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鏡像雙絲微細電火花磨削微細軸加工裝置及方法與流程

文檔序號:12330241閱讀:367來源:國知局
鏡像雙絲微細電火花磨削微細軸加工裝置及方法與流程

本發明屬于微小型加工領域,具體涉及一種鏡像雙絲微細電火花磨削微細軸加工裝置及方法。



背景技術:

作為非接觸加工的微細電火花加工方法,由于加工無宏觀作用力,因此被廣泛應用于制備微噴部件噴孔板陣列群孔加工用刀具、發動機噴油嘴噴孔加工用刀具、微模具型腔加工用刀具、表面粗糙度測量探針、顯微操作用工具等。工業用噴墨打印機噴墨頭核心零件之一為噴孔板,其典型結構特征為微細群孔,例如分辨率為300DPI的噴墨頭噴孔板,要求將2×128陣列微孔直徑控制在(43~45)μm范圍內,因此采用微細電火花加工技術制作此類陣列群孔所使用的單根微細軸直徑一致性應該控制在2μm范圍內。在批量加工噴墨頭噴孔板時,需要保證批量噴孔板平均直徑滿足一定精度要求,進而保證噴墨打印機批量產品的噴墨打印質量穩定性。為了提高批量噴孔板平均直徑的一致性即減小平均直徑的分散程度σ為數列Davg(i),i=1、2、3……n的均方差,其中Davg(i)代表第i個噴孔板256個微孔的平均直徑,n為噴孔板的總件數),需要首先提高批量微細軸的直徑一致性即減小微細軸平均直徑的分散程度σ為數列davg(i),i=1、2、3……n的均方差,其中davg(i)代表第i根微細軸的平均直徑,n為微細軸的總根數)。提高批量微細軸直徑控制精度無論對于改善單件產品的噴墨打印質量,還是對于提高批產品的噴墨打印質量穩定性都起著至關重要的作用。

目前微細軸電火花加工方法中為提高同一直徑微細軸加工可重復性,多通過“直徑在線測量—吃刀量調整—再磨削”等環節循環逐漸逼近目標直徑的方式;加工過程的自動化的實現一定程度上提高了微細軸加工效率,改善了微細軸重復制作直徑一致性精度,但是由于加工策略依然是通過多個周期環節的不斷循環逼近,整體上加工效率仍然較低。



技術實現要素:

有鑒于此,本發明提供了一種鏡像雙絲微細電火花磨削微細軸加工裝置及方法,本發明能夠提高所加工微細軸直徑的一致性,具體包括單根直徑一致性、多根微細軸直徑一致性。

本發明采用如下技術方案:

一種鏡像雙絲微細電火花磨削微細軸加工裝置,包括主動供絲模塊、線電極恒張力模塊、運絲高度調整模塊、放電模塊、線電極導向輪間隙調整模塊、收絲模塊、微細軸伺服驅動模塊;

主動供絲模塊用于完成線電極主動送進;線電極恒張力模塊用于將恒定張力施加于線電極I(5)、線電極II(7)上;運絲高度調整模塊用于實現線電極運絲平面高度的調整;放電模塊為線電極I(5)、線電極II(7)、微細軸65提供電源;線電極導向輪間隙調整模塊用于調整線電極I(5)和線電極II(7)之間的距離;收絲模塊用于將線電極I(5)和線電極II(7)繞進卷絲輪(46);微細軸伺服驅動模塊用于驅動微細軸X向、Y向、Z向的伺服運動;X向伺服運動用于驅動微細軸(65)跟蹤兩線電極對稱中心線,Y向伺服運動用于實現微細軸在Y向的進給,Z向伺服運動用于實現微細軸(65)整體沿Z向即豎直方向的運動,實現微細軸(65)的成形。

