专利名称：一种环件花纹电火花加工专用设备的床体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种专用电火花加工设备，具体涉及一种环件花纹(如轮胎模花纹)电火花加工专用设备的床体。
在电火花加工设备中，如何设计一种适应加工轮胎模的专用设备，一直是许多生产厂商和研究人员关心的问题。我国专利CN 2355838Y公开了一种可倾式轮胎模加工专用电火花成型机，其主要技术方案为一种轮胎模专用电火花加工机，包括床身、回转工作台、与床身固定连接的立柱、滑座、W轴滑动机构、B轴摆动机构以及带Z轴伺服进给机构的主轴头，主轴头下端设有电极夹头，回转工作台可绕中心转轴C轴旋转，回转工作台相对于床身倾斜放置，并且倾角可调；滑座与立柱经W轴滑动机构滑动连接，主轴头与滑座经B轴摆动机构连接。上述解决方案的主要构思是通过工作台倾角的变化与主轴头的上下运动(W轴)和摆动(B轴)相配合，来调整加工电极与工件的相对位置，达到加工轮胎模的目的。但是这种方案存在着下列缺陷1．由于工作台较笨重，在实际使用中工作台倾角调节不方便；2．主轴头只有B轴和W轴两个运动机构，只能作上下运动和摆动，调节自由度少，难以方便地调整电极与工件之间的位置关系；3．这种结构适应于单一规格的轮胎模加工，对于不同规格、类型的轮胎模适应性较差，通用性不好；4．其结构未能实现数控，操作繁杂，容易出错；5．加工时定位精度不够。
本实用新型目的是提供一种环件花纹电火花加工专用设备的床体，工作台斜置固定，倾角不用调节，其电极有合理的调节自由度，能方便地调节电极与工件的相对位置，适应在不同规格的环件上加工各种花纹。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种轮胎模电火花加工专用设备的床体，包括床身、倾斜设置在床身上的回转工作台、与床身固定连接的立柱、滑座、W轴滑动机构、B轴摆动机构以及带Z轴伺服进给机构的主轴头，主轴头下端设有电极夹头，滑座与立柱经W轴滑动机构连接，所述床体还设有横臂、X轴滑动机构和Y轴滑动机构，横臂与滑座经X轴滑动机构连接，横臂与主轴头经B轴摆动机构连接，主轴头与电极夹头经Y轴滑动机构连接；所述倾斜设置的回转工作台的倾角固定。
上述技术方案中，所述“床体”指轮胎模电火花加工专用设备的机械结构部分，对于数控型的轮胎模电火花加工专用设备指除数控装置而外的机械性运动结构，而对手动的轮胎模电火花加工专用设备来说是指设备本身。回转工作台包含一个C轴回转机构，一般为分度盘，C轴为工作台的旋转座标轴，C轴回转机构可以实现数控，也可手动。W轴滑动机构包含推动该机构滑动的丝杠螺母结构，W轴为上下直线运动轴，W轴一般为机动(电机带动)或设置手轮手动。B轴摆动机构包含推动该机构摆动的蜗轮蜗杠结构，B轴为摆动轴。X轴滑动机构和Y轴滑动机构均包含推动该机构滑动的丝杠螺母结构，一般设置手轮手动，也可数控或机动，X轴和Y轴为平面直角坐标轴。
上述技术方案中，所述主轴头与电极夹头之间可以设有一个电极与Z轴平行度的球形调节机构，主轴头至电极夹头由Y轴滑动机构和球形调节机构串联连接构成；所述主轴头与电极夹头之间也可以设有一个电极方位的水平转动调节机构，主轴头至电极夹头由Y轴滑动机构和水平转动调节机构串联连接构成；还可以在所述主轴头与电极夹头之间同时设有一个电极与Z轴平行度的球形调节机构和一个电极方位的水平转动调节机构，主轴头至电极夹头由Y轴滑动机构、球形调节机构和水平转动调节机构串联连接构成，这种方案是最佳实施方案。
