專利名稱:多功能聚晶鉆石工具加工機(jī)床的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于電火花腐蝕加工聚晶鉆石工具專用機(jī)床的發(fā)明。該機(jī)床的全套設(shè)備由電氣柜，包括加工主電源電路和控制電路，機(jī)床本身包括伺服進(jìn)給主軸和油槽，活動液壓站構(gòu)成。
英國專利318570曾刊載一篇聚晶鉆石成形的方法發(fā)明，即采用電火花腐蝕加工聚晶鉆石的方法發(fā)明，但此專利只要求保護(hù)加工方法，未提及具體設(shè)備。近年來，國內(nèi)外也有采用電火花腐蝕方法加工聚晶鉆石工具的機(jī)床問世，如《鉆石工業(yè)導(dǎo)報》1982年第四期和1983年第四期報導(dǎo)的及北京電加工研究所1984年報國家發(fā)明二等獎的聚晶鉆石工具加工機(jī)床。但這些機(jī)床的伺服進(jìn)給主軸均為立式，設(shè)備龐大，加工時油槽暴露在外，容易造成污染，設(shè)備功能單一，其加工電源電路和控制電路等技術(shù)均未公開。
本發(fā)明就是為了提供一種電火花腐蝕加工聚晶鉆石工具的專用機(jī)床，其結(jié)構(gòu)輕巧加工精度高，低噪音、低污染，并可實現(xiàn)一機(jī)多用一一穿孔、成形、切割和磨片。
本發(fā)明的解決方案是機(jī)床本身采用臥式進(jìn)給布局，活動油槽，封閉式加工結(jié)構(gòu)，電氣柜中設(shè)計多種加工電路和控制電路;在同一套進(jìn)給系統(tǒng)上，通過更換機(jī)械部件，轉(zhuǎn)換加工電路，實現(xiàn)多工種的加工一一穿孔、成形、切割和磨片。
本發(fā)明的機(jī)床本身部分的結(jié)構(gòu)為在機(jī)裝(1)上安裝電液伺服系統(tǒng)(2)、縱向進(jìn)給滑臺(3)、橫向進(jìn)給滑臺(4)、固定夾具座(5)?？v向進(jìn)給滑臺(3)的立柱上安裝電極夾具(6)，固定夾具座(5)上安裝臥式主軸(7)及其電機(jī)(8)，主軸(7)上帶有法蘭盤(9)，橫向進(jìn)給滑臺(4)安裝在縱向進(jìn)給滑臺(3)和固定夾具座(5)中間。
當(dāng)進(jìn)行穿孔或成形加工時，在電極夾具(6)上安裝穿孔電極(12)或成形電極(13)，在縱向進(jìn)給滑臺(3)的臺面上安裝活動油槽(10)，然后用雙位操縱按鈕(72)或(73)選擇穿孔加工電路或成形加工電路即可進(jìn)行操作。
當(dāng)進(jìn)行切割加工時，在縱向進(jìn)給滑臺(3)上安裝切割工件夾具座(17)，夾具座(17)上安裝夾頭(18)，在橫向進(jìn)給滑臺(4)上安裝活動油槽(19)和切割刀具夾具座(20);夾具座(20)上裝有刀具夾頭(21)，夾具(21)上固定著切割刀具(77);選擇切割加工電路，即可進(jìn)行操作。
當(dāng)進(jìn)行磨削加工時，在縱向進(jìn)給滑臺(3)的臺面上安裝磨削工件夾具座(33)，夾具座(33)上安裝工件夾頭(34);橫向進(jìn)給滑臺(4)上安裝油槽(35);在法蘭盤(9)上安裝磨輪夾具(36)及磨輪(37)。選擇磨削加工電路，即可進(jìn)行操作。
機(jī)床上所用的活動油槽(10)、(19)、(35)都是特制的。
機(jī)床上所用的切割工件夾頭(18)，磨削工件夾頭(34)都是特制的。
機(jī)床上裝有一個特制的進(jìn)給顯式器(66)。
在縱向進(jìn)給滑臺(3)的立柱上安裝一個電磁振動器(46)，用一個調(diào)壓器控制其振幅，振動器(46)的啟動用加工電信號控制。這樣加工時配合振動器的微振，使排屑容易，提高加工精度。
