工效率；2.当加工复杂形状的工件时，工作液流动性不好，电蚀产物不容易通过工件电极的加工间隙而被工作液带出，降低工件表面质量。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，能增强排屑能力和冷却效果，有效提高了工件表面质量和加工效率，大大改善了短电弧铣削加工工艺效果的用于数控短电弧铣床的内外冲液组合式装置。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：

一种用于数控短电弧铣床的内外冲液组合式装置，其包括主轴架、绝缘架、中空主轴、第一水气三通接头、第二水气三通接头、电机、导电铜套、电刷和水气混合喷头，所述中空主轴通过轴承组件垂直设置在主轴架上，所述电机设置在主轴架上，并通过传动组件驱动该中空主轴转动，所述绝缘架对应中空主轴的上部位置设置在主轴架上，所述导电铜套套设在中空主轴的上部，多个电刷沿导电铜套的周缘位置分布在绝缘架上且均顶压在该导电铜套的外周面上，所述第一水气三通接头通过水气环设置在绝缘架上，该第一水气三通接头的第一、第二端相应与第一接气通道和第一接水通道相连接，该第一水气三通接头的第三端通过水气环与所述中空主轴的上端相连接；所述水气混合喷头位于中空主轴的下端一侧位置，且朝向安装在中空主轴上的刀具，所述第二水气三通接头的第一、第二端相应与第二接气通道和第二接水通道相连接，该第二水气三通接头的第三端与所述水气混合喷头相连接。

作为本发明的进一步改进，所述绝缘架包括第一绝缘板、第二绝缘板和第三绝缘板，第一绝缘板、第二绝缘板和第三绝缘板按从上至下的顺序通过螺杆螺帽组件依次间隔叠置，所述水气环设置在第一绝缘板上，所述第二、第三绝缘板上均设有让中空主轴穿过的开口，该开口的周缘位置呈圆心对称设有六个电刷。

作为本发明的进一步改进，所述水气环包括外环杯、外环盖、推力球轴承和固定环，两推力球轴承叠置设置在外环杯内，固定环位于两推力球轴承之间且通过螺丝与中空主轴上端相连接，所述外环盖扣在外环杯的开口上，该外环盖通过螺丝与第一绝缘板相固定，该外环盖的下表面中心位置设有伸入中空主轴的内孔的伸入部，该伸入部上设有轴向通孔，所述外环盖的上表面设有与该轴向通孔相连通的螺丝孔，所述第一水气三通接头的第三端拧入该螺丝孔。

作为本发明的进一步改进，所述中空主轴对应导电铜套的位置设有斜坡,该斜坡的角度a为0.77～0.79度。

作为本发明的进一步改进，所述中空主轴的内孔下端开口呈外扩状，外扩的角度b为7～8度。

作为本发明的进一步改进，所述水气混合喷头设置在刀具位置检测装置上。

作为本发明的进一步改进，所述第二水气三通接头的第三端设置在水气分离模块的进口端上，该水气分离模块的出口端与所述水气混合喷头相连接。

作为本发明的进一步改进，所述中空主轴、导电铜套和刀具同心于基准轴心。

作为本发明的进一步改进，第一接气通道和第二接气通道分别与空气压缩机相连接，且设有电磁阀；第一接水通道和第二接水通道分别与水泵相连接，所述空气压缩机、电磁阀、水泵和电机分别与一型号为SINUMERIK808D的PLC模块相连接，并受其控制。

作为本发明的进一步改进，所述中空主轴的下部套设有主轴套，所述中空主轴的下端上设有用来安装刀具的铣夹头，该铣夹头与主轴套之间设有硅胶隔离器，该硅胶隔离器隔离的厚度为2～3mm。

本发明的有益效果为：本发明的结构设计巧妙、合理，具有中空输水气结构和外侧输水气结构，充分利用内外冲液组合式的优点，强制排出蚀除金属产物，增强其排屑能力和冷却能力，提高了工件表面质量和加工效率，大大改善了短电弧铣削加工工艺效果；而且操作简单、方便，具有手动和自动两种模式，满足不同的加工使用需求，另外整体结构简易，加工效果好，工作稳定性高，使用寿命长，易于广泛推广使用。

