專利名稱：電火花攻絲機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攻絲機(jī)，尤指一種采用特殊結(jié)構(gòu)的攻絲電極， 能夠快速攻絲的電火花攻絲機(jī)。
技術(shù)背景在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對金屬零件機(jī)型加工，加工的方法 經(jīng)常采用金屬切削加工，而對于硬質(zhì)金屬材料，由于其物理特性的 限制，常規(guī)的金屬切削加工難實(shí)現(xiàn)，通常只有采用一些特殊的加工 方法，目前業(yè)內(nèi)采用的這些主要加工方法有磨削加工、電火花電蝕 加工、激光加工等方法，由于這些加工方法要么是因?yàn)榧庸み^程所 使用的設(shè)備比較昂貴，如激光加工法，要么是因?yàn)榧庸さ乃俣容^為 緩慢，如磨削加工法和電火花加工法，因而造成加工的成本居髙不 下。當(dāng)需要對材質(zhì)較硬的金屬材料進(jìn)行一些復(fù)雜加工的加工時(shí)， 一般 的磨削加工和激光加工均無法完成，就只能使用高級電火花機(jī)對工 件進(jìn)行電火花電蝕加工，電火花加工是將被加工件和加工用的工具 電極一同浸入工作液中，或在被加工件和工具電極之間的間隙內(nèi)充 入工作液，工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極，通過間隙自動 控制系統(tǒng)控制工具電極向工件進(jìn)給，當(dāng)兩電極間的間隙達(dá)到一定距 離時(shí)，兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿，產(chǎn)生火花放電，在 放電的微細(xì)通道中瞬時(shí)集中大量的熱能，溫度可高達(dá)一萬攝氏度以上，而壓力也有急劇變化，高溫和高壓促使工作表面局部微量的金 屬材料立刻熔化、氣化，并爆炸式地飛濺到工作液中，迅速冷凝， 形成固體的金屬微粒，被工作液帶走，這時(shí)在工件表面上便留下一 個(gè)微小的凹坑痕跡放電短暫停歇，兩電極間工作液恢復(fù)絕緣狀態(tài)， 如此周而復(fù)始地持續(xù)放電，工件表面就會不斷地被電蝕作用蝕除， 雖然每個(gè)脈沖放電蝕除的金屬量極少，但因每秒有成千上萬次脈沖 放電作用，就能蝕除較多的金屬，具有一定的生產(chǎn)率，在保持工具 電極與工件之間恒定放電間隙的條件下， 一邊蝕除工件金屬， 一邊 使工具電極不斷地向工件進(jìn)給，最后便加工出與工具電極形狀相對 應(yīng)的形狀來。根據(jù)人們的需要調(diào)整工具電極的形狀和工具電極與工 件之間的相對運(yùn)動方式，就可以將工件加工成我們想要的各種復(fù)雜 的型面。目前現(xiàn)有的電火花機(jī)在進(jìn)行攻絲加工時(shí)， 一般只能采用高級的電火花進(jìn)行加工設(shè)備，這種加工方法一般使用3-4支電極，配以搖擺 頭進(jìn)行螺旋的進(jìn)給和加工，在此過程中，電極進(jìn)行螺旋放電，不僅 運(yùn)動控制的精度要求較高，而且由于電火花的方向存在不確定性， 加工過程中放電電流較小，造成加工制造的效率偏低，例如一種M4 規(guī)格，10mm深盲孔的內(nèi)螺紋加工，通常就需耗時(shí)5-8小時(shí)，再加上 可以進(jìn)行這種加工的高級電火花加工設(shè)備成本較高，通常設(shè)備的價(jià) 格都在30萬元人民幣以上，因而造成加工的成本居高不下，效率和 成本令人難以接受。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的首要技術(shù)目的是為了解決上述問題，提供一種改進(jìn)工 具電極的形狀和工具電極的進(jìn)給方式，從而大大提高攻絲加工速度 的電火花攻絲機(jī)。