本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種振動(dòng)輔助電弧銑削加工用內(nèi)沖液振動(dòng)旋轉(zhuǎn)主軸。

背景技術(shù)：

電弧加工(electro-arcmachining，簡(jiǎn)稱eam)包括電弧三維加工(arcdimensionalmachining，簡(jiǎn)稱adm)、電熔爆加工(electro-melting-explosionmachining，簡(jiǎn)稱eme)、短電弧加工(shortelectricarcmachining，簡(jiǎn)稱seam)、高效放電銑削加工(highspeedelectro-erosionmilling，簡(jiǎn)稱hsem)、高速電弧放電加工(blastingerosionarcmachining，簡(jiǎn)稱beam)等加工技術(shù)。電弧加工過(guò)程中不存在宏觀作用力，具有無(wú)視工件材料的硬度、韌性、粘性、脆性等特性進(jìn)行加工的特點(diǎn)，已經(jīng)被成功用于軋輥修復(fù)制造、高壓泵柱塞、葉輪外圓和端面加工等方面，極大的提高了生產(chǎn)效率并降低了加工成本。

申請(qǐng)人在前期研究中發(fā)現(xiàn)，對(duì)工件電極疊加振動(dòng)，采用銑削加工方式的振動(dòng)輔助電弧銑削加工技術(shù)具有加工成本低、穩(wěn)定性高、加工柔性大的優(yōu)點(diǎn)；振動(dòng)的疊加通過(guò)增大平均電極間隙、促進(jìn)電蝕產(chǎn)物排出，可以在不降低加工表面粗糙度的基礎(chǔ)上，同時(shí)提升加工速度和降低電極相對(duì)損耗率，振動(dòng)輔助電弧加工已經(jīng)被證明是一種有效的復(fù)合加工方法。但是將振動(dòng)疊加在工具電極上，采用電磁式激振臺(tái)進(jìn)行激振，有以下缺點(diǎn)：

1、振幅隨著工件重量的改變而減小，可控性差。

2、振動(dòng)臺(tái)面需要同時(shí)驅(qū)動(dòng)工件電極、工件電極夾具、放電介質(zhì)振動(dòng)，負(fù)載過(guò)大。

3、振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)線圈等電器部分安裝在振動(dòng)臺(tái)面下面，需要注意防水，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。將振動(dòng)疊加在工具電極上，可以擺脫上述缺點(diǎn)，但電弧銑削加工需要的振動(dòng)頻率范圍是0～300hz，振幅0～300μm，市場(chǎng)上尚未出現(xiàn)能滿足工具電極旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)、內(nèi)沖液、頻率和振幅可以分別調(diào)節(jié)的內(nèi)沖液振動(dòng)旋轉(zhuǎn)主軸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種振動(dòng)輔助電弧銑削加工用內(nèi)沖液振動(dòng)旋轉(zhuǎn)主軸，可以在實(shí)現(xiàn)內(nèi)部流體沖液與電極旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上單獨(dú)調(diào)節(jié)工具電極的頻率與振幅，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)于振動(dòng)電弧銑削加工技術(shù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種振動(dòng)輔助電弧銑削加工用內(nèi)沖液振動(dòng)旋轉(zhuǎn)主軸，底板上固定設(shè)置有伺服電機(jī)，伺服電機(jī)與第一同步輪連接，第一同步輪與第二同步輪通過(guò)同步帶連接，第二同步輪與轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)軸與振動(dòng)軸通過(guò)金屬波紋管連接，軸殼套設(shè)在轉(zhuǎn)軸與振動(dòng)軸的外部；第一轉(zhuǎn)軸軸承與第二轉(zhuǎn)軸軸承套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上，第一轉(zhuǎn)軸軸承與第二轉(zhuǎn)軸軸承固定在軸殼的內(nèi)側(cè)面上；釹鐵硼磁鐵振子環(huán)套設(shè)在振動(dòng)軸的頂端，釹鐵硼磁鐵振子環(huán)的外周設(shè)置有線圈定子環(huán)，線圈定子環(huán)固定在軸殼的內(nèi)側(cè)面上，線圈定子環(huán)通過(guò)線圈定子環(huán)接線端口連接振動(dòng)電源；

