单轴电火花成形加工装置及加工机床

1.本发明涉及电火花加工技术领域，具体地，涉及一种单轴电火花成形加工装置及加工机床，尤其是一种便于改变电极进给方向的单轴电火花成形加工装置。


背景技术：

2.电火花加工是一种非接触式的加工方法，能够利用比工件材料更软的材料(如石墨、紫铜)制作而成的特殊形状薄片工具电极，通过放电蚀除材料的方式直接在工件上拷贝出所需的形状，不受工件材料强度、硬度、韧性的机械性能的限制。但电火花加工存在耗时长的问题，随加工深度增加，单位深度所消耗的加工时间成倍上升，工件报废的风险也随之加大。
3.这是因为电火花成形加工机床目前普遍是立式机床，工件固定在工作台上，电极采用竖直向下的进给方向来去除材料，随加工深度增加，加工屑在重力作用下容易沉积在极间，导致加工耗时长。
4.改变电极进给方向是减弱加工屑沉积进而提高加工效率的方法之一。将立式电火花成形机床改为卧式电火花成形机床，使得电极进给方向由竖直向下变为水平方向，从而提高了加工效率。有研究在传统的立式电火花成形机床上将工具电极和工件的位置对调，形成倒置电火花加工方式，电极相对工件的运动方向为竖直向上，使得加工屑在重力作用下容易从极间排出。但这些改变电极进给方向的装置，只能实现或竖直或水平的单一进给方向，且机床布局的改变存在成本高和结构复杂的问题，限制了对更多电极进给方向加工效果的探究。
5.当前亟需一种便于改变电极进给方向的单轴电火花成形加工装置，来探索电火花成形加工中更优的电极进给方向。
6.公开号为cn113199096a的专利文献公开了一种具有可调节式移动导轨副的电火花机床，包括电火花机床，电火花机床上安装有底座，滑轨上方从前往后依次设有第一导轨副、第二导轨副，第一导轨副与第二导轨副上均设有滑轮座，滑轨上均开设有梯型滑槽，第一导轨副下表面与梯型滑槽对应的位置设有第一梯型滑块，第二导轨副下表面与梯型滑槽对应的位置设有第二梯型滑块；该具有可调节式移动导轨副的电火花机床，底座与两个滑轨，在挡板与转轴杆的配合下，摇把转动，第一导轨副配合第一梯型滑块，第二导轨副配合第二梯型滑块，左旋螺纹杆与右旋螺纹杆共同配合，通过左旋螺纹杆与右旋螺纹杆共同配合，让第一导轨副与第二导轨副相向移动，进纵向移动调节。公开号为cn211638581u的专利文献公开了一种电火花机床加工过滤设备，包括底座、油槽和升降台，工作台的顶部设有升降台，采用上述技术方案，将待加工工件放入油槽内，通过夹持装置将工件固定夹持住，驱动升降台和切割臂对其进行切割，切割过程中产生的被腐蚀的材料，通过传输管道流入储油箱中，经储油箱中的滤板进行初步过滤后，在依次进入过滤装置和水泵，通过内筒对被腐蚀的材料进行再次过滤，将其截留至外筒内，通过环状水管对内筒上的通孔进行冲洗，清洗后的污水通过排污管排出。公开号为cn112604341a的专利文献公开了一种零部件加工用电
火花机床，具有减小过滤网堵塞的优点，涉及电火花机床加工领域，其技术方案要点是：包括放置在地面上的底座、设置在底座上端的工作台、设置在工作台上端的油盒，所述油盒底部连通有排液管，所述底座内设有与排液管连通的放液盒，所述放液盒靠近盒口的位置设有过滤网，所述过滤网将放液盒分为上层过滤区和下层置液区，所述放液盒上设有与置液区连通的第一管，所述第一管远离放液盒的一端与油盒上端壁连通且所述第一管上设有第一抽水泵，所述放液盒在过滤网上方设有清理过滤网的清理件。但是上述专利文献仍然存在加工耗时长的缺陷。
7.公开号为cn110935965a的专利文献公开了一种超精密卧式微电火花机床，包括底座及设于底座上的工作台，工作台两侧分别设有两个支架，位于同一侧的两支架之间均架设有第一无杆气缸，两第一无杆气缸处于同一高度、且两相对第一无杆气缸的滑块之间架设有第二无杆气缸，第二无杆气缸的滑块朝向工作台、且第二无杆气缸的滑块上设有第一电磁铁板，第一电磁铁板的底面设有刷毛；工作台的两端还设有碎屑收集箱，碎屑收集箱位于同一端的两支架之间，碎屑收集箱内架设有转动辊，转动辊由电机驱动。公开号为cn2788950y的专利文献公开了一种具有高效率、简易及经济适用的无积碳的卧式电火花加工装置，机床座、控制电源、工作台、工具电极和喷液嘴构成，其上作台固定在机床座上,在工作台周围为集液池，工具电极固定座固定在卧式模具架的横梁上,喷液嘴固定在工具电极及工件之间隙缝的上方，工件固定在卧式模具架的立板上。