专利名称:多功能聚晶钻石工具加工机床的制作方法
本发明是关于电火花腐蚀加工聚晶钻石工具专用机床的发明。该机床的全套设备由电气柜，包括加工主电源电路和控制电路，机床本身包括伺服进给主轴和油槽，活动液压站构成。
英国专利318570曾刊载一篇聚晶钻石成形的方法发明，即采用电火花腐蚀加工聚晶钻石的方法发明，但此专利只要求保护加工方法，未提及具体设备。近年来，国内外也有采用电火花腐蚀方法加工聚晶钻石工具的机床问世，如《钻石工业导报》1982年第四期和1983年第四期报导的及北京电加工研究所1984年报国家发明二等奖的聚晶钻石工具加工机床。但这些机床的伺服进给主轴均为立式，设备庞大，加工时油槽暴露在外，容易造成污染，设备功能单一，其加工电源电路和控制电路等技术均未公开。
本发明就是为了提供一种电火花腐蚀加工聚晶钻石工具的专用机床，其结构轻巧加工精度高，低噪音、低污染，并可实现一机多用一一穿孔、成形、切割和磨片。
本发明的解决方案是机床本身采用卧式进给布局，活动油槽，封闭式加工结构，电气柜中设计多种加工电路和控制电路;在同一套进给系统上，通过更换机械部件，转换加工电路，实现多工种的加工一一穿孔、成形、切割和磨片。
本发明的机床本身部分的结构为在机装(1)上安装电液伺服系统(2)、纵向进给滑台(3)、横向进给滑台(4)、固定夹具座(5)。纵向进给滑台(3)的立柱上安装电极夹具(6)，固定夹具座(5)上安装卧式主轴(7)及其电机(8)，主轴(7)上带有法兰盘(9)，横向进给滑台(4)安装在纵向进给滑台(3)和固定夹具座(5)中间。
当进行穿孔或成形加工时，在电极夹具(6)上安装穿孔电极(12)或成形电极(13)，在纵向进给滑台(3)的台面上安装活动油槽(10)，然后用双位操纵按钮(72)或(73)选择穿孔加工电路或成形加工电路即可进行操作。
当进行切割加工时，在纵向进给滑台(3)上安装切割工件夹具座(17)，夹具座(17)上安装夹头(18)，在横向进给滑台(4)上安装活动油槽(19)和切割刀具夹具座(20);夹具座(20)上装有刀具夹头(21)，夹具(21)上固定着切割刀具(77);选择切割加工电路，即可进行操作。
当进行磨削加工时，在纵向进给滑台(3)的台面上安装磨削工件夹具座(33)，夹具座(33)上安装工件夹头(34);横向进给滑台(4)上安装油槽(35);在法兰盘(9)上安装磨轮夹具(36)及磨轮(37)。选择磨削加工电路，即可进行操作。
机床上所用的活动油槽(10)、(19)、(35)都是特制的。
机床上所用的切割工件夹头(18)，磨削工件夹头(34)都是特制的。
机床上装有一个特制的进给显式器(66)。
在纵向进给滑台(3)的立柱上安装一个电磁振动器(46)，用一个调压器控制其振幅，振动器(46)的启动用加工电信号控制。这样加工时配合振动器的微振，使排屑容易，提高加工精度。
在纵向进给滑台(3)附近的底座上，安装一组行程限位开关;纵向进给滑台(3)的侧面上安装两组可调碰块，一组控制注油位置，一组控制加工行程。当纵向进给滑台(3)进给到特定的位置时，碰块将触及相应的开关，由此控制加工的行程及注油位置。
在法兰盘(9)的内部设一个自动停车微型开关，其触头在穿孔、成形加工中心线上。当工件被穿孔后，电极可碰到开关的触头，自动停机。
纵向进给滑台(3)上还装有一个百分表碰杆，滑台(3)进给时，碰杆触动百分表(65)的触头，以显示加工深度。
附图描述了本发明的实施例附图1穿孔或成形加工设备结构示意图;
附图2穿孔或成形加工设备所用活动油槽示意图;
附图3切割加工设备结构示意图;
附图4切割加工设备所用活动油槽示意图;
附图5切割加工设备所用工件夹具示意图;
附图6磨削加工设备结构示意图;
附图7磨削加工设备所用油槽示意图;
附图8磨削加工设备所用工件夹具示意图;
附图9穿孔、切割加工设备的电路原理图;
附图10、成形、磨削加工设备的电路原理图;
附图11机床外观图;
附图12进给显示结构示意图。
