本發(fā)明涉及一種用于多微細(xì)孔電火花放電同步加工的工具電極夾具，屬于特種加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

微細(xì)孔廣泛地應(yīng)用于發(fā)動機、航空航天、醫(yī)療器械、微電子、精密機械、模具等領(lǐng)域，常作為發(fā)動機的噴油霧化孔，噴絲板的噴絲孔，電板的沖液孔，發(fā)動機葉片、缸體的散熱孔，閥體的油路孔或氣路孔等。由于使用微細(xì)孔的材料多為高強度、高硬度難加工材料，如耐熱鋼、不銹鋼、硬質(zhì)合金、金剛石等，而且要求達(dá)到一定的孔深，使得微細(xì)孔加工成為孔加工中最困難的工藝之一。

電火花微放電加工法在微細(xì)孔加工方面具有一定的技術(shù)優(yōu)勢：(1)任何導(dǎo)電性材料均可加工，不受強度和硬度限制；(2)基本不存在切削力，對工具的強度和剛度要求較低；因此，在實際生產(chǎn)中，導(dǎo)電性難加工材料的微細(xì)孔加工較多采用電火花微放電加工技術(shù)。

目前，實際使用的微細(xì)孔加工專機設(shè)備只有一個工具電極，存在加工效率低的缺點。如果增加工具電極數(shù)量，實現(xiàn)多電極同步加工多個微細(xì)孔，則可以成倍地提高加工效率。目前由一塊電極材料蝕刻而成的群電極在加工陣列微細(xì)孔研究方面取得了一定成果，但是群電極制作困難，而且存在兩方面的技術(shù)缺陷：一是電極之間無法電絕緣，其中某個電極短路時集中能量放電將造成該短路微細(xì)電極的燒毀；二是群電極無法旋轉(zhuǎn)，排屑效果較差，加工孔的深度有限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于多微細(xì)孔電火花放電同步加工的工具電極夾具，實現(xiàn)工具電極絕緣裝夾及同步旋轉(zhuǎn)，工具電極可以獨立放電控制，并以旋轉(zhuǎn)同步方式促進(jìn)排屑；通過特制的夾具盤利用本發(fā)明公開的工具電極夾具夾持多個工具電極進(jìn)行多微細(xì)孔的同步加工，可數(shù)倍提高加工效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于多微細(xì)孔電火花放電同步加工的工具電極夾具，包括：

—空心臺階軸，用于放置工具電極；

—帶輪，與空心臺階軸上部連接，用于驅(qū)動空心臺階軸的旋轉(zhuǎn)；

—夾頭和螺帽，夾頭與空心臺階軸的底部連接并通過螺帽鎖緊，夾頭用于固定工具電極。

優(yōu)選的，所述帶輪通過緊定螺釘與空心臺階軸固定連接。

優(yōu)選的，所述帶輪為同步帶輪。此設(shè)計的好處在于，夾具盤上的多個空心臺階軸之間，可利用同步帶帶動帶輪及空心臺階軸旋轉(zhuǎn)，保證夾具盤上所有的工具電極作業(yè)時的一致性。

優(yōu)選的，所述空心臺階軸包括兩個軸肩，兩個軸肩分別為第一軸肩、第二軸肩，帶輪位于第一軸肩處。

優(yōu)選的，所述工具電極夾具還包括軸承和擋圈，所述軸承設(shè)置在第二軸肩處并通過擋圈固定。此設(shè)計的好處在于，借助第二軸肩處的軸承可以使整個工具電極夾具固定在特別設(shè)計的夾具盤上。

優(yōu)選的，所述軸承選用深溝球軸承。

優(yōu)選的，所述空心臺階軸的空腔底部為一錐孔，所述夾頭為與錐孔配合連接的圓錐體。

優(yōu)選的，所述夾頭選用彈簧夾頭。此設(shè)計的好處在于，利用彈簧夾頭(即筒夾)來夾持工具電極，安全可靠并能夠根據(jù)不同工具電極的粗細(xì)調(diào)節(jié)相應(yīng)的夾持力。

優(yōu)選的，所述螺帽為彈簧夾頭專用螺帽，螺帽與空心臺階軸的底部螺紋連接用于鎖緊夾頭。

優(yōu)選的，所述工具電極選用鉆頭型電極，鉆頭型電極的刃部直徑不小于0.1mm、柄部外圓面涂覆有電絕緣層。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、利用本發(fā)明工具電極夾具，并借助特別設(shè)計的專用夾具盤，根據(jù)微細(xì)孔位置在專用夾具盤上加工臺階孔以安裝工具電極夾具，即可實現(xiàn)多微細(xì)孔的多工具電極同步加工；對于因為分布距離近而造成工具電極夾具安裝干涉的微細(xì)孔，可制作多個夾具盤，利用更換夾具盤的方式實現(xiàn)多工具電極的同步加工。

2、可以利用本發(fā)明公開的工具電極夾具批量加工單微細(xì)孔工件(如噴嘴等)：首先制作夾持多個單微細(xì)孔工件的夾具，再根據(jù)加工孔的位置制作專用夾具盤，夾具盤上對應(yīng)待加工微細(xì)孔位置加工安裝工具電極夾具的臺階孔，利用多個工具電極實現(xiàn)多個單微細(xì)孔工件的批量加工。

3、本發(fā)明的工具電極之間電絕緣，可以進(jìn)行獨立放電能量控制，從而避免了電極之間非絕緣方式中應(yīng)該均分給全部工具電極的能量集中放電給短路電極、進(jìn)而將短路電極燒毀的現(xiàn)象。

