CN2602862Y - 放电加工装置 - Google Patents

Abstract

一种放电加工装置，包含一可垂直移动的T型滑动轴；至少两组可移动且连接于T型滑动轴的线性马达磁轭，是以平行于滑动方向设置，且对称分立于重力平衡杆固定点的两边；线性马达磁轭的对面设置一永久磁铁；一电极安装装置，固定在T型滑动轴的下末端；一重力平衡装置，提供T型滑动轴及工具电极重量等的重力负荷，该平衡装置，提供有一气缸及活塞杆，气缸末端由一支撑架固定，活塞杆由上往下伸入T型滑动轴的凸字形通孔与直条筒的中空孔中，活塞杆末端固定在直条筒中段的水平固定板上，使活塞杆的往返方向与T型滑动轴同一轴向，以气缸内气室压力的大小伺服控制，形成一可平衡重力的作用力。

Description

放电加工装置

技术领域

本实用新型属于放电加工领域，尤指一种放电加工装置。

背景技术

放电加工装置，是广泛地应用在加工去除可导电的工件，特别是成形模具及精密零件的制造，一般待加工件是固定在工件槽上，且以适当导电材料作为工具电极，此电极材料通常由铜或石墨制成，而此工具电极在事先经铣削、车削等成形加工，并夹固在垂直于加工槽平台的轴上；待引入介电绝缘液，如煤油、灯油等，而将工具电极逐渐靠近工件，直至一足够小的间隙，大约为10～100μm，此时，若电极与工件间施予一超过60伏特及1安培以上的功率脉冲，在间隙中的绝缘液因物理特性，发生绝缘破坏亦或称电子雪崩，简称放电；放电过程是一个能量传递与能量分配的过程，将相伴产生极高热冲击，引致材料气化、融化的现象，以及绝缘液气化膨胀，并且在放电最终时，由于电力突然消失，造成急速冷却，气体压力向内压迫材料，融液溅出，形成少量的凹口，如同火山口；透过控制放电加工的电力供应时间及大小，来达成能量控制的大小，因此得到所需要的工件表面粗糙度；由于重覆性的放电，逐渐除去工件材料，且沿著加工轴轴向推进，为维持一个适当间隙，使得加工可以持续进行，必须对加工轴进行定位调整，为顾及加工安全，必须同时将加工过程中的残渣与气泡排出。

放电加工的排渣方法，皆以产生加工间隙内绝缘液的流体压力差，造成流动，以带走加工残渣；清除方法主要有三种：

1.透过电极或工件内设置喷、吸油口；此方法需要付出安装注入口及其路径的加工费用，但不容易形成一个均匀的流场。

2.工件腔口处的侧边喷油；此方法虽然较容易，但在深孔加工时，因喷油的压力不易排出残渣，形成穴内发生侧边二次放电，影响成品的加工精度极大。

3.应用电极往返运动、跳跃方式；此方法一般若使用非高速线性马达，则只能短距离的跳跃，并且跳跃的速度慢(＜3m/min)，因此必然增加加工时间，须付出较多不加工的时间；如果太频繁的跳跃，显然降低效率。

而如果单只使用第3种方法，因为容易得到均匀的压力流场，所以对于加工型腔的形状精度的提升比较有利，因此，在精度与速度的两个要件下，设计机械高速运动方法的确为一个重要前题。

发明内容

本实用新型的目的，是提供一放电加工装置，即是提供一相对于此前的专利案采用不同的机构型式与配置方式，除可以在垂直于水平面上进行有效的高速运动外，同时提供一种新的重力平衡装置与配置方法，更将结构轻量化，高刚性化，以及外露的机械结构，特别具有利于安装、便于调整精度，无需将整个机体结构完全拆卸，即可完成维护及生产作业。

本实用新型的目的是这样实现的：

提供一种放电加工装置，其藉由一工具电极面向工件垂直移动，且在两者之间保持一极小间隙，进行周期的极间放电，形成工件的去除加工，其特征在于包含括有：

一可垂直移动的T型滑动轴，其上段为矩形六面体、下段为直条筒，矩形六面体上具三个同轴向的透通孔，其中两侧为相同的矩形通孔，中间为单一的凸字形通孔；直条筒其上方固定在矩形六面体下方，直条筒内中间处，设置一水平固定板，使其上半段内部亦为一凸字形通孔相同的中空孔，中空孔配合凸字形通孔导通；