上述技术方案中，所述球形调节机构主要由带球面的球轴、设有锥形孔的球座、法兰和至少三组调节定位件组成，球座与法兰相间布置，球轴的一端从球座的锥形孔中伸出，并固定在法兰上，球轴上的球面与球座上的锥形孔配合构成球座相对法兰的活动连接；所述每组调节定位件由一个带锥形头的调节螺钉和一个钢珠组成，朝法兰的球座端面上开有钢珠孔，垂直钢珠孔开有螺钉孔，螺钉孔与钢珠孔连通，钢珠位于钢珠孔的孔口，其顶部与法兰接触，底部与调节螺钉的锥形头接触。所述水平转动调节机构主要由旋转盘、过渡板和调节螺钉组成，旋转盘与过渡板之间为转动连接，过渡板上设有螺钉孔，调节螺钉通过过渡板的螺钉孔将旋转盘固定定位。
本实用新型工作原理是机床的加工运动机构主要包括工作台和主轴头两部分，工作台为回转工作台，可绕中心C轴旋转，回转工作台倾斜设置在床身上，且倾角固定，C轴用于实现工件的转位分度；X轴调整电极与工件在工件径向的位置，Y轴调整电极与工件在工件周向的位置，W轴调整电极与工件在垂直方向的位置，B轴在垂直面内调整电极与工件之间的角度关系，而Z轴完成加工中的电极伺服进给，上述各轴中，通过X轴、Y轴、W轴三个轴构成了电极在三维坐标空间的运动，完成调整电极和工件的相对位置关系，通过B轴调整角度，最后由Z轴完成伺服进给，保证了电火花加工的正常进行；为了保证Z轴伺服进给时电极的角度，设置了球形调节机构和水平转动调节机构，在安装电极后，通过调节球形调节机构保证电极安装方向与Z轴的平行，避免在伺服进给时电极运动轨迹的变化和电极头的倾斜，通过调节水平转动调节机构保证电极与工件在工件加工面内的角度关系，避免加工的轮胎模上花纹的方向偏差。
根据上述原理，在加工工件时，先在电极夹头上安装电极，通过球形调节机构和水平转动机构调节电极的角度，然后通过X轴、Y轴、W轴和B轴调整电极到加工起始位置，用Z轴完成伺服进给加工，完成一次加工后，用C轴实现工件的转位分度，继续进行加工，可以对Z轴和C轴设置数控，从而完成工件的自动转位分度加工，对B轴也可设置数控，以保证加工的定位精度。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、由于本实用新型设置了横臂和X轴滑动机构，主轴头通过横臂可以在X轴方向进行调节，从而改变电极在X轴方向相对与工件的位置，可以适应不同规格大小的轮胎模工件的加工；2、本实用新型通过X轴和B轴的联动来调节电极与工件的相对位置和角度，与现有技术通过工作台的倾角和B轴的联动调节相比，一方面工作台较为笨重，其调节机构较复杂，调节时也不方便，而X轴调节机构简单，调节轻松方便，另一方面X轴和B轴都设置在立柱上，其联动调节较为简便。
3、由于本实用新型在主轴头和电极夹头间设置了Y轴滑动机构，可以调节电极和工件在Y轴方向(工件周向)的相对位置，由于轮胎模加工中粗加工和精加工所用电极不同，精加工中也需使用多个电极，需要多次装夹，Y轴的设置可以调整每次装夹引起的装夹位置误差，也可以补偿不同电极在制造上的误差。
4、由于本实用新型设置了球形调节机构，在安装电极后，通过调节球形调节机构保证电极安装方向与Z轴的平行，避免在伺服进给时电极运动轨迹的变化和电极头的倾斜，另一方面也降低了对电极安装的要求，使电极的安装更为方便。
5、由于本实用新型设置了水平转动调节机构，通过调节水平转动调节机构保证电极与工件在工件加工面内的角度关系，避免加工的轮胎模上花纹的方向偏差，也降低了对电极制备的精度要求。
6、由于本实用新型的结构特点，适合于对C轴、Z轴和B轴进行数控驱动，从而提高了定位精度，并可以自动完成对工件的分度加工，大大提高了工作效率。
附
图1为本实用新型结构示意图；附图2为本实用新型球形调节机构剖视图；附图3为本实用新型水平转动调节机构结构示意图。
