集束成形电极的数字化制备装置及其制备方法制造方法及图纸

一种电火花加工用成形电极技术领域的集束成形电极的数字化制备装置及其制备方法，包括：定位顶针、电极单元、夹持装置、束廓装置、定位材料、排料装置、支架及夹具接口；本方法通过将待制造电极的端面轮廓和型面轮廓进行离散化处理后，驱动机床工作台面及主轴构建出目标型面的离散型面。本发明专利技术可以方便、实用、可靠地实现制备具有任意目标三维型面端面的集束成形电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种电火花加工用成形电极
的装置及制备方法，具体是 一种。
技术介绍
电火花加工是一种广泛应用于航空、航天、汽车、电子、模具、轻工等行业的特种加 工技术，它是基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多 余金属，以达到零件预定尺寸、形状及表面质量的加工方法，具有宏观作用力小，非接触加 工等特点，特别适合难加工材料及复杂形状零件的加工。其中具有复杂形状型面的零件通 常采用成形电极进行加工，传统成形电极存在真诸多不足，如1、由于电极形状复杂，且轮 廓随工件的不同而变化，不利于批量加工，制作过程需要较多的工时，加工设备昂贵，对加 工人员的工艺水平也有较高要求；2、电极制作过程中需要去除相当一部分材料，且电极损 耗到一定程度就必须更换，重复利用率低，浪费资源和能源，不符合绿色制造的趋势；3、成 型加工时需要制作多个电极用于更换，由于每个电极制作成本高，造成电极成本占整个加 工费用的一半左右；4、每个成型电极每次只能有一路电源击穿放电，加上放电脉间的存在， 使其单位时间内材料去除率不高；5、成型电极面积增大时，电极间的寄生电容也增大，使得 每个脉冲放电能量增大，降低了加工表面的质量；6、传统电火花加工的工作液只能从电极 的旁侧间隙进入加工区域，需要选用合适的加工间隙及参数甚至需要经常有抬起电极的动 作以利于排屑，降低加工效率。这些现有技术中的不足和缺陷充分表明，降低电火花成形加工电极的制作时间， 降低成形电极制作成本及难度，实现成形加工电极的批量化生产，提高电极材料的利用率， 提高加工效率和速度是大大提高电火花加工的市场竞争力的必要手段。经过对现有技术的检索发现，中国专利号为ZL200510024579. 6，授权公告日 2007-6-13，记载了一种“可内冲液式电火花加工集束成型电极”，该专利的技术简述为一 种属于特种加工
的可内冲液式电火花加工集束成型电极，本专利技术包括电极单元 和电极基座，电极基座的底端固定，并支撑电极单元的组合体，所述的电极单元是棒状物 体，所述的电极基座包括电极夹具接口、基座本体、夹持模块，基座本体的开口端连接夹持 模块，电极夹具接口底部与基座本体为一体式或者为可拆分式，当电极夹具接口底部与基 座本体为可拆分式时，电极夹具接口与基座本体的封闭端通过螺纹连接或配合连接，电极 夹具接口底部插入并固定在基座本体。但是该现有技术仅概念性的介绍了集束电极的结构 特征，没有给出如何实现制备具有目标复杂三维端面型面集束电极的具体方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种集束成形电极的数字化制备装置 及其制备方法，可以方便、实用、可靠地实现制备具有任意目标三维型面端面的集束成形电 极。4本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术涉及一种集束成形电极的数字化制备装置，定位顶针、电极单元、紧固喉 箍、电极夹套、束廓装置、定位材料、排料装置、支架及夹具接口，其中定位顶针与机床主轴 相连，紧固喉箍与电极夹套连接，电极夹套与支架上端环箍连接，在集束电极数字化定位过 程后在集束电极非电火花加工端面一端与夹具接口连接，定位材料嵌套于束廓装置内部， 支架的上端与电极夹套连接，下端与排料装置以及机床工作台面相顶触，电极夹具接口分 别与电极夹套和机床主轴相连接，排料装置与定位材料顶触的一侧设有网状结构。所述的定位顶针为变直径柱面结构，其中直径较大一端与机床主轴相连，另一端 位于电极单元端面的轮廓内，用于顶触进给目标电极单元。所述的紧固喉箍为开口环形夹套结构，在紧固喉箍的开口端设有螺栓接口和对应 螺栓，通过旋进螺栓可实现环形夹套的径向收紧。所述的电极夹套的内侧轮廓与待制备集束电极的电极单元组合体相匹配，该内侧 轮廓的外侧中间段位外六角结构，电极夹套的两端沿圆周方向均勻设置收缩槽。所述的束廓装置为中空环状结构，该束廓装置的内侧轮廓与待制备的集束电极的 外轮廓相匹配以实现对电极单元的过滤，束廓装置的外侧一端设有螺纹结构，另一端呈正 六边形轮廓。所述的排料装置一端设有内螺纹，另一端设有开口型腔，排料装置的外侧一端为 正六边形结构，其另一端为设有螺纹。所述的支架的上端设有带内螺纹结构的环箍，用于与电极夹套的连接，支架的下 端底面设有螺纹凹槽结构，用于固定排料装置，在环箍及底面之间通过三个呈120度夹角 的肋连接。