一种短电弧机械复合加工内冲液快速换刀机床主轴

摘要

本发明涉及加工机床技术领域，具体地说，涉及一种短电弧机械复合加工内冲液快速换刀机床主轴。其包括导轨，所述导轨外壁滑动设置有滑块，所述滑块端部通过顶板螺栓连接有上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体外侧连接有主轴安装箱体，所述主轴安装箱体内部设有安装板，所述安装板上设有电刷运动装置，所述电刷运动装置内部设置有短电弧主轴，所述短电弧主轴包括换刀支撑柱，所述电刷运动装置固定在所述换刀支撑柱外壁，所述换刀支撑柱内部转动有旋转驱动上电装置，本发明加工时工件与加工用的工具电极不接触，没有切削力、切削热，使得在加工薄壁件的时候工件不易发生变形，加工精度高，表面质量好。

说明书

技术领域

本发明涉及加工机床技术领域，具体地说，涉及一种短电弧机械复合加工内冲液快速换刀机床主轴。

背景技术

航空工业中广泛使用高温合金、高硬度金属及薄壁结构件，其中薄壁结构件结构形状复杂、外形协调要求高、加工余量大、相对刚度较低，在切削力、切削热、残余应力和夹紧力等因素影响下，易发生加工变形，不易控制加工精度，对于高温合金和高硬度金属，由于硬度高，传统的机械加工效率低、加工周期长、加工成本高，工件与加工用的工具电极接触时，切削力、切削热，使得在加工薄壁件的时候工件易发生变形，且加工精度和表面质量难以保证，鉴于此，我们提出一种短电弧机械复合加工内冲液快速换刀机床主轴。

发明内容

本发明的目的在于提供一种短电弧机械复合加工内冲液快速换刀机床主轴，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种短电弧机械复合加工内冲液快速换刀机床主轴，包括导轨，所述导轨外壁滑动设置有滑块，所述滑块端部通过顶板螺栓连接有上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体外侧连接有主轴安装箱体，所述主轴安装箱体内部设有安装板，所述安装板上设有电刷运动装置，所述电刷运动装置内部设置有短电弧主轴，所述短电弧主轴包括换刀支撑柱，所述电刷运动装置固定在所述换刀支撑柱外壁，所述换刀支撑柱内部转动有旋转驱动上电装置，所述旋转驱动上电装置内部卡接有内冲液快速换刀装置，所述内冲液快速换刀装置包括三通头，所述三通头端部连通有旋转接头，所述旋转接头端部连通有单向阀上端，所述单向阀下端连接有拉刀杆，所述拉刀杆下端依次连接拉刀爪、拉钉、刀柄。

作为本技术方案的进一步改进，所述换刀支撑柱顶部设置有气缸盖，所述气缸盖顶部连通有L型接头，所述气缸盖内部设置有气缸体，所述气缸体内部滑动设置有气缸活塞。

作为本技术方案的进一步改进，所述气缸盖内壁设置有耐磨环。

作为本技术方案的进一步改进，所述旋转驱动上电装置包括转轴，所述转轴外壁通过轴承转动在所述换刀支撑柱内部，所述转轴内部设置有碟形弹簧，所述转轴端部通过锥度配合安装有导电铜柱，所述转轴靠近底部处设置有联动同步轮，所述转轴端部转动有卡块，所述卡块卡接在所述换刀支撑柱内壁。

作为本技术方案的进一步改进，所述上壳体和下壳体之间转动设置有主轴电机，所述主轴电机输出轴连接有电机同步轮，所述电机同步轮与所述联动同步轮之间通过传送机构连接，使所述电机同步轮带动联动同步轮转动。

作为本技术方案的进一步改进，所述电刷运动装置包括电刷运动上盖和电刷运动下盖，所述电刷运动上盖内部设置有移动锥齿轮盘，所述移动锥齿轮盘外壁啮合有锥齿轮，所述锥齿轮端部通过联轴器连接有电刷运动电机。

作为本技术方案的进一步改进，所述移动锥齿轮盘的顶部的多个滑槽内部均滑动设置有移动块，所述移动块端部固定连接有绝缘滑块，所述绝缘滑块顶部设有电刷盒，所述电刷盒包括电刷壳，所述电刷壳内部滑动设置有电刷头。

作为本技术方案的进一步改进，所述电刷头端部所述电刷壳之间连接有缓冲弹簧，所述电刷壳端部铰接有后盖。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

