本實用新型涉及電火花機床領域，特別涉及一種適用于電火花機床的萬向角度頭。

背景技術：

目前輪胎模具行業所應用的電火花機床多數為三軸機床，即X軸、Z軸、以及C軸等三個自由度方向做相對運動，其中Z軸為電火花機床的加工方向，其余運動為加工輔助運動。電火花機床在Z軸架設微動電機及光柵尺，能夠保證Z軸加工的精度控制。

由于普通電火花機床僅能Z軸方向進行放電加工，所以如果加工工件在Z軸方向存在“倒扣”(即在加工方向上存在加工不到的區域)現象時，普通電火花機床是無法加工的。解決措施一般有兩類，一是采用多軸聯動機床加工，而多軸聯動的加工機床多數屬于國外高端廠家研發，設備價格高昂，加工成本也非常高；二是將電極拆分成多層，手動偏轉主軸加工，逐層偏轉近似加工，費時費力，且加工電極數量也會增加很多，加工成本會大大增加。

然而輪胎模具是電火花機床的主要加工范圍，輪胎模具的花紋種類越來越復雜，花筋角度也是千變萬化，上述的普通單軸加工已經不能滿足其加工要求。基于此類問題，對電火花機床的主軸進行創造性的改進，使其能有效地進行加工方向的轉換，滿足日益提高的模具加工要求至關重要。現有技術中并沒有單獨對電火花機床的Z軸的角度頭進行的單獨研究和改進。

技術實現要素：

本實用新型針對現有技術中的不足，提供一種適用于電火花三軸機床的萬向角度頭，旨在于解決普通電火花機床加工輪胎模具過程中的Z向加工無法滿足輪胎模具萬向花紋加工的問題。使電火花機床由普通的Z軸單向加工轉變為萬向加工，從而解決模具“倒扣”及法向加工等問題。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是適用于電火花機床的萬向角度頭，包括可在法向加工方向的垂直方向上往復直線運動的滑動裝置，可推動該滑動裝置做直線運動的推動裝置，以及設置在滑動裝置上、在加工完成后將滑動裝置退回至原位的彈性件，其中，推動裝置分別與電火花機床的主軸頭和主軸箱相連接，滑動裝置通過電極連接板與夾有電極的電極夾頭連接，推動裝置豎直貼合設置在滑動裝置的上端。

電火花加工時，推動裝置推動滑動裝置運動，滑動裝置帶動電極夾頭和電極在法向加工方向上加工，加工完成后，彈性件推動滑動裝置退回至原位。

作為優選，所述推動裝置包括固定在電火花機床主軸頭上的主動導柱，主動導柱外圍設置有直線軸承，直線軸承位于空心軸內。

作為優選，所述推動裝置還包括一端固定在電火花機床主軸箱上的固定板，所述空心軸及其內部的直線軸承和主動導柱依次穿過并固定在固定板上，所述空心軸穿過固定板的一端設置有蝸輪，與蝸輪配合的蝸桿設置在固定板上；所述主動導柱穿過固定板的一端設置有圓錐導塊。

作為優選，蝸桿通過軸承座和蝸桿軸承固定在固定板上；所述蝸輪通過蝸輪軸承、孔用軸端擋圈、止動墊圈和圓螺母固定在空心軸上。

作為優選，所述圓錐導塊通過六角螺母固定在主動導柱上。

作為優選，所述滑動裝置包括設置蝸輪下方與空心軸平行的連接板，連接板上設置有直線導軌副，直線導軌副上設置有連接電極連接板的從動導塊；從動導塊具有與上述圓錐導塊的錐面母線平行的斜平面。

作為優選，所述連接板上固定有直線導軌副，連接板的兩端還設置有限位塊，所述直線導軌副由導軌座和導軌組成，從動導塊設置于導軌座上。

作為優選，所述彈性件包括分別設置在從動導塊的兩端、與限位塊接觸的矩形彈簧和調節矩形彈簧彈力的調節螺釘。

作為優選，從動導塊通過螺釘與電極連接板連接，電極連接板上設置有電極夾頭，電極夾頭通過定位片與加工電極連接，且加工電極與主軸頭成90度。

本實用新型的有益效果是：

1、可以使普通三軸電火花機床經過簡單改造即可完成多軸電火花機床的功能，加工范圍大大增加；

2、減少了對高端多軸機床的依賴，以普通設備的加工成本完成多軸設備的加工效果，極大地減少加工了成本；

3、由于可以進行法向加工，電極的損耗進一步降低，從而提高了電極的利用率，減少電極精修次數，顯著的提高了經濟效益。

附圖說明

圖1為萬向角度頭的爆炸圖；

圖2為萬向角度頭的局部放大圖

圖3為萬向角度頭的主視圖；

圖4為萬向角度頭的左視圖；

圖中：1-主動導柱；2-直線軸承；3-空心軸；4-固定板；5-軸承座；6-蝸桿軸承；7-蝸桿；8-蝸輪；9-蝸輪軸承；10-孔用軸端擋圈；11-止動墊圈；12-圓螺母；13-六角螺母；14-圓錐導塊；15-限位塊；16-連接板；17-直線導軌副；171-導軌座；172-導軌；18-從動導塊；19-電極連接板；20-電極夾頭；21-矩形彈簧；22-調節螺釘。

