具有實時監(jiān)測功能的電火花加工機(jī)構(gòu)的制作方法

本發(fā)明涉及一種具有實時監(jiān)測功能的電火花加工機(jī)構(gòu)，涉及電火花加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

聚晶金剛石（polycrystallinediamond，簡稱pcd）是20世紀(jì)70年代以來國際上開始研究使用的新型超硬材料，它具有接近天然金剛石的硬度、耐磨性以及與硬質(zhì)合金相當(dāng)?shù)目箾_擊性，化學(xué)性能穩(wěn)定，在精密切削等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。聚晶金剛石具有優(yōu)良的特殊性能，但是由于其成型和表面光整加工非常困難，嚴(yán)重妨礙了它的推廣應(yīng)用。因此，研究其加工方法顯得特別重要。

電火花加工和電火花磨削加工聚晶金剛石是高效低成本的加工方法，但是，它們不能有效地加工大面積的聚晶金剛石，特別是直徑大于50mm的pcd毛坯的高光潔度表面加工，以及高精度切割成形加工技術(shù)。所以對此類機(jī)床的需求也是處于供不應(yīng)求狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種具有實時監(jiān)測功能的電火花加工機(jī)構(gòu)，該具有實時監(jiān)測功能的電火花加工機(jī)構(gòu)將電火花加工和機(jī)械加工的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，既可以降低加工成本，擴(kuò)展加工范圍和設(shè)備的通用性又保證產(chǎn)品質(zhì)量，大大提高了對間隙狀態(tài)檢測的準(zhǔn)確性和可靠性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種具有實時監(jiān)測功能的電火花加工機(jī)構(gòu)，包括底座、立柱、x軸平臺、y軸平臺、z軸移動機(jī)構(gòu)和c軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述立柱固定安裝于底座一端的上表面，所述x軸平臺活動安裝于底座另一端的上表面，所述y軸平臺活動安裝于x軸平臺上表面，所述工件架安裝于y軸平臺上表面，所述z軸移動機(jī)構(gòu)通過一安裝于立柱側(cè)表面，所述c軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝于z軸移動機(jī)構(gòu)下端；

所述底座上表面平行設(shè)置有若干x軸導(dǎo)軌和一套裝有x軸螺母的x軸絲桿，所述x軸平臺下表面的x軸滑塊嵌入x軸導(dǎo)軌并與x軸螺母固定連接，所述x軸平臺上表面平行設(shè)置有若干y軸導(dǎo)軌和一套裝有y軸螺母的y軸絲桿，所述y軸平臺下表的y軸滑塊嵌入y軸導(dǎo)軌并與y軸螺母固定連接；

所述z軸移動機(jī)構(gòu)由z軸豎梁、z軸電機(jī)和z軸絲桿組成，所述z軸豎梁的側(cè)表面與一安裝板活動連接，所述z軸電機(jī)固定于z軸豎梁上，所述z軸絲桿固定于z軸電機(jī)的輸出端，所述安裝板上固定有與z軸絲桿配合的z軸螺母，帶動z軸豎梁沿z軸運(yùn)動；

所述c軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括c軸電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、支撐板和電火花加工頭，所述c軸電機(jī)的輸出軸穿過支撐板與轉(zhuǎn)軸連接，所述轉(zhuǎn)軸安裝于支撐板下表面，所述電火花加工頭與轉(zhuǎn)軸固定連接，所述c軸電機(jī)嵌入z軸移動機(jī)構(gòu)的z軸豎梁使得支撐板與z軸豎梁下表面的連接板固定連接；