一电极安装装置，是设置于T型滑动轴的直条筒下端，且与矩形六面体、直条筒同轴配置；

一组可穿置于T型滑动轴内二矩形通孔的平行的矩形柱，其与T型滑动轴平行于滑动轴向，并且其上、下端与框体连接；

至少两组线性马达的移动件，是设置于矩形六面体的矩形通孔内，而且呈对称于矩形六面体的凸字形通孔内一个点；

至少两组线性马达的静子，是分别位在各自移动件的对面设置；

一组重力平衡装置，是可负荷T型滑动轴、电极安装装置重力平衡作用的装置。以及

各组移动件是包含磁轭和绕著磁轭的电枢线圈，以及各组静子是包含一组设于矩形柱的磁板与一列永久磁铁。

该重力平衡装置包含一与矩形六面体的凸字形通孔同轴的气缸，气缸尾部在上，以支撑架固定，气缸的活塞杆尾端，向下依序穿置于矩形六面体的凸字形通孔，及直条筒的中空孔，最后连接在直条筒内中间处的水平固定板。

该二矩形柱前侧各设置一线性滚柱轴承轨道；且T型滑动轴的矩形六面体的二矩形通孔前方内侧面上，设一上轴承座，线性滚柱轴承轨道与上轴承座紧密配合。

该T型滑动轴的直条筒中间外侧，可加设一固定板，其内装有二对称下轴承滑块，其排列对称的轴心，同轴于凸字形通孔的轴向。

本实用新型的目的也可以这样实现：

一种放电加工装置，其藉由一工具电极面向工件垂直移动，且在两者之间保持一极小间隙，进行周期支极间放电，形成工件的去除加工，其特征在于包括有：

一可垂直移动的T型滑动轴，其上段为矩形六面体、下段为直条筒，矩形六面体上具三个同轴向的透通孔，其中两侧为相同的矩形通孔，中间为单一的凸字形通孔；直条筒其上方固定在矩形六面体下方，直条筒内中间处，设置一水平固定板，使其上半段内部亦为一凸字形通孔相同的中空孔，中空孔配合凸字形通孔导通；

一电极安装装置，是设置于T型滑动轴的直条筒下端，且与矩形六面体、直条筒同轴配置；

至少两组线性马达的移动件，移动件设为矩形，设置于矩形六面体的矩形通孔内，移动件中心为一圆形孔，提供静子穿置；

至少两组线性马达的静子，静子设为圆柱体，上、下端各与框体连接，并与矩形六面体相同滑动轴向；

一组重力平衡装置，是可负荷T型滑动轴、电极安装装置的重力平衡作用。

该各组移动件是包含磁轭和绕著磁轭的电枢线圈，以及各组静子是包含一圆柱体的磁柱与永久磁铁。

本实用新型的优点与积极效果是：

由于本实用新型采用不同现有技术的机构型式与配置方式，除可以在垂直于水平面上进行有效的高速运动外，同时提供一种新的重力平衡装置与配置方法，更将结构轻量化，高刚性化；并且为了要能精密导引滑动轴运动，至少设置有二线性滚柱轴承轨道，为了减低重力负荷对线性马达的持续作用，而完成上下对称的力作用，以利于马达驱动器的控制，而提供一气缸来承接重量，并将该四方形框底部设为一日形部，以增进承载撑托的稳固性。此外，其外露的机械结构，特别具有利于安装、便于调整精度，无需将整个机体结构完全拆卸，即可完成维护及生产作业的优点。

