一种磁吸式电火花加工用夹具的使用方法与流程

1.本发明涉及电火花加工技术领域，具体为一种磁吸式电火花加工用夹具。


背景技术：

2.随着社会经济的快速发展，电火花是一种加工工艺，主要是利用具有特定几何形状的放电电极(edm电极)在金属(导电)部件上烧灼出电极的几何形状，电火花加工工艺常用于冲裁模和铸模的生产，电火花加工是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电，电火花加工主要由机械厂完成，电火花是一种自激放电，其特点如下：火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电，伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低。
3.但是，现有的在进行电火花加工时，由于工件外形的不同，不方便进行装夹和定位，影响实际加工，同时，改变加工面时需要人工进行拆装，不仅费时费力，还存在一定的安全问题，因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种可匹配不同外形零件的磁吸式电火花加工用夹具。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种磁吸式电火花加工用夹具，可匹配不同外形零件，以解决上述背景技术中提出的现有的在进行电火花加工时，由于工件外形的不同，不方便进行装夹和定位，影响实际加工等问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可匹配不同外形零件的磁吸式电火花加工用夹具，包括四个l形底座连接杆，所述l形底座连接杆与相邻的l形底座连接杆端部与端部中间均设置有电磁铁支撑板，所述电磁铁支撑板的底端两侧均固定安装有调节连杆，所述调节连杆的另一端活动插接在远离电磁铁支撑板一侧的l形底座连接杆的端部内侧，所述调节连杆插接在l形底座连接杆端部内侧的部分外侧设置有调节弹簧，所述电磁铁支撑板的内部设置有防水电机，所述防水电机的输出轴外侧固定安装有调节齿轮，所述调节齿轮的一侧设置有套管齿轮，所述套管齿轮的中间贯穿固定安装有螺纹套管，所述螺纹套管的中间贯穿活动设置有螺纹立柱，所述螺纹立柱的一侧固定安装有电动伸缩杆，所述电磁铁支撑板的一侧开凿有滑槽，所述滑槽内滑动连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的远离电磁铁支撑板的一侧固定安装有弹性夹板，所述弹性夹板的内部固定安装有角度传感器，所述弹性夹板的外表面固定安装有若干个激光测距仪，所述弹性夹板远离电动伸缩杆的一侧活动连接有多个磁性固定块，所述磁性固定块的外表面固定安装有压力传感器；
6.将四个l形底座连接杆向装置端角外侧进行拉动，拉动时会使得电磁铁支撑板底端侧面固定且另一端活动插接在l形底座连接杆内部的调节连杆从l形底座连接杆内部伸出，同时调节连杆外侧的调节弹簧被动压缩，在四个l形底座连接杆完全打开后，将需要进行定位的工件放置四个l形底座连接杆的中间，启动防水电机，防水电机带动调节齿轮转动，调节齿轮带动套管齿轮转动，套管齿轮带动螺纹套管转动，螺纹套管转动打动螺纹立柱
实现升降，螺纹立柱带动电动伸缩杆实现升降，电动伸缩杆带动弹性夹板实现升降，然后松开l形底座连接杆，此时在调节弹簧弹性复原的作用下，调节弹簧会带动使得l形底座连接杆对调节连杆进行收纳，此时三个l形底座连接杆会被动的进行复位，控制弹性夹板及其外侧的磁性固定块与工件接触,另外一个通过电动伸缩杆的伸缩作用达到同样目的，此时通过激光测距仪检测工件待加工面的倾斜角度，并控制弹性夹板的局部电磁铁的通电实现磁性固定块对工件倾斜的调节作用，最后通过电动伸缩杆及电磁铁支撑板内电磁铁的支撑作用实现对工件的夹紧。
7.优选的，所述螺纹套管的内侧与螺纹立柱的外侧均设置有旋向完全相同的螺纹，所述螺纹套管与螺纹立柱通过螺纹连接。