所述電火花加工頭進(jìn)一步包括正電極、負(fù)電極、高壓放電電源、低壓放電電源、加工狀態(tài)監(jiān)測模塊和脈沖發(fā)生模塊，所述正電極與一電感一端串連連接，所述低壓放電電源與一低壓功率開關(guān)管串連后其低壓正極側(cè)一端連接到電感另一端，相應(yīng)的低壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極，從而形成低壓放電回路，所述高壓放電電源與一高壓功率開關(guān)管串連后其高壓正極側(cè)一端連接到電感另一端，相應(yīng)的高壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極，從而形成高壓放電回路，所述加工狀態(tài)監(jiān)測模塊的兩端分別連接到正電極和負(fù)電極，用于對實時的工件加工間隙狀態(tài)進(jìn)行采樣，將采樣值轉(zhuǎn)換成加工狀態(tài)信號輸出，所述脈沖發(fā)生模塊的輸入端連接到加工狀態(tài)監(jiān)測模塊的輸出端，脈沖發(fā)生模塊的第一輸出端和第二輸出端分別連接到高壓功率開關(guān)管和低壓功率開關(guān)管各自的門極，該脈沖發(fā)生模塊根據(jù)來自加工狀態(tài)監(jiān)測模塊反饋的加工狀態(tài)，產(chǎn)生用于控制高壓功率開關(guān)管通斷的高壓脈沖控制信號和用于控制低壓功率開關(guān)管通斷的低壓脈沖控制信號。

上述技術(shù)方案中進(jìn)一步改進(jìn)的方案如下：

1.上述方案中，所述低壓放電回路、高壓放電回路分別串連有第一限流電阻和第二限流電阻。

2.上述方案中，所述c軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的支撐板與z軸豎梁下表面的連接板通過若干螺釘固定連接。

3.上述方案中，所述若干y軸導(dǎo)軌的數(shù)目為2個。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明具有實時監(jiān)測功能的電火花加工機(jī)構(gòu)，其避免了放電時很高的干擾信號對放電脈沖檢測電路的干擾問題，實現(xiàn)了單個放電脈沖的實時檢測，大大提高了對間隙狀態(tài)檢測的準(zhǔn)確性和可靠性，并對pcd材料進(jìn)行小脈沖寬度進(jìn)行加工，實現(xiàn)了無電弧的電火花加工，采用此加工裝置30a的加工電流情況下沒有發(fā)生異常工作情況，對精加工時表面的光潔度也大大改善；其次，其通過x軸平臺沿x方向運(yùn)動，y軸平臺沿與x方向垂直的y方向運(yùn)動，z軸豎梁在豎直方向上做升降運(yùn)動，實現(xiàn)了加工頭沿x軸、y軸和z軸的三維運(yùn)動，此外，通過c軸電機(jī)驅(qū)使轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了加工頭在水平方向上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，實現(xiàn)四軸聯(lián)動，從多維對工件進(jìn)行加工，保證了加工的精度和準(zhǔn)確性，確保對pcd加工的穩(wěn)定性和良好品質(zhì)。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明具有實時監(jiān)測功能的電火花加工機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為本發(fā)明具有實時監(jiān)測功能的電火花加工機(jī)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3為本發(fā)明電火花加工機(jī)構(gòu)c軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)局部示意圖；

附圖4為本發(fā)明電火花加工機(jī)構(gòu)電火花裝置電路圖。

以上附圖中：1、底座；2、立柱；3、x軸平臺；4、y軸平臺；5、z軸移動機(jī)構(gòu)；6、c軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；7、x軸導(dǎo)軌；8、x軸滑塊；9、x軸螺母；10、x軸絲桿；12、y軸導(dǎo)軌；13、y軸滑塊；14、y軸螺母；15、y軸絲桿；17、z軸豎梁；18、z軸電機(jī)；19、z軸絲桿；21、安裝板；22、z軸螺母；31、連接板；32、c軸電機(jī)；33、轉(zhuǎn)軸；34、支撐板；35、電火花加工頭；41、正電極；42、負(fù)電極；43、高壓放電電源；44、低壓放電電源；45、加工狀態(tài)監(jiān)測模塊；46、脈沖發(fā)生模塊；47、電感；48、低壓功率開關(guān)管；49、高壓功率開關(guān)管；54、第一限流電阻；55、第二限流電阻。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

實施例1：一種具有實時監(jiān)測功能的電火花加工機(jī)構(gòu)，包括底座1、立柱2、x軸平臺3、y軸平臺4、z軸移動機(jī)構(gòu)5和c軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6，所述立柱2固定安裝于底座1一端的上表面，所述x軸平臺3活動安裝于底座1另一端的上表面，所述y軸平臺3活動安裝于x軸平臺2上表面，所述工件架6安裝于y軸平臺3上表面，所述z軸移動機(jī)構(gòu)5通過一安裝于立柱2側(cè)表面，所述c軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6安裝于z軸移動機(jī)構(gòu)5下端；

