本實(shí)用新型涉及特種加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)。

背景技術(shù)：

電火花用數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)是現(xiàn)代高檔電火花機(jī)床重要配件，可進(jìn)行連續(xù)分度，旋轉(zhuǎn)精度高等特點(diǎn)，作為多軸數(shù)控電火花機(jī)床的重要附件直接影響到機(jī)床的整體加工性能。近年來，雖然國內(nèi)多軸大型數(shù)控電火花機(jī)床得到快速發(fā)展，但是與其相配套的大型電火花數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)多為進(jìn)口設(shè)備，航空、航天、能源等領(lǐng)域的大型閉式葉輪、帶冠渦輪盤等難加材質(zhì)異形零件需要大型多軸電火花加工設(shè)備，需要有相配套的自主研發(fā)的大型全浸液數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)。

全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)的出現(xiàn)，為數(shù)控電火花機(jī)床提供了浸液在工作油槽內(nèi)的聯(lián)動(dòng)軸，該類轉(zhuǎn)臺(tái)有助于提高完成復(fù)雜曲面的加工能力，擴(kuò)大電火花機(jī)床的加工范圍，減少加工電極數(shù)量，簡化電極路徑。傳統(tǒng)大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)是通過蝸輪副或者齒輪副實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)或分度盤的旋轉(zhuǎn)分度，多不能滿足立臥兩種形式的使用。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)主要靠機(jī)械傳動(dòng)，存在易變形、磨損、反向間隙大等問題，長久使用振動(dòng)及噪音影響到轉(zhuǎn)臺(tái)的動(dòng)態(tài)剛度、定位精度；此外，還不能同時(shí)適用于轉(zhuǎn)臺(tái)在立臥兩種方式的使用。因此，傳統(tǒng)機(jī)加工機(jī)床用轉(zhuǎn)臺(tái)不能滿足大型電火花全浸液持久精密加工需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本實(shí)用新型提供一種力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)不能滿足大型電火花全浸液加工需求的問題，其適用于轉(zhuǎn)臺(tái)的立臥兩用，能夠消除機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生的磨損，降低機(jī)械結(jié)構(gòu)引起的振動(dòng)以及噪音，較好的滿足電火花全浸液加工過程中的密封性、精度以及可靠性的需求。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)，包括支撐殼體、工作臺(tái)、輸出轉(zhuǎn)軸以及力矩電機(jī)，其特征在于，所述支撐殼體設(shè)有空腔，所述空腔內(nèi)容置有所述力矩電機(jī)，所述力矩電機(jī)的定子固定在所述支撐殼體的內(nèi)側(cè)壁上，所述力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子固定在所述輸出轉(zhuǎn)軸上，所述輸出轉(zhuǎn)軸通過軸承連接在所述支撐殼體的內(nèi)側(cè)壁上，所述輸出轉(zhuǎn)軸的前端伸出所述支撐殼體連接所述工作臺(tái)，所述輸出轉(zhuǎn)軸的后端設(shè)有用于控制所述工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)精度的高分辨率編碼器，所述支撐殼體的前端與所述輸出轉(zhuǎn)軸之間密封，所述支撐殼體的后端設(shè)有后蓋板，所述后蓋板與所述支撐殼體之間密封，所述工作臺(tái)連接向所述工作臺(tái)供電的進(jìn)電機(jī)構(gòu)。

其中，所述進(jìn)電機(jī)構(gòu)包括進(jìn)電碳刷和進(jìn)電銅環(huán)，所述工作臺(tái)沿周向設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)容置所述進(jìn)電銅環(huán)，所述進(jìn)電碳刷與所述進(jìn)電銅環(huán)接觸式設(shè)置。

其中，所述支撐殼體底部設(shè)有支撐臺(tái)，所述支撐臺(tái)的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置所述進(jìn)電碳刷。

其中，所述支撐殼體的前端與所述輸出轉(zhuǎn)軸采用動(dòng)密封結(jié)構(gòu)密封，所述動(dòng)密封結(jié)構(gòu)為，在所述支撐殼體的前端側(cè)表面設(shè)置油封裝置以及在所述輸出轉(zhuǎn)軸與所述支撐殼體前端對(duì)應(yīng)位置的側(cè)表面設(shè)置旋轉(zhuǎn)格萊圈。

其中，所述支撐殼體設(shè)有進(jìn)氣口，用于在使用時(shí)通入氣體構(gòu)成氣動(dòng)密封。

其中，所述后蓋板與所述支撐殼體之間、所述支撐殼體與所述定子之間以及所述輸出轉(zhuǎn)軸與所述工作臺(tái)之間均采用靜密封結(jié)構(gòu)密封，所述靜密封結(jié)構(gòu)為O型密封圈。

