一种可调式电火花电极组件的制作方法

本实用新型涉及一种可调式电火花电极组件。

背景技术：

电火花是一种加工工艺，主要是利用具有特定几何形状的放电电极在金属（导电）部件上加工出电极的几何形状。电火花加工是在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。

现有技术中存在需要在工件孔壁上加工盲孔的情况，如图1所示，工件的第一阀孔102和第二阀孔103的轴线平行，该零件需要在第二阀孔103的孔壁上加工与第一阀孔连通的孔壁槽101孔壁槽孔壁槽，孔壁槽101的深度方向垂直于第一、第二阀孔的轴线延伸方向孔壁槽，简要结构具体如图2所示。由于壳体零件毛坯要求为铝合金锻件，孔壁槽由过程加工完成，依据切削加工原理进行分析，该孔壁槽如果不采用3d打印或铸造工艺而采用机械加工工艺时，只能选择电火花工艺加工。

针对上述孔壁槽1的加工，现有技术中存在两种方案，其中，方案a如图3所示，该方案采用与孔壁槽宽度相等、且长度尺寸与孔壁槽的深度尺寸适配的电极头来加工孔壁槽，将电极头放入第二阀孔中时，只需沿孔壁槽深度方向进行加工即可，但是该电极头加工的孔壁槽的尺寸较小，一旦要加工的孔壁槽的深度尺寸比电极头的长度尺寸大时，采用该方案就无法达到加工要求。方案b如图4所示，该方案采用宽度比孔壁槽1宽度小、长度尺寸比方案a中电极头尺寸稍长的电极头来加工孔壁槽，该方案的电极头长度有所增加，但是其适用的孔壁槽的深度仍然难以超过电极头自身的长度，适用范围仍然较小。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可调式电火花电极组件，以解决现有技术中电火花的电极头加工的孔壁槽深度较小，使其适用范围较小的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型可调式电火花电极组件的技术方案是：

可调式电火花电极组件包括：

电极座；

支承杆，沿上下方向延伸，下端固定在电极座上，上端用于与电火花机床连接，用于插装至待加工孔内；

电极头，沿垂直于支承杆延伸方向导向移动装配在电极座上，用于在待加工孔的孔壁上沿垂直于待加工孔中心轴线方向上加工孔壁槽；

电极头上设有沿其导向移动方向延伸的齿条，电极座上转动装配有与齿条啮合传动的齿轮，齿轮的轴线与支承杆的轴线平行，齿轮顶部设有用于与插入待加工孔内的齿轮调节工具插配并与齿轮调节工具止转配合以通过旋拧齿轮调节工具驱动齿轮转动的调节结构；

螺纹紧固件，安装在电极座上，螺纹紧固件顶部设有供紧固件调节工具插配并与紧固件调节工具止转配合以通过旋拧紧固件调节工具使电极头与电极座紧固的连接结构。

本实用新型的有益效果是：可调式电火花电极组件在使用时，对于孔口小而内部空间大的情况，在需要加工深度较大的孔壁槽时，整体插入待加工孔中后，通过齿轮调节工具与电极头上的调节结构配合，旋拧齿轮调节工具以驱动齿轮和齿条啮合传动，进而带动电极头伸长，在调节到位后，利用紧固件调节工具与螺纹紧固件上的连接结构配合，通过旋拧紧固件调节工具使电极头与电极座紧固，然后将支承杆与电火花机床固定即可进行加工。对于轴向等径的待加工孔，可以在加工一定深度后，将电极头退回，然后再利用齿轮调节工具和紧固件调节工具对电极头进行调节并紧固，然后继续进行加工。电极头在齿轮调节工具的驱动下，通过齿轮传动的形式相对电极座导向移动，也即电极头能够伸长，从能够加工出较长尺寸的孔壁槽，提高了可调式电火花电极组件的适用范围。