8.优选的，所述弹性夹板的内部固定安装有若干均匀分布的电磁铁，通过改变所述若干电磁铁的通电情况来磁性控制磁性固定块在弹性夹板外侧的位置。
9.优选的，所述调节连杆活动插接在l形底座连接杆内部的端部设置有限位板，所述限位板通过焊接固定在调节连杆的端部。
10.优选的，所述螺纹套管的上下端部与电磁铁支撑板的中间均设置有滚珠轴承，所述螺纹套管与电磁铁支撑板通过滚珠轴承连接。
11.优选的，所述调节连杆的外端与电磁铁支撑板的底端侧面完全贴合，所述调节连杆与电磁铁支撑板通过焊接固定。
12.优选的，所述电磁铁支撑板设置有4个，所述4个电磁铁支撑板沿装置的竖直中心轴圆周阵列分布。
13.优选的，所述电磁铁支撑板的一侧开凿有滑槽，所述滑槽内滑动连接有电动伸缩杆。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1、本发明通过弹性夹板内部的电磁铁、弹性夹板外表面的激光测距仪和磁性固定块的相互作用，解决了工件的待加工面的与工具电机不垂直的问题，通过弹性夹板外表面的多个激光测距仪的测距效果，以及多个激光测距仪自身的高度差，可计算出加工工件的加工面与水平面夹角，然后通过升高较低侧的弹性夹板来实现代加工工件的加工面的水平。该操作检测精度高，避免了人工肉眼检测的局限性，同时由电动伸缩杆自身的调节作用来解决该问题，操作简单，工作效率与安全性高。
16.2、本发明通过设置l形底座连接杆、电磁铁支撑板、调节连杆、螺纹立柱、防水电机、弹性夹板、调节弹簧、磁性固定块、电动伸缩杆的相互作用，解决了对代加工工件的夹紧操作，调节连杆用于调整装置的大范围的张开与收缩，防水电机带动丝杆螺母机构提升弹性夹板的高度，电动伸缩杆用于控制弹性夹板沿xy轴的移动，同时靠电磁铁支撑板的磁性控制磁性固定块与代加工工件的夹紧操作，该操作简单方便，且夹紧效果好，工件在夹具中不会发生晃动等情况。
17.3、本发明通过对称设置电动伸缩杆、弹性夹板和磁性固定块，解决了在实际加工过程中工件所有面进行加工的问题，当需要改变待加工面，只需输入带沿任一轴的转动角度，则垂直于该轴的两个弹性夹板松开，该轴的弹性夹板在电动伸缩杆的转动带动下发生转动，弹性夹板内部的角度传感器用以检测转动的角度并控制开始与停止，达到合适的角度后只需控制另两个弹性夹板进行夹紧即可。该操作方便快捷，在加工过程中实现一次装
夹可对所有面的依次进行加工，避免了对零件的多次装夹，提高工作效率与工作安全性。
18.4.本发明通过设置两组对称分布的电动伸缩杆、弹性夹板和磁性固定块，解决了实际加工过程中代加工工件的加工面在空间上发生转变的问题，当工件的待工作面改变为工件的任一面时，则需要控制空间先沿一个轴旋转合适的角度后，在沿另一轴旋转一定的角度，最终有激光测距仪判断出是否到达合适的位置。该操作方便快捷，可实现一次装夹而对代加工工件的特定面进行加工，完全释放了人力，全由机械操作完成，且结合之前的定位夹紧方式，装夹精度更高，操作更简便。
附图说明
19.图1为本发明整体的结构示意图；
20.图2为本发明整体的底部结构剖视示意图；
21.图3为本发明正视局部结构剖视示意图；
22.图4为本发明a的局部放大示意图。
23.图中：1、l形底座连接杆；2、电磁铁支撑板；3、调节连杆；4、螺纹立柱；5、防水电机；6、滑槽；7、弹性夹板；8、调节弹簧；9、调节齿轮；10、套管齿轮；11、螺纹套管；12、磁性固定块；13、电动伸缩杆。
具体实施方式
24.第一实施例
25.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。
