阅读说明：本技术 一种用于微型电火花加工机床的电极装夹装置 (Electrode clamping device for micro electric discharge machine tool ) 是由 杨晓冬 张桐 韦东波 耿家宝 杜宗雨 于 2020-06-04 设计创作，主要内容包括：一种用于微型电火花加工机床的电极装夹装置,涉及电火花加工技术领域,本发明为了解决现有微型电火花加工机床的装夹装置,存在电极装夹后垂直度不易调节的问题。本发明包括电极夹持机构、旋转机构和定位机构；电极夹持机构,用于对电极进行夹固；旋转机构,用于驱动电极夹持机构自转；定位机构,用于对电极夹持机构的垂直度进行调节及定位。本发明主要适用于微型电火花加工机床。(The invention discloses an electrode clamping device for a micro electric discharge machine tool, relates to the technical field of electric discharge machining, and aims to solve the problem that the verticality of an existing clamping device for the micro electric discharge machine tool after electrode clamping is not easy to adjust. The invention comprises an electrode clamping mechanism, a rotating mechanism and a positioning mechanism; the electrode clamping mechanism is used for clamping and fixing the electrode; the rotating mechanism is used for driving the electrode clamping mechanism to rotate; and the positioning mechanism is used for adjusting and positioning the verticality of the electrode clamping mechanism. The invention is mainly suitable for micro electric spark machine tools.)

一种用于微型电火花加工机床的电极装夹装置

技术领域

本发明涉及电火花加工技术领域，特别是涉及一种用于微型电火花加工机床的高精度电极装夹装置。

背景技术

电火花加工凭借其宏观作用力小、非接触加工、对材料适用范围广等诸多优势在机械加工领域占据着重要位置，被广泛地应用于模具制造、微细加工等领域。微型电火花加工机床具有结构轻便，携带方便的优点，不仅可以用来作为教学演示或者技术交流的工具，而且还可以作为便携式的科研设备和工具，可用于科研和生产中各种小型零件难加工材料的型孔加工。

但是微型电火花加工机床的装夹装置在应用时仍存在一定缺陷，电极装夹后电极更换便捷性差，电极装夹后垂直度不易调节，且电极回转精度受到电机旋转精度影响，电极装夹装置体积大，绝缘性差等问题，因此以上问题亟需解决。

发明内容

本发明目的是为了解决现有微型电火花加工机床的装夹装置，存在电极装夹后垂直度不易调节的问题。本发明提供了一种用于微型电火花加工机床的电极装夹装置。

一种用于微型电火花加工机床的电极装夹装置，包括电极夹持机构、旋转机构和定位机构；

电极夹持机构，用于对电极进行夹固；

旋转机构，用于驱动电极夹持机构自转；

定位机构，用于对电极夹持机构的垂直度进行调节及定位。

优选的是，电极夹持机构包括电极夹持棒和卡环；

电极夹持棒为圆筒形柱体，且圆筒形柱体的内径远远小于外径，电极夹持棒的底端用于对电极进行夹固；

卡环为弹性件，卡环套在电极夹持棒的底端，用于使其电极夹持棒的底端进行收紧。

优选的是，旋转机构包括旋转电机和传动机构；

旋转电机通过传动机构驱动电极夹持棒自转。

优选的是，定位机构包括整体支架、球形滚动件、两套电极抱紧机构和滑动支撑块；其中，每套电极抱紧机构均用于对电极夹持棒在竖直方向的偏转角度进行调整及固定；

整体支架包括竖直基板和水平基板，竖直基板垂直固定在水平基板底部；

球形滚动件通过固定件固定在水平基板的下方，电极夹持棒的顶端顶压在球形滚动件的球面上，且球形滚动件的球面跟随电极夹持棒转动；

竖直基板的一个侧面的上部和下部分别设有一个水平凹槽，其中，上部的水平凹槽内设置有一套电极抱紧机构，该套电极抱紧机构可在上部的水平凹槽内水平移动；下部的水平凹槽内设置有滑动支撑块，且滑动支撑块可在下部的水平凹槽内移动；

