成型电极机头机构的制作方法

1.本实用新型涉及涡轮叶片扩散孔加工技术领域，尤其是一种成型电极机头机构。


背景技术：

2.航空发动机制造技术是衡量一个国家工业整体实力和科技水平的重要标志，而衡量发动机性能最重要的一个指标是推重比，为了提高发动机推重比，提高涡轮前温是最直接的手段。目前先进的航空发动机涡轮进口燃气温度已超过1900k，压力达到50个大气压，驱动涡轮转速超过5000转/分钟，而涡轮叶片要在这种高温、高压、高转速、高负荷环境下有数千小时的工作寿命，如此苛刻的要求最终要落实到尖端的材料和制造工艺上。高压涡轮利用高温高压燃气冲击涡轮叶片做功，将燃气热能转化为机械能，涡轮叶片是航空发动机中技术要求最高的核心部件。为了保证涡轮叶片能够在高于其熔点温度的燃气中可靠运转，必须采用气膜冷却技术，即利用空心涡轮叶片内部释放出来的冷空气，通过叶片上分布的数排微小气膜孔在叶片表面形成一薄层冷空气膜来达到隔离高温燃气流保护叶片的目的。
3.现有技术中，涡轮叶片上的气膜冷却扩散孔的电火花加工，主要直接采用电机通过传动机构来驱动电极实现转动，但这种方法会难以控制电极的转动角度，影响孔径精度和加工效率；此外，现有技术的电火花加工，仅采用一个z轴模组来控制电极上下位移，这样无法兼顾位移速度和位移精度；因此，现有的电火花加工机构，无法很好保证产品的加工质量，导致成品合格率不高，容易给公司造成经济损失。


