[发明专利]精密电极进给装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及放电加工加工技术领域的电极运动进给系统，具体地，涉及一种用于电极放电加工装置中的精密电极进给装置及其工作方法。

背景技术

放电加工，即电火花加工，是利用加工用的电极工具和被加工物之间所发生的放电作用，将被加工物的加工部分去除的加工方式，广泛应用在模具制造、机械加工行业，而电极运动进给系统是放电加工装置的重要组成部分。

目前放电加工装置中的电极运动进给系统，主要采用喷嘴-挡板式电液压进给方式、伺服电机进给方式以及直线电机进给方式；这些方式多采用电机或液压驱动方式带动多部件传动进而驱动电极进给。采用这些方式的放电加工装置，具有系统设备尺寸大、结构复杂、能耗高、控制系统和控制环节繁琐、进给误差大、进给精度低以及分辨率低等问题，无法满足现代工业对精密加工的需求。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种用于电极放电加工装置中的精密电极进给装置及其工作方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的一个方面，提供了一种精密电极进给装置，包括筘位机构I、箝位机构II以及伸缩机构，所述箝位机构I包括对称设置的第一箝位机构I和第二箝位机构I，所述箝位机构II包括对称设置的第一箝位机构II和第二箝位机构II，所述伸缩机构包括第一伸缩机构和第二伸缩机构，所述第一伸缩机构沿电极进给方向连接于第一箝位机构I和第一箝位机构I I之间，所述第二伸缩机构沿电极进给方向连接于第二箝位机构I和第二箝位机构II之间，所述第一箝位机构I和第二箝位机构I以及第一箝位机构II和第二箝位机构II之间均设有用于电极进给运动的进给间隙，所述电极沿电极进给方向设置于进给间隙内。

优选地，还包括外壳，所述箝位机构I、箝位机构II和伸缩机构均设置于外壳内部，所述外壳在进给间隙处设有用于电极运动的通孔。

优选地，所述第一箝位机构I、第二箝位机构I、第一箝位机构II以及第二箝位机构II均分别采用永磁体和/或电磁体，所述第一箝位机构I、第二箝位机构I、第一筘位机构II以及第二箝位机构II分别连接驱动电源。

优选地，所述伸缩机构采用磁致伸缩材料体或压电伸缩材料体，所述磁致伸缩材料或压电伸缩材料体在外部磁激励体作用下进行往复微幅振动。

优选地，所述外部磁激励体采用电磁线圈。

优选地，还包括6自由度进给平台，所述6自由度进给平台与箝位机构I刚性连接。

根据本发明的另一个方面，提供了一种上述精密电极进给装置的工作方法，包括如下步骤：

步骤0，箝位机构I、箝位机构II以及伸缩机构均处于初始状态，即电极在进给间隙内夹紧，并处于初始工位d；

步骤1，对箝位机构I通电，第一箝位机构I和第二箝位机构I在磁力的作用下远离，处于箝位机构I处的电极处于松弛状态；

步骤2，电极在外部驱动力的作用下沿进给方向向下运动；由于处于箝位机构II处的电极仍处于夹紧状态，电极带动箝位机构II向下运动，同时，伸缩机构在箝位机构II的作用力下伸长；

步骤3，电极移动至下一工位d+△d，筘位机构I断电，第一箝位机构I和第二箝位机构I回归初始状态，电极在进给间隙内夹紧；其中，△d为电极移动位移；

步骤4，对箝位机构II通电，第一箝位机构II和第二箝位机构II在磁力作用下远离，电极在箝位机构II处处于松弛状态；

步骤5，伸缩机构在拉力作用下回归初始状态；

步骤6，箝位机构II断电，第一箝位机构II和第二箝位机构II回归初始状态，电极在进给间隙内夹紧，完成一次进给运动；

步骤7，重复步骤1至步骤6，反复加载实现多步累积的电极大行程或无限长行程进给。

优选地，所述步骤2还包括如下步骤：

伸缩机构在外部磁激励体作用下进行往复高频伸缩，带动电极相对工件往复运动。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明实现了一种针对放电加工电机直接驱动的微小型超精密电极进给系统，具有操控简单方便、体积小的特点；

2、本发明通过跟踪和保证加工放电间隙，实现加工的稳定性，以适应设定的加工电参数；

3、通过外部驱动和伸缩机构反复伸缩，实现电极的大幅度进给和高频微幅进给，保证加工的精确度；

4、本发明由于采用了伸缩机构进行高频微幅振动，提高了加工效率；同时，加工过程中产生的不良介质，也能通在高频微幅振动的进给过程中带出；