第一自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套與第二自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套套設(shè)在振動(dòng)軸的下部，第一自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套、第二自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套固定在軸殼的內(nèi)側(cè)面上；第一自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套與第二自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套之間設(shè)置有銅石墨電刷，銅石墨電刷外部設(shè)置有銅石墨電刷壓緊彈簧，銅石墨電刷壓緊彈簧與銅石墨電刷蓋連接；銅石墨電刷接線端的一端與銅石墨電刷連接，銅石墨電刷接線端的另一端伸出銅石墨電刷蓋。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)軸的底端開(kāi)有中心孔，振動(dòng)軸的上端開(kāi)有同樣尺寸的中心孔，金屬波紋管的兩端接頭與轉(zhuǎn)軸與振動(dòng)軸上的中心孔的尺寸相對(duì)應(yīng)，分別插入在轉(zhuǎn)軸的底端的中心孔與振動(dòng)軸上端的中心孔中。

進(jìn)一步地，所述第一轉(zhuǎn)軸軸承、第二轉(zhuǎn)軸軸承與轉(zhuǎn)軸過(guò)盈配合。

進(jìn)一步地，所述振動(dòng)軸與第一自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套、第二自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套之間為滑動(dòng)摩擦。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)軸的上端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)接頭。

進(jìn)一步地，所述振動(dòng)軸的底端連接有夾裝接頭。

進(jìn)一步地，所述軸殼固定在底板上，底板固定在機(jī)床z軸平臺(tái)上。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)軸由鋁合金、不銹鋼或鈦合金制成。

進(jìn)一步地，所述振動(dòng)軸由鋁合金材料制成。

進(jìn)一步地，所述底板與軸殼均可以用尼龍或丙烯酸塑料制成。

本發(fā)明的有益效果為：通過(guò)金屬波紋管隔離了振動(dòng)軸與轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)，且軸殼材料不導(dǎo)電，隔離了放電電路與振動(dòng)電源電路，且由伺服電機(jī)連接的電路通過(guò)同步帶隔離，做到了機(jī)床、伺服電機(jī)、振動(dòng)電源電路、放電電路之間的隔離。安全性好。通過(guò)伺服電機(jī)控制轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速，通過(guò)振動(dòng)電源電路控制頻率與振幅，通用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1所示，一種振動(dòng)輔助電弧銑削加工用內(nèi)沖液振動(dòng)旋轉(zhuǎn)主軸，包括伺服電機(jī)1、第一同步輪2、同步帶3、第二同步輪4、轉(zhuǎn)軸5、金屬波紋管6、振動(dòng)軸7、底板8、旋轉(zhuǎn)接頭9、第一轉(zhuǎn)軸軸承10、第二轉(zhuǎn)軸軸承11、釹鐵硼磁鐵振子環(huán)12、線圈定子環(huán)13、線圈定子環(huán)接線端口14、第一自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套15、第二自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套16、銅石墨電刷17、銅石墨電刷壓緊彈簧18、銅石墨電刷蓋19、銅石墨電刷接線端20、軸殼21。

