[发明专利]一种微细工具电极在位制备与修整装置

说明书

技术领域

本发明属于微细电加工领域，具体涉及一种集圆柱形、圆锥形、螺旋状等多种形状微细工具电极快速车削粗成形与线电极电火花磨削精密成形与修整于一体的微细工具电极在位制备与修整装置。

背景技术

微细电加工的工艺方法和原理要求有高精度的微细工具电极，工具电极尺寸和精度很大程度上决定了微细电加工所能达到的尺寸和精度。同时，在微细电加工过程中，工具电极存在明显的损耗，需要不断对工具电极进行修整（工具电极的修整时间可达总制造周期的50%以上），这成为影响综合加工效率的重要因素。并且随着微细三维结构加工需求的增加，对于具有一定截面形状（如圆柱形、圆锥形、螺旋状等）的异形电极的需求也愈来愈强烈。采用传统的切削、磨削等机械方式离线制作，能够得到微细圆柱状的工具电极，但尺寸精度与形状精度的控制比较困难，并且二次装夹在机床主轴上时，不可避免的会产生微细电极与工作台面间的垂直度误差和回转精度误差。而采用线电极电火花磨削方式可实现微细工具电极的高质量在位制备与修整，但也存在加工效率低下的局限性，并且制作圆锥形、螺旋状等微细异形电极时对于机床的要求高，适应性差。对于精度与质量要求高、加工特征尺寸小、截面形状多样的微细工具电极的制作，现有的加工装置存在精度较低或效率低下、加工成本高等缺点，已不能适应目前微细电加工中经常需要在位精密高效制备与修整多种形状微细工具电极的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种微细工具电极在位制备与修整装置，采用本发明，能够解决目前微细电加工中圆柱形、圆锥形、螺旋状等多种形状微细工具电极在位精密、高效制备难题。

本发明的微细工具电极在位制备与修整装置，含有基座、车削单元、自动送丝与收丝单元、张力控制与导向单元、放电磨削单元；基座安装在微细电加工机床上，包括基板与固定在基板上的大理石板支座，基座用于为其它部分提供支撑以及吸收和隔离外界的振动；车削单元、自动送丝与收丝单元、张力控制与导向单元、放电磨削单元分别固定在基座上，微细工具电极固定安装于机床主轴上，机床的X轴、Y轴、Z轴的联动能够控制微细工具电极的运动；车削单元用于微细工具电极的车削成形或粗成形；自动送丝与收丝单元控制线电极的自动送丝与收丝；张力控制与导向单元控制线电极的张力与走丝轨迹，使线电极导入放电磨削单元中，放电磨削单元用于微细工具电极精密放电磨削成形或修整。

所述的车削单元含有车刀、车刀架；车刀架固定在大理石板支座上，车刀固定在车刀架上。

所述的自动送丝与收丝单元含有送丝单元和收丝单元；送丝单元含有轴端挡板、储丝轮、弹性压紧装置、防松螺母、储丝轮轴；储丝轮轴通过与大理石板支座上孔的过盈配合固定在大理石板支座上，储丝轮安装在储丝轮轴上，背靠轴端挡板，绕储丝轮轴转动，弹性压紧装置与防松螺母确定储丝轮的轴向位置，与张力控制与导向单元的配合，提供电极丝张力使电极丝绷紧；收丝单元含有紧固螺钉、支座、轴端紧固螺钉、步进电机、收丝轮，步进电机通过支座与紧固螺钉固定在大理石板支座上，收丝轮通过轴端紧固螺钉安装在步进电机的转轴上，电极丝由储丝轮引出，经过张力控制与导向单元控制电极丝走丝路径，使电极丝经过放电磨削单元后回收到收丝轮上，由步进电机驱动安装在步进电机转轴上的收丝轮旋转，带动线电极走丝，电极丝带动与之配合的储丝轮旋转，完成自动送丝、收丝过程。

所述的张力控制与导向单元含有第一导丝轮、定位杆、第二导丝轮、拉力调节轮、磁阻力器、定位轴、弹性压紧装置、导丝毡圈、第三导丝轮、第四导丝轮；电极丝缠绕在拉力调节轮上，拉力调节轮安装在磁阻力器上，磁阻力器置于基板与大理石板支座之间，定位轴固定在大理石板支座上，导丝毡圈安装在定位轴上，绕定位轴转动，弹性压紧装置确定导丝毡圈的轴向位置，第一导丝轮安装在定位杆上，通过定位杆的转动调节第一导丝轮的位置，将电极丝导入收丝轮中，定位杆安装在大理石板支座上，电极丝由储丝轮引出，通过第二导丝轮，水平进入拉力调节轮，经过拉力调节轮后进入导丝毡圈，之后经过第三导丝轮导向进入放电磨削单元，通过放电磨削单元后由第四导丝轮与第一导丝轮导向进入收丝轮。

所述的放电磨削单元为圆柱电极放电磨削单元或锥面电极放电磨削单元。