一種主軸擺動式五軸數控電火花成型機床的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于數控機床技術領域，具體涉及一種主軸擺動式五軸數控電火花成型機床。
【背景技術】
[0002]電火花加工方法是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電產生電火花瞬時高溫，使局部的金屬熔化而被腐蝕掉的一種特種加工方法，又稱放電加工或電蝕加工。
[0003]利用上述原理進行工作的機床稱為電火花機床。電火花機床的種類較多，可分為電火花成型機床、電火花線切割機床等等。
[0004]數控電火花成型機床是以電極作為正極、工件作為負極，在工作液中兩者之間產生放電從而將電極的形狀“復制”到工件上的一種無切削加工機床。
[0005]電火花機床主要有兩種情況使用場合。一是超硬材料的加工，主要是模具零件及軍工、航空航天發動機中的部分零件，因其材料具有高強度、高韌性、高脆性，用傳統的加工方法難以滿足要求。二是加工復雜型腔、狹縫等結構件。
[0006]自1943年前蘇聯科學家拉扎林科夫研制出世界上第一臺實用的電火花加工裝置以來，美國、日本、瑞士等對數控電火花成型機床的研究世界領先，如瑞士的夏米爾、日本的沙迪克、牧野等公司等一直在推動電火花加工設備的發展，并已在通訊、家電制品、電動工具中、電子儀表、汽車、軍工、航空航天等領域得到廣泛的應用。如手機外殼模具、洗衣機傳動軸模具、沖擊鉆振動錘模具、汽車轉向軸擠壓模具、航空發動機冠狀蝸輪等的加工。
[0007]盡管美國、日本、瑞士等對數控電火花成型機床的研究比較深入和領先，但由于電火花機床許多方面的原理還不夠清晰，所以，這些發達國家的主要精力集中在這些理論研究，對機床結構的研究比較少。世界上，電火花成型機床的種類基本上都是立柱式，分為單軸數控、三軸數控、五軸聯動等。
[0008]單軸數控為只對主軸垂向(Z軸)的運動進行自動控制，工作臺的左右和前后運動為手動;三軸數控為對主軸垂向(Z軸)和工作臺的左右(X軸)和前后(Y軸)運動進行自動控制;五軸聯動是在三軸控制的基礎上增加數控回轉軸。
[0009]比較典型的有兩種形式，一種是在工作臺上增加兩軸數控轉臺(A/C軸)，這種結構的主軸設計不受限制，但回轉不能設計太大，A軸回轉到90°時，工作臺承受很大的偏心力矩，適合中小零件的加工，可以加個葉片、轉子、曲軸等，同時，由于電火花機床加工時，工件必須在工作液中進行，因而需要浸液式電機，這是一個難點。
[0010]另一種是配備兩軸數控旋轉頭(A/B軸)，這種結構的主軸結構密集，設置在主軸端，主要用于加工發動機機殼、大型模具等。由于在放電的過程中，Z軸需要在電極與工件間距離很小時，迅速回退，所以，這種結構無法加工打斜孔、斜縫隙和內腔小的斜面。
[0011]隨著技術的發展，現代產品的結構越來越緊湊，在汽車、通訊、電動工具等行業，大量采用整體復合一體化結構的零件，這就要求將幾個零件甚至更多的零件組合而成的部件設計成一個整體件。但這些零件設計有斜孔、斜面等復合型面，其加工工藝性差，零件的加工困難，大量需要多軸數控電火花設備進行加工。研制的新型數控電火花機床，為這些行業的復合一體化模具制造提供一種中檔次的數字化電火花制造裝備。
[0012]這種特征的加工要素用國內現有的主軸只能垂直運動的電火花機床無法加工，迫使設計者只能設計成分體式的結構。而分體式的結構，降低了剛性和精度。另外，模具技術的發展，一模多腔模具需求增加，模具的尺寸也變來越大，因此為滿足模具要求，機床工作臺需能夠安裝較大更重的工件。
【發明內容】
[0013]發明目的:本發明的目的是為了解決現有技術中的不足，提供一種通過采用的附加A/B軸多軸數控電火機機床結構，加工精確度高、控制方便且工藝更加集中，可有效減少裝夾次數，可為復合、復雜型面的模具加工提高精度以及效率，具有重要的發展前景的主軸擺動式五軸數控電火花成型機床。