其中[1]、床身；[2]、回转工作台；[3]、立柱；[4]、横臂；[5]、B轴摆动机构；[6]、主轴头；[7]、Y轴滑动机构；[8]、球形调节机构；[9]、过渡板；[10]、水平转动调节机构；[11]、电极；[12]、接液斗；[13]、工作液槽；[14]、手轮；[15]、滑座；[16]、电机；[17]、法兰；[18]、球轴；[19]、球座；[20]、钢珠；[21]、调节螺钉；[22]、轴；[23]、旋转盘；[24]、调节螺钉；[25]、悬臂
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一参见附
图1所示，一种轮胎模电火花加工专用设备的床体，由工作台部分、主轴头部分和设置在主轴头[6]下端的电极夹具部分组成，工作台部分包括床身[1]和回转工作台[2]，回转工作台[2]倾斜设置在床身[1]上并且倾角固定，回转工作台[2]包含一个C轴回转机构，本实施例中为分度盘，该分度盘采用数控，在回转工作台[2]下方设有工作液槽[13]，用于在加工中承接工作液，工作液槽[13]上方设有接液斗[12]，用于在加工中局部接盛工作液，保证加工中加工区域充满工作液；主轴头部分包括与床身[1]固定连接的立柱[3]、W轴滑动机构、滑座[15]、X轴滑动机构、横臂[4]、B轴摆动机构[5]、以及带Z轴伺服进给机构的主轴头[6]，滑座[15]与立柱[3]经W轴滑动机构连接，横臂[4]与滑座[15]经X轴滑动机构连接，横臂[4]与主轴头[6]经B轴摆动机构[5]连接，立柱[3]上端设有电机[16]，用于带动W轴滑动机构；电极夹具部分包括一个电极[11]与Z轴平行度的球形调节机构[8]、一个电极[11]方位的水平转动调节机构[10]和电极夹头，电极夹头用于夹持电极[11]；主轴头[6]与电极夹具之间还设有Y轴滑动机构[7]，主轴头[6]与电极夹具经Y轴滑动机构[7]连接，主轴头[6]至电极夹头由Y轴滑动机构[7]、球形调节机构[8]和水平转动调节机构[10]串联连接构成。
上述实施方案中，所述球形调节机构[8]主要由带球面的球轴[18]、设有锥形孔的球座[19]、法兰[17]和均匀分布的四组调节定位件组成，球座[19]与法兰[17]相间布置，球轴[18]的一端从球座[19]的锥形孔中伸出，并固定在法兰[17]上，球轴[18]上的球面与球座[19]上的锥形孔配合构成球座[19]相对法兰[17]的活动连接；所述每组调节定位件由一个带锥形头的调节螺钉[21]和一个钢珠[20]组成，朝法兰[17]的球座[19]端面上开有钢珠孔，垂直钢珠孔开有螺钉孔，螺钉孔与钢珠孔连通，钢珠[20]位于钢珠孔的孔口，其顶部与法兰[17]接触，底部与调节螺钉[21]的锥形头接触。
所述水平转动调节机构[10]主要由旋转盘[23]、过渡板[9]和2个调节螺钉[24]组成，过渡板[9]与旋转盘[23]上下叠合，过渡板[9]上纵向设有孔，旋转盘[23]上对应设有轴[22]，孔与轴[22]配合使旋转盘[23]与过渡板[9]之间在水平面内为转动连接；旋转盘[23]的侧端有一个凸起的悬臂[25]，对应悬臂[25]在过渡板[9]上设有旋转调节腔，悬臂[25]伸入旋转调节腔内，2个调节螺钉[24]分别穿过旋转调节腔的腔壁从前后夹持悬臂[25]，放松和拧紧调节螺钉[24]可以调节旋转盘[23]相对过渡板[9]的转角，实现电极[11]在水平面转动角度；拧紧调节螺钉[24]可以实现旋转盘[23]相对过渡板[9]在水平面的固定定位。
