本發(fā)明涉及一種專用刀柄，尤其是一種主軸—擺錘驅(qū)動電極旋振式高能微弧火花沉積刀柄。

背景技術(shù)：

近年來高能微弧火花表面強化技術(shù)已廣泛應(yīng)用在航空、能源、汽車以及傳統(tǒng)機械行業(yè),并通過其獨特的工藝特點（如：強化過程中對工件表面熱輸入量低，強化層與基體間冶金結(jié)合，容易實現(xiàn)異種材料焊接，電極材料選擇容易等），使這一技術(shù)在近年的應(yīng)用推廣中取得快速發(fā)展，并確立了其在再制造技術(shù)領(lǐng)域中的特殊地位。然而，到目前為止，高能微弧火花沉積工藝依然采用手工操作，由于人工因素控制沉積過程，高能微弧火花沉積工藝手動操作會導(dǎo)致以下問題：

1.沉積效率很低；

2.涂層制備效果因人而異；

3.工藝再現(xiàn)性很差；

4.涂層結(jié)構(gòu)、性能和表觀特征不可控；

5.勞動強度大；

手工操作的以上弊端，這使得該工藝在走向大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用過程中面臨著巨大困難，要使高能微弧火花沉積工藝發(fā)揮出巨大的工業(yè)應(yīng)用潛力，則實現(xiàn)其工藝過程的自動化、數(shù)控化，是該工藝必須經(jīng)歷的階段。

在數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)下，將數(shù)控技術(shù)和高能微弧火花表面強化技術(shù)集成起來，建立起一種高能微弧火花數(shù)控化沉積工藝平臺，借助數(shù)控技術(shù)軟、硬件發(fā)展成果，實現(xiàn)對高能微弧火花沉積工藝過程的數(shù)控化精確控制，克服手工沉積弊端，從而實現(xiàn)對涂層結(jié)構(gòu)、性能和表觀特征的精確控制，成為高能微弧火花沉積工藝未來發(fā)展的必經(jīng)階段。

將現(xiàn)有數(shù)控機床和高能微弧火花沉積工藝集成的關(guān)鍵在于設(shè)計一種特殊刀柄，該刀柄能在數(shù)控銑床主軸驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)從而帶動電極的旋轉(zhuǎn)，同時也能夠?qū)⒏吣芪⒒』鸹ǔ练e電源正極在刀柄旋轉(zhuǎn)時能順利傳導(dǎo)到電極。

當(dāng)電極在數(shù)控銑床主軸驅(qū)動下，僅能旋轉(zhuǎn)而不具備振動功能時，沉積過程必須嚴格控制電極—工件間隙：間隙過小，放電微弱甚至于電極擠壓工件短路；間隙過大，則不放電。這種數(shù)控化沉積工藝對間隙大小的敏感性，帶來沉積過程不容易控制、工件水平度和平面度要求很高的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種主軸—擺錘驅(qū)動電極旋振式高能微弧火花沉積刀柄，減小沉積工藝過程控制難度，保證放電過程穩(wěn)定性，使高能微弧火花沉積工藝更具柔性。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種主軸—擺錘驅(qū)動電極旋振式高能微弧火花沉積刀柄，其其特征在于，，包括銑削刀柄、絕緣軸、沉積電源正極軸承、金屬活塞筒、擺錘、拉桿、小軸承、銷軸、活塞、輪軸、鉆夾頭和電極；

所述銑削刀柄包括拉釘和刀柄本體；

所述絕緣軸包括刀柄加持部、檔環(huán)、沉積電源正極軸承安裝部和外螺紋連接部；

所述沉積電源正極軸承包括接線柱和軸承本體；

所述金屬活塞筒包括擺桿連結(jié)耳、內(nèi)螺紋連接部、銷軸孔和活塞孔；

所述擺錘包括擺球、擺桿、擺桿—活塞筒連接孔和擺桿—拉桿連接孔；

所述拉桿包括桿體、拉桿—擺桿連接孔和拉桿—銷軸連接孔；

所述銷軸包括銷軸桿和銷軸—拉桿連接孔；

所述活塞包括銷軸孔和錐面部；

所述輪軸包括銷軸孔和小軸承安裝部；

所述絕緣軸的刀柄加持部裝入銑削刀柄后固定，沉積電源正極軸承裝配到絕緣軸電源正極軸承安裝部，金屬活塞筒通過內(nèi)螺紋連接部連接到絕緣軸外螺紋連接部，擺錘通過銷釘連接在活塞筒擺桿連接耳上，拉桿通過銷釘連接到擺錘，拉桿另一端通過銷釘連接銷軸，銷軸穿過輪軸銷軸孔，輪軸兩端安裝上兩個小軸承，活塞裝入活塞筒的活塞孔，銷軸穿過活塞筒銷軸孔和活塞銷軸孔，活塞錐面部裝配鉆夾頭，鉆夾頭上夾持電極。

進一步地，所述的刀柄為工業(yè)常用的銑削刀柄：有扁尾莫氏圓錐孔刀柄、無扁尾莫氏圓錐孔刀柄、強力夾頭刀柄、彈簧卡頭刀柄、自動換刀工具錐柄、削平型工具刀柄。

進一步地，所述的絕緣軸根據(jù)所用刀柄的不同，其刀柄加持部(2-1)可為圓柱面或錐度面。

進一步地，所述的絕緣軸的材質(zhì)為尼龍或聚四氟乙烯；所述的金屬活塞筒的材質(zhì)為導(dǎo)電良好的金屬材料：銅質(zhì)、鋁質(zhì)或鋼質(zhì)。

進一步地，所述電極的轉(zhuǎn)速通過數(shù)控銑床主軸的轉(zhuǎn)速控制。

進一步地，所述刀柄轉(zhuǎn)速增大時，擺錘帶動電極向上運動，刀柄轉(zhuǎn)速減小時，擺錘帶動電極向下運動。

進一步地，所述電極的上下振動通過數(shù)控程序控制主軸轉(zhuǎn)速，通過主軸的高速—低速旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電極的上—下振動。

進一步地，所述的沉積電源正極軸承用來連接高能微弧火花電源正極，工件連接高能微弧火花電源負極。

進一步地，金屬活塞筒頂緊沉積電源正極軸承內(nèi)圈，確保電極與沉積電源正極軸承接線柱為同一電位。

進一步地，所述的小軸承的滾動摩擦保證活塞能在擺錘的帶動下快速響應(yīng)其上下振動。

本發(fā)明一種主軸—擺錘驅(qū)動電極旋振式高能微弧火花沉積刀柄，減小沉積工藝過程控制難度，保證放電過程穩(wěn)定性，使高能微弧火花沉積工藝更具柔性。

附圖說明

圖1為具體實施方式一所述的一種主軸—擺錘驅(qū)動電極旋振式高能微弧火花沉積刀柄的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1中1為銑削刀柄，2為絕緣軸，3為沉積電源正極軸承，4為金屬活塞筒，5為擺錘，6為拉桿，7為小軸承，8為銷軸，9為活塞，10為輪軸，11為鉆夾頭，12為電極。

圖2為具體實施方式一所述的絕緣軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2中2-1為刀柄加持部，2-2為檔環(huán)，2-3為沉積電源正極軸承安裝部，2-4為外螺紋連接部；

圖3為具體實施方式一所述的沉積電源正極軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3中3-1為接線柱，3-2為軸承本體；

圖4為具體實施方式一所述的金屬活塞筒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4中4-1為擺桿連結(jié)耳，4-2為內(nèi)螺紋連接部，4-3為銷軸孔，4-4活塞孔；

圖5為具體實施方式一所述的擺錘的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5中5-1為擺球，5-2為擺桿，5-3為擺桿—活塞筒連接孔，5-4為擺桿—拉桿連接孔；

圖6為具體實施方式一所述的拉桿的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6中6-1為桿體，6-2為拉桿—擺桿連接孔；6-3為拉桿—銷軸連接孔；

圖7為具體實施方式一所述的小軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為具體實施方式一所述的銷軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8中8-1為銷軸桿，8-2為銷軸—拉桿連接孔；

圖9為具體實施方式一所述的活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9中9-1為銷軸孔，9-2為錐面部；

圖10為具體實施方式一所述的輪軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10中10-1為銷軸孔，10-2為小軸承安裝部；

圖11為具體實施方式一所述的鉆夾頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為具體實施方式一所述的電極的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對本發(fā)明的保護范圍有任何的限制作用。

如圖1-12所示的一種主軸—擺錘驅(qū)動電極旋振式高能微弧火花沉積刀柄，包括銑削刀柄1、絕緣軸2、沉積電源正極軸承3、金屬活塞筒4、擺錘5、拉桿6、小軸承7、銷軸8、活塞9、輪軸10、鉆夾頭11和電極12；

所述銑削刀柄1包括拉釘和刀柄本體；

所述絕緣軸2包括刀柄加持部2-1、檔環(huán)2-2、沉積電源正極軸承安裝部2-3和外螺紋連接部2-4；

所述沉積電源正極軸承3包括接線柱3-1和軸承本體3-2；

所述金屬活塞筒4包括擺桿連結(jié)耳4-1、內(nèi)螺紋連接部4-2、銷軸孔4-3和活塞孔4-4；

所述擺錘5包括擺球5-1、擺桿5-2、擺桿—活塞筒連接孔5-3和擺桿—拉桿連接孔5-4；

所述拉桿6包括桿體6-1、拉桿—擺桿連接孔6-2和拉桿—銷軸連接孔6-3；

所述銷軸8包括銷軸桿8-1和銷軸—拉桿連接孔8-2；

所述活塞9包括銷軸孔9-1和錐面部9-2；

所述輪軸10包括銷軸孔10-1和小軸承安裝部10-2；

所述絕緣軸2的刀柄加持部2-1裝入銑削刀柄1后固定，沉積電源正極軸承3裝配到絕緣軸2電源正極軸承安裝部2-3，金屬活塞筒4通過內(nèi)螺紋連接部4-2連接到絕緣軸外螺紋連接部2-4，擺錘5通過銷釘連接在活塞筒擺桿連接耳4-1上，拉桿6通過銷釘連接到擺錘5，拉桿6另一端通過銷釘連接銷軸8，銷軸8穿過輪軸銷軸孔10-1，輪軸10兩端安裝上兩個小軸承7，活塞9裝入活塞筒的活塞孔4-4，銷軸8穿過活塞筒銷軸孔4-3和活塞銷軸孔9-1，活塞錐面部9-2裝配鉆夾頭11，鉆夾頭11上夾持電極12。

本實施方式的原理和優(yōu)點：

本實施方式一種主軸—擺錘驅(qū)動電極旋振式高能微弧火花沉積刀柄解決了高能微弧火花數(shù)控化沉積過程中，電極的振動和旋轉(zhuǎn)問題，有效的解決了高能微弧火花沉積電源與數(shù)控機床之間的機電接口和電氣接口問題，通過對數(shù)控銑床主軸高低轉(zhuǎn)速控制，驅(qū)動擺錘帶動電極做旋轉(zhuǎn)及上下振動；

二、 本實施方式一種主軸—擺錘驅(qū)動電極旋振式高能微弧火花沉積刀柄可以保證高能微弧火花電源和機床控制電源之間的電氣隔離，保證沉積電壓的順利傳導(dǎo)而不會對數(shù)控銑床原有電氣狀態(tài)造成影響；

三、本實施方式可以通過對數(shù)控銑床主軸轉(zhuǎn)速的控制，控制擺錘的升降從而帶動電極的上下運動，實現(xiàn)電極的旋振式運動，獲得一種電極旋振式高能微弧火花數(shù)控化沉積工藝；

四、本實施方式可以用來通過高能微弧火花沉積工藝制備平面涂層和復(fù)雜曲面涂層；

五、本實施方式可以實現(xiàn)涂層在數(shù)控代碼控制下，按照既定的沉積路徑，電極以設(shè)定振動頻率和轉(zhuǎn)速，通過旋振運動方式實現(xiàn)涂層的數(shù)控化制備。

本實施方式可獲得一種主軸—擺錘驅(qū)動電極旋振式高能微弧火花沉積刀柄。

具體實施方式二： 本實施方式與具體實施方式一的不同點是：所述的刀柄1為工業(yè)常用的銑削刀柄：有扁尾莫氏圓錐孔刀柄、無扁尾莫氏圓錐孔刀柄、強力夾頭刀柄、彈簧卡頭刀柄、自動換刀工具錐柄、削平型工具刀柄。其他與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一或二的不同點是：所述的絕緣軸根據(jù)所用刀柄的不同，其刀柄加持部2-1可為圓柱面或錐度面。其他與具體實施方式一至二相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一至三的不同點是：所述的絕緣軸2的材質(zhì)為尼龍或聚四氟乙烯；所述的金屬活塞筒4的材質(zhì)為導(dǎo)電良好的金屬材料：銅質(zhì)、鋁質(zhì)或鋼質(zhì)。其他與具體實施方式一至三相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一至四的不同點是：所述的電極轉(zhuǎn)速通過數(shù)控銑床主軸的轉(zhuǎn)速控制。其他與具體實施方式一至四相同。

具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一至五的不同點是：所述刀柄轉(zhuǎn)速增大時，擺錘帶動電極向上運動，刀柄轉(zhuǎn)速減小時，擺錘帶動電極向下運動。其他與具體實施方式一至五相同。

具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式一至六的不同點是：所述的電極的上下振動通過數(shù)控程序控制主軸轉(zhuǎn)速，通過主軸的高速—低速旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電極的上—下振動。其他與具體實施方式一至六相同。

具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式一至七的不同點是：所述的沉積電源正極軸承3用來連接高能微弧火花電源正極，工件連接高能微弧火花電源負極。其他與具體實施方式一至七相同。

具體實施方式九：本實施方式與具體實施方式一至八的不同點是：所述的金屬活塞筒4頂緊沉積電源正極軸承3內(nèi)圈，確保電極與沉積電源正極軸承接線柱3-1為同一電位。其他與具體實施方式一至八相同。

具體實施方式十：本實施方式與具體實施方式一至九的不同點是：所述的小軸承7的滾動摩擦保證活塞11能在擺錘5的帶動下快速響應(yīng)其上下振動。其他與具體實施方式一至九相同。