公开号为cn101890545a的专利文献公开了一种基于静电感应给电的微细阵列电极及阵列孔的在线卧式电火花加工装置，其包括静电感应单极脉冲电源、专用卧式夹具、阵列电极专用夹具、精密数控工作台、机床丝架和机床电极丝，机床工作台和机床丝架分别安装固定在大理石水平基座上，阵列电极专用夹具固定在机床工作台上并与其绝缘，阵列电极专用夹具用于固定阵列电极方形棒料；阵列孔工件专用夹具固定在机床丝架前端并与其绝缘，阵列孔工件专用夹具用于固定阵列孔工件，电极丝连接在机床丝架上，用于加工阵列电极,阵列电极专用夹具在工作台的驱动下可以在机床电极丝和阵列孔工件附近作水平或垂直移动，静电感应单极脉冲电源对阵列电极及阵列孔的加工提供工作电源。但是上述专利文献仍然存在只能实现或竖直或水平的单一进给方向，机床布局的改变成本高和结构复杂的缺陷。
8.公开号为cn105269102b的专利文献公开了一种五轴联动超声复合电火花微精加工数控机床，包括工具电极、变幅杆、法兰盘、压电换能器、支架盘、支撑架、立柱、底座、a向旋转工作台机构、c向旋转液槽机构、z轴升降台机构、y轴滑动机构、x轴滑鞍机构。公开号为cn2757993y的专利文献公开了一种电火花加工机床的进给机构,它包括x轴方向进给机构、y轴方向进给机构及z轴方向进给机构；所述x轴方向进给机构、y轴方向进给机构彼此叠加放置于机身,而所述z轴方向进给机构则设置在y轴方向进给机构上，或者所述x轴方向进给机构放置于工作台、y轴方向进给机构放置于机身,而所述z轴方向进给机构则设置在y轴方向进给机构上，或者所述x轴方向进给机构、y轴方向进给机构彼此叠加放置于工作台，而所述z轴方向进给机构设置在机身上；在z轴方向进给机构上还设有绕z轴旋转的c轴。但是该专利文献仍然存在进给方向单一的缺陷。


技术实现要素：

9.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种单轴电火花成形加工装置及加
工机床。
10.根据本发明提供的一种单轴电火花成形加工装置，包括基座、固定架、工件夹具组件、工具电极夹具组件、工具电极及移动组件；
11.所述固定架设置在所述基座上，所述工件夹具组件设置在所述固定架上，所述工件夹具组件用于固定工件；
12.所述移动组件设置在所述基座上，所述工具电极夹具组件设置在所述移动组件上，所述工具电极夹具组件通过所述移动组件进行移动；
13.所述工具电极设置在所述工具电极夹具组件上，所述工具电极用于加工所述工件夹具组件上的工件。
14.优选的，所述固定架包括第一固定立柱、第二固定立柱及支撑板；
15.所述第一固定立柱的一端和所述第二固定立柱的一端间隔设置在所述基座上，所述支撑板设置在所述第一固定立柱和所述第二固定立柱远离所述基座的一端；
16.所述工件夹具组件设置在所述支撑板上。
17.优选的，所述第一固定立柱和所述第二固定立柱均为绝缘立柱。
18.优选的，所述工件夹具组件包括固定板和抵接螺栓；
19.所述固定板上设置有固定槽，所述固定槽用于放置所述工件；所述抵接螺栓螺纹转动设置在所述固定板上，所述抵接螺栓抵接固定所述工件。
20.优选的，还包括固定螺栓，所述固定板通过固定螺栓连接固定在所述固定架，所述固定板通过固定螺栓在所述固定架进行升降。
21.优选的，所述工具电极夹具组件包括固定块、压板及调节螺栓；
22.所述压板通过所述调节螺栓连接设置在所述固定块远离所述移动组件的一侧壁上，所述调节螺栓螺纹转动设置在所述固定块上；所述工具电极夹设在所述压板和所述固定块之间，所述压板通过所述调节螺栓调节对所述工具电极夹设的松紧；
23.所述固定块设置在所述移动组件上。
24.优选的，所述调节螺栓包括第一调节螺栓和第二调节螺栓；
25.所述压板上间隔设置有多个调节孔，所述第一调节螺栓和所述第二调节螺栓穿过所述调节孔连接设置在所述固定块；所述电极位于所述第一调节螺栓和第二调节螺栓之间。
26.优选的，所述移动组件包括固定座、丝杆、滑台、联轴器及电机；
27.所述滑台滑动设置在所述固定座上，所述丝杆的两端转动设置在所述固定座上，所述丝杆贯穿所述滑台设置，所述丝杆螺纹转动设置在所述滑台上；所述电机的转动端与所述丝杆通过所述联轴器相连；
