数控电解机械复合加工机床制造技术

一种数控电解机械复合加工机床，包括床身、机架、水平工作台、数控双回转工作台、防护箱、主轴头、电主轴、数控系统、脉冲电源、电解液循环装置，以及Ｘ向传动机构、Ｚ向传动机构、Ｙ向传动机构，上述电主轴、脉冲电源、电解液循环装置中的电解液泵、Ｘ向伺服电机、Ｚ向伺服电机、Ｙ向伺服电机、数控双回转工作台的Ｂ回转电机和Ｃ回转电机均由数控系统控制。本发明专利技术通过控制复合阴极和工件阳极的相对运动，可以加工工件复杂的型腔和型面，从而加工出各种形状的工件。通过更换不同的复合阴极和调节不同的加工参数，可以在同一台机床上通过钻孔、铣削、切割、磨削和抛光等加工方式对同一个零件完成粗加工、精加工和表面光整加工，消除了工件重复安装所带来的安装误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于特种加工的数控电解机械复合加工机床。
技术介绍
目前机械制造所使甩的加工可分为传统机械加工和非传统机械加工。非传统加工即特 种加工，实现用软的工具加工硬的工件，主要是采用电、化学、光、声和热等能量来进行 加工，而且加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。在特种加工方法中，电 火花加工精度高，但加工效率低；电解加工的效率高，但加工精度差；电解磨削加工综合 了电解加工效率高和机械磨削加工精度高的优点，但目前只能加工平面和圆柱表面；数控 展成电解磨削加工是利用导电磨轮的母线切削刃相对于被加工零件运动，由磨轮母线运动 所形成的包络面来形成给定的曲面，但目前只能加工直纹展成面，不能加工复杂的型腔和 型面。电解机械复合光整加工技术是一种改善工件表面质量的加工方法，不能改变工件的 宏观尺寸和形状。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种能加工复杂的型腔和型面的数控电解机械复合加工机床。为达到上述目的，本专利技术采取如下技术方案本专利技术包括床身、机架、水平工作台、数控双回转工作台、防护箱、主轴头、电主轴、 数控系统、脉冲电源、电解液循环装置；机架的横梁上设有X向传动机构和X向伺服电机， 主轴头连接在X向传动机构上，主轴头上设有Z向传动机构和Z向伺服电机，上述电主轴 连接在Z向传动机构上，床身上设有Y向传动机构和Y向伺服电机，上述数控双回转工 作台设置在水平工作台上且与Y向传动机构连接，上述防护箱设置在水平工作台上且处于 数控双回转工作台的外部，上述电主轴、脉冲电源、电解液循环装置中的电解液泵、X向 伺服电机、Z向伺服电机、Y向伺服电机、数控双回转工作台的B回转电机和C回转电机 均由数控系统控制，所述电主轴上设有专用阴极夹具，专用阴极夹具的接线柱与上述脉冲 电源的负极导线连接。所述专用阴极夹具具有夹具体，夹具体的下端面上具有轴向盲孔，轴向盲孔的下半 部分是锥形孔，夹具体的中部圆周表面设有环形进液槽，进液槽底面上设有均匀分布的且 通向轴向盲孔的径向进液孔，夹具体中部外周设有动配合的导电体，导电体内壁上设有环 形水银槽，水银槽内填充有水银形成接触夹具体的水银圈，导电体上设有与夹具体进液槽 相通的进液孔，夹具体的锥形孔内设有顶部是锥形的弹簧夹套，夹具体的下部螺纹部分设 有夹紧螺母，夹紧螺母的底部设有阴极穿出孔。所述x向传动机构具有X向滚珠丝杆传动副，X向滚珠丝杆传动副中的滚珠丝杆由一对固定在横梁上的轴承支撑，滚珠丝杆一端由联轴节与所述x向伺服电机连接，所述主轴头与X向滚珠丝杆传动副中的螺母连接并沿横梁上的导轨移动。所述z向传动机构具有z向滚珠丝杆传动副，z向滚珠丝杆传动副中的滚珠丝杆由一 对固定在主轴头上的轴承支撑，上述滚珠丝杆一端由联轴节与所述z向伺服电机连接，所述电主轴与z向滚珠丝杆传动副的螺母连接并沿主轴头上的导轨移动。所述Y向传动机构具有Y向滚珠丝杆传动副，Y向滚珠丝杆传动副中的滚珠丝杆由一对固定在床身上的轴承支撑，Y向滚珠丝杆传动副中的滚珠丝杆一端由联轴节与所述Y向伺服电机连接，所述水平工作台与Y向滚珠丝杆传动副的螺母连接并沿床身上的导轨移动。 所述电解液循环装置包括电解液箱，所述电解液泵连接在电解液箱与专用阴极夹具的电解液接口之间的管道上，电解液箱设有温度控制器。所述电解液泵、脉冲电源、X向伺服电机、Z向伺服电机、Y向伺服电机以及双数控回转工作台的B回转电机、C回转电机均由数控系统控制，此外数控系统通过伺服控制器控制电主轴转速。连接专用阴极夹具的接线柱与脉冲电源的负极之间的导线上连接有高精度小电阻。 所述X向伺服电机、Z向伺服电机、Y向伺服电机以及双数控回转工作台的回转电机、 C回转电机均采用交流伺服电机。所述专用阴极夹具的导电体的进液孔连接有水嘴。 