夹持不同直径中空管状电极丝的旋转密封机构的制作方法

本发明涉及一种夹持不同直径中空管状电极丝的旋转密封机构，属于微小孔电火花微孔加工技术领域。

背景技术：

航空发动机涡轮叶片气膜冷却圆孔加工采用的是高速小孔电火花加工技术，其特征一是通过电极旋转保证孔形状精度，二是在中空电极中通以高压工作液，使放电产物迅速排出，提高加工效率。传统电火花深小孔机床采用后推式主轴机构，即主轴前端的自紧式钻夹头夹持着电极丝后端轴向进给加工，受限于长细电极丝的刚度，电极丝加工前端的径跳较大，难以满足高精度孔型的加工，为此夹持电极丝前端进行加工以确保径跳是个更合理的选择。由于涡轮叶片气膜孔加工的特殊性，电极内部工作液设计压力要能达到10mpa，要能够夹紧电极旋转，能够实现电极丝的自动张开与夹紧并配合常开夹子达到往复蠕动进丝目的，还要能够解决不同径电极丝对中性问题，而传统的钻夹头采用手动螺母旋紧，根本就不能实现电极丝的往复运动，所以要设计一种全新的电极丝导向夹头才能达到上述要求。

技术实现要素：

为了达到上述要求，本发明提供了一种夹持不同直径中空管状电极丝的旋转密封机构，用于电极丝的自动夹持旋转、往复进丝、自动压力密封，适用于中空通液电极丝直径0.2到1mm范围。

本发明的技术方案如下：

一种夹持不同直径中空管状电极丝的旋转密封机构，其特征在于：所述机构包括旋转传动机构、密封机构以及电极丝对中性夹持机构；所述旋转传动机构包括旋转主轴、同步带轮和c型扣环；所述密封机构包括导向块、橡胶密封塞、o型密封圈和定位连接柱，所述电极丝对中性夹持机构包括铰链压杆、第一导向管、第二导向管、陶瓷支撑块、压缩弹簧、定位连接柱和气缸；

所述旋转传动机构由同步带轮带动旋转主轴的旋转，所述同步带轮通过c型扣环轴向固定在旋转主轴上，所述定位连接柱顶部安装在旋转主轴内，通过上紧法兰螺母盘轴向锁紧定位接连柱，从而带动整体机构的高精度旋转；

所述密封机构中的导向块和橡胶密封塞放置于定位连接柱内部，电极丝从旋转主轴内部进入后顺序穿过导向块和橡胶密封塞的中心，旋转主轴内部通高压工作液后，橡胶密封塞的径向变形实现电极丝外围的密封，旋转主轴与定位连接柱配合端面之间通过o型圈密封，防止锥面的泄漏；

所述电极丝对中性夹持机构中的第一导向管、第二导向管从上至下依次设置在定位连接柱内，并且位于橡胶密封塞的下端，所述铰链压杆通过铰链销和陶瓷支撑块固定在定位连接柱上，所述铰链压杆通过压缩弹簧的作用下端部压紧电极丝，达到常闭状态，所述气缸位于铰链压杆下方，通过气缸的向上动作，使铰链压杆端部离开电极丝，达到常开状态，加工脉冲电源通过铰链压杆引入到电极丝中，由绝缘导套、陶瓷支撑块、第一导向管和陶瓷导向管与其他部位绝缘。

上述定位连接柱顶部侧面为圆锥形，契合安装在旋转主轴的锥形槽内，与旋转主轴锥面定位联接。

上述定位连接柱开设一个通孔，安装一个球头柱塞抵住第二导向管。

上述第二导向管为陶瓷导向管，所述陶瓷导向管为一空心圆柱体，其内孔尺寸精度与电极丝直径有配合要求，不同直径电极丝对应着不同内孔尺寸精度的陶瓷导向管。陶瓷导向管一端沿直径切成截面为半圆的圆柱，形成一个平台，该处作为电极丝受铰链压杆的承压面，起限定位作用，以保证电极丝的夹持中心与主轴旋转中心一致；所述陶瓷导向管下端的端部开设一个圆槽，形成一圈凹台，以便电极丝直径发生改变时，方便进行相配合的陶瓷导向管的更换。另一端的端部开设一个凹槽，凹槽由两个弧面连接形成，为与球头柱塞配合面。

上述铰链压杆包括一个长方体状本体，本体的一端设置一个弧形压杆，所述弧形压杆的一端连接在本体上，另一端抵住电极丝，所述本体的相对弧形压杆位置的另一端的下方设置气缸，上方设置一个绝缘导管，所述绝缘导管上安装压缩弹簧，所述压缩弹簧一端抵住松开法兰螺母盘，另一端套设在绝缘导管上。

