本(ben)發明涉(she)及一種用于多微細孔電(dian)火花放電(dian)同步加(jia)(jia)工(gong)的工(gong)具(ju)電(dian)極夾具(ju)，屬于特種加(jia)(jia)工(gong)設備(bei)技(ji)術領域。

背景技術：

微(wei)細孔(kong)(kong)廣泛(fan)地應(ying)用(yong)于(yu)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)、航空航天、醫(yi)療器械(xie)、微(wei)電子、精密機(ji)(ji)械(xie)、模(mo)具等(deng)(deng)領域，常作(zuo)為(wei)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)噴(pen)油霧(wu)化孔(kong)(kong)，噴(pen)絲板的(de)(de)(de)(de)噴(pen)絲孔(kong)(kong)，電板的(de)(de)(de)(de)沖液(ye)孔(kong)(kong)，發(fa)動(dong)機(ji)(ji)葉(xie)片、缸體(ti)的(de)(de)(de)(de)散熱孔(kong)(kong)，閥(fa)體(ti)的(de)(de)(de)(de)油路(lu)孔(kong)(kong)或氣路(lu)孔(kong)(kong)等(deng)(deng)。由于(yu)使用(yong)微(wei)細孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)材料多(duo)為(wei)高(gao)強度(du)、高(gao)硬度(du)難加(jia)工材料，如耐熱鋼、不銹鋼、硬質合金、金剛石等(deng)(deng)，而且要求(qiu)達到一定的(de)(de)(de)(de)孔(kong)(kong)深，使得微(wei)細孔(kong)(kong)加(jia)工成為(wei)孔(kong)(kong)加(jia)工中最困難的(de)(de)(de)(de)工藝之一。

電(dian)火(huo)花微放電(dian)加工(gong)法在微細孔加工(gong)方面(mian)具(ju)有一定的技(ji)術(shu)優(you)勢(shi)：(1)任何導電(dian)性材料均可(ke)加工(gong)，不(bu)受強度和硬(ying)度限制(zhi)；(2)基本(ben)不(bu)存在切削力，對工(gong)具(ju)的強度和剛(gang)度要求較低；因此(ci)，在實際生產中，導電(dian)性難加工(gong)材料的微細孔加工(gong)較多采用電(dian)火(huo)花微放電(dian)加工(gong)技(ji)術(shu)。

目(mu)(mu)前，實際使用的(de)(de)微細(xi)(xi)(xi)孔(kong)加(jia)工(gong)專機設備只有一(yi)(yi)個工(gong)具(ju)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)，存在加(jia)工(gong)效(xiao)率低的(de)(de)缺(que)點。如果(guo)增加(jia)工(gong)具(ju)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)數量，實現(xian)多電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)同步加(jia)工(gong)多個微細(xi)(xi)(xi)孔(kong)，則(ze)可以成倍地提高加(jia)工(gong)效(xiao)率。目(mu)(mu)前由一(yi)(yi)塊電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)材料蝕刻而(er)成的(de)(de)群電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)在加(jia)工(gong)陣列微細(xi)(xi)(xi)孔(kong)研究方面取得了一(yi)(yi)定成果(guo)，但是群電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)制作困難，而(er)且存在兩方面的(de)(de)技術缺(que)陷：一(yi)(yi)是電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)之間(jian)無法電(dian)(dian)(dian)絕緣，其(qi)中(zhong)某個電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)短(duan)路時集(ji)中(zhong)能量放電(dian)(dian)(dian)將造成該短(duan)路微細(xi)(xi)(xi)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)燒毀(hui)；二是群電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)無法旋(xuan)轉，排屑(xie)效(xiao)果(guo)較差，加(jia)工(gong)孔(kong)的(de)(de)深(shen)度有限。

技術實現要素：

針對現(xian)(xian)有(you)技術的(de)不足，本發明(ming)提供一種用于多(duo)微細(xi)孔電(dian)(dian)火花放(fang)電(dian)(dian)同步(bu)(bu)加(jia)工(gong)的(de)工(gong)具電(dian)(dian)極(ji)夾(jia)(jia)具，實(shi)現(xian)(xian)工(gong)具電(dian)(dian)極(ji)絕緣裝夾(jia)(jia)及同步(bu)(bu)旋轉(zhuan)，工(gong)具電(dian)(dian)極(ji)可(ke)以獨立放(fang)電(dian)(dian)控制，并以旋轉(zhuan)同步(bu)(bu)方式(shi)促進(jin)(jin)排(pai)屑；通過(guo)特制的(de)夾(jia)(jia)具盤利用本發明(ming)公開的(de)工(gong)具電(dian)(dian)極(ji)夾(jia)(jia)具夾(jia)(jia)持多(duo)個工(gong)具電(dian)(dian)極(ji)進(jin)(jin)行多(duo)微細(xi)孔的(de)同步(bu)(bu)加(jia)工(gong)，可(ke)數倍提高加(jia)工(gong)效率。