所述底座1上表面平行設(shè)置有若干x軸導(dǎo)軌7和一套裝有x軸螺母9的x軸絲桿10，所述x軸平臺3下表面的x軸滑塊8嵌入x軸導(dǎo)軌7并與x軸螺母9固定連接，所述x軸平臺3上表面平行設(shè)置有若干y軸導(dǎo)軌12和一套裝有y軸螺母14的y軸絲桿15，所述y軸平臺4下表的y軸滑塊13嵌入y軸導(dǎo)軌12并與y軸螺母14固定連接；

所述z軸移動機(jī)構(gòu)5由z軸豎梁17、z軸電機(jī)18和z軸絲桿19組成，所述z軸豎梁17的側(cè)表面與一安裝板21活動連接，所述z軸電機(jī)18固定于z軸豎梁17上，所述z軸絲桿19固定于z軸電機(jī)18的輸出端，所述安裝板21上固定有與z軸絲桿19配合的z軸螺母22，帶動z軸豎梁17沿z軸運(yùn)動；

所述c軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6進(jìn)一步包括c軸電機(jī)32、轉(zhuǎn)軸33、支撐板34和電火花加工頭35，所述c軸電機(jī)32的輸出軸穿過支撐板34與轉(zhuǎn)軸33連接，所述轉(zhuǎn)軸33安裝于支撐板34下表面，所述電火花加工頭35與轉(zhuǎn)軸33固定連接，所述c軸電機(jī)32嵌入z軸移動機(jī)構(gòu)5的z軸豎梁17使得支撐板34與z軸豎梁17下表面的連接板31固定連接；

所述電火花加工頭35進(jìn)一步包括正電極41、負(fù)電極42、高壓放電電源43、低壓放電電源44、加工狀態(tài)監(jiān)測模塊45和脈沖發(fā)生模塊46，所述正電極41與一電感47一端串連連接，所述低壓放電電源44與一低壓功率開關(guān)管48串連后其低壓正極側(cè)一端連接到電感47另一端，相應(yīng)的低壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極42，從而形成低壓放電回路，所述高壓放電電源43與一高壓功率開關(guān)管49串連后其高壓正極側(cè)一端連接到電感47另一端，相應(yīng)的高壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極42，從而形成高壓放電回路，所述加工狀態(tài)監(jiān)測模塊45的兩端分別連接到正電極41和負(fù)電極42，用于對實時的工件加工間隙狀態(tài)進(jìn)行采樣，將采樣值轉(zhuǎn)換成加工狀態(tài)信號輸出，所述脈沖發(fā)生模塊46的輸入端連接到加工狀態(tài)監(jiān)測模塊45的輸出端，脈沖發(fā)生模塊46的第一輸出端和第二輸出端分別連接到高壓功率開關(guān)管49和低壓功率開關(guān)管48各自的門極，該脈沖發(fā)生模塊46根據(jù)來自加工狀態(tài)監(jiān)測模塊45反饋的加工狀態(tài)，產(chǎn)生用于控制高壓功率開關(guān)管49通斷的高壓脈沖控制信號和用于控制低壓功率開關(guān)管48通斷的低壓脈沖控制信號。

上述低壓放電回路、高壓放電回路分別串連有第一限流電阻54和第二限流電阻55。

實施例2：一種具有實時監(jiān)測功能的電火花加工機(jī)構(gòu)，包括底座1、立柱2、x軸平臺3、y軸平臺4、z軸移動機(jī)構(gòu)5和c軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6，所述立柱2固定安裝于底座1一端的上表面，所述x軸平臺3活動安裝于底座1另一端的上表面，所述y軸平臺3活動安裝于x軸平臺2上表面，所述工件架6安裝于y軸平臺3上表面，所述z軸移動機(jī)構(gòu)5通過一安裝于立柱2側(cè)表面，所述c軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6安裝于z軸移動機(jī)構(gòu)5下端；

所述底座1上表面平行設(shè)置有若干x軸導(dǎo)軌7和一套裝有x軸螺母9的x軸絲桿10，所述x軸平臺3下表面的x軸滑塊8嵌入x軸導(dǎo)軌7并與x軸螺母9固定連接，所述x軸平臺3上表面平行設(shè)置有若干y軸導(dǎo)軌12和一套裝有y軸螺母14的y軸絲桿15，所述y軸平臺4下表的y軸滑塊13嵌入y軸導(dǎo)軌12并與y軸螺母14固定連接；