滑动支撑块上设有凹槽；

另一套电极抱紧机构设置在滑动支撑块的凹槽内，并可在滑动支撑块的凹槽内水平移动。

优选的是，传动机构包括两个带轮和一个皮带；

两个带轮分别位于整体支架的竖直基板的左、右两侧，且二者通过皮带连接；

第一个带轮套固在旋转电机的输出轴上，第二个带轮套固在电极夹持棒外壁上，且两个带轮非共面，第一个带轮安装高度大于第二个带轮的安装高度；

旋转电机通过固定件固定在竖直基板的另一个侧面上。

优选的是，每套电极抱紧机构包括两个压紧件和两个位置调整块；

其中，一套电极抱紧机构中的两个压紧件和两个位置调整块均位于上部的水平凹槽内，且两个压紧件相对设置，并分别固定在上部的水平凹槽水平凹槽的两个侧壁上，所述两个位置调整块分别夹固在两个压紧件与电极夹持棒之间构成的两个容纳空间内，每个位置调整块与与其相邻的压紧件和电极夹持棒均相切；

另一套电极抱紧机构中的两个压紧件和两个位置调整块均位于滑动支撑块的凹槽内，且两个压紧件相对设置，并分别固定在滑动支撑块的凹槽的两个侧壁上，所述两个位置调整块分别夹固在两个压紧件与电极夹持棒之间构成的两个容纳空间内，每个位置调整块与与其相邻的压紧件和电极夹持棒均相切。

优选的是，所述的压紧件为半球型结构，位置调整块为顶部为半球形结构的四边形柱体，且该四边形柱体柱体的横截面为正方形。

优选的是，电极夹持棒的底端沿周向方向上，均匀开设有多个轴向的豁口，且在开有豁口的电极夹持棒的外侧壁上，开设有多个环槽，且环槽内用于嵌入卡环。

优选的是，位置调整块采用绝缘材料制成。

本发明带来的有益效果是：本发明所述的一种用于微型电火花加工机床的电极装夹装置包括旋转机构、电极夹持机构和定位机构三部分，主要通过定位机构，用于对电极夹持机构的垂直度进行调节及定位，电极装夹方便，结构紧凑。

本发明应用皮带传动方式通过旋转电机带动带轮皮带实现电极旋转，利用两个带轮存在高度差，给电极提供竖直向上的力和水平方向的抱紧力，带轮和皮带仅将电机产生的回转运动传递给电极夹持棒，隔离了电机回转精度对电极夹持棒的影响，使得电极旋转不受电机轴回转精度影响，电极装夹垂直度便于调节，调整精度高；

利用电极夹持棒端部的弹性变形实现电极夹持，二者同轴度高，通过两组位置调整块实现电极夹持机构的定位，具有在相互正交的两个竖直基准面内分别调整垂直度，使得垂直度不受加工装配精度影响，调整方便，耐磨绝缘；

本发明主要实现微小电极的高精度定位和旋转，本发明体积小、结构紧凑适用于微型电火花加工机床。

附图说明

图1是本发明所述一种用于微型电火花加工机床的电极装夹装置的轴测图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1的主视图；

图4是图3在A-A方向的剖视图

图5是电极夹持机构100的结构示意图；

图6为电极夹持棒110垂直度调整前的位置示意图；

图7为电极夹持棒110调整过程中，在水平面XOY内的投影图；其中，

图7(a)表示图6中的电极夹持棒110在水平面XOY内的投影；

图7(b)表示对图7(a)中的电极夹持棒110轴线在YOZ平面内调整后，电极夹持棒110在水平面XOY内的投影；

图7(c)表示对图7(b)中电极夹持棒110轴线在YOZ平面内调整后，电极夹持棒110在水平面XOY内的投影。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参见图1至图3，说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于微型电火花加工机床的电极装夹装置，包括电极夹持机构100、旋转机构200和定位机构300；

电极夹持机构100，用于对电极进行夹固；

旋转机构200，用于驱动电极夹持机构100自转；

定位机构300，用于对电极夹持机构100的垂直度进行调节及定位。

本实施方式所述的一种用于微型电火花加工机床的电极装夹装置可以对电极的垂直度进行高精度的定位和旋转，使用时，只需通过电极夹持机构100对电极进行夹固，即可完成装夹，电极装夹方便，体积小，结构紧凑。