本發明的技術方案(an)如下(xia)：

一(yi)種用(yong)于多微細(xi)孔電火花放電同步加(jia)工的工具(ju)電極夾具(ju)，包括(kuo)：

—空(kong)心(xin)臺階(jie)軸，用于(yu)放置工(gong)具電極；

—帶輪，與空(kong)(kong)心臺(tai)階(jie)(jie)軸上部連接，用于(yu)驅(qu)動空(kong)(kong)心臺(tai)階(jie)(jie)軸的旋(xuan)轉；

—夾頭(tou)和螺(luo)帽(mao)，夾頭(tou)與空心臺階軸的底部連接并通過螺(luo)帽(mao)鎖(suo)緊，夾頭(tou)用于(yu)固(gu)定工具電極。

優選的，所述帶輪(lun)通過緊定(ding)螺釘與(yu)空心臺階軸固定(ding)連接。

優選的(de)(de)，所述帶(dai)輪(lun)(lun)為同步帶(dai)輪(lun)(lun)。此設(she)計的(de)(de)好處(chu)在(zai)于，夾(jia)具盤(pan)上的(de)(de)多(duo)個(ge)空心(xin)臺(tai)階軸之間，可利用同步帶(dai)帶(dai)動(dong)帶(dai)輪(lun)(lun)及空心(xin)臺(tai)階軸旋(xuan)轉，保證夾(jia)具盤(pan)上所有的(de)(de)工(gong)具電極作(zuo)業時的(de)(de)一致性。

優選的，所述空(kong)心臺階軸(zhou)(zhou)包括兩個(ge)軸(zhou)(zhou)肩(jian)，兩個(ge)軸(zhou)(zhou)肩(jian)分別為第(di)一軸(zhou)(zhou)肩(jian)、第(di)二軸(zhou)(zhou)肩(jian)，帶輪位于第(di)一軸(zhou)(zhou)肩(jian)處。

優選的，所(suo)述(shu)工(gong)具電極(ji)夾(jia)具還包(bao)括軸(zhou)承(cheng)和擋(dang)圈，所(suo)述(shu)軸(zhou)承(cheng)設(she)置在第(di)二軸(zhou)肩(jian)處并通過擋(dang)圈固定。此設(she)計的好處在于，借助(zhu)第(di)二軸(zhou)肩(jian)處的軸(zhou)承(cheng)可以使整個工(gong)具電極(ji)夾(jia)具固定在特別設(she)計的夾(jia)具盤上。

優選(xuan)的，所述(shu)軸承選(xuan)用深溝(gou)球(qiu)軸承。

優選的，所述空心臺(tai)階軸的空腔底部為(wei)一錐(zhui)(zhui)孔，所述夾頭為(wei)與(yu)錐(zhui)(zhui)孔配合連(lian)接的圓錐(zhui)(zhui)體。

優選(xuan)的，所述夾頭選(xuan)用(yong)彈簧夾頭。此設計的好處在(zai)于，利用(yong)彈簧夾頭(即筒(tong)夾)來夾持工具(ju)電(dian)極，安(an)全可靠并能(neng)夠(gou)根(gen)據(ju)不同工具(ju)電(dian)極的粗細(xi)調節相(xiang)應的夾持力。

優選(xuan)的，所述螺(luo)(luo)帽為彈簧(huang)夾(jia)頭專用螺(luo)(luo)帽，螺(luo)(luo)帽與(yu)空心臺階軸的底(di)部(bu)螺(luo)(luo)紋(wen)連接用于鎖緊夾(jia)頭。

優(you)選(xuan)的，所(suo)述(shu)工具(ju)電(dian)極(ji)選(xuan)用(yong)鉆(zhan)頭型電(dian)極(ji)，鉆(zhan)頭型電(dian)極(ji)的刃部直徑不小于0.1mm、柄部外圓(yuan)面涂覆有電(dian)絕(jue)緣層。

