[实用新型]一种用于不同直径电极夹持的蠕动复合主轴机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于不同直径电极夹持的蠕动复合主轴机构，属于电火花加工技术领域。

背景技术

航空发动机正在朝大推重比、低油耗的方向发展，提高发动机性能的关键是提高涡轮前燃气温度。由于涡轮前温度已超过涡轮叶片材料可承受的温度极限，气膜冷却技术被广泛采用来降低涡轮叶片壁面温度。气膜冷却孔结构特点主要有孔径小、孔径多变（Φ0.2～0.8mm）、深径比大、空间位置复杂，而且数量多（单个零件上几十个到几百个）。现阶段国内外航空发动机制造商主要采用的是电火花放电的加工方法进行气膜群孔的加工，以满足其表面质量和避免背伤的要求，而且为了提高加工效率，对加工主轴提出了更高的要求，不仅要采用长度200～400mm的细长空心电极，而且要求进丝主轴具有电极进给补偿、电极空心高压内冲液、电极高精度旋转、电极便于更换的多种功能。

目前，气膜孔等深小孔电火花加工用主轴机构，主要采用的是一种后推式主轴结构，即将钻夹头和高压冲液密封结构集成在旋转主轴上，钻夹头夹住电极后端轴向进给补偿电极损耗，电极前端有导向器进行约束。这种后推式主轴结构存在夹头和导向器间电极长、刚度低的问题，这可能造成两种不利情况：如果导向器和电极间隙过大，则电极端部旋转径跳误差较大，影响孔径精度和加工效率；如果导向器和电极间隙过小，则电极进退摩擦阻力较大且容易发生弯曲。而且，这种主轴机构常采用密封塞压紧电极方式，使电极更换的操作过程不够简便。基于上述缺点，清华大学佟浩等在《一种用于深小孔电火花加工的多功能主轴机构》. 专利号ZL 201410023226.3中基于微细孔加工领域蠕动式主轴机构设计了一种用于深小孔电火花加工的多功能主轴机构，该主轴机构的优点是可实现工具电极的前推式蠕动进给、高精度旋转、中空高压冲液及电极在线更换的多种功能。但是机构过于复杂，而且同一主轴无法实现不同直径电极的对中夹持加工，更换不同直径电极时，需要整体更换主轴机构，电、液、气三部分稳定连接实现困难且可靠性较低，也增加设备开发成本。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提出一种可夹持Φ0.2~1mm直径电极加工的蠕动式复合主轴机构。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于不同直径电极夹持的蠕动复合主轴机构，所述机构包括上安装板、下安装板、S轴模组、Z轴模组、旋转传动机构、电动球阀、常闭夹子机构、常开夹子机构；所述旋转传动机构、常闭夹子机构固定安装在上安装板上，所述电动球阀通过球阀支架安装在上安装板上，所述常开夹子机构通过常开夹子支架安装在下安装板上，所述上安装板与S轴模组的滑块连接，所述下安装板与Z轴模组滑块连接，通过Z轴模组和S轴模组之间的相对运动，常闭夹子机构、常开夹子机构的交替开合实现电极的蠕动进给和损耗的自动补偿。

上述旋转传动机构包括伺服电机、同步带、大同步带轮、旋转接头，所述伺服电机通过同步带驱动大同步带轮转动，大同步带轮通过键与旋转接头的动轴连接，从而带动常闭夹子机构及电极丝进行旋转运动，伺服电机的位置控制可实现旋转主轴的定向停止。

上述旋转接头为液电混合旋转接头，具有旋转导电，旋转动密封的功能，包括静轴、动轴、轴承、导电滑环、机械密封、高压水进口、动轴导线出口、静轴导线入口；所述动轴与常闭夹子机构连接，所述静轴通过钢管与电动球阀连接，所述轴承设置在静轴内靠近动轴端，通过轴承的支撑，使得动轴相对于静轴保持高精度旋转，所述导电滑环设置在静轴内靠近钢管端，两对机械密封设置在轴承与导电滑环之间，实现旋转导电功能，加工脉冲电源与静轴导线入口连接，经过导电滑环，从动轴前端的动轴导线出口引出；所述高压水进口设置在两对机械密封之间，实现高压工作液进入旋转主轴内部后的旋转动密封。

上述常闭夹子机构包括第一导向管、松开法兰螺母盘、定位连接柱、第二导向管、压缩弹簧、陶瓷支撑块、铰链销、铰链压杆、气缸和O型密封圈一；大同步带轮带动动轴旋转，大同步带轮通过C型扣环轴向固定在动轴上，定位连接柱与动轴联接定位，通过上紧法兰螺母盘轴向锁紧定位接连柱，从而带动常闭夹子机构整体随着动轴一起高精度旋转；

定位连接柱内部从上至下依次安装有导向压块、橡胶密封塞、第一导向管和第二导向管，导向压块、橡胶密封塞、第一导向管和第二导向管围绕主轴的轴中心安装，电极丝从动轴内部进入后顺序穿过它们的中心；动轴内部通以高压工作液后，在压力作用下，橡胶密封塞25的径向变形实现电极丝外围的密封，主轴与定位连接柱之间通过O型密封圈一密封，防止锥面的泄漏；O型密封圈一防止配合锥面的泄漏；