下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明隐藏主轴架的主视结构示意图。

图3是本发明中水气环的结构示意图。

图4是本发明中中空主轴的结构示意图。

具体实施方式

实施例：见图1至图4，本发明提供的一种用于数控短电弧铣床的内外冲液组合式装置，其包括主轴架1、绝缘架2、中空主轴3、第一水气三通接头4、第二水气三通接头5、电机6、导电铜套7、电刷8和水气混合喷头9，所述中空主轴3通过轴承组件垂直设置在主轴架1上，所述电机6设置在主轴架1上，并通过传动组件驱动该中空主轴3转动，该传动组件优选为多楔皮带轮动传动组件，运转稳定，不易打滑。所述绝缘架2对应中空主轴3的上部位置设置在主轴架1上，所述导电铜套7套设在中空主轴3的上部，多个电刷8沿导电铜套7的周缘位置分布在绝缘架2上且均顶压在该导电铜套7的外周面上，所述第一水气三通接头4通过水气环10设置在绝缘架2上，该第一水气三通接头4的第一、第二端相应与第一接气通道13和第一接水通道14相连接，该第一水气三通接头4的第三端通过水气环10与所述中空主轴3的上端相连接；所述水气混合喷头9位于中空主轴3的下端一侧位置，且朝向安装在中空主轴3上的刀具，所述第二水气三通接头5的第一、第二端相应与第二接气通道15和第二接水通道16相连接，该第二水气三通接头5的第三端与所述水气混合喷头9相连接。所述中空主轴3、导电铜套7和刀具同心于基准轴心，有效提升工作的稳定性。在所述中空主轴3的下部套设有主轴套10，所述中空主轴3的下端上设有用来安装刀具的铣夹头，该铣夹头与主轴套10之间设有硅胶隔离器，该硅胶隔离器隔离的厚度优选为2～3mm。

具体的，所述绝缘架2包括第一绝缘板21、第二绝缘板22和第三绝缘板23，第一绝缘板21、第二绝缘板22和第三绝缘板23按从上至下的顺序通过螺杆螺帽组件24依次间隔叠置，所述水气环10设置在第一绝缘板21上，所述第二绝缘板22、第三绝缘板23上均设有让中空主轴3穿过的开口，该开口的周缘位置呈圆心对称设有六个电刷8。电刷8的材料为铜材，尺寸为30×60×20mm，电刷的引出线套有绝缘管，应装在绝缘电刷架内，引出线是裸铜线，应装在搭铁电刷架内。所述电刷通过紧固螺钉固定在电刷架上，所述电刷延伸出来的串联铜线与另一电刷延伸出来的串联铜线通过连接端子连接。

参见图3，所述水气环10包括外环杯101、外环盖102、推力球轴承103和固定环104，两推力球轴承103叠置设置在外环杯101内，固定环104位于两推力球轴承103之间且通过螺丝与中空主轴3上端相连接，所述外环盖102扣在外环杯101的开口上，该外环盖102通过螺丝与第一绝缘板21相固定，该外环盖102的下表面中心位置设有伸入中空主轴3的内孔的伸入部，该伸入部上设有轴向通孔，所述外环盖102的上表面设有与该轴向通孔相连通的螺丝孔，所述第一水气三通接头4的第三端拧入该螺丝孔。

参见图4，所述中空主轴3对应导电铜套7的位置设有斜坡31,该斜坡31的角度a优选为0.77～0.79度。所述中空主轴3的内孔下端开口32呈外扩状，外扩的角度b优选为7～8度。

较佳的，所述水气混合喷头9设置在刀具位置检测装置11上，可实现自适应跟踪刀具位置功能。所述第二水气三通接头5的第三端设置在水气分离模块12的进口端上，该水气分离模块12的出口端与所述水气混合喷头9相连接。

为提升操作的便利性，可以设有自动工作模式。具体的，将第一接气通道13和第二接气通道15分别与空气压缩机相连接，且设有电磁阀17；第一接水通道14和第二接水通道16分别与水泵相连接，所述空气压缩机、电磁阀、水泵和电机6分别与一型号为SINUMERIK808D的PLC模块相连接，并受其控制。在PLC模块的控制下，能实现高效加工，形成和实现工艺简单化，操作方便。

工作时，由于本发明具有中空输水气结构和外侧输水气结构，充分利用内外冲液组合式的优点，强制排出蚀除金属产物，增强其排屑能力和冷却能力，提高了工件表面质量和加工效率，大大改善了短电弧铣削加工工艺效果；而且操作简单、方便，具有手动和自动两种模式，满足不同的加工使用需求，易于广泛推广使用。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制，采用与其相同或相似的其它电主轴，均在本发明保护范围内。