所述z軸移動機(jī)構(gòu)5由z軸豎梁17、z軸電機(jī)18和z軸絲桿19組成，所述z軸豎梁17的側(cè)表面與一安裝板21活動連接，所述z軸電機(jī)18固定于z軸豎梁17上，所述z軸絲桿19固定于z軸電機(jī)18的輸出端，所述安裝板21上固定有與z軸絲桿19配合的z軸螺母22，帶動z軸豎梁17沿z軸運(yùn)動；

所述c軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6進(jìn)一步包括c軸電機(jī)32、轉(zhuǎn)軸33、支撐板34和電火花加工頭35，所述c軸電機(jī)32的輸出軸穿過支撐板34與轉(zhuǎn)軸33連接，所述轉(zhuǎn)軸33安裝于支撐板34下表面，所述電火花加工頭35與轉(zhuǎn)軸33固定連接，所述c軸電機(jī)32嵌入z軸移動機(jī)構(gòu)5的z軸豎梁17使得支撐板34與z軸豎梁17下表面的連接板31固定連接；

所述電火花加工頭35進(jìn)一步包括正電極41、負(fù)電極42、高壓放電電源43、低壓放電電源44、加工狀態(tài)監(jiān)測模塊45和脈沖發(fā)生模塊46，所述正電極41與一電感47一端串連連接，所述低壓放電電源44與一低壓功率開關(guān)管48串連后其低壓正極側(cè)一端連接到電感47另一端，相應(yīng)的低壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極42，從而形成低壓放電回路，所述高壓放電電源43與一高壓功率開關(guān)管49串連后其高壓正極側(cè)一端連接到電感47另一端，相應(yīng)的高壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極42，從而形成高壓放電回路，所述加工狀態(tài)監(jiān)測模塊45的兩端分別連接到正電極41和負(fù)電極42，用于對實時的工件加工間隙狀態(tài)進(jìn)行采樣，將采樣值轉(zhuǎn)換成加工狀態(tài)信號輸出，所述脈沖發(fā)生模塊46的輸入端連接到加工狀態(tài)監(jiān)測模塊45的輸出端，脈沖發(fā)生模塊46的第一輸出端和第二輸出端分別連接到高壓功率開關(guān)管49和低壓功率開關(guān)管48各自的門極，該脈沖發(fā)生模塊46根據(jù)來自加工狀態(tài)監(jiān)測模塊45反饋的加工狀態(tài)，產(chǎn)生用于控制高壓功率開關(guān)管49通斷的高壓脈沖控制信號和用于控制低壓功率開關(guān)管48通斷的低壓脈沖控制信號。

上述c軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6的支撐板34與z軸豎梁17下表面的連接板31通過若干螺釘固定連接；上述若干y軸導(dǎo)軌12的數(shù)目為2個。

采用具有實時監(jiān)測功能的電火花加工機(jī)構(gòu)時，其避免了放電時很高的干擾信號對放電脈沖檢測電路的干擾問題，實現(xiàn)了單個放電脈沖的實時檢測，大大提高了對間隙狀態(tài)檢測的準(zhǔn)確性和可靠性，并對pcd材料進(jìn)行小脈沖寬度進(jìn)行加工，實現(xiàn)了無電弧的電火花加工，采用此加工裝置30a的加工電流情況下沒有發(fā)生異常工作情況，對精加工時表面的光潔度也大大改善；其次，其通過x軸平臺沿x方向運(yùn)動，y軸平臺沿與x方向垂直的y方向運(yùn)動，z軸豎梁在豎直方向上做升降運(yùn)動，實現(xiàn)了加工頭沿x軸、y軸和z軸的三維運(yùn)動，此外，通過c軸電機(jī)驅(qū)使轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了加工頭在水平方向上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，實現(xiàn)四軸聯(lián)動，從多維對工件進(jìn)行加工，保證了加工的精度和準(zhǔn)確性，確保對pcd加工的穩(wěn)定性和良好品質(zhì)。

上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。