具體實施方式

下面，通過示例性的實施方式對本實用新型進行具體描述。然而應當理解，在沒有進一步敘述的情況下，一個實施方式中的元件、結構和特征也可以有益地結合到其他實施方式中。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，本實用新型的角度頭安裝時，角度頭與電火花機床的主軸頭軸向方向一致；術語“內”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

本實用新型的實施例一方面提供了一種適用于電火花機床的萬向角度頭，該電火花機床的萬向角度頭的具體部件如圖1和圖2所示。

該萬向角度頭包括可在法向加工方向的垂直方向上往復直線運動的滑動裝置，可推動該滑動裝置做直線運動的推動裝置，以及設置在滑動裝置上、在加工完成后將滑動裝置退回至原位的彈性件，其中，推動裝置分別與電火花機床的主軸頭和主軸箱相連接，滑動裝置通過電極連接板與裝有電極的電極夾頭連接，推動裝置豎直貼合設置在滑動裝置的上端，電火花加工時，推動裝置推動滑動裝置運動，滑動裝置帶動電極夾頭和電極在法向加工方向上加工，加工完成后，彈性件推動滑動裝置退回至原位。

如圖3-4所示，推動裝置包括固定在電火花機床主軸頭上的主動導柱1，主動導柱外圍設置有直線軸承2，直線軸承位于空心軸3內。推動裝置還包括一端固定在電火花機床主軸箱上的固定板4，所述空心軸3及其內部的直線軸承2和主動導柱1依次穿過并固定在固定板4上，所述空心軸3穿過固定板4的一端設置有蝸輪8，與蝸輪8配合的蝸桿7設置在固定板4上；所述主動導柱1穿過固定板4的一端設置有圓錐導塊14。主動導柱端部的圓錐導塊是作用原件，主軸頭提供作用力，該設置可以安裝在主軸頭上從而通過主軸頭實現作用力方向的更改。

如圖1、3所示，蝸桿7通過軸承座5和蝸桿軸承6固定在固定板4上；蝸輪8通過蝸輪軸承9、孔用軸端擋圈10、止動墊圈11和圓螺母12固定在空心軸3上。圓錐導塊14通過六角螺母13固定在主動導柱1上。上述螺母的選擇是根據蝸輪和圓錐導塊的具體形狀選擇的，能夠更加牢固的將部件連接。

如圖3、4所示，所述滑動裝置包括設置蝸輪8下方與空心軸3平行的連接板16，連接板16上設置有直線導軌副17，直線導軌副17上設置有連接電極連接板19的從動導塊18；從動導塊18具有與上述圓錐導塊14的錐面平行的斜平面。

如圖3、4所示，所述連接板16上固定有直線導軌副17，連接板16的兩端還設置有限位塊15，所述直線導軌副17由導軌座171和導軌172組成，從動導塊18設置于導軌座171上。

如圖3所示，所述彈性件包括分別設置在從動導塊18的兩端、與限位塊15接觸的矩形彈簧21和調節矩形彈簧彈力的調節螺釘22。

如圖3所示，從動導塊18通過螺釘與電極連接板19連接，電極連接板19上設置有電極夾頭20，電極夾頭20通過定位片與加工電極連接，且加工電極與主軸頭成90度。優選的，電極夾頭為3R夾頭，3R夾頭通過3R定位片與加工電極連接，且加工電極與主軸頭成90度，該設置可順利實現精確定位及加工。

如圖2和圖3所示，實際加工時，電火花機床的主軸頭驅動主動導柱1做豎直方向的上下往復運動，主動導柱1帶動圓錐導塊14做上下往復運動。

如圖3、4所示，當電火花機床的主軸頭進程時，圓錐導塊14的錐面母線與從動導塊18的斜平面接觸，通過力的相互作用驅動從動導塊18沿直線導軌副17的方向實現直線運動，從動導塊18帶動電極連接板19及電極夾頭20一起沿直線導軌副17的方向實現水平直線運動，從而完成豎直直線運動到水平直線運動的轉化。

當電火花機床的主軸頭返程時，從動導塊18在矩形彈簧21的作用下，沿直線導軌副17的方向做水平直線位移，從而驅動圓錐導塊14向上做豎直直線運動，完成豎直直線運動的返程，且在整個運動過程中保持圓錐導塊14與從動導塊接觸面完全貼合，消除運動間隙。其中調節螺釘22可以調節矩形彈簧21的彈力，保證返程的效果。

如圖3、4所示，當需要調整水平直線運動的方向時，通過旋轉蝸桿7，帶動蝸輪8繞主動導柱1軸向旋轉，蝸輪8帶動連接板16連同直線導軌副17、從動導塊18、以及電極連接板19和3R夾頭20等一起旋轉，完成豎直面上的角度調整。由于蝸輪8和蝸桿7自身帶自鎖功能，所以不需要額外的鎖緊機構即可保持旋轉角度的穩定性。

具體的，本實用新型的角度頭的豎直方向角度調整，以及電極連接板的角度調節，可以實現任意的多種空間角度的調整，從而實現普通電火花機床多角度萬向電火花加工。

以上借助具體實施例對本實用新型做了進一步描述，但是應該理解的是，這里具體的描述，不應理解為對本實用新型的實質和范圍的限定，本領域內的普通技術人員在閱讀本說明書后對上述實施例做出的各種修改，都屬于本實用新型所保護的范圍。