所述的裝置,所述主動供絲模塊包括主動供絲電機(1)、主動供絲聯軸器(2)、供絲輪軸支撐座(3)、供絲輪軸(4)、線電極I(5)、儲絲輪I(6)、線電極II(7)、儲絲輪II(8)、儲絲輪錐形固定螺母(9)、絕緣擋絲軸I(10)、絕緣擋絲軸II(12)、絕緣擋絲軸III(62)、絕緣擋絲軸IV(60)、線電極位置檢測傳感器I(61)、線電極位置檢測傳感器II(12)、隔絲板(13)、隔絲塊、轉向柱I(15)、轉向柱II(16)、上絲絕緣塊(17);線電極I(5)和線電極II(7)分別纏繞于儲絲輪I(6)和儲絲輪II(8)上;儲絲輪I(6)和儲絲輪II(8)疊合安裝緊鎖于供絲輪軸(4)上,并通過儲絲輪錐形固定螺母9進行軸向鎖緊,供絲輪軸(4)通過支撐部件安裝在供絲輪軸支撐座(3)上;線電極I(5)和線電極II(7)從儲絲輪I(6)和儲絲輪II(8)繞下后,線電極I(5)由絕緣擋絲軸III(62)、絕緣擋絲軸IV(60)約束位置,線電極II(7)由絕緣擋絲軸I(10)、絕緣擋絲軸II(11)約束位置。線電極I(5)和電極II(7)由隔絲板13隔離;絕緣擋絲軸I(10)、絕緣擋絲軸II(11)的中間,絕緣擋絲軸III(62)、絕緣擋絲軸IV(60)的中間分別布置線電極位置檢測傳感器II(12)、線電極位置檢測傳感器I(61)。線電極位置檢測傳感器I(61)、線電極位置檢測傳感器II(12)檢測線電極I(5)和電極II(7)是否處于繃緊狀態;當線電極I(5)和線電極II(7)有任一線電極處于繃緊狀態時,主動供絲電機1帶動聯軸器旋轉進而帶動儲絲輪I(6)和儲絲輪II(8)旋轉完成線電極主動送進。

所述的裝置,所述線電極恒張力模塊包括恒張力輪(18)、壓絲平帶輪(59)、壓絲平帶(58)、轉向V槽塔輪(19);其中恒張力輪(18)與磁滯制動器相連接,并同步轉動;線電極I(5)和線電極II(7)繞過絕緣擋絲軸II(11)、絕緣擋絲軸IV(60)后繞進隔絲塊(14),在隔絲塊(14)中線電極I(5)和線電極II(7)完全電氣隔離,隨后線電極I(5)和線電極II(7)經由轉向柱I(15)、轉向柱II(16)后,繞進上絲絕緣塊(17),隨后繞進恒張力輪(18);壓絲平帶輪(59)、恒張力輪(18)共同約束壓絲平帶(58)的空間位置,并使得壓絲平帶(58)處于漲緊狀態;壓絲平帶(58)將線電極I(5)、線電極II(7)壓緊于恒張力輪(18)上,實現線電極I(5)、線電極II(7)的夾持;恒張力輪(18)與磁滯制動器相連接,并將恒定張力施加于線電極I(5)、線電極II(7)上。

所述的裝置,所述運絲高度調整模塊包括轉向平塔輪Ⅰ(20)、轉向平塔輪Ⅱ(39)、V槽塔輪Ⅰ(21)、V槽塔輪Ⅱ(38)、絲架(22);轉向平塔輪Ⅰ、轉向平塔輪Ⅱ、V槽塔輪Ⅰ、V槽塔輪Ⅱ皆安裝于絲架上;線電極I(5)和線電極II(7)在繞離恒張力輪(18)后,依次繞進轉向V槽塔輪(19)、轉向平塔輪Ⅰ(20)、V槽塔輪(21);其中轉向平塔輪Ⅰ(20),V槽塔輪(21)之間在垂直方向上存在高度差值,實現線電極運絲平面高度的調整。