该短电弧机械复合加工内冲液快速换刀机床主轴中，通过设置短电弧主轴，解决了薄壁件加工易变形，高硬度金属加工效率低、加工成本高，短电弧加工切换机械加工需要换机床，降低加工精度和加工效率的问题，具备了短电弧加工效率高的优点，加工时工件与加工用的工具电极不接触，没有切削力、切削热，使得在加工薄壁件的时候工件不易发生变形，而且相较于传统机械加工，短电弧加工效率高，加工成本低，又具备了机械加工精度高，表面质量好的优点。

附图说明

图1为实施例1的整体结构正面示意图；

图2为实施例1的短电弧主轴结构正面示意图；

图3为实施例1的内冲液快速换刀装置结构剖视图；

图4为实施例1的旋转驱动上电装置结构剖视图；

图5为实施例1的换刀支撑柱结构剖视图；

图6为实施例1的上壳体结构顶部示意图；

图7为实施例1的电刷运动装置结构正面剖视图；

图8为实施例1的电刷运动装置结构左侧示意图；

图9为实施例1的移动块结构刨切图；

图10为实施例1的电刷盒结构左侧剖视图。

图中各个标号意义为：

1、导轨；2、滑块；3、顶板；4、上壳体；5、下壳体；6、主轴安装箱体；

7、短电弧主轴；71、换刀支撑柱；711、L型接头；712、气缸盖；713、耐磨环；714、气缸活塞；715、气缸体；

72、旋转驱动上电装置；721、转轴；722、轴承；723、碟形弹簧；724、导电铜柱；725、联动同步轮；726、卡块；

73、内冲液快速换刀装置；731、三通头；732、旋转接头；733、单向阀；734、拉刀杆；735、拉刀爪；736、拉钉；737、刀柄；

8、安装板；

9、电刷运动装置；91、电刷运动上盖；92、电刷运动下盖；93、移动锥齿轮盘；930、移动块；94、锥齿轮；941、电刷运动电机；942、联轴器；95、绝缘滑块；96、电刷盒；961、电刷壳；962、电刷头；963、缓冲弹簧；964、后盖；

10、主轴电机；11、电机同步轮。

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做出创造性劳动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。

实施例1

请参阅图1-图10所示，本实施例提供一种短电弧机械复合加工内冲液快速换刀机床主轴，包括导轨1，导轨1外壁滑动设置有滑块2，滑块2端部通过顶板3螺栓连接有上壳体4和下壳体5，上壳体4和下壳体5外侧连接有主轴安装箱体6，主轴安装箱体6内部设有安装板8，安装板8上设有电刷运动装置9，电刷运动装置9内部设置有短电弧主轴7，短电弧主轴7包括换刀支撑柱71，电刷运动装置9固定在换刀支撑柱71外壁，换刀支撑柱71内部转动有旋转驱动上电装置72，旋转驱动上电装置72内部卡接有内冲液快速换刀装置73，内冲液快速换刀装置73包括三通头731，三通头731端部连通有旋转接头732，旋转接头732端部连通有单向阀733上端，单向阀733下端连接有拉刀杆734，拉刀杆734下端依次连接拉刀爪735、拉钉736、刀柄737，刀柄737端部接通水气装置，使水气沿着拉刀爪735和拉钉736内部经过单向阀733从旋转接头732的三通头731端部喷出水气，形成气液混合介质，然后旋转驱动上电装置72转动在换刀支撑柱71内部形成受激发短电弧放电群组，当与工件电极之间距离最短时，电介质被击穿，形成等离子体通道，通过放电通道热量被转移到三通头731端部和工件表面上，在工件表面形成近似圆形的平面热源，加工材料受到局部高温熔化甚至被气化，产生的电弧使高温材料从工件表面喷射出去，去离子效应诱导下一个电弧的出现，经过一连串的短电弧，大量的材料被蚀除，获得所需的形状和尺寸，使工件与工具电极不接触，没有切削力、切削热，使得在加工薄壁件的时候工件不易发生变形，加工效率高，加工成本低，加工精度高。

本实施例中的，换刀支撑柱71顶部设置有气缸盖712，气缸盖712顶部连通有L型接头711，气缸盖712内部设置有气缸体715，气缸体715内部滑动设置有气缸活塞714，在受到高温气体时，气缸活塞714在气缸体715内部滑动，提升高温水气的功率，使切削工件表面更精确。