图1描述了穿孔或成形加工设备的结构。机座(1)上安装电液伺服系统(2)，纵向进给滑台(3)，横向进给滑台(4)，固定夹具座(5)。纵向进给滑台(3)的立柱上安装着电极夹具(6)和振动器(46)，固定夹座(5)上安装着卧式主轴(7)及其电机(8)，主轴(7)上带有法兰盘(9)，横向进给滑台(4)安装在纵向进给滑台(3)和固定夹具座(5)中间。在纵向进给滑台(3)的台面上放置活动油槽(10)，在法兰盘(9)上安装工件夹头(11)，在电极夹具(6)上安装穿孔电极(12)或成形电极(13)，将电极从泄油口插入油槽(10)。工件夹头(11)夹紧工件后，按下“穿孔”或“成形”控制键，伺服系统(2)便驱动纵向进给滑台(3)在滚动导轨(76)上做纵向进给，进给到一定位置;工件夹头(11)也将从另一个漏油口插入油槽(10)中，此时行程限位开关自动控制活动液压站的导油管从注油孔(16)为油槽(10)注油;工件固定不动，电极放电并纵向进给，并配合振动器(46)的微振排屑，实现穿孔或成形加工。
图2描述了穿孔或成形加工设备所用的活动油槽(10)。在油槽(10)上有两个泄油口(14)、(15)、(14)的形状尺寸略大于电极夹具(6)的外轮廓;(15)的形状尺寸略大于工件夹头(11)的外轮廓，油槽上还有一个注油孔(16)。为安装方便，油槽制成上下两部分。油槽体积很小，充油和放油速度很快。
图3描述了切割加工设备结构。在纵向进给滑台(3)的台面上安装切割工件夹具座(17)，夹具座(17)上安装有工件夹头(18);在横向进给滑台(4)上安装活动油槽(19)和切割刀具夹具座(20)，夹具座(20)上装有工具夹头(21)，夹头(21)上固定着切割刀具(77)。将工具夹头(21)从泄油口插入油槽(19)，工件夹头(18)夹紧工件后，启动机床，纵向进给滑台(3)纵向进给;工件夹头(18)从另一个泄油口插入油槽(19)，此时可用手轮(69)调整横向进给滑台(4)，在槽内进行对刀，然后，液压站通过注油孔(24)为油槽注油，切割刀具(77)固定不动，放电，工件进给，完成加工。
图4描述了切割加工设备所用的油槽。该油槽上有两个泄油口(22)、(23)，(22)的形状尺寸略大于工件夹头(18)的外轮廓;(23)的形状尺寸略大于工具夹头(21)的外轮廓，油槽上还有一个注油孔(24)，为安装方便，油槽制成上下两部分。
图5描述了切割加工设备所用的工件夹头，在一个圆形钢板(25)上开一个小槽，槽内有一横向滑块(26)，用螺杆(32)调节滑块(26)在槽内滑动进行对刀，滑块(26)上用螺钉固定着一个支撑臂(27)，支撑臂(27)上固定着一个转轴(28)，转轴(28)内有紧固螺钉(29)，转轴(28)外套连着一个工件夹板(30)，夹板(30)可绕转轴(28)转动，用螺钉(29)固定，夹板(30)上装有“U”形夹块(31)，工件被夹持在夹板(30)和夹块(31)中间。夹板转动不同的角度，切割面与安装面便具有不同的角度，可满足不同的刀具刀片形状(后角)要求。
图6描述了磨片设备结构。在纵向进给滑台(3)的台面上安装磨削工件夹具座(33)，夹具座(33)上安装着工件夹头(34)，在横向进给滑台(4)上安装油槽(35)，在法兰盘(9)上安装磨轮夹具(36)，磨轮(37)夹持在夹具(36)上，磨轮(37)与工件不同心。将磨轮夹具(36)从泄油口插入油槽(35)，工件夹头(34)夹紧工件后，按下“磨削”控制键，纵向进给滑台(3)纵向进给，工件夹头(34)便从另一泄油口插入油槽，然后油箱注油，工件进给，磨轮放电，旋转，进行加工。
图7描述了磨片时所用的油槽(35)，其上有两个泄油口(38)、(39)和一个注油孔(40)，(38)的形状尺寸略大于工件夹头(34)的外轮廓;(39)的形状尺寸略大于磨轮夹具(36)的外轮廓，为安装方便，油槽分为上下两部分。
图8描述了磨平面时所用的工件夹头(34)。在一块圆形钢板(41)上开一个滑槽(42)，槽内设一个压紧动片(43)，动片(43)上连着紧固螺钉(45)，滑槽底部有一固定的“V”形座(44)，工件夹在夹紧动片(43)和“V”形座(44)中间，用螺钉紧固。
图9描述了穿孔或切割加工设备所用的电路。变压器的输入端(51)接外接电源，输出端通过铁芯电感接在桥式晶体管整流器(52)上，(52)的输出端正极(53)通过一个电阻(R)与加工工具的正极(54)相接，整流器(52)的输出端负极(55)与加工工具的负极(56)相连，在正负极(54)、(56)之间接一个电容(C)。这个电路使用铁芯电感，放电不损失能量，可节约能源。