所述的裝置,所述放電模塊包括轉向單V槽輪Ⅰ(23)、轉向單V槽輪Ⅱ(37)、轉向單V槽輪III(24)、轉向單V槽輪IV(36)、上電輪Ⅰ(25)、上電輪Ⅱ(26)、上電輪III(29)、上電輪IV(30)、導向器Ⅰ(27)、導向器Ⅱ(28)、電火花加工電源(81);上電輪Ⅰ(25)、上電輪Ⅱ(26)、上電輪III(29)、上電輪IV(30)均連接電火花加工電源(81)一極為線電極I(5)、線電極II(7)提供電源,微細軸(65)連接到電火花加工電源(81)的另一極;線電極I(5)繞離V槽塔輪(21)后分別依次繞進轉向單V槽輪Ⅰ(23)、上電輪Ⅰ(25)、導向器Ⅰ(27)、上電輪III(29)、轉向單V槽輪Ⅱ(37)、V槽塔輪Ⅱ(38)、轉向平塔輪Ⅱ(39)、轉向平塔輪III(40)、轉向平塔輪IV(41);線電極II(7)繞離V槽塔輪(21)后分別依次繞進轉向單V槽輪III(24)、上電輪Ⅱ(26)、導向器Ⅱ(28)、上電輪IV(30)、轉向單V槽輪IV(36)、V槽塔輪Ⅱ(38)、轉向平塔輪Ⅱ(39)、轉向平塔輪III(40)、轉向平塔輪IV(41)。

所述的裝置,所述線電極導向輪間隙調整模塊包括柔性鉸鏈調整臺(31)、滾珠Ⅰ(32)、柔性鉸鏈杠桿(33)、滾珠Ⅱ(34)、管狀壓電陶瓷致動器(35);其中導向器Ⅱ(28)安裝于柔性鉸鏈調整臺的動框上,導向器Ⅰ(27)、導向器Ⅱ(28)分別安裝于運絲安裝板(64)、柔性鉸鏈調整臺(31)的外框上;運絲安裝板(64)安裝于WEDG底板(63)上,柔性鉸鏈調整臺(31)的固定部通過連接螺釘(80)固定于WEDG底板(63)上;加工區內線電極I(5)和線電極II(7)之間的距離調整過程如下:管狀壓電陶瓷致動器(35)伸長,推動柔性鉸鏈杠桿(33)自由端向左運動,柔性鉸鏈杠桿(33)通過滾珠Ⅰ(32)作用于柔性鉸鏈調整臺(31)的外框,柔性鉸鏈調整臺(31)的外框帶動固定于其上的導向器(28)向左運動,線電極I(5)和線電極II(7)之間的距離減小,反之,線電極I(5)和線電極II(7)之間的距離增大。

所述的裝置,所述收絲模塊包括轉向平塔輪III(40)、轉向平塔輪IV(41)、收絲電機(53)、收絲聯軸器(54)、主動摩擦輪軸(43)、主動摩擦輪(42)、從動摩擦輪軸(44)、從動摩擦輪(43)、主動齒輪(57)、從動齒輪(55)、摩擦輪座(52);卷絲輪支撐座(51)、卷絲輪軸(47)、卷絲輪(46)、卷絲輪固定螺母(48)、O型帶(49)、O槽輪Ⅰ(50)、O槽輪Ⅱ(56);線電極I(5)和線電極II(7)繞出轉向平塔輪IV(41)后依次繞進主動摩擦輪(42)和從動摩擦輪(45)。通過主動摩擦輪(42)和從動摩擦輪(45)之間形成的摩擦傳動將線電極I(5)和線電極II(7)拉出,隨后線電極I(5)和線電極II(7)繞進卷絲輪(46);摩擦輪主軸(43)與O槽輪Ⅱ(56)同步回轉,O槽輪Ⅰ(50)與卷絲輪軸(47)同步回轉。O槽輪Ⅰ(50)、O槽輪Ⅱ(56)、O型帶(49)形成O型帶傳動,利用O型帶傳動打滑來實現主動摩擦輪(42)和卷絲輪(46)傳動的實時速度匹配。

所述的裝置,所述微細軸伺服模塊包括主軸安裝座(67)、主軸帶輪(68)、主軸O型帶(70)、微動工作臺安裝板(73),微動工作臺(74)、微動工作臺連接板(75)、Z軸托板(76)、主軸電機帶輪(77)、主軸電機安裝座(78)、主軸電機(79),微細軸(65)裝夾于主軸(66)上,主軸(66)安裝于主軸安裝座(67)上,主軸安裝座(67)固定于連接板(69)上,連接板(69)與微動工作臺連接板(75)固連于一體并與微動工作臺(74)的運動部連接,微動工作臺(74)則通過微動工作臺安裝板(73)與Z軸托板(76)一起上下運動。

