电化学去毛刺加工装置、系统及电化学去毛刺加工方法
文献发布时间:2024-04-18 20:02:18
技术领域
本发明涉及电化学加工技术领域,具体涉及用于包含有多个孔道的壳体工件的电化学去毛刺加工装置、系统及电化学去毛刺加工方法。
背景技术
类似于发动机壳体的壳体工件在生产中一些压铸、切割、铣削等工艺会产生大量的毛刺,这些毛刺不仅影响零件的外观,而且还会影响产品的性能、造成机械设备损坏等严重事故。因此对于上述的毛刺需要进行去除,一般工艺中对于方便去除的毛刺可以直接进行倒角或者人工去毛刺的方法。
此类壳体工件通常会包含有多个孔道,而且孔道轴线会相交,以发动机壳体为例,家用汽车发动机壳体一般采用铝合金材质,这样就使机壳强度高,刚度大,稳定性好,抗氧化性强,能防生锈,同时又能够减轻重量,能够保证足够强的发动机动力以及减震效果,如图1所示的发动机壳体,图1中标注出的h1至h7对应7条孔道,每条孔道与其他孔道有1至3处相交。各孔道内与其余孔相交位置如图2至图7所示,图中用圆圈标识出了相交位置。
以上h1至h7孔道与其它孔道的相交数量归结如表1所示。
上述各主孔道与其它孔道相交处需要去除毛刺,对于这些难去除又特别重要的位置,如交叉孔处的毛刺一般采用人工方式,通过手枪钻驱动毛刷进行去除,但这样的方式只能去除伸入孔道方向的毛刺或将毛刺方向压入其它相交孔道,无法从根源上去除干净,从而会影响产品的性能、造成机械设备损坏等严重事故。
有鉴于此,如何解决上述此类壳体工件在去除毛刺的过程中所存在的问题,便成了本课题的研究内容。
发明内容
本发明的目的是提供一种电化学去毛刺加工装置、系统及电化学去毛刺加工方法。
为达到上述目的,本发明第一方面采用的技术方案是:提供一种电化学去毛刺加工装置,用于壳体工件的电化学去毛刺加工,所述壳体工件中包含有多个孔道,其中至少两个孔道的轴线相交,其创新点在于:
所述电化学去毛刺加工装置包括压电模块、电极工装模块;
所述电极工装模块包括底板和安装在底板上的分电组件、工件放置组件、分水组件及电极组件;
在所述底板上布置多个与各所述孔道相对应所述电极组件,各所述电极组件均包括电极杆、驱动单元、传感单元;其中至少一个所述电极组件安装在移载单元上;
各所述电极杆对应各孔道设置;
所述驱动单元的作用端与所述电极杆连接,所述驱动单元用于驱动所述电极杆在伸出状态和收缩状态转换,在所述电极杆的伸出状态下,所述电极杆靠近并伸入到孔道中,在所述电极杆的收缩状态下,所述电极杆脱离所述孔道并收缩;
所述传感单元与所述驱动单元、移载单元配合连接,所述传感单元用于检测各电极杆是否到位的到位信号、移载单元是否移动的移动信号、各电极组件先后运动的触发信号;
所述电化学去毛刺加工装置被布置成:在所述底板上布置有放电工位以及避让工位,安装在移载单元上的电极组件对应轴线相交的孔道设置,由该移载单元将该电极组件处于收缩状态时在放电工位、避让工位之间移载,以使该电极组件的电极杆在与其他电极组件的电极杆在从收缩状态转换为伸出状态的运动轨迹上存在干涉时,将该电极组件的电极杆从其他电极组件的电极杆的位移路径上移载到避让工位,以此来避免各电极杆的干涉;并在其他电极组件的电极杆均已进入伸出状态的情况下,将该处于收缩状态的电极组件从避让工位移载到放电工位,并使该电极组件的电极杆从收缩状态转换为伸出状态。
为达到上述目的,本发明第二方面采用的技术方案是:提出一种电化学去毛刺加工系统,所述电化学去毛刺加工系统包括本发明第一方面所述的电化学去毛刺加工装置,以及主控模块;
所述主控模块与压电模块、电极工装模块电性连接,所述主控模块用于向压电模块、电极工装模块中的各个组件发出指令,并且接受到各电极杆是否到位的到位信号、移载单元是否移动的移动信号、各电极组件先后运动的触发信号后,控制移载单元、驱动单元配合动作,以使该电极组件的电极杆在与其他电极组件的电极杆在从收缩状态转换为伸出状态的运动轨迹上存在干涉时,将该电极组件的电极杆从其他电极组件的电极杆的位移路径上移载到避让工位,以此来避免各电极杆的干涉;并在其他电极组件的电极杆均已进入伸出状态的情况下,将该处于收缩状态的电极组件从避让工位移载到放电工位,并使该电极组件的电极杆从收缩状态转换为伸出状态。