26.请参阅图1至图4，本发明提供的一种实施例：一种可匹配不同外形零件的磁吸式电火花加工用夹具，包括四个l形底座连接杆1，l形底座连接杆1与相邻的l形底座连接杆1端部与端部中间均设置有电磁铁支撑板2，电磁铁支撑板2设置有4个，4个电磁铁支撑板2沿装置的竖直中心轴圆周阵列分布，该分布方式使得夹具对工件的x轴y轴均有作用力，且作用力对称均匀分布，更加合理的实现定位与夹紧，电磁铁支撑板2内的固定安装有电磁铁，其通电性能受机床控制，当定位工作已完成后，对电磁铁支撑板2内部的电磁铁通电，则电磁铁支撑板2自身带有一定的磁性，该磁性不仅可以通过磁力实现与机床固定作用，还可以与下面介绍的弹性夹板7内的电磁铁的磁力相反，因此会对其施加一定的磁力相克作用，会控制弹性夹板7更好的对工件进行夹紧，电磁铁支撑板2得到底端两侧均固定安装有调节连杆3，调节连杆3的外端与电磁铁支撑板2的底端侧面完全贴合，调节连杆3与电磁铁支撑板2通过焊接固定，焊接加强了电磁铁支撑板2与调节连杆3的连接性能和稳定性能，具有很好的机械强度，不会轻易出现断裂，调节连杆3的另一端活动插接在电磁铁支撑板2远离一侧的l形底座连接杆1的端部内侧，调节连杆3插接在l形底座连接杆1端部内侧的部分外侧设置有调节弹簧8，调节连杆3活动插接在l形底座连接杆1内部的端部设置有限位板，限位板通过焊接固定在调节连杆3的端部，限位板可以限制调节连杆3的行程，避免调节连杆3与l形底座连接杆1出现脱离，影响装置正常使用，电磁铁支撑板2的上表面设置有防水电机5，防水电机5的输出轴外侧固定安装有调节齿轮9，调节齿轮9的一侧设置有套管齿轮10，套管齿轮10的中间贯穿固定安装有螺纹套管11，螺纹套管11的上下端部与电磁铁支撑板2的中
间均设置有滚珠轴承，螺纹套管11与电磁铁支撑板2通过滚珠轴承连接，滚珠轴承结构简单、使用方便，将螺纹套管11与电磁铁支撑板2进行隔离，便于螺纹套管11自由旋转且受到的阻力较小，螺纹套管11的中间贯穿活动设置有螺纹立柱4，螺纹套管11的内侧与螺纹立柱4的外侧均设置有旋向完全相同的螺纹，螺纹套管11与螺纹立柱4通过螺纹连接，螺纹连接使得螺纹套管11在旋转时可以带动螺纹立柱4进行顶起，使得螺纹立柱4带动滑槽6进行位置调节，螺纹立柱4的一侧固定安装有电动伸缩杆13，电动伸缩杆13可控制弹性夹板7的伸缩长度，以此更好的实现对工件的夹紧作用，电磁铁支撑板2的一侧开凿有滑槽6，滑槽6内滑动连接有电动伸缩杆13，电动伸缩杆13的远离电磁铁支撑板2的一侧固定安装有弹性夹板7，弹性夹板7的内部固定安装有若干均匀分布的电磁铁，通过改变若干电磁铁的通电情况来磁性连接磁性固定块12，弹性夹板7的外表面固定安装有若干个激光测距仪，激光测距仪用于检测加工面与水平面的夹角，弹性夹板7远离电动伸缩杆13的一侧活动连接有2个磁性固定块12，磁性固定块12的材料为可变形磁铁，自身具备一定的磁力，且由于自身的弹性性质，其可与工件通过磁力完美贴合，对工件有更好的夹紧效果，磁性固定块12与工件接触面固定安装有压力传感器，通过压力传感器来检测夹具对工件的夹紧效果是否达到所设定的压力阈值。
27.当工件放置到夹具内时，夹具需通过定位和夹紧两个步骤对工件实现固定的，接下来以放置一不规则多边体为例，介绍定位夹紧具体过程需要用到的零部件及其具体的控制原理，首先通过控制调节连杆3来将夹具充分的撑开，以便放入工件，之后将工件放置进夹具内，通过防水电机5带动丝杆螺母机构的运作，实现弹性夹板7升降，找到合适的位置后调节连杆3会在调节弹簧8的作用下收回夹紧，当三个方向通过弹性夹板7及磁性固定块12抵住工件无法继续收缩后，第四个方向需通过调节电动伸缩杆13来控制弹性夹板7与工件实现接触，此时仅实现了夹具的进给工作，之后需要完成定位工作，此时弹性夹板7上均匀分布的激光测距仪发挥作用，激光测距仪定期向对面发射激光信号并通过对面的反射作用接收激光信号，当无工件夹持时，激光测距仪返回的时间是一定的，当在夹具内夹持有工件，工件的加工面处于水平面时，位于工件加工面上部的激光测距仪检测到的位移信号仍不变，为原始位移距离，此时工件处于合适的加工位置，但工件的待加工面倾斜需调整时，则通过激光测距仪的检测可判断该位置的激光测距仪水平方向上到工件代加工表面的距离为l，同理，竖直方向上与该激光测距仪等距分布的另一激光测距仪检测到的位移距离为l，竖直方向相邻分布的两个激光测距仪的距离为d，则该竖直方向上待加工面的倾斜角的公式为：则该倾斜角度为由该计算方式，并结合弹性夹板7外表面均匀分布若干个激光测距仪，从而可通过机床终端模拟计算出该工