具体的，气缸盖712内壁设置有耐磨环713，通过耐磨环713可以减小气缸活塞714滑动的磨损，延长使用寿命。

进一步的，旋转驱动上电装置72包括转轴721，转轴721外壁通过轴承722转动在换刀支撑柱71内部，转轴721内部设置有碟形弹簧723，在转动过程中，碟形弹簧723受到离心力压缩，在碟形弹簧723的弹力作用下缓解刚性冲击，转轴721端部通过锥度配合安装有导电铜柱724，转轴721靠近底部处设置有联动同步轮725，转轴721端部转动有卡块726，卡块726卡接在换刀支撑柱71内壁，当旋转驱动上电装置72转动时，轴承722内部转动，可以使旋转驱动上电装置72更稳定的转动。

具体的，上壳体4和下壳体5之间转动设置有主轴电机10，主轴电机10输出轴连接有电机同步轮11，电机同步轮11与联动同步轮725之间通过传送机构连接，使电机同步轮11带动联动同步轮725转动，将主轴电机10接通电源，使其工作，由主轴电机10输出轴带动电机同步轮11转动，然后通过传送机构带动联动同步轮725转动，可以使旋转驱动上电装置72转动更轻松便捷。

其中，电刷运动装置9包括电刷运动上盖91和电刷运动下盖92，电刷运动上盖91内部设置有移动锥齿轮盘93，移动锥齿轮盘93外壁啮合有锥齿轮94，锥齿轮94端部通过联轴器942连接有电刷运动电机941，将电刷运动电机941接通电源，使其工作，由电刷运动电机941输出轴通过联轴器942带动锥齿轮94转动，从而使移动锥齿轮盘93外壁啮合沿着锥齿轮94外壁转动，操作方便。

除此之外的，移动锥齿轮盘93的顶部的多个滑槽内部均滑动设置有移动块930，移动块930端部固定连接有绝缘滑块95，绝缘滑块95顶部设有电刷盒96，电刷盒96包括电刷壳961，电刷壳961内部滑动设置有电刷头962，在移动锥齿轮盘93转动时带动移动块930轧制移动锥齿轮盘93顶部的滑槽滑动，通过绝缘滑块95带动电刷盒96滑动，从而使多个电刷头962端部穿过换刀支撑柱71外壁贴合旋转驱动上电装置72外壁产生压力转动，完成机械整流，把电枢中的交变电流变成电刷头962上的直流或把外部电路中的直流变换为电枢中的交流。

具体的，电刷头962端部电刷壳961之间连接有缓冲弹簧963，通过缓冲弹簧963，在电刷头962贴合旋转驱动上电装置72外壁时，缓冲弹簧963压缩，在缓冲弹簧963弹力作用下，使电刷头962与旋转驱动上电装置72贴合更紧密，有利于激发短电弧放电群组，提高短电弧切削的效率，电刷壳961端部铰接有后盖964，通过后盖964，方便后续打开更换电刷头962，实用性更强。

本实施例中的短电弧机械复合加工内冲液快速换刀机床主轴在具体使用时，刀柄737端部接通水气装置，使水气沿着拉刀爪735和拉钉736内部经过单向阀733从旋转接头732的三通头731端部喷出水气，形成气液混合介质，由主轴电机10输出轴带动电机同步轮11转动，然后通过传送机构带动联动同步轮725转动，可以使旋转驱动上电装置72转动在换刀支撑柱71内部形成受激发短电弧放电群组，然后由电刷运动电机941输出轴通过联轴器942带动锥齿轮94转动，从而使移动锥齿轮盘93外壁啮合沿着锥齿轮94外壁转动，带动移动块930轧制移动锥齿轮盘93顶部的滑槽滑动，通过绝缘滑块95带动电刷盒96滑动，从而使多个电刷头962端部穿过换刀支撑柱71外壁贴合旋转驱动上电装置72外壁产生压力转动，完成机械整流，把电枢中的交变电流变成电刷头962上的直流或把外部电路中的直流变换为电枢中的交流，当与工件电极之间距离最短时，电介质被击穿，形成等离子体通道，通过放电通道热量被转移到三通头731端部和工件表面上，在工件表面形成近似圆形的平面热源，加工材料受到局部高温熔化甚至被气化，产生的电弧使高温材料从工件表面喷射出去，去离子效应诱导下一个电弧的出现，经过一连串的短电弧，大量的材料被蚀除，获得所需的形状和尺寸，使工件与工具电极不接触，没有切削力、切削热，使得在加工薄壁件的时候工件不易发生变形，加工效率高，加工成本低，加工精度高。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。