为达到上述目的,本发明第三方面采用的技术方案是:提出一种电化学去毛刺加工方法,用于壳体工件的电化学去毛刺加工,所述壳体工件中包含有多个孔道,其中至少两个孔道的轴线相交,所述电化学去毛刺加工方法采用如权利要求12所述的电化学去毛刺加工系统,所述电化学去毛刺加工方法包括以下步骤:
S100、将壳体工件固定安装在底板的工件放置组件上,工件放置座的上表面形状与壳体工件上对应放置工艺面对应;
S200、根据壳体工件上孔道的角度和位置来确定底板上的放电工位以及避让工位,并将安装在移载单元上的电极组件放置在避让工位上,将其他电极组件放置在各自的放电工位上;
S300、主控模块发出信号,让其他放电工位上的电极组件动作,将电极杆从收缩状态转换为伸出状态,所述电极杆靠近并伸入到孔道中;
S400、主控模块接收到电极杆的到位信号后,向移载单元发出信号,使移载单元驱动其上的电极组件从避让工位移载至放电工位,由对应的驱动单元将电极杆转换为伸出状态;
S500、主控模块向压电模块、电极工装模块发出信号,进行电化学去毛刺加工;
S600、加工完毕后,移载单元上的驱动单元将电极杆转换为收缩状态,收缩到位后移载单元将其上的电极组件从放电工位移载至避让工位;
S700、其余放电工位上的驱动单元将各自的电极杆转换为收缩状态,以此完成此次电化学去毛刺加工。
上述技术方案中的有关内容解释如下:
1.本发明的技术方案中,通过对类似于发动机壳体的具有多孔道的壳体工件中去毛刺加工的研究,结合电化学反应的原理而设计出了本发明的电化学去毛刺加工装置、系统及电化学去毛刺加工方法,电化学去毛刺加工装置中针对壳体工件中包含有多个孔道且其中至少两个孔道的轴线相交的情况,设计出了布置多个与各所述孔道相对应所述电极组件,其中至少一个所述电极组件安装在移载单元上,并且在所述底板上布置有放电工位以及避让工位,由该移载单元将该电极组件处于收缩状态时在放电工位、避让工位之间移载,以使该电极组件的电极杆在与其他电极组件的电极杆在从收缩状态转换为伸出状态的运动轨迹上存在干涉时,将该电极组件的电极杆从其他电极组件的电极杆的位移路径上移载到避让工位,以此来避免各电极杆的干涉;并在其他电极组件的电极杆均已进入伸出状态的情况下,将该处于收缩状态的电极组件从避让工位移载到放电工位,并使该电极组件的电极杆从收缩状态转换为伸出状态,以此布局设计来对具有多个复杂孔道的壳体工件进行电化学去毛刺加工,使各孔道的上的以及各交叉处的毛刺均能够被很快溶除,棱角也被倒圆。该设计合理、巧妙,所设计的多个与各所述孔道相对应所述电极组件,且设计的放电工位以及避让工位,能对具有多个复杂孔道的壳体工件进行电化学去毛刺加工,避免加工过程中各部件的干涉、冲突,且加工过程可控,能从根源上将毛刺去除干净,从而也进一步提升壳体工价加工后的产品性能,避免后续因毛刺影响产品的性能、造成机械设备损坏等严重事故的发生。
2.上述第一方面的方案中,所述压电模块包括压电极、基板、连接柱,所述压电极用于接电源阳极进行放电,所述压电极上设置有用于压紧压电极和壳体工件的压缩弹簧;所述基板用于安装压电极和连接柱;所述压电模块整体连接有下压气缸;由此压电模块来与电极工装模块配合使用,能够对壳体工件的电化学加工提供助力,使用压缩弹簧能够确保压电极被压紧到壳体工件上,以确保能够进行正常放电。
3.上述第一方面的方案中,所述分电组件包括分电座,所述分电座的一侧连接电源的阴极,所述分电座的另一侧分出多个数量与所述电极组件数量相同的放电线,且由于电极组件部分是会运动的机构,采用较细的放电线来与电极部分连接。
4.上述第一方面的方案中,所述工件放置组件包含多个用于定位所述壳体工件的工件放置座,并在其中至少两个所述工件放置座上设置用于与所述壳体工件上的定位孔配合的定位销,以此来使壳体功能能够被稳定、可靠地定位安装在底板上。
5.上述第一方面的方案中,所述分水组件包括分水座,所述分水座上包括进水管道和出水管道,所述出水管道的数量与所述电极组件的数量相同,且分水组件的出水管道连接至电极组件的可调式进水接头,以此实现工作液的良好、稳定流通,以及工作液流量可调。