在縱向進(jìn)給滑臺(3)附近的底座上，安裝一組行程限位開關(guān);縱向進(jìn)給滑臺(3)的側(cè)面上安裝兩組可調(diào)碰塊，一組控制注油位置，一組控制加工行程。當(dāng)縱向進(jìn)給滑臺(3)進(jìn)給到特定的位置時，碰塊將觸及相應(yīng)的開關(guān)，由此控制加工的行程及注油位置。
在法蘭盤(9)的內(nèi)部設(shè)一個自動停車微型開關(guān)，其觸頭在穿孔、成形加工中心線上。當(dāng)工件被穿孔后，電極可碰到開關(guān)的觸頭，自動停機(jī)。
縱向進(jìn)給滑臺(3)上還裝有一個百分表碰桿，滑臺(3)進(jìn)給時，碰桿觸動百分表(65)的觸頭，以顯示加工深度。
附圖描述了本發(fā)明的實施例附圖1穿孔或成形加工設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖;
附圖2穿孔或成形加工設(shè)備所用活動油槽示意圖;
附圖3切割加工設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖;
附圖4切割加工設(shè)備所用活動油槽示意圖;
附圖5切割加工設(shè)備所用工件夾具示意圖;
附圖6磨削加工設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖;
附圖7磨削加工設(shè)備所用油槽示意圖;
附圖8磨削加工設(shè)備所用工件夾具示意圖;
附圖9穿孔、切割加工設(shè)備的電路原理圖;
附圖10、成形、磨削加工設(shè)備的電路原理圖;
附圖11機(jī)床外觀圖;
附圖12進(jìn)給顯示結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1描述了穿孔或成形加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)。機(jī)座(1)上安裝電液伺服系統(tǒng)(2)，縱向進(jìn)給滑臺(3)，橫向進(jìn)給滑臺(4)，固定夾具座(5)?？v向進(jìn)給滑臺(3)的立柱上安裝著電極夾具(6)和振動器(46)，固定夾座(5)上安裝著臥式主軸(7)及其電機(jī)(8)，主軸(7)上帶有法蘭盤(9)，橫向進(jìn)給滑臺(4)安裝在縱向進(jìn)給滑臺(3)和固定夾具座(5)中間。在縱向進(jìn)給滑臺(3)的臺面上放置活動油槽(10)，在法蘭盤(9)上安裝工件夾頭(11)，在電極夾具(6)上安裝穿孔電極(12)或成形電極(13)，將電極從泄油口插入油槽(10)。工件夾頭(11)夾緊工件后，按下“穿孔”或“成形”控制鍵，伺服系統(tǒng)(2)便驅(qū)動縱向進(jìn)給滑臺(3)在滾動導(dǎo)軌(76)上做縱向進(jìn)給，進(jìn)給到一定位置;工件夾頭(11)也將從另一個漏油口插入油槽(10)中，此時行程限位開關(guān)自動控制活動液壓站的導(dǎo)油管從注油孔(16)為油槽(10)注油;工件固定不動，電極放電并縱向進(jìn)給，并配合振動器(46)的微振排屑，實現(xiàn)穿孔或成形加工。
圖2描述了穿孔或成形加工設(shè)備所用的活動油槽(10)。在油槽(10)上有兩個泄油口(14)、(15)、(14)的形狀尺寸略大于電極夾具(6)的外輪廓;(15)的形狀尺寸略大于工件夾頭(11)的外輪廓，油槽上還有一個注油孔(16)。為安裝方便，油槽制成上下兩部分。油槽體積很小，充油和放油速度很快。
