[发明专利]一种电火花机床中的双用主轴

说明书

本发明公开了一种电火花机床中的双用主轴，其特征在于，包括主轴系统和直线电机系统；主轴系统设置在电火花机床的立柱上，包括Z轴伺服电机、滚珠丝杠、Z轴滑座和R轴，直线电机系统包括直线电机和电极丝夹持机构，电机动子与电极丝夹持机构连接，电机定子固定在一安装板上，安装板固定安装在所述Z轴滑座上。本发明提供的电火花机床中的双用主轴在不更改常用电火花主机结构和将直线电机结合在伺服电机驱动较小改造成本的情况下，即可满足大深径比微小孔、窄缝、窄槽的加工需求，又可满足大重量、大面积电极加工任务需求。

技术领域

本发明属于电加工技术领域，涉及电火花机床，尤其是提供一种电火花机床中的双用主轴。

背景技术

随着航空航天、汽车能源等高技术行业的发展，对电火花加工技术的要求越来越高。电火花机床的主轴部分是其关键部件之一，其功率消耗约占机床总功率的60%-80%，主轴部分的性能直接影响到机床的加工效率、加工质量、加工精度等。在电火花加工中，虽然也有使用水平伺服加工的情况或联动插补以加工复杂型面，但大多数情况下是Z轴伺服进给，水平X、Y轴定位、平动。所以主轴的性能好坏可以作为整个机床的性能衡量指标。

当前，电火花机床主轴的常用功能主要有伺服加工、控制加工深度尺寸、反馈放电间隙状况、保证电极的精度和刚度等。在主轴的扩展方面，可提供合适的安装空间，以便容纳可换夹头、C轴、R轴。同时，我国电火花加工主轴大部分采用“旋转电机+滚珠丝杠”机构进行驱动，该机构涉及中间部件多，运动惯量比较大，产生的线速度、加速度及定位精度均有限，所以在超高速、超精密电火花加工需求方面具有一定的局限性。

随着高质量、高精密的加工需求越来越多，仅仅使用伺服驱动的瓶颈也越来越明显，如若去掉传统主轴结构的“旋转电机+滚珠丝杠”结构，更换为更新型的直线电机驱动方式，在机床的整机结构需要进行重新设计优化，成本大、任务重、时间周期长。故在当前基础上优化主轴结构，从而提升整体机床的加工性能就变得十分重要。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足，提供一种能够扩大加工范围且可提高加工效率、加工精度和加工质量的电火花机床中的双用主轴。

本发明提供的双用主轴采用直线电机与交流伺服电机混合驱动电火花机床的主轴。

本发明的目的是这样实现的：

一种电火花机床中的双用主轴包括主轴系统和直线电机系统；

主轴系统设置在电火花机床的立柱上，包括Z轴伺服电机、滚珠丝杠、Z轴滑座和R轴， Z轴伺服电机驱动滚珠丝杠转动从而带动Z轴滑座上下运动， R轴固定在Z轴滑座的下部，连同Z轴滑座一起运动，R轴中心设有电极丝通道；

直线电机系统包括直线电机和电极丝夹持机构，直线电机包括电机定子和电机动子，电机动子在电机定子的导轨上滑动，电机动子外侧设有一运动台，电极丝夹持机构固定在运动台上，电极丝夹持机构上设有电极丝进给通道，电极丝夹持机构的电极丝进给通道与所述R轴上的电极丝通道上下相对应，电机动子通过运动台带动电极丝夹持机构进丝，电机定子固定在直线电机底板上，所述直线电机底板通过一固定板安装在所述 Z轴滑座上，当Z轴滑座上下运动时，直线电机系统整体随之上下运动，电极丝通过电极丝夹持机构进丝并通过R轴电极丝通道。

优选地，R轴底端设有导向器或下端夹持有电极夹持柄。

优选地，直线电机定子导轨上设有导轨钳制器，用来防止导轨震动。

优选地，光栅尺安装在直线电机底板的侧面，用于保证运动台的上、下限位。

本发明将一般的成形加工和微细加工两种工艺结合到一台电火花机床中，即用同一台机床可以做两种加工工艺。