技术实现要素：

4.本技术人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种成型电极机头机构，从而能够保证产品的加工质量，提高成品合格率。
5.本实用新型所采用的技术方案如下：
6.一种成型电极机头机构，包括第一支架，第一支架的顶面安装有第一电机，位于第一电机侧方的第一支架顶面安装有编码器；第一支架内安装有传动机构，传动机构一端与第一电机相连，传动机构另一端与编码器相连；传动机构底面与第二支架顶面相连；第二支架安装有小z模组，小z模组上安装有沿z轴方向滑动的第五支架，第五支架的底面安装有连接轴，连接轴的下端安装有成型电极。
7.作为上述技术方案的进一步改进：
8.所述第二支架的具体结构为：包括水平的顶板，顶板的底部和l形板的上端相连，所述连接轴上下贯通该l形板的底部。
9.所述小z模组的具体结构为：包括第三电机，第三电机安装在所述顶板的顶面，第三电机输出轴朝下穿过顶板并在轴端同轴连接有小z丝杆，小z丝杆转动安装在所述l形板的内侧，小z丝杆上螺旋配装有小z螺母，小z螺母外侧面安装所述第五支架，第五支架和所述连接轴上端相连。
10.还包括连接板，连接板一侧滑动安装于大z模组上，连接板另一侧上下间隔安装第一支架和第三支架；所述连接轴上下贯穿第三支架，连接轴经由轴承与第三支架转动安装。
11.所述大z模组的具体结构为：包括第四支架，第四支架的顶面安装有第二电机，第二电机的输出轴朝下伸出，且第二电机的输出轴下端同轴连接有大z丝杆，大z丝杆转动安装在第四支架内，大z丝杆上螺旋配装有大z螺母，大z螺母外侧面安装所述连接板。
12.所述成型电极上端安装有成型电极套，成型电极套上端安装在成型电极基座的底面，成型电极基座的顶面与所述连接轴相连。
13.所述传动机构的具体结构为：包括并列设置的第一皮带轮和第二皮带轮；第一皮带轮和第二皮带轮通过皮带相连；第一皮带轮安装在第一电机的输出轴上，第二皮带轮安装在传动轴上，传动轴上端与编码器相连，传动轴下端与所述第二支架的顶面相连。
14.在第一支架上对应第一电机的输出轴位置开设有第一通孔，第一电机的输出轴转动穿过该第一通孔；在第一支架上对应传动轴位置开设有第二通孔，传动轴转动穿过该第二通孔。
15.本实用新型的有益效果如下：
16.本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过使用编码器和第一电机配合，实现成型电极的高精度旋转；通过使用大z模组和小z模组配合，提高气膜冷却扩散孔的尺寸精度和保证深径比；进而能够提高产品的加工质量，提高产品合格率。
17.本实用新型还包括如下优点：
18.(1)第一电机通过传动机构和编码器相连，传动机构通过连接轴、第二支架和成型电极相连，实现高精度旋转和高精度确定孔深，有利于提高气膜冷却扩散孔的尺寸精度和保证深径比，提高加工效率。
19.(2)第一电机带动第二支架和成型电极一起转动，而第一支架和第三支架不会跟着转动，因此大z模组所实现的成型电极在z轴方向上的位移和成型电极的转动之间互不干涉，避免大z模组跟着转动而使整个成型电极机头机构出现不稳定的情况。
20.(3)小z模组可以跟随第二支架一起转动，这样小z模组可以更方便地控制成型电极在z轴方向上的小位移。
21.(4)大z模组和小z模组互相配合，既可以从快速调整成型电极在z轴方向上的位移，也可以精确调整成型电极在z轴方向上的位移。
22.(5)第二支架包括顶板和l形板，可以方便安装小z模组在第二支架内，同时，第二支架的上端通过传动机构与第一支架相连，第二支架的下端通过连接轴与第三支架相连，这样，第二支架的整体旋转不会带动第一支架和第三支架，而跟随连接板上下运动的第一支架和第三支架则可以带动第二支架上下运动，更有利于整个成型电极机头机构的稳定性。
附图说明
23.图1为本实用新型的主视图。
24.图2为本实用新型中第一支架、第一电机、编码器和传动机构的安装示意图。
25.图3为本实用新型中第二支架和小z模组的结构示意图。
26.图4为本实用新型中大z模组的结构示意图。
27.其中：
28.1、第一支架；11、第一电机；12、编码器；
29.2、第二支架；
30.3、第三支架；
31.4、传动机构；41、第一皮带轮；42、第二皮带轮；43、皮带；44、传动轴；
32.5、连接轴；
33.6、成型电极；61、成型电极套；62、成型电极基座；
34.7、连接板；
35.8、大z模组；81、第四支架；82、第二电机；83、大z丝杆；84、大z螺母；
36.9、小z模组；91、第三电机；92、小z丝杆；93、小z螺母；94、第五支架。
具体实施方式
37.下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。