件代加工表面的倾斜角度，较大角度的误差可直接通过人工进行调整，当倾斜误差无法被人眼所识别，但其误差仍能影响加工精度时，弹性夹板7内的电磁铁局部范围内通电，实现弹性夹板7局部范围内具有磁性，则磁性固定块12会在该磁力的吸引下移动到该位置，尤其以工件待加工面的倾斜方向的磁性固定块12会根据终端的计算移动到可使工件发生转动的位置，电动伸缩杆13在电控下带着弹性夹板7朝着工件方向移动，并实现磁性固定块12与工件的接触，在继续进给过程中，磁性固定块12会在倾斜方向对工件施加一定的支撑力，使工件逐渐实现待加工面的水平，此时定位操作已完成，需进行夹紧工作，通过激光测距仪及机床终端计算可
确定出各磁性固定块12的最佳夹紧位置，并通过弹性夹板7的电磁铁的磁力效应带动磁性固定块12到达相应位置，夹紧时电动伸缩杆13持续进给，控制弹性夹板7带着磁性固定块12与工件接触夹紧，同时电磁铁支撑板2内的电磁铁通电，电磁铁支撑板2通过电磁效应可与机床实现固定，并且其产生的磁性与弹性夹板7产生的磁性相反，刚好可以对弹性夹板7施加相斥的作用力，对弹性夹板7做进一步的支撑作用，当磁性固定块12与工件接触面的压力传感器检测到压力值以达到所设定的压力阈值时，会停止电动伸缩杆13的进给，并通过电动伸缩杆13物理支撑及电磁铁支撑板2的磁力相斥实现固定的。
28.使用时，将四个l形底座连接杆1向装置端角外侧进行拉动，拉动时会使得电磁铁支撑板2底端侧面固定且另一端活动插接在l形底座连接杆1内部的调节连杆3从l形底座连接杆1内部伸出，同时调节连杆3外侧的调节弹簧8被动压缩，在四个l形底座连接杆1完全打开后，将需要进行定位的工件放置四个l形底座连接杆1的中间，启动防水电机5，防水电机5带动调节齿轮9转动，调节齿轮9带动套管齿轮10转动，套管齿轮10带动螺纹套管11转动，螺纹套管11转动打动螺纹立柱4实现升降，螺纹立柱4带动电动伸缩杆13实现升降，电动伸缩杆13带动弹性夹板7实现升降，然后松开l形底座连接杆1，此时在调节弹簧8弹性复原的作用下，调节弹簧8会带动使得l形底座连接杆1对调节连杆3进行收纳，此时三个l形底座连接杆1会被动的进行复位，控制弹性夹板7及其外侧的磁性固定块12与工件接触,另外一个通过电动伸缩杆13的伸缩作用达到同样目的，此时通过激光测距仪检测工件待加工面的倾斜角度，并控制弹性夹板7的局部电磁铁的通电实现磁性固定块12对工件倾斜的调节作用，最后通过电动伸缩杆13及电磁铁支撑板2内电磁铁的支撑作用实现对工件的夹紧。
29.本发明通过弹性夹板2内部的电磁铁、弹性夹板7外表面的激光测距仪和磁性固定块12的相互作用，解决了工件的待加工面与工具电机不垂直的问题，该操作检测精度高，避免了人工肉眼检测的局限性，同时由电动伸缩杆13自身的调节作用来解决该问题，操作简单，工作效率与安全性高。
30.本发明通过设置l形底座连接杆1、电磁铁支撑板2、调节连杆3、螺纹立柱4、防水电机5、弹性夹板7、调节弹簧8、磁性固定块12、电动伸缩杆13的相互作用，解决了对代加工工件的夹紧操作，调节连杆3用于调整装置的大范围的张开与收缩，防水电机5带动丝杆螺母机构提升弹性夹板7的高度，电动伸缩杆13用于控制弹性夹板7沿xy轴的移动，同时靠a2的磁性控制磁性固定块12与工件的夹紧操作，该操作简单方便，且夹紧效果好，工件在夹具中不会发生晃动等情况。
31.第二实施例
32.基于第一实施例提供的一种可匹配不同外形零件的磁吸式电火花加工用夹具，仅实现了对电火花加工用的夹具的装夹操作，而在实际运用过程中，需对所有面进行电火花加工时，就需要重新进行多次装夹操作，在刚进行过电火花加工后的电解质溶液中进行装夹操作不仅降低了工作效率，还存在一定的安全隐患，为了避免多次装夹操作的出现，在加工过程中就可实现加工面的调整的操作，参考图1-4，一种可匹配不同外形零件的磁吸式电火花加工用夹具还包括弹性夹板7的内部固定安装有角度传感器，角度传感器用于检测相对两个弹性夹板7的转动角度，角度传感器就可以实时检测并控制弹性夹板7的转动角度，电动伸缩杆13在电性控制下可以发生一定的转动。