所述的裝置,所述主軸(66)旋轉驅動過程如下:主軸電機帶輪(77)與主軸電機(79)連接;主軸電機(79)固定安裝于主軸電機安裝座(78)上,主軸帶輪(68)安裝于主軸(66)上,通過主軸O型帶(70)將主軸電機(79)輸出的轉動傳遞給主軸(66)。

所述的裝置,所述微細軸(65)通過碳刷預緊彈簧(71)作用于碳刷(72),碳刷(72)以一定正壓力作用于主軸(66)的尾端,通過碳刷(72)給微細軸(65)上電。

所述的裝置,所述微細軸X向伺服過程中,微動工作臺(74)拖動微動工作臺連接板(75)、連接板(69)、主軸電機安裝座(78)、主軸電機(79)、主軸電機帶輪(77)、主軸O型帶(70)、主軸帶輪(68)、碳刷預緊彈簧(71)、碳刷(72)、主軸安裝座(67)、主軸(66)、微細軸(65)沿X向運動(水平運動),保證微細軸(65)位于加工區內線電極I(5)和線電極II(7)的中心位置。

所述的裝置,所述微細軸Z向伺服過程:微細軸(65)成形過程中,Z軸托板(76)帶動微動工作臺安裝板(73),微動工作臺(74),微動工作臺連接板(75)、連接板(69)、主軸電機安裝座(78)、主軸電機(79)、主軸電機帶輪(77)、主軸O型帶(70)、主軸帶輪(68)、碳刷預緊彈簧(71)、碳刷(72)、主軸安裝座(67)、主軸(66)、微細軸(65)整體上下往復運動(沿Z向即豎直方向的運動)實現微細軸(65)的成形

一種鏡像雙絲微細電火花磨削微細軸加工方法,具體步驟如下:

步驟一:加工前準備工作;

1.1依據設定的穿絲路徑進行雙電極絲穿絲并處于加工準備就緒狀態;

1.2將微細軸安裝于主軸上,所述微細軸相對線電極位置的定位;

步驟二:微細軸相對線電極位置的定位;

2.1設置運絲速度參數、張力參數使線電極按照預定的運絲速度及張力值單向滑動;

2.2所述微細軸沿與進給方向垂直的方向進行微細軸與一線電極的接觸感知,裝置數控系統記錄發生接觸感知時刻的位置坐標,然后所述微細軸與另一線電極接觸感知,裝置數控系統記錄發生接觸感知時刻位置坐標,依據兩次記錄的接觸感知時刻位置坐標值,重新調整微細軸相對線電極在X方向的位置,使微細軸位于兩線電極對稱中心位置;

步驟三:微細軸粗加工;

3.1電火花用脈沖電源正極與微細軸接通,脈沖電源負極與線電極I、線電極II接通;

3.2選擇微細電火花加工過程沖液方式;采用沖液方式加工或采用浸液方式加工;若采用沖液加工,調整沖液噴嘴空間位姿,使噴嘴朝向放電加工區;若采用浸液加工,將工作液注入到工作液槽中,保證電火花放電加工區被工作液浸沒;

3.3主軸驅動微細軸旋轉;設定微細軸上下往復運動參數,微細軸上下往復運動;數控系統控制微細軸切入兩線電極形成的狹縫,壓電陶瓷微動平臺處于一定伸長長度狀態;

3.4接通放電脈沖電源,選擇粗加工放電參數進行粗加工;依據微細軸直徑控制模型和粗加工目標直徑值確定粗加工橫向切入量,當微細軸橫向切入量達到預定的切入量時,依次停止微細軸進給、線電極運絲、微細軸旋轉及Z向往復運動和沖液,粗加工結束;

步驟四:微細軸直徑在線測量;

首先采用高壓氣體將微細軸加工表面工作液及粘附的電蝕產物吹離,然后進行微細軸直徑在線測量;并依據微細軸直徑測量值、微細軸目標直徑、微細軸直徑公差確定微細軸精加工切入深度范圍;

步驟五:微細軸精加工;