6.上述第一方面的方案中,所述传感单元为设置在所述驱动单元前后两端和移载单元上的电子式传感器,以此来检测检测各电极杆是否被驱动单元驱动而移动到位的到位信号,以及移载单元是否将其上的电极组件移载到位的移动信号,且各传感单元根据触发点先后顺序还可得出各电极组件先后运动的触发信号,以此来作为移载单元、驱动单元工作时序的判断依据。
7.上述第一方面的方案中,所述电极杆的形状和长度与其对应的孔道相匹配,所述电极杆包括杆体以及从后到前设置在杆体上的进电接口、进水口、安装端面、出水口和电极放电区域。
8.上述第一方面的方案中,所述电极放电区域为位于所述杆体头部的电极杆外露部分,所述电极放电区域用于放电加工;所述出水口均匀布置在所述杆体的圆周,用于加工时提供工作液;所述安装端面上设置有用于角度定位的角度定位销;所述进水口用于将由分水组件分配的工作液导入所述杆体内部;所述进电接口用于连接分电组件的放电线;所述杆体内部设置联通进水口和出水口的水路通道;采用此结构的电极杆,可以契合具有多个孔道且各孔道有相交的复杂壳体工件的电化学加工,提升去毛刺加工的加工质量和加工效率。
9.上述第一方面的方案中,所述电极组件还包括电极支架,所述电极支架上设置有安装面、角度定位槽,所述安装面用于贴靠所述安装端面;所述角度定位槽与所述角度定位销定位配合,以此用电极支架对电极杆进行良好定位,确保电极杆的延伸方向精确可控,确保电极杆上的各个部件能正常运行使用。
10.上述第一方面的方案中,所述电极组件的电极支架上还设置有前端导向座、后端导向座;所述前端导向座与所述杆体的前端配合连接,由所述前端导向座为所述电极杆在伸出状态和收缩状态之间转换时提供导向、扶持和保护的作用,并且在电极杆的收缩状态下,所述杆体的前端依旧与所述前端导向座配合连接;所述后端导向座上安装导轨和驱动单元;所述前端导向座、后端导向座固定于高度、角度、位置可调的安装板上。以此设计来为电极杆的在闲置和加工时都能提供良好的防护,并且能为所述电极杆在伸出状态和收缩状态之间转换时提供导向、扶持和保护的作用。
11.上述第一方面的方案中,所述电极组件的数量为七个,依次命名为电极组一至电极组七,七个所述电极组件被划分为3组,其中电极组一为第一组,电极组二、电极组三、电极组四为第二组,电极组五、电极组六、电极组七为第三组;其中的第一组中,所述电极组一的电极杆的运动路径与所述电极组二、电极组三、电极组四的电极杆的运动路径存在干涉,所述电极组一安装在移载单元上,由移载单元带动电极组一在放电工位和第一避让工位之间移载;其中的第二组中,所述电极组二、电极组三、电极组四的电极杆角度一致;其中的第三组中,所述电极组五、电极组六、电极组七的电极杆的角度一致,但与其他电极组件的电极杆角度不同。以此设计来满足对具有七个孔道,且孔道复杂的壳体工件的电化学加工,该设计合理、巧妙,避免干涉,能够提升去毛刺加工的加工质量和加工效率。
12.上述第三方面的方案中,在步骤S500的进行电化学去毛刺加工的步骤中,由压电模块中的压电极接电源阳极、由电极组件中的电极杆接电源阴极进行放电加工,由电极杆接分水组件来在加工时提供工作液,以此确保电化学去毛刺加工的正常运行。
13.上述技术方案中,驱动单元和移载单元均采用气缸,其中驱动单元可采用不锈钢迷你进给气缸,移载单元可采用不锈钢迷你移载气缸,且不锈钢迷你进给气缸、不锈钢迷你移载气缸上均设置可调式进气接头,以此来调整驱动单元和移载单元所驱动对象的位移行程。
14.在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“垂直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
15.上述方案中,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
16.上述方案中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
由于上述方案的运用,本发明与现有技术相比具有以下优点和效果:
本发明的上述方案中,通过对类似于发动机壳体的具有多孔道的壳体工件中去毛刺加工的研究,结合电化学反应的原理而设计出了本发明的电化学去毛刺加工装置、系统及电化学去毛刺加工方法,中针对壳体工件中包含有多个孔道且其中至少两个孔道的轴线相交的情况,设计出了布置多个与各所述孔道相对应所述电极组件,其中至少一个所述电极组件安装在移载单元上,并且在所述底板上布置有放电工位以及避让工位,由该移载单元将该电极组件处于收缩状态时在放电工位、避让工位之间移载,以此布局设计来对具有多个复杂孔道的壳体工件进行电化学去毛刺加工,使各孔道的上的以及各交叉处的毛刺均能够被很快溶除,棱角也被倒圆。该设计合理、巧妙,所设计的多个与各所述孔道相对应所述电极组件,且设计的放电工位以及避让工位,能对具有多个复杂孔道的壳体工件进行电化学去毛刺加工,避免加工过程中各部件的干涉、冲突,且加工过程可控,能从根源上将毛刺去除干净,从而也进一步提升壳体工价加工后的产品性能,避免后续因毛刺影响产品的性能、造成机械设备损坏等严重事故的发生。
附图说明
图1为壳体工件需去除毛刺孔道示意图;
图2为孔道1与其余孔相交位置图;
图3为孔道2与其余孔相交位置图;
图4为孔道3与其余孔相交位置图;
图5为孔道4与其余孔相交位置图;
图6为孔道5与其余孔相交位置图;
图7为孔道6和孔道7与其余孔相交位置图;
图8为电化学去毛刺基本原理图;
图9为本发明实施例一电化学去毛刺加工装置的整体结构示意图;
图10为本发明实施例一中压电模块的示意图;
图11为本发明实施例一中电极工装模块的示意图;
图12为本发明实施例一中各电极组件布局的示意图一;
图13为本发明实施例一中各电极组件布局的示意图二;
图14为本发明实施例一电极杆的示意图;
图15为本发明实施例一电极杆的局部剖面示意图;
图16为本发明实施例一中电极杆与电极支架装配的示意图;
图17为本发明实施例中壳体工件进行电化学加工时的立体示意图(视角一);
图18为本发明实施例中壳体工件进行电化学加工时的立体示意图(视角二);
图19为本发明实施例中壳体工件进行电化学加工时的局部剖面示意图。
以上附图中:
100、电极工装模块;
1、底板;
2、电极组件;
201、电极组一;202、电极组二;203、电极组三;204、电极组四;205、电极组五;206、电极组六;207、电极组七;
21、电极杆;
211、杆体;212、进电接口;213、进水口;214、安装端面;2141、角度定位销;215、出水口;216、电极放电区域;
22、驱动单元;
23、传感单元;
24、移载单元;
251、可调式进水接头;
252、可调式进气接头;
26、电极支架;261、安装面;262、角度定位槽;27、前端导向座;28、后端导向座;29、导轨;
3、分电组件; 31、分电座;
4、工件放置组件; 41、工件放置座; 42、定位销;
5、分水组件;51、分水座;52、进水管道;53、出水管道;
600、压电模块;
61、压电极;62、基板;63、连接柱;64、压缩弹簧;
9、壳体工件。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明旨在采用电化学为壳体工件9进行去毛刺加工,电化学去毛刺的基本原理可参考图8所示,是利用金属在电解工作液中产生阳极溶解的电化学反应现象(如图8所示);以工件为阳极,工具电极为阴极,使电解液通过工件上毛刺和工具电极之间十分狭小的间隙,同时加以电解电压,这时在工件的毛刺和棱边部分电流最集中,电流密度也最大,因而使毛刺很快被溶除,棱角也被倒圆。
为解决以上问题,本发明的设计构思如下:
一是设计可与壳体工件9上各孔道相匹配的电极杆21;
二是设计能完成让电极杆21在伸出状态和收缩状态转换的驱动单元22;
三是设计底板1上的放电工位以及避让工位;
四是设计了能将存在干涉的电极组件2在放电工位、避让工位之间移载的移载单元24;
五是设计了用于检测各电极杆21是否到位的到位信号、移载单元24是否移动的移动信号、各电极组件2先后运动的触发信号的传感单元23。