33.以实际加工为例，设任意两个相对的弹性夹板7的连接面为x面，其x面的中心轴为
x轴，则于x面垂直的面为y面，y面同样也是另两各相对的弹性夹板7的连接面，y面的中心轴为y轴，为实现对工件所有面的加工，当加工面加工完成后，需要对于加工面的相邻面进行加工，该相邻面为工件沿x轴转动的相邻面，此时只需在机床终端输入沿x轴转动的角度，实行更改加工面的操作，则y面的两个电动伸缩杆13在电性控制下收缩，带动弹性夹板7松开对工件的夹紧，之后电动伸缩杆13转动带动工件沿x轴转动一定的角度，并由弹性夹板7内的角度传感器实时控制，当达到所需转动的角度后，y面的两个电动伸缩杆13在电性控制下伸长，使y面磁性固定块12与工件接触，此时x轴的电动伸缩杆13也会在电性控制下适当的收缩，使x面的磁性固定块12与工件接触，此时继续重复第一实施例内的定位操作，通过弹性夹板7外表面的激光测距仪控制工件的第二待加工面水平，此时在由电动伸缩杆13伸长实现磁性固定块12对工件的夹紧操作，沿y轴转动与x轴操作相同，在此就不做赘述。
34.本发明通过对称设置电动伸缩杆13、弹性夹板7和磁性固定块12，解决了在实际加工过程中对工件所有面进行加工的问题，当需要改变待加工面，只需输入带沿任一轴的转动角度，则垂直于该轴的两个弹性夹板7松开，该轴的弹性夹板7在电动伸缩杆13的转动带动下发生转动，弹性夹板7内部的角度传感器用以检测转动的角度并控制开始与停止，达到合适的角度后只需控制另两个弹性夹板7进行定位夹紧即可。该操作方便快捷，在加工过程中实现一次装夹可对所有面的依次进行加工，避免了对零件的多次装夹，提高工作效率与工作安全性。
35.第三实施例
36.基于第二实施例提供的一种可匹配不同外形零件的磁吸式电火花加工用夹具，仅实现了电火花加工时对所有面加工的自动装夹过程，但在实际加工过程中，有时候只需加工任意几个面，且几个面没有固定的角度关系，此时如若一个面一个面的进行装夹过去，不仅工作效率缓慢，多次装夹也会对工件造成损坏，为了避免工件进行多次装夹，还可以配合机床终端控制系统及夹具实行以下操作：
37.当工件的一个加工面加工完成后，需要对特定的另一待加工面进行加工时，同第二实施例相似优先确定x面和y面，z面为工件竖直方向上的移动面，其可通过防水电机5带动电动伸缩杆13实现再z面上的位移，由第一实施例可知，通过弹性夹板7外表面的激光测距仪可以检测到待加工面与已加工完成面的空间位置上的夹角，通过机床终端计算出工件需转动角度，然后分解到x轴、y轴和z轴上面，以此控制工件沿x轴、y轴和z轴转动到达代加工面即可，具体操作可结合第二实施例，先电性控制y面的两个电动伸缩杆13收缩，使该面的磁性固定块12不与工件接触，此时控制x面的电动伸缩杆13沿x轴旋转一定的角度，并控制防水电机5控制电动伸缩杆13在竖直方向上的升降，从而确定到达合适高度，之后电性控制y面电动伸缩杆13伸长，使磁性固定块12与工件接触并夹紧，之后x面的电动伸缩杆13收缩一定距离，使x面的磁性固定块12不与工件接触，此时重复上述操作，使工件沿y轴转动一定角度，并控制x面上的电动伸缩杆13升降一定高度，再控制x面的电动伸缩杆13与工件夹持，之后重复第一实施例的对工件的定位夹紧操作，使夹具对工件进行夹紧，当需对工件的多个面进行加工时，只需再最初测量角度之后，机床终端选择最佳的转动方式，然后以此进行该操作即可，重复操纵再次不做赘述。
38.本发明通过设置两组对称分布的电动伸缩杆13、弹性夹板7和磁性固定块12，解决了实际加工过程中工件的待加工面在空间上发生转变的问题，当工件的待工作面改变为工
件的任一面时，则需要控制空间先沿一个轴旋转合适的角度后，在沿另一轴旋转一定的角度，最终由激光测距仪判断出是否到达合适的位置。该操作方便快捷，可实现一次装夹而对代加工工件的特点面进行加工，完全释放了人力，全由机械操作完成，且结合之前的定位夹紧方式，装夹精度更高，操作更简便。
39.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。