进一步地，所述电极座、齿轮和螺纹紧固件的高度均小于电极头最高位置处的高度。

有益效果：能够避免在电火花加工时，电极座、齿轮和螺纹紧固件与待加工孔的孔壁之间发生干涉。

进一步地，所述支承杆、螺纹紧固件、齿轮在加工孔壁槽时在电极头向孔壁槽内移动的方向上自后向前依次布置。

有益效果：能够最大化的调节电极头的移动距离，从而使加工的孔壁槽的尺寸范围更广。

进一步地，所述齿轮底部垂直连接有连接杆，连接杆转动装配在电极座上。

有益效果：齿轮通过连接杆转动装配在电极座上，结构简单，便于齿轮的装配，无需在电极座上设置专门安装齿轮的结构。

进一步地，所述齿轮上设有供齿轮调节工具插配的齿轮调节工具配合盲孔，齿轮调节工具配合盲孔形成所述调节结构，和/或螺纹紧固件上设有供紧固件调节工具插配的紧固件调节工具配合盲孔，紧固件调节工具配合盲孔形成所述连接结构。

有益效果：在齿轮顶部设置齿轮调节工具配合盲孔，便于齿轮调节工具对齿轮的调节，进而便于对电极头的移动进行调节；在螺纹紧固件上设置紧固件调节工具配合盲孔，便于紧固件调节工具对紧固件的调节，进而便于实现电极头和电极座之间的紧固。

进一步地，所述可调式电火花电极组件还包括固定在支承杆上的导向块，导向块上设有供齿轮调节工具穿入并与齿轮调节工具配合盲孔同轴的齿轮调节工具导向孔，和/或导向块上设有供紧固件调节工具穿入并与紧固件调节工具配合盲孔同轴的紧固件调节工具导向孔。

有益效果：齿轮调节工具导向孔对齿轮调节工具起导向作用，由于齿轮调节工具导向孔与齿轮调节工具配合盲孔同轴，保证齿轮调节工具能够一次穿过齿轮调节工具导向孔和齿轮调节工具配合盲孔，无需反复调节；同理，设置紧固件调节工具导向孔也无需对紧固件调节工具反复调节，使操作人员操作更便捷。

进一步地，齿轮上设有供齿轮调节工具插配的齿轮调节工具配合盲孔，螺纹紧固件上设有供紧固件调节工具插配的紧固件调节工具配合盲孔，齿轮调节工具配合盲孔与紧固件调节工具配合盲孔的尺寸相同。

有益效果：在调节齿轮和螺纹紧固件时，能够共用一套调节工具，无需额外使用其他调节工具，节省成本。

进一步地，所述电极头整体呈u形，包括两个平行部分和与两平行部分连接的中间连接部分，电极头的u形开口朝向支承杆，所述齿轮设置在其中一个平行部分上，齿条装配在两平行部分之间。

有益效果：电极头呈u形，结构简单，u形电极头的两平行部分之间形成用于安装齿轮和齿条的安装空间，简化了安装结构。

进一步地，所述电极座相背的两侧面处于两平行部分之间，并与电极头导向移动。

有益效果：无需设置额外的导向结构，仅靠电极座便能实现导向，结构简单。

进一步地，所述可调式电火花电极组件还包括同时穿过电极头和电极座用于对电极头的移动进行限位的限位销，电极头和电极座上均设有供限位销穿过的限位销穿孔，电极头和电极座中至少一个上的限位销穿孔为长孔。

有益效果：限位销对电极头的移动起一定的限位作用，能够避免齿轮调节工具过度调节电极头，同时限位销可以带在电极头和电极座上，调节电极头时无需取下，保证了可调式电火花电极组件的完整性以及调整的方便性。