為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明的對硬質(zhì)金屬工件進(jìn)行攻絲加工的電火花攻絲機(jī)包括床身、電器控制柜、操作面板、Z工作臺、XY 工作臺、兩工作電極、攻絲電極，XY工作臺具有XY軸伺服驅(qū)動總成， Z工作臺具有Z軸伺服驅(qū)動總成，XY工作臺和Z工作臺相互絕緣并 分別與床身固定連接，兩工作電極分別與Z工作臺連接和XY工作臺 連接，電器控制柜與Y軸伺服驅(qū)動總成和XY軸伺服驅(qū)動總成連接， 操作面板與電器控制柜連接，硬質(zhì)金屬工件與XY工作臺固定并導(dǎo)電 連接，該電火花攻絲機(jī)的攻絲電極為螺栓狀，該螺栓狀攻絲電極與 硬質(zhì)金屬工件之間具有特定進(jìn)給運(yùn)動。該攻絲電極具有多個(gè)規(guī)格，該每種攻絲電極的螺栓規(guī)格和與被 攻螺紋相配合的目標(biāo)螺栓的規(guī)格相同。該攻絲電極與硬質(zhì)金屬工件之間的特定進(jìn)給運(yùn)動，包括同時(shí)沿Z 軸朝向工件的Z軸進(jìn)給運(yùn)動和在XY平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動，該Z軸進(jìn)給運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動同時(shí)進(jìn)行。攻絲電極Z軸進(jìn)給和旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動所合成的進(jìn)給運(yùn)動，和目標(biāo) 螺栓與工件被攻螺紋之間的旋入配合運(yùn)動完全相同。該攻絲電極的材質(zhì)為紅銅。有益效果本發(fā)明的電火花攻絲機(jī)，采用多種不同規(guī)格的螺栓電 極代替?zhèn)鹘y(tǒng)的火花機(jī)采用的多電極的放電的攻絲方式，不僅加工的精度高，而且設(shè)備成本大大降低，攻絲電極價(jià)格低廉，操作更為簡 單，攻絲速度更快，大大加快攻絲的效率。有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)，茲就配合


如下。

圖1、為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例設(shè)備的示意圖； 圖2、為本發(fā)明電火花攻絲機(jī)攻絲的原理流程圖； 圖3、為本發(fā)明攻絲時(shí)的攻絲電極工作狀態(tài)的示意圖； 圖4、為圖3的放大圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的電火花攻絲機(jī)，通過使用螺栓狀的采用螺栓狀攻絲電極 對工件22進(jìn)行攻絲，不僅更節(jié)約設(shè)備成本和耗材成本，而且在保證 質(zhì)量的同時(shí)速度更快，使高效快速的電火花攻絲機(jī)大規(guī)模普及成為 了可能。本發(fā)明的電火花攻絲機(jī)，通過使用螺栓狀的采用螺栓狀攻絲電極 30對工件22進(jìn)行攻絲，不僅更節(jié)約設(shè)備成本和耗材成本，而且在保 證質(zhì)量的同時(shí)速度更快，使高效快速的電火花攻絲機(jī)大規(guī)模普及成 為了可能。請參照圖1和圖3所示，為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，為實(shí)現(xiàn)以上 技術(shù)目的，本發(fā)明的對硬質(zhì)金屬工件22進(jìn)行攻絲加工的電火花攻絲 機(jī)包括床身1、電器控制柜9、操作面板、Z工作臺14、 XY工作臺2、 兩工作電極、攻絲電極30。XY工作臺2具有XY軸伺服驅(qū)動總成，硬質(zhì)金屬工件22與XY工作臺2固定并導(dǎo)電連接，該XY工作臺2控制該硬質(zhì)工件22相對于 火花機(jī)的床身1在水平面內(nèi)沿X軸、Y軸的方向移動。