[发明专利]一种多功能复合电加工主轴

说明书

技术领域

 本发明属于微细电火花数控加工机床领域，具体涉及一种多功能复合电加工主轴。

背景技术

在微细电加工过程中，工具电极存在较大的损耗，需要在零件加工过程中不断对工具电极进行修整，严重影响了加工效率。目前国内现有的微细电加工主轴一般只具有回转、自动送丝功能；由于主轴上实现超声振动技术难度较大，一般情况下都将超声振动功能放置在工作台上实现。因此目前的该类主轴在微细电火花加工中，存在效率低、电极损耗大、超声加工零件通用性差等缺点。

发明内容

为了克服已有技术中电加工主轴效率低、电极损耗大、超声加工零件通用性差的不足，本发明提供一种多功能复合电加工主轴。

本发明的一种多功能复合电加工主轴，其特点是，所述的多功能复合电加工主轴含有回转机构、主轴电极夹头、供电机构、主轴支座和自动送丝机构。多功能复合电加工主轴为圆柱状。位于复合加工主轴上端的回转机构通过主轴支座与下端的主轴电极夹头连接，主轴支座与供电机构连接，所述复合主轴通过电加工主轴支座与机床连接。

所述的回转机构包括中空主轴、轴承预紧螺母、轴承端盖、轴承、轴承套筒、定位座、轴承座、电机、光栅编码器及超声供电滑环。中空主轴为中心轴，在中空主轴和安装在中空主轴外围的轴承座上依次设置有轴承预紧螺母、轴承端盖、轴承、轴承套套筒，用于控制中空主轴的回转精度。电机及光栅编码器安装在轴承端盖的上面，形成直连结构，可使回转机构既可实现高速旋转又可保证回转机构实现高精度分度功能。中空主轴的上端设置有用于超声振源的供电超声供电滑环，中空主轴下端与定位座固定连接，作为更换主轴电极夹头的统一接口，保证主轴电极夹头更换后精度保持一致。

所述的主轴电极夹头包括超声振源、弹簧夹头、电极供电铜环及定位块，其中，超声振源由超声振源支座、压电陶瓷、绝缘陶瓷、拉紧螺栓、超声供电滑环及变幅杆组成。定位块与回转机构中的定位座固定连接，超声振源支座的上端与定位块固定连接，用于主轴电极夹头更换时的准确定位，下端依次与变幅杆、弹簧夹头固定连接。在超声振源支座与变幅杆之间设置有压电陶瓷、绝缘陶瓷，压电陶瓷与两端的两片绝缘陶瓷通过拉紧螺栓固定在变幅杆上，变幅杆的节点处的固定法兰与中空的超声振源支座相连接，形成一个密闭的空间，将压电陶瓷、拉紧螺栓部件装入其中，在超声源支座与变幅杆之间设置有超声供电滑环。作为电极丝的输送通道的中空主轴、超声振源支座、压电陶瓷、绝缘陶瓷、变幅杆、拉紧螺栓均为中空结构。超声振源提供超声振动功能，由于超声振源的高频信号与电极丝的供电信号易相互干扰，压电陶瓷与电极丝采用绝缘处理使其单独接地。弹簧夹头包括夹头座、转轴、夹紧头、用于夹紧头复位的弹簧、定位螺钉及导向套；夹紧头通过转轴与夹头座形成转动运动副，用于夹紧电极丝；弹簧用于夹紧头的复位，并对电极丝保持一定的预压紧力；定位螺钉安装在夹紧头上，既可以确定夹紧头的开合度又可以为弹簧提供支撑；用于电极丝自动送丝提供粗定位的导向套安装在夹紧头的上部。

所述的自动送丝机构包括回转机构的中空主轴、主轴电极夹头、点动气缸及流体源；通过回转机构与主轴电极夹头的中空结构构成电极丝的输送通道；当电极丝通过流体由回转机构的上端输送至主轴电极夹紧头的导向套处时，点动气缸将夹紧头微微松开，电极丝在流体的推动下自动通过夹紧头，进给到满足的长度后，点动气缸松开夹紧头，使夹紧头在弹簧的作用下，将电极丝压在夹头座上，从而完成送丝动作。所述的中空主轴、超声振源支座、压电陶瓷、绝缘陶瓷、变幅杆、拉紧螺栓、超声供电滑环均为同轴心。

所述的供电机构由电极供电机构和超声供电机构组成。电极供电机构包括供电支架、四点电刷、电刷预紧调节螺钉、电极供电铜环，供电支架通过电刷预紧调节螺钉与四点电刷固定连接，四点电刷与电极供电铜环滑动接触；脉冲信号由供电接线端子引入，经四点电刷与电极供电铜环滑动接触，电极供电铜环与导电的超声振源支座、变幅杆，将脉冲信号传导给弹簧夹头上的电极丝。四点电刷的结构采用四点同时接触，保证电刷接触可靠。超声供电机构包括超声供电滑环、中空主轴线路通道、定位机构触点。超声供电滑环安装在回转机构的中空主轴的上端，便于维修更换。超声供电滑环的输出电源线经中空主轴的线路通道与定位座上的供电触点相连，当主轴电极夹头进行更换时，可以方便地为主轴电极夹头供电。主轴电极夹头的供电触点与压电陶瓷相连。

所述的弹簧夹头与点动汽缸对应设置。