本发明专利技术的电火花加工球坐标三轴主轴头机构，包括Ｃ轴驱动组件，Ｃ轴驱动组件安装在六轴联动电火花加工数控机床的Ｚ轴部件上，Ｃ轴驱动组件向下连有Ｃ轴回转体组件；Ｃ轴回转体组件下端安有Ａ轴摆动体组件，在Ａ轴摆动体组件与Ｃ轴回转体组件接触部位设有过约束结合面Ｊ１和Ｊ２，Ａ轴摆动体组件下端安有Ｂ轴回转体组件，在Ｂ轴回转体组件上轴向固定有电极；在Ｃ轴回转体组件的外侧，对称于Ｃ轴轴线ＬＣ安有Ａ轴驱动组件和Ｂ轴驱动组件；Ａ轴驱动组件依次经过多个齿轮与Ａ轴摆动体组件传动连接；Ｂ轴驱动组件依次经过另外的多个齿轮与Ｂ轴回转体组件传动连接。本发明专利技术球坐标三轴主轴头机构热对称特性、结构紧凑刚性好、工作精度高、灵活性好、防护简单。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电加工机床
，涉及电火花加工数控机床主轴头的功能部件， 具体涉及一种电火花加工球坐标三轴主轴头机构。
技术介绍
电火花加工是利用两极(工具电极和工件电极，一般将工具电极简称为电极，将 工件电极简称为工件)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象对材料进行加工，电火花加 工时，脉冲电源的一极接工具电极，另一极接工件电极，两极均浸入具有一定绝缘度的液 体介质中，液体介质又称工作液，工作液放在工作液槽中。电火花加工时，应使液面高度 (工件表面到工作液面的最小距离)与工作电流相适应，如工作电流< 50A时，液面高度应 ^ 50mm。与工作液直接接触的零、部件应采取防锈防蚀等防护措施。利用成型电极进行电火花加工是模具等空间复杂面加工的一种重要工艺方法，其 优点是加工精度高；可加工任何硬度的金属。缺点是靠电腐蚀蚀除材料，生产效率低；需 要预先制造复杂形状的成型电极，费时、成本高；成型电极重量大。高速切削加工技术在不 断向高速、高精度发展，采用5轴联动的高速铣削已可以精密、高效地进行模具加工。随着 高速切削加工在模具制造中的应用，电加工的地位受到了挑战。但它仍有广泛的应用前景， 例如在深窄小型腔、窄缝、沟糟、拐角、冒孔等加工方面，其他加工方法无法代替。因此高速 切削加工与电火花加工是互补关系而不是替代。首先采用高速切削进行加工，仅将刀具精 铣困难或无法精铣的部位留给电火花加工。这就要求电火花加工向更高精度发展，以满足 工件精度不断提高的需要；同时发展六轴联动电火花加工数控机床，以满足难加工部位的 加工需要。关于利用成型电极进行电火花加工时，需要预先制造复杂形状的成型电极问题， 其解决途径也是发展六轴联动电火花加工数控机床。工件加工表面可以采用成型电极用成 型法进行加工，也可以采用简单形状电极用创成法进行加工。成型法电极形状复杂(形状 与被加工表面形状对应)、尺寸大，但需要的机床运动简单，一般只要三个直线运动或三个 直线运动和一个回转运动；创成法电极形状简单(形状可为圆柱、矩形等)、尺寸小，但需要 的机床运动数量多，空间复杂面加工需要Χ、γ、ζ三个直线运动和A (绕X轴)、Β (绕Y轴)、 C(绕Z轴)三个回转运动。机床上形成工件加工表面的运动可以分配给工具，也可以分配 给工件，电火花加工机床是将工件放置在机床工作液槽中的工作台上，将电极安装在机床 主轴头机构上。从防护简单出发，一般将大部分运动分配给电极；同时因工作液槽重量大， 又装有工作液，不宜有绕水平轴摆动，故绕水平轴摆动的运动应该分配给电极，所以需要防 护简单的安装电极的三轴主轴头机构。难加工部位的加工，为了避免干涉，要求安装电极的三轴主轴头机构结构要非常 紧凑。