本专利技术具有如下积极效果1、 本专利技术是利用电化学阳极溶解和机械磨削复合加工的原理加工各种导电材料工件， 由电主轴带动专用阴极夹具旋转阴极作主运动，通过电主轴的X向(左右)运动和Z向(上下)运动，工件阳极的Y向(前后)运动和工件阳极的两回转运动，控制复合阴极和 工件阳极的相对运动，在加工过程中，不断改变复合阴极与工件阳极的运动相对位置，就 可以加工工件复杂的型腔和型面，从而加工出各种形状的工件。2、 本专利技术通过更换不同的复合阴极和调节不同的加工参数，可以在同一台机床上通过钻孔、铣削、切割、磨削和抛光等加工方式对同一个零件完成粗加工、精加工和表面光整 加工，消除了工件重复安装所带来的安装误差。3、 本专利技术由于采用既能保证电解加工间隙又能确保复合阴极与工件阳极接触的加工方 式，加工精度比数控电解加工高。4、 本专利技术的加工主要不是依靠机械切削力来去除金属，所以用这种方法加工出来的 工件的表面，不仅粗糙度很低，而且表面无机械划痕，没有加工硬化层、变质层、残余应 力以及常规磨削易出现的烧伤等缺陷。从加工原理上讲，机械磨削表面微观呈尖峰状，而 数控电解机械复合光整加工的表面表现为平顶状，这种表面具有较高的支承能力，作为摩 擦表面时，具有比机械加工好的摩擦、磨损特性，这种表面还具有耐腐蚀、抗介质粘附的 优点，所以加工质量好。5、 本专利技术通过控制脉冲电化学作用的电参数，就可实现对加工过程的控制，所以容 易实现自动控制。6、 本专利技术的专用阴极夹具在夹具体外部设有能作相对转动的导电体，导电体起导电和 电解液喷嘴作用，实现电解液内喷，简化了结构。专用阴极夹具设置弹簧夹套夹紧阴极， 由夹紧螺母固定弹簧夹套，所以专用阴极夹具能牢靠连接阴极。专用阴极夹具的导电体与 夹具体之间设有水银带，既不影响导电体与夹具体之间的相对转动，又能保证导电体与夹 具体之间良好的电传导性能。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本专利技术 作进一步详细的说明，其中图1是本专利技术机床的结构示意图；图2是专用阴极夹具的结构示意图；图3是控制示意图。，具体实施方式附图所示的实施例包括床身2、机架3、水平工作台16、数控双回转工作台ll、防护 箱8、主轴头6、电主轴9、数控系统21、脉冲电源17、电解液循环装置18。 机架3为龙门架结构，机架3包括立柱3-l和横梁3-2。所述机架3的横梁3-2上设有X向传动机构4和X向伺服电机5,所述主轴头6连接 在X向传动机构4上。X向传动机构4具有X向滚珠丝杆传动副，X向滚珠丝杆传动副中的滚珠丝杆4-1由一对固定在横梁3-2上的轴承4-2支撑，滚珠丝杆4-1 一端由联轴节4-3 与所述X向伺服电机5连接，所述主轴头6与X向滚珠丝杆传动副中的螺母4-4连接并沿 横梁3-2上的导轨左右移动。所述主轴头6上设有Z向传动机构和Z向伺服电机7，电主轴9连接在Z向传动机构 上。Z向传动机构具有Z向滚珠丝杆传动副(图中未显示，可参考X向传动机构)，Z向 滚珠丝杆传动副中的滚珠丝杆由一对固定在主轴头6上的轴承支撑，上述滚珠丝杆一端由 联轴节与所述Z向伺服电机7连接，所述电主轴9与Z向滚珠丝杆传动副的螺母连接并沿 主轴头6上的导轨上下移动。上述电主轴9与主轴头6绝缘。所述床身2上设有Y向传动机构和Y向伺服电机15，上述数控双回转工作台11设置 在水平工作台16上且与Y向传动机构连接。所述Y向传动机构具有Y向滚珠丝杆传动副 (图中未显示，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
数控电解机械复合加工机床，其特征在于：它包括床身（２）、机架（３）、水平工作台（１６）、数控双回转工作台（１１）、防护箱（８）、主轴头（６）、电主轴（９）、数控系统（２１）、脉冲电源（１７）、电解液循环装置（１８）；机架（３）的横梁（３－２）上设有Ｘ向传动机构（４）和Ｘ向伺服电机（５），上述主轴头（６）连接在Ｘ向传动机构（４）上，主轴头（６）上设有Ｚ向传动机构和Ｚ向伺服电机（７），上述电主轴（９）连接在Ｚ向传动机构上，床身（２）上设有Ｙ向传动机构和Ｙ向伺服电机（１５），上述数控双回转工作台（１１）设置在水平工作台（１６）上且与Ｙ向传动机构连接，上述防护箱（８）设置在水平工作台（１６）上且处于数控双回转工作台（１１）的外部，上述电主轴（９）、脉冲电源（１７）、电解液循环装置（１８）中的电解液泵（１８－２）、Ｘ向伺服电机（５）、Ｚ向伺服电机（７）、Ｙ向伺服电机（１５）、数控双回转工作台的Ｂ回转电机（１３）和Ｃ回转电机（１４）均由数控系统（２１）控制，所述电主轴（９）上设有专用阴极夹具（１），专用阴极夹具（１）的接线柱与上述脉冲电源（１７）的负极导线连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：干为民，褚辉生，过军，许泽刚，徐宏力，徐家文，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]