28.所述工具电极夹具组件设置在所述滑台上。
29.优选的，还包括连接座；
30.所述连接座设置在所述固定座上，所述电机设置在所述连接座远离所述固定座的一端，所述联轴器位于在所述连接座内。
31.本发明还提供一种加工机床，包括上述的单轴电火花成形加工装置。
32.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
33.1、本发明通过任意角度固定基座来实现电极进给方向的任意改变，结构简单，成
本低，同时保证改变加工进给方向不影响工件的加工效率和加工精度；
34.2、本发明中的工具电极可实现厚度/直径和位置可调，同时可被压板压紧固定，进而便于对工件进行加工；
35.3、本发明中的工件到基底的高度可调，进而便于对工件进行加工。
附图说明
36.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
37.图1为本发明的单轴电火花成形加工装置的整体结构示意图；
38.图2为本发明的单轴电火花成形加工装置的进给示意图。
39.图中示意：
40.基座1
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调节螺栓403
41.固定架2
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第一调节螺栓4031
42.第一固定立柱201
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第二调节螺栓4032
43.第二固定立柱202
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调节孔4033
44.支撑板203
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工具电极5
45.工件夹具组件3
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移动组件6
46.固定板301
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固定座601
47.固定槽302
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丝杆602
48.抵接螺栓303
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滑台603
49.固定螺栓304
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联轴器604
50.工具电极夹具组件4
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电机605
51.固定块401
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连接座606
52.压板402
具体实施方式
53.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
54.实施例1：
55.如图1和图2所示，本实施例提供的一种单轴电火花成形加工装置，包括基座1、固定架2、工件夹具组件3、工具电极夹具组件4、工具电极5及移动组件6，固定架2设置在基座1上，工件夹具组件3设置在固定架2上，工件夹具组件3用于固定工件，移动组件6设置在基座1上，工具电极夹具组件4设置在移动组件6上，工具电极夹具组件4通过移动组件6进行移动，工具电极5设置在工具电极夹具组件4上，工具电极5用于加工工件夹具组件3上的工件。
56.固定架2包括第一固定立柱201、第二固定立柱202及支撑板203，第一固定立柱201的一端和第二固定立柱202的一端间隔设置在基座1上，支撑板203设置在第一固定立柱201和第二固定立柱202远离基座1的一端，工件夹具组件3设置在支撑板203上。第一固定立柱
201和第二固定立柱202均为绝缘立柱。