圖3描述了切割加工設(shè)備結(jié)構(gòu)。在縱向進(jìn)給滑臺(3)的臺面上安裝切割工件夾具座(17)，夾具座(17)上安裝有工件夾頭(18);在橫向進(jìn)給滑臺(4)上安裝活動油槽(19)和切割刀具夾具座(20)，夾具座(20)上裝有工具夾頭(21)，夾頭(21)上固定著切割刀具(77)。將工具夾頭(21)從泄油口插入油槽(19)，工件夾頭(18)夾緊工件后，啟動機(jī)床，縱向進(jìn)給滑臺(3)縱向進(jìn)給;工件夾頭(18)從另一個泄油口插入油槽(19)，此時可用手輪(69)調(diào)整橫向進(jìn)給滑臺(4)，在槽內(nèi)進(jìn)行對刀，然后，液壓站通過注油孔(24)為油槽注油，切割刀具(77)固定不動，放電，工件進(jìn)給，完成加工。
圖4描述了切割加工設(shè)備所用的油槽。該油槽上有兩個泄油口(22)、(23)，(22)的形狀尺寸略大于工件夾頭(18)的外輪廓;(23)的形狀尺寸略大于工具夾頭(21)的外輪廓，油槽上還有一個注油孔(24)，為安裝方便，油槽制成上下兩部分。
圖5描述了切割加工設(shè)備所用的工件夾頭，在一個圓形鋼板(25)上開一個小槽，槽內(nèi)有一橫向滑塊(26)，用螺桿(32)調(diào)節(jié)滑塊(26)在槽內(nèi)滑動進(jìn)行對刀，滑塊(26)上用螺釘固定著一個支撐臂(27)，支撐臂(27)上固定著一個轉(zhuǎn)軸(28)，轉(zhuǎn)軸(28)內(nèi)有緊固螺釘(29)，轉(zhuǎn)軸(28)外套連著一個工件夾板(30)，夾板(30)可繞轉(zhuǎn)軸(28)轉(zhuǎn)動，用螺釘(29)固定，夾板(30)上裝有“U”形夾塊(31)，工件被夾持在夾板(30)和夾塊(31)中間。夾板轉(zhuǎn)動不同的角度，切割面與安裝面便具有不同的角度，可滿足不同的刀具刀片形狀(后角)要求。
圖6描述了磨片設(shè)備結(jié)構(gòu)。在縱向進(jìn)給滑臺(3)的臺面上安裝磨削工件夾具座(33)，夾具座(33)上安裝著工件夾頭(34)，在橫向進(jìn)給滑臺(4)上安裝油槽(35)，在法蘭盤(9)上安裝磨輪夾具(36)，磨輪(37)夾持在夾具(36)上，磨輪(37)與工件不同心。將磨輪夾具(36)從泄油口插入油槽(35)，工件夾頭(34)夾緊工件后，按下“磨削”控制鍵，縱向進(jìn)給滑臺(3)縱向進(jìn)給，工件夾頭(34)便從另一泄油口插入油槽，然后油箱注油，工件進(jìn)給，磨輪放電，旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行加工。
圖7描述了磨片時所用的油槽(35)，其上有兩個泄油口(38)、(39)和一個注油孔(40)，(38)的形狀尺寸略大于工件夾頭(34)的外輪廓;(39)的形狀尺寸略大于磨輪夾具(36)的外輪廓，為安裝方便，油槽分為上下兩部分。
圖8描述了磨平面時所用的工件夾頭(34)。在一塊圓形鋼板(41)上開一個滑槽(42)，槽內(nèi)設(shè)一個壓緊動片(43)，動片(43)上連著緊固螺釘(45)，滑槽底部有一固定的“V”形座(44)，工件夾在夾緊動片(43)和“V”形座(44)中間，用螺釘緊固。
圖9描述了穿孔或切割加工設(shè)備所用的電路。變壓器的輸入端(51)接外接電源，輸出端通過鐵芯電感接在橋式晶體管整流器(52)上，(52)的輸出端正極(53)通過一個電阻(R)與加工工具的正極(54)相接，整流器(52)的輸出端負(fù)極(55)與加工工具的負(fù)極(56)相連，在正負(fù)極(54)、(56)之間接一個電容(C)。這個電路使用鐵芯電感，放電不損失能量，可節(jié)約能源。
