[发明专利]一种快速更换微小电极的定位夹具设计方法

说明书

本发明提供了一种快速更换微小电极的定位夹具设计方法，属于非传统加工中的电火花放电加工技术领域。电极定位块沿机床主轴轴向方向设置有通孔，通孔形状及尺寸与所需夹持的微小电极实际径向截面的形状及尺寸一致，由慢走丝电火花线切割在同一次装夹下，加工电极定位块外形时一并加工。将加工好的电极定位块安装在电火花成形加工机专用的电极夹具上。利用千分表或者电火花机床自带的找平行功能找正电极定位块。然后将微小电极和相应的薄垫片放入电极定位块的通孔中，拧紧固定螺钉，完成微小电极的安装与定位。该方法将微小电极难以找正的问题转化为体积较大的定位块找正问题，大大降低了操作难度和人为误差，避免了频繁更换电极需反复定位的问题。

技术领域

本发明属于非传统加工中的电火花放电加工技术领域，特别涉及到一种快速更换微小电极的定位夹具设计。

背景技术

一些使用机械加工无法加工或难以加工的微细结构需要借助电火花放电加工；随着微型结构和微小器件的发展，电火花加工中工具电极的尺寸也随之减小，对于微细电极常采用在微型放电加工机上在线制作和在线检测技术以避免离线加工所产生的安装和定位误差。相应地，对于在常规放电加工机上使用的微小电极，其侧重点则在于如何有效地降低电极的定位和安装误差。电火花加工中一般利用千分表或者机床自带的找平行功能找正电极，但由于微小电极尺寸较小，千分表触头接触电极的横向、纵向长度和扫掠的面积都较小，因此找正电极存在很大的操作难度和人为误差。另一方面，由于极性效应，电火花加工中工具电极的损耗是不可避免的，直接影响到零件的尺寸精度和形位精度。鉴于尺寸效应，微小电极受电极损耗的影响会更甚，因此需频繁更换电极以降低电极损耗的影响。综合以上考虑，合理地设计一种可快速更换微小电极并且保证其每次安装时误差很小的定位夹具尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种快速更换微小电极的定位夹具设计方法，通过找正定位夹具间接保证电极与机床主轴的相对位置关系，大大降低了找正微小电极的操作难度和人为误差，进而避免频繁更换电极需反复定位的问题。

本发明的技术方案：

一种快速更换微小电极的定位夹具设计方法，分为电极定位块的制作和更换工具电极工艺过程两部分：

(1)电极定位块的制作：电极定位块5选择不锈钢等耐蚀材料，由慢走丝电火花线切割加工制备，其外形尺寸依据电火花夹具1尺寸给定，呈长方体状且适合电火花夹具1装夹；电极定位块5沿机床主轴轴向方向设置有通孔，通孔形状及尺寸与所需夹持的微小电极径向截面的形状及尺寸一致，由慢走丝电火花线切割在同一次装夹下，加工电极定位块5外形时一并加工；微小电极径向通过微小电极固定螺钉3锁紧，对应通孔在微小电极固定螺钉3固定的方向留有0.8～1.2mm的余量，用于放置薄垫片4；首先完成钻孔和攻螺纹工序，再按顺序线切割加工出安装微小电极的通孔和整体外形；

(2)更换工具电极工艺过程：将加工好的电极定位块5安装在电火花成形加工机的电极夹具上；利用千分表或电火花机床自带的找平行功能找正电极定位块5外侧面，使电极定位块5水平面和垂直面分别与机床主轴轴线呈垂直和平行关系；然后将微小电极和相应的薄垫片4放入电极定位块5的通孔中，拧紧微小电极固定螺钉3，完成微小电极的安装与定位。

本发明的有益效果：由于安装电极的通孔与定位块外侧面是在同一基准下采用线切割成形的，很好地保证了二者间的平行度；通过内六角螺钉夹紧电极和薄垫片，保证电极侧面与通孔侧面的紧密贴合，即通过找正定位块外侧面间接保证电极侧面与机床主轴的平行关系。更换电极时只需松开螺钉，安装新的电极即可。电极辅以薄垫片以保证电极受力更加均匀且不损坏电极。该方法将微小电极难以找正的问题转化为体积较大的定位块找正问题，大大降低了操作难度和人为误差，使得更换电极变得非常方便和快捷，避免了频繁更换电极需反复定位的问题，节约准备时间，提高加工效率。此夹具不仅仅适用于长方体、圆柱体等规则形电极，也可应用于复杂形状电极，只需在复杂型腔面上方留有规则的夹持体即可。本发明可进一步提高电火花加工零件的精度，拓展其应用范围。

附图说明