附图说明

图1  本实用新型总体设备的立体图。

图2  本实用新型的立体图。

图3  本实用新型的前视图。

图4  本实用新型的T型滑动轴立体图。

图5  本实用新型的线性马达侧视示意图。

图6  本实用新型的前侧纵向剖视图。

图7  本实用新型的左侧纵向剖视图。

图8  本实用新型的横向剖视图。

图9  本实用新型的第二实施型式立体图。

图10 本实用新型的第二实施型式横向剖视图。

图11 本实用新型的第三实施型式立体图。

图12 本实用新型的第三实施型式前侧纵向剖视图。

图13 本实用新型的第三实施型式横向剖视图。件号索引：

座床 1                        柱架 11

滑动体 12                     鞍座 3

工件槽 14

框体 2                        矩形柱 21

线性滚柱轴承轨道 22           凸缘 23

支撑架 24                     挡块 25、26

四方形框 27                   日形部 28

电极安装装置 3                工具电极 31

T型滑动轴 4                   矩形六面体 41

矩形通孔 42                   凸字形通孔 43

直条筒 44                     水平固定板 45

止动器 46、47                 极限器 48、49

线性马达 5                    永久磁铁 51

磁板 52                       磁轭 53

电枢线圈 54                   调整螺 55

上轴承座 56                   固定板 57

下轴承滑块 58

气缸 6                            活塞杆 61

刹车器 62

线性光学尺 7                      位置感测器 71

具体实施方式

为能更全面了解本实用新型的特点及功效，兹配合附图详析于后：第一实施型式

首先请参阅图1、2、3所示，将一柱架11固设于座床1的后方，柱架11前侧安装有框体2，框体2内架设有T型滑动轴4，在座床1上装设一滑动体12，滑动体12可依Y轴方向移动，且滑动体12上设置一鞍座13，鞍座13可在与Y轴垂直的X轴方向滑动，于鞍座13上承载有一内盛填有介电绝缘液的工件槽14；将一接近工件处的工具电极31连接在电极安装装置3，而电极安装装置3连接于一T型滑动轴4下段的直条筒44，且与T型滑动轴4的滑动方向同轴配置；如图4所示，该T型滑动轴4的上段为一矩形六面体41，矩形六面体41上下面平行，且设有三个同轴的透通孔，其中两侧为相同的矩形通孔42中间为单一的凸字形通孔43；两条垂直且平行的矩形柱21是分别设置于框体2前左、右侧，而分别穿过矩形六面体41的矩形通孔42，故T型滑动轴4可沿著Z轴(垂直水平面的方向)，在通过平行矩形柱21的情况下，以10M/S²以上的加速度上下运动，此一加速度是由两组线性马达5所推动；请参阅图5，每一组线性马达5含有永久磁铁51及磁板52，并各自设置于分离的二平行矩形柱21最外侧垂直平面，而其可动的电枢线圈54与磁轭53则面对于永久磁铁51及磁板52的平面平行配置，并将其固定在矩形六面体41的二平行矩形通孔42内侧。

由于矩形六面体41的水平截面四周厚度不均，故严格的说T型滑动轴4没有真正的几何中心轴，同时T形滑动轴4的整体重心轴向对矩形六面体41或直条筒44的几何中心轴有一偏位距离。

在矩形六面体41的矩形通孔42两侧的上下平面，分别提供有止动器46、47，以决定矩形六面体41最大行程移动限制；止动器46、47分别与框体2旁侧所凸设的挡块25、26碰撞时，用于吸收冲力的回弹组件；且在挡块25、26后侧的框体2一侧面上下分置有极限器48、49，以限制矩形六面体41升降位置(如图1、2、3、7所示)。

线性马达5的磁板52与电枢线圈54所互相面对的间距是为极小且精密，可以调整螺丝55定位，使得两组线性马达5可具有相同的作用力，因为线性马达5直接负荷T型滑动轴4及工具电极31重量，并且为达成高加速度，线性马达5所产生推力很大，通常相伴高的热温升，对于高定位精度的机器轴，必须要提供一冷却循环系统，将产生的热量排出，一般常应用工业制品，在线性马达5的电枢线圈54附近的磁轭53边缘处，有提供气体及液体冷却管的入口(图中没有显示)。线性光学尺7(如图2所示)则设计固定在框体2一侧，并与矩形六面体41侧面所固设一位置感测器71相对应，以读取T型滑动轴4的运动位置。

为了要能精密导引T型滑动轴4作动，请参阅图4与图6，至少设置有二线性滚柱轴承轨道22，且将该轨道22与滑动方向同轴，而固定在框体2的二矩形柱21前侧，并以二平行的上轴承座56固定在T型滑动轴4的六面体41的两侧孔内，即于T型滑动轴4的二矩形通孔42前方内侧面上，并与线性滚柱轴承轨道22紧密配合；在T型滑动轴4的直条筒44中间段，设置一固定板57，该固定板57内装有二下轴承滑块58，与线性滚柱轴承轨道22紧密配合，固定板57可大幅增加直条筒44的侧向抗弯曲能力。

为了减低重力负荷对线性马达5的持续作用，而完成上下对称的力作用，以利于马达驱动器的控制，因此，提供一气缸6来承接重量，请参阅图6、7、8，为了避免气缸6占据T型滑动轴4的空间，让较细的活塞杆61穿置于T型滑动轴4的内部，利于减少T型滑动轴4的体积；故由框体2固设的凸缘23与支撑架24将气缸6的尾部固定；气缸6平行于滑动轴向，可向下伸出活塞杆61，活塞杆61穿套一刹车器62且活塞杆61尾端穿置于T型滑动轴4的直条筒44内，并与直条筒内中间的一水平固定板45连接定位，该刹车器62在电力失效时，籍以挟持住活塞杆61，避免造成工具电极31意外坠落情况；活塞杆61另一端是在气缸6内，可来回运动，透过量测气缸6内压力的压力检测器(图中无显示)，回授至气压伺服控制器控制气压阀，使得气室内的压力足以支撑重力，如此可以在不运动时，减低线性马达5的电力。第二实施型式