其中，所述支撐殼體設(shè)有力矩電機(jī)進(jìn)電線孔和高分辨率編碼器進(jìn)線孔。

其中，所述環(huán)形件沿軸向設(shè)有兩個(gè)相互連通的環(huán)形槽，所述支撐殼體上設(shè)置有冷卻液進(jìn)口和冷卻液出口，所述冷卻液進(jìn)口和所述冷卻液出口分別與一個(gè)所述環(huán)形槽連通。

其中，所述力矩電機(jī)的定子通過定子壓板與所述支撐殼體固定連接，所述力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子壓板與所述輸出轉(zhuǎn)軸固定連接。

其中，所述軸承為交叉滾子軸承。

(三)有益效果

本實(shí)用新型提供的力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

采用力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，具有結(jié)構(gòu)緊湊、加速度高、響應(yīng)迅速以及定位精度高的特點(diǎn)，能夠適用于立臥兩用；采用交叉滾柱軸承能夠滿足重型載荷下精度的保持性和穩(wěn)定性；采用高分辨率編碼器，為分度精度提供了保證；采用復(fù)合動(dòng)密封和靜密封相結(jié)合的方式，密封效果好，向支撐殼體內(nèi)輸入氣體的氣動(dòng)密封，使得各處的靜密封結(jié)構(gòu)更加可靠，從而轉(zhuǎn)臺(tái)整體密封效果可達(dá)IP68以上；采用進(jìn)電碳刷和進(jìn)電銅環(huán)的徑向進(jìn)電方式，進(jìn)電效果好；采用液體直接冷卻定子的冷卻方式，確保力矩電機(jī)在穩(wěn)定的溫度下提供額定的高效的動(dòng)力輸出，此外有效避免了因直驅(qū)電機(jī)溫度升高影響轉(zhuǎn)臺(tái)精度。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型提供的力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)的軸測圖圖；

圖3為本實(shí)用新型提供的進(jìn)電碳刷的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1：工作臺(tái)；2：進(jìn)電銅環(huán)；3：動(dòng)密封結(jié)構(gòu)；4：軸承；5：支撐殼體；6：定子壓板；7、力矩電機(jī)的定子；8、力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子；9、轉(zhuǎn)子壓板；10、高分辨率編碼器；11、靜密封結(jié)構(gòu)；12、進(jìn)電碳刷；13、輸出轉(zhuǎn)軸；14、進(jìn)電線接頭；15、編碼器電纜接頭；16、冷卻液進(jìn)出接頭；17、后蓋板；18、平衡氣管接頭；19、碳刷絕緣支架；20、進(jìn)電碳刷；21、進(jìn)電支架。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式。以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

本實(shí)用新型提供一種力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)不能滿足大型電火花全浸液加工需求的問題，其適用于轉(zhuǎn)臺(tái)的立臥兩用，能夠消除機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生的磨損，降低機(jī)械結(jié)構(gòu)引起的振動(dòng)以及噪音，較好的滿足電火花全浸液加工過程中的密封性、精度以及可靠性的需求。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中提供一種力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)，本實(shí)用新型提供力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)，包括支撐殼體5、力矩電機(jī)、輸出轉(zhuǎn)軸13和工作臺(tái)1，支撐殼體5內(nèi)設(shè)有空腔，空腔內(nèi)設(shè)有力矩電機(jī)，力矩電機(jī)的定子7固定連接支撐殼體5的內(nèi)側(cè)壁上，力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子8固定在輸出轉(zhuǎn)軸13的外側(cè)壁上，輸出轉(zhuǎn)軸13通過軸承4連接在支撐殼體5的內(nèi)側(cè)壁上，輸出轉(zhuǎn)軸13的前端伸出支撐殼體5連接工作臺(tái)1，輸出轉(zhuǎn)軸13的后端設(shè)有高分辨率編碼器10，為了提高輸出轉(zhuǎn)軸13的定位精度，在輸出轉(zhuǎn)軸13的后端加裝高分辨率編碼器10，能夠直接檢測轉(zhuǎn)動(dòng)位置，實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)檢測與控制。支撐殼體5的前端與輸出轉(zhuǎn)軸13之間為密封狀態(tài)，支撐殼體5的后端設(shè)有后蓋板17，且后蓋板17與支撐殼體5之間為密封狀態(tài)，工作臺(tái)1連接有向工作臺(tái)1供電的進(jìn)電機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型提供的力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)，采用力矩電機(jī)直驅(qū)的方式，結(jié)構(gòu)精巧、占用空間小，能夠同時(shí)滿足立臥兩種方式使用；采用動(dòng)密封結(jié)構(gòu)和靜密封結(jié)構(gòu)相結(jié)合的密封形式，較好的滿足電火花全浸液加工過程中的密封性，采用在輸出轉(zhuǎn)軸13的尾端設(shè)置高分辨率編碼器10，能夠控制轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度，從而保證電火花全浸液加工過程中精度和可靠性的需求。