圖10描述了成形或磨削加工所用的電路。變壓器的輸入端(57)接外接電源，輸出端接在橋式晶體管整流器(58)的輸入端，(58)的輸出端正極通過一個電阻(R)與加工工具正極(59)相接，整流器(58)的輸出端負(fù)極接在加工電極的負(fù)極(60)，在正、負(fù)極(59)、(60)之間接一個空心電感(L)和一個電容(C)。這個電路使用空心電感，造成放電尖峰，加強(qiáng)電蝕率，由于脈沖連續(xù)發(fā)生，減少電極損耗，提高加工精度。
圖11描述了機(jī)床全套設(shè)備的外形，加工機(jī)的下面用機(jī)架(61)支撐，上面用機(jī)罩(62)蓋上，活動液壓站(63)設(shè)在機(jī)架(61)內(nèi)。電氣柜(64)通過兩組接線與加工機(jī)相連。機(jī)罩(62)上有一個進(jìn)給顯示器(66)，百分表(65)，通風(fēng)口(67)，活動拉門(68)，橫向進(jìn)給滑臺調(diào)整手輪(69)，油量控制旋鈕(70)、(71)。機(jī)架上沒有雙位控制按鈕(72)，機(jī)罩(62)與機(jī)架(61)均為焊接結(jié)構(gòu)。電氣柜上有雙位控制按鈕(73)，其作用與(72)相同，安全開關(guān)(74)，連接電線座(75)。
圖12描述了機(jī)罩(62)上的進(jìn)顯示器(66)的結(jié)構(gòu)。顯示器(66)上有一串發(fā)光二極管(47)，在機(jī)座(1)上固定著一個精密多圈電位器(48)，電位器(48)上裝有齒輪(49)，在縱向進(jìn)給滑臺(3)的側(cè)面嵌有齒條(50)，齒輪(49)與齒條(50)相嚙合，通過控制電路(KD)將二極管(47)與電位器(48)聯(lián)接起來。這樣，當(dāng)縱向滑臺(3)進(jìn)給時，齒輪(49)與齒條(50)嚙合傳動，由此改變電位器(48)的電阻，通過電路引起二極管(47)依次閃亮。
本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)輕巧，其主機(jī)尺寸為1100×740×1320，加工精度高，光潔度可達(dá)
7，成形圓度誤差小于0.02毫米，效率高，以加工2.0×4.5毫米圓孔為例加工時間15-20分鐘，耗能低，其額定功率(2KVA)，污染小，噪音小，操作安全及一機(jī)多用等優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種用電火花腐蝕方法加工聚晶鉆石工具的專用機(jī)床，該機(jī)床由電氣柜、機(jī)床本身和液壓站構(gòu)成，其特征是機(jī)床本身采用臥式進(jìn)給布局，活動油槽封閉式加工結(jié)構(gòu)，電氣柜中設(shè)計多種加工電路和控制電路，在同一套進(jìn)給系統(tǒng)上，通過更換機(jī)械部件，轉(zhuǎn)換加工電路，實現(xiàn)多工種的加工--穿孔、成形、切割和磨片。
2.按照權(quán)利要求
1所述的機(jī)床，其特征是機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)為機(jī)座(1)上安裝電液伺服系統(tǒng)(2)，帶有電極夾具(6)和電磁振動器(46)的縱向進(jìn)給滑臺(3)，帶有臥式主軸(7)、法蘭盤(9)及電機(jī)(8)的固定夾具座(5)和橫向進(jìn)給滑臺(4)。
