一種工具電極自動補償的放電磨削加工裝置及方法與流程
2023-12-05 04:36:46 3
本發明涉及電加工技術領域，特別涉及一種工具電極自動補償的放電磨削加工裝置及方法。
背景技術：
隨著科技的發展，高速鋼、硬質合金、金屬基複合材料等超硬材料大量湧現，該類材料被日益廣泛的應用於航天航空、電子、汽車等工業領域，然而該類材料屬於典型的難加工材料，採用傳統的磨削加工方法難以對該類材料進行有效的加工。
放電加工法具有不受工件材料硬度的影響，加工精度高等優點，是加工超硬材料的有效方法之一。然而若直接將傳統的放電加工工藝引入到超硬材料的磨削加工領域，由於電火花放電效應在去除工件材料的同時也會去除工具電極材料，因此加工過程中工具電極的放電損耗將無法避免，持續的工具損耗將極大的影響加工精度和加工質量，並提高加工成本。
因此，如何在放電磨削加工過程中，能夠對工具電極的損耗進行有效修復，從而提高加工精度和加工質量是本領域技術人員亟需解決的技術問題。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種工具電極自動補償的放電磨削加工裝置，放電加工過程中，能夠對電極損耗進行有效補償，從而提高加工精度和加工質量。
本發明的另一目的還在於提供一種工具電極自動補償的放電磨削加工方法。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種工具電極自動補償的放電磨削加工裝置，包括工作檯，設置在所述工作檯上且用於夾持待加工工件並使其相對所述工具電極沿平行於所述工作檯所在平面移動的夾具，且所述待加工工件與所述工具電極之間的距離可調，還包括電極修復裝置,所述電極修復裝置包括工具電極，和設置在所述工具電極的上部且與所述工具電極相配合的塗覆輥，以及導電流體供應裝置，所述導電流體供應裝置設置在所述塗覆輥的上部，且所述導電流體供應裝置的底部開設有用於流出導電流體的洩流孔，並且所述塗覆輥與所述工具電極的旋轉方向相反，以便於塗覆層的形成；所述塗覆輥的軸心與所述工具電極的軸心平行，所述工作檯上設置有用於盛放工作液的凹槽，所述待加工工件與所述工具電極的放電加工部內置於所述凹槽內。
優選的，所述工作液的高度高於所述待加工工件與所述工具電極的放電加工部的高度。
優選地，還包括用於將所述塗覆層固化成導電流體固化層的導電流體固化器，且所述導電流體固化器設置在所述工具電極的上部。
優選地，所述工具電極為圓柱狀，且所述工具電極的中部設置有用於帶動所述工具電極做旋轉運動的轉軸。
優選地，所述轉軸上安裝有導電刷，所述導電刷與電源的一極相連；所述待加工工件與所述電源的另一極相連。
優選地，所述工作檯連接有控制裝置，所述控制裝置用於控制所述夾具帶動所述待加工工件相對所述工具電極沿平行於所述工作檯所在的平面移動和控制所述待加工工件與所述工具電極的間隙的調節。
優選地，所述導電流體為導電銀漿，導電銅漿或者導電碳漿。
綜上所述，上述工具電極自動補償的放電磨削加工裝置，通過導電流體供應裝置向工具電極上動態塗覆導電流體形成塗覆層，當工具電極上的塗覆層在放電加工過程中，由於放電出現損耗時，隨著工具電極的旋轉，將不斷有新的導電流體被塗覆到工具電極的表面，從而能對塗覆層的放電損耗進行及時的修復，使得在放電加工過程中，工具電極的幾何形狀能得以及時的恢復和保持；同時通過工作檯上設置夾緊待加工工件的夾具，使待加工工件相對工具電極沿平行於工作檯所在平面移動，且待加工工件與工具電極之間的距離可調，從而實現了對工件的穩定放電磨削加工。
另外，本發明還提供了一種工具電極自動補償的放電磨削加工方法，該方法包括：
塗覆導電流體，在可旋轉的工具電極的表面動態塗覆導電流體；
形成導電流體固化層，對所述塗覆導電流體進行固化，形成導電流體固化層；
放電磨削加工，接通電源，所述電源的兩極分別與所述工具電極和待加工工件接通，所述待加工工件能夠相對所述工具電極沿平行於所述工作檯所在的平面移動，且所述待加工工件與所述工具電極的間隙可調節，所述導電流體固化層對所述待加工工件進行放電磨削加工；