本發明的有益效果在于：

1、利用本發明工具(ju)(ju)(ju)(ju)電極夾具(ju)(ju)(ju)(ju)，并借助特(te)別設計的(de)(de)專(zhuan)用夾具(ju)(ju)(ju)(ju)盤，根據微細(xi)孔位置在(zai)專(zhuan)用夾具(ju)(ju)(ju)(ju)盤上(shang)加工臺(tai)階孔以安裝工具(ju)(ju)(ju)(ju)電極夾具(ju)(ju)(ju)(ju)，即(ji)可實現(xian)多(duo)微細(xi)孔的(de)(de)多(duo)工具(ju)(ju)(ju)(ju)電極同(tong)步加工；對于因為分布距離近而造(zao)成工具(ju)(ju)(ju)(ju)電極夾具(ju)(ju)(ju)(ju)安裝干涉的(de)(de)微細(xi)孔，可制作多(duo)個夾具(ju)(ju)(ju)(ju)盤，利用更換夾具(ju)(ju)(ju)(ju)盤的(de)(de)方式(shi)實現(xian)多(duo)工具(ju)(ju)(ju)(ju)電極的(de)(de)同(tong)步加工。

2、可以利用本發明公開的(de)工(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)電(dian)(dian)極夾(jia)(jia)(jia)具(ju)(ju)(ju)批(pi)(pi)量加工(gong)(gong)單微(wei)細(xi)孔(kong)工(gong)(gong)件(jian)(如噴嘴等)：首(shou)先制作夾(jia)(jia)(jia)持(chi)多(duo)個(ge)單微(wei)細(xi)孔(kong)工(gong)(gong)件(jian)的(de)夾(jia)(jia)(jia)具(ju)(ju)(ju)，再根據加工(gong)(gong)孔(kong)的(de)位置(zhi)制作專用夾(jia)(jia)(jia)具(ju)(ju)(ju)盤(pan)，夾(jia)(jia)(jia)具(ju)(ju)(ju)盤(pan)上對應待加工(gong)(gong)微(wei)細(xi)孔(kong)位置(zhi)加工(gong)(gong)安裝(zhuang)工(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)電(dian)(dian)極夾(jia)(jia)(jia)具(ju)(ju)(ju)的(de)臺階孔(kong)，利用多(duo)個(ge)工(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)電(dian)(dian)極實(shi)現多(duo)個(ge)單微(wei)細(xi)孔(kong)工(gong)(gong)件(jian)的(de)批(pi)(pi)量加工(gong)(gong)。

3、本發(fa)明的(de)工具電(dian)(dian)極(ji)(ji)之間電(dian)(dian)絕緣，可以進行獨立放電(dian)(dian)能量控(kong)制，從而避免了電(dian)(dian)極(ji)(ji)之間非絕緣方(fang)式中應該均分給(gei)全部工具電(dian)(dian)極(ji)(ji)的(de)能量集中放電(dian)(dian)給(gei)短路電(dian)(dian)極(ji)(ji)、進而將短路電(dian)(dian)極(ji)(ji)燒毀的(de)現象(xiang)。

4、本發明(ming)中利(li)用同步(bu)(bu)帶輪實現工(gong)具電極(ji)同步(bu)(bu)旋轉，鉆頭形式的電極(ji)采(cai)用螺旋槽(cao)排屑，進(jin)一步(bu)(bu)改善(shan)了排屑效果，可以增加加工(gong)孔的深度。

5、本(ben)發明工(gong)具電極夾具結構設(she)計合理、制造成本(ben)低(di)，以較小的(de)設(she)備成本(ben)投入，實現多(duo)微細孔的(de)同步加工(gong)，成倍地提(ti)高加工(gong)效(xiao)率，數(shu)倍地減少用(yong)工(gong)、時間成本(ben)。

附圖說明

圖1為(wei)本發明工具電極(ji)夾具安裝(zhuang)在夾具盤上的結構(gou)剖面(mian)圖；

圖2為本發(fa)明(ming)工具電極(ji)夾(jia)具安裝(zhuang)在夾(jia)具盤上并夾(jia)持工具電極(ji)的(de)結構(gou)剖(pou)面圖；

