一种电火花穿孔加工装备自动换电极机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电火花穿孔加工装备自动换电极机构，属于特种加工技术领域。所述机构包括储丝模块、出丝夹持模块以及运动模块。采用伺服电机恒角度驱动同步带带动圆套旋转，储丝模块内圆周均布的电极导管与圆套同角度旋转，实现电极在周向恒角度移动。出丝夹持模块与储丝模块完全分离，且可根据丝筒内的电极直径随意更换电极导管和出丝导向块，实现整机装备使用不同直径电极进行加工的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种电火花穿孔加工装备自动换电极机构
本技术涉及一种电火花穿孔加工装备自动换电极机构，属于特种加工

技术介绍
电火花穿孔加工技术作为一种特种加工技术，是实现金属合金等导电材料上微小孔高效加工的有效技术手段。比如，可实现航空发动机高温合金涡轮叶片上大量气膜冷却孔的高效率加工；可实现高压共轨柴油发动机燃油喷射系统中喷油嘴的微细喷孔加工；可实现用于制作雷达、仪表等所用的高精度丝材的拉丝模中心各种型孔的加工。在多孔电火花穿孔加工过程中，放电蚀除工件材料的同时，电极也在不断损耗变短。为实现大量群孔连续加工，需要在电极不能满足加工条件的情况下及时更换新电极。电极更换效率是影响整机装备加工效率的重要因素。如何实现电极的高效自动化更换是大量群孔加工的关键。此外，为满足不同直径穿孔加工的需求，需要电火花穿孔加工装备具有更换不同直径电极的功能。在现有技术中，不论是单根电极的直接更换，还是通过更换预装电极的储丝管实现新电极的补充，难于满足多跟电极且不同直径电极的全自动化更换，一般还需要介入人工进行较为繁琐的操作过程。这不仅降低了整机的利用率，并且在更换电极时因人工操作而产生停机，使得整机装备无法达到全自动的需求。为实现电极更换过程的自动化，一些研究机构设计了一些电极更换机构，这包括电极推送条和电极转盘等原理结构。电极推送条原理结构可将离线装载器中电极在短时间内加入到储存部件中，电极转盘原理结构利用转盘上圆周等距定位槽和旋转轴上快速夹头来更换电极。虽然上述一些结构可在一定程度上实现电极的自动更换，但存在只能更换同一直径电极，或更换电极结构复杂笨重、占用较大布局空间，或自动化程度不足、效率低等问题。因此，针对电火花穿孔加工装备对自动更换电极机构的功能需求，需要一种结构简单且能高效快速地全自动更换电极的机构及方法。[1]论文：于志强。气膜冷却孔电火花加工用主轴机构优化设计。烟台大学，2016。[2]技术专利：强生科技有限公司.放电加工自动化电极更换器。国别：中国，申请号：201680028844.4，公开号：CN107614177A，公开日2018年01月19日。[3]技术专利：肖哲国，刘春江，蒋旭东等。电极帽离线装填器及连续自动更换电极装置。国别：中国，申请号：201611041684.5，公开号：CN107263043A，公开日2017年10月20日。[4]技术专利：施教竞，魏玉华。细孔放电加工机自动更换电极装置。国别：中国，申请号：200410037781.8，公开号：CN1695860A，公开日2005年11月16日。
技术实现思路
