[发明专利]数控电解机械复合加工机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于特种加工的数控电解机械复合加工机床。

背景技术

目前机械制造所使用的加工可分为传统机械加工和非传统机械加工。非传统加工即特种加工，实现用软的工具加工硬的工件，主要是采用电、化学、光、声和热等能量来进行加工，而且加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。在特种加工方法中，电火花加工精度高，但加工效率低；电解加工的效率高，但加工精度差；电解磨削加工综合了电解加工效率高和机械磨削加工精度高的优点，但目前只能加工平面和圆柱表面；数控展成电解磨削加工是利用导电磨轮的母线切削刃相对于被加工零件运动，由磨轮母线运动所形成的包络面来形成给定的曲面，但目前只能加工直纹展成面，不能加工复杂的型腔和型面。电解机械复合光整加工技术是一种改善工件表面质量的加工方法，不能改变工件的宏观尺寸和形状。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种能加工复杂的型腔和型面的数控电解机械复合加工机床。

为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：

本发明包括床身、机架、水平工作台、数控双回转工作台、防护箱、主轴头、电主轴、数控系统、脉冲电源、电解液循环装置；机架的横梁上设有X向传动机构和X向伺服电机，主轴头连接在X向传动机构上，主轴头上设有Z向传动机构和Z向伺服电机，上述电主轴连接在Z向传动机构上，床身上设有Y向传动机构和Y向伺服电机，上述数控双回转工作台设置在水平工作台上且与Y向传动机构连接，上述防护箱设置在水平工作台上且处于数控双回转工作台的外部，上述电主轴、脉冲电源、电解液循环装置中的电解液泵、X向伺服电机、Z向伺服电机、Y向伺服电机、数控双回转工作台的B回转电机和C回转电机均由数控系统控制，所述电主轴上设有专用阴极夹具，专用阴极夹具的接线柱与上述脉冲电源的负极导线连接，所述专用阴极夹具具有夹具体，夹具体的下端面上具有轴向盲孔，夹具体的中部圆周表面设有环形进液槽，进液槽底面上设有均匀分布的且通向轴向盲孔的径向进液孔，夹具体中部外周设有动配合的导电体，导电体内壁上设有环形水银槽，水银槽内填充有水银形成接触夹具体的水银圈，导电体上设有与夹具体进液槽相通的进液孔。所述夹具体的轴向盲孔的下半部分是锥形孔，夹具体的锥形孔内设有顶部是锥形的弹簧夹套，夹具体的下部螺纹部分设有夹紧螺母，夹紧螺母的底部设有阴极穿出孔。

所述X向传动机构具有X向滚珠丝杆传动副，X向滚珠丝杆传动副中的滚珠丝杆由一对固定在横梁上的轴承支撑，滚珠丝杆一端由联轴节与所述X向伺服电机连接，所述主轴头与X向滚珠丝杆传动副中的螺母连接并沿横梁上的导轨移动。

所述Z向传动机构具有Z向滚珠丝杆传动副，Z向滚珠丝杆传动副中的滚珠丝杆由一对固定在主轴头上的轴承支撑，上述滚珠丝杆一端由联轴节与所述Z向伺服电机连接，所述电主轴与Z向滚珠丝杆传动副的螺母连接并沿主轴头上的导轨移动。

所述Y向传动机构具有Y向滚珠丝杆传动副，Y向滚珠丝杆传动副中的滚珠丝杆由一对固定在床身上的轴承支撑，Y向滚珠丝杆传动副中的滚珠丝杆一端由联轴节与所述Y向伺服电机连接，所述水平工作台与Y向滚珠丝杆传动副的螺母连接并沿床身上的导轨移动。

所述电解液循环装置包括电解液箱，所述电解液泵连接在电解液箱与专用阴极夹具的电解液接口之间的管道上，电解液箱设有温度控制器。

所述电解液泵、脉冲电源、X向伺服电机、Z向伺服电机、Y向伺服电机以及数控双回转工作台的B回转电机、C回转电机均由数控系统控制，此外数控系统通过伺服控制器控制电主轴转速。

连接专用阴极夹具的接线柱与脉冲电源的负极之间的导线上连接有高精度小电阻。

所述X向伺服电机、Z向伺服电机、Y向伺服电机以及数控双回转工作台的回转电机、C回转电机均采用交流伺服电机。

所述专用阴极夹具的导电体的进液孔连接有水嘴。

本发明具有如下积极效果：

1、本发明是利用电化学阳极溶解和机械磨削复合加工的原理加工各种导电材料工件，由电主轴带动专用阴极夹具旋转阴极作主运动，通过电主轴的X向(左右)运动和Z向(上下)运动，工件阳极的Y向(前后)运动和工件阳极的两回转运动，控制复合阴极和工件阳极的相对运动，在加工过程中，不断改变复合阴极与工件阳极的运动相对位置，就可以加工工件复杂的型腔和型面，从而加工出各种形状的工件。