附图说明

图1为现有技术中所需要加工孔壁槽的壳体工件的剖视图；

图2为图1中需要加工孔壁槽位置的示意图；

图3为采取方案a加工图2中孔壁槽的示意图；

图4为采取方案b加工图2中孔壁槽的示意图；

图5为本实用新型的可调式电火花电极组件的结构示意图；

图6为图5的a-a剖视图；

图7为图5的b-b剖视图；

图8为图5的c-c剖视图；

图9为图5中电极头的主视剖视图；

图10为图5中电极头的俯视图；

图11为图5中电极座的主视剖视图；

图12为图5中电极座的俯视图；

图13为图5中紧固螺钉的半剖图；

图14为图5中齿轮组件的半剖图；

图15为图5中导向块的半剖图；

图16为图5中导向块的俯视图；

图17为本实用新型的可调式电火花电极组件所使用的调节杆的结构示意图；

图18为与图17中的调节杆配合使用的扳手的结构示意图。

附图标记说明：1-电极头，2-电极座，3-齿轮，4-齿条，5-紧固螺钉，6-支承杆，7-导向块，8-中间连接部分，9-平行部分，10-圆柱销，11-长孔，12-限位销，13-齿轮调节工具配合盲孔，14-齿轮调节工具导向孔，15-紧固件调节工具配合盲孔，16-紧固件调节工具导向孔，17-螺纹配合孔，18-连接杆，19-支承杆插孔，20-销孔，21-螺纹孔，22-调节杆，23-六方柱段，24-圆柱杆段，25-支承杆穿孔，26-扳手，27-卡槽，101-孔壁槽，102-第一阀孔，103-第二阀孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的可调式电火花电极组件的具体实施例；

可调式电火花电极组件主要用来在工件孔壁上加工孔壁槽，本实施例中主要针对图1所示的工件，加工图2中的孔壁槽101。

本实施例中的可调式电火花电极组件如图5、图6、图7和图8所示，其包括电极座2、电极头1、导向块7、和支承杆6。其中，电极头1通过齿轮齿条传动的形式沿前后方向导向移动装配在电极座2上；支承杆6沿上下方向延伸，其下端插入电极座2中，上端用于与电火花机床连接。

具体地，电极头1的结构如图9和图10所示，电极头1整体呈u形，u形开口朝向支承杆6，电极头1包括两个平行间隔布置的平行部分9和垂直连接在两平行部分9前端的中间连接部分8，中间连接部分8的高度高于平行部分9的高度，其中一个平行部分9的内壁面上设有沿前后方向延伸的齿条4。

可调式电火花电极组件还包括设置在两个平行部分9之间的齿轮组件，齿轮组件的结构如图14所示，包括用于与齿条4啮合传动的齿轮3和垂直连接在齿轮3中心的连接杆18。齿轮3的轴线沿上下方向延伸，连接杆18为外周具有螺纹的螺纹杆，齿轮3顶部设有供齿轮调节工具插配并与齿轮调节工具止转配合的调节结构，调节结构为设置在齿轮3中心的齿轮调节工具配合盲孔13，且齿轮调节工具配合盲孔13为六方孔。

电极座2的结构如图11和图12所示，电极座2的高度小于电极头1上中间连接部分8的高度，电极座2上设有与连接杆18螺纹配合的螺纹孔21，连接杆18旋装在螺纹孔21中以将齿轮3转动装配在电极座2上。此时，齿轮3的高度仍小于电极头1上中间连接部分8的高度，且齿轮3与电极座2相对平行设置，通过齿轮调节工具插装到齿轮调节工具配合盲孔13中，旋拧齿轮调节工具，调节连接杆18与螺纹孔21的配合长度，同时驱动齿轮3和齿条4啮合传动，从而使电极头1相对电极座2在前后方向上移动。电极座2上设有供支承杆6插装的支承杆插孔19和用于将支承杆6定位固定的两个销孔20，两销孔20沿上下方向平行间隔布置且两销孔20的轴线垂直于支承杆插孔19的轴线，支承杆6的下端插入支承杆插孔19中，并用两个圆柱销10对应插装在两销孔20中将支承杆18固定在电极座2上。电极座2的相背两侧面位于两平行部分9之间，仅靠电极座2与电极头1实现导向移动配合，无需设置额外的导向结构。