38.实施例：如图1所示，本实施例的成型电极机头机构，包括第一支架1，第一支架1的顶面安装有第一电机11，位于第一电机11侧方的第一支架1顶面安装有编码器12；第一支架1内安装有传动机构4，传动机构4一端与第一电机11相连，传动机构4另一端与编码器12相连；传动机构4底面与第二支架2顶面相连；第二支架2安装有小z模组9，小z模组9上安装有沿z轴方向滑动的第五支架94，第五支架94的底面安装有连接轴5，连接轴5的下端安装有成型电极6。
39.本实施例中，第一电机11通过传动机构4和编码器12相连，传动机构4通过连接轴5、第二支架2和成型电极6相连，实现高精度旋转和高精度确定孔深，有利于提高气膜冷却扩散孔的尺寸精度和保证深径比，提高加工效率。
40.如图1和图3所示，第二支架2的具体结构为：包括水平的顶板，顶板的底部和l形板的上端相连，连接轴5上下贯通该l形板的底部。
41.如图3所示，小z模组9的具体结构为：包括第三电机91，第三电机91安装在顶板的顶面，第三电机91输出轴朝下穿过顶板并在轴端同轴连接有小z丝杆92，小z丝杆92转动安装在l形板的内侧，小z丝杆92上螺旋配装有小z螺母93，小z螺母93外侧面安装第五支架94，第五支架94和连接轴5上端相连。
42.本实施例中，通过启动第三电机91，第三电机91带动小z丝杆92转动，小z丝杆92的转动使小z螺母93在小z丝杆92上做沿z轴方向的位移，小z螺母93带动第五支架94、连接轴5和成型电极6的位移，实现精确调整成型电极6在z轴上的位移的效果。
43.如图1所示，还包括连接板7，连接板7一侧滑动安装于大z模组8上，连接板7另一侧上下间隔安装第一支架1和第三支架3；连接轴5上下贯穿第三支架3，连接轴5经由轴承与第三支架3转动安装。实施时，还可以在第三支架3上开设有第三通孔，轴承安装在该第三通孔内，这样可以保证连接轴5的稳定转动。
44.本实施例中，第一电机11带动第二支架2和成型电极6一起转动，而第一支架1和第三支架3不会跟着转动，因此大z模组8所实现的成型电极6在z轴方向上的位移和成型电极6的自身转动之间互不干涉，避免大z模组8跟着第一电机11转动而使整个成型电极机头机构出现不稳定的情况。实施时，第二支架2的通孔上安装有轴承，以供连接轴5穿过。
45.如图1和图4所示，大z模组8的具体结构为：包括第四支架81，第四支架81的顶面安装有第二电机82，第二电机82的输出轴朝下伸出，且第二电机82的输出轴下端同轴连接有大z丝杆83，大z丝杆83转动安装在第四支架81内，大z丝杆83上螺旋配装有大z螺母84，大z螺母84外侧面安装连接板7。
46.本实施例中，通过启动第二电机82，第二电机82带动大z丝杆83转动，大z丝杆83的转动使大z螺母84在大z丝杆83上做沿z轴方向的位移，大z螺母84带动连接板7和连接板7上的第一支架1和第三支架3的位移，实现快速调整成型电极6在z轴上的位移的效果。
47.如图1所示，成型电极6上端安装有成型电极套61，成型电极套61上端安装在成型电极基座62的底面，成型电极基座62的顶面与连接轴5相连。
48.如图1和图2所示，传动机构4的具体结构为：包括并列设置的第一皮带轮41和第二皮带轮42；第一皮带轮41和第二皮带轮42通过皮带43相连；第一皮带轮41安装在第一电机11的输出轴上，第二皮带轮42安装在传动轴44上，传动轴44上端与编码器12相连，传动轴44下端与第二支架2顶板的顶面相连。
49.如图1和图2所示，在第一支架1上对应第一电机11的输出轴位置开设有第一通孔，第一电机11的输出轴转动穿过该第一通孔；在第一支架1上对应传动轴44位置开设有第二通孔，传动轴44转动穿过该第二通孔。
50.实施时，还可以在第一通孔内安装与第一电机11的输出轴相配合的轴承，在第二通孔内安装与传动轴44相配合的轴承，起到保证传动机构4和传动轴44稳定运行的效果。
51.需要说明的是，编码器12的具体结构、具体传感限位效果和具体控制转动精度的原理是本领域技术人员的常规手段，编码器12可以直接在市场上购买，并按照说明书来安装使用，编码器12本身并不是本技术所欲保护的内容，在此不做赘述。
52.需要说明的是，本实施例中，z轴方向指的是竖直方向。
53.需要说明的是，本实施例中，成型电极6的具体开孔原理和具体实现开孔的结构是本领域技术人员的常规手段，不是本技术所欲保护的内容，在此不做赘述。
54.本实用新型的的安装和使用方法如下：成型电极6通过成型电极套61和成型电极基座62固定在连接轴5上，连接轴5通过第二支架2固定在小z模组9上，这样，第一电机11通过传动机构4带动第二支架2旋转，并使成型电极6旋转。当需要调整成型电极6在z轴上的位移时，通过大z模组8控制连接板7对第一支架1、第二支架2和第三支架3的整体进行上下运动，再通过小z模组带动第五支架94使成型电极6单独进行进给运动，实现在z轴上的精确位移的控制。
55.本实用新型通过使用编码器12和第一电机11配合，实现成型电极6的高精度旋转；通过使用大z模组8和小z模组9配合，提高成型电极6的进给精确度，进而能够提高气膜冷却扩散孔的尺寸精度和保证深径比。
56.以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

技术特征：
1.一种成型电极机头机构，其特征在于：包括第一支架(1)，第一支架(1)的顶面安装有第一电机(11)，位于第一电机(11)侧方的第一支架(1)顶面安装有编码器(12)；第一支架(1)内安装有传动机构(4)，传动机构(4)一端与第一电机(11)相连，传动机构(4)另一端与编码器(12)相连；传动机构(4)底面与第二支架(2)顶面相连；第二支架(2)安装有小z模组(9)，小z模组(9)上安装有沿z轴方向滑动的第五支架(94)，第五支架(94)的底面安装有连接轴(5)，连接轴(5)的下端安装有成型电极(6)。2.如权利要求1所述的成型电极机头机构，其特征在于：所述第二支架(2)的具体结构为：包括水平的顶板，顶板的底部和l形板的上端相连，所述连接轴(5)上下贯通该l形板的底部。3.如权利要求2所述的成型电极机头机构，其特征在于：所述小z模组(9)的具体结构为：包括第三电机(91)，第三电机(91)安装在所述顶板的顶面，第三电机(91)输出轴朝下穿过顶板并在轴端同轴连接有小z丝杆(92)，小z丝杆(92)转动安装在所述l形板的内侧，小z丝杆(92)上螺旋配装有小z螺母(93)，小z螺母(93)外侧面安装所述第五支架(94)，第五支架(94)和所述连接轴(5)上端相连。4.如权利要求1所述的成型电极机头机构，其特征在于：还包括连接板(7)，连接板(7)一侧滑动安装于大z模组(8)上，连接板(7)另一侧上下间隔安装第一支架(1)和第三支架(3)；所述连接轴(5)上下贯穿第三支架(3)，连接轴(5)经由轴承与第三支架(3)转动安装。5.如权利要求4所述的成型电极机头机构，其特征在于：所述大z模组(8)的具体结构为：包括第四支架(81)，第四支架(81)的顶面安装有第二电机(82)，第二电机(82)的输出轴朝下伸出，且第二电机(82)的输出轴下端同轴连接有大z丝杆(83)，大z丝杆(83)转动安装在第四支架(81)内，大z丝杆(83)上螺旋配装有大z螺母(84)，大z螺母(84)外侧面安装所述连接板(7)。6.如权利要求1所述的成型电极机头机构，其特征在于：所述成型电极(6)上端安装有成型电极套(61)，成型电极套(61)上端安装在成型电极基座(62)的底面，成型电极基座(62)的顶面与所述连接轴(5)相连。7.如权利要求1所述的成型电极机头机构，其特征在于：所述传动机构(4)的具体结构为：包括并列设置的第一皮带轮(41)和第二皮带轮(42)；第一皮带轮(41)和第二皮带轮(42)通过皮带(43)相连；第一皮带轮(41)安装在第一电机(11)的输出轴上，第二皮带轮(42)安装在传动轴(44)上，传动轴(44)上端与编码器(12)相连，传动轴(44)下端与所述第二支架(2)的顶面相连。8.如权利要求7所述的成型电极机头机构，其特征在于：在第一支架(1)上对应第一电机(11)的输出轴位置开设有第一通孔，第一电机(11)的输出轴转动穿过该第一通孔；在第一支架(1)上对应传动轴(44)位置开设有第二通孔，传动轴(44)转动穿过该第二通孔。

技术总结
本实用新型涉及成型电极机头机构，包括第一支架，第一支架的顶面安装有第一电机，位于第一电机侧方的第一支架顶面安装有编码器；第一支架内安装有传动机构，传动机构一端与第一电机相连，传动机构另一端与编码器相连；传动机构底面与第二支架顶面相连；第二支架的底面安装有连接轴，连接轴的下端安装有成型电极。本实用新型通过使用编码器和第一电机配合，实现成型电极的高精度旋转；通过使用大Z模组和小Z模组配合，提高气膜冷却扩散孔的尺寸精度和保证深径比；进而能够提高产品的加工质量，提高产品合格率。提高产品合格率。提高产品合格率。


技术研发人员：蒋锡伟 黄文益 虞锋
受保护的技术使用者：无锡微研精微机械技术有限公司
技术研发日：2022.11.29
技术公布日：2023/8/17