而Z工作臺14則用于固定攻絲電極30，在Z軸伺服驅(qū)動總成的 驅(qū)動控制下，在豎直方向按照預(yù)設(shè)的動作移動工作，該Z工作臺具 有控制該Z工作臺14上下移動的Z軸上下輪10，為了準(zhǔn)確確定該Z 工作臺在Z軸方向上的準(zhǔn)確位置，與床身1固定的機(jī)頭蓋12上設(shè)有 深度標(biāo)尺13。XY工作臺2具有X軸手輪3和Y軸手輪18，用于分別控制XY 工作臺2沿X軸方向、Y軸方向的運(yùn)動。該電火花攻絲機(jī)為了實(shí)現(xiàn)電火花攻絲的目的，攻絲電極30與硬 質(zhì)金屬工件22之間需要滿足特定進(jìn)給運(yùn)動，當(dāng)與XY工作臺2固定 的硬質(zhì)工件22與攻絲電極30的位置對準(zhǔn)后,XY工作臺2固定不動， 與Z工作臺14固定的攻絲電極30 —邊在XY平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)， 一邊沿Z 軸緩慢下降，即攻絲電極30在沿Z軸方向朝向工件22沿Z軸作進(jìn) 給運(yùn)動，同時(shí)在XY平面內(nèi)作旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)，攻絲電極30每勻速旋轉(zhuǎn) 一周，其沿Z軸勻速進(jìn)給的距離為該攻絲電極30的一個(gè)螺距，該攻 絲電極30的螺紋外形參數(shù)和與工件22被攻螺紋相配合的目標(biāo)螺栓 的外形參數(shù)完全相同，在本發(fā)明的實(shí)施例中，攻絲電極30的旋轉(zhuǎn)通 過步進(jìn)電機(jī)6來驅(qū)動，步進(jìn)電機(jī)6通過皮帶60、皮帶輪15來驅(qū)動鉆 夾頭20，鉆夾頭20用于固定攻絲電極30。如圖2所示，為本發(fā)明的電火花攻絲機(jī)在輸入電源的驅(qū)動下， 分別具有數(shù)控加工平臺控制系統(tǒng)和電火花控制系統(tǒng)，被加工工件22固定于數(shù)控加工平臺控制系統(tǒng)上，數(shù)控加工控制平臺通過X軸伺服 和Y軸伺服來控制和移動被加工工件22在水平位置內(nèi)定位，電火花 控制系統(tǒng)包括有高壓泵循環(huán)系統(tǒng)、運(yùn)動控制系統(tǒng)和脈沖電源系統(tǒng)， 運(yùn)動控制系統(tǒng)用于控制攻絲電極30與工件22之間的相對運(yùn)動，其 包括了沿Z軸運(yùn)動的主軸伺服運(yùn)動和在XY平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)伺服運(yùn) 動，脈沖電源通過兩工作電極40、 41在工件22和攻絲電極30之間 產(chǎn)生脈沖電壓，以對工件22進(jìn)行電解加工，高壓泵循環(huán)系統(tǒng)用于使 循環(huán)液不停循環(huán)以帶走電解加工產(chǎn)生的電蝕微粒。XY工作臺2和Z工作臺14均與床身1固定連接，該XY工作臺2、 Z工作臺14以及該火花機(jī)床身1之間相互絕緣。兩工作電極40、 41用于驅(qū)動火花機(jī)的放電工作，該兩工作電極 40和電極41分別與Z工作臺14和XY工作臺2連接。電器控制柜9與Y軸伺服驅(qū)動總成和XY軸伺服驅(qū)動總成連接， 用于控制Y軸伺服驅(qū)動總成和XY軸伺服驅(qū)動總成的工作動作。操作面板與電器控制柜9連接，通過該操作面板可以控制上述軸 伺服驅(qū)動總成和XY軸伺服驅(qū)動總成的動作，在本市示例中，在電器 控制柜上設(shè)有啟動按鈕6和急停按鈕5,分別用于控制啟動和停止該 電火花攻絲機(jī)。該電火花攻絲機(jī)的攻絲電極30為螺栓狀，該螺栓狀攻絲電極30 與硬質(zhì)金屬工件22之間具有特定進(jìn)給運(yùn)動，在本實(shí)施例中，該螺栓 攻絲電極30的材質(zhì)為紅銅。