本實(shí)用新型提供的力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)，采用力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的方式，力矩電機(jī)的定子7、力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子8分別直接與支撐殼體5和輸出轉(zhuǎn)軸13連接，其工作原理是通過電磁轉(zhuǎn)化為機(jī)械傳動(dòng)的形式，取代了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)械傳動(dòng)部分，其不僅結(jié)構(gòu)緊湊的，而且消除機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生的磨損，有效降低機(jī)械結(jié)構(gòu)引起的振動(dòng)、噪音等。此外，支撐殼體5、輸出轉(zhuǎn)軸13分別直接連接力矩電機(jī)的定子7、力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子8，可以使轉(zhuǎn)臺(tái)具有加速度高、響應(yīng)迅速、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，克服原有復(fù)雜機(jī)構(gòu)多個(gè)零件傳動(dòng)導(dǎo)致的響應(yīng)慢的問題；由于其結(jié)構(gòu)形式簡單，與渦輪蝸桿相比，降低了加工制造難度。

本實(shí)用新型提供的力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)，高分辨率編碼器10的作用是用于測量輸出轉(zhuǎn)軸13的相對(duì)角位移，并將信息傳遞給力矩電機(jī)，來控制輸出轉(zhuǎn)軸13的精確分度旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，將高分辨率編碼器10直接安裝在輸出轉(zhuǎn)軸13上，保證了高分辨率編碼器10和輸出轉(zhuǎn)軸13的同軸度，避免了因同軸度超差而造成的主軸分度不準(zhǔn)、轉(zhuǎn)動(dòng)受阻、發(fā)熱甚至損壞精密編碼器的現(xiàn)象發(fā)生。

如圖2所示，本實(shí)施例中，進(jìn)電機(jī)構(gòu)包括進(jìn)電碳刷12和進(jìn)電銅環(huán)2，工作臺(tái)1沿周向設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)容置進(jìn)電銅環(huán)2，進(jìn)電碳刷12與進(jìn)電銅環(huán)2外周接觸式設(shè)。電火花加工時(shí)，工件作為放電的一極供電，加工另一極是通過進(jìn)電碳刷12實(shí)現(xiàn)的。具體的，如圖3所示，進(jìn)電碳刷12包括進(jìn)電碳柱20、進(jìn)電支架21和碳刷絕緣支架19，進(jìn)電碳柱20通過進(jìn)電碳柱20與進(jìn)電銅環(huán)2接觸，從而在進(jìn)電碳柱20的作用下通過進(jìn)電銅環(huán)2實(shí)現(xiàn)軸向進(jìn)電。

本實(shí)施例中，為了固定支撐殼體5以及固定進(jìn)電機(jī)構(gòu)，該支撐殼體5底部設(shè)有支撐臺(tái)，支撐臺(tái)的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有向工作臺(tái)進(jìn)電的進(jìn)電碳刷12。

本實(shí)施例中，輸出轉(zhuǎn)軸13的輸出端采用迷宮密封和油封密封的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。迷宮密封是在轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)若干個(gè)依次排列的環(huán)行密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封介質(zhì)在通過曲折迷宮的間隙時(shí)產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)而達(dá)到阻漏的目的。用若干迷宮式曲折通道限制流體泄漏的非接觸式動(dòng)密封。油封密封是用來封油的機(jī)械元件，它將傳動(dòng)部件中需要潤滑的部件與出力部件隔離，不至于讓潤滑油滲漏，具體的，在輸出轉(zhuǎn)軸13的與所述支撐殼體5的前端對(duì)應(yīng)位置處的側(cè)表面上設(shè)置旋轉(zhuǎn)格萊圈以及在支撐殼體5的前端設(shè)置油封裝置。采用迷宮密封和油封密封的結(jié)構(gòu)構(gòu)成動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，保證了輸出轉(zhuǎn)軸輸出端的密封性；并且，支撐殼體5與后蓋板17的連接處、支撐殼體5與力矩電機(jī)的定子7的連接處以及輸出轉(zhuǎn)軸13與工作臺(tái)1的連接處均設(shè)置靜密封結(jié)構(gòu)11，該靜密封結(jié)構(gòu)11具體的設(shè)置為O型密封圈，以形成組合靜密封的形式；此外，在支撐殼體5上設(shè)置有平衡進(jìn)氣口，用于通入保持氣壓平衡的氣體，從而利用氣壓平衡進(jìn)行密封，從而在密封空間內(nèi)形成氣動(dòng)密封，通入平衡氣體時(shí)，在平衡進(jìn)氣口處接入平衡氣管接頭18，通過平衡氣管接頭18實(shí)現(xiàn)平衡氣體的接入。通過以上的密封形式，該轉(zhuǎn)臺(tái)的密封效果達(dá)到IP68以上，為轉(zhuǎn)臺(tái)全浸油液中提供了可靠的密封保證，滿足了全浸液加工的需求。