由此在机床数控系统的控制下,由该移载单元24将该电极组件2处于收缩状态时在放电工位、避让工位之间移载,以使该电极组件2的电极杆21在与其他电极组件2的电极杆21在从收缩状态转换为伸出状态的运动轨迹上存在干涉时,将该电极组件2的电极杆21从其他电极组件2的电极杆21的位移路径上移载到避让工位,以此来避免各电极杆21的干涉;并在其他电极组件2的电极杆21均已进入伸出状态的情况下,将该处于收缩状态的电极组件2从避让工位移载到放电工位,并使该电极组件2的电极杆21从收缩状态转换为伸出状态。
下面再以具体的实施例进行详细说明。
实施例一:参见附图9至附图19所示,本发明实施例一提出了一种电化学去毛刺加工装置,用于壳体工件9的电化学去毛刺加工,所述壳体工件9中包含有多个孔道,其中至少两个孔道的轴线相交,所述电化学去毛刺加工装置包括压电模块600、电极工装模块100。
在本发明实施例一中,所述电极工装模块100包括底板1和安装在底板1上的电极组件2、分电组件3、工件放置组件4、分水组件5;在所述底板1上布置多个与各所述孔道相对应所述电极组件2,各所述电极组件2均包括电极杆21、驱动单元22、传感单元23;其中至少一个所述电极组件2安装在移载单元24上;各所述电极杆21对应各孔道设置。
在本发明实施例一中,所述驱动单元22的作用端与所述电极杆21连接,所述驱动单元22用于驱动所述电极杆21在伸出状态和收缩状态转换,在所述电极杆21的伸出状态下,所述电极杆21靠近并伸入到孔道中,在所述电极杆21的收缩状态下,所述电极杆21脱离所述孔道并收缩;所述传感单元23与所述驱动单元22、移载单元24配合连接,所述传感单元23用于检测各电极杆21是否到位的到位信号、移载单元24是否移动的移动信号、各电极组件2先后运动的触发信号;
在本发明实施例一中,所述电化学去毛刺加工装置被布置成:在所述底板1上布置有放电工位以及避让工位,安装在移载单元24上的电极组件2对应轴线相交的孔道设置,由该移载单元24将该电极组件2处于收缩状态时在放电工位、避让工位之间移载,以使该电极组件2的电极杆21在与其他电极组件2的电极杆21在从收缩状态转换为伸出状态的运动轨迹上存在干涉时,将该电极组件2的电极杆21从其他电极组件2的电极杆21的位移路径上移载到避让工位,以此来避免各电极杆21的干涉;并在其他电极组件2的电极杆21均已进入伸出状态的情况下,将该处于收缩状态的电极组件2从避让工位移载到放电工位,并使该电极组件2的电极杆21从收缩状态转换为伸出状态。
在本发明实施例一的其中一种实施方式中,所述压电模块600包括压电极61、基板62、连接柱63,所述压电极61用于接电源阳极进行放电,所述压电极61上设置有用于压紧压电极61和壳体工件9的压缩弹簧64;所述基板62用于安装压电极61和连接柱63;所述压电模块600整体连接有下压气缸;由此压电模块600来与电极工装模块100配合使用,能够对壳体工件9的电化学加工提供助力,使用压缩弹簧64能够确保压电极61被压紧到壳体工件9上,以确保能够进行正常放电。
在本发明实施例一的另一种实施方式中,所述分电组件3包括分电座31,所述分电座31的一侧连接电源的阴极,所述分电座31的另一侧分出多个数量与所述电极组件2数量相同的放电线,且由于电极组件2部分是会运动的机构,采用较细的放电线来与电极部分连接。
在本发明实施例一的又一种实施方式中,所述工件放置组件4包含多个用于定位所述壳体工件9的工件放置座41,并在其中至少两个所述工件放置座41上设置用于与所述壳体工件9上的定位孔配合的定位销42,以此来使壳体功能能够被稳定、可靠地定位安装在底板1上。
在本发明实施例一的其中一种实施方式中,所述分水组件5包括分水座51,所述分水座51上包括进水管道52和出水管道53,所述出水管道53的数量与所述电极组件2的数量相同,且分水组件5的出水管道53连接至电极组件2的可调式进水接头251,以此实现工作液的良好、稳定流通,以及工作液流量可调。
在本发明实施例一的另一种实施方式中,所述传感单元23为设置在所述驱动单元22前后两端和移载单元24上的电子式传感器,以此来检测检测各电极杆21是否被驱动单元22驱动而移动到位的到位信号,以及移载单元24是否将其上的电极组件2移载到位的移动信号,且各传感单元23根据触发点先后顺序还可得出各电极组件2先后运动的触发信号,以此来作为移载单元24、驱动单元22工作时序的判断依据。