攻絲電極30具有多個(gè)規(guī)格，該每種攻絲電極30的螺栓規(guī)格和與被攻螺紋相配合的目標(biāo)螺栓的規(guī)格相同，該攻絲機(jī)可以同時(shí)具有穿孔功能，將攻絲電極30更換為穿孔電極即可用于穿孔，通常在該 電火花攻絲機(jī)上設(shè)置穿孔攻絲選擇旋鈕7，用于轉(zhuǎn)換穿孔和攻絲功 能，兩用于驅(qū)動火花機(jī)放電工作的工作電極40、 41，分別與Z工作 臺14和XY工作臺2連接，兩電極40、 41之間具有脈沖高壓放電。 如圖4所示，該攻絲電極30中心具有中空的工作液孔23，工作 液自該工作液孔23內(nèi)持續(xù)不斷涌出，攻絲電極30的螺紋末端90與 螺紋孔16之間在脈沖電壓的作用下電解融化，所產(chǎn)生的金屬微粒被 沖刷出螺紋孔16，完成該螺紋孔的電火花攻絲過程。
權(quán)利要求
1、一種電火花攻絲機(jī)，用于對硬質(zhì)金屬工件進(jìn)行攻絲加工，包括床身、電器控制柜、操作面板、Z工作臺、XY工作臺、兩工作電極、攻絲電極，XY工作臺具有XY軸伺服驅(qū)動總成，Z工作臺具有Z軸伺服驅(qū)動總成，XY工作臺和Z工作臺相互絕緣并分別與床身固定連接，兩工作電極分別與Z工作臺和XY工作臺連接，電器控制柜與Y軸伺服驅(qū)動總成和XY軸伺服驅(qū)動總成連接，操作面板與電器控制柜連接，硬質(zhì)金屬工件與XY工作臺固定并導(dǎo)電連接，其特征在于，該電火花攻絲機(jī)的攻絲電極為螺栓狀，該螺栓狀攻絲電極與硬質(zhì)金屬工件之間具有特定進(jìn)給運(yùn)動。
2、 如權(quán)利要求l所述的電火花攻絲機(jī)，其特征在于，該攻絲電 極具有多個(gè)規(guī)格，該每種攻絲電極的螺栓規(guī)格和與工件被攻螺紋相 配合的目標(biāo)螺栓的規(guī)格相同。
3、 如權(quán)利要求l所述的電火花攻絲機(jī)，其特征在于，該攻絲電 極與硬質(zhì)金屬工件之間的特定進(jìn)給運(yùn)動，包括同時(shí)沿Z軸朝向工件 的Z軸進(jìn)給運(yùn)動和在XY平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動，該Z軸進(jìn)給運(yùn)動和 旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動同時(shí)進(jìn)行。
4、 如權(quán)利要求2所述的電火花攻絲機(jī)，其特征在于，攻絲電極 Z軸進(jìn)給和旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動所合成的進(jìn)給運(yùn)動，與目標(biāo)螺栓和工件被攻 螺紋之間的旋入配合運(yùn)動完全相同。
5、 如權(quán)利要求l所述的電火花攻絲機(jī)，其特征在于，該攻絲電 極的材質(zhì)為紅銅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電火花攻絲機(jī)，該電火花攻絲機(jī)用于對硬質(zhì)金屬工件進(jìn)行攻絲加工，包括床身、電器控制柜、操作面板、Z工作臺、XY工作臺、電極1、電極2、攻絲電極，XY工作臺具有XY軸伺服驅(qū)動總成，Z工作臺具有Z軸伺服驅(qū)動總成，XY工作臺和Z工作臺相互絕緣并分別與床身固定連接，電極1與Z工作臺連接，電極2與XY工作臺連接，電器控制柜與Y軸伺服驅(qū)動總成和XY軸伺服驅(qū)動總成連接，操作面板與電器控制柜連接，硬質(zhì)金屬工件與XY工作臺固定并導(dǎo)電連接，該電火花攻絲機(jī)的攻絲電極為螺栓狀，該螺栓狀攻絲電極與硬質(zhì)金屬工件之間具有特定進(jìn)給運(yùn)動，該電火花攻絲機(jī)工作速度快，操作簡便，更加節(jié)省成本和能耗。
文檔編號B23H7/26GK101554670SQ20081006655
公開日2009年10月14日 申請日期2008年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者建 張 申請人:建 張