[发明专利]非导电材料电火花铣削加工伺服装置

说明书

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体地，涉及一种非导电材料电火花铣削加工伺服装置。

背景技术

电火花加工是通过工具电极和工件之间的火花放电产生的局部瞬时高温、高压作用来蚀除材料，加工时工具电极和工件之间无宏观作用力，可加工任何硬、脆、韧、软、高熔点的材料。但由于非导电材料不能作为电极对的一方直接进行火花放电加工，给其电加工技术的开发带来了较大困难。非导电材料的电火花加工技术研究是当今特种加工领域的一个研究热点，目前，国内外学者研究较多的主要有高压电火花加工、电解电火花加工、辅助电极电火花加工等。

高压电火花加工时，在尖电极与平板电极间放入非导电工件，并在两极间施加5000～6000伏的高电压，利用两极间产生的高电场强度将空气击穿、产生强烈的辉光放电来蚀除非导电工件材料。该方法主要用于非导电材料孔的加工，但是加工的孔浅，且形状粗糙，需要后续的机械加工修研。

电解电火花加工是目前非导电材料电火花加工领域研究较多的一种方法，电解电火花加工时，工具电极、非导电工件及辅助电极均放置在电解液中，当外部电压作用在两电极上时，首先由电解作用在工具电极表面形成绝缘气体相，然后通过该绝缘气体相形成高的电位梯度，引起火花放电，由火花放电产生的瞬时高温高压作用来蚀除非导电工件材料。但由于在电解过程中要消耗大量的电能来形成火花放电时所需的绝缘气体相，因此该方法存在加工精度差、效率低、易锈蚀机床、易污染环境等缺陷。基于此，刘永红提出了充气电解电火花复合加工方法，以充气的方式形成电极端面火花放电所需的绝缘气体相，提高了生产效率并且降低了能耗，但应用于实际生产时效率仍显低，同时加工过程中排出有害气体，加工环境较差。

辅助电极电火花加工方法是在非导电工件材料上预先铺设一个由金属板或金属网等导电材料制成的辅助电极，加工开始时，在工具电极和辅助电极之间产生火花放电，放电蚀除的材料在工件表面形成导电层，利用工具电极和导电层之间的放电作用蚀除非导电工件材料。由于在加工过程中难以形成持续稳定的导电层，因此该方法加工效率低，并主要适合于型孔加工。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种非导电材料电火花铣削加工伺服装置，提高非导电材料的加工效率、降低其加工成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

非导电材料电火花铣削加工伺服装置，包括：伺服电机、减速器、轴、储片轮、箱体、支撑架；其中：箱体包括底板、与底板相连的三块侧板和垂直于底板、两平行侧板的肋板，在肋板和与肋板平行的侧板上设有同轴的孔，箱体与机床通过螺栓连接固定；伺服电机通过螺栓连接于减速器上，减速器通过螺栓连接于支撑架上，支撑架通过螺栓连接于箱体上；伺服电机的输出轴连接减速器的输入端，减速器的输出轴与联轴器的一端相连接，联轴器的另一端与轴通过螺钉压紧相连接，轴上由伺服电机向减速器的方向依次安装有右轴承、左轴承、储片轮，右轴承安装于箱体的与肋板平行的板上，左轴承安装于箱体的肋板上，储片轮位于箱体底板、两侧板、肋板形成的半封闭空腔内，储片轮和轴通过键连接；储片轮上缠绕辅助电极，在辅助电极最外层用弹力带压紧；辅助电极的一端伸出进入导向板的导向槽中，导向板通过螺栓连接在支座上，支座通过螺栓连接在箱体的底板上，箱体侧板的下部设有开口槽，导向板从该开口槽穿过；左轴承和右轴承之间的轴部分压有碳刷，碳刷装在碳刷架中，碳刷架位于箱体底板、三侧板、肋板形成的半封闭空腔内，碳刷架通过螺栓连接在箱体上。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、利用工具砂轮和沿工件表面伺服送进的辅助电极之间放电产生的瞬时高温、高压作用来蚀除非导电工件，其放电均匀性不受被加工材料导电性的影响，可以加工各种难加工的非导电材料。

2、能够实现辅助电极的连续送进，克服了传统辅助电极电火花加工方法难以形成持续稳定的导电层的缺点。

3、通过调整火花放电参数，可以在同一台机床上实现对非导电材料的粗、中、精加工。

4、采用水基乳化液作为非导电材料电火花铣削加工工作液，可以避免常见的非导电材料电解电火花复合加工方法因使用电解液或其它导电液带来的污染环境、锈蚀设备和能耗大等问题。

5、在非导电材料电火花铣削过程中，工具砂轮、辅助电极与非导电工件的宏观作用力很小，可方便的实现对复杂低刚度非导电材料零件的加工。

6、本发明具有加工效率高、成本低、结构简单等优点。

附图说明

图1是非导电材料电火花铣削加工伺服装置的整体装配图；