本发明所达到的有益效果：

本结构设计创新点在于解决不同径电极丝夹持的对中性问题，能实现电极的自动夹紧及张开，配合旋转接头以及常开下卡子等机构组成一套完整的电火花内通水旋转主轴，保证主轴旋转精度的前提下，电极丝径向跳动能控制在1um以内，可满足高精度孔的加工，应用在航空叶片气膜孔加工领域，能有效解决改进一些结构瓶颈技术问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是陶瓷导向管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种夹持不同直径中空管状电极丝的旋转密封机构，机构包括旋转传动机构、密封机构以及电极丝对中性夹持机构；旋转传动机构包括旋转主轴1、同步带轮2和c型扣环11；密封机构包括导向块12、橡胶密封塞3、o型密封圈5和定位连接柱8，电极丝对中性夹持机构包括铰链压杆18、第一导向管4、第二导向管9、陶瓷支撑块17、压缩弹簧13、定位连接柱8和气缸15；

旋转传动机构由同步带轮2带动旋转主轴1的旋转，同步带轮2通过c型扣环11轴向固定在旋转主轴1上，定位连接柱8顶部安装在旋转主轴1内，通过上紧法兰螺母盘6轴向锁紧定位接连柱8，从而带动整体机构的高精度旋转；

密封机构中的导向块12和橡胶密封塞3放置于定位连接柱8内部，电极丝10从旋转主轴1内部进入后顺序穿过导向块12和橡胶密封塞3的中心，旋转主轴1内部通高压工作液后，橡胶密封塞3的径向变形实现电极丝10外围的密封，旋转主轴1与定位连接柱8配合端面之间通过o型圈5密封，防止锥面的泄漏；

电极丝对中性夹持机构中的第一导向管4、第二导向管9从上至下依次设置在定位连接柱内，并且位于橡胶密封塞3的下端，铰链压杆18通过铰链销16和陶瓷支撑块17固定在定位连接柱8上，铰链压杆18通过压缩弹簧13的作用下端部压紧电极丝10，达到常闭状态，气缸15位于铰链压杆18下方，通过气缸15的向上动作，使铰链压杆18端部离开电极丝10，达到常开状态，加工脉冲电源通过铰链压杆18引入到电极丝10中，由绝缘导套14、陶瓷支撑块17、第一导向管4和陶瓷导向管9与其他部位绝缘。

定位连接柱8顶部侧面为圆锥形，契合安装在旋转主轴1的锥形槽内，与旋转主轴1锥面定位联接。

定位连接柱8开设一个通孔，安装一个球头柱塞7抵住第二导向管9。

第二导向管9为陶瓷导向管，陶瓷导向管为一空心圆柱体，下端的端部开设一个圆槽，形成一圈凹台9-1，陶瓷导向管在有凹台的一端沿直径切成截面为半圆的圆柱，形成一个平台9-2，为电极丝10的受压限位面；另一端的端部开设一个凹槽9-3，凹槽9-3由两个弧面连接形成，为与球头柱塞7配合面。

铰链压杆18包括一个长方体状本体，本体的一端设置一个弧形压杆，弧形压杆的一端连接在本体上，另一端抵住电极丝10，本体的相对弧形压杆位置的另一端的下方设置气缸，上方设置一个绝缘导管14，绝缘导管14上安装压缩弹簧13，压缩弹簧13一端抵住松开法兰螺母盘6，另一端套设在绝缘导管14上。

加工脉冲电源通过铰链压杆18引入到电极丝10中，由绝缘导套14、陶瓷支撑块17和陶瓷导向管与其他部位绝缘。陶瓷导向管与电极丝10小间隙配合来保证夹持的对中性，不同直径的电极丝均配备有相应内孔尺寸精度的陶瓷导向管，陶瓷导向管9通过球头柱塞7轴向固定，当铰链压杆18松开时，可方便取下陶瓷导向管进行更换。

工作过程中，伺服电机使旋转主轴1停止定位到固定位置，给气缸15通气推动铰链压杆18，使夹紧导向机构打开，电极丝10从旋转主轴1内部导管穿过导向压块12、橡胶密封塞3和陶瓷导向管；再关闭夹紧导向机构，旋转主轴1启动旋转，铰链压杆18夹持电极丝10一起旋转，通工作液和电源后可实现放电打孔加工，配合下夹子的使用能实现电极的进丝和退丝操作。当加工孔径发生改变需要更换电极丝时，只需要更换匹配的陶瓷导向管即可。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。