補償導電流體固化層，當所述工具電極上的導電流體固化層被電火花蝕除時，所述工具電極按照所述塗覆導電流體和所述形成導電流體固化層不斷恢復被蝕除的所述導電流體固化層，以實現工具電極的動態自修復。
由於上述方法採用了上述工具電極自動補償的放電磨削加工裝置的核心思想，該工具電極自動補償的放電磨削加工裝置具有上述技術效果，具有該裝置的核心思想的方法也應具有相應的技術效果，在此不再贅述。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見的，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例中所公開的工具電極自動補償的放電磨削加工裝置的放電加工原理圖的正面結構示意圖；
圖2為圖1的A處的局部放大圖；
圖3為本發明實施例中所公開的工具電極自動補償的放電磨削加工裝置的放電加工原理圖的側面結構示意圖；
圖4為圖3的右側向視結構示意圖；
圖5為本發明實施例中所公開的工具電極自動補償的放電磨削加工裝置的磨削結構的示意圖；
圖6為本發明實施例中所公開的工具電極自動補償的放電磨削加工方法的流程圖。
其中，各部件名稱如下：
1-工具電極，11-轉軸，12-導電流體固化層，2-塗覆輥，3-導電流體供應裝置，4-導電流體，5-導電流體固化器，6-工作液，7-電源，8-待加工工件，9-導電刷，10-凹槽，13-夾具，14-工作檯,15-控制裝置。
具體實施方式
本發明的核心在於提供一種工具電極自動補償的放電磨削加工裝置，能夠對電極損耗進行有效修復，從而提高加工精度和加工質量。
本發明的另一核心還在於提供一種工具電極自動補償的放電磨削加工方法。
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。
如圖1-5所示，本發明實施例中所公開的工具電極自動補償的放電磨削加工裝置，包括工作檯14，設置在工作檯14上且用於夾持待加工工件8並使其相對工具電極1沿平行於工作檯所在平面移動的夾具13，且待加工工件8與工具電極1之間的距離可調，還包括電極修復裝置,電極修復裝置包括工具電極1，和設置在工具電極1的上部且與工具電極1相配合的塗覆輥2，以及導電流體供應裝置3，導電流體供應裝置3設置在塗覆輥2的上部，且導電流體供應裝置3的底部開設有用於流出導電流體4的洩流孔，並且塗覆輥2與工具電極1的旋轉方向相反，以便於塗覆層的形成；塗覆輥2的軸心與工具電極1的軸心平行，工作檯14上設置有用於盛放工作液6的凹槽10，待加工工件8與工具電極1的放電加工部內置於凹槽10內。
相比於背景技術介紹內容，上述工具電極自動補償的放電磨削加工裝置，通過導電流體供應裝置向工具電極上動態塗覆導電流體形成塗覆層，當工具電極上的塗覆層在放電加工過程中，由於放電出現損耗時，隨著工具電極的旋轉，將不斷有新的導電流體被塗覆到工具電極的表面，從而能對塗覆層的放電損耗進行及時的修復，使得在放電加工過程中，工具電極的幾何形狀能得以及時的恢復和保持；同時通過工作檯上設置夾緊待加工工件的夾具，使待加工工件相對工具電極沿平行於工作檯所在平面移動，且待加工工件與工具電極之間的距離可調，從而實現了對工件的穩定放電磨削加工。
當然這裡需要說明的是，由於磨削加工的進給量一般較小，因此工具電極可以調整至待加工工件的上方，並調整好放電間隙，進行放電加工。
進一步地，上述工作液6的高度高於待加工工件8與工具電極1的放電加工部的高度。在放電加工過程中，工作液6向待加工區域提供工作介質，一方面使得待加工區域的放電條件能得以穩定地建立，另一方面液體還能及時帶走加工產物以及加工產生的熱量。需要說明的是，凹槽10的下部設置有排液孔，可將使用後的工作液6進行循環利用。需要說明的是，通過上述工作液直接浸沒待加工工件和工具電極的方式實現放電加工僅僅是本發明實施例的一種優選的舉例，還可以是工具電極和待加工工件之間實時噴射工作液(工作介質)的方式實現放電加工。