底板8上固定設(shè)置有伺服電機(jī)1，伺服電機(jī)1與第一同步輪2連接，第一同步輪2與第二同步輪4通過(guò)同步帶3連接，第二同步輪4與轉(zhuǎn)軸5連接。轉(zhuǎn)軸5的上端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)接頭。轉(zhuǎn)軸5的底端開(kāi)有中心孔，振動(dòng)軸7的上端開(kāi)有同樣尺寸的中心孔，金屬波紋管6的兩端接頭與中心孔的尺寸相對(duì)應(yīng)，分別插入在轉(zhuǎn)軸5的底端的中心孔與振動(dòng)軸7上端的中心孔中，從而轉(zhuǎn)軸5與振動(dòng)軸7通過(guò)金屬波紋管6連接，金屬波紋管6能夠使振動(dòng)軸7保持軸向位置。轉(zhuǎn)軸5由鋁合金、不銹鋼或鈦合金制成。振動(dòng)軸7由鋁合金材料制成，實(shí)現(xiàn)了輕量化。軸殼21套設(shè)在轉(zhuǎn)軸5與振動(dòng)軸7的外部，軸殼21固定在底板8上，底板8固定在機(jī)床z軸平臺(tái)上。底板8與軸殼21均可以用尼龍或丙烯酸塑料制成。

第一轉(zhuǎn)軸軸承10與第二轉(zhuǎn)軸軸承11套設(shè)在轉(zhuǎn)軸5上，第一轉(zhuǎn)軸軸承10與第二轉(zhuǎn)軸軸承11與轉(zhuǎn)軸5過(guò)盈配合。第一轉(zhuǎn)軸軸承10與第二轉(zhuǎn)軸軸承11通過(guò)機(jī)米螺釘固定在軸殼21的內(nèi)側(cè)面上。第一轉(zhuǎn)軸軸承10與軸殼21的上端接觸，第二轉(zhuǎn)軸軸承11設(shè)置在轉(zhuǎn)軸5的下部。

外部伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)1以設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)1帶動(dòng)第一同步輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，第一同步輪2通過(guò)同步帶3使第二同步輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，振動(dòng)軸7隨轉(zhuǎn)軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。

釹鐵硼磁鐵振子環(huán)12套設(shè)在振動(dòng)軸7的頂端，釹鐵硼磁鐵振子環(huán)12的外周設(shè)置有線圈定子環(huán)13，線圈定子環(huán)13固定在軸殼21的內(nèi)側(cè)面上。線圈定子環(huán)13通過(guò)線圈定子環(huán)接線端口14連接振動(dòng)電源，構(gòu)成振動(dòng)電源電路。振動(dòng)電源發(fā)出可調(diào)頻率與電流的方波，空載電壓為+200v～-200v，通過(guò)振動(dòng)電源的輸入控制線圈定子環(huán)13發(fā)出的磁場(chǎng)方向與強(qiáng)度，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)釹鐵硼磁鐵振子環(huán)12軸向振動(dòng)，金屬波紋管6能夠隔離釹鐵硼磁鐵振子環(huán)12的振動(dòng)，防止振動(dòng)傳遞給轉(zhuǎn)軸5。

第一自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套15與第二自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套16套設(shè)在振動(dòng)軸7的下部，振動(dòng)軸7與第一自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套15、第二自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套16之間為滑動(dòng)摩擦，第一自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套15、第二自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套16固定在軸殼21的內(nèi)側(cè)面上。

第一自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套15與第二自潤(rùn)滑固體鑲嵌石墨銅套16之間設(shè)置有銅石墨電刷17，銅石墨電刷17外部設(shè)置有銅石墨電刷壓緊彈簧18，銅石墨電刷壓緊彈簧18的一端與銅石墨電刷17相接觸，銅石墨電刷壓緊彈簧18壓緊銅石墨電刷17貼合在振動(dòng)軸7外周壁上。銅石墨電刷壓緊彈簧18的另一端與銅石墨電刷蓋19接觸。銅石墨電刷接線端20的一端與銅石墨電刷17連接，銅石墨電刷接線端20的另一端伸出銅石墨電刷蓋19，構(gòu)成放電電路。放電電流通過(guò)軸殼21流入，經(jīng)過(guò)銅石墨電刷17導(dǎo)入振動(dòng)軸7中，最終導(dǎo)入工具電極。

振動(dòng)軸7的底端連接有夾裝接頭，夾裝接頭為標(biāo)準(zhǔn)er25接頭，便于裝夾各種直徑電極。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，不用于限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。