重新選擇放電加工參數,進行微細軸精加工,當微細軸橫向切入量達到預定切入所述微細軸精加工切入深度范圍的中間值時,停止微細軸進給、線電極運絲、微細軸旋轉及Z向往復運動和沖液,加工結束。

有益效果:

主軸X向伺服模塊驅動微細軸在加工過程中微細軸沿線電極I和線電極II對稱中心線運動,微細軸同時與線電極I和線電極II放電。線電極導向輪間隙調整模塊調整線電極I和線電極II間的距離將微細軸加工至不同直徑。采用主動供絲模塊、線電極恒張力模塊、運絲高度調整模塊實現了線電極I和線電極II張力相等。該裝置和方法減小了微細軸直徑控制難度,提高了微細軸加工效率、提高了單根、多根微細軸的直徑一致性。

附圖說明

圖1為本發明微細軸形成方法的加工狀態的立體圖;

圖2為本發明微細軸形成方法過程要點說明示意圖;R為微細軸初始半徑,加工過程中微細軸從位置D、C、B、A半徑逐漸縮小,

圖3為鏡像雙絲微細電火花磨削微細軸加工裝置運絲系統結構示意圖;

圖4為線電極導向輪間隙調整模塊和主軸X向伺服模塊結構示意圖;

附圖標記說明:

1-主動供絲電機、2-主動供絲聯軸器、3-供絲輪軸支撐座、4-供絲輪軸、5-線電極I、6-儲絲輪I、7-線電極II、8-儲絲輪II、9-儲絲輪錐形固定螺母、10-絕緣擋絲軸I、11-絕緣擋絲軸II、12-線電極位置檢測傳感器II、13-隔絲板、14-隔絲塊、15-轉向柱I、16-轉向柱II、17-上絲絕緣塊;18-恒張力輪、19-轉向V槽塔輪、20-轉向平塔輪Ⅰ、21-V槽塔輪Ⅰ、22-絲架、23-轉向單V槽輪Ⅰ、24-轉向單V槽輪III、25-上電輪Ⅰ、26-上電輪Ⅱ、27-導向器Ⅰ、28-導向器Ⅱ、29-上電輪III、30-上電輪IV、31-柔性鉸鏈調整臺、32-滾珠Ⅰ、33-柔性鉸鏈杠桿、34-滾珠Ⅱ、35-管狀壓電陶瓷致動器、36-轉向單V槽輪IV、37-轉向單V槽輪Ⅱ、38-V槽塔輪Ⅱ、39-轉向平塔輪Ⅱ、40-轉向平塔輪III、41-轉向平塔輪IV、42-主動摩擦輪、43-主動摩擦輪軸、44-從動摩擦輪軸、45-從動摩擦輪、46-卷絲輪、47-卷絲輪軸、48-卷絲輪固定螺母、49-O型帶、50-O槽輪Ⅰ、51-卷絲輪支撐座、52-摩擦輪座;53-收絲電機、54-收絲聯軸器、55-從動齒輪、56-O槽輪Ⅱ、57-主動齒輪、58-壓絲平帶、59-壓絲平帶輪、60-絕緣擋絲軸IV、61-線電極位置檢測傳感器I、62-絕緣擋絲軸III。

63-WEDG底板、64-運絲安裝板、65-微細軸、66-主軸、67-主軸安裝座、68-主軸帶輪、69-連接板、70-主軸O型帶、71-碳刷預緊彈簧、72-碳刷、73-微動工作臺安裝板,74-微動工作臺、75-微動工作臺連接板、76-Z軸托板、77-主軸電機帶輪、78-主軸電機安裝座、79-主軸電機、80-連接螺釘、81電火花加工電源。

具體實施方式

以下結合具體實施例,對本發明進行詳細說明。

一種鏡像雙絲微細電火花磨削微細軸加工裝置,包括主動供絲模塊、線電極恒張力模塊、運絲高度調整模塊、放電模塊、線電極導向輪間隙調整模塊、收絲模塊、微細軸伺服驅動模塊;

主動供絲模塊用于完成線電極主動送進,其包括主動供絲電機1、主動供絲聯軸器2、供絲輪軸支撐座3、供絲輪軸4、線電極I5、儲絲輪I6、線電極II7、儲絲輪II8、儲絲輪錐形固定螺母9、絕緣擋絲軸I10、絕緣擋絲軸II12、絕緣擋絲軸III62、絕緣擋絲軸IV60、線電極位置檢測傳感器I61、線電極位置檢測傳感器II12、隔絲板13、隔絲塊、轉向柱I15、轉向柱II16、上絲絕緣塊17;

圖3為鏡像雙絲切向進給電火花磨削裝置的結構示意圖。線電極I5和線電極II7分別纏繞于儲絲輪I6和儲絲輪II8上;儲絲輪I6和儲絲輪II8疊合安裝緊鎖于供絲輪軸4上,并通過儲絲輪錐形固定螺母9進行軸向鎖緊,供絲輪軸4通過支撐部件安裝在供絲輪軸支撐座3上;

線電極I5和線電極II7從儲絲輪I6和儲絲輪II8繞下后,線電極I5由絕緣擋絲軸III62、絕緣擋絲軸IV60約束位置,線電極II7由絕緣擋絲軸I10、絕緣擋絲軸II11約束位置。線電極I5和電極II7由隔絲板13隔離;

絕緣擋絲軸I10、絕緣擋絲軸II11的中間,絕緣擋絲軸III62、絕緣擋絲軸IV60的中間分別布置線電極位置檢測傳感器II12、線電極位置檢測傳感器I61。線電極位置檢測傳感器I61、線電極位置檢測傳感器II12檢測線電極I5和電極II7是否處于繃緊狀態。當線電極I5和線電極II7有任一線電極處于繃緊狀態時,主動供絲電機1帶動聯軸器旋轉進而帶動儲絲輪I6和儲絲輪II8旋轉完成線電極主動送進;

線電極恒張力模塊用于將恒定張力施加于線電極I5、線電極II7上,其包括恒張力輪18、壓絲平帶輪59、壓絲平帶58、轉向V槽塔輪19。其中恒張力輪18與磁滯制動器相連接,并同步轉動。

參考圖3,線電極I5和線電極II7繞過絕緣擋絲軸II11、絕緣擋絲軸IV60后繞進隔絲塊14,在隔絲塊14中線電極I5和線電極II7完全電氣隔離,隨后線電極I5和線電極II7經由轉向柱I15、轉向柱II16后,繞進上絲絕緣塊17,隨后繞進恒張力輪18。

壓絲平帶輪59、恒張力輪18共同約束壓絲平帶58的空間位置,并使得壓絲平帶58處于漲緊狀態。壓絲平帶58將線電極I5、線電極II7壓緊于恒張力輪18上,實現線電極I5、線電極II7的夾持。恒張力輪18與磁滯制動器相連接,并將恒定張力施加于線電極I5、線電極II7上;

運絲高度調整模塊用于實現線電極運絲平面高度的調整,其包括轉向平塔輪Ⅰ20、轉向平塔輪Ⅱ39、V槽塔輪Ⅰ21、V槽塔輪Ⅱ38、絲架22。轉向平塔輪Ⅰ、轉向平塔輪Ⅱ、V槽塔輪Ⅰ、V槽塔輪Ⅱ皆安裝于絲架上;

線電極I5和線電極II7在繞離恒張力輪18后,依次繞進轉向V槽塔輪19、轉向平塔輪Ⅰ20、V槽塔輪21。其中轉向平塔輪Ⅰ20,V槽塔輪21之間在垂直方向上存在高度差值,實現線電極運絲平面高度的調整;

放電模塊為線電極I5、線電極II7、微細軸65提供電源;其包括轉向單V槽輪Ⅰ23、轉向單V槽輪Ⅱ37、轉向單V槽輪III24、轉向單V槽輪IV36、上電輪Ⅰ25、上電輪Ⅱ26、上電輪III29、上電輪IV30、導向器Ⅰ27、導向器Ⅱ28、電火花加工電源81;上電輪Ⅰ25、上電輪Ⅱ26、上電輪III29、上電輪IV30均連接電火花加工電源81一極例如負極為線電極I5、線電極II7提供電源,微細軸65連接到電火花加工電源81的另一極。

線電極I5繞離V槽塔輪21后分別依次繞進轉向單V槽輪Ⅰ23、上電輪Ⅰ25、導向器Ⅰ27、上電輪III29、轉向單V槽輪Ⅱ37、V槽塔輪Ⅱ38、轉向平塔輪Ⅱ39、轉向平塔輪III40、轉向平塔輪IV41;

線電極II7繞離V槽塔輪21后分別依次繞進轉向單V槽輪III24、上電輪Ⅱ26、導向器Ⅱ28、上電輪IV30、轉向單V槽輪IV36、V槽塔輪Ⅱ38、轉向平塔輪Ⅱ39、轉向平塔輪III40、轉向平塔輪IV41;

線電極導向輪間隙調整模塊用于調整線電極I5和線電極II7之間的距離,其包括柔性鉸鏈調整臺31、滾珠Ⅰ32、柔性鉸鏈杠桿33、滾珠Ⅱ34、管狀壓電陶瓷致動器35。其中導向器Ⅱ28安裝于柔性鉸鏈調整臺的動框上;

參考圖4,導向器Ⅰ27、導向器Ⅱ28分別安裝于運絲安裝板64、柔性鉸鏈調整臺31的外框上。運絲安裝板64安裝于WEDG底板63上,柔性鉸鏈調整臺31的固定部通過連接螺釘80固定于WEDG底板63上。

加工區內線電極I5和線電極II7之間的距離調整過程如下:管狀壓電陶瓷致動器35伸長,推動柔性鉸鏈杠桿33自由端向左運動,柔性鉸鏈杠桿33通過滾珠Ⅰ32作用于柔性鉸鏈調整臺31的外框,柔性鉸鏈調整臺31的外框帶動固定于其上的導向器28向左運動,線電極I5和線電極II7之間的距離減小,反之,線電極I5和線電極II7之間的距離增大。

收絲模塊用于將線電極I5和線電極II7繞進卷絲輪46,其包括轉向平塔輪III40、轉向平塔輪IV41、收絲電機53、收絲聯軸器54、主動摩擦輪軸43、主動摩擦輪42、從動摩擦輪軸44、從動摩擦輪43、主動齒輪57、從動齒輪55、摩擦輪座52;卷絲輪支撐座51、卷絲輪軸47、卷絲輪46、卷絲輪固定螺母48、O型帶49、O槽輪Ⅰ50、O槽輪Ⅱ56;

線電極I5和線電極II7繞出轉向平塔輪IV41后依次繞進主動摩擦輪42和從動摩擦輪45。通過主動摩擦輪42和從動摩擦輪45之間形成的摩擦傳動將線電極I5和線電極II7拉出,隨后線電極I5和線電極II7繞進卷絲輪46;

摩擦輪主軸43與O槽輪Ⅱ56同步回轉,O槽輪Ⅰ50與卷絲輪軸47同步回轉。O槽輪Ⅰ50、O槽輪Ⅱ56、O型帶49形成O型帶傳動,利用O型帶傳動打滑來實現主動摩擦輪42和卷絲輪46傳動的實時速度匹配。

微細軸伺服驅動模塊用于驅動微細軸X向、Y向、Z向的伺服運動;X向伺服運動用于驅動微細軸65跟蹤兩線電極對稱中心線,Y向伺服運動用于實現微細軸在Y向的進給,Z向伺服運動用于實現微細軸65整體沿Z向即豎直方向的運動,實現微細軸65的成形;

微細軸伺服模塊包括主軸安裝座67、主軸帶輪68、主軸O型帶70、微動工作臺安裝板73,微動工作臺74、微動工作臺連接板75、Z軸托板76、主軸電機帶輪77、主軸電機安裝座78、主軸電機79,微細軸65裝夾于主軸66上,主軸66安裝于主軸安裝座67上,主軸安裝座67固定于連接板69上,連接板69與微動工作臺連接板75固連于一體并與微動工作臺74的運動部連接,微動工作臺74則通過微動工作臺安裝板73與Z軸托板76一起上下運動。

主軸66旋轉驅動過程如下:主軸電機帶輪77與主軸電機79連接;主軸電機79固定安裝于主軸電機安裝座78上,主軸帶輪68安裝于主軸66上,通過主軸O型帶70將主軸電機79輸出的轉動傳遞給主軸66。

微細軸65通過碳刷預緊彈簧71作用于碳刷72,碳刷72以一定正壓力作用于主軸66的尾端,通過碳刷72給微細軸65上電。

微細軸X向伺服過程中,微動工作臺74拖動微動工作臺連接板75、連接板69、主軸電機安裝座78、主軸電機79、主軸電機帶輪77、主軸O型帶70、主軸帶輪68、碳刷預緊彈簧71、碳刷72、主軸安裝座67、主軸66、微細軸65沿X向運動水平運動,保證微細軸65位于加工區內線電極I5和線電極II7的中心位置。

微細軸Z向伺服過程:微細軸65成形過程中,Z軸托板76帶動微動工作臺安裝板73,微動工作臺74,微動工作臺連接板75、連接板69、主軸電機安裝座78、主軸電機79、主軸電機帶輪77、主軸O型帶70、主軸帶輪68、碳刷預緊彈簧71、碳刷72、主軸安裝座67、主軸66、微細軸65整體上下往復運動沿Z向即豎直方向的運動實現微細軸65的成形。

一種鏡像雙絲微細電火花磨削微細軸加工方法,實現該方法的具體步驟如下:

步驟一:加工前準備工作;

1.1依據設定的穿絲路徑進行雙電極絲穿絲并處于加工準備就緒狀態;

1.2將微細軸安裝于主軸上,所述微細軸相對線電極位置的定位;

步驟二:微細軸相對線電極位置的定位;

2.1設置運絲速度參數、張力參數使線電極按照預定的運絲速度及張力值單向滑動;

2.2所述微細軸沿與進給方向垂直的方向進行微細軸與一線電極的接觸感知,裝置數控系統記錄發生接觸感知時刻的位置坐標,然后所述微細軸與另一線電極接觸感知,裝置數控系統記錄發生接觸感知時刻位置坐標,依據兩次記錄的接觸感知時刻位置坐標值,重新調整微細軸相對線電極在X方向的位置,使微細軸位于兩線電極對稱中心位置;

步驟三:微細軸粗加工;

3.1電火花用脈沖電源正極與微細軸接通,脈沖電源負極與線電極I、線電極II接通;

3.2選擇微細電火花加工過程沖液方式;采用沖液方式加工或采用浸液方式加工;若采用沖液加工,調整沖液噴嘴空間位姿,使噴嘴朝向放電加工區;若采用浸液加工,將工作液注入到工作液槽中,保證電火花放電加工區被工作液浸沒;

3.3主軸驅動微細軸旋轉;設定微細軸上下往復運動參數,微細軸上下往復運動;數控系統控制微細軸切入兩線電極形成的狹縫,壓電陶瓷微動平臺處于一定伸長長度狀態;

3.4接通放電脈沖電源,選擇粗加工放電參數進行粗加工;依據微細軸直徑控制模型和粗加工目標直徑值確定粗加工橫向切入量,當微細軸橫向切入量達到預定的切入量時,依次停止微細軸進給、線電極運絲、微細軸旋轉及Z向往復運動和沖液,粗加工結束;

步驟四:微細軸直徑在線測量;

首先采用高壓氣體將微細軸加工表面工作液及粘附的電蝕產物吹離,然后進行微細軸直徑在線測量;并依據微細軸直徑測量值、微細軸目標直徑、微細軸直徑公差確定微細軸精加工切入深度范圍;

步驟五:微細軸精加工;

重新選擇放電加工參數,進行微細軸精加工,當微細軸橫向切入量達到預定切入所述微細軸精加工切入深度范圍的中間值時,停止微細軸進給、線電極運絲、微細軸旋轉及Z向往復運動和沖液,加工結束。

本發明中,兩根線電極在放電加工區,或者在更大的區域即同側的兩上電輪和導向器之間的線電極I和線電極II在圖1中X方向上左右對稱,同時兩線電極軸線位于同一水平面內。加工過程中微細軸運動軌跡還需位于兩線電極的對稱中心面內。綜合以上原因考慮,命名這種加工方法為鏡像雙絲微細電火花磨削加工技術。

綜上所述,以上僅為本發明的較佳實施例而已,并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

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