進一步的技術方案中，還包括用於將塗覆層固化成導電流體固化層12的導電流體固化器5，且導電流體固化器5設置在工具電極1的上部。通過設置導電流體固化器，對塗覆層固化，以便於形成導電流體固化層，由於導電流體固化層為固體形態，使得放電加工的放電間隙更加精準。當然可以理解的是，上述塗覆層還可以是不通過導電流體固化器進行固化，導電流體可以是具有自動快幹的導電流體，也可以是具有一定粘度的導電流體，只不過本發明實施例優選採用上述導電流體固化器進行固化的方式而已。需要說明的是，上述導電流體固化器的固化方式可以是通過光固化的方式在工具電極的表面動態形成一層導電流體固化層，也可以是通過本領域技術人員常用的其他固化方式，比如鼓風機或烘乾等方式。
另外需要說明的是，如圖3所示，工具電極的表面根據導電流體的塗覆、固化、損耗等狀況將會出現以下幾個區域：導電流體塗覆區域Ⅰ，導電流體固化區域II，導電流體固化層12對工件進行放電加工的區域Ⅲ，放電損耗後的導電流體固化層的區域IV。當進行放電磨削加工時，在導電流體固化層與待加工工件的加工區域之間存在間隙，導電流體固化層12對待加工工件8進行加工，放電加工的局部放大圖如圖2所示，加工過程中工具電極1上經導電流體固化器5固化形成的導電流體固化層12對待加工工件8進行放電加工，工具電極1上的導電流體固化層12被電火花蝕除，並且由於導電流體4不斷被動態的塗覆在工具電極上，使得被蝕除的導電流體固化層12不斷被恢復從而實現工具電極的動態自修復。
進一步地，上述工具電極1為圓柱狀，且該工具電極1的中部設置有用於帶動工具電極1做旋轉運動的轉軸11。當然可以理解的是上述轉軸帶動工具電極旋轉僅僅是本發明實施例的一種優選的舉例，還可以是工具電極通過夾緊裝置固定旋轉的方式，或本領域技術人員常用的其他方式實現旋轉。
進一步地，上述轉軸11上安裝有導電刷9，該導電刷9與電源7的一極相連；上述待加工工件8與電源7的另一極相連。需要說明的是，導電刷9均可以與電源7的正極相連，也可以與電源7的負極相連以實現不同極性加工。當然可以理解的是當上述導電刷9與電源的正極相連時，待加工工件與電源7的負極相連；當上述導電刷9與電源的負極相連時，待加工工件與電源7的正極相連。
進一步地，上述工作檯14連接有控制裝置15，控制裝置15用於控制夾具13帶動待加工工件8沿工具電極1的軸心方向運動和控制待加工工件8與工具電極1的間隙的調節。通過設置控制裝置使得夾具的運動方向的調節更加方便靈活。
進一步地，上述導電流體4為導電銀漿、導電銅漿或者導電碳漿。當然上述僅僅是本發明實施例對於導電流體的優選的舉例，還可以是本領域技術人員常用的其他導電流體，比如各種導電油墨，都可以實現對損耗電極的修復。
另外，如圖6所示本發明還提供了一種工具電極自動補償的放電磨削加工方法，該方法包括：
塗覆導電流體100，在可旋轉的工具電極的表面動態塗覆導電流體；
形成導電流體固化層200，對所述塗覆導電流體進行固化，形成導電流體固化層；
放電磨削加工300，接通電源，所述電源的兩極分別與所述工具電極和待加工工件接通，所述待加工工件能夠相對所述工具電極沿平行於所述工作檯所在的平面移動，且所述待加工工件與所述工具電極的間隙可調節，所述導電流體固化層對所述待加工工件進行放電磨削加工；
補償導電流體固化層400，當所述工具電極上的導電流體固化層被電火花蝕除時，所述工具電極按照所述塗覆導電流體和所述形成導電流體固化層不斷恢復被蝕除的所述導電流體固化層，以實現工具電極的動態自修復。
由於上述方法採用了上述工具電極自動補償的放電磨削加工裝置的核心思想，該工具電極自動補償的放電磨削加工裝置具有上述技術效果，具有該裝置的核心思想的方法也應具有相應的技術效果，在此不再贅述。
以上對本發明所提供的工具電極自動補償的放電磨削加工裝置及方法進行了詳細介紹。需要說明的是，本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。