本發(fā)明屬于放電加工裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于標(biāo)準(zhǔn)接口的高速電弧放電加工刀柄裝置。

背景技術(shù)：

高速電弧放電加工是一種近年發(fā)展起來的高效加工方法。該方法利用工件和工具電極之間放電形成電弧等離子體，輔以高壓流體排除熔融的工件材料，實現(xiàn)各種難切削金屬材料的高效去除(參見文獻(xiàn)W.Zhao,L.Gu,H.Xu,et.al.A novel high efficiency electrical erosion process--Blasting erosion arc machining[c].Procedia CIRP 6(2013)621-625)。

高速電弧放電銑削加工利用多孔內(nèi)沖液電極按設(shè)定軌跡進(jìn)給加工，通過電極和工件之間的電弧放電產(chǎn)生的高溫去除材料，進(jìn)而實現(xiàn)復(fù)雜輪廓、型腔等不同幾何特征的高效加工。在高速電弧放電銑削過程中，電極的旋轉(zhuǎn)運動可以均化電極損耗；將電極沿軸向開孔進(jìn)行內(nèi)沖液可以及時將熔融的金屬碎屑排出工件和電極之間，避免了短路及工件燒蝕；將數(shù)百安培(或以上)的電流通過電極以形成擊穿電勢是實現(xiàn)放電的前提。

為實現(xiàn)電極的旋轉(zhuǎn)、電極的通電以及電極的高速沖液，需設(shè)計專門的具有沖液旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電功能的裝置?，F(xiàn)有技術(shù)主要涉及兩種方法：

第一種，設(shè)計專門的旋轉(zhuǎn)沖液機構(gòu)(參見專利文件CN201310541512.4)，該機構(gòu)通過絕緣介質(zhì)將自身連接到機床主軸上，同時具備電極的旋轉(zhuǎn)、沖液及導(dǎo)電功能，但其和機床主軸的連接存在一定誤差，容易導(dǎo)致電極跳動超差，并且通過兩側(cè)管件供給高壓流體增強沖液紊亂，同時該機構(gòu)利用軸承內(nèi)圈、外圈和滾珠之間的旋轉(zhuǎn)接觸，將固定的電刷供電轉(zhuǎn)化為電極的旋轉(zhuǎn)供電，極易因為裝配誤差、密封失效及滾珠和內(nèi)圈、外圈之間的放電導(dǎo)致軸承損壞，進(jìn)而引起旋轉(zhuǎn)精度喪失，因而其使用壽命短。

第二種，設(shè)計專門的主軸系統(tǒng)(參見專利文件CN201410747804.8)，該主軸通過高壓沖液流體，將流體直接通過主軸灌輸于工具電極上，并通過外加驅(qū)動機構(gòu)帶動主軸和電極旋轉(zhuǎn)，此外，還有將固定的電栓(電源通過導(dǎo)電供電，供電的導(dǎo)線無法跟隨電極旋轉(zhuǎn))轉(zhuǎn)化為電極旋轉(zhuǎn)運動的導(dǎo)電裝置，克服了傳統(tǒng)導(dǎo)電滑環(huán)的缺點。然而盡管該機構(gòu)具有輕量化的特點，但是主軸設(shè)計精度要求高，設(shè)計周期長。

上述兩種方案無論是設(shè)計專用的旋轉(zhuǎn)沖液機構(gòu)還是使用專門的主軸系統(tǒng)，均可實現(xiàn)高速電弧放電加工的電極旋轉(zhuǎn)、沖液夾持。然而，當(dāng)高速電弧放電加工技術(shù)在不同型號的機床上移植時，由于市面上的數(shù)控機床種類繁多，結(jié)構(gòu)各異，將其改造成高速電弧放電加工機床時，若采用上述兩種方案，則需要根據(jù)各類機床的特征設(shè)計專用旋轉(zhuǎn)沖液機構(gòu)(及其固定裝置)或是主軸系統(tǒng)，該過程費時費力，限制了高速電弧放電加工的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化過程。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種基于標(biāo)準(zhǔn)接口的高速電弧放電加工刀柄裝置，可以方便植入不同類別的數(shù)控機床主軸系統(tǒng)中。即，在需要進(jìn)行高速電弧放電加工工藝時，可快速連接至機床主軸系統(tǒng)；不需要高速電弧放電加工工藝時，可方便拆離機床主軸系統(tǒng)，將機床還原成普通機加工機床。并且，為實現(xiàn)高速電弧放電銑削加工，該刀柄裝置具有旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)電功能，具有高精度電極夾持以及絕緣保護(hù)功能，結(jié)構(gòu)簡單，方便拆卸和替換，并可結(jié)合機床主軸中心出水實現(xiàn)高壓沖液。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：

一種基于標(biāo)準(zhǔn)接口的高速電弧放電加工刀柄裝置，包括刀柄，絕緣盤、導(dǎo)電盤、圓螺母、第一組推力球軸承、第二組推力球軸承、夾頭套筒、彈性夾頭、多孔電極(8)、夾頭螺母；

所述的刀柄通過刀柄螺母與所述的絕緣盤相連，該絕緣盤為中空結(jié)構(gòu)，其中心供所述的芯軸的一端穿過；

所述的芯軸上裝有所述的第一組推力球軸承和第二組推力球軸承，該第一組推力球軸承的軸圈限位于所述的絕緣盤、座圈定位于所述的導(dǎo)電盤，第二組推力球軸承的軸圈限位于所述的圓螺母、座圈定位于所述的導(dǎo)電盤，該導(dǎo)電盤外接放電導(dǎo)線；

所述的芯軸的一端設(shè)有臺階，可卡在絕緣盤內(nèi)，另一端裝有所述的夾頭套筒，該夾頭套筒內(nèi)安裝彈性夾頭，所述的多孔電極通過夾頭螺母固定在所述的彈性夾頭上。

進(jìn)一步地，所述的夾頭螺母和彈性夾頭之間有密封墊。

所述的絕緣盤內(nèi)還裝有絕緣墊片，用于隔離所述的刀柄螺母和芯軸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于：

1)該刀柄裝置具有標(biāo)準(zhǔn)刀柄結(jié)構(gòu)，可方便植入具有標(biāo)準(zhǔn)接口的不同型號數(shù)控機床上。在需要進(jìn)行高速電弧放電加工工藝時，可快速連接至機床主軸系統(tǒng)；

2)不需要高速電弧放電加工工藝時，可方便拆離機床主軸系統(tǒng)，將機床還原成普通機加工機床。

3)該刀柄裝置具有旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)電功能，具有高精度電極夾持以及絕緣保護(hù)功能，結(jié)構(gòu)簡單，方便拆卸和替換，降低動不平衡對主軸帶來的負(fù)面影響，并可結(jié)合機床主軸中心出水實現(xiàn)高壓沖液。

附圖說明

圖1為本發(fā)明高速電弧放電加工刀柄裝置的剖視圖；

圖2為本發(fā)明高速電弧放電加工刀柄裝置的主視圖；

圖中：1刀柄，2刀柄螺母，3絕緣盤，4第一推力球軸承，5圓螺母，6夾頭套筒，7密封墊，8多孔電極，9夾頭螺母，10彈性夾頭，11放電導(dǎo)線，12導(dǎo)電盤，13芯軸，14絕緣墊片，15第二推力球軸承。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

請參閱圖1和圖2，圖1為本發(fā)明高速電弧放電加工刀柄裝置的剖視圖，圖2為本發(fā)明高速電弧放電加工刀柄裝置的主視圖。如圖所示，一種基于標(biāo)準(zhǔn)接口的高速電弧放電加工刀柄裝置，包括刀柄1、絕緣盤3、導(dǎo)電盤12、圓螺母5、第一組推力球軸承4、第二組推力球軸承15、夾頭套筒6、彈性夾頭10、多孔電極8、夾頭螺母9。所述的刀柄1連接刀柄螺母2，刀柄螺母2連接絕緣盤3，刀柄螺母2和絕緣盤3具有定位配合關(guān)系；

所述的絕緣盤3為中空結(jié)構(gòu)，其中心可通過芯軸13，芯軸13末端有臺階，可卡在絕緣盤3內(nèi)，芯軸13和絕緣盤3具有定位配合關(guān)系，絕緣盤3內(nèi)還裝有絕緣墊片14，可隔離刀柄螺母2和芯軸13；

所述的芯軸13上裝有兩組推力球軸承，其中一組的軸圈限位于絕緣盤3，座圈定位于導(dǎo)電盤12，另一組的軸圈限位于圓螺母5，座圈定位于導(dǎo)電盤12；

所述的圓螺母5安裝于芯軸13上，用以固定芯軸13以及推力球軸承4；

所述的芯軸13末端裝有夾頭套筒6，夾頭套筒6內(nèi)安裝彈性夾頭10，多孔電極8裝在彈性夾頭10被并通過夾頭螺母9緊固；

所述的夾頭螺母9和彈性夾頭10之間有密封墊7。

所述的導(dǎo)電盤12上連接放電導(dǎo)線11。

如圖1和圖2所示，基于標(biāo)準(zhǔn)接口的高速電弧放電加工刀柄裝置，其原理如下：

刀柄1為標(biāo)準(zhǔn)刀柄，可方便裝入具有標(biāo)準(zhǔn)刀柄接口的機床主軸內(nèi)。由于高速電弧放電的多孔電極8需要接上電源，為防止機床主軸帶電，需設(shè)計絕緣結(jié)構(gòu)以隔離機床主軸和夾持機構(gòu)，絕緣盤3絕緣墊片14則是實現(xiàn)該功能的結(jié)構(gòu)。此外，為方便絕緣盤3的定位安裝，絕緣盤3上設(shè)計有臺階，和刀柄螺母2通過配合實現(xiàn)定位。為實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電功能，在芯軸13上設(shè)計有推力球軸承4和導(dǎo)電盤12，可利用軸承端面?zhèn)鲗?dǎo)電流，防止軸承和和芯軸13之間放電，保護(hù)芯軸13的同時可降低芯軸13的加工精度要求。此外，由于推力球軸承4結(jié)構(gòu)簡單，當(dāng)其滾珠和軸圈或座圈放電失效后可方便更換。

芯軸13通過末端的臺階卡于絕緣盤3內(nèi)，并通過圓螺母5緊固。在緊固芯軸13的同時，由于推力球軸承4和導(dǎo)電盤12安裝于芯軸13，也可同時被緊固。導(dǎo)電盤12定位于推力球軸承4的座圈上，并且和芯軸13保持一定的間隙，可以防止兩者在相對運動時產(chǎn)生放電而損壞芯軸13。芯軸13末端裝有夾頭套筒6，夾頭套筒6內(nèi)安裝彈性夾頭10，多孔電極8可裝在彈性夾頭10被并通過夾頭螺母9緊固，由于彈性夾頭10非密封結(jié)構(gòu)，當(dāng)沖液流體流過時，會產(chǎn)生泄漏，因而通過密封墊7防止沖液失效。

當(dāng)?shù)侗b置安裝于機床主軸后，多孔電極8可在主軸帶動下旋轉(zhuǎn)，而導(dǎo)電盤12連接放電導(dǎo)線11，在放電導(dǎo)線11的輕微拖拽下可保持靜止，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)電。需說明的是，刀柄裝置未設(shè)計有專門的沖液供給管道，因而高速電弧放電加工所用的高壓流體需由機床的主軸中心流入刀柄裝置后，通過多孔電極8的內(nèi)沖液孔噴至放電間隙中。