圖3為空心臺階軸的結構剖面圖；

圖4為帶輪的(de)結(jie)構示意圖；

圖(tu)(tu)5為軸承的結(jie)構(gou)半剖視圖(tu)(tu)；

圖6為夾(jia)頭的結構示意圖；

圖7為(wei)螺(luo)帽的結構半剖視圖；

圖8為夾(jia)具(ju)盤的一(yi)個(ge)臺階孔剖視圖；

圖9為工具電(dian)極(ji)的結構示(shi)意圖；

其中：1為(wei)(wei)電(dian)刷(shua)、2為(wei)(wei)空心(xin)臺階軸(zhou)、3為(wei)(wei)帶輪、4為(wei)(wei)緊定螺釘、5為(wei)(wei)擋圈、6和8為(wei)(wei)軸(zhou)承、7為(wei)(wei)夾(jia)具盤、9為(wei)(wei)螺帽(mao)、10為(wei)(wei)夾(jia)頭、11為(wei)(wei)工(gong)具電(dian)極。

具體實施方式

下面通(tong)過實施(shi)例并結合附圖對本發明做(zuo)進(jin)一步說明，但不限于(yu)此。

實施例1：

如(ru)圖1至(zhi)圖9所示，本實施例提供一種用于多微(wei)細孔電火花(hua)放電同步加工的工具電極夾(jia)具，包括：

—空心臺階軸2，用于(yu)放(fang)置工具電極11；

—帶輪3，與空(kong)心(xin)臺階軸2上(shang)部(bu)連接(jie)，用于驅動空(kong)心(xin)臺階軸2的旋轉；

—夾(jia)頭10和(he)螺帽(mao)9，夾(jia)頭10與(yu)空心臺(tai)階軸(zhou)2的底部連接并通過螺帽(mao)9鎖緊，夾(jia)頭10用于固(gu)定(ding)工(gong)具電極11。

其中，空心(xin)臺(tai)階(jie)軸(zhou)2為(wei)(wei)非標準(zhun)件，由棒料加工(gong)而成，總長度(du)38.5mm，最大外徑(jing)(jing)為(wei)(wei)φ10.0mm，中心(xin)孔(空腔)直徑(jing)(jing)φ3.3mm，如圖3所(suo)示(shi)(shi)。空心(xin)臺(tai)階(jie)軸(zhou)2包括兩(liang)個(ge)軸(zhou)肩，兩(liang)個(ge)軸(zhou)肩分別(bie)為(wei)(wei)第(di)(di)一(yi)軸(zhou)肩、第(di)(di)二軸(zhou)肩，帶(dai)輪(lun)3位于第(di)(di)一(yi)軸(zhou)肩處(chu)，帶(dai)輪(lun)3通(tong)過緊定螺釘4與(yu)空心(xin)臺(tai)階(jie)軸(zhou)2固定連接。本(ben)實(shi)施例(li)中，帶(dai)輪(lun)3為(wei)(wei)同步(bu)帶(dai)輪(lun)，帶(dai)輪(lun)3選用a型mxl20同步(bu)帶(dai)輪(lun)，內徑(jing)(jing)為(wei)(wei)φ6.0mm，節徑(jing)(jing)φ12.73mm，擋邊外徑(jing)(jing)φ16mm，厚(hou)度(du)11.0mm，節距2.032mm，配用梯形同步(bu)帶(dai)，同步(bu)帶(dai)的(de)寬度(du)6.0mm，如圖4所(suo)示(shi)(shi)。

工(gong)具電極(ji)夾具還包括兩個軸承(cheng)6、8和擋圈5，本(ben)實施例中(zhong)軸承(cheng)6、8選用深溝球軸承(cheng)，型號為(wei)f688，內(nei)徑φ8.0mm，外徑φ16.0mm，厚度(du)為(wei)4.0mm，如圖5所(suo)示。

軸承(cheng)6、8安裝在第二軸肩處并通過(guo)擋圈5固定。空心臺(tai)(tai)階軸2與(yu)軸承(cheng)內圈過(guo)盈(ying)配合，軸承(cheng)外圈與(yu)夾具(ju)盤7上的(de)臺(tai)(tai)階孔過(guo)盈(ying)配合安裝。

空心臺(tai)階軸2的(de)空腔(qiang)底部為一錐(zhui)孔，夾頭10為與錐(zhui)孔配合連接的(de)圓(yuan)錐(zhui)體。本實施例(li)中(zhong)夾頭10選用標準件(jian)er8彈簧夾頭，長為13.5mm，最大(da)外(wai)徑φ8.5mm，可加持(chi)工具電(dian)(dian)極11的(de)柄部直徑范圍φ1.0～5.0mm，如圖6所(suo)示。利用彈簧夾頭(即筒夾)來夾持(chi)工具電(dian)(dian)極11，安全可靠并能夠根據不(bu)同工具電(dian)(dian)極11的(de)粗細調節相應(ying)的(de)夾持(chi)力。