图10描述了成形或磨削加工所用的电路。变压器的输入端(57)接外接电源，输出端接在桥式晶体管整流器(58)的输入端，(58)的输出端正极通过一个电阻(R)与加工工具正极(59)相接，整流器(58)的输出端负极接在加工电极的负极(60)，在正、负极(59)、(60)之间接一个空心电感(L)和一个电容(C)。这个电路使用空心电感，造成放电尖峰，加强电蚀率，由于脉冲连续发生，减少电极损耗，提高加工精度。
图11描述了机床全套设备的外形，加工机的下面用机架(61)支撑，上面用机罩(62)盖上，活动液压站(63)设在机架(61)内。电气柜(64)通过两组接线与加工机相连。机罩(62)上有一个进给显示器(66)，百分表(65)，通风口(67)，活动拉门(68)，横向进给滑台调整手轮(69)，油量控制旋钮(70)、(71)。机架上没有双位控制按钮(72)，机罩(62)与机架(61)均为焊接结构。电气柜上有双位控制按钮(73)，其作用与(72)相同，安全开关(74)，连接电线座(75)。
图12描述了机罩(62)上的进显示器(66)的结构。显示器(66)上有一串发光二极管(47)，在机座(1)上固定着一个精密多圈电位器(48)，电位器(48)上装有齿轮(49)，在纵向进给滑台(3)的侧面嵌有齿条(50)，齿轮(49)与齿条(50)相啮合，通过控制电路(KD)将二极管(47)与电位器(48)联接起来。这样，当纵向滑台(3)进给时，齿轮(49)与齿条(50)啮合传动，由此改变电位器(48)的电阻，通过电路引起二极管(47)依次闪亮。
本发明具有结构轻巧，其主机尺寸为1100×740×1320，加工精度高，光洁度可达
7，成形圆度误差小于0.02毫米，效率高，以加工2.0×4.5毫米圆孔为例加工时间15-20分钟，耗能低，其额定功率(2KVA)，污染小，噪音小，操作安全及一机多用等优点。
权利要求
1.一种用电火花腐蚀方法加工聚晶钻石工具的专用机床，该机床由电气柜、机床本身和液压站构成，其特征是机床本身采用卧式进给布局，活动油槽封闭式加工结构，电气柜中设计多种加工电路和控制电路，在同一套进给系统上，通过更换机械部件，转换加工电路，实现多工种的加工--穿孔、成形、切割和磨片。
2.按照权利要求
1所述的机床，其特征是机床本身的结构为机座(1)上安装电液伺服系统(2)，带有电极夹具(6)和电磁振动器(46)的纵向进给滑台(3)，带有卧式主轴(7)、法兰盘(9)及电机(8)的固定夹具座(5)和横向进给滑台(4)。
3.按照权利要求
2所述的机床-穿孔，其特征是在电极夹具(6)上安装穿孔电极(12)，在纵向进给滑台(3)的台面上安装活动油槽(10)，在法兰盘(9)上安装工件夹头(11)。
4.按照权利要求
2所述的机床-成形，其特征是在电极夹具(6)上安装成形电极(13)，在进给滑台(3)的台面上放置活动油槽(10)，在法兰盘(9)上安装工件夹头(11)。
5.按照权利要求
3或4所述的机床，其特征是活动油槽(10)上有两个泄油口(14)、(15)，(14)的形状尺寸略大于电极夹具(6)的外轮廓，(15)的形状尺寸略大于工件夹头(11)的外论廓，油槽上还有一个注油孔(16)，油槽制成上下两部分。
6.按照权利要求
2所述的机床-切割，其特征是在纵向进给滑台(3)的台面上安装切割工件夹具座(17)，夹具座(17)上装有工件夹头(18)，在横向进给滑台(4)上安装活动油槽(19)和切割刀具夹具座(20)，(20)上装有工具夹头(21)，(21)上固定着切割刀具(77)。
7.按照权利要求
6所述的机床，其特征是油槽(19)上有两个泄油口(22)、(23)，(22)的形状尺寸略大于工件夹头(18)的外轮廓，(23)的形状尺寸略大于工具夹头(21)的外轮廓，油槽(19)上还有一个注油孔(24)，油槽制成上下两部分。
8.按照权利要求
6所述的机床，其特征是工件夹头(18)的构造是在一个圆形钢板(25)上开一个小横槽，槽内有一横向滑块(26)，用螺杆(32)调节滑块(26)在槽内滑动进行对刀，滑块(26)上用螺钉固定着一个支撑臂(27)，支撑臂(27)上固定着一个转轴(28)，转轴(28)内有紧固螺钉(29)，转轴(28)外套连着一个工件夹板(30)，夹板(30)可绕转轴(28)转动，用螺钉(29)固定，夹板(30)上装有“U”形夹块(31)，工件被夹持在夹板(30)和夹块(31)中间。