本专利技术涉及上述装置的数字化制备集束成形电极的方法，包括以下步骤第一步、将待制造电极的端面轮廓和型面轮廓进行离散化处理，获得端面轮廓和 型面轮廓的离散空间坐标值；第二步、通过紧固喉箍收紧电极夹套来夹持、构建电极单元组合体，电极夹套通过 与支架的上端环箍相连实现对电极单元组合体的整体定位，然后将电极单元组合体的待成 形端面一端与处于束廓装置内的定位材料顶触，定位材料另一端面与排料装置顶触，排料 装置与支架的下端底面连接，支架的下端底面与机床工作台面连接；第三步、将定位顶针的大柱面端与机床主轴连接，松开紧固喉箍使电极单元完全 通过定位材料来完成轴向定位，顶针端与需要定位的对象电极单元相顶触，根据第一步获 得的离散空间坐标值驱动机床工作台面及主轴进行运动，实现定位顶针对相关电极单元定 位到对应空间坐标值位置，并通过定位材料对以定位好的电极单元保持定位位置，当完成 对所有电极单元的空间定位后，电极单元组合体构建出目标型面的离散型面；第四步、变换电极夹套收紧位置，采用另一紧固喉箍收紧电极夹套另一端，并松开 原收紧端，利用电极夹套原夹紧端螺纹与夹具接口连接，实现目标型面集束成形电极的数 字化制备。所述的离散化处理是指将成形电极连续端面型面通过三维坐标数字化后以电极 单元端面轮廓为单元进行逼近，并用由这些电极单元的端面共同构建的近似型面来代替原 连续型面，从而实现对连续型面的离散化处理。本专利技术的有益效果包括充分发挥了集束电极将具有整体式复杂三维型面的成形 电极离散化为由大量棒状电极单元集束而成的电极制备特点，通过CAD软件将所要制备的 电极型面以构建集束电极的电极单元端面轮廓为单元进行离散化，并获得一组电极型面离 散单元对应的空间坐标值，按照这组坐标值驱动机床主轴及工作台来实现定位顶针及电极 单元组合体的联动进给，通过定位顶针对对应电极单元的目标顶触进给，使对应电极单元 的工作端面进给到相应空间坐标，利用这种数字化的制备手段，方便、简洁地实现了具有任 意目标三维型面的集束成形电极的制备。这种数字化制备集束成形电极的方法充分展现了 集束电极在降低电火花成形加工的电极制备时间，降低成形电极制作成本及制作难度方面 的优势。附图说明图1为集束成形电极数字化制备方法的机床作业示意图。图2为集束成形电极数字化制备方法实施装置的立体分解示意图。图3为数字化制备的集束成形电极示意图。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施 例。本实施例将制备具有IOmm轴向深度、Φ 22. 5mm的柱面加工轮廓及半径16mm深度 5mm的球罐端面型面的集束成形电极。如图1-图3所示，本实施例包括定位顶针1、电极单元2、紧固喉箍3、电极夹套 4、束廓装置5、定位材料6、排料装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集束成形电极数字化制备装置，包括：定位顶针、电极单元、紧固喉箍、电极夹套、束廓装置、定位材料、排料装置、支架及夹具接口，其中：定位顶针与机床主轴相连，紧固喉箍与电极夹套连接，电极夹套与支架上端环箍连接，在集束电极数字化定位过程后在集束电极非电火花加工端面一端与夹具接口连接，定位材料嵌套于束廓装置内部，支架的上端与电极夹套连接，下端与排料装置以及机床工作台面相顶触，电极夹具接口分别与电极夹套和机床主轴相连接，排料装置与定位材料顶触的一侧设有网状结构。

【技术特征摘要】
一种集束成形电极数字化制备装置，包括定位顶针、电极单元、紧固喉箍、电极夹套、束廓装置、定位材料、排料装置、支架及夹具接口，其中定位顶针与机床主轴相连，紧固喉箍与电极夹套连接，电极夹套与支架上端环箍连接，在集束电极数字化定位过程后在集束电极非电火花加工端面一端与夹具接口连接，定位材料嵌套于束廓装置内部，支架的上端与电极夹套连接，下端与排料装置以及机床工作台面相顶触，电极夹具接口分别与电极夹套和机床主轴相连接，排料装置与定位材料顶触的一侧设有网状结构。2.根据权利要求1所述的集束成形电极数字化制备装置，其特征是，所述的定位顶针 为变直径柱面结构，其中直径较大一端与机床主轴相连，另一端位于电极单元端面的轮廓 内，用于顶触进给目标电极单元。3.根据权利要求1所述的集束成形电极数字化制备装置，其特征是，所述的紧固喉箍 为开口环形夹套结构，在紧固喉箍的开口端设有螺栓接口和对应螺栓，通过旋进螺栓可实 现环形夹套的径向收紧。4.根据权利要求1所述的集束成形电极数字化制备装置，其特征是，所述的电极夹套 的内侧轮廓与待制备集束电极的电极单元组合体相匹配，该内侧轮廓的外侧中间段位外六 角结构，电极夹套的两端沿圆周方向均勻设置收缩槽。5.根据权利要求1所述的集束成形电极数字化制备装置，其特征是，所述的束廓装置 为中空环状结构，该束廓装置的内侧轮廓与待制备的集束电极的外轮廓相匹配以实现对电 极单元的过滤，束廓装置的外侧一端设有螺纹结构，另一端呈正六边形轮廓。6.根据权利要求1所述的集束成形电极数字化制备装置，其特征是，所述的排料装置 一端设有内螺纹，另一端设有开口型腔，排料装置的外侧一端为正六边形结构，其另一端为 设有螺纹。7.根据权利要求1所述的集束成形电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵万生，李磊，顾琳，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]