[0014]技術方案:本發明所述的一種主軸擺動式五軸數控電火花成型機床，包括機床底座，滑枕，旋轉體，旋轉軸，主軸，擺動機構，以及工作臺，所述機床底座上設有滑動軌道，所述滑動軌道上活動設有滑枕，所述滑枕的一端部連接有旋轉體，所述旋轉體通過回轉機構、旋轉軸連接有主軸，所述主軸下端連接有電極，所述電極下方設有工作臺；所述回轉機構包括蝸輪，蝸桿，夾緊套，箱體以及壓板，所述箱體上設有進油口、泄油口，所述夾緊套環向設置在所述旋轉軸上，所述壓板設置在所述箱體的端部;所述擺動機構包括對稱設置的本體，伺服電機，傘齒輪機構，直齒輪機構，擺動體以及電極，所述伺服電機安裝于所述本體的內腔，所述伺服電機下部連接有傘齒輪機構，所述傘齒輪機構下方設有直齒輪機構，所述直齒輪機構下方設有擺動體，所述擺動體上方設有扇形齒，所述擺動體下方連接有電極，所述扇形齒與所述直齒輪機構相互嚙合;所述直齒輪機構通過直齒輪芯軸以及直齒輪軸承與所述本體活動連接，所述擺動體通過擺動體芯軸以及擺動體軸承與所述本體活動連接。
[0015]進一步的，所述蝸桿采用雙螺距漸厚蝸桿。
[0016]進一步的，所述蝸桿蝸桿齒的左、右兩側面具有不同的齒距，而同一側面的齒距則是相等的。
[0017]進一步的，所述蝸桿的端部還設有調整墊片。
[0018]進一步的，所述旋轉軸和主軸的端部還設有ENC0DERH-90型旋轉編碼器。
[0019]進一步的，所述傘齒輪機構包括兩只相互嚙合的螺旋式的第一傘齒輪和第二傘齒輪。
[0020]進一步的，所述直齒輪機構包括兩片直齒輪，且相互之間用彈簧錯開。
[0021]進一步的，所述扇形齒的弧度為110°。
[0022]有益效果:本發明所述的一種主軸擺動式五軸數控電火花成型機床，其結構設計合理，通過采用附加A/B軸的多軸數控電火機機床結構，加工精確度高、控制方便且工藝更加集中，可有效減少裝夾次數，可為復合、復雜型面的模具加工提高精度以及效率，具有重要的發展前景。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的機床整體結構示意圖； 圖2為本發明的回轉機構結構示意圖；
圖3為本發明的搖擺機構結構示意圖；
圖4為本發明的蝸輪蝸桿結構示意圖；
圖5為本發明的蝸桿原理示意圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示的一種主軸擺動式五軸數控電火花成型機床，包括機床底座I，滑枕3，旋轉體4，旋轉軸5，主軸7，擺動機構，以及工作臺10，所述機床底座I上設有滑動軌道2，所述滑動軌道2上活動設有滑枕3，所述滑枕3的一端部連接有旋轉體4，所述旋轉體4通過回轉機構、旋轉軸5連接有主軸7，所述主軸7下端連接有電極8，所述電極8下方設有工作臺10。
[0025]如圖2所示的回轉機構結構示意圖。回轉機構包括蝸輪11，蝸桿12，夾緊套15，箱體6以及壓板17，所述箱體6上設有進油口 13、泄油口 14，所述夾緊套15環向設置在所述旋轉軸5上，所述壓板設置在所述箱體6的端部。
[0026]在對工件指定角度的特征進行加工時，由于回轉部件所承受力的不平衡，僅靠驅動系統和傳動機構通常不能滿足工件所需的定位精度要求。需要具備回轉部件的定位夾緊功能。回轉部件中使用定位夾緊機構，不但能夠為回轉部件提高較高的定位精度，還能夠轉移傳動機構的受力，將力傳遞給滑枕，使得驅動系統和傳動機構得到釋放，從而保證回轉機構具有$父尚的傳動剛性，明顯提尚機床耐重切削的能力。
[0027]該機床的A/B軸是一種任意角度的回轉部件，采用夾緊套環抱式夾緊方式。當壓力油從進油口進入，作用于夾緊套時，通過夾緊套與回轉軸之間產生的摩擦力矩對回轉軸進行角度定位的夾緊。這樣的機構，夾緊力矩大，結構緊湊，不會產生軸向推力，也不會產生扭曲。而且將驅動系統和夾緊系統很好地融合在一起，從而獲得理想的夾緊效果。
[0028]如圖3所示的搖擺機構結構示意圖。擺動機構包括對稱設置的本體81，伺服電機82，傘齒輪機構，直齒輪機構，擺動體89以及電極8，所述伺服電機82安裝于所述本體81的內腔，所述伺服電機82下部連接有傘齒輪機構，所述傘齒輪機構下方設有直齒輪機構，所述直齒輪機構下方設有擺動體89，所述擺動體89上方設有扇形齒，所述擺動體89下方連接有電極8，所述扇形齒與所述直齒輪機構相互嚙合;所述直齒輪機構通過直齒輪芯軸87以及直齒輪軸承86與所述本體81活動連接，所述擺動體89通過擺動