进一步的，具体参见图1至图3，电极夹持机构100包括电极夹持棒110和卡环120；

电极夹持棒110为圆筒形柱体，且圆筒形柱体的内径远远小于外径，电极夹持棒110的底端用于对电极进行夹固；

卡环120为弹性件，卡环120套在电极夹持棒110的底端，用于使其电极夹持棒110的底端进行收紧。

本优选实施方式中，通过卡环120对电极夹持棒110的底端进行收紧，增强对电极夹持的稳定性。

更进一步的，具体参见图1至图3，旋转机构200包括旋转电机210和传动机构220；

旋转电机210通过传动机构220驱动电极夹持棒110自转。

本优选实施方式中，旋转机构200的结构简单，便于实现。

更进一步的，具体参见图3至图4，定位机构300包括整体支架310、球形滚动件320、两套电极抱紧机构330和滑动支撑块340；其中，每套电极抱紧机构330均用于对电极夹持棒110在竖直方向的偏转角度进行调整及固定；

整体支架310包括竖直基板311和水平基板312，竖直基板311垂直固定在水平基板312底部；

球形滚动件320通过固定件固定在水平基板312的下方，电极夹持棒110的顶端顶压在球形滚动件320的球面上，且球形滚动件320的球面跟随电极夹持棒110转动；

竖直基板311的一个侧面的上部和下部分别设有一个水平凹槽311-1水平凹槽311-1，其中，上部的水平凹槽311-1水平凹槽311-1内设置有一套电极抱紧机构330，该套电极抱紧机构330可在上部的水平凹槽311-1水平凹槽311-1内水平移动；下部的水平凹槽311-1水平凹槽311-1内设置有滑动支撑块340，且滑动支撑块340可在下部的水平凹槽311-1水平凹槽311-1内移动；

滑动支撑块340上设有凹槽；

另一套电极抱紧机构330设置在滑动支撑块340的凹槽内，并可在滑动支撑块340的凹槽内水平移动。

本优选实施方式中，使用时首先通过位于上部的水平凹槽311-1水平凹槽311-1内设置有一套电极抱紧机构330对电极夹持棒110进行固定，然后可通过滑动支撑块340对另一套电极抱紧机构330对电极夹持棒110的水平位置进行粗调，最后通过另一套电极抱紧机构330在滑动支撑块340的凹槽内水平滑动，实现对电极夹持棒110的最终微调。整个定位机构300结构简单，便于实现，可实现对电极夹持棒110垂直度的精确调节。

更进一步的，具体参见图2，传动机构220包括两个带轮221和一个皮带222；

两个带轮221分别位于整体支架310的竖直基板的左、右两侧，且二者通过皮带222连接；

第一个带轮221套固在旋转电机210的输出轴上，第二个带轮221套固在电极夹持棒110外壁上，且两个带轮221非共面，第一个带轮221安装高度大于第二个带轮221的安装高度；

旋转电机210通过固定件固定在竖直基板的另一个侧面上。

本优选实施方式中，两个带轮221非共面，且存在高度差，使得两个带轮221对电极夹持棒110提供向后的抱紧力和向上的力，使得电极夹持棒110压紧在球形滚动件320的球面上。借助皮带222传动间接提供电极旋转运动的方式，具有电极旋转精度不受电机轴回转精度影响，耐磨绝缘的优点。

具体应用时电极旋转原理如下：旋转电机210输出轴及电极夹持棒110上分别安装有带轮221带轮221，且两个带轮221安装位置存在高度差，两带轮221通过皮带222连接。旋转电机210通过皮带222将旋转运动及拉力传递给电极夹持棒110。电极夹持棒110上端与球形滚动件320的球面接触，球面在电极夹持棒110转动时跟随电极夹持棒110旋转，同时提供与皮带222拉力反向的支持力。

球形滚动件320可采用现有技术中的钢珠滚动件实现。

更进一步的，具体参见图1和图4，每套电极抱紧机构330包括两个压紧件331和两个位置调整块332；

其中，一套电极抱紧机构330中的两个压紧件331和两个位置调整块332均位于上部的水平凹槽311-1水平凹槽311-1内，且两个压紧件331相对设置，并分别固定在上部的水平凹槽311-1水平凹槽311-1的两个侧壁上，所述两个位置调整块332分别夹固在两个压紧件331与电极夹持棒110之间构成的两个容纳空间内，每个位置调整块332与与其相邻的压紧件331和电极夹持棒110均相切；