为实现电火花穿孔加工装备中电极的在线更换，本技术提供一种自动化换电极机构。该机构包括储丝模块、出丝夹持模块以及运动模块，结构简单且布局紧凑，减少了更换电极的时间，提高了整机的利用效率。该机构通过控制伺服电机恒角度旋转，带动储丝模块中圆周均布的电极导管周向恒角度移动，实现电极的自动化更换。出丝夹持模块与储丝模块完全分离，便于电极导管与出丝导向块的随意更换，实现整机装备对加工所需电极规格的选择。本技术的技术方案如下：一种电火花穿孔加工装备自动换电极机构，所述机构包括储丝模块、出丝夹持模块以及运动模块；所述运动模块包括丝筒连接板、模组、模组安装底座、伺服电机、电机安装座、小同步轮、同步带、大同步轮；所述储丝模块包括电极导管、隔片、圆套一、圆套二、轴用挡圈、轴承端盖、滚动轴承一、滚动轴承二、丝筒转轴、轴承安装座；所述出丝夹持模块包括出丝导向块、金属套、缓冲套、气缸以及气缸支架；所述模组安装底座固定在整机装备工作台的龙门立柱上，所述模组通过螺钉安装在模组安装底座上，丝筒连接板通过螺钉与模组的滑块相固定；所述电机安装座通过螺钉安装在丝筒连接板上端，所述伺服电机通过螺钉固定在电机安装座上，所述伺服电机输出端与小同步轮过渡配合安装，通过平键传递运动；所述大同步轮与小同步轮通过同步带传递运动，大同步轮安装于丝筒转轴一端，并用轴用挡圈进行轴向固定；所述丝筒转轴与上端的滚动轴承一、下端的滚动轴承二过渡配合安装于轴承安装座内，所述滚动轴承一、滚动轴承二与轴承安装座间隙安装，下端的滚动轴承利用丝筒连接板压紧，上端的滚动轴承通过轴承端盖压紧，所述轴承安装座通过螺钉固定在丝筒连接板上；所述圆套一通过过盈连接方式安装于丝筒转轴的上端，所述圆套二通过过盈连接方式安装于丝筒转轴的下端，所述电极导管放置于圆套一、圆套二内；所述出丝导向块通过螺钉固定于丝筒连接板下端，出丝导向块上的导向孔与丝筒连接板上的出丝孔垂直对中；气缸支架通过螺钉安装于丝筒连接板下端，利用支架两侧的螺母将气缸固定在气缸支架上，在气缸的推杆端部依次装入缓冲套和金属套；气缸与出丝导向块对正安装，使气缸推杆作用于出丝导向块的导向面上。上述电极导管外侧设置隔片，用于电极导管的集束固定。上述电极导管数量为12根，均分圆周分布。本技术所达到的有益效果：1、独立的运动模块可以使补充新电极的操作，在换电极机构换丝结束返回零位后进行，且可随时对已更换电极后的空闲电极导管进行电极补充，无需单独停机操作，较大程度地提高了整机装备的利用率和加工效率。2、储丝模块和出丝夹持模块分离式布置，便于针对不同规格的电极更换储丝模块的电极导管或出丝夹持模块的电极导块，实现整机装备加工功能的多样化。3、采用多管集束的固定方式，不仅实现了电极导管在储丝模块内的圆周均布，并且根据管孔的密度可以在有效的空间内容纳更多的电极导管，储存更多电极；现有管材（玻璃管/塑料管/金属管）制作容易且便于更换，解决了大长径比储丝零件整体加工困难的问题，同时透明的材料属性可实现电极储存情况的可视性。4、整个换电极的过程无需介入人为操作，可由整机装备自动完成，减少了人工操作所需要的时间，提高了整机装备高效快速自动化更换电极的性能。附图说明图1是本技术自动换电极机构的示意图；图2是图1中的储丝模块和出丝夹持模块的局部示意图；图3是电机导管圆周均布集束固定方式示意图。在图1-图3中，1-丝筒连接板；2-模组；3-模组安装底座；4-伺服电机；5-电机安装座；6-小同步轮；7-同步带；8-大同步轮；9-电极导管；10-隔片；11-圆套；12-轴用挡圈；13-轴承端盖；14-滚动轴承；15-丝筒转轴；16-轴承安装座；17-出丝导向块；18-金属套；19-缓冲套；20-气缸；21-气缸支架。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。