电加工微细电极的蠕动进给夹子机构及穿丝进丝方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种电加工微细电极的蠕动进给夹子机构，用于解决细长电极精确导向和导电绝缘等问题。本发明专利技术实施例方法包括：常开主轴、常开夹头、常闭主轴、导电滑环；常闭主轴上部中心设有内孔；常开主轴下端部伸入常闭主轴内孔，常开夹头伸入常开主轴并可相对于常开主轴上下移动；常开主轴和常闭主轴均穿入轴承座中进行固定和转动；导电滑环与常闭主轴同轴固定；常开主轴主体、常开夹头本体与常开主轴端部、导向套、常开夹头导向器、外导向管、内导向管互为绝缘材质；常闭主轴本体与常开主轴圆柱销其中任一者为绝缘材质；常开夹头与常闭主轴内设计有高精度导向器。

Creeping feed clamp mechanism of micro-electrodes in electro-machining and threading method

【技术实现步骤摘要】
电加工微细电极的蠕动进给夹子机构及穿丝进丝方法
本专利技术属于微细特种加工
，尤其涉及一种电加工微细电极的蠕动进给夹子机构及穿丝进丝方法。
技术介绍
微细电火花加工技术具有非接触式、精度高、无毛刺、可在热处理后加工等优点，适合导电材料微小结构零件的精密制造。为避免刚度低细长电极丝的二次装夹误差和微操作困难问题，微细工具电极(径向尺寸<100μm)需要在线制作。考虑细长微细工具电极刚度低问题，使用前制作出的微细工具电极不宜过长，否则将影响微细结构加工精度和效率。而且，由于微细工具电极使用中存在较严重的损耗问题，微细电极使用一段时间后需要再次在线制作。目前，线放电磨削(WEDG，WireElectroDischargeGrinding)方法主要通过旋转主轴头夹持较短一段棒料，在线制作一段微细工具电极进行微细电火花加工。由于微细电火花加工过程中，微细工具电极轴向将不断损耗，微细工具电极损耗直到这段较短棒料长度不够时，需要通过人工重新装夹一段棒料重复上述过程。这样的操作过程不仅效率低，而且易于引入二次装夹误差，无法满足工业应用中批量化加工微小结构的高精度和高效率需求，限制了微细电火花加工技术的应用发展。为实现微细电极重复多次在线WEDG制作和使用的需求，我们前期已专利技术了一种可实现较细(Φ0.1-0.2mm)长电极(300-500mm)棒料旋转、蠕动进给复合功能的主轴头机构。这适合于工业拉拔的细长电极棒料，旋转功能用于实现微细工具电极的多次WEDG在线制作，采用常闭和常开双夹子的蠕动进给功能用于实现电极损耗的积累补偿。这样可实现微细工具电极的在线自动化重复制作和使用的功能如下：在常闭夹头前端伸出一段长度(比如，给定长度2mm)的工具电极棒料(比如，直径Φ0.15mm)，利用旋转功能进行WEDG在线制作一段(比如，长度1mm)的更微细工具电极(比如，直径Φ60μm)；利用此Φ60μm的微细工具电极加工一个微小三维结构后，这个制作的1mm长度损耗掉后；利用蠕动自动进给功能将直径Φ0.15mm棒料再伸出常闭夹头给定长度2mm后，重复上述步骤，即可实现无需人工操作的全自动化在线制作和批量化加工的应用过程。然而，这个前期专利技术的旋转和蠕动进给复合功能主轴头机构应用中发现存在常开夹子夹紧力不足、常闭夹子旋转中心难于安装到主轴头旋转中心、较细长电极棒料装入主轴头过程中穿丝困难、脉冲电引入到微细工具电极上电阻较大的问题，造成难于自动化操作、影响微细工具电极在线制作精度的问题。因此，在上述专利技术的主轴头整体结构基础上，考虑较细长电极棒料精确导向、旋转对心对准和导电绝缘的一系列问题，本专利技术提供了一种具有导电滑环结构、陶瓷管导向绝缘的蠕动进给夹子机构及穿丝进丝方法。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种电加工微细电极的蠕动进给夹子机构及穿丝进丝方法，用于解决细长电极精确导向和导电绝缘等问题。