另一套电极抱紧机构330中的两个压紧件331和两个位置调整块332均位于滑动支撑块340的凹槽内，且两个压紧件331相对设置，并分别固定在滑动支撑块340的凹槽的两个侧壁上，所述两个位置调整块332分别夹固在两个压紧件331与电极夹持棒110之间构成的两个容纳空间内，每个位置调整块332与与其相邻的压紧件331和电极夹持棒110均相切。

本优选实施方式中，电极抱紧机构330结构简单，每套电极抱紧机构330通过其内的两个位置调整块332组合调整电极夹持棒110垂直度的方式，具有在相互正交的两个竖直基准面内分别调整垂直度，使得垂直度不受加工装配精度影响，调整方便。

每套电极抱紧机构330中的两个位置调整块332构成一组，两组位置调整块332构成两个短V形块分别位于上、下部的水平凹槽311-1水平凹槽311-1用于对电极夹持棒110进行定位，并以传动皮带222对其施加夹紧力；为了对极间施加的脉冲电源进行绝缘，该位置调整块332可使用陶瓷等电绝缘材料制成；该位置调整块332在凹槽内的浮动定位，从而可以保证位置调整块332与电极夹持棒110保持线接触；该位置调整块332利用调整压紧件331可以调整位置调整块332的方位并进行夹紧，从而可以调整V形块的角度。假如调整前电极夹持棒110位置如图6，从图6可看出电极夹持棒110的顶端在XOY平面内无偏移，而电极夹持棒110的底端在XOY平面内的X方向和Y轴方向均存在偏移，现对图6中电极夹持棒110垂直度进行调节，使得电极夹持棒110的轴线垂直于XOY平面，实现对电极夹持棒110垂直度的调节，调节的过程分为两步：第一步、将上部一组位置调整块之间的夹角利用其相邻的调整压紧件331进行固定，再通过调整位于下部的一组位置调整块332之间夹角实现电极夹持棒110轴线在YOZ平面内方向的调整，使得电极夹持棒110的在XOY平面的投影状态由图7(a)变为图7(b)，也即：消除电极夹持棒110轴线在Y方向的偏移量；第二步、通过调整滑动支撑块340在X方向的位置抵消第一步中下部一组位置调整块332之间的夹角调整带来的电极夹持棒110轴线在XOZ平面内的变动，同时将电极夹持棒110轴线在X方向的原有偏移量消除，实现电极夹持棒110的在XOY平面的投影状态由图7(b)变为图7(c)；

其中，图7(a)表示图6中的电极夹持棒110在水平面XOY内的投影；

图7(b)表示对图7(a)中的电极夹持棒110轴线在YOZ平面内调整后，电极夹持棒110在水平面XOY内的投影；也即，对图7(a)中电极夹持棒110的下部在水平面XOY内Y轴方向上的调节；

图7(c)表示对图7(b)中电极夹持棒110轴线在YOZ平面内调整后，电极夹持棒110在水平面XOY内的投影；也即：对图7(b)中电极夹持棒110的下部在水平面XOY内X轴方向上的调节。

通过调整位于上部的一组位置调整块332之间夹角实现电极夹持棒110轴线在YOZ平面内方向的调整，通过调整滑动支撑块340在X方向的位置抵消V形块夹角调整带来的电极夹持棒110轴线在XOZ平面内的变动，上述调整过程中电极夹持棒110在XOY平面内投影的变化过程如图7所示。

更进一步的，具体参见图4，所述的压紧件331为半球型结构，位置调整块332为顶部为半球形结构的四边形柱体，且该四边形柱体柱体的横截面为正方形。

更进一步的，具体参见图5，电极夹持棒110的底端沿周向方向上，均匀开设有多个轴向的豁口111，且在开有豁口111的电极夹持棒110的外侧壁上，开设有多个环槽112，且环槽112内用于嵌入卡环120。

具体应用时，将电极***到电极夹持棒110的底端内后，将卡环120套入环槽112内，使得电极夹持棒110的底端产生形变，对电极夹持棒110的底端进行收紧，完成电极装夹，电极装夹更换方便。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。