如图1、图2所示，一种电火花穿孔加工装备自动换电极机构，所述机构包括储丝模块、出丝夹持模块以及运动模块；所述运动模块包括丝筒连接板1、模组2、模组安装底座3、伺服电机4、电机安装座5、小同步轮6、同步带7、大同步轮8；所述储丝模块包括电极导管9、隔片10、圆套一11-1、圆套二11-2、轴用挡圈12、轴承端盖13、滚动轴承一14-1、滚动轴承二14-2、丝筒转轴15、轴承安装座16；所述出丝夹持模块包括出丝导向块17、金属套18、缓冲套19、气缸20以及气缸支架21；所述模组安装底座3固定在整机装备工作台的龙门立柱上，所述模组2通过螺钉安装在模组安装底座本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电火花穿孔加工装备自动换电极机构，其特征在于：所述机构包括储丝模块、出丝夹持模块以及运动模块；所述运动模块包括丝筒连接板、模组、模组安装底座、伺服电机、电机安装座、小同步轮、同步带、大同步轮；所述储丝模块包括电极导管、隔片、圆套一、圆套二、轴用挡圈、轴承端盖、滚动轴承一、滚动轴承二、丝筒转轴、轴承安装座；所述出丝夹持模块包括出丝导向块、金属套、缓冲套、气缸以及气缸支架；所述模组安装底座固定在整机装备工作台的龙门立柱上，所述模组通过螺钉安装在模组安装底座上，丝筒连接板通过螺钉与模组的滑块相固定；所述电机安装座通过螺钉安装在丝筒连接板上端，所述伺服电机通过螺钉固定在电机安装座上，所述伺服电机输出端与小同步轮过渡配合安装，通过平键传递运动；所述大同步轮与小同步轮通过同步带传递运动，大同步轮安装于丝筒转轴一端，并用轴用挡圈进行轴向固定；所述丝筒转轴与上端的滚动轴承一、下端的滚动轴承二过渡配合安装于轴承安装座内，所述滚动轴承一、滚动轴承二与轴承安装座间隙安装，下端的滚动轴承利用丝筒连接板压紧，上端的滚动轴承通过轴承端盖压紧，所述轴承安装座通过螺钉固定在丝筒连接板上；所述圆套一通过过盈连接方式安装于丝筒转轴的上端，所述圆套二通过过盈连接方式安装于丝筒转轴的下端，所述电极导管放置于圆套一、圆套二内；所述出丝导向块通过螺钉固定于丝筒连接板下端，出丝导向块上的导向孔与丝筒连接板上的出丝孔垂直对中；气缸支架通过螺钉安装于丝筒连接板下端，利用支架两侧的螺母将气缸固定在气缸支架上，在气缸的推杆端部依次装入缓冲套和金属套；气缸与出丝导向块对正安装，使气缸推杆作用于出丝导向块的导向面上。...

【技术特征摘要】
1.一种电火花穿孔加工装备自动换电极机构，其特征在于：所述机构包括储丝模块、出丝夹持模块以及运动模块；所述运动模块包括丝筒连接板、模组、模组安装底座、伺服电机、电机安装座、小同步轮、同步带、大同步轮；所述储丝模块包括电极导管、隔片、圆套一、圆套二、轴用挡圈、轴承端盖、滚动轴承一、滚动轴承二、丝筒转轴、轴承安装座；所述出丝夹持模块包括出丝导向块、金属套、缓冲套、气缸以及气缸支架；所述模组安装底座固定在整机装备工作台的龙门立柱上，所述模组通过螺钉安装在模组安装底座上，丝筒连接板通过螺钉与模组的滑块相固定；所述电机安装座通过螺钉安装在丝筒连接板上端，所述伺服电机通过螺钉固定在电机安装座上，所述伺服电机输出端与小同步轮过渡配合安装，通过平键传递运动；所述大同步轮与小同步轮通过同步带传递运动，大同步轮安装于丝筒转轴一端，并用轴用挡圈进行轴向固定；所述丝筒转轴与上端的滚动轴承一、下端的滚动轴承二过渡配合安装于轴承安...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟浩，王葵葵，李勇，李宝泉，杨锦荣，杨子豪，
申请(专利权)人：清华大学无锡应用技术研究院，无锡微研精微机械技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32