因此研究开发结构紧凑、精度高、防护简单的电极三轴主轴头机构对六轴联动电火花 加工数控机床的发展具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电火花加工球坐标三轴主轴头机构，为六轴联动电火花 加工数控机床提供一种结构紧凑、精度高、防护简单的三轴主轴头机构功能部件。本专利技术所采用的技术方案是，一种电火花加工球坐标三轴主轴头机构，包括C轴 驱动组件，C轴驱动组件安装在六轴联动电火花加工数控机床的Z轴部件上，在C轴驱动组 件向下连接有C轴回转体组件；在C轴回转体组件的下端安装有A轴摆动体组件，A轴摆动 体组件的下端垂直A轴轴线La安装有B轴回转体组件，B轴回转体组件绕B轴轴线Lb回转， 在B轴回转体组件的轴回转体上轴向固定安装有电极；在C轴回转体组件的外侧，对称于C 轴轴线L。安装有A轴驱动组件和B轴驱动组件；在C轴回转体组件上垂直对称于C轴轴线 Lc分别支承有轴组件a和轴组件b ；在A轴驱动组件的输出轴上安装有固定直齿轮a，在轴 组件a上空套有空套直齿轮a，在轴组件b上空套有空套直齿轮b，空套直齿轮b与A轴摆 动体组件固定连接，A轴驱动组件依次经过固定直齿轮a、空套直齿轮a、空套直齿轮b与A 轴摆动体组件传动连接；在B轴驱动组件的输出轴上安装有固定直齿轮b，在轴组件a上固 定安装有固定直齿轮c，在轴组件b上固定安装有固定直齿轮和固定锥齿轮a，在B轴回转 体组件的回转轴上固定安装有固定锥齿轮b，固定锥齿轮a与固定锥齿轮b同时位于A轴摆 动体组件内腔中，B轴驱动组件依次经过固定直齿轮b、固定直齿轮C、固定直齿轮d、固定锥 齿轮a、固定锥齿轮b与B轴回转体组件传动连接。本专利技术电火花加工球坐标三轴主轴头机构的有益效果是，灵活性好、工作范围大、 上重下轻结构紧凑，适合六轴联动电火花加工数控机床应用；具有热对称特性，减小热变形 对电火花加工加工精度的影响；设置有过约束结合面，结构刚性好，工作精度高；需要防护 的构件少，防护简单。附图说明图1是本专利技术的电火花加工球坐标三轴主轴头机构在六轴联动电火花加工数控 机床上的安装示意图；图2是本专利技术球电火花加工球坐标三轴主轴头机构的结构示意图；图3是本专利技术的电火花加工球坐标三轴主轴头机构的运动功能示意图。图中，1.工作液槽，2.工件，3.工作台，4. Y轴部件，5.床身，6.立柱，7. X轴部件， 8. Z轴部件，9.球坐标三轴主轴头机构，10.电极，9-1. C轴驱动组件，9-2. B轴驱动组件， 9-3.固定直齿轮b，9-4.轴组件a，9-5.固定直齿轮c，9-6.轴组件b，9-7.固定直齿轮d， 9-8. C轴回转体组件，9-9.固定锥齿轮a，9-10.固定锥齿轮b，9-11. B轴回转体组件，9-12. A轴摆动体组件，9-13.空套直齿轮b，9-14.空套直齿轮a，9-15.固定直齿轮a，9_16. A轴 驱动组件，L。为C轴轴线，La为A轴轴线，Lb为B轴轴线，0为C轴轴线L。、A轴轴线LA、B轴 轴线Lb三者的交点。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。如图1，六轴联动电火花加工数控机床由工作液槽1、放置工件2的工作台3、Y轴 部件4、床身5、立柱6、X轴部件7、Z轴部件8连接组成；本专利技术的球坐标三轴主轴头机构94安装在六轴联动电火花加工数控机床的Z轴部件8上。