可调式电火花电极组件还包括用于将电极头1和电极座2紧固的螺纹紧固件，电极座2上设有与螺纹紧固件配合的螺纹配合孔17，螺纹紧固件与螺纹配合孔17配合后的高度小于中间连接部分8的高度。螺纹紧固件设置在齿轮3和支承杆6之间，以使支承杆6、螺纹紧固件、齿轮3在加工孔壁槽时在电极头1向孔壁槽内移动的方向上自后向前依次布置。这样一来，能够最大范围的调整电极头的移动距离，从而提高槽壁孔的加工深度。本实施例中，螺纹紧固件为紧固螺钉5，其结构如图13所示，紧固螺钉5顶部设有供紧固件调节工具插配且与紧固件调节工具止转配合的连接结构，连接结构为设置在紧固螺钉5中心位置的紧固件调节工具配合盲孔15，并且紧固件调节工具配合盲孔15为六方孔。利用紧固件调节工具插装至紧固件调节工具配合盲孔15中并旋拧紧固件调节工具，可将电极座2与电极头1紧固。

本实施例中，齿轮调节工具配合盲孔与紧固件调节工具配合盲孔的尺寸相同，这样一来，在调节齿轮和紧固螺钉5时，可以共用一套调节工具，节省成本。

可调式电火花电极组件还包括固定在支承杆上的导向块7，导向块7的结构如图15和图16所示，导向块上设有供支承杆穿6过的支承杆穿孔25，在垂直于支承杆穿孔25的轴线方向通过圆柱销将支承杆6和导向块7定位固定。导向块7上还设有供齿轮调节工具穿入并与齿轮调节工具配合盲孔13同轴的齿轮调节工具导向孔14，导向块7上还设有供紧固件调节工具穿入并与紧固件调节工具配合盲孔15同轴的紧固件调节工具导向孔16。齿轮调节工具导向孔14和紧固件调节工具导向孔16平行间隔布置，且两者的孔径尺寸相同，都等于齿轮调节工具配合盲孔13和紧固件调节工具配合盲孔15的尺寸。

共用的调节工具如图17所示，为一调节工具杆22，包括中间的圆柱杆段24和位于圆柱杆段24两端的六方柱段23，六方柱段23的横截面尺寸与齿轮调节工具配合盲孔13和紧固件调节工具配合盲孔15的尺寸相同。使用时，与图18中的扳手配合使用，扳手26上设有与六方柱段23止转配合的卡槽27，通过卡槽卡住六方柱段23，然后转动扳手即可。

可调式电火花电极组件还包括同时穿装在电极头1和电极座2上的限位销12，限位销12用于对电极头1的移动进行限位，电极头1和电极座2上均设有供限位销12穿入的限位销穿孔。电极头1上的限位销穿孔为设置在电极头另一个平行部分上的沿前后方向延伸的长孔11，长孔11在前后方向上的长度为电极头在前后方向上移动的最远距离。当电极头损耗后，可修磨延长长孔来弥补电极头的移动量。

在待加工孔中加工孔壁槽前，先将上述各部件组装，组装好后整体插装入待加工孔中。对于孔口小而内部空间大的待加工孔，将可调式电火花电极组件整体插入待加工孔中后，可以通过调节杆22同时插入紧固件调节工具导向孔16和紧固件调节工具配合盲孔15中，利用扳手26转动调节杆22解除电极头1和电极座2之间的紧固，然后将调节杆22拔出，并穿入齿轮调节工具导向孔14和齿轮调节工具配合盲孔13中，利用扳手26转动调节杆22，驱使齿轮齿条啮合传动，带动电极头向前伸长，待电极头的移动长度调节完成后，利用调节杆22调节紧固螺钉5使电极头和电极座紧固，最后将支承杆6的上端与电火花机床夹头连接，即可进行电火花作业，作业完成后，通过反向操作，即可将可调式电火花电极组件取出。此种情况下，可直接在待加工孔中将电极头调节至其移动的极限位置处。