在本发明实施例一的又一种实施方式中,如图14、图15所示,所述电极杆21的形状和长度与其对应的孔道相匹配,所述电极杆21包括杆体211以及从后到前设置在杆体211上的进电接口212、进水口213、安装端面214、出水口215和电极放电区域216。
具体的,所述电极放电区域216为位于所述杆体211头部的电极杆21外露部分,所述电极放电区域216用于放电加工;所述出水口215均匀布置在所述杆体211的圆周,用于加工时提供工作液;所述安装端面214上设置有用于角度定位的角度定位销2141;所述进水口213用于将由分水组件5分配的工作液导入所述杆体211内部;所述进电接口212用于连接分电组件3的放电线;所述杆体211内部设置联通进水口213和出水口215的水路通道;采用此结构的电极杆21,可以契合具有多个孔道且各孔道有相交的复杂壳体工件9的电化学加工,提升去毛刺加工的加工质量和加工效率。
在本发明实施例一的其中一种实施方式中,所述电极组件2还包括电极支架26,如图16所示,所述电极支架26上设置有安装面261、角度定位槽262,所述安装面261用于贴靠所述安装端面214;所述角度定位槽262与所述角度定位销2141定位配合,以此用电极支架26对电极杆21进行良好定位,确保电极杆21的延伸方向精确可控,确保电极杆21上的各个部件能正常运行使用。
具体的,所述电极组件2的电极支架26上还设置有前端导向座27、后端导向座28;所述前端导向座27与所述杆体211的前端配合连接,由所述前端导向座27为所述电极杆21在伸出状态和收缩状态之间转换时提供导向、扶持和保护的作用,并且在电极杆21的收缩状态下,所述杆体211的前端依旧与所述前端导向座27配合连接;所述后端导向座28上安装导轨29和驱动单元22;所述前端导向座27、后端导向座28固定于高度、角度、位置可调的安装板上。以此设计来为电极杆21的在闲置和加工时都能提供良好的防护,并且能为所述电极杆21在伸出状态和收缩状态之间转换时提供导向、扶持和保护的作用。
实施例二,本发明实施例二提出了一种电化学去毛刺加工系统,所述电化学去毛刺加工系统包括压电模块600、电极工装模块100以及主控模块;所述主控模块与压电模块600、电极工装模块100电性连接,所述主控模块用于向压电模块600、电极工装模块100中的各个组件发出指令,并且接受到各电极杆21是否到位的到位信号、移载单元24是否移动的移动信号、各电极组件2先后运动的触发信号后,控制移载单元24、驱动单元22配合动作,以使该电极组件2的电极杆21在与其他电极组件2的电极杆21在从收缩状态转换为伸出状态的运动轨迹上存在干涉时,将该电极组件2的电极杆21从其他电极组件2的电极杆21的位移路径上移载到避让工位,以此来避免各电极杆21的干涉;并在其他电极组件2的电极杆21均已进入伸出状态的情况下,将该处于收缩状态的电极组件2从避让工位移载到放电工位,并使该电极组件2的电极杆21从收缩状态转换为伸出状态。
实施例三,本发明实施例三提出了一种电化学去毛刺加工方法,所述方法包括以下步骤:
S100、将壳体工件9固定安装在底板1的工件放置组件4上,工件放置座41的上表面形状与壳体工件9上对应放置工艺面对应;
S200、根据壳体工件9上孔道的角度和位置来确定底板1上的放电工位以及避让工位,并将安装在移载单元24上的电极组件2放置在避让工位上,将其他电极组件2放置在各自的放电工位上;
S300、主控模块发出信号,让其他放电工位上的电极组件2动作,将电极杆21从收缩状态转换为伸出状态,所述电极杆21靠近并伸入到孔道中;
S400、主控模块接收到电极杆21的到位信号后,向移载单元24发出信号,使移载单元24驱动其上的电极组件2从避让工位移载至放电工位,由对应的驱动单元22将电极杆21转换为伸出状态;
S500、主控模块向压电模块600、电极工装模块100发出信号,进行电化学去毛刺加工;
S600、加工完毕后,移载单元24上的驱动单元22将电极杆21转换为收缩状态,收缩到位后移载单元24将其上的电极组件2从放电工位移载至避让工位;
S700、其余放电工位上的驱动单元22将各自的电极杆21转换为收缩状态,以此完成此次电化学去毛刺加工。