本實(shí)施例中，支撐殼體5上設(shè)置有力矩電機(jī)進(jìn)電線孔和高分辨率編碼器進(jìn)線孔?？梢岳斫獾氖牵蛄仉姍C(jī)供電時(shí)，力矩電機(jī)進(jìn)電線孔處接入進(jìn)電線纜接頭14，進(jìn)電線穿過力矩電機(jī)進(jìn)電線孔與力矩電機(jī)連接；高分辨率編碼器供信號(hào)時(shí)，高分辨率編碼器進(jìn)線孔處接入編碼器電纜接頭15，電纜穿過高分辨率編碼器進(jìn)線孔與高分辨率編碼器連接。

本實(shí)施例中，為了確保力矩電機(jī)在穩(wěn)定的溫度下提供額定的高效的動(dòng)力輸出，并有效避免因力矩電機(jī)的直驅(qū)式溫度升高影響轉(zhuǎn)臺(tái)的精度，采用直接冷卻定子的冷卻方式。具體的設(shè)置為，在力矩電機(jī)的定子上沿軸向設(shè)兩個(gè)環(huán)形槽，兩個(gè)環(huán)形槽相互連通，在支撐殼體5上設(shè)置有冷卻液進(jìn)口和冷卻液出口，且冷卻液進(jìn)口和冷卻液出口分別與一個(gè)環(huán)形槽連通。使用過程中，在冷卻液進(jìn)口和冷卻液出口分別接入冷卻液進(jìn)出接頭16，實(shí)現(xiàn)冷卻液的進(jìn)出循環(huán)，通過在定子7上相互連通的環(huán)形槽內(nèi)通入冷卻液，能夠?qū)崿F(xiàn)直接冷卻定子，從而有效避免因力矩電機(jī)的直驅(qū)式溫度升高影響轉(zhuǎn)臺(tái)的精度。

本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)力矩電機(jī)的定子7和轉(zhuǎn)子8分別與支撐殼體5和輸出轉(zhuǎn)軸13的固定連接，力矩電機(jī)的定子7通過定子壓板6與支撐殼體5固定連接，力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子8通過轉(zhuǎn)子壓板9與輸出轉(zhuǎn)軸固定連接。具體的，支撐殼體5和輸出轉(zhuǎn)軸13的橫截面均設(shè)置為階梯狀，支撐殼體5的階梯處和定子7的后端設(shè)置定子壓板6，并通過螺栓將定子壓板6分別緊固在支撐殼體5和力矩電機(jī)的定子7上，輸出轉(zhuǎn)軸13的階梯處和轉(zhuǎn)子8的后端設(shè)置轉(zhuǎn)子壓板9，并通過螺栓將轉(zhuǎn)子壓板分別緊固在輸出轉(zhuǎn)軸13和力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子8上。

本實(shí)施例中，采交叉滾柱軸承實(shí)現(xiàn)支撐殼體5與輸出轉(zhuǎn)軸13的轉(zhuǎn)動(dòng)連接。本實(shí)用新型提供的力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)，采用高精度、高剛性的交叉滾柱軸承能夠滿足重型載荷下精度的保持性和穩(wěn)定性，保證直徑600mm輸出轉(zhuǎn)軸13的幾何精度，可以保證承受較大的軸向和徑向負(fù)荷的同時(shí)保證剛度，為轉(zhuǎn)臺(tái)的在立臥兩用形式時(shí)候，復(fù)雜負(fù)載作用下提供了幾何精度的保證，從滿足全浸液電火花高精度分度加工高精度零件的需求。

本實(shí)用新型提供的力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電火花用全浸液轉(zhuǎn)臺(tái)在具體的操作時(shí)，將待加工工件固定在工作臺(tái)1上，支撐殼體5與機(jī)床床體連接。通過加工電極給工作臺(tái)1上方工件正向供電，在電勢差的作用下，電解液電離形成電場并形成電流，產(chǎn)生高溫，實(shí)現(xiàn)待加工工件的加工。工作過程中工作臺(tái)1所帶的電通過接觸的進(jìn)電電刷直接導(dǎo)出，經(jīng)電極線連回電源負(fù)極，避免電流流過軸承對(duì)其損壞，從而確保了轉(zhuǎn)臺(tái)的正常工作。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。