如图9、10所示，显示本实用新型第二实施型式放电加工装置的线性马达构成说明图，其中与第一实施型式的图2相同或相当部分，是以线性马达5的移动件包含磁轭53、电枢线圈54设为矩形，而设置于矩形六面体41两侧的矩形通孔42内，该移动件中心为一圆形孔，提供包含永久磁铁51磁柱52的静子穿置，且该静子设为圆柱体，上、下端各与框体2连接，并与矩形六面体41相同滑动轴向；

由于藉如上述的线性马达5的静子上下端直接与框体2连接，对应移动件，因此，可更有效率实行T型滑动轴4平衡滑动，及省略了框体2的二矩形柱21、水平固定板57、下轴承滑块58。第三实施型式

如图11、12、13所示，本实用新型第三实施型式放电加工装置的周边构成说明图，其中，与第一实施型式的图2相同符号是表示相同或相同部份，是显示强化框体2稳固性与重力平衡支撑力，框体2上前端连接一四方形框27，框体2的二矩形柱21恰设置于其间，且四方形框27底部为一日形部28，以增进承载撑托的稳固性。

Claims (7)

1.一种放电加工装置，其藉由一工具电极面向工件垂直移动，且在两者之间保持一极小间隙，进行周期的极间放电，形成工件的去除加工，其特征在于包含括有：

一可垂直移动的T型滑动轴，其上段为矩形六面体、下段为直条筒，矩形六面体上具三个同轴向的透通孔，其中两侧为相同的矩形通孔，中间为单一的凸字形通孔；直条筒其上方固定在矩形六面体下方，直条筒内中间处，设置一水平固定板，使其上半段内部亦为一凸字形通孔相同的中空孔，中空孔配合凸字形通孔导通；

一电极安装装置，是设置于T型滑动轴的直条筒下端，且与矩形六面体、直条筒同轴配置；

一组可穿置于T型滑动轴内二矩形通孔的平行的矩形柱，其与T型滑动轴平行于滑动轴向，并且其上、下端与框体连接；

至少两组线性马达的移动件，是设置于矩形六面体的矩形通孔内，而且呈对称于矩形六面体的凸字形通孔内一个点；

至少两组线性马达的静子，是分别位在各自移动件的对面设置；

一组重力平衡装置，是可负荷T型滑动轴、电极安装装置重力平衡作用的装置。

2.如权利要求1所述的放电加工装置，其特征在于，各组移动件是包含磁轭和绕著磁轭的电枢线圈，以及各组静子是包含一组设于矩形柱的磁板与一列永久磁铁。

3.如权利要求1所述的放电加工装置，其特征在于，该重力平衡装置包含一与矩形六面体的凸字形通孔同轴的气缸，气缸尾部在上，以支撑架固定，气缸的活塞杆尾端，向下依序穿置于矩形六面体的凸字形通孔，及直条筒的中空孔，最后连接在直条筒内中间处的水平固定板。

4.如权利要求1所述的放电加工装置，其特征在于，该二矩形柱前侧各设置一线性滚柱轴承轨道；且T型滑动轴的矩形六面体的二矩形通孔前方内侧面上，设一上轴承座，线性滚柱轴承轨道与上轴承座紧密配合。

5.如权利要求1所述的放电加工装置，其特征在于，该T型滑动轴的直条筒中间外侧，可加设一固定板，其内装有二对称下轴承滑块，其排列对称的轴心，同轴于凸字形通孔的轴向。

6.一种放电加工装置，其藉由一工具电极面向工件垂直移动，且在两者之间保持一极小间隙，进行周期支极间放电，形成工件的去除加工，其特征在于包括有：

一可垂直移动的T型滑动轴，其上段为矩形六面体、下段为直条筒，矩形六面体上具三个同轴向的透通孔，其中两侧为相同的矩形通孔，中间为单一的凸字形通孔；直条筒其上方固定在矩形六面体下方，直条筒内中间处，设置一水平固定板，使其上半段内部亦为一凸字形通孔相同的中空孔，中空孔配合凸字形通孔导通；

一电极安装装置，是设置于T型滑动轴的直条筒下端，且与矩形六面体、直条筒同轴配置；

至少两组线性马达的移动件，移动件设为矩形，设置于矩形六面体的矩形通孔内，移动件中心为一圆形孔，提供静子穿置；

至少两组线性马达的静子，静子设为圆柱体，上、下端各与框体连接，并与矩形六面体相同滑动轴向；

一组重力平衡装置，是可负荷T型滑动轴、电极安装装置的重力平衡作用。

7.如权利要求6所述的放电加工装置，其特征在于，该各组移动件是包含磁轭和绕著磁轭的电枢线圈，以及各组静子是包含一圆柱体的磁柱与永久磁铁。

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