本发明实施例三中,所述电化学去毛刺加工方法在步骤S500的进行电化学去毛刺加工的步骤中,由压电模块600中的压电极61接电源阳极、由电极组件2中的电极杆21接电源阴极进行放电加工,由电极杆21接分水组件5来在加工时提供工作液,以此确保电化学去毛刺加工的正常运行。
其加工过程可参考图17至图19所示。
下面再对本发明实施例的其中一个详细实施方案进行具体说明。
在该详细实施方案中,所要加工的壳体工件9可参考图1至图7,具有h1至h7七个孔道,因此对应的所述电极组件2的数量为七个,依次命名为电极组一201至电极组七207,七个所述电极组件2被划分为3组,其中电极组一201为第一组,电极组二202、电极组三203、电极组四204为第二组,电极组五205、电极组六206、电极组七207为第三组。
其中的第一组中,所述电极组一201的电极杆21的运动路径与所述电极组二202、电极组三203、电极组四204的电极杆21的运动路径存在干涉,所述电极组一201安装在移载单元上,由移载单元带动电极组一201在放电工位和第一避让工位之间移载。
其中的第二组中,所述电极组二202、电极组三203、电极组四204的电极杆21角度一致。
其中的第三组中,所述电极组五205的电极杆21的角度与其他电极组件2的电极杆21角度不同。
在该详细实施方案中,如图9、图10所示,压电模块600中的压电极61用于接电源阳极进行放电,压电极61的杆上配置不锈钢压缩弹簧64用于压紧压电极61和壳体工件9;基板62用于安装压电极61和连接柱63;连接柱63用于连接压电极61的下压气缸。
电极工装模块100如图9、图11所示,分电座31一端用于连接电源的阴极(包裹的线),此处由电源分出七根放电线,分别依序连接于分电座31的顶部。分电座31采用绝缘材料制作,内部分别独立放置七个方形铜块,铜块的顶部和右侧分别钻有螺纹孔,这样上部用于固定对应七根放电线。分电座31另一端用于连接较细的放电线(固定于铜块的另一侧),这一侧的放电线需要与电极组件2连接,由于电极组件2是一组前后运动的机构,如果放电线较粗则会影响其运动。工件放置座41固定在底板1上,共计三组,其中两组上设有定位销,与工件定位孔配合,工件放置时搁置在放置座上表面,上表面的形状与工件上对应放置工艺面对应。分水座51固定在底板1上,由两端进水(进水管道52),顶部和侧面设有小的水管接头(出水管道53)用于出水。小接头共七个各对应七根电极(或七个孔道),出水的大小可以控制,由电极组件2上的可调式进水接头251实现出水大小控制。
工装电极共分为3组,依次作为电极组一201、电极组二202至电极组四204和电极组五205至电极组七207的运动。这样分配是由工件内部对应的孔道决定的,电极工装图上配置壳体工件9后可见电极组二202、电极组三203、电极组四204上的电极杆21的角度一致,而其周边的电极组一201和电极组五205、电极组六206、电极组七207上电极杆21对应的角度又各不一样,见图19。
由图2至图7所示的各孔道内部示意图,可发现孔道组h1(对应第一组)和周边的孔道组h2-h4(对应第二组)存在运动干涉,即电极杆21退出时如果第一组和第二组同时运动,则存在相撞的可能,同理在进入壳体工件9时也存在这一现象。故此需要将动作进行分解,就是进行动作的先后排序。另外在电极杆21全部退出的时候,由于角度不同,两组电极组件2的电极杆21在运动轨迹上存在干涉的现象,所以选择将第一组进行整体位移处理。整套电极工装模块100的立体布局图如图11所示。
各组电极组由不锈钢迷你气缸(驱动单元22)驱动,气缸两端的进气接头为可调式接头,可以调节进气量的大小,从而控制电极组的运动速度。同时在气缸的前后两端配置防护等级较高的电子式传感器,用于检测电极组是否移动到位,同时作为电极组先后运动的触发信号,即程序设定的电极组到位后并接收到到位信号后,发送指令从而驱动下一组电极组的运动。