螺帽9為(wei)彈簧(huang)夾頭(tou)10配套螺帽er8m，如圖7所示，螺帽9與空心臺階軸2的底部螺紋連接用于鎖緊夾頭(tou)10。

本實施例中，工具電極11選用(yong)(yong)鎢鋼鉆頭，刃部直徑≥φ0.1mm，柄部外(wai)徑φ3.175mm,柄部外(wai)圓面涂覆有電絕緣(yuan)層，工具電極11與夾(jia)頭10、空(kong)心臺階軸2以及夾(jia)具盤7之間電絕緣(yuan)，如圖9所示(shi)，鉆頭型電極在加工時，可利用(yong)(yong)螺(luo)旋槽排屑，進而(er)改善排屑效果(guo)，進一步增(zeng)加加工孔的深度。

實施例2：

利用(yong)實施例1所述的(de)(de)用(yong)于多(duo)微(wei)細孔電火花放電同(tong)步加工(gong)(gong)的(de)(de)工(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)電極夾(jia)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)使(shi)用(yong)方(fang)法(fa)，該工(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)電極夾(jia)具(ju)(ju)(ju)使(shi)用(yong)時需配(pei)合(he)特別設計的(de)(de)夾(jia)具(ju)(ju)(ju)盤(pan)，夾(jia)具(ju)(ju)(ju)盤(pan)上(shang)開設有多(duo)個容納(na)工(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)電極夾(jia)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)臺(tai)階孔，具(ju)(ju)(ju)體使(shi)用(yong)過程(cheng)如下：

(1)以過盈配合方式把軸承6、8裝(zhuang)配到夾(jia)具盤(pan)7的臺階孔中；

(2)再把空心臺階(jie)軸2的(de)(de)中部臺階(jie)以過盈(ying)配合方式裝入處于夾具盤7臺階(jie)孔的(de)(de)兩個軸承(cheng)6、8的(de)(de)內圈(quan)中，然后(hou)安裝軸承(cheng)擋圈(quan)5；

(3)利用緊定螺釘4把帶(dai)輪3固定于空心(xin)臺階軸(zhou)2的上部臺階軸(zhou)第一軸(zhou)肩處。

接(jie)下來(lai)安裝工具(ju)電極11的過(guo)程，如圖2所(suo)示(shi)。

(4)把夾(jia)頭(tou)10卡入螺帽9中；

(5)將涂覆絕緣層的工(gong)具(ju)電極11柄(bing)部(bu)依次插(cha)入(ru)螺(luo)帽9、夾頭10，再插(cha)入(ru)空心(xin)臺階軸(zhou)2的中心(xin)孔(空腔)，夾頭10放入(ru)空心(xin)臺階軸(zhou)2下端部(bu)的錐(zhui)孔中；

(6)螺帽9稍微(wei)旋入空心臺階軸2下端部的外螺紋，讓夾(jia)頭10輕微(wei)夾(jia)持工(gong)具電極(ji)11，調整工(gong)具電極(ji)11的位(wei)置，使(shi)工(gong)具電極(ji)11刃部露出夾(jia)頭10合適長(chang)度且(qie)柄部頂端露出空心臺階軸2，并與電刷1保持彈性接觸；

(7)旋緊螺帽9，鎖緊夾頭(tou)10與工具(ju)電極(ji)11。

夾(jia)具(ju)(ju)(ju)盤7上的(de)多個臺(tai)(tai)階(jie)(jie)孔(kong)(kong)可(ke)安裝多個工具(ju)(ju)(ju)電極(ji)夾(jia)具(ju)(ju)(ju)，多個工具(ju)(ju)(ju)電極(ji)夾(jia)具(ju)(ju)(ju)的(de)空心臺(tai)(tai)階(jie)(jie)軸之間，利用同步帶帶動帶輪(lun)及空心臺(tai)(tai)階(jie)(jie)軸旋轉，后續可(ke)保證夾(jia)具(ju)(ju)(ju)盤上所有的(de)工具(ju)(ju)(ju)電極(ji)作(zuo)業時的(de)一致性。多個工具(ju)(ju)(ju)電極(ji)同時作(zuo)業，提高(gao)了加工多個微細孔(kong)(kong)的(de)工作(zuo)效率。