57.工件夹具组件3包括固定板301和抵接螺栓303，固定板301上设置有固定槽302，固定槽302用于放置工件，抵接螺栓303螺纹转动设置在固定板301上，抵接螺栓303抵接固定所述工件。还包括固定螺栓304，固定板301通过固定螺栓304连接固定在固定架2，固定板301通过固定螺栓304在固定架2进行升降。
58.工具电极夹具组件4包括固定块401、压板402及调节螺栓403，压板402通过调节螺栓403连接设置在固定块401远离移动组件6的一侧壁上，调节螺栓403螺纹转动设置在固定块401上，工具电极5夹设在压板402和固定块401之间，压板402通过调节螺栓403调节对工具电极5夹设的松紧，固定块401设置在移动组件6上。调节螺栓403包括第一调节螺栓4031和第二调节螺栓4032，压板402上间隔设置有多个调节孔4033，第一调节螺栓4031和第二调节螺栓4032穿过调节孔4033连接设置在固定块401；电极605位于第一调节螺栓4031和第二调节螺栓4032之间。
59.移动组件6包括固定座601、丝杆602、滑台603、联轴器604及电机605，滑台603滑动设置在固定座601上，丝杆602的两端转动设置在固定座601上，丝杆602贯穿滑台603设置，丝杆602螺纹转动设置在滑台603上，电机605的转动端与丝杆602通过联轴器604相连，工具电极夹具组件4设置在滑台603上。还包括连接座606，连接座606设置在固定座601上，电机605设置在连接座606远离固定座601的一端，联轴器604位于在连接座606内。
60.本发明还提供一种加工机床，包括上述的单轴电火花成形加工装置。
61.实施例2：
62.本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。
63.本实施例提供了一种便于改变电极进给方向的单轴电火花成形加工装置，包括基座、直线移动关节、联轴器、电机、电极固定夹具、工具电极、工件、工件固定夹具及绝缘立柱。
64.直线移动关节与基座通过螺栓连接固定，电机与直线移动关节通过螺栓连接固定，电机的转轴与直线移动关节通过联轴器连接，直线移动关节与电极固定夹具通过螺栓连接固定，工具电极通过压板固定在电极固定夹具上，工具电极与基体上电后导通。工件与工件固定夹具通过螺栓压紧固定，工件固定夹具与绝缘立柱通过螺栓连接固定，绝缘立柱与基体通过螺栓固定，工件与基体上电后不导通。电机通过联轴器带动直线移动关节运动，直线移动关节通过电极固定夹具带动工具电极直线进给运动，接通电源后，工具电极靠近工件实现放电加工。
65.可以通过任意角度固定基座来实现电极进给方向的任意改变。结构简单，成本低，同时保证改变加工进给方向不影响工件的加工效率和加工精度。电极可实现厚度/直径和位置可调，同时可被压板压紧固定。工件到基底的高度可调。
66.电极固定夹具具有定位面，电极可实现端面定位。电极固定夹具中的压板可通过螺栓调节高度，电极可实现厚度/直径和位置可调，同时可被压板压紧固定。工件固定夹具由上下两部分构成，上下两部分通过螺栓连接，实现上下两部分间距可调，由于的工件固定在工件固定夹具的上部，故工件到基底的高度可调。
67.工作过程：
68.a.工具电极通过电极固定夹具与直线移动关节相连，在电机的驱动下，直线移动
关节带动工具电极向工件靠近；
69.b.工件接负极，工具电极接正极，接通电源后，工具电极和工件间距小于放电间距时产生放电，实现工件材料的蚀除；
70.c.工具电极进给，直至获得所需的目标结构特征。
71.本发明通过任意角度固定基座来实现工具电极进给方向的任意改变。在加工前固定好基座，则可沿固定方向进行电火花加工。在加工中改变基座固定方向，可实现加工中的进给方向调整，同时不会因为进给方向的调整使得加工暂停，也不会改变工件和工具电极的相对位置。本发明突破传统加工机床限制，沿任意方向进给加工，且进给方向的改变不影响当前正在加工的工件和工具电极的相对位置，即对加工精度和加工效率没有影响。本发明实现了电火花加工前和加工中的任意电极进给方向改变，且具有结构简单和制造成本低的优点。
72.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
73.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。