权利要求1.一种环件花纹电火花加工专用设备的床体，包括床身[1]、倾斜固定在床身[1]上的回转工作台[2]、与床身[1]固定连接的立柱[3]、滑座[15]、W轴滑动机构、B轴摆动机构[5]以及带Z轴伺服进给机构的主轴头[6]，主轴头[6]下端设有电极夹头，滑座[15]与立柱[3]经W轴滑动机构连接，其特征在于所述床体还设有横臂[4]、X轴滑动机构和Y轴滑动机构[7]，横臂[4]与滑座[15]经X轴滑动机构连接，横臂[4]与主轴头[6]经B轴摆动机构[5]连接，主轴头[6]与电极夹头经Y轴滑动机构[7]连接；所述倾斜设置的回转工作台[2]的倾角固定。
2.根据权利要求1所述的床体，其特征在于所述主轴头[6]与电极夹头之间还设有一个电极[11]与Z轴平行度的球形调节机构[8]，主轴头[6]至电极夹头由Y轴滑动机构[7]和球形调节机构[8]串联连接构成。
3.根据权利要求1所述的床体，其特征在于所述主轴头[6]与电极夹头之间还设有一个电极[11]方位的水平转动调节机构[10]，主轴头[6]至电极夹头由Y轴滑动机构[7]和水平转动调节机构[10]串联连接构成。
4.根据权利要求1所述的床体，其特征在于所述主轴头[6]与电极夹头之间还设有一个电极[11]与Z轴平行度的球形调节机构[8]和一个电极[11]方位的水平转动调节机构[10]，主轴头[6]至电极夹头由Y轴滑动机构[7]、球形调节机构[8]和水平转动调节机构[10]串联连接构成。
5.根据权利要求2或4所述的床体，其特征在于所述球形调节机构[8]主要由带球面的球轴[18]、设有锥形孔的球座[19]、法兰[17]和至少三组调节定位件组成，球座[19]与法兰[17]相间布置，球轴[18]的一端从球座[19]的锥形孔中伸出，并固定在法兰[17]上，球轴[18]上的球面与球座[19]上的锥形孔配合构成球座[19]相对法兰[17]的活动连接；所述每组调节定位件由一个带锥形头的调节螺钉[21]和一个钢珠[20]组成，朝法兰[17]的球座[19]端面上开有钢珠孔，垂直钢珠孔开有螺钉孔，螺钉孔与钢珠孔连通，钢珠[20]位于钢珠孔的孔口，其顶部与法兰[17]接触，底部与调节螺钉[21]的锥形头接触。
6.根据权利要求3或4所述的床体，其特征在于所述水平转动调节机构[10]主要由旋转盘[23]、过渡板[9]和调节螺钉[24]组成，旋转盘[23]与过渡板[9]之间为转动连接，过渡板[9]上设有螺钉孔，调节螺钉[24]通过过渡板[9]的螺钉孔将旋转盘[23]固定定位。
7.根据权利要求1所述的床体，其特征在于在所述回转工作台[2]下方设有一个固定在床身[1]上的工作液槽[13]。
8.根据权利要求7所述的床体，其特征在于在所述工作液槽[13]的上方设有一个接液斗[12]，接液斗[12]与工作液槽[13]经平行四连杆机构连接。
专利摘要一种环件花纹电火花加工专用设备的床体,包括床身、倾斜设置在床身上的回转工作台、与床身固定连接的立柱、滑座、W轴滑动机构、B轴摆动机构以及带Z轴伺服进给机构的主轴头,主轴头下端设有电极夹头,滑座与立柱经W轴滑动机构连接,其特征在于:所述床体还设有横臂、X轴滑动机构和Y轴滑动机构,横臂与滑座经X轴滑动机构连接,横臂与主轴头经B轴摆动机构连接,主轴头与电极夹头经Y轴滑动机构连接;所述倾斜固定的回转工作台的倾角固定。特点是:工件和电极之间具有适合的调节自由度,从而能方便、准确地调节电极与工件的相对位置,可以有效地在环件上加工花纹。
文档编号B23H1/00GK2413831SQ0021968
公开日2001年1月10日 申请日期2000年3月17日 优先权日2000年3月17日
发明者叶军, 朱红敏, 曹光林 申请人:苏州中特机电科技有限公司