对于轴向等径的待加工孔，可先通过电极头加工一定深度后，将电极头退回，然后再通过调节杆22调节齿轮，使电极头移动一定距离，电极头调节完成后，通过紧固螺钉紧固，然后继续进行电火花加工。该过程可以重复，直至加工出所需要的孔壁槽。此种情况适用于在待加工孔中不能将电极头一次就调节至其移动的极限位置的情况。

无论上述哪种情况，本实用新型的可调式电火花电极组件能够加工出深度较大的孔壁槽，适用范围大，同时电极头的刚度能得到保证，加工效率也得到提高。

上述实施例中，通过设置导向块，便于调节杆一次性插入到齿轮调节工具配合盲孔或紧固件调节工具配合盲孔中；在其他实施例中，也可以不设置导向块，此时可人工直接将调节杆直接插入到齿轮调节工具配合盲孔或紧固件调节工具配合盲孔中，由于电极头和电极座此时位于待加工孔中，不便于观察，需要人工反复调整调节杆。

上述实施例中，在齿轮顶部设有齿轮调节工具配合盲孔，同时在紧固螺钉的顶部设有紧固件调节工具配合盲孔，以便于在通过调节杆对齿轮和紧固螺钉进行调节；在其他实施例中，也可以仅在齿轮顶部设齿轮调节工具配合盲孔，而不在紧固螺钉的顶部设紧固件调节工具配合盲孔；或者在其他实施例中，仅在紧固螺钉的顶部设有紧固件调节工具配合盲孔，而不在齿轮顶部设齿轮调节工具配合盲孔；或者在其他实施例中，也可以采用其他形式对齿轮和紧固螺钉进行调节，例如在齿轮顶部设置六方柱，在紧固螺钉顶部也设置六方柱，调节杆可以采用一端具有与六方柱配合的六方孔，一端具有与上述扳手配合的六方柱的结构。

上述实施例中，电极座、齿轮和螺纹紧固件的高度均小于电极头最高位置处的高度，以防止在加工时与待加工孔的孔壁发生干涉，在其他实施例中，也可以仅仅齿轮和电极座的高度小于电极头最高位置处的高度即可，此时电极头的可移动长度会相应缩短；或者在其他实施例中，电极座、齿轮和螺纹紧固件的高度均等于电极头最高位置处的高度。

上述实施例中，支承杆、螺纹紧固件、齿轮在加工孔壁槽时在电极头的移动方向上自后向前依次布置，以最大化的调节电极头的移动距离，在其他实施例中，支承杆、螺纹紧固件和齿轮的布置位置也可以调整，比如齿轮和螺纹紧固件的位置可以互换，此时电极头的可移动距离会相应减小。

上述实施例中，齿轮通过其下部连接的连接杆转动装配在电极座上，在其他实施例中，也可以在电极座上设置一个沿上下方向延伸的凸起，将齿轮与凸起转动装配。

上述实施例中，电极头呈u形，电极座依靠其相背的两侧面即能实现与电极头的相对导向移动，在其他实施例中，也可以在电极头的底部设置滑槽，在电极座上设置与滑槽滑动配合的凸起，在齿轮转动而驱动电极头移动过程中，通过凸起与滑槽的配合来实现两者的导向移动。

上述实施例中，电极头呈u形，齿轮设置在u形电极头的两平行部分之间，齿轮设置在其中一个平行部分的内侧壁上，在其他实施例中，可以在电极头的两个平行部分上均设置齿条；或者在其他实施例中，电极头也可以呈l形或t形，此时齿条设置在电极头的沿其移动方向延伸的部分上。

上述实施例中，通过限位销来对电极头的移动进行限位，在其他实施例中，也可以不设置限位销，相应的，电极头和电极座上也可以不设置限位销穿孔，通过控制齿轮转动的圈数来控制电极头的移动距离。

上述实施例中，齿轮调节工具配合盲孔与紧固件调节工具配合盲孔的尺寸相同，在其他实施例中，两者的尺寸也可以不相同，此时需要两种尺寸不同的工具调节杆。

上述实施例中，螺纹紧固件采用紧固螺钉，在其他实施例中，螺纹紧固件也可以采用紧固螺栓。