电极杆21的形状由孔道形状决定,一般孔道的直径决定电极杆21的直径;孔道的长度决定电极杆21的长度;孔道内需去除毛刺的位置决定电极杆21的放电区域和出水口215的位置;各孔道的分布决定电极杆21之间的布局。电极杆21如图14、图15所示。电极放电区域216为电极杆21外露部分,用于放电加工。在每一处放电其余的圆周上均匀分布由有出水口215,用于加工时提供工作液。电极杆21的安装端面214用于安装时贴靠于电极支架26的安装面261,角度定位销2141与电极支架26上的对应的角度定位槽262进行配合,进行角度定位。进水孔用于将分水组件5分配的工作液通过电极组对应的进水接头进入电极支架26后导入电极杆21内部。进电接口212用于接放电线,通过螺钉固定放电线,同时将整根电极固定在电极支架26上。整根电极除放电区域和进电接口212外露金属材质外,其余部分均由绝缘材料包裹。电极杆21内部钻有水路通道,可由进水口213通至各个出水口215。
第一组如图14所示,为实现电极组间运动过程中不产生干涉现象,同时根据有限的空间,将电极1的动作分为两步实现。第一步是通过不锈钢迷你移栽气缸(移载单元24)将电极组一201伸缩动作的全体部件进行移栽(此时电极组一201中的电极杆21处于收缩状态),将其整体移至指定位置。这个指定位置由移载单元24的前挡块决定,即在移载单元24推动下气缸移动座与前挡块接触从而使运动停止。移载单元24的运动速度由可调式进气接头252控制。到位后电子传感器(传感单元23)发出到位信号,系统接收信号后启动第二步工作:不锈钢迷你进给气缸(驱动单元22)动作,从而将电极组一201的电极杆21推入孔道内,驱动单元22到位后触发传感单元23响应并放出信号,进行下一步动作。第二步动作中驱动单元22运动过程不受限制,根据其行程伸缩到位,在设计过程中将驱动单元22伸出到位的状态设定为电极杆21对应壳体工件9需要放电加工的区域;而收缩到位的状态为整根电极杆21退出壳体工件9,不影响工件的取放。同理退出时先动作驱动单元22,收缩到位后由传感单元23发出信号从而驱动移栽单元收缩,收缩到位后由传感单元23发出信号从而进行下一步动作。
第二组和第三组结构相似,只是电极杆21的布局不同,下面简要介绍第三组的结构,第三组的布局如图17所示。
第三组包含电极组五205、电极组六206、电极组七207,其中电极组五205、电极组六206、电极组七207的电极杆21,全部安装于1个电极支架26上,各电极杆21的位置和放电位置根据各对应孔道设计。电极支架26上配有进水水路,便于工作液进入电极杆21内部并到达指定位置流出。电极杆21的动作由驱动单元22实现,进给速度由气缸(驱动单元22)两端的可调式进气接头252的进气量控制。气缸两端配有传感单元23。电极的进给导向由两根导轨29实现,导轨29两端分别固定在前端导向座27和后端导向座28上。电极支架26和导轨29间通过滑套连接,并实现滑动动作。电极的前端导向座27除用于安装导轨29外还设有较长电极杆21的导向作用,前端导向座27上设有与电极杆21对应的导向孔,电极杆21进入工件时通过该孔导向进入,电极杆21退出时又通过该孔退出,同时在完全退出的状态下,电极杆21既退出工件,其前端又仍在该孔内,起到扶持和保护电极杆21的作用。电极后端导向座28同样除用于安装导轨29外还用于安装驱动单元22。两个导向座固定于安装板上,安装板的高度由工件放置后对应孔道的高度确定,放置角度和位置由工件放置后各孔道的角度和位置确定。
下面再对各电极组件2存在干涉的情况下对于电极杆21进入壳体工件9和移出壳体工件9的动作顺序以表格的形式来说明呈现。
电极组的运动由于存在干涉情况,对此在程序上的设置见表2和表3。
各电极杆进入壳体工件:
表2各电极进入工件动作顺序
各电极杆移出壳体工件:
表3各电极移出工件动作顺序
通过以上各实施例的实施,达成了能够对具有多个复杂孔道的壳体工件进行电化学去毛刺加工的目的,避免加工过程中各部件的干涉、冲突,且加工过程可控,能从根源上将毛刺去除干净,从而也进一步提升壳体工价加工后的产品性能,避免后续因毛刺影响产品的性能、造成机械设备损坏等严重事故的发生。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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