有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种电加工微细电极的蠕动进给夹子机构，可以包括：常开主轴10、常开夹头20、常闭主轴30、导电滑环40、上轴承座50、绝缘块60、下轴承座70；其中，常闭主轴30上部中心设有内孔，且内孔周围开设有竖直槽；所述常开主轴10周向固定有圆柱销，圆柱销数量与常闭主轴30内孔竖直槽数量对应；常开主轴10下端部伸入常闭主轴30内孔，同时常开主轴10上圆柱销对应插入常闭主轴30内孔竖直槽内，常开主轴10外径小于常闭主轴30内孔孔径形成间隙，常开主轴10与常闭主轴30通过圆柱销和竖直槽的侧面进行接触，以满足两者同轴旋转的同时也可进行上下相对移动；常开夹头20伸入常开主轴10与其同轴转动，并可相对于常开主轴10上下移动；常开主轴10和常闭主轴30分别穿入上轴承座50和下轴承座70中进行固定和转动，下轴承座70后部固定有绝缘块60；导电滑环40与常闭主轴30同轴固定；其中，常开主轴10包括常开主轴主体10-1、常开主轴端部10-2，常开主轴端部10-2固定于常开主轴主体10-1下端部的内孔中，内部呈倒锥面；常开夹头20包括常开夹头本体20-1、导向套20-2、常开夹头导向器20-3、外导向管20-4、内导向管20-5；常开夹头导向器20-3由两段不同外径的轴构成，下端轴穿过导向套20-2固定于常开夹头本体20-1的内孔中，导向器20-3轴阶面与导向套20-2上端面、导向套20-2下端面与常开夹头本体20-1上端面互相密合；外导向管20-4固定于常开夹头导向器20-3上端；内导向管20-5伸入外导向管20-4中直到与常开夹头导向器20-3上端面接触；常开主轴主体10-1、常开夹头本体20-1与常开主轴端部10-2、导向套20-2、常开夹头导向器20-3、外导向管20-4、内导向管20-5互为绝缘材质；常闭主轴30包括常闭主轴本体30-1、常闭夹头30-2、常闭主轴导向器30-3，常闭夹头30-2上开设有导线固定孔，且固定于常闭主轴本体30-1下端部一侧，并可相对于常闭主轴本体30-1在一定角度内转动；常闭主轴导向器30-3固定于常闭主轴本体30-1内开设的中心孔中；常闭主轴本体30-1与常开主轴10圆柱销其中任一者为绝缘材质；导电滑环40包括上滑环40-1和下滑环40-2。可选的，在本专利技术的一些实施例中，常开夹头导向器20-3和常闭主轴导向器30-3上端设计有锥形孔用于穿丝导向，中间设计有细长导向通孔使得细长电极处于主轴内部轴心位置。可选的，在本专利技术的一些实施例中，利用导电滑环40实现脉冲信号引入导电，导电滑环40处于常闭主轴30的下部，上滑环40-1固定于下轴承座70底部，导线直接穿入拖链，下滑环40-2轴向固定于常闭主轴30伸出端并与上滑环40-1保持接触，导线穿入常闭夹头30-2导线固定孔中并使用紧定螺钉固定。可选的，在本专利技术的一些实施例中，常开夹头本体20-1下端为一锥面，中间开设有细缝，中部沿细缝平行面对两侧对称削边并扣槽形成薄片状。可选的，在本专利技术的一些实施例中，常开夹头本体20-1伸入常开主轴端部内孔10-2形成间隙配合；导向套20-2与常开主轴10内壁存在间隙，且导向套20-2外径大于常开夹头本体20-1外径；内导向管20-5内径小于常开夹头导向器20-3上端面锥形孔最大直径且大于中心导向通孔直径。本专利技术第二方面提供一种用于电加工微细电极的穿丝进丝的方法，所述方法应用于本专利技术第一方面及第一方面任一可选实现方式中所述的电加工微细电极的蠕动进给夹子机构，所述方法包括：保持常开主轴10处于下限位并打开常闭夹头30-2，手动将微细电极棒料沿内导向管20-5插入；并由于重力直接到达常开夹头导向器20-3上端内锥面，微细电极在锥面引导作用下进入常开夹头20并穿出常开主轴10至常闭主轴导向器30-3上端内锥面；在锥面导向作用下进入常闭主轴30；利用常开夹子、常闭夹子和主轴微进给实现蠕动进给驱动微细电极棒料，伸出常闭主轴至加工长度后，关闭常闭夹头。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术提供了一种电加工微细电极的蠕动进给夹子机构，可以包括：常开主轴10、常开夹头20、常闭主轴30、导电滑环40、上轴承座50、绝缘块60、下轴承座70；其中，常闭主轴30上部中心设有内孔，且内孔周围开设有竖直槽；所述常开主轴10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电加工微细电极的蠕动进给夹子机构，其特征在于，包括：常开主轴10、常开夹头20、常闭主轴30、导电滑环40、上轴承座50、绝缘块60、下轴承座70；其中，常闭主轴30上部中心设有内孔，且内孔周围开设有竖直槽；所述常开