4、本發(fā)明中利用同步帶輪實現(xiàn)工具電極同步旋轉(zhuǎn)，鉆頭形式的電極采用螺旋槽排屑，進(jìn)一步改善了排屑效果，可以增加加工孔的深度。

5、本發(fā)明工具電極夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、制造成本低，以較小的設(shè)備成本投入，實現(xiàn)多微細(xì)孔的同步加工，成倍地提高加工效率，數(shù)倍地減少用工、時間成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明工具電極夾具安裝在夾具盤上的結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖2為本發(fā)明工具電極夾具安裝在夾具盤上并夾持工具電極的結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖3為空心臺階軸的結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖4為帶輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為軸承的結(jié)構(gòu)半剖視圖；

圖6為夾頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為螺帽的結(jié)構(gòu)半剖視圖；

圖8為夾具盤的一個臺階孔剖視圖；

圖9為工具電極的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1為電刷、2為空心臺階軸、3為帶輪、4為緊定螺釘、5為擋圈、6和8為軸承、7為夾具盤、9為螺帽、10為夾頭、11為工具電極。

具體實施方式

下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限于此。

實施例1：

如圖1至圖9所示，本實施例提供一種用于多微細(xì)孔電火花放電同步加工的工具電極夾具，包括：

—空心臺階軸2，用于放置工具電極11；

—帶輪3，與空心臺階軸2上部連接，用于驅(qū)動空心臺階軸2的旋轉(zhuǎn)；

—夾頭10和螺帽9，夾頭10與空心臺階軸2的底部連接并通過螺帽9鎖緊，夾頭10用于固定工具電極11。

其中，空心臺階軸2為非標(biāo)準(zhǔn)件，由棒料加工而成，總長度38.5mm，最大外徑為φ10.0mm，中心孔(空腔)直徑φ3.3mm，如圖3所示。空心臺階軸2包括兩個軸肩，兩個軸肩分別為第一軸肩、第二軸肩，帶輪3位于第一軸肩處，帶輪3通過緊定螺釘4與空心臺階軸2固定連接。本實施例中，帶輪3為同步帶輪，帶輪3選用a型mxl20同步帶輪，內(nèi)徑為φ6.0mm，節(jié)徑φ12.73mm，擋邊外徑φ16mm，厚度11.0mm，節(jié)距2.032mm，配用梯形同步帶，同步帶的寬度6.0mm，如圖4所示。

工具電極夾具還包括兩個軸承6、8和擋圈5，本實施例中軸承6、8選用深溝球軸承，型號為f688，內(nèi)徑φ8.0mm，外徑φ16.0mm，厚度為4.0mm，如圖5所示。

軸承6、8安裝在第二軸肩處并通過擋圈5固定。空心臺階軸2與軸承內(nèi)圈過盈配合，軸承外圈與夾具盤7上的臺階孔過盈配合安裝。

空心臺階軸2的空腔底部為一錐孔，夾頭10為與錐孔配合連接的圓錐體。本實施例中夾頭10選用標(biāo)準(zhǔn)件er8彈簧夾頭，長為13.5mm，最大外徑φ8.5mm，可加持工具電極11的柄部直徑范圍φ1.0～5.0mm，如圖6所示。利用彈簧夾頭(即筒夾)來夾持工具電極11，安全可靠并能夠根據(jù)不同工具電極11的粗細(xì)調(diào)節(jié)相應(yīng)的夾持力。

螺帽9為彈簧夾頭10配套螺帽er8m，如圖7所示，螺帽9與空心臺階軸2的底部螺紋連接用于鎖緊夾頭10。

本實施例中，工具電極11選用鎢鋼鉆頭，刃部直徑≥φ0.1mm，柄部外徑φ3.175mm,柄部外圓面涂覆有電絕緣層，工具電極11與夾頭10、空心臺階軸2以及夾具盤7之間電絕緣，如圖9所示，鉆頭型電極在加工時，可利用螺旋槽排屑，進(jìn)而改善排屑效果，進(jìn)一步增加加工孔的深度。

實施例2：

利用實施例1所述的用于多微細(xì)孔電火花放電同步加工的工具電極夾具的使用方法，該工具電極夾具使用時需配合特別設(shè)計的夾具盤，夾具盤上開設(shè)有多個容納工具電極夾具的臺階孔，具體使用過程如下：

(1)以過盈配合方式把軸承6、8裝配到夾具盤7的臺階孔中；

(2)再把空心臺階軸2的中部臺階以過盈配合方式裝入處于夾具盤7臺階孔的兩個軸承6、8的內(nèi)圈中，然后安裝軸承擋圈5；

(3)利用緊定螺釘4把帶輪3固定于空心臺階軸2的上部臺階軸第一軸肩處。

接下來安裝工具電極11的過程，如圖2所示。

(4)把夾頭10卡入螺帽9中；

(5)將涂覆絕緣層的工具電極11柄部依次插入螺帽9、夾頭10，再插入空心臺階軸2的中心孔(空腔)，夾頭10放入空心臺階軸2下端部的錐孔中；

(6)螺帽9稍微旋入空心臺階軸2下端部的外螺紋，讓夾頭10輕微夾持工具電極11，調(diào)整工具電極11的位置，使工具電極11刃部露出夾頭10合適長度且柄部頂端露出空心臺階軸2，并與電刷1保持彈性接觸；

(7)旋緊螺帽9，鎖緊夾頭10與工具電極11。

夾具盤7上的多個臺階孔可安裝多個工具電極夾具，多個工具電極夾具的空心臺階軸之間，利用同步帶帶動帶輪及空心臺階軸旋轉(zhuǎn)，后續(xù)可保證夾具盤上所有的工具電極作業(yè)時的一致性。多個工具電極同時作業(yè)，提高了加工多個微細(xì)孔的工作效率。