一種對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置製造方法
2023-06-08 01:59:26 1
一種對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置，包括加工電源、用於裝夾工件的工件夾具，還包括：外緣電極，固定在工件的待加工外表面四周，其內壁與工件外緣相隔一定的間隙；進給系統，一端設置有電機，側壁設置有在電機的驅動下可在預定行程範圍內沿直線往復運動的磁極夾具；環形磁極組，固定設置在所述磁極夾具上，並相隔一定間隙地包圍外緣電極的外壁；控制系統，通過電路與電機及加工電源連接；所述加工電源的兩個電極分別與工件和外緣電極連接，所述外緣電極與工件的待加工外表面之間設置有導電磁粉。本發明可用於對形狀複雜的外表面進行粗化、改性、強化等，也可用於對形狀複雜的外表面進行塗覆，其效率高，成本低。
【專利說明】—種對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明屬於電加工領域，特別涉及一種對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置。
【背景技術】
[0003]隨著經濟技術的發展，各種具有複雜形狀外表面的器件在生產和生活中得到了廣泛的應用，研究表明，對此類器件的外表面進行二次加工處理，比如在器件的外表面上製造各種微結構，對器件的外表面進行強化，或者在器件的外表面上形成塗層等，能有效提高此類器件的功能，具有極大的現實意義，例如，如果能在應用於各工業領域的散熱片外表面製造出微小的結構，便能有效地增大傳熱表面積，從而有效地提高傳熱的效率，然而由於此類表面的形狀非常複雜，採用現有的切削、磨削、雷射、水射流等加工方法和手段很難有效地對此類表面進行有效的二次加工，因此需要探索新的技術滿足此類難加工外表面的二次加工的要求。
[0004]電火花加工法已經在工業領域得到了廣泛的應用，可用於零件的的成型、表面的改性、強化、以及在零件表面製造功能塗層等。
[0005]然而若採用傳統的成型電極放電加工方法對形狀複雜的外表面進行加工，要求必須先製造出剛性的成型電極，由於成型電極在製作、安裝方面均具有相當的難度，另外電火花加工過程還存在工具電極的損耗，因此採用成型電極電火花法加工形狀複雜的外表面不僅費時而且成本高昂。
[0006]若採用電火花線切割的方法加工形狀複雜的外表面，雖然可以避免耗費大量的成本進行成型電極的製作的問題，也可以忽略工具電極的損耗對加工過程的影響，然而該方法加工速度極低，難以滿足實際生產的需要。
【發明內容】
[0007]針對上述技術問題，本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。
[0008]本發明的目的是提供一種結構簡單，效率高、成本低的對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置。
[0009]本發明採用如下技術方案:
一種對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置，包括加工電源、用於裝夾工件的工件夾具,還包括:
外緣電極，通過電極夾具固定在工件的待加工外表面四周，將工件包圍，所述外緣電極內壁與工件外緣相隔一定的間隙；
進給系統，所述進給系統的一端設置有電機，側壁設置有在電機的驅動下可在預定行程範圍內沿直線往復運動的磁極夾具； 環形磁極組，固定設置在所述磁極夾具上，並相隔一定間隙地包圍外緣電極的外壁，且可在磁極夾具的帶動下沿外緣電極的軸線做直線往復運動；
控制系統，通過電路與電機及加工電源連接；
所述加工電源的兩個電極分別與工件和外緣電極連接，所述外緣電極與工件的待加工外表面之間設置有由鐵粉或鎳粉為材料的導電磁粉。
[0010]進一步地，所述工件的底部還設置有用於隔離工件與外緣電極的絕緣擋板。
[0011]進一步地，所述工件夾具與工件的接觸面之間、外緣電極與電極夾具的接觸面之間均為絕緣的。
[0012]進一步地，還包括向外緣電極與工件的外表面之間補充導電磁粉的磁粉供應系統，所述磁粉供應系統與控制系統通過電路相連接。
[0013]進一步地，還包括防粉罩，設置於所述工件上端的中心孔的入口處。
[0014]與現有技術相比，本發明的有益效果是:導電磁粉能自動適應並貼附於形狀複雜的工件外表面上，無需進行特別的控制，貼附於工件表面的磁粉能在磁極組的帶動下相對工件表面進行運動，並在運動的過程中對工件表面進行放電加工。
[0015]導電磁粉和磁極均獲取方便，價格低廉。
[0016]本發明無需進行複雜的電極的製作安裝，手段簡便易行，且可具有較大的加工面積，因而能獲得極快的加工速度，對提高具有複雜形狀外表面的零件的加工效率，促進該類零件的工業應用具有積極的意義。
[0017]本專利技術手段簡便易行，具有積極的技術效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明實施例1的機構示意圖。
[0019]圖2是圖1中A-A處剖視示意圖。
[0020]圖3是圖2中I處局部放大示意圖。
[0021]圖中:1_工件；2-外緣電極；3_導電磁粉；4_加工電源；5_絕緣擋板；6_磁極組；7-磁極夾具；8_磁粉供應系統；9_工件夾具；10_電極夾具；11-控制系統；12-進給系統；13-電機；14_工作檯；15_防粉罩。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和具體實施例對本發明的發明目的作進一步詳細地描述，實施例不能在此一一贅述，但本發明的實施方式並不因此限定於以下實施例。
[0023]實施例:
如圖1及圖3所示，一種對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置，包括加工電源4、用於裝夾工件I的工件夾具9,還包括:
外緣電極2，通過電極夾具10固定在工作檯14上，並將工件I的待加工外表面包圍，所述外緣電極2內壁與工件I外緣相隔一定的間隙
進給系統12，所述進給系統12的一端設置有電機13，側壁設置有在電機13的驅動下可在預定行程範圍內沿直線往復運動的磁極夾具7 ；
環形磁極組6，固定設置在所述磁極夾具7上，並相隔一定間隙地包圍外緣電極2的外壁，且可在磁極夾具7的帶動下沿外緣電極2的軸線做直線往復運動；
控制系統11，通過電路與電機13及加工電源4連接；
所述加工電源4的兩個電極分別與工件I和外緣電極2連接，所述外緣電極2與工件I的待加工外表面之間設置有由鐵粉或鎳粉為材料的導電磁粉3。
[0024]進一步地，所述工件I的底部還設置有用於隔離工件I與外緣電極2的絕緣擋板5。
[0025]進一步地，所述工件夾具9與工件I的接觸面之間、外緣電極2與電極夾具10的接觸面之間均為絕緣的。
[0026]進一步地，還包括向外緣電極2與工件I的外表面之間補充導電磁粉3的磁粉供應系統8，所述磁粉供應系統8與控制系統11通過電路相連接。
[0027]進一步地，還包括防粉罩15，設置於所述工件I上端的中心孔的入口處。
[0028]本實施例所提供的對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置的操作過程及工作原理如下:
(1)通過工件夾具9將工件I固定在工作檯14上，通過電極夾具10將外緣電極2同軸地固定在工件I的待加工外表面四周；
(2)通過磁粉供應系統8向外緣電極2和工件I待加工外表面之間供應適量的導電磁粉3，使得導電磁粉3和工件I待加工外表面有效貼合。
[0029](3)加工過程中，工件I連接加工電源4的正極，外緣電極2連接加工電源4的負極(或者根據實際加工的需要，工件I也可以接加工電源4的負極，而外緣電極2連接加工電源4的正極)；
(4)加工過程中，磁極組6固定在磁極夾具7上，進給系統12驅動磁極夾具7帶動磁極組6進行直線運動，導電磁粉3在磁極組6的帶動下在工件I的待加工外表面上滑動，並在與之貼合的外表面處形成火花放電效應，從而實現對工件I外表面進行放電加工的目的，加工中可通過控制放電參數，如放電加工電壓、放電加工電流、脈衝寬度、脈衝間隔等對加工程度進行控制。
[0030]在導電磁粉3的放電加工過程中，導電磁粉3的放電損耗，可以通過磁粉供應系統8補充導電磁粉3，磁粉供應系統8補充的導電磁粉3的量可根據實際的加工情況通過控制系統11進行控制。
[0031 ] 加工過程中，導電磁粉3能自動適應各種複雜形狀的工件外表面，在導電磁粉3與工件I表面的相對運動過程中，對工件I的外表面進行放電加工。
[0032]導電磁粉即可在空氣、氬氣等氣體中放電，也能在去離子水、乳化液等液體中放電，本裝置可用於各種形狀複雜的外表面的粗化、改性、強化等，也可用於對各種形狀複雜的外表面進行塗覆。
[0033]加工過程中，外緣電極2和工件I之間的磁粉雖然會不斷被放電效應去除，然而導電磁粉3能通過磁粉供應系統8進行不斷的補充，使得導電磁粉能有效地保持和工件表面的貼合狀態，從而保證加工能得以持續進行。
[0034]加工過程中設置在工件I上端的中心孔的入口處的防粉罩15能有效防止導電磁粉3進入工件的內孔。
[0035]在加工中為適應不同的加工要求，磁極組6的運動速度可通過控制系統11對電機13的作用來進行調節。此外，可通過數據採集卡監測加工電信號，以實現對加工過程的控制。
[0036]本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置，包括加工電源(4)、用於裝夾工件(1)的工件夾具(9)，其特徵在於，還包括: 外緣電極(2)，通過電極夾具(10)固定在工件(I)的待加工外表面四周，將工件(I)包圍，所述外緣電極⑵內壁與工件⑴外緣相隔一定的間隙； 進給系統(12)，所述進給系統(12)的一端設置有電機(13)，側壁設置有在電機(13)的驅動下可在預定行程範圍內沿直線往復運動的磁極夾具(7)； 環形磁極組(6)，固定設置在所述磁極夾具(7)上，並相隔一定間隙地包圍外緣電極(2)的外壁，且可在磁極夾具(7)的帶動下沿外緣電極(2)的軸線做直線往復運動； 控制系統(11)，通過電路與電機(13)及加工電源⑷連接； 所述加工電源⑷的兩個電極分別與工件⑴和外緣電極⑵連接，所述外緣電極(2)與工件(I)的待加工外表面之間設置有由鐵粉或鎳粉為材料的導電磁粉(3)。
2.根據權利要求1所述的對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置，其特徵在於:所述工件(I)的底部還設置有用於隔離工件(I)與外緣電極(2)的絕緣擋板(5)。
3.根據權利要求1所述的對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置，其特徵在於:所述工件夾具(9)與工件(I)的接觸面之間、外緣電極(2)與電極夾具(10)的接觸面之間均為絕緣的。
4.根據權利要求1所述的對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置，其特徵在於:還包括向外緣電極⑵與工件⑴的外表 面之間補充導電磁粉⑶的磁粉供應系統(8)，所述磁粉供應系統(8)與控制系統(11)通過電路相連接。
5.根據權利要求1所述的對形狀複雜的外表面進行放電加工的裝置，其特徵在於:還包括防塵罩(15)，設置於所述工件(I)上端的中心孔的入口處。
【文檔編號】B23H1/00GK103692034SQ201310702722
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】劉江文, 郭鍾寧, 孫書偉, 陳日 申請人:華南理工大學