9.按照权利要求
2所述的机床一一磨片，其特征是在纵向进给滑台(3)的台面上安装磨削的工件夹具座(33)，夹具座(33)上安装着工件夹头(34)，在横向进给滑台上安装油槽(35)，在法兰盘(9)上安装磨轮夹具(36)，磨轮(37)夹持在夹具(36)上，磨轮(37)与工件不同心。
10.按照权利要求
9所述的机床，其特征是油槽(35)上有两个泄油口(38)、(39)和一个注油孔(40)，(38)的形状尺寸略大于工件夹头(34)的外轮廓，(39)的形状尺寸略大于磨轮夹具(36)的外轮廓，油槽分为上下两部分。
11.按照权利要求
9所述的机床，其特征是工件夹头(34)的构造是在一块圆形钢板(41)上开一个滑槽(42)，槽内设一压紧动片(43)，(43)上连着紧固螺钉(45)，滑槽底部有一固定的“V”形座(44)，工件夹在压紧动片(43)和“V”形座(44)中间，用螺钉(45)紧固。
12.按照权利要求
2所述的机床，其特征是在纵向进给滑台(3)的立柱上安装一个电磁振动器(46)，用一个调压器控制其振幅，振动器(46)的启动用加工电信号控制。
13.按照权利要求
2所述的机床，其特征是在纵向进给滑台(3)的附近底座上安装一组行程限位开关，滑台(3)的侧面安装两组可调碰块，其一控制注油位置，其二控制加工行程，当滑台(3)进给到特定的位置，碰块将触到相应的开关。
14.按照权利要求
2所述的机床，其特征是法兰盘(9)内设一个自动停车微型开关，其触头在加工中心线上。
15.按照权利要求
3或6所述的机床，其特征是加工设备电路为变压器的输入端(51)接外接电源，输出端通过铁芯电感接在桥式晶体管整流器(52)上，(52)的输出端正极(53)通过一个电阻(R)与加工工具的正极(54)相接，输出端负极(55)与加工工具的负极(56)相接，在正负极(54)、(56)之间接一个电容(C)。
16.按照权利要求
4或9所述的机床，其特征是加工设备电路为变压器的输入端(57)外接电源，输出端接在桥式晶体管整流器(58)的输入端，(58)的输出端正极通过一个电阻(R)与加工工具正极(59)相接，整流器(58)的输出端负极接在加工电极的负极(60)，在正、负极(59)、(60)之间接一个空心电感(L)和一个电容(C)。
17.按照权利要求
2所述的机床，其特征是机床下部用机架(61)支撑，上部用机罩(62)封闭，活动液压站(63)设在机架(61)内，电气柜(64)通过两组接线与加工机相接。
18.按照权利要求
17所述的机床，其特征是机罩(62)上有一个通风口(67)，活动拉门(68)，横向进给滑台的调整手轮(69)，油量控制旋钮(70)、(71)，进给显示器(66)，百分表(65)，机架(61)上有双位控制按钮(72)，机罩(62)与机架(61)均为焊接结构。
19.按照权利要求
18所述的机床，其特征是进给显示器(66)上有一串发光二极管(47)，机座(1)上固定着一个精密多圈电位器(48)，电位器(48)上装有齿轮(49)，纵向进给滑台(3)的侧面嵌有齿条(50)，齿轮(49)与齿条(50)相啮合，通过控制电路(KD)将发光二极管与精密多圈电位器(48)联接起来。
20.按照权利要求
18所述的机床，其特征是纵向进给滑台(3)上安装一个碰杆，碰杆可触及百分表(65)的触头。
专利摘要
本发明是关于电火花腐蚀加工聚晶钻石工具专用机床的发明。该机床本身采内卧式进给布局，封闭式加工结构，并通过转换加工电路，更换机械部件，利用同一套进给系统完成穿孔、成形、磨片、切割多种加工。结构轻巧，工作效率高，加工精度好，操作安全，低噪音、低污染，可实现一机多用—穿孔、成形、切割和磨片。
文档编号B23H1/00GK86101343SQ86101343
公开日1987年1月31日 申请日期1986年3月5日
发明者苏廷礼 申请人:天津市机床研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan