一种深孔键槽电火花加工方法

申请号 CN202311743137.1 申请日 2023-12-18 公开(公告)号 CN117718546A 公开(公告)日 2024-03-19
申请人 中船重工中南装备有限责任公司; 发明人 吴家国; 杨昌勇; 汪超; 沈立; 刘成雨; 赵良平;
摘要 本 发明 公开了一种深孔 键槽 电火花加工方法,属于深孔电火花加工技术领域。该方法实现的步骤如下:步骤一:利用产品深孔结构设计安装作动源、运动转换机构以及 电极 的本体;步骤二:动作源产生沿深孔轴向的直线运动并将运动传递给运动转换机构;步骤三:运动转换机构将轴向运动转化为径向运动并驱动电极对加工 位置 进行电火花加工。本发明能够同时解决电极杆重量过大电火花机床无法 支撑 以及电极杆过长在找正与加工阶段的振动问题。
权利要求

1.一种深孔键槽电火花加工方法,其特征在于,该方法实现的步骤如下:
步骤一:利用产品深孔结构设计安装作动源、运动转换机构以及电极的本体;
步骤二:动作源产生沿深孔轴向的直线运动并将运动传递给运动转换机构;
步骤三:运动转换机构将轴向运动转化为径向运动并驱动电极对加工位置进行电火花加工。
2.如权利要求1所述的一种深孔键槽电火花加工方法,其特征在于,所述本体为台阶圆筒状,本体中间切开有安装平面,本体的前端与后端的台阶外圆用于本体在工件内部定位
本体左端的台阶外圆上套装支撑,铜支撑与固定本体前端过盈配合,并与工件内孔间隙配合;本体右端的台阶外圆的环形槽内粘接支撑带,支撑带与工件内孔间隙配合。
3.如权利要求2所述的一种深孔键槽电火花加工方法,其特征在于,所述作动源为伺服电缸组,伺服电缸组包括电缸本体、推杆座和数据线,所述电缸本体的推杆与推杆座固定连接,数据线与外部的电火花数控控制柜连接,电火花数控控制柜的数据信号通过数据线控制电缸本体的运动。
4.如权利要求3所述的一种深孔键槽电火花加工方法,其特征在于,所述运动转换机构包括径向导轨组、轴向导轨滑块组、径向斜齿板和轴向斜齿板,径向导轨滑块组和轴向导轨滑块组以直相交的方式安装在本体的安装平面上,径向斜齿板与径向导轨滑块组中的滑块固定连接,电极支架固定在滑块上;轴向斜齿板固定在轴向导轨滑块组的滑块上,径向斜齿板和轴向斜齿板互相啮合
5.如权利要求3或4所述的一种深孔键槽电火花加工方法,其特征在于,所述伺服电缸组固定在本体后端的密封腔内,伺服电缸组推动轴向推杆和轴向斜齿板平运动,通过角度斜面整体推动径向滑块组中的滑块向下运动,滑块带动装有电极的电极支架到达指定位置后,电控柜产生高压脉冲电完成一次电火花加工。

说明书全文

一种深孔键槽电火花加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及深孔电火花加工技术领域,具体涉及一种深孔键槽电火花加工方法。

背景技术

[0002] 深孔内部带有键槽的钻铤材料为P550无磁不锈,长度在7100~7900mm之间,产品外圆为台阶圆柱结构;内孔共有多级级台最小孔有一处异形键槽,其位置度和公差要求均为0.05mm;整体来看该产品属于超复杂产品。具体加工要求如下图1所示。
[0003] 针对B‑B剖面所示的异形键槽,如果采用常规铣加工需要设计两套专用的铣加工工具,特别是左端键槽需要设计长度为4米的铣加工工具从左端进入工件内孔位置进行铣槽加工,最为致命的是无法加工键槽入口处的引导,因此采用铣加工方式不可行。
[0004] 现有工艺加工手段只能采用电火花加工,若直接设计一根长度为2米以上的电极杆进入工件内部进行加工,无法解决电极杆重量过大电火花机床无法支撑的问题,也无法解决电极杆过长在找正与加工阶段产生的振动问题。

发明内容

[0005] 有鉴于此,本发明提供了一种深孔键槽电火花加工方法,能够同时解决电极杆重量过大电火花机床无法支撑以及电极杆过长在找正与加工阶段的振动问题。
[0006] 一种深孔键槽电火花加工方法,该方法实现的步骤如下:
[0007] 步骤一:利用产品深孔结构设计安装作动源、运动转换机构以及电极的本体;
[0008] 步骤二:动作源产生沿深孔轴向的直线运动并将运动传递给运动转换机构;
[0009] 步骤三:运动转换机构将轴向运动转化为径向运动并驱动电极对加工位置进行电火花加工。
[0010] 进一步地,所述本体为台阶圆筒状,本体中间切开有安装平面,本体的前端与后端的台阶外圆用于本体在工件内部定位;本体左端的台阶外圆上套装支撑,铜支撑与固定本体前端过盈配合,并与工件内孔间隙配合;本体右端的台阶外圆的环形槽内粘接支撑带,支撑带与工件内孔间隙配合。
[0011] 进一步地,所述作动源为伺服电缸组,伺服电缸组包括电缸本体、推杆座和数据线,所述电缸本体的推杆与推杆座固定连接,数据线与外部的电火花数控控制柜连接,电火花数控控制柜的数据信号通过数据线控制电缸本体的运动。
[0012] 进一步地,所述运动转换机构包括径向导轨组、轴向导轨滑块组、径向斜齿板和轴向斜齿板,径向导轨滑块组和轴向导轨滑块组以直角相交的方式安装在本体的安装平面上,径向斜齿板与径向导轨滑块组中的滑块固定连接,电极支架固定在滑块上;轴向斜齿板固定在轴向导轨滑块组的滑块上,径向斜齿板和轴向斜齿板互相啮合
[0013] 进一步地,所述伺服电缸组固定在本体后端的密封腔内,伺服电缸组推动轴向推杆和轴向斜齿板平运动,通过角度斜面整体推动径向滑块组中的滑块向下运动,滑块带动装有电极的电极支架到达指定位置后,电控柜产生高压脉冲电完成一次电火花加工。
[0014] 有益效果:
[0015] 1、本发明加工方法中设计的本体为台阶圆筒状,本体的前端与后端的台阶外圆用于本体在工件内部定位,本体通过前后两端完全支撑和装配在产品的内孔中,解决电极杆重量过大电火花机床无法支撑的问题。
[0016] 2、本发明的铜支撑过盈配合固定在本体前端,并与工件内孔间隙配合,本体右端的台阶外圆的环形槽内粘接支撑带,支撑带与工件内孔间隙配合,铜支撑和支撑带用于支撑整个电火花微型机构,能够解决电极杆过长在找正与加工阶段的振动问题。
[0017] 3、本发明的传动采用径向斜齿板和轴向斜齿板啮合的双斜齿配合进行驱动,两者分别通过径向导轨滑块组和轴向导轨滑块组提供导向和支持,具有传动精度高,传动稳定性好的优点。附图说明
[0018] 图1为深孔产品的结构示意图;
[0019] 图2为深孔键槽电火花加工机构的平面图;
[0020] 图3为深孔键槽电火花加工机构的三维图;
[0021] 图4为径向导轨滑块组上部件的安装关系示意图;
[0022] 图5为轴向斜齿板在轴向导轨滑块组上的安装关系示意图;
[0023] 图6为伺服电缸的结构示意图;
[0024] 图7为导轨和滑块的结构示意图。
[0025] 其中,1‑径向导轨滑块组、1‑1‑径向导轨、1‑2‑径向滑块、2‑电极支架、3‑径向斜齿板、4‑绝缘垫、5‑电极、6‑轴向导轨滑块、6‑1‑轴向导轨、6‑2‑轴向滑块、7‑轴向斜齿板、8‑轴向推杆、9‑伺服电缸组、9‑1‑电缸本体、9‑2‑推杆座、9‑3‑数据线、10‑盖板、11‑转换夹头、12‑本体、13‑铜支撑、14‑支撑带、15‑电火花数控控制柜、16‑高压脉冲线。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图并举实施例,对本发明进行详细描述。
[0027] 本发明提供了一种深孔键槽电火花加工方法,通过该方法设计出了一套深孔键槽电火花加工机构,机构包括径向导轨滑块组1、电极支架2、径向斜齿板3、绝缘垫4、电极5、轴向导轨滑块6、轴向斜齿板7、轴向推杆8、伺服电缸组9、盖板10、转换夹头11、本体12、铜支撑13、支撑带14、电控柜15和高压脉冲线16。
[0028] 其中,本体12为台阶圆筒状,本体12中间切开有安装平面,本体12的前端与后端的台阶外圆用于本体在工件内部定位。铜支撑13过盈配合固定在本体12前端,并与工件内孔间隙配合。支撑带14粘接在本体12后端环形槽内,与工件间隙配合,用于支撑电火花微型机构。
[0029] 径向导轨滑块组1和轴向导轨滑块组6固定在本体的安装平面上,两者呈直角相交的方式布局。如附图7所示,径向导轨滑块组1由径向导轨1‑1和径向滑块1‑2组成,轴向导轨滑块组6由轴向导轨6‑1和轴向滑块6‑2组成。
[0030] 电极支架2固定在径向导轨滑块组1的径向滑块1‑2上,并可以随着径向滑块1‑2一起沿着径向导轨1‑1滑动。
[0031] 如附图4所示,径向斜齿板3、绝缘垫4和电极5固定在电极支架2上,并可以随着径向滑块1‑2一起沿着径向导轨1‑1滑动,绝缘垫用于隔绝电极5工作时电流,电极5为加工键槽的工作电极
[0032] 如附图5所示,轴向斜齿板7固定在轴向导轨滑块组6的轴向滑块6‑2上,并可以随着轴向滑块6‑2一起沿着轴向导轨6‑1滑动。
[0033] 轴向推杆8的一端通过螺纹与轴向斜齿板7连接,轴向推杆8的另一端通过转换夹头与伺服电缸组9中的推杆座9‑2直连推动轴向推杆8可以推动轴向斜齿板7沿着轴向导轨6‑1轴向滑动。
[0034] 伺服电缸组9固定在本体12右端的密封腔内,密封腔通过盖板10与本体12固定进行密封。
[0035] 如附图6所示,伺服电缸组9包括电缸本体9‑1、推杆座9‑2和数据线9‑3,数据线9‑3与电火花数控控制柜15连接,电火花数控控制柜15的数据信号数据线9‑3控制伺服电缸组9的运动。高压脉冲线16一端连接电极5,另一端与电火花数控控制柜15连接。
[0036] 动作原理:
[0037] 进给运动:电火花数控控制柜15产生一个脉冲前进信号,通过数据线9‑3直接驱动推杆座9‑2伸出;因为直连关系,轴向斜齿板7随着轴向推杆8轴向向前移动,轴向斜齿板7的斜齿与径向斜齿板3的斜齿啮合,通过角度斜面整体推动径向滑块组中的径向滑块1‑2向下运动,到达指定位置后,电控柜15产生高压脉冲电完成一次电火花加工,
[0038] 回退运动:电火花数控控制柜15产生一个脉冲回退信号,通过数据线9‑3直接驱动推杆座9‑2缩回;因为直连关系轴向斜齿板7随着轴向推杆8轴向向后移动,并通过斜齿板的啮合作用带动径向滑块组1的径向滑块1‑2以及电极5向上运动。
[0039] 一个进给运动、一个回退运动构成一次完整的加工运动,往复进给回完成键槽加工。
[0040] 综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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