3.按照權(quán)利要求
2所述的機(jī)床-穿孔，其特征是在電極夾具(6)上安裝穿孔電極(12)，在縱向進(jìn)給滑臺(3)的臺面上安裝活動油槽(10)，在法蘭盤(9)上安裝工件夾頭(11)。
4.按照權(quán)利要求
2所述的機(jī)床-成形，其特征是在電極夾具(6)上安裝成形電極(13)，在進(jìn)給滑臺(3)的臺面上放置活動油槽(10)，在法蘭盤(9)上安裝工件夾頭(11)。
5.按照權(quán)利要求
3或4所述的機(jī)床，其特征是活動油槽(10)上有兩個泄油口(14)、(15)，(14)的形狀尺寸略大于電極夾具(6)的外輪廓，(15)的形狀尺寸略大于工件夾頭(11)的外論廓，油槽上還有一個注油孔(16)，油槽制成上下兩部分。
6.按照權(quán)利要求
2所述的機(jī)床-切割，其特征是在縱向進(jìn)給滑臺(3)的臺面上安裝切割工件夾具座(17)，夾具座(17)上裝有工件夾頭(18)，在橫向進(jìn)給滑臺(4)上安裝活動油槽(19)和切割刀具夾具座(20)，(20)上裝有工具夾頭(21)，(21)上固定著切割刀具(77)。
7.按照權(quán)利要求
6所述的機(jī)床，其特征是油槽(19)上有兩個泄油口(22)、(23)，(22)的形狀尺寸略大于工件夾頭(18)的外輪廓，(23)的形狀尺寸略大于工具夾頭(21)的外輪廓，油槽(19)上還有一個注油孔(24)，油槽制成上下兩部分。
8.按照權(quán)利要求
6所述的機(jī)床，其特征是工件夾頭(18)的構(gòu)造是在一個圓形鋼板(25)上開一個小橫槽，槽內(nèi)有一橫向滑塊(26)，用螺桿(32)調(diào)節(jié)滑塊(26)在槽內(nèi)滑動進(jìn)行對刀，滑塊(26)上用螺釘固定著一個支撐臂(27)，支撐臂(27)上固定著一個轉(zhuǎn)軸(28)，轉(zhuǎn)軸(28)內(nèi)有緊固螺釘(29)，轉(zhuǎn)軸(28)外套連著一個工件夾板(30)，夾板(30)可繞轉(zhuǎn)軸(28)轉(zhuǎn)動，用螺釘(29)固定，夾板(30)上裝有“U”形夾塊(31)，工件被夾持在夾板(30)和夾塊(31)中間。
9.按照權(quán)利要求
2所述的機(jī)床一一磨片，其特征是在縱向進(jìn)給滑臺(3)的臺面上安裝磨削的工件夾具座(33)，夾具座(33)上安裝著工件夾頭(34)，在橫向進(jìn)給滑臺上安裝油槽(35)，在法蘭盤(9)上安裝磨輪夾具(36)，磨輪(37)夾持在夾具(36)上，磨輪(37)與工件不同心。
10.按照權(quán)利要求
9所述的機(jī)床，其特征是油槽(35)上有兩個泄油口(38)、(39)和一個注油孔(40)，(38)的形狀尺寸略大于工件夾頭(34)的外輪廓，(39)的形狀尺寸略大于磨輪夾具(36)的外輪廓，油槽分為上下兩部分。
11.按照權(quán)利要求
9所述的機(jī)床，其特征是工件夾頭(34)的構(gòu)造是在一塊圓形鋼板(41)上開一個滑槽(42)，槽內(nèi)設(shè)一壓緊動片(43)，(43)上連著緊固螺釘(45)，滑槽底部有一固定的“V”形座(44)，工件夾在壓緊動片(43)和“V”形座(44)中間，用螺釘(45)緊固。
12.按照權(quán)利要求
2所述的機(jī)床，其特征是在縱向進(jìn)給滑臺(3)的立柱上安裝一個電磁振動器(46)，用一個調(diào)壓器控制其振幅，振動器(46)的啟動用加工電信號控制。
13.按照權(quán)利要求