主轴10周向固定有圆柱销，圆柱销数量与常闭主轴30内孔竖直槽数量对应；常开主轴10下端部伸入常闭主轴30内孔，同时常开主轴10上圆柱销对应插入常闭主轴30内孔竖直槽内，常开主轴10外径小于常闭主轴30内孔孔径形成间隙，常开主轴10与常闭主轴30通过圆柱销和竖直槽的侧面进行接触，以满足两者同轴旋转的同时也可进行上下相对移动；常开夹头20伸入常开主轴10与其同轴转动，并可相对于常开主轴10上下移动；常开主轴10和常闭主轴30分别穿入上轴承座50和下轴承座70中进行固定和转动，下轴承座70后部固定有绝缘块60；导电滑环40与常闭主轴30同轴固定；其中，常开主轴10包括常开主轴主体10‑1、常开主轴端部10‑2，常开主轴端部10‑2固定于常开主轴主体10‑1下端部的内孔中，内部呈倒锥面；常开夹头20包括常开夹头本体20‑1、导向套20‑2、常开夹头导向器20‑3、外导向管20‑4、内导向管20‑5；常开夹头导向器20‑3由两段不同外径的轴构成，下端轴穿过导向套20‑2固定于常开夹头本体20‑1的内孔中，导向器20‑3轴阶面与导向套20‑2上端面、导向套20‑2下端面与常开夹头本体20‑1上端面互相密合；外导向管20‑4固定于常开夹头导向器20‑3上端；内导向管20‑5伸入外导向管20‑4中直到与常开夹头导向器20‑3上端面接触；常开主轴主体10‑1、常开夹头本体20‑1与常开主轴端部10‑2、导向套20‑2、常开夹头导向器20‑3、外导向管20‑4、内导向管20‑5互为绝缘材质；常闭主轴30包括常闭主轴本体30‑1、常闭夹头30‑2、常闭主轴导向器30‑3，常闭夹头30‑2上开设有导线固定孔，且固定于常闭主轴本体30‑1下端部一侧，并可相对于常闭主轴本体30‑1在一定角度内转动；常闭主轴导向器30‑3固定于常闭主轴本体30‑1内开设的中心孔中；常闭主轴本体30‑1与常开主轴10圆柱销其中任一者为绝缘材质；导电滑环40包括上滑环40‑1和下滑环40‑2。...

【技术特征摘要】
1.一种电加工微细电极的蠕动进给夹子机构，其特征在于，包括：常开主轴10、常开夹头20、常闭主轴30、导电滑环40、上轴承座50、绝缘块60、下轴承座70；其中，常闭主轴30上部中心设有内孔，且内孔周围开设有竖直槽；所述常开主轴10周向固定有圆柱销，圆柱销数量与常闭主轴30内孔竖直槽数量对应；常开主轴10下端部伸入常闭主轴30内孔，同时常开主轴10上圆柱销对应插入常闭主轴30内孔竖直槽内，常开主轴10外径小于常闭主轴30内孔孔径形成间隙，常开主轴10与常闭主轴30通过圆柱销和竖直槽的侧面进行接触，以满足两者同轴旋转的同时也可进行上下相对移动；常开夹头20伸入常开主轴10与其同轴转动，并可相对于常开主轴10上下移动；常开主轴10和常闭主轴30分别穿入上轴承座50和下轴承座70中进行固定和转动，下轴承座70后部固定有绝缘块60；导电滑环40与常闭主轴30同轴固定；其中，常开主轴10包括常开主轴主体10-1、常开主轴端部10-2，常开主轴端部10-2固定于常开主轴主体10-1下端部的内孔中，内部呈倒锥面；常开夹头20包括常开夹头本体20-1、导向套20-2、常开夹头导向器20-3、外导向管20-4、内导向管20-5；常开夹头导向器20-3由两段不同外径的轴构成，下端轴穿过导向套20-2固定于常开夹头本体20-1的内孔中，导向器20-3轴阶面与导向套20-2上端面、导向套20-2下端面与常开夹头本体20-1上端面互相密合；外导向管20-4固定于常开夹头导向器20-3上端；内导向管20-5伸入外导向管20-4中直到与常开夹头导向器20-3上端面接触；常开主轴主体10-1、常开夹头本体20-1与常开主轴端部10-2、导向套20-2、常开夹头导向器20-3、外导向管20-4、内导向管20-5互为绝缘材质；常闭主轴30包括常闭主轴本体30-1、常闭夹头30-2、常闭主轴导向器30-3，常闭夹头30-2上开设有导线固定孔，且固定于常闭主轴本体30-1下端部一侧，并可相对于常闭主轴本体...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟浩，杨子豪，李勇，李宝泉，杨锦荣，
申请(专利权)人：清华大学无锡应用技术研究院，无锡微研精微机械技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32