其中的Y轴部件4安装在床身5的 左端上方，工作液槽1安装在Y轴部件4上面，工作台3安装在工作液槽1中，工件2安装 在工作台3上面并浸入工作液槽1中的工作液内，立柱6安装在床身5的右端上方，立柱6 上段左方向左依次设置有X轴运动组件7、Z轴运动组件8、球坐标三轴主轴头机构9，球坐 标三轴主轴头机构9连接有A轴回转体组件，A轴回转体组件与B轴回转体组件连接，在球 坐标三轴主轴头机构9的B轴回转体组件的轴回转轴上安装有电极10。如图2所示，本专利技术的电火花加工球坐标三轴主轴头机构，即球坐标三轴主轴头 机构9的结构是，包括C轴驱动组件9-1，C轴驱动组件9-1安装在六轴联动电火花加工数 控机床的Z轴部件8上，在C轴驱动组件9-1向下连接有C轴回转体组件9-8，由C轴驱动 组件9-1驱动C轴回转体组件9-8绕C轴轴线L。回转；在C轴回转体组件9-8的下端对称于C轴轴线L。设置有钳字形缺口，在C轴回转 体组件9-8的钳字形缺口内安装有A轴摆动体组件9-12，A轴摆动体组件9-12绕A轴轴线 La摆动，在A轴摆动体组件9-12与C轴回转体组件9-8的钳字形缺口内侧的接触部位本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电火花加工球坐标三轴主轴头机构，其特征在于：包括Ｃ轴驱动组件（９－１），Ｃ轴驱动组件（９－１）安装在六轴联动电火花加工数控机床的Ｚ轴部件（８）上，在Ｃ轴驱动组件（９－１）向下连接有Ｃ轴回转体组件（９－８）；在Ｃ轴回转体组件（９－８）的下端安装有Ａ轴摆动体组件（９－１２），Ａ轴摆动体组件（９－１２）的下端垂直Ａ轴轴线Ｌ↓［Ａ］安装有Ｂ轴回转体组件（９－１１），Ｂ轴回转体组件（９－１１）绕Ｂ轴轴线Ｌ↓［Ｂ］回转，在Ｂ轴回转体组件（９－１１）的轴回转体上轴向固定安装有电极（１０）；在Ｃ轴回转体组件（９－８）的外侧，对称于Ｃ轴轴线Ｌ↓［Ｃ］安装有Ａ轴驱动组件（９－１６）和Ｂ轴驱动组件（９－２）；在Ｃ轴回转体组件（９－８）上垂直对称于Ｃ轴轴线Ｌ↓［Ｃ］分别支承有轴组件ａ（９－４）和轴组件ｂ（９－６）；在Ａ轴驱动组件（９－１６）的输出轴上安装有固定直齿轮ａ（９－１５），在轴组件ａ（９－４）上空套有空套直齿轮ａ（９－１４），在轴组件ｂ（９－６）上空套有空套直齿轮ｂ（９－１３），空套直齿轮ｂ（９－１３）与Ａ轴摆动体组件（９－１２）固定连接，Ａ轴驱动组件（９－１６）依次经过固定直齿轮ａ（９－１５）、空套直齿轮ａ（９－１４）、空套直齿轮ｂ（９－１３）与Ａ轴摆动体组件（９－１２）传动连接；在Ｂ轴驱动组件（９－２）的输出轴上安装有固定直齿轮ｂ（９－３），在轴组件ａ（９－４）上固定安装有固定直齿轮ｃ（９－５），在轴组件ｂ（９－６）上固定安装有固定直齿轮（９－７）和固定锥齿轮ａ（９－９），在Ｂ轴回转体组件（９－１１）的回转轴上固定安装有固定锥齿轮ｂ（９－１０），固定锥齿轮ａ（９－９）与固定锥齿轮ｂ（９－１０）同时位于Ａ轴摆动体组件（９－１２）内腔中，Ｂ轴驱动组件（９－２）依次经过固定直齿轮ｂ（９－３）、固定直齿轮ｃ（９－５）、固定直齿轮ｄ（９－７）、固定锥齿轮ａ（９－９）、固定锥齿轮ｂ（９－１０）与Ｂ轴回转体组件（９－１１）传动连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄玉美，刘蜀阳，高峰，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：87
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