2所述的機(jī)床，其特征是在縱向進(jìn)給滑臺(3)的附近底座上安裝一組行程限位開關(guān)，滑臺(3)的側(cè)面安裝兩組可調(diào)碰塊，其一控制注油位置，其二控制加工行程，當(dāng)滑臺(3)進(jìn)給到特定的位置，碰塊將觸到相應(yīng)的開關(guān)。
14.按照權(quán)利要求
2所述的機(jī)床，其特征是法蘭盤(9)內(nèi)設(shè)一個自動停車微型開關(guān)，其觸頭在加工中心線上。
15.按照權(quán)利要求
3或6所述的機(jī)床，其特征是加工設(shè)備電路為變壓器的輸入端(51)接外接電源，輸出端通過鐵芯電感接在橋式晶體管整流器(52)上，(52)的輸出端正極(53)通過一個電阻(R)與加工工具的正極(54)相接，輸出端負(fù)極(55)與加工工具的負(fù)極(56)相接，在正負(fù)極(54)、(56)之間接一個電容(C)。
16.按照權(quán)利要求
4或9所述的機(jī)床，其特征是加工設(shè)備電路為變壓器的輸入端(57)外接電源，輸出端接在橋式晶體管整流器(58)的輸入端，(58)的輸出端正極通過一個電阻(R)與加工工具正極(59)相接，整流器(58)的輸出端負(fù)極接在加工電極的負(fù)極(60)，在正、負(fù)極(59)、(60)之間接一個空心電感(L)和一個電容(C)。
17.按照權(quán)利要求
2所述的機(jī)床，其特征是機(jī)床下部用機(jī)架(61)支撐，上部用機(jī)罩(62)封閉，活動液壓站(63)設(shè)在機(jī)架(61)內(nèi)，電氣柜(64)通過兩組接線與加工機(jī)相接。
18.按照權(quán)利要求
17所述的機(jī)床，其特征是機(jī)罩(62)上有一個通風(fēng)口(67)，活動拉門(68)，橫向進(jìn)給滑臺的調(diào)整手輪(69)，油量控制旋鈕(70)、(71)，進(jìn)給顯示器(66)，百分表(65)，機(jī)架(61)上有雙位控制按鈕(72)，機(jī)罩(62)與機(jī)架(61)均為焊接結(jié)構(gòu)。
19.按照權(quán)利要求
18所述的機(jī)床，其特征是進(jìn)給顯示器(66)上有一串發(fā)光二極管(47)，機(jī)座(1)上固定著一個精密多圈電位器(48)，電位器(48)上裝有齒輪(49)，縱向進(jìn)給滑臺(3)的側(cè)面嵌有齒條(50)，齒輪(49)與齒條(50)相嚙合，通過控制電路(KD)將發(fā)光二極管與精密多圈電位器(48)聯(lián)接起來。
20.按照權(quán)利要求
18所述的機(jī)床，其特征是縱向進(jìn)給滑臺(3)上安裝一個碰桿，碰桿可觸及百分表(65)的觸頭。
專利摘要
本發(fā)明是關(guān)于電火花腐蝕加工聚晶鉆石工具專用機(jī)床的發(fā)明。該機(jī)床本身采內(nèi)臥式進(jìn)給布局，封閉式加工結(jié)構(gòu)，并通過轉(zhuǎn)換加工電路，更換機(jī)械部件，利用同一套進(jìn)給系統(tǒng)完成穿孔、成形、磨片、切割多種加工。結(jié)構(gòu)輕巧，工作效率高，加工精度好，操作安全，低噪音、低污染，可實現(xiàn)一機(jī)多用—穿孔、成形、切割和磨片。
文檔編號B23H1/00GK86101343SQ86101343
公開日1987年1月31日 申請日期